老城区是城市历史文化与生活肌理的核心承载区,但也因 “建筑密度高(容积率多超 2.5)、地下管线复杂(平均每公里道路下敷设 6-8 类管线)、改造空间有限(人均绿地面积不足 3㎡)” 的先天条件,成为海绵城市建设的 “硬骨头”。传统海绵设施(如大面积透水铺装、大型调蓄公园)的建设模式,在老城区易面临 “施工扰民”“空间不足”“管线冲突” 三大难题 —— 某老城区 2023 年推进透水铺装改造时,因未充分考虑地下燃气管线位置,施工中 3 次挖断管线,导致周边居民停气 2 天;某小区绿色屋顶改造因占用居民活动空间,引发居民投诉,项目被迫暂停。如何在 “最小化影响居民生活” 的前提下,通过科学设计透水铺装、绿色屋顶等海绵设施,实现雨洪管理能力提升,成为老城区海绵城市建设的核心命题。本文将从设施设计优化、施工组织管控、居民参与协同三个维度,给出针对性解决方案。
一、老城区海绵城市建设的核心难点与居民影响痛点
在推进海绵设施建设前,需先明确老城区的独特制约因素与居民的核心关切,避免 “一刀切” 式设计导致的矛盾激化。从实际案例来看,难点主要集中在 “空间资源约束”“管线冲突风险”“居民生活干扰” 三个层面,三者相互叠加,增加了建设难度。
(一)空间资源约束:设施布局 “无地可用”
老城区建筑密集、道路狭窄、绿地稀缺,导致海绵设施缺乏足够的布设空间。以透水铺装为例,传统设计需改造道路基层与面层,厚度达 20-750px,但老城区部分道路宽度仅 3-4 米,两侧商铺密集,改造后需占用 1-2 米宽的人行道,影响行人通行;部分老旧小区无集中绿地,仅有的小型活动场地(如 100-200㎡)需兼顾居民休闲与海绵功能,设施布局难度大。某老城区主干道改造时,原计划将 50% 的人行道改为透水铺装,但因商铺业主担心影响客流反对,最终仅改造了 30%,且需压缩铺装宽度至 0.8 米,影响渗透效果。
垂直空间利用也受限制。老城区多层建筑(6-7 层)占比超 60%,屋顶荷载多为 0.5-0.8kN/㎡,而传统绿色屋顶(含种植土、植被、排水层)荷载达 1.2-1.5kN/㎡,超出建筑承载极限,需加固屋顶结构,不仅增加成本,还可能影响建筑安全;部分建筑屋顶存在老化防水层、太阳能热水器、空调外机等障碍物,进一步压缩绿色屋顶的布设空间。
(二)地下管线冲突:施工 “步步惊心”
老城区地下管线 “年代久、种类多、资料缺”,海绵设施施工极易引发管线损坏。据统计,老城区地下管线平均使用年限超 20 年,部分给水管、燃气管已出现腐蚀、渗漏,且管线走向图纸缺失率达 30% 以上,施工前需通过探测仪反复确认位置。透水铺装改造需开挖道路基层,深度达 15-625px,而给水管、燃气管多敷设在地下 0.8-1.2 米处,虽未直接重叠,但开挖过程中的震动可能导致老旧管线破裂;雨水渗透沟、渗透井等设施需埋设在地下 1-1.5 米处,易与污水管、电力管冲突,某老城区施工中曾因渗透井与 10kV 电力管距离过近(仅 0.3 米),被迫调整设计,延误工期 15 天。
(三)居民生活干扰:施工 “矛盾频发”
海绵设施施工过程中的 “噪音、粉尘、交通拥堵、停水停气”,是居民最核心的不满点。透水铺装改造需使用切割机、压路机等设备,施工噪音可达 80-90 分贝,若在居民休息时段(如午休、夜间)施工,易引发投诉;部分小区绿色屋顶改造需搭建脚手架,占用小区道路,影响居民车辆停放与出行;地下管线探测与保护过程中,可能需临时停水、停气,若未提前通知居民,易引发不满。某老城区 2022 年海绵改造项目因施工噪音与粉尘问题,收到居民投诉 32 起,其中 10 起升级为信访事件,迫使项目调整施工时间,延长工期 2 个月。
