廣東直單位工作技能大賽暨機(jī)關(guān)工作技能邀請(qǐng)賽

1、廣東省直單位第五屆工作技能大賽暨市縣機(jī)關(guān)工作技能邀請(qǐng)賽我局參賽作品文稿展示創(chuàng)新雨洪利用模式，打造三維海綿城市廣東省水文局湛江水文分局一、提出背景（一）城市發(fā)展環(huán)境問(wèn)題凸顯21世紀(jì)，中國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展期。伴隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā) 展，城市面臨眾多環(huán)境問(wèn)題。水資源短缺、城市內(nèi)澇、海水入 侵、地面沉降等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，制約 社會(huì)和諧發(fā)展。目前，全國(guó)600多個(gè)城市中有三分之二供水不 足，其中六分之一嚴(yán)重缺水，有6個(gè)省、區(qū)已處于極度缺水狀 態(tài)。過(guò)去3年內(nèi)我國(guó)超過(guò)360個(gè)城市遭遇內(nèi)澇，今年以來(lái)，已 有41座城鎮(zhèn)因暴雨內(nèi)澇受淹因暴雨洪水已直接造成了約353 億元的經(jīng)濟(jì)損失，“逢雨必澇”已成為我

2、國(guó)城市重大災(zāi)害之一。 海水入侵使灌溉地下水水質(zhì)變咸、土壤鹽漬化，導(dǎo)致水田面積 減少、荒地面積增加。中國(guó)海水入侵主要出現(xiàn)在遼寧、河北、 天津、山東、江蘇、上海、浙江、海南、廣西個(gè)省份的沿海 地區(qū)。最嚴(yán)重的是山東、遼寧兩省，入侵總面積已超過(guò)2000 平方公里。（二）全國(guó)海綿城市概念提出和建設(shè)熱潮2012年4月，在2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇 中，“海綿城市”概念首次提出，即通過(guò)“滲、滯、蓄、用、 排”等技術(shù)，使得城市能像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì) 自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”下雨時(shí)吸水、蓄水、凈 水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用2013年12月12 日，習(xí)近平總書(shū)記在中央城鎮(zhèn)化

3、工作會(huì)議的講話中強(qiáng)調(diào)： “提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來(lái)，優(yōu)先 考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然 凈化的海綿城市”。2015年4月2日，海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市 名單正式公布。根據(jù)地區(qū)得分，排名在前16位的城市分別是 （按行政區(qū)劃序列排列）遷安、白城、鎮(zhèn)江、嘉興、池州、廈 門(mén)、萍鄉(xiāng)、濟(jì)南、鶴壁、武漢、常德、南寧、重慶、遂寧、貴 安新區(qū)和西咸新區(qū)。作為城市發(fā)展理念和建設(shè)方式轉(zhuǎn)型的重要 標(biāo)志，全國(guó)已有130多個(gè)城市制定了海綿城市建設(shè)方案。（三）創(chuàng)新雨洪利用模式，打造三維海綿城市的必要性雨洪利用技術(shù)，可把從自然或人工集雨面流出的雨水進(jìn)行 收集、集中和儲(chǔ)存，是將降雨就

4、地消納和利用的重要手段，是 減輕城市防洪壓力、緩解水資源短缺、改善并穩(wěn)定維持生態(tài)系 統(tǒng)平衡的重要措施，是建設(shè)海綿城市的重要技術(shù)手段。常規(guī)雨 洪利用建設(shè)海綿城市不僅需要巨大的資金投入而且未充分考 慮使用地下含水層具有的巨大儲(chǔ)水潛力。海綿城市建設(shè)，注重“小雨蓄起來(lái)、中雨排出去大雨別 成災(zāi)”，回用剩余的雨水徑流通過(guò)管網(wǎng)、水泵外排，提升了城 市排水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，保證了城市的安全，但雨洪資源難以得到 充分的利用。全國(guó)很多城市雖然水資源豐富,但時(shí)空分布不均， 氣候復(fù)雜多變，水資源調(diào)控能力較差，使得城市出現(xiàn)季節(jié)性性 水資源短缺。不論從充分使用城市空間、加大水資源利用率、提升城市 水資源調(diào)控能力，抑或治理城市環(huán)

5、境污染等方面都迫切要求創(chuàng) 新雨洪利用模式，打造三維海綿城市。二、存在問(wèn)題（一）投入資金巨大，效果難達(dá)預(yù)期。常規(guī)雨洪利用建設(shè) 海綿城市需要巨大的資金投入。據(jù)估計(jì)每平方公里海綿城市建 設(shè)投資將達(dá)到1億至1.5億元。目前，海綿城市試點(diǎn)建設(shè)在全 國(guó)大部分范圍內(nèi)開(kāi)展，目前已納入試點(diǎn)的城市共30個(gè)。據(jù)不 完全統(tǒng)計(jì)，第一批納入試點(diǎn)的16個(gè)海綿城市中發(fā)生內(nèi)澇率達(dá) 62.5%；第二批試點(diǎn)的14個(gè)海綿城市中發(fā)生內(nèi)澇率達(dá)64.3%。 目前，建設(shè)效果并未達(dá)到預(yù)期。（二）海綿城市建設(shè)儲(chǔ)水體少?！皟?chǔ)水體”既包括河湖、池 塘等水系，也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設(shè) 施，是城市重要的儲(chǔ)水和釋水容器，是處理城市內(nèi)澇

