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物理隔离方式在打造海绵城市中的应用分析

2022-04-22陈琼玲CHENQiongling

价值工程 2022年13期
关键词:调蓄东莞市海绵

陈琼玲CHEN Qiong-ling

(东莞市城建工程管理局,东莞 523000)

关健词:海绵城市;建设背景;目标、原则

1 工程介绍

五点梅水库群物理隔离水利工程位于东莞市长安镇北部边缘,长安镇北部多分布山脉、丘陵,面积为20916亩,占全镇总面积的16.6%,山脉以海拔513.4m的莲花山为主峰,全长约18km。水库库区地势总体北高南低,北部以山脉、丘陵为主,南部鱼塘、农田分布较广,库周建成区面积较大,平均高程约11m~15m。

全市多年平均降水量1693mm,多年平均水面蒸发量为1196mm,多年平均气温22.8℃,无霜日339d,平均日照时数为1961h,多年平均相对湿度77.0%,多年平均风速1.94m/s。

2 海绵城市建设背景

海绵城市是一个形象的比喻,是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,即城市能够像海绵一样,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。

2017年3 月,东莞市人民政府办公室印发《东莞市关于推进海绵城市建设的实施意见》(东府办〔2017)24号),要求深入贯彻落实党的十八大关于大力推进生态文明建设的重大战略部署,按照国家领导人提出的“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,以及海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”的功能要求,着力在城市规划建设中全面推广应用海绵城市技术,保护水环境、修复水生态、保障排水防涝安全、高效利用水资源,切实改善城市人居生态环境,推动城市节能减排,努力打造美丽幸福、生态宜居、人水和谐的现代化生态都市。

3 海绵城市建设目标及原则

建设海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。

3.1 海绵城市建设总体目标

①采用海绵城市理念指导城市开发建设,促进东莞市现代生态都市的建设;

②发挥东莞生态本底优势,保护原有岭南山水生态格局,加强生态控制线、蓝线、绿线保护力度,有序清退生态控制线内违法建筑,营造良好的生态环境;

③综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%以上的雨水就近消纳和利用。加强排水防涝设施建设,内涝防治标准达到50年一遇;

④水环境质量有效改善。近期完成污水次支管网建设,消除黑臭水体;远期基本建成分流制排水体制,旱季排水管道不得有污水进入水体,地表水环境质量达标率90%;

⑤建立常态化的海绵城市规划建设管控机制。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到海绵城市建设目标要求。到2030年,城市建成区80%以上的面积达到海绵城市建设目标要求。

3.2 东莞市海绵城市建设的原则

本项目东莞市五点梅水库群物理隔离水利工程围绕以上目标,在工程设计过程中贯彻海绵城市理念,促进东莞海绵城市建设,主要体现在以下几个方面:

3.2.1截排方案设计中充分体现海绵城市理念

本次物理隔离工程根据五点梅水库群流域水文条件、地形地貌、外排出路等因 素,按照“分片排涝、等高截流,留湖蓄涝、排蓄结合,立足自排”的原则综合确定排水方案,工程设计标准达到了东莞市海绵城市防洪排涝标准2030年目标值。推荐方案中充分利用工程范围内的地形条件,因地制宜、因势利导,设置了7个生态调蓄塘,利用其“渗、滞、蓄、净”的功能,一方面大幅削减了下排的洪峰流量,另一方面也对面源污染物进行了削减,有效削减了下排的洪峰流量,降低了水质污染风险。

3.2.2 渠道设计尽量采用生态化型式

①截渠或者清渠利用原有河道的,原则上不改变原河道走势,维持河道天然形态。岸线布置结合自然地形进行设计,少动土方,保留河道的原生性、断面的多样性、两岸的保留天然植被等,充分体现自然、生态的河道治理理念。

②工程设计中注意跟周边环境的协调,避免隔离措施生硬单调,渠道三面光,考虑工程生态、美观,体现人水和谐,按需求进行基础景观设计,非居民区、建成区遵循宜宽则宽的原则,保护生态环境,发挥水体的自净化功能。

③明渠尽量采用生态护岸,通过在堤岸设计堤岸绿化带、景观带、滨河湿地等各种海绵设施,调蓄、净化径流雨水,通过植被缓冲带接纳不透水面的径流雨水,最大可能削减径流流速和污染负荷。

3.2.3 生态堤采用生态护岸型式

生态堤设计中采用生态护岸。护岸结构设计中注意将防洪功能和生态景观相结合,在满足安全稳定的前提下实现工程造价的降低,充分考虑人们活动的亲水需求,尽量避免刚性硬质化,合理选择当地植物措施;尽可能采用天然建材护岸,营造生物缝隙,为其提供繁殖和生长环境与周边亲水道路形成绿色走廊。

