项蕾
摘 要：本文梳理了国内外城市防洪防内涝的发展现状，给出城市绿色防汛的基本理念，结合北京城区规划和排水设施现状，阐述如何针对雨水收集的前端、中端和末端，从结构、布局和技术三个层面进行发力，并对石景山和丰台两区的实践提出几点设想。
关键词：城市绿色防汛;结构规划;布局调整;技术改革;前中末端
1城市绿色防汛概述
当前水污染防治已经提高到国家战略层面，黑臭水体治理在北京已经取得了一定成果，建成区基本实现旱季污水不入河。但降雨时的初期雨水径流、合流制污水溢流及污水处理厂溢流入河污染成为亟待解决的问题。
1.1城市绿色防汛的由来和历史沿革
1.1.1美国城市雨水管理理念
20世纪50 年代至今，美国城市雨水管理主要经历三次转变：从最初的“以排为主”向削减城市径流污染总量和峰值流量转变;后注重依靠管道末端设施如调节塘等集中管理雨水;再到现如今进行的“雨水源头管理重要性远大于后期治理”的低影响开发（LID）源头控制。
1.1.2美国城市雨水径流管理措施
（1）实施雨污水分流系统，如伯灵顿合流制排水系统服务面积2.9 平方英里，从1970-2017 年完成所有分流制改造;
（2）建立合流制存贮设施，包括初级处理、存储后排入受纳水体，如佐治亚州亚特兰大合流制排水系统服务面积19 平方英里，建2个储存和处理系统，目前已经达到60%溢流污水和75%固体污染得到处理。
（3）实施低影响开发（LID）以减少雨水径流流入排水系统。关键在于原位收集、自然净化、就近利用或回补地下水，一般通过构建屋面雨水系统、雨水调蓄系统、植草沟、雨水花园、下凹式绿地、透水路面、低影响街道等手段实现。如马里兰州乔治王子郡的雨水花园工程、华盛顿首府西雅图市的绿色雨水街道“海街Sea Street”工程，和旧城区改造“High Point”工程以及俄勒冈州首府波特兰市的雨水花园工程等。
（4）美国合流溢流污染控制条例
美国环保局水司在1989 年8 月10 日发布合流溢流污染控制对策[2]（54 联邦登记号37370）。该对策将合流溢流当作点源污染，列入国家污染排放许可和清洁水法控制之列。要求合流排水区采用一级沉淀处理至少85%合流下水道溢流废水，假定此时能够达到国家清洁水法的要求。
1.1.3国内海绵城市
2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出;城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，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。提升城市生態系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。国务院办公厅2015年10月印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》，部署推进海绵城市建设工作。
1.1.4《水污染防治行动计划》（水十条）
国务院2015年4月发布：以改善水环境质量为核心，按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”原则，贯彻“安全、清洁、健康”方针，强化源头控制，水陆统筹、河海兼顾，对江河湖海实施分流域、分区域、分阶段科学治理，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。
1.1.5北京“三线一单”规划
《十三五环境影响评价改革实施方案》：2016年7月由环保部发布。以生态保护红线，环境质量底线，资源利用上线和环境准入负面清单为手段，强化空间、总量、准入环境管理。根本目的是协调好发展与底线关系，确保发展不超载，底线不突破。
1.2城市绿色防汛的定义
1.2.1集团防汛体系
北京城市排水集团自建立之初，一直在探索如何科学、长远地解决城市内涝问题，目前已在科技防汛、智慧防汛方面积累了一定的经验，而城市绿色防汛作为集团防汛体系又一战略目标，将和人文防汛一起，共同构成北京排水集团城市防汛新体系，即科技防汛、智慧防汛、绿色防汛和人文防汛。
1.2.2城市绿色防汛定义
绿色防汛可以定义为：如何通过结构性调整，布局的优化，技术的改进，在雨水收集的前端、中端和末端同时发力，在城市防洪的主要目标的基础上，进而协同的实现提升城市水源涵养功能，提高水资源的利用效率，改善水质，修复水生态，减少污染物以及污水处理厂的污泥固废排放的整体理念。
1.2.3构建城市绿色防汛的意义
