通篇干货：海绵城市建设/评价/监测

高级应用工程师郝褀在微课堂中给大家详细讲解了海绵城市相关的方方面面。

在此，我们将课堂内容做一个总结与回顾，以方便未能到场的小伙伴后续自行学习。

为什么开展海绵城市的建设？

海绵城市涉及到城市建设中关于水的方方面面。最开始海绵城市的建设是为了解决城市内涝问题，在内涝发生时使水可以正常的下渗与排出，解决城市看海的问题。真正做到大雨不内涝、小雨不积水。除了内涝之外，海绵城市的建设与水质环境关系越来越多，现在新闻上报道日益增多的黑臭水体与城市内河污染的日益严重。所以说海绵城市的建设为了解决城市内涝和城市水质性缺水问题这方面需求而产生的。水质性缺水指的是本来这个城市不缺水，但因为水质的污染而成为了缺水城市。我国需要开展海绵城市的建设，以解决城市发展过程中出现的各种城市病，这就是海绵城市建设的原因。

什么是海绵城市？

简单来说，海绵城市就是在水多的时候可以把水蓄存起来，在水少的时候可以把蓄的水拿出来使用。这是海绵城市建设最基本的理念。也就是在雨水与洪水时径流的水我们可以把它留住，而后用于市政冲洗地面、浇灌植物等。海绵城市的建设从2013年底就开始了，到现在也已经有了一定的发展。

海绵城市要达到的效果与目的？

海绵城市开发最重要的目的为低影响开发。传统城市开发以钢筋混凝土、柏油路面为主，破坏了所有原始生态环境，以保证城市有良好的地基，以及高楼大厦，也就造成了径流的增加、下渗的减少。在原始的生态环境里，雨水下降后有很多途径流走，可传统开发中影响了雨水的下渗和走向，导致城市中雨水排不出去的问题。针对以上问题，就要以低影响开发的模式建设海绵城市，以存住水，在需要的时候可以利用。

什么是低影响开发？

简单地说就是开发前后地表径流不要受到影响，也就是在开发之后的地表径流不要增加，以防让城市开发之后发生看海的现象，这就是海绵城市建设的大的发展方向。

国家支持力度空前

目前国家对于海绵城市建设的扶持力度也是空前的，现在很多新区建设与城市的发展运营都要求有海绵城市的基础设施。通过图片中的数据可以看出国家对于城市建设的绩效考核具体要求。现在已经有了三十多个海绵城市的试点城市，国家也给予了一定的补贴，以消除内涝与水体污染。

我国海绵城市的建设现在已经进入了强制规划的阶段，去年年底全国所有城市已经都完成了海绵城市的规划，未来城市中建设所有有关水的方面都要纳入海绵城市建设的体系中。

海绵城市建成后如何进行水环境的监测、评价与验收，现在成了目前大家研究的热点问题。住建部根据各城市海绵城市建设的情况出台了相关的绩效评价与考核指标，其中关于水的占了很大比重。年径流总量控制与黑臭水体则是最重要的两点，其他的有关水的的指标也都是鼓励和约束性政策。现在住建部又出台了更加详细的约束指标。

在实际的海绵城市建设过程当中，包括LID定向设施模块等，都会进行包括土壤监测、水位检测，水质监测等。靠这些监测指标判断整个海绵城市建设的效果以及各个模块的运行效果，通过这些和住建部发布的这些指标相对照，进行验收方面的工作。其中除了低影响设施之外，黑臭水体、新建水厂、城市河流改造，现在也都加入了海绵城市建设当中。所以说现在在整个的城市建设当中所有市政建设方面的东西都会纳入海绵城市那么所有的改造都要涉及到水环境的监测。

以下内容是根据住建部的指标细化的关于海绵城市监测评价的指标，也是看下各个模块之间需要做什么样的监测。

海绵城市建设当中，首先运用低影响设施模块进行建设，然后观察相对应的指标，再加上一些传统市政设施的模块，包括污水厂、自来水厂。所有的监测指标包括土壤、水质、水位、流量与气象几大块。各个不同的影响设施针对监测的指标不太一样，其主要的功能用几个字来概括，其实就是我们海绵城市建设当中所提到的六字真言。那么这个六字真言的是渗、置、蓄、净、用、排，也就是说我们海绵城市所要达到的这种基础的目标。那么其中的渗、置、蓄，其实就是能把水储存住，净、用、排呢，就是能把水能够利用起来。所以，根据这些监测指标和主要功能给他划分了一些这个不同的低影响设施、效果监测和政设施模块。