3.2.4 结合生态调蓄塘的布置营造自然湿地系统

结合生态调蓄塘的布置,整合场地内破碎的湿地斑块,恢复自然湿地面积,让自然湿地成为生态系统的重要一环。分层次栽植湿地植物,以达到保持水土、涵养水源、营造物种多样性和生态观赏性的作用。调蓄塘尽量采用生态化驳岸,驳岸引用雨水花园的设计手法,在驳岸设计中放缓坡度,采用层层递进台阶型式驳岸,将水生植物种植在驳岸上,在美化驳岸的同时,也可以起到水体净化、稳定堤岸的作用,同时满足人的游玩需求。

3.3 工程措施适宜性

本工程为水资源保护工程,融合了水安全保障、水污染防治、水生态修复、水景观打造、智慧水管理等任务,为响应建设海绵城市的目标,本工程在设计过程中遵循设计指引,从排水方案布置、建筑物型式设计、水生态修复、景观设计等多个方面融入海绵城市措施,能够有效降低地表溢流漫流,可以起到减缓地表径流流速、将地表部分雨水向土中渗透和去除地表径流污染物的作用,使降雨可以尽可能的消纳和利用,有效控制面源污染,大大降低了地面排水系统的负荷。

4 打造东莞市海绵城市的措施和建议

4.1 打造海绵城市的相关措施

按照《东莞市供水安全保障规划》,拟将五点梅水库群作为珠三角工程东莞部分的调蓄水库之一,要求2024年前达到II类水质标准。但目前水库集水范围内有大片建成区,存在的问题有:①面源污染问题突出,现状水质较差;②集水范围内大面积建成区难以在短时间内拆除,水源保护区划无法落地;③拟划定饮用水源保护区内建设项目严格审批,现有居民建设用地需求无法保障。

通过建设物理隔离工程,将建成区50年一遇及以下设计暴雨产生的地表径流经调蓄和生态处理后转输至水库下游,可以:①有效削减面源污染和雨季合流管网溢流污染,促进水库水质达标;②人为改变水库排水分区,达到调整水源保护区的条件,将建成区划出水源保护区,一方面促进区划落地,另一方面避免大规模拆迁;③释放一部分建设用地,缓解用地紧张,避免社会矛盾。综上所述,建设五点梅水库群物理隔离工程解决上述问题是保障珠三角工程效益发挥和东莞市供水安全的需要,是十分必要且迫切的。

①按照《中华人民共和国水污染防治法》的有关规定,本物理隔离工程将拟划定一级水源保护区范围内的与供水和水资源保护无关的建设项目、二级保护区范围内的排放污染物的建设项目作为隔离对象。结合自然排水分区,将集中连片隔离对象(即建成区)划入隔离区,其它划入清水区(清水区中零星分布的建设项目根据法律规定拆除或关闭)。根据划分结果,五点梅水库群隔离区面积6.72km2,清水区面积8.18km2。

②遵从“让保护更充分,让发展可持续”理念,参照深圳市类似工程成功经验,本次物理隔离工程从促进水质达标、达到人为改变水库排水分区、防范突发水污染事故等因素考虑,确定截流规模为50年一遇,对应的24小时设计暴雨为385.4mm。

③基于隔离区划分结果和截流规模,本次项目可行性研究报告设置3个物理隔离截流线路布置方案,将3个方案从工程投资、防洪影响、协调难度等角度进行了比选,确定方案一为推荐方案。物理隔离方案结合水库连通方案,项目工程内容包括渠道15.6km、隔离墙3.4km、水闸11座、溢流堰1座、生态堤1.1km、生态调蓄塘清淤78.98万m3、调蓄塘护岸9.4km、芦花坑-五点梅水库连通涵1项。

④本工程总开挖量(以下为自然方)合计146.07万m3(包括围堰拆除2.69万m3),总填筑量合计48.44万m3,开挖料总利用量合计37.05万m3,总弃方合计89.97万m3(淤泥经脱水固化后),外购土料2.53万m3,石方1.57万m3,砂砾料7.29万m3。

⑤工程占地1301.33亩,其中永久占地1161.19亩,临时占地140.14亩。其中耕地53.27亩(旱地53.27亩)园地103.87亩(果园101.85亩,蕉园2.02亩),林地33.87亩(乔木林地5.34亩,灌木林地28.53亩),(其他草地19.95亩),工矿企业用地10.4亩(工业用地10.4亩),交通运输用地67.98亩(公路用 地67.98亩),水域及水利设施用地24.53亩(沟渠6.05亩,水工建筑用地17.43亩,水库水面1.05亩),其他土地987.46亩(鱼塘986.17亩,空闲地1.29亩)。涉及房屋拆迁29343.56m2。

⑥该工程实施后,拟成立东莞市五点梅水库群物理隔离工程管理处,对工程进行日常管护。综合考虑项目特性及提升科学管理的自动化水平,按“管养分离”的原则,初步拟定管理及运行养护人员8人,其中管理人员2人,运行养护人员6人。办公场所利用水库管理处现有建筑。