北京排水集团作为中国排水行业的龙头企业，理应率先建立起城市绿色防汛的整体理念，旨在响应国家和北京是发展号召，为排水行业树立未来的发展方向，协助政府、协同规划建设运营单位一起，通过制定标准、促进立法，参与规划、设计实施，再到可持续发展的高效运维，分阶段分步骤实施，打造北京碧水蓝天，鱼翔浅底的美好生活空间。
2国内外城市绿色防汛的现状
2.1概括描述国内外城市绿色防汛的总体状况
2.1.1美国马里兰州
乔治王子郡的雨水花园工程是马里兰州作为美国低影响开发技术最先一批试点的成功案例，该州要求新建建筑要有排放许可permit，由美国环保局来监管发证，从设计、开发、应用、监管等方面进行管理。
2.1.2新加坡
新加坡的水敏城市将功能性设施和生活方式相结合，成为自然系统的一部分。综合环境、社区，增强社会凝聚力的可持续发展空间，提高人民对水体的主人翁意识。同时提出强制性指标，所有的新建和重建地区必须通过计算设立源位调蓄和滞留设施削减雨水径流量，并规定排入市政管网的雨水流量不得超过该地区峰值流量的65%-75%。如图1所示。
2.2 国内城市的典型案例
2.2.1香港“雨水排放系统整体计划”
通过建立较为完善的雨水排放系统，升级排水管道提升抗洪能力;建设雨水隧道，将雨水直接引流入大海，减轻排水系统负荷;建设蓄水设施，在积水地区暂存部分雨水，再利用水泵排出储存雨水。排放系统形成一个立体结构，包括横向疏通的雨水排放隧道，和纵向建造的蓄洪设施及雨水泵房。通过智能水闸系统实时监控水位，及时调整上下游的蓄水，来减少洪灾出现。
2.2.2湖南常德市海绵城市建设试点
主要推进江河湖连通活水、绿化截污净水、道路小区蓄水、防涝减灾排水、水文化水旅游亲水等五大工程148个项目，总面积36.1平方公里，其中院落小区22.9平方公里、河湖水体3平方公里、道路广场绿地及其他公用设施10.2平方公里。
2.2.3北京市海绵城市建设
北京市海绵城市实施意见指出，小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解。通过海绵城市建设提高水环境质量，缓解雨洪内涝压力，促进水资源循环利用。通过增加储水空间，将雨水留下来;通过改造硬质铺装，将雨水渗下去;通过延长汇流路径，将雨水净化好。将北京建成宜居的、充满活力的、缺水地区建设海绵城市的典范，到2030年，建成区80%的面积能实现70%的雨水就地消纳。
3以北京为代表的现代化城市，实施绿色防汛的路径
3.1城市防汛过程中，绿色理念未得到有效实施
近些年北京防汛主要已解决城市内涝为主，历经2012年“7.21”，2016年“7.20”后，城区大部分易积水点的设施都得到了提升。通过泵站升级改造，断头管治理，河道疏浚治理等措施，城市内涝情况得到缓解，基本是“大管快排”的方式，较少考虑初期雨水的污染和雨水的“资源化”综合利用。主要体现在前端污染没有拦截，中端输送没有综合利用，末端生态涵养不足。
3.1.1前端污染：面源污染物、用户排放
（1）作为缺水城市，把降雨作为资源利用不够。对降雨资源利用的基础设施较为薄弱，城市不透水面积越来越多，地表径流大。大多数绿地都在路面以上，吸纳净化雨水能力差，不能涵养净化雨水，形成地表径流污染。（2）污染源复杂，包括垃圾、树叶、地表径流产生的悬浮物、COD等得不到有效控制。（3）垃圾清扫车渗滤水随意排放。（4）大部分社区、用户对雨水没有收集措施，雨水通过管道或径流全部外排;有收集设施的用户由于设施维护不到位，部分或全部失去功能。
3.1.2中端传输：排水管道、污水处理厂
（1）雨水口作为雨水收集设施也是垃圾收集的主要来源，通过汛前统一清掏及汛期着重补掏不能满足绿色防汛要求（2）对初期雨水污染无有效治理、拦截、调蓄措施，通过管道直接排入水体形成污染。（3）管道内沉积物在降雨时形成二次污染进入水体。（4）目前管网设施没有有效调蓄的空间，整体容量不足（5）存在雨污管混接、错接导致污水在降雨时越过截流设施进入水体（6）降雨时污水管道流量激增，通过截流管反灌入雨水管道进入水体，使河道的污染物远高于截流管可排入河道的污染物。（7）污水处理厂处理能力已经接近饱和，没有容量对多余雨水进行处理，雨污水通过溢流设施进入河道。
3.1.3末端涵养：河道
（1）城市河道渠化严重，几乎没有涵养净化功能。形成旱季没水可用，雨季有水不用现象。（2）部分河道变为暗涵，蓄水行洪能力大大减低。
3.2以北京为代表现代化城市实施绿色防汛的三个路径
秉承着对水环境改善的责任与担当，通过促进结构性调整，布局的优化，技术的改进来打造城市绿色防汛。
