城市防汛是保障城市安全运行的重要防线,而海绵城市建设与城市排水管网改造则是提升防汛能力的两大核心支撑。长期以来,传统城市防汛多依赖 “排涝” 单一手段,陷入 “大雨大涝、小雨小涝” 的被动困境;随着海绵城市理念的普及与排水管网改造的推进,三者逐渐形成 “源头控蓄 — 过程疏导 — 末端强排” 的协同体系,通过规划联动、技术融合、管理协同,推动城市防汛从 “被动应对” 转向 “主动调蓄 + 高效排水” 的综合模式,为城市构建更具韧性的水安全保障网。
一、三者的核心功能与协同关系解析
城市防汛、海绵城市建设、城市排水管网改造虽聚焦领域不同,但目标高度一致 —— 均以 “应对降雨、防范内涝、保护城市水安全” 为核心,三者在功能上相互补充、层层递进,构成 “全流程防汛链条”。
(一)海绵城市建设:源头 “削峰调蓄”,减少防汛压力
海绵城市建设以 “渗、滞、蓄、用、排” 为核心,通过在城市地表构建 “绿色海绵体”(如透水铺装、下沉式绿地、雨水花园、调蓄池),从源头减少雨水径流、延缓径流峰值,本质是 “主动调蓄”,为城市防汛减轻前端压力。其核心功能体现在两方面:一是 “渗滞减排”,通过透水地面、绿地土壤等自然渗透,将部分降雨(通常占年降雨量的 40%-70%)渗入地下,补充地下水的同时减少地表径流总量;二是 “蓄存错峰”,通过下沉式绿地、雨水调蓄池等设施暂存降雨,延缓雨水进入排水管网的时间,避免短时间内大量雨水集中汇入管网导致的 “峰现时间提前、峰值流量过高” 问题。例如,某海绵城市试点区域在公园建设 1.2 万平方米下沉式绿地,暴雨时可暂存雨水 5000 立方米,使周边区域的雨水径流峰值延迟 2 小时出现,峰值流量降低 30%,直接减少了下游排水管网的瞬时负荷,为城市防汛争取了缓冲时间。
(二)城市排水管网改造:过程 “高效疏导”,提升排涝能力
城市排水管网是雨水从地表进入自然水体的 “中间通道”,改造的核心目标是提升管网的 “疏导效率”,解决传统管网 “管径不足、雨污混流、老化破损” 等问题,为海绵城市建设未拦截的雨水提供快速排放通道,是 “高效排水” 的关键环节。其改造重点包括三方面:一是 “扩容提标”,将老旧管网管径从 “1 年一遇” 标准提升至 “3-5 年一遇”,扩大管网过流能力;二是 “雨污分流”,改造合流制管网为雨污分流系统,避免污水挤占雨水管网空间,确保雨水排放通畅;三是 “修复优化”,通过非开挖修复技术(如紫外光固化修复)解决管网破损、渗漏问题,同时优化管网走向,减少管道弯头、坡度不合理导致的淤积堵塞。例如,某老城区通过管网改造,将主干道雨水管网管径从 DN600 扩大至 DN1200,同时完成 20 公里合流制管网分流改造,改造后该区域暴雨时管网满溢率从 60% 降至 15%,排涝效率显著提升。
(三)城市防汛:系统 “统筹调度”,整合两者效能
城市防汛并非独立工作,而是对海绵城市设施与排水管网的 “统筹调度与应急兜底”,通过整合两者的运行数据与功能优势,实现 “主动调蓄” 与 “高效排水” 的协同,同时在极端降雨时启动应急措施(如泵站强排、人员转移),构成防汛的 “最后防线”。其核心作用体现在:一是 “数据协同”,整合海绵设施的调蓄量、排水管网的流量水位数据,通过防汛指挥平台实时掌握城市雨水径流状态;二是 “调度协同”,根据降雨强度调整海绵设施的运行模式(如提前排空调蓄池准备蓄水)与排水管网的调度策略(如开启备用泵站);三是 “应急兜底”,当海绵设施与排水管网达到负荷极限时,启动应急排涝设备、疏散受涝区域人员,避免内涝灾害扩大。例如,某次台风降雨中,某城市防汛指挥平台通过实时监测发现海绵调蓄池已蓄满、部分管网水位接近上限,立即调度 5 台移动排涝泵前往重点区域,同时疏散低洼地段居民,最终将内涝影响范围控制在 0.5 平方公里以内,远低于改造前的 2 平方公里。
从协同关系来看,三者呈现 “前端调蓄 — 中端疏导 — 后端调度” 的递进逻辑:海绵城市建设在 “前端” 减少径流、延缓峰值,为排水管网 “减负”;排水管网改造在 “中端” 提升疏导效率,确保剩余雨水快速排放;城市防汛在 “后端” 统筹调度两者,同时应对极端情况,三者缺一不可 —— 若仅靠海绵城市建设,极端降雨时调蓄设施易 “饱和”,仍需管网排放;若仅改造排水管网,源头径流未减少,管网仍面临 “超峰” 压力;若缺乏城市防汛的统筹,两者无法形成合力,易出现 “海绵设施蓄水未排空、管网已满溢” 的脱节问题。