二、透水铺装的科学设计:适配老城区空间与管线条件
透水铺装是老城区海绵城市建设的 “基础型设施”,可通过优化 “铺装类型、结构设计、施工工艺”,在减少空间占用与管线冲突的同时,提升雨水渗透效果,最小化对居民生活的影响。
(一)差异化选择铺装类型:兼顾渗透与实用性
根据老城区不同场景(人行道、小区庭院、停车场)的空间与使用需求,选择适配的透水铺装类型,避免 “单一化” 导致的功能与体验失衡。
人行道透水铺装优先选择 “透水砖 + 薄层基层” 组合,减少开挖深度与空间占用。传统透水砖基层厚度需 15-500px,而老城区可采用 “125px 厚透水砖 + 200px 厚透水混凝土基层” 的轻量化结构,总厚度仅 325px,较传统设计减少 35%,开挖深度浅,降低管线损坏风险;同时,透水砖选择 “联锁式”,铺设时无需砂浆,施工速度快,且破损后易更换。某老城区人行道改造采用该方案,单公里施工周期从 15 天缩短至 7 天,且未发生一起管线损坏事件,行人通行仅局部受限(采用 “半幅施工、半幅通行”)。
小区庭院与停车场可采用 “透水沥青 / 透水混凝土”,适配车辆通行与居民活动需求。小区内车行道(宽度 3-4 米)采用透水沥青,厚度仅 5-200px,荷载可达 0.8MPa,满足小型汽车通行;停车场采用 “植草砖透水铺装”,既保留绿化空间(植被覆盖率达 30%),又具备透水功能(渗透系数≥1×10⁻³m/s),且植草砖高度仅 6-200px,无需深挖,避免与地下管线冲突。某老旧小区将 1000㎡硬化停车场改造为植草砖透水铺装,仅用 5 天完成施工,期间通过 “分区施工、临时停车引导”,未影响居民停车,改造后雨水渗透量提升 80%,夏季庭院温度降低 2-3℃。
(二)结构优化:规避管线冲突,提升渗透效率
针对老城区地下管线密集的特点,通过 “局部调整结构、增设保护措施”,避免施工对管线的破坏;同时优化渗透路径,提升雨水渗透效率。
管线密集区域采用 “浅埋式渗透结构”。在给水管、燃气管密集的路段(如道路两侧商铺门前),透水铺装基层厚度压缩至 5-200px,且在基层与管线之间铺设 “75px 厚橡胶缓冲层”,减少施工震动对管线的影响;同时,在铺装下方每隔 5 米设置 “渗透盲管”(直径 250px),雨水通过盲管汇集后,引入道路边缘的渗透井,避免雨水直接渗透至管线周边。某老城区商业街改造中,通过该方案,在地下管线密度达 8 根 / 米的路段成功铺设透水铺装,未损坏一根管线,雨水渗透效率达 70%(即 70% 的降雨通过铺装渗透至地下)。
低势积水区域增设 “渗透增强层”。老城区部分低洼地段(如小区入口、道路交叉口)易积水,透水铺装下方需增设 “250px 厚碎石渗透层”,碎石粒径 2-100px,孔隙率达 35%,增强雨水暂存与渗透能力;同时,渗透层下方铺设 “土工布”,防止泥沙堵塞孔隙。某老旧小区入口改造中,通过增设渗透增强层,将积水时长从 2 小时缩短至 15 分钟,且碎石层可兼作管线保护垫层,一举两得。
(三)施工工艺:减少干扰,快速推进
通过 “分区域施工、优化工序、加强防护”,减少施工对居民生活的影响,缩短工期。
分区域、分时段施工。将改造区域划分为 “小单元”(如每 50 米道路为一个单元、每栋楼前庭院为一个单元),每个单元施工完成后立即恢复通行,避免大面积围挡;施工时间避开居民休息时段,设定为 “8:00-12:00、14:00-18:00”,午休与夜间停止施工,减少噪音干扰。某老城区改造中,通过分单元施工,1 公里道路改造仅围挡 20 米路段,行人可通过临时通道通行,噪音投诉量减少 90%。