3.2.1在排水前端发力，参与结构的调整
（1）城市管理者以绿色防汛理念推广为主导，通过立法、强制性规范、实施政策等方面进行结构调整，如《关于推进海绵城市建设的指导意见》、《水污染防治行动计划》、《十三五环境影响评价改革实施方案》、《北京市城市总体规划（2016年—2035年）》等政策发布，以及后期通过专项立法等方式，在水污染防治、绿色基础设施建设，运营管理与监管等方面有了指导依据。
（2）丰台区和石景山区作为建设区，规划还不完善，结合新出台的“三线一单”的规划布局，将有大批量的新建、改建社区。对于新建和改建小区的雨污水排放许可，可作为下一步的工作重点。集团可从规划处着手，参与各区的政策结构调整，在现有排污许可体系下，建立新建小区雨水排放许可体系。首先，建立一整套指标评价体系，新建的小区人口密度、绿色容积率达到多少的时候，允许其接入现有管网。其次，监管实施，发挥产业链的优势建设一系列排水监测体系，最后形成数据库，建立评估体系，作为执行标准甚至是专项法规的支撑。第三、形成综合的客户服务体系，参与到社区的建设、改造、维护过程中，从而实现经济效益。
3.2.2加强中端调度，促进布局的优化
北京现有生态空间总量能达到约50%，但空间布局不合理，多在京郊懷柔密云山区、门头沟、延庆等地，城区分布相对较少，所以城市内的生态空间布局是否合理至关重要。
在基础设施上，根据法律，相关政策、标准，城市总体规划，综合考虑相关基础设施布局及作用。非建成区整体规划实现绿色基础设施布局，达到生态平衡效果。建成区利用现有设施，通过合理改造、扩建等方式，充分实现城市水资源的综合利用。（1）现有绿地的综合利用，通过下沉式绿地改造或地上绿地、地下调蓄的立体雨水利用体系，使土地资源能够充分利用。（2）结合现有泵站调蓄池布局，对周边设施进行绿色改造，达到调蓄池的综合利用。或建设新的调蓄空间时，与现有调蓄池综合考虑利用，达到区域内调蓄空间的综合利用，减少投资。（3）为趋于饱和污水处理厂规划预留用地，并考虑初期雨水的处理容量，通过改造升级减少污水溢流。（4）河道两侧保留绿化隔离带，增加水源涵养能力。（5）完善管网系统布局，通过合流改造，补全雨污水收集设施，提高总体保障能力。（6）通过优化防汛布控综合调度、泵站调蓄池错峰抽升达到节能减排。（7）建立生态泵站体系，保证泵站内产生雨水不外排，并采用产业链污泥固废作为基土培育绿植。
3.2.3夯实末端管控，广推技术的改进
在设计、建设、运维等方面，充分采取新技术、新模式，通过技术改革创新，实现排河口溢流污染控制，初期雨水全处理，达到改善水质目标。
（1）推进基础设施建设，通过绿色、灰色基础设施建设，减少地表面源污染，消减雨洪水峰值，实现雨水综合利用。（2）修建改建环形雨水管道蓄排水系统，增加区域管道收水排水能力，可以使新建区提高标准，缓解已建成区和旧区提标难问题。（3）设置排河口旋流分离器，有效减少固态垃圾及悬浮物。（4）截流管浮筒闸，减少污水通过截流管反灌雨水管道入河。（5）排河口垃圾拦截，有效减少固体垃圾入河。（6）改进雨水口清掏方式。（7）建设排河口大容量蓄水管道，通过修建容量蓄水管道代替调蓄池，结合浮筒闸有效存蓄初期雨水。（8）建设污水处理厂厂前调蓄池，缓解降雨时雨污水对水厂冲击，减少污水溢流。（9）通过溢流监测、隐患设施监测等手段建设多层次监测体系，实现动态管控。（10）建立数学模型，找到厂网一体化运行的最佳模式。
4城市绿色防汛在丰台区、石景山区的几点实践设想
根据丰台、石景山的设施、河道、水体特点，对丰台区、石景山区有以下几点设想：
（1）积极参与到两区城市规划中，将集团人文防汛、科技防汛、指挥防汛、绿色防汛等理念带入到城市规划中。
（2）积极参与社区建设，实现新建、改造社区雨水外排总量控制，并实施有偿代维工作。如首钢产业园區。
（4）从西南三环泵站，修建管道到北侧三环内的下沉式海绵蓄滞区，通过雨水泵站收集的雨水排入蓄滞区，过滤、回灌地下水。可以通过模型计算出在一定降雨时雨水泵站雨水完全“零”外排，全利用。
（5）水衙沟万丰湿地蓄滞洪区。结合现有湿地公园，通过改造形成可调蓄雨水峰值的蓄滞洪区。
（6）生态泵站、绿色泵站建设。结合集团重点工作，拟对丰台区六里桥雨水泵站、莲花池排涝泵站进行生态泵站建设。拟利用下凹式绿地、透水铺设、蓄水塘等，配合设施调蓄，实现泵站及周边道路雨水不外排，供院内生态景观回用。并采用产业链污泥固废作为基土培育绿植。
参考文献
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