二、三者联动实现 “被动排涝” 转向 “主动防控” 的路径
要实现从 “被动排涝” 到 “主动调蓄 + 高效排水” 的转变,需从规划、技术、管理三个层面构建三者联动机制,打破 “各自为政” 的局限,形成 “全流程、一体化” 的防汛体系。
(一)规划联动:同步设计,构建 “一张蓝图”
规划是三者联动的基础,需将海绵城市建设、排水管网改造纳入城市防汛总体规划,实现 “空间布局、建设时序、标准指标” 的同步设计,避免 “重复建设、功能冲突”。
空间布局协同:在城市新区规划中,按照 “海绵优先、管网适配” 的原则,同步划定海绵设施与排水管网的空间范围。例如,在道路规划时,将人行道、非机动车道设计为透水铺装,两侧绿化带改造为下沉式绿地,同时在道路下方规划配套雨水管网,确保海绵设施无法渗滞的雨水能快速接入管网;在住宅小区规划中,要求新建小区配套建设雨水调蓄池(容积不低于小区占地面积 ×20mm 降雨深度),调蓄池出口与市政雨水管网直接连通,避免雨水在小区内滞留。某新区通过该规划模式,将海绵设施与排水管网的空间匹配度提升至 90%,建成后该区域内涝发生率较老城区低 70%。
建设时序协同:按照 “先源头、再管网” 的顺序推进建设,避免 “管网已建成、海绵设施无法接入” 的问题。例如,在老城区更新改造中,优先实施海绵城市建设(如屋顶绿化、小区透水铺装改造),待源头径流减少后,再对排水管网进行 “按需改造”—— 若海绵设施已使区域径流总量减少 40%,则管网改造可适当降低扩容标准(如从 “5 年一遇” 降至 “3 年一遇”),既减少投资,又避免管网容量浪费。某老城区改造项目通过该时序安排,比 “先改管网再建海绵” 的传统模式节省投资 25%,同时确保管网负荷与径流总量匹配。
标准指标协同:统一三者的技术标准,使海绵设施的调蓄能力与排水管网的排放能力相适配。例如,将海绵城市 “年径流总量控制率” 指标与排水管网 “设计暴雨重现期” 指标挂钩 —— 若某区域年径流总量控制率为 70%(即 30% 雨水需通过管网排放),则管网设计暴雨重现期可按 “3 年一遇” 标准设计;若控制率提升至 85%,则管网标准可适当降低至 “2 年一遇”,通过指标联动实现 “海绵减负、管网高效” 的平衡。此外,在防汛规划中明确海绵设施的应急调度标准,如 “当气象部门发布暴雨蓝色预警时,所有海绵调蓄池需在 6 小时内排空,预留蓄水空间”,确保海绵设施与管网在应急状态下协同运行。
(二)技术联动:数据互通,实现 “智慧调度”
技术联动的核心是构建 “智慧防汛平台”,整合海绵城市设施、排水管网的监测数据,通过大数据分析与智能算法,实现三者的动态调度,从 “经验决策” 转向 “数据驱动”。
监测数据互通:在海绵设施与排水管网关键节点部署监测设备,实现数据实时共享。具体包括:在海绵设施(如调蓄池、下沉式绿地)安装液位传感器、土壤含水率传感器,监测调蓄量与渗透量;在排水管网安装雷达液位计、超声波流量计,监测管网水位与流量;将所有数据接入城市防汛智慧平台,在平台 GIS 地图上实时显示 “海绵设施蓄水量、管网负荷率、降雨预测” 等信息,为调度提供依据。例如,某城市智慧防汛平台可实时查看全市 200 个调蓄池的蓄水量(精度 ±5%)与 500 公里管网的水位数据,当发现某区域调蓄池蓄满、管网水位达 80% 时,自动发出 “需开启下游泵站” 的调度建议。
智能调度算法:开发 “海绵 — 管网 — 防汛” 协同调度算法,根据实时降雨与设施状态,自动优化运行策略。算法核心逻辑包括:一是 “预调度”,根据气象部门的降雨预测(如未来 6 小时降雨量 50mm),提前计算海绵设施需预留的蓄水量,自动控制调蓄池排空泵运行,确保降雨前完成排空;二是 “实时调度”,降雨过程中,若海绵设施蓄水量达到 80%,算法自动指令调蓄池开启出口阀门,将雨水缓慢排入管网,避免集中排放导致管网冲击;若管网水位超过 90%,则指令下游泵站启动强排,同时关闭部分调蓄池出口,优先保障管网通畅。某城市通过该算法,使海绵设施与管网的协同调度响应时间从 “人工决策 2 小时” 缩短至 “自动调度 5 分钟”,暴雨时管网满溢率下降 45%。