采用 “干法施工” 减少粉尘与积水。传统透水铺装施工需洒水养护,易产生粉尘与地面积水,老城区可采用 “透水砖预制拼装 + 干拌透水混凝土” 工艺,干拌混凝土无需洒水,直接铺设后通过雨水自然养护,减少粉尘;透水砖提前在工厂预制,现场仅需拼装,施工效率提升 50%。某小区改造采用该工艺,施工期间无粉尘污染,且未产生地面积水,居民满意度达 85%。
三、绿色屋顶的适应性设计:轻量化、低干扰、高适配
绿色屋顶是老城区 “向天要空间” 的核心海绵设施,需通过 “轻量化结构、模块化设计、分步施工”,适配老旧建筑承载能力与居民生活需求,避免安全风险与矛盾冲突。
(一)轻量化结构设计:适配老旧建筑荷载
针对老城区建筑屋顶荷载低的问题,采用 “薄层种植土 + 轻质材料”,将绿色屋顶总荷载控制在建筑承载极限内,无需大规模加固结构。
种植土选择 “轻质营养土”,混合泥炭土、珍珠岩、蛭石(比例 3:2:1),干密度仅 0.6-0.8g/cm³,较传统园土(1.2-1.5g/cm³)减轻 40% 以上,厚度控制在 5-250px,仅满足耐旱植被(如佛甲草、垂盆草)生长需求,这类植被根系浅(≤125px),无需厚土层,且耐旱性强,减少浇水养护需求。某 6 层老旧居民楼屋顶改造中,采用 125px 厚轻质营养土 + 佛甲草的组合,总荷载仅 0.4kN/㎡,低于建筑 0.5kN/㎡的承载极限,无需加固屋顶,改造后屋顶雨水滞留率达 60%,夏季室内温度降低 3-4℃。
排水层与过滤层选用轻质材料。排水层采用 “塑料排水板”(厚度 2-75px,重量仅 0.1kN/㎡),替代传统碎石排水层(重量 0.5-0.8kN/㎡);过滤层采用 “聚酯无纺布”(重量 0.05kN/㎡),替代传统土工布,进一步减轻荷载。某老城区办公楼绿色屋顶改造通过该组合,总荷载减少 30%,且排水板具备导水与保温双重功能,冬季可降低屋顶热损失 15%。
(二)模块化与差异化布局:规避障碍,兼顾居民需求
针对老城区屋顶障碍物多、居民使用需求多样的问题,采用 “模块化拼接 + 差异化分区” 设计,灵活适配屋顶空间。
模块化设计适配复杂屋顶。将绿色屋顶拆分为 “1m×1m 的预制模块”,模块内集成种植土、植被、排水层、过滤层,工厂预制完成后,现场仅需拼接,无需大规模开挖;遇到太阳能热水器、空调外机等障碍物时,可调整模块尺寸(如 0.5m×1m)或预留空白区域,避免拆除居民设施。某老旧小区屋顶改造中,通过模块化设计,成功避开 20 台太阳能热水器与 8 台空调外机,绿色屋顶覆盖率达 60%,且模块可拆卸,后期维护或居民需新增设施时,可灵活调整。
差异化分区兼顾功能与体验。将屋顶划分为 “海绵功能区” 与 “居民活动区”:海绵功能区(占屋顶面积 60%-70%)铺设绿色屋顶模块,负责雨水滞留与渗透;居民活动区(占 30%-40%)保留硬化地面(采用透水混凝土),设置简易休闲设施(如防腐木座椅、晾衣架),满足居民晾晒、休闲需求。某老城区屋顶改造中,通过该分区,既实现了 65% 的雨水滞留率,又保留了居民所需的晾晒空间,居民投诉率从改造前的 40% 降至 5%。
(三)低干扰施工与维护:减少居民生活影响
绿色屋顶施工与后期维护需采取 “低噪音、少占用、易操作” 的方式,避免影响居民日常生活。
