海绵城市技术是如何从源头缓解城市内涝的?

2025年12月31日 16:39

  城市内涝是城市化进程中面临的突出问题,传统城市建设模式下,大量硬质化路面改变了自然生态本底和水文特征,雨水难以自然下渗,快速形成地表径流,超出排水管网承载能力,导致城市频繁出现“看海”现象。海绵城市技术作为一种新一代城市雨洪管理理念,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”六大核心措施,从源头有效缓解城市内涝,实现城市与自然的和谐共生。

  一、源头渗透:恢复自然水文循环

  传统城市建设使城市下垫面硬化,雨水无法自然下渗,只能随地表径流排入管网,增加了排水系统的压力。海绵城市技术通过改变路面、地面铺装材料,利用下沉绿地等绿色设施,从源头将雨水留下来并渗透下去。

  透水铺装是海绵城市源头渗透的重要手段之一。采用透水砖、透水混凝土等材料代替传统硬化路面,这些材料具有多孔结构,能够让雨水直接下渗,补充地下水。在城市道路、广场、停车场等区域广泛应用透水铺装,可有效减少地表径流,降低雨水对排水管网的冲击。同时,透水铺装还能减少地表积水,提高城市道路的通行安全性,降低因积水导致的交通事故风险。

  绿色屋顶也是海绵城市实现源头渗透的有效方式。在建筑屋顶种植植物,形成绿色植被层。绿色屋顶可以吸收雨水,延缓径流形成时间。植物根系和种植基质能够像海绵一样储存雨水,并在干燥时期缓慢释放,为植物生长提供水分。此外,绿色屋顶还具有保温隔热的作用,能够降低建筑物的能耗,改善城市热岛效应。通过在城市建筑中大规模推广绿色屋顶,可以从源头上减少雨水径流,减轻城市排水系统的负担。

  下凹式绿地是另一种重要的源头渗透设施。将绿地设计得低于周围路面,使其能够汇集和入渗来自路面和屋面的雨水。下凹式绿地通过微地形调节,让雨水慢慢地汇集到一个地方,增加雨水的下渗时间。同时,绿地中的土壤和植被能够过滤和吸附雨水中的污染物,净化雨水水质。下凹式绿地不仅能够有效增加雨水的下渗量,还能改善城市生态环境,为城市增添绿色景观。

  二、过程滞留:延缓径流峰值形成

  城市降雨通常以分钟或小时计,短历时强降雨对下垫面产生冲击,形成快速径流,积水攒聚导致内涝。海绵城市技术通过设置雨水花园、植草沟、雨水塘、雨水湿地等设施,实现雨水的滞留,延缓短时间内形成的雨水径流量,延缓径流峰值出现的时间,降低排水强度,缓解内涝灾害风险。

  雨水花园是一种浅凹坑状的生物滞留设施,内部配置丰富的景观植物,具有规则的形状。雨水花园能够收集和储存雨水,通过土壤和植物的过滤、吸附作用净化雨水,并使其缓慢下渗。在降雨过程中,雨水花园可以暂时储存大量雨水,减少地表径流的形成,待降雨结束后,再将储存的雨水缓慢释放到地下或排水系统中,从而延缓径流峰值,减轻排水管网的压力。

  植草沟是代替传统混凝土排水沟的一种生态排水设施,用植被覆盖的沟渠来输送、渗透和净化雨水。植草沟具有一定的坡度,能够引导雨水按照预定方向流动。在雨水流动过程中,植草沟中的植被和土壤能够吸收和过滤雨水中的污染物,同时减缓雨水的流速,增加雨水的下渗时间。植草沟还可以与雨水花园、下凹式绿地等设施相结合,形成一套完整的雨水滞留和净化系统,进一步提高城市对雨水的调蓄能力。

  雨水塘和雨水湿地是较大规模的雨水滞留设施。雨水塘通常是在地势较低的区域挖掘形成的池塘,用于收集和储存雨水。雨水湿地则是利用人工或自然湿地,通过湿地中的水生植物、微生物等对雨水进行进一步的净化和调蓄。雨水塘和雨水湿地不仅能够滞留大量雨水,降低径流峰值流量,还能为城市提供生态景观,改善城市生态环境,为野生动植物提供栖息地。