4.2 打造海绵城市的相关建议

4.2.1 建议尽快协调确定弃渣的处置方式

本工程经土方平衡后,工程施工共计产生弃渣89.97万m3(淤泥经脱水固化后),目前弃渣的处置方式尚未明确,建议由有关部门出具接收和处置弃渣的承诺书,以便满足项目立项和工程开工的前置条件,通过招标的方式市场化处理弃渣。

4.2.2 建议长安镇尽快研究莲花山等6座水库洪水出路问题

由于长安镇河道防洪能力有限,现状莲花山水库、莲花湖水库、新崖坑水库、杨梅水库、鲢鱼翁水库、鸡公仔水库等6座水库泄洪洪水经环山渠和湴田水库进入马尾和五点梅水库进行调蓄削峰,五点梅水库群作为水源地后,上述6个水库低于50年一遇标准洪水将不能再进入马尾水库和五点梅水库,需要新的洪水排放通道。建议长安镇结合实际另行开展专题研究上游6座水库涉及片区排洪问题,确保水库安全运行,综合论证后连同有关费用问题按“一事一议”方式呈报市政府研究审定。

4.2.3 建议尽快完成下游河道防洪达标改造

本物理隔离工程隔离区径流经调蓄削峰后,分别排往长安、虎门下游河道,在与水库联合调度之后,不会对下游河道防洪造成明显不利影响。但目前芦花坑水库泄洪渠下游大宁南涌、大沙河以及五点梅-马尾水库泄洪渠均达不到50年一遇的设计防洪标准,建议长安镇、虎门镇重新论证防洪排涝规划,确保2023年底前完成河道达标改造。

4.2.4 建议协商交通部门开展水源保护区内道路桥梁应急设施的建设和管养

《关于答复全国集中式饮用水水源地环境保护专项行动有关问题的函》(环办 环监函〔2018〕767号)阐明:“饮用水水源二级保护区内乡级及以下道路和景观步行道应做好与饮用水水体的隔离防护,避免人类活动对水质的影响,县级及以上公路、道路、铁路、桥梁等应严格限制有毒有害物质和危险化学品的运输,开展视频监控,跨越或与水体并行的路桥两侧建设防撞栏、桥面径流收集系统等应急防护工程设施”。五点梅水库周边目前有4条主要道路(如图1所示)。其中常虎高速公路为国家高速,经向管养单位东莞市路桥投资建设有限公司了解,常虎高速公路五点梅水库段已建设防撞栏和应急事故池。广深高速公路为国家高速,经向管养单位广深珠高速公路有限公司了解,目前五点梅水库段已建设防撞栏,但未建设应急事故池,桥面径流收集后沿桥墩排向地面后排入水库。莲湖路为县级公路,现状沿水库侧为人行道,有绿化带与水库隔离,路面有径流收集管网,但没有应急事故池。怀雅路为乡镇级道路,与水库之间有防护栏。

根据《关于答复全国集中式饮用水水源地环境保护专项行动有关问题的函》(环办环监函〔2018〕767号)的文件要求,本次物理隔离工程对广深高速公路五点梅段补充了应急事故池措施,对莲湖路与怀雅路交叉段(右上角)补充了应急事故池措施。建议下一阶段商交通部门进一步深化措施方案,并明确工程建设和管护的主体责任单位。

图1五点梅水库群周边公路情况

4.2.5 建议五点梅水库群隔离区逐步推进海绵城市改造和雨污分流

为进一步解决城市内涝、黑臭水体等问题,提高雨水收集利用率,建议五点梅水库群隔离区内的建成区结合棚户区和城乡危房改造、老旧小区有机更新等,逐步推进海绵城市改造和雨污分流,构建低影响开发雨水系统,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的海绵功能。

4.2.6 建议尽快开展水源保护区划工作

为确保在2023年底珠三角工程通水前五点梅水库群水源保护区划能够顺利落地,建议仿照深圳市水库水质保障工程的模式,在项目建议书获得政府批复后,由生态环境部门依据项目建议书组织编制五点梅水库群饮用水水源保护区划分方案,由东莞市人民政府核定后,报广东省人民政府审批。

5 结论

综上所述,五点梅水库群物理隔离水利工程为水资源保护工程,融合了水安全保障、水污染防治、水生态修复、水景观打造、智慧水管理等任务,采取的工程措施及设计理念符合《东莞市关于推进海绵城市建设的实施意见》(东府办〔2017〕24号)、《东莞市海绵城市专项规划》等文件的要求,采取的工程措施是适宜的,为东莞市打造成海绵城市作出了非常大贡献,打造成海绵城市后,也将给东莞市的经济带来提升。

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