施工阶段 “轻量化作业”。采用小型吊装设备(如电动葫芦)替代大型起重机,减少噪音(电动葫芦噪音≤60 分贝);施工材料通过电梯或楼梯运输,避免占用小区道路;施工时间与居民出行高峰错开(如工作日上午 9:00-11:00、下午 2:00-4:00),减少拥堵。某老城区居民楼屋顶改造通过该方式,施工噪音未引发一起投诉,且材料运输未影响居民车辆通行。
维护阶段 “低频次、易操作”。选择耐旱、耐贫瘠的植被(如佛甲草),无需频繁浇水施肥,仅需每季度修剪 1 次;设置 “雨水收集桶”,收集屋顶雨水用于灌溉,减少人工浇水;维护时采用小型工具(如手动修剪机),避免噪音干扰。某老城区绿色屋顶改造后,年维护频次从传统绿色屋顶的 12 次减少至 4 次,维护成本降低 50%,且未对居民造成明显干扰。
四、施工组织与居民协同:最小化影响的保障措施
科学的设施设计需结合 “精细化施工组织” 与 “深度居民协同”,才能真正实现 “最小化影响居民生活” 的目标,避免设计与执行脱节。
(一)精细化施工组织:管控干扰,保障民生
通过 “提前排查、分阶段施工、应急保障”,减少施工对居民生活的直接影响。
提前排查与公示,消除居民顾虑。施工前 1 个月,联合管线单位(供水、供电、燃气、通信)对地下管线进行全面探测,形成详细管线图纸,标注位置与埋深,施工方案中明确保护措施;同时,通过小区公告栏、业主微信群、入户走访等方式,公示施工时间、范围、影响(如临时停水停气时段)及联系方式,提前收集居民意见,调整优化方案。某老城区海绵改造项目通过提前公示与走访,收集居民意见 56 条,优化施工方案 12 处,居民支持率从改造前的 35% 提升至 75%。
分阶段施工,保障基本民生。地下管线改造与海绵设施施工分阶段推进:第一阶段先完成管线探测与保护,避免后期施工损坏;第二阶段分区域推进透水铺装或绿色屋顶,每个区域施工完成后立即恢复使用;临时停水停气安排在夜间(如 22:00 - 次日 6:00)或周末,且提前 3 天通知居民,备好应急物资(如临时供水点、应急照明)。某老城区改造中,通过分阶段施工,临时停水停气次数从原计划的 10 次减少至 3 次,且每次时长控制在 8 小时内,未影响居民基本生活。
(二)深度居民协同:从 “被动接受” 到 “主动参与”
通过 “需求调研、利益共享、参与式设计”,让居民从海绵城市建设的 “旁观者” 变为 “参与者”,减少矛盾冲突。
需求调研明确居民关切。施工前通过问卷调查、座谈会等方式,了解居民最关注的问题(如停车、晾晒、噪音),优先解决核心诉求。例如,某小区居民最关注停车问题,改造方案中调整透水铺装布局,保留原有停车位数量,同时新增 5 个透水铺装停车位,居民支持度显著提升。
利益共享提升参与意愿。向居民宣传海绵设施的直接收益:如透水铺装减少地面积水,方便居民出行;绿色屋顶降低室内温度,减少空调能耗(夏季可节约电费 10%-15%);部分小区还将海绵设施与居民福利结合,如绿色屋顶产出的少量蔬菜(如薄荷、小葱)优先供给参与维护的居民。某老城区小区通过该方式,20% 的居民主动参与绿色屋顶维护,矛盾冲突大幅减少。
参与式设计增强认同感。邀请居民代表参与海绵设施方案设计,如投票选择透水铺装颜色、绿色屋顶植被种类、休闲设施位置,让方案更贴合居民需求。某老城区小区在绿色屋顶改造中,邀请 10 位居民代表参与方案投票,最终选择居民偏好度最高的 “佛甲草 + 紫色鸢尾” 植被组合与 “浅灰色透水砖” 活动区地面,改造后居民满意度达 90%,远超预期。此外,针对居民提出的 “屋顶晾晒安全” 问题,在活动区增设 1.2 米高防护栏杆,进一步消除居民顾虑,实现 “设计即满足需求”。