首先给大家介绍一下低影响设施模块，因为这个是海绵城市建设过程当中最重要的一个方面。那么所谓的低影响设施模块，其实就是在海绵城市的建设工程当中，能够把这些模块分别的建设或者安插在整个市政设施以及城市建设当中。靠这些模块能让水能够储存住，然后能利用。大雨来的时候能将水尽快排走，在没有水的时候能将水利用起来。这就是低影响设施模块最简单的情况。从字面意思来讲，低影响就是说装了这些设施模块后，尽量让城市的建设不会对原来的生态环境或者生态体系造成影响。所有的这些低影响设施模块安插在城市的各个地方，这样的话能让城市内涝问题得到很大的解决。那么这个低影响设施模块包括几个比较典型的方面，包括湿塘雨水湿地下沉式绿地呀，透水铺装等等。

湿塘和雨水湿地主要是指利用物理和水生的生物，进行雨水净化的措施。它一般是放在城市的中心，或者周边比较大型的区域之内，一般起到径流控制以及雨水净化的作用。主要来说会进行流量和TSS或者氨氮等一些水质方面的监测。通过这几个参数的监测来监测整个雨水食堂和湿地对于周围环境的净化和径流控制的能力。

下沉式绿地一般会安装在这个城市的各个不同的街道或小区附近。下沉式绿地一般的是低于道路的路基，因而如果有降雨到道路上之后，会自动流进下沉式绿地。下沉式绿地一般下波回接雨水的管区，所以雨水下来之后就会进入雨水的管区进而快速排走。那么就起到雨水的渗以及净化的作用，那么一般下沉式绿地会监测整个的土壤的相关情况来判断对雨水的渗、净的影响。

透水铺装现在可以在城市里看到很多地方，包括停车场以及人行道都会装透水铺装的设施。在雨水下来之后，不再像以前是流到道路路基两旁，然后通过雨水管网或者污水管网排走，而是就地进行下渗。将透水铺装大面积安装在城市之内，可以起到快速将雨水排走的功能，尤其在雨量比较大的时候，它会起到比较大的作用。一般对透水铺装进行的水环境监测主要是监测透水铺装下面水位，防止透水铺装底下积水严重，会对效果产生影响。

渗透塘和调节塘，一般安装室内比较小型的水池，或者居民小区周围，一方面是用于补充地下水，最重要的另一方面就是在雨大的时候可以作为储水中心。然后在雨停的时候，再逐渐在把水排走起到削减峰值的作用。它和之前讲到的湿塘与雨水花园不一样的地方是它的水一般要求在二十四或者四十八小时内排走。一般对它进行水位的监测就可以监测渗透塘和调节塘的运行情况。

人工土壤渗滤和生物滞留设施，和下沉式绿地有一定的相似之处，只不过它更大作用是进行水质的过滤，靠它进行土壤的初步过滤。监测土壤情况可以判断其工作效率与运行情况。

植被缓冲带，它的特点是区域性比较大，旁边会连接较大型的水系。通过它的坡度一点一点的可以汇集很多的水进到整个汇水分区的中心地带，可以起到延缓径流产生的作用。它与透水铺装以及下沉式绿地共同都是由土壤下渗方式组成，主要用来削减径流产生峰值。

最简单的低影响设施模块就是常见的蓄水池。下雨的时候可以蓄水，平常的时候可以进行放水与监测，以及为市政设施提供一些供水。

针对以上所有的低影响设施，一般应用的仪器，主要是流量、液位、土壤以及水质方面的。通过这些仪器的综合鉴定和评价，再利用模型的方式就可以进行海绵城市的验收、评价以及一些设施的管控和治理。所有的低影响设施都是通过指标分解的方式落实到所有的城市内部。每个低影响设施都会消解一部分雨水，所有低影响设施消解的雨水就可以大大的缓解城市内部的径流产生。这就是海绵城市建设的主要的宗旨和目的。

所有海绵城市的建设过后进行指标的监测以及验收的判断，除了低影响设施之外，也包括整个的基础气象情况。海绵城市建设当中有一条叫热岛有缓解。整个城市的气象基础数据包括地下水监测也是整个海绵城市建设当中比较重要的部分，所以，针对气象和地下水的监测也是比较重要的一步。气象监测一般使用雨量和气象的常规5参数。了解当地的气象情况，首先可以为城市前期的建设，设计降雨量提供依据。另外，可以对海绵城市的热岛环境有比较好的监测，一般主要进行雨量和气象的监测。