应急联动技术:在极端降雨时,通过技术手段实现三者的应急协同。例如,当降雨量超过 “50 年一遇”,海绵设施与管网均达到负荷极限时,智慧平台自动启动 “防汛应急模式”:一方面指令所有海绵调蓄池保持最大蓄水状态,延缓雨水下泄;另一方面指令排水管网开启所有应急闸门,同时调度移动排涝泵、应急抢险队伍前往内涝风险点,形成 “海绵滞水 — 管网排水 — 应急强排” 的三重防线。某次极端降雨中,某城市通过该应急联动,使内涝积水消退时间从 24 小时缩短至 8 小时,减少了城市经济损失。
(三)管理联动:责任协同,形成 “闭环机制”
管理联动是三者协同的保障,需明确各部门职责,建立 “分工明确、协同高效、考核严格” 的管理体系,避免 “多头管理、责任推诿”。
责任体系构建:明确住建、水务、应急管理等部门在三者联动中的职责:住建部门负责海绵城市建设与排水管网改造的工程实施,确保设施质量与建设进度;水务部门负责海绵设施与排水管网的日常运维,定期检查调蓄池、管网的运行状态;应急管理部门负责城市防汛的统筹调度,制定应急预案,协调跨部门应急响应。同时,建立 “联席会议制度”,每月召开一次三者联动协调会,解决建设、运维中的衔接问题。例如,某城市通过该责任体系,解决了 “海绵调蓄池维护不到位、雨季无法正常蓄水” 的问题,将设施完好率从 75% 提升至 95%。
运维协同机制:将海绵设施与排水管网的运维纳入统一管理,避免 “海绵设施归物业、管网归市政” 的碎片化运维。例如,由市政部门统一负责辖区内海绵设施与排水管网的运维,定期对透水铺装进行清洁(防止堵塞影响渗透)、对调蓄池进行清淤(确保蓄水容量)、对管网进行疏通(保障排水通畅),同时建立 “运维数据共享台账”,记录设施运行状态,为防汛调度提供基础数据。某城市通过统一运维,使海绵设施与管网的故障处置时间从 “各自处置 48 小时” 缩短至 “协同处置 12 小时”,运维效率显著提升。
考核监督机制:将三者联动效果纳入城市防汛考核指标,如 “海绵设施调蓄量达标率”“管网排水效率”“内涝积水时长” 等,定期对各部门进行考核,考核结果与部门绩效挂钩。同时,引入第三方评估机构,每年对三者联动效果进行评估,提出优化建议。例如,某城市将 “内涝积水点数量同比下降 15%” 作为硬性考核指标,推动住建部门加快海绵城市建设、水务部门强化管网运维,最终该指标连续 3 年超额完成,城市防汛能力持续提升。
三、实践案例:三者联动的成效验证
多个城市的实践案例证明,通过三者联动,可有效实现从 “被动排涝” 到 “主动防控” 的转变,显著提升城市防汛韧性。
以深圳光明区为例,该区通过构建 “海绵城市建设 + 排水管网改造 + 城市防汛” 联动体系,取得了显著成效:在规划层面,将全区划分为 12 个海绵单元,每个单元同步规划透水铺装、调蓄池等海绵设施与配套雨水管网,确保单元内 80% 的降雨可通过海绵设施渗滞或蓄存;在技术层面,搭建智慧防汛平台,整合 150 个海绵设施监测点与 300 公里管网监测数据,通过智能算法实现 “预调度 — 实时调度 — 应急联动”;在管理层面,由区水务局统一负责三者的建设与运维,建立 “日常巡查 — 故障处置 — 效果评估” 的闭环机制。改造后,光明区在 “2023 年台风暴雨” 中表现突出:全区海绵设施共蓄存雨水 12 万立方米,减少管网径流 35%;改造后的管网过流能力提升 50%,无一处管网满溢;防汛部门通过智慧平台调度 50 台排涝设备,内涝积水点仅 3 处,较改造前减少 82%,积水消退时间平均缩短至 2 小时,实现了 “大雨不涝、暴雨可控” 的目标。
四、总结
城市防汛、海绵城市建设、城市排水管网改造三者并非孤立存在,而是 “源头 — 过程 — 末端” 的有机整体。通过规划同步设计、技术数据互通、管理责任协同,三者可形成强大合力,推动城市防汛从 “被动应对降雨” 转向 “主动调蓄雨水、高效排放雨水” 的综合模式。未来,随着智慧技术的进一步发展,三者的联动将更加紧密 —— 例如,通过数字孪生技术模拟不同降雨情景下三者的运行状态,提前优化调度策略;通过 AI 算法实现 “自我学习、自我优化”,不断提升防汛的精准性与效率,为城市构建更具韧性的水安全保障体系,助力 “无内涝城市” 建设。