萍鄉市海綿城市試點建設效果評價

王求華，王 許，石國強

（1.萍鄉市海綿設施管理處，江西 萍鄉，337000；2.萍鄉市水利水電勘察設計院，江西 萍鄉，337000；3.中規院（北京）規劃設計有限公司，北京，100044）

0 引言

海綿城市建設發展從“2015年全面規劃啟動”到“2019年系統化全域推進”，現已成為新型城鎮化建設的重要組成部分。效果評價是海綿城市建設重要的評價手段之一，可為海綿城市規劃、設計、建設及時提供數據支撐。目前，我國海綿城市建設效果評價工作尚處于起步階段，亟需構建科學合理的指標體系和評價模型[1]。萍鄉市海綿城市一體化管控平臺構建了基于在線智能雨量監測儀、在線智能流量監測儀、在線智能液位監測儀、在線智能懸浮物監測儀、在線智能溫濕度監測儀和物聯網等技術研發設計的一套在線監測管控系統。系統對易澇點、海綿設施、排水分區、河道等監測點的水位、流量、懸浮物和降雨量進行實時監測，通過實時在線監測設備所得的數據計算海綿城市建設評估指標，為科學評價海綿城市建設成效提供有力支撐。

1 基本情況

1.1 城市概況

萍鄉市位于江西省西部，為典型的江南丘陵型城市，國土總面積3 827km2，其中山地和丘陵分布廣泛，占全市總面積的81.6%。屬亞熱帶濕潤季風氣候區，多年平均降水量1 597mm，30年一遇24h降水量187 mm，10年一遇24h降水量176mm，歷史最大24h降水量226mm（1972年8月18日）。降水時空分布不均，時間上主要集中在4～6月，占全年降水量的42%；空間上南部多于北部，東部多于西部，山區多于平原。

1.2 海綿城市建設試點區選擇

萍鄉市是江南丘陵地區海綿城市建設的典型代表，通過對區域現狀問題、典型性與代表性、城市未來發展方向等分析，根據水環境及內澇等問題的嚴重程度[2]，最終選定了32.98km2海綿城市建設試點區范圍。

萍鄉市為老工礦城市，城市基礎設施陳舊，現狀存在的問題主要集中在水安全和水環境兩方面。水安全方面，內澇問題突出，是困擾城市發展和人居環境提升的一項頑疾，通過對萍鄉市海綿城市試點區排水系統進行建模分析，模擬30年一遇降雨情景下試點區內易澇積水點多達84處。城市水體環境質量方面，雖然中心城區河道水質總體良好，但由于排水系統不完善，溢流污染問題突出，中心城區萍水河段水質惡化趨勢不容忽視。

2 試點建設目標

2.1 年徑流總量控制率

依據萍鄉市氣象臺1985～2014年逐日降水量資料，剔除小于或等于2mm的降雨事件數據和全部降雪數據，將剩余的日降雨量由小到大進行排序，計算出萍鄉市年徑流總量控制率與對應設計降雨關系曲線圖（圖1）。綜合考慮政策文件要求、海綿城市建設試點區下墊面特征、土壤滲透能力、短歷時強降雨的特性、河湖水系現狀、初期雨水面源污染、治黑除澇需求、區域水資源狀況等因素[3]，將萍鄉市海綿城市建設試點區年徑流總量控制率目標設定為75%，對應設計降雨量為22.8mm。

圖1 年徑流總量控制率與設計降雨關系曲線圖

2.2 排水防澇標準

根據《城市排水（雨水）防澇規劃編制大綱》《室外排水設計規范》（GB50014）中的相關規定，參照《江西省萍鄉市城市防洪規劃報告》和《萍鄉市城市排水專項規劃》，確定萍鄉市城區排水防澇標準為30年一遇。

2.3 防洪標準

依據《防洪標準》（GB50201-2014）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017）及《江西省萍鄉市城市防洪規劃報告》，確定萍鄉市城區防洪標準為50年一遇。城區萍水河主河道防洪標準按照50年一遇洪水設防，其他支流按照20年一遇洪水設防。

3 試點建設內容

3.1 匯水分區與排水分區

結合萍鄉市城區水系分布情況，以自然流域為研究對象，將海綿城市建設試點區劃分為萍水河流域、五豐河流域和白源河流域三個匯水分區（圖2）。在匯水分區的基礎上，結合規劃區地形圖、水系規劃、排水（雨水）防澇綜合規劃以及路網結構等資料，進一步劃分排水分區，將海綿城市建設試點區劃分為15個排水分區（圖 3）。