最近新闻里说北京由于南水北调，地下水的整个水平涨了两厘米，这个就是对地下水补充。所以，除了从外地调水能够进行地下水的补充之外，如果海绵城市建设当中能够将更多的雨水下渗入地下水，短期之内可能看不到影响，但是长期而言地下水得到了补充。而且地下水开采量减少会对地下水补充产生一个很大的影响。所以地下水监测也是海绵城市建设当中比较重要的一个部分。

除了低影响设施模块，传统的城市建设当中，有一些包括污水厂、自来水厂、市政管网也是现在大海绵城市建设中比较重要，尤其是市政管网。因为海绵城市建设当中最大的一块儿是解决内涝，内涝最大的一块儿就是雨水如何排走。一般来说，虽然用了很多低影响设施，但是这些模块把雨水存贮下渗后，最终排出去水还是要靠市政管网，所以市政管网在海绵城市监测中是非常重要的一环。海绵城市的市政管网一般都是雨污分流的，尤其是其中的生活污水管网以及雨水的管网是建设当中的重中之重，所以一般对DN大于五百的管道进行流量监测是很重要的。一般在方面进行流量和水位的监测。那么进行关键点，以及关键汇合点的流量水位监测呢就可以知道这个城市当中某一个汇水分区之内出了多少水，浸出了多少水量，可以以此对海绵城市进行径流总量焦点的计算，也是海绵城市建设绩效考核当中一个比较重要的部分。

另外污水处理厂，现在海绵城市建设过程当中国家一直要求采用雨污分流的方式，这样的话很多的污水的管道进入污水处理厂之后，可能会有比较不同的处理方式。比如说，雨水就可以直接采用高效沉淀池进行处理。就无需像生活污水和工业污水那样复杂的处理流程，所以就需要转变污水处理厂里某些模块运行的效果和功能。这也是海绵城市建设当中一个比较重要的部分。另外现在的海绵城市建设污水处理厂大力发展膜生物反应器的在线监测技术，膜技术代替了以前的很多技术，这个也是我们以后监测一个方向。

在这个传统的城市当中会有一些流经城市内部和外部的城市水系，这里面的一些小型的地表水站以及浮标水站对于海绵城市建设之后，水质情况是否有改观，也是一个比较重要的监测的方面和一个条件。

在生活当中，城市内的交通隧道，是下雨时最容易积水的地方，尤其是下凹式的立交桥和隧道。对于下凹式的立交桥和隧道，液位的监测也是海绵城市水环境建设当中相对来说比较重要的部分。对下凹式的立交桥和隧道进行监测，可以大大的提高暴雨的监测能力，减少人员财产的损失，这也是要提到的一个比较重要的点。

海绵城市建设中一个很重要的点是市政管网的建设，以及低影响设施模块的建设，那么另外一个非常重要的就是黑臭水体。黑臭水体现在全国在环保部挂名的全国性的黑臭水体就有两千多条。老百姓对于黑臭水体所带来的对生活的影响的反应十分强烈。所以黑臭水体也在去年被纳入了海绵城市建设的规划之中，现在是海绵城市建设当中最重要的一个组成部分。而且在线检测要求日趋强烈，住建部也出台了一个关于黑臭水体评价的标准。通过这些标准可以监测黑臭水体的产生的情况，以及预测，现在力图通过透明度、溶解氧氨氮几个参数作为典型的特征来进行黑臭水体的监测。后期可能会通过一些模型对黑臭水体发出预警、报警，希望能够最终解决黑臭水体给老百姓带来的影响，这也算海绵城市建设当中非常重要的一点。

一些生活小区的绿色屋顶、市政管道、透水铺装与城市水系。对所有这些进行动态化的智能监测，最终的所有的数据包括流量、水位、水质、气象、雨量等等，进入信息中心，通过信息平台可以看到实时监测的效果。通过后台软件的分析就可以知道整个海绵城市建设过程当如何去管理，如何进行评价验收，最终将这些大数据用到城市管理及城市建设当中，这是未来想要发展的方向，也就是说智能化海绵城市的管理体系。

例如哈希在南宁做的关于海绵城市竹排江上游的建设方案，将其中的一些这监测手段放入这个项目中。这是国务院比较关注的一个是典型项目，现在做的比较不错。整个治理了南宁市竹排江上游的污染情况，建了一个污水处理厂。在整个过程中哈希公司也提供了一些监测手段和方式来帮助竹排江海绵城市建设的验收，以及进行后期的管控。这里面包括新建的污水处理厂里面各种这个氨氮、悬浮物监测。另外在河道管道的流量上设置了外部的监测设施。根据数据的监测来进行海绵城市最终的评价验收。整个这些仪器形成一个智能化的体系为竹排江黑臭水体治理与海绵城市建设提供数据上的支持。