五、其他适配性海绵设施补充设计:挖掘微小空间潜力
除透水铺装与绿色屋顶外,老城区还可充分挖掘 “微小空间”(如墙角、绿化带、检查井周边),布设小型海绵设施,形成 “点线面结合” 的海绵系统,进一步提升雨洪管理能力,且这类设施对居民生活影响更小。
(一)生物滞留设施:改造现有绿化带,实现 “渗滞结合”
老城区道路两侧、小区内的现有绿化带(宽度 1-2 米、深度 0.3-0.5 米),可改造为 “简易生物滞留设施”,无需新增空间,仅通过优化植物与土壤结构,提升雨水滞留与渗透能力。
结构优化适配窄绿化带:将原有绿化带表层 5-250px 普通土壤替换为 “改良种植土”(泥炭土、园土、砂比例 2:3:1),增强透水性;下方铺设 10-375px 厚碎石排水层(粒径 1-50px),碎石层中埋设 DN50 穿孔排水管,多余雨水通过排水管接入市政雨水管网,避免积水影响周边建筑基础。植物选择 “耐涝耐旱、低维护” 的本土物种,如鸢尾、麦冬、美人蕉,这类植物根系发达,可增强土壤渗透能力,且花期长,兼具生态与景观效果。
某老城区主干道两侧 1.5 米宽绿化带改造中,通过该方案,雨水滞留率提升 50%,道路积水时长缩短 40%,且改造仅需移除表层土壤,未破坏地下管线,施工周期仅 3 天 / 百米,未对交通与居民出行造成明显影响。
(二)渗透井与雨水桶:利用 “边角空间”,实现分散调蓄
老城区墙角、楼梯间下方、小区入口角落等 “边角空间”(面积 1-2㎡),可布设 “小型渗透井” 或 “雨水桶”,实现雨水分散收集与渗透,弥补大面积调蓄设施的不足。
小型渗透井采用 “预制混凝土井筒”(直径 0.8-1 米、深度 1.5-2 米),井筒内填充碎石(粒径 2-100px),顶部覆盖透水盖板,周边种植低矮植被。雨水通过透水盖板流入井筒,经碎石渗透至地下,若渗透速度较慢,多余雨水可通过井筒底部的穿孔管缓慢排入管网。某老旧小区在 4 处墙角布设渗透井,单井单次可收集雨水 0.5-0.8m³,有效缓解了小区入口低洼处的积水问题,且施工仅需开挖 1㎡范围,1 天即可完成 1 口井的安装,对居民生活无干扰。
雨水桶适用于居民楼阳台或一层小院,选择 “食品级 PE 材质”(容量 100-200L),通过管道连接屋顶或阳台雨水管,收集的雨水可用于浇灌阳台绿植、清洁地面,减少自来水用量。某老城区推广 “一户一桶” 计划,为 300 户居民免费发放雨水桶,每户每月可节约自来水 1-2 吨,同时减少了阳台雨水直接排入管网的量,缓解了局部管网压力,居民参与积极性高,参与率达 80%。
(三)检查井改造:升级传统设施,增强调蓄功能
老城区现有雨水检查井(数量多、分布广)可通过简单改造,新增 “调蓄功能”,无需额外占用空间,成本低、效果好。
改造时,将传统检查井井筒高度提升 0.3-0.5 米,增加调蓄容积(单井可新增调蓄量 0.2-0.3m³);井内设置 “防倒灌挡板”,避免暴雨时管网内雨水倒灌至路面;井口加装 “透水篦子”,增加雨水收集面积,同时防止杂物落入井内造成堵塞。某老城区对 500 座雨水检查井进行改造,总新增调蓄容积 100-150m³,暴雨时有效延缓了雨水进入管网的速度,管网满流时间推迟了 20-30 分钟,为泵站调度争取了时间,且改造仅需在原有井体基础上施工,单井改造时间仅 1 小时,未影响道路通行。
六、效果评估与长效运维:确保海绵设施长期发挥作用
老城区海绵设施建设完成后,需通过科学的效果评估与长效的运维机制,避免 “建而不管、用而低效”,确保设施长期稳定发挥雨洪管理作用。