  三、源头蓄水:尊重自然地形调蓄

  海绵城市技术强调尊重自然的地形地貌,使降雨得到自然散落,恢复城市自然的水文调蓄功能。通过保护、恢复和改造城市建成区内河湖水域、湿地并加以利用,因地制宜建设雨水收集调蓄设施,降低径流峰值流量,为雨水利用创造条件。

  城市中的河湖水域和湿地是天然的雨水调蓄空间。海绵城市建设注重保护和恢复这些自然水体,维护其生态功能。通过清理河道、修复湿地生态等措施,提高河湖水域和湿地的调蓄能力。在降雨过程中,河湖水域和湿地能够储存大量雨水,减轻城市排水系统的压力。同时,这些自然水体还能够通过蒸发、渗透等方式调节城市气候,改善城市生态环境。

  因地制宜建设雨水收集调蓄设施是海绵城市源头蓄水的重要举措。在城市中建设雨水调蓄池、地下蓄水池等设施,用于储存雨水。雨水调蓄池可以在降雨时收集和储存雨水,待降雨结束后,将储存的雨水缓慢释放到排水系统中或用于城市绿化灌溉、道路冲洗等用途。地下蓄水池则利用地下空间储存雨水,不占用城市地面空间,具有较好的隐蔽性和稳定性。通过合理布局雨水收集调蓄设施,能够有效提高城市对雨水的调蓄能力,从源头缓解城市内涝。

  四、源头净化:减少面源污染

  初期雨水携带地面污染物直接排入河道,会造成面源污染,影响城市水环境质量。海绵城市技术通过建设初期雨水截流设施、综合整治河道、建设沿岸生态缓坡及开展河道清淤等措施,充分利用土壤、植被、绿地系统渗透来减少面源污染,改善城市水环境。

  初期雨水截流设施能够在降雨初期将含有大量污染物的雨水截流下来,避免其直接排入排水管网和河道。截流下来的雨水可以经过初步处理后,再排入后续的雨水处理设施或排水系统。综合整治河道包括清理河道垃圾、疏浚河道、修复河道生态等措施,提高河道的自净能力和排水能力。建设沿岸生态缓坡可以减缓雨水对河岸的冲刷,同时利用缓坡上的植被过滤和吸附雨水中的污染物。河道清淤则能够定期清理河道中的淤泥,减少淤泥对水质的污染,保持河道的畅通和水质的稳定。

  通过这些源头净化措施,海绵城市技术能够有效减少雨水径流中的污染物含量,改善城市水环境质量。同时,净化后的雨水还可以用于城市绿化灌溉、景观水体补给等用途,实现雨水的资源化利用,进一步提高水资源的循环利用率。

  五、源头用水:促进雨水资源循环利用

  海绵城市技术不仅注重雨水的滞留、渗透和净化,还强调雨水的合理利用。通过建设雨水收集回用系统,将一定汇水面积上的雨水通过收集系统收集起来,贮存于雨水收集池,经处理后用于绿化、冲厕、洗车等用途,促进雨水资源的循环利用,减少对外部水资源的依赖。

  雨水收集回用系统一般包括雨水收集、雨水储存、雨水处理和雨水回用等环节。雨水收集主要通过雨水管渠、雨水桶等设施将雨水收集起来;雨水储存则利用雨水收集池、地下蓄水池等设施将收集到的雨水储存起来;雨水处理根据雨水的用途和水质要求,采用过滤、沉淀、消毒等处理方法对雨水进行处理;雨水回用则是将处理后的雨水用于城市绿化灌溉、道路冲洗、冲厕等用途。通过雨水收集回用系统,海绵城市技术能够实现雨水资源的有效利用,提高水资源的循环利用率,缓解城市水资源短缺的问题。

  海绵城市技术通过源头渗透、过程滞留、源头蓄水、源头净化和源头用水等一系列措施,从源头有效缓解城市内涝。这些措施相互配合、协同作用,形成了一套完整的城市雨洪管理体系,实现了城市与自然的和谐共生。在未来的城市建设中,应进一步推广和应用海绵城市技术,提高城市的防洪排涝能力和水资源利用效率,打造更加宜居、韧性、可持续的城市环境。

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