圖2 試點區匯水分區劃分圖

圖3 試點區排水分區劃分圖

3.2 試點建設內容

萍鄉市海綿城市試點建設構建了以萍水河流域為核心的海綿城市試點建設體系。在海綿城市建設試點區范圍內以自然流域為基本單元統籌構建“上截—中蓄—下排”的大排水系統：在五豐河流域上游建設分洪隧洞，將部分洪水經赤山河引進萍水湖，用以解決萍水河與五豐河上游的山洪問題；在萍水河流域和五豐河流域中游分別建設萍水湖（調蓄庫容300萬m3）、玉湖（調蓄庫容50萬m3）、鵝湖（調蓄庫容 15萬 m3），削峰滯洪，緩解下游老城區的行洪壓力；在五豐河流域下游建設五豐河與鵝湖連通工程，將五豐河水引至鵝湖并抽排至萍水河，同時在五豐河匯入萍水河的河口新建五豐河排澇泵閘，減少萍水河頂托倒灌。海綿城市建設試點區劃分了6個項目片區，8大類建設項目，共167個子項目（見表1）。

表1 萍鄉市海綿城市試點建設工程項目匯總表

4 試點建設效果評價

4.1 年徑流總量控制率

年徑流總量控制效果的評估采用SCAD（Sponge City Aided Design）海綿城市輔助工具。SCAD與《海綿城市建設技術指南》緊密結合，包括對城市徑流產生量評估計算、城市面源污染負荷的評估計算以及各種調蓄及LID設施對城市徑流產生量、面源污染的消減量的模擬等一系列針對海綿城市規劃設計的功能。采用丹麥DHI的MIKE模型對海綿城市建設試點區各排水分區年徑流總量控制率進行模擬分析，結果顯示各排水分區年徑流總量控制率介于50%至83%之間（見圖3），海綿城市建設試點區年徑流總量控制率達到了76%。通過安裝的監測設備采集相對完整的地塊和排水分區評估實際徑流控制效果與年徑流總量控制率目標落實情況，結果顯示實測結果與模擬結果基本一致。

4.2 徑流污染削減率

根據《萍鄉市海綿城市試點建設示范區建設專項規劃》可知，由城市非點源模型可以得到排水分區場次降雨徑流污染平均濃度。在排水分區排口位置布設智能在線流量監測儀與智能在線液位監測儀，并利用監測數據計算場次降雨徑流污染物平均濃度（EMC）。在此基礎上計算排水分區的降雨徑流污染物負荷（產污量），進而計算污染物負荷削減率（SS削減率）。由于SS削減率并不能完全說明面源污染情況，需要與場次降雨徑流污染物濃度綜合分析，具體數據見表2。結果顯示各排水分區降雨徑流平均污染物濃度有所下降，SS削減率達到海綿城市建設要求。根據萍鄉市地表水功能區劃，海綿城市建設試點區域內萍水河為工業用水區，其他水體未納入水功能區，目前均可達到地表水環境質量標準Ⅲ類水標準[4]。

表2 試點區排水分區面源污染評估表

4.3 水安全保障

海綿城市試點建設以來，為監測各內澇點積水情況，萍鄉在各歷史內澇點檢查井內安裝了液位計，可以實時監測積水情況。根據海綿城市監測平臺歷年監測數據，海綿城市試點建設完成后，在小于30年一遇暴雨情景下，城區原有內澇積水點均未出現過積水深度超過15cm的情況；在暴雨接近甚至大于30年一遇暴雨情景下，大部分易澇點液位計監測數據始終未超過警戒線，局部積水深度超過15cm的地方只有5處，30年一遇暴雨情景下海綿城市建設試點區范圍內84個積水點基本消除。

5 結論

通過實測和模型模擬方法，從年徑流總量控制率、徑流污染削減率、水安全保障三個方面對萍鄉市的海綿城市試點建設進行了評估，主要結論如下：

（1）萍鄉市通過海綿城市試點建設完成了32.98km2的海綿城市達標面積，占城市建成區面積的63.33%，試點區年徑流總量控制率達到 76%，徑流污染削減率達到海綿城市建設要求，84個積水點基本消除，初步實現了“保障水安全、涵養水資源、恢復水生態、改善水環境、復興水文化”，實現具有江南丘陵地區特色的海綿城市戰略目標。

（2）萍鄉市海綿城市試點建設效果評價工作通過一體化管控平臺構建了基于在線智能雨量監測儀、在線智能流量監測儀、在線智能液位監測儀、在線智能懸浮物監測儀、在線智能溫濕度監測儀和物聯網等技術研發設計的一套在線監測管控系統，為科學評價海綿城市建設成效提供了有力支撐。