(一)多维度效果评估:量化建设成效
从 “雨洪管理、居民体验、经济成本” 三个维度,建立评估指标体系,定期(每半年)评估设施运行效果,及时发现问题并优化。
雨洪管理效果指标包括:雨水渗透量(目标:透水铺装区域年渗透量≥300mm)、积水频次与时长(目标:改造区域年积水频次≤2 次,单次积水时长≤30 分钟)、管网满流次数(目标:改造区域管网年满流次数减少 70% 以上)。某老城区改造后,通过监测数据显示,透水铺装区域年渗透量达 350mm,积水频次从每年 8 次减少至 1 次,管网满流次数减少 80%,雨洪管理效果显著。
居民体验效果指标包括:居民满意度(目标:≥85%)、施工投诉率(目标:≤5%)、设施使用便捷性(目标:90% 以上居民认为设施未影响日常生活)。通过问卷调查与入户走访,某老城区改造后居民满意度达 92%,施工投诉率仅 3%,88% 的居民表示海绵设施未对出行、停车、晾晒等生活需求造成影响,居民体验良好。
经济成本效果指标包括:单位面积建设成本(目标:低于新建区域海绵设施成本 30%)、年运维成本(目标:低于设施总造价的 5%)。老城区通过利用现有空间、采用低成本材料(如预制模块、本土植被),单位面积建设成本较新建区域低 35%;通过低维护设计(如耐旱植被、简易设施),年运维成本仅为设施总造价的 3%,经济可行性高。
(二)长效运维机制:明确责任,保障运行
建立 “政府主导、社区参与、专业机构负责” 的长效运维机制,避免设施因运维缺失导致功能衰减。
明确责任分工:政府部门(如住建局、城管委)负责制定运维标准、监督运维质量、提供部分运维资金;社区居委会负责组织居民参与运维(如雨水桶清洁、绿色屋顶简单修剪);专业机构(如市政养护公司)负责复杂设施的运维(如渗透井疏通、透水铺装修复、管线检查)。某老城区通过该分工,将运维责任落实到具体主体,设施运维完好率从改造初期的 80% 提升至 95%。
建立 “居民运维积分” 制度:居民参与海绵设施运维(如每月参与 1 次绿色屋顶修剪、每季度清洁 1 次雨水桶)可获得积分,积分可兑换物业费减免、生活用品等奖励,激发居民参与积极性。某小区推行该制度后,居民主动运维参与率从 10% 提升至 40%,设施运维频次与质量显著提升,同时增强了居民对海绵设施的 “归属感”。
定期培训与技术支持:为社区居民与运维人员提供海绵设施运维培训(如每季度 1 次),讲解设施工作原理、简单故障排除方法(如透水铺装堵塞后的清理、雨水桶漏水修复);设立 “运维热线”,居民发现设施故障可随时拨打,专业人员 24 小时内响应处理。某老城区通过培训与热线支持,居民自行解决的小故障占比达 60%,专业人员故障处理平均时间从 24 小时缩短至 8 小时,保障了设施的持续稳定运行。
七、结语
老城区海绵城市建设并非 “不可能完成的任务”,而是需要 “因地制宜、精准施策”—— 通过透水铺装的轻量化设计、绿色屋顶的模块化改造、小型海绵设施的微小空间利用,在有限空间内实现雨洪管理能力提升;通过精细化施工组织与深度居民协同,最小化对居民生活的影响;通过长效运维机制,确保设施长期发挥作用。
未来,随着海绵城市建设技术的不断发展,老城区还可结合 “智慧化技术”(如在海绵设施中布设传感器,实时监测雨水渗透量、设施运行状态,通过手机 APP 向居民推送运维提醒),进一步提升海绵设施的运行效率与居民参与度。老城区海绵城市建设不仅能解决雨洪问题,更能改善居民生活环境、传承城市历史肌理,为 “韧性城市” 建设注入 “老城区活力”。