6、的重要緩 沖地帶，其規(guī)模和質(zhì)量是海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于大多 數(shù)海邊城市，地勢(shì)平坦，使當(dāng)?shù)靥烊弧皟?chǔ)水體”較少。同時(shí), 城市化進(jìn)程使大多數(shù)城市建設(shè)追求用地一馬平川往往會(huì)填湖 平壑。因此，大多數(shù)海綿城市建設(shè)都面臨著儲(chǔ)水體缺乏的難題。（三）雨洪利用模式需因地制宜。傳統(tǒng)雨洪利用，注重通 過(guò)建設(shè)或安裝儀器進(jìn)行雨洪收集，并將雨洪儲(chǔ)存在地表或地下 淺層。既需耗費(fèi)巨額資金，又需占據(jù)較大的空間，且雨洪得不 到高效利用。創(chuàng)新雨洪利用模式，綜合當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、?貌、水文和地質(zhì)條件，評(píng)估地表、地下空間的儲(chǔ)水能力和城市 排水能力，因地制宜設(shè)計(jì)符合地方特色的工程和非工程措施； 同時(shí)，將雨洪用于治理地下水超采、海水

7、入侵等問(wèn)題。三、主要內(nèi)容創(chuàng)新雨洪利用模式，遵循生態(tài)優(yōu)先原則，因地制宜，將自 然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提 下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透、凈化，最 大限度提升雨水利用效率。打造三維海綿城市，充分利用了城 市地表和地下巨大空間，以地表水體、植被、地下含水層作為 “儲(chǔ)水體”，下雨時(shí)蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋 放”利用，最大程度實(shí)現(xiàn)城市向綠色節(jié)能、生態(tài)環(huán)保發(fā)展。具 體舉措如下：（一）理清城區(qū)徑流特征，建設(shè)地表集雨裝置理清城區(qū)徑流特征：第一，根據(jù)地形和地貌特征，查清雨 洪徑流的上中下游和產(chǎn)流特征，計(jì)算徑流區(qū)域的集雨面積；結(jié) 合城市管網(wǎng)排水系統(tǒng)，根據(jù)不同

8、降雨量，設(shè)計(jì)典型降雨，計(jì)算 各區(qū)域徑流總量，確定雨量分級(jí)，進(jìn)行洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；第二， 對(duì)雨水管理模型的徑流模擬系統(tǒng)、污染物累積及徑流沖刷模擬 系統(tǒng)、管道輸送模擬系統(tǒng)的模型的參數(shù)進(jìn)行研究，討論各區(qū)域 雨洪收集和處理裝置，并對(duì)其效果進(jìn)行評(píng)估。第三，根據(jù)不同 雨量的雨洪量，選擇不同的集雨裝置。地表集雨措施:理清城區(qū)徑流特征，選定雨洪收集裝置后， 在城區(qū)不同位置安裝相應(yīng)的集雨裝置:在住宅區(qū)、廠區(qū)、政府 大樓等建筑物屋頂安裝屋頂雨水過(guò)濾器;在地面、停車(chē)場(chǎng)采用 符合透水和抗壓強(qiáng)度要求的透水性地面磚在道路上采用環(huán)保 型的雨水口，攔截道路上的初期徑流；在公園、綠地、草坪采 用下凹式綠地。收集的雨水經(jīng)管道進(jìn)入一級(jí)

9、儲(chǔ)水裝置（一個(gè)分 區(qū)）；若超出一級(jí)儲(chǔ)水裝置容量的，雨水經(jīng)管道進(jìn)入二級(jí)儲(chǔ)水 裝置（多個(gè)分區(qū)）依次類(lèi)推，逐級(jí)收集，雨水暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)。（二）創(chuàng)新雨洪利用模式，地表和地下空間共同儲(chǔ)水根據(jù)實(shí)測(cè)地下水水位、水文地質(zhì)參數(shù)，建立三維水流和地 層應(yīng)力模型，進(jìn)行地下水超采致災(zāi)評(píng)估；根據(jù)實(shí)測(cè)土壤濕度， 建立包氣帶干旱模型，評(píng)估干旱程度；同時(shí)，結(jié)合各個(gè)地表儲(chǔ) 水體實(shí)時(shí)儲(chǔ)水量，選擇不同的儲(chǔ)水容器：包括地表儲(chǔ)水體、地 表與地下（地下水補(bǔ)給系統(tǒng)）一體儲(chǔ)水體。1 .雨洪儲(chǔ)存于地表儲(chǔ)水體現(xiàn)代城市中，主要的地表儲(chǔ)水體有河流、湖泊和濕地，增 加雨洪對(duì)儲(chǔ)水體補(bǔ)給的主要手段有：第一，雨季，經(jīng)地表集雨裝置收集的雨水，導(dǎo)入儲(chǔ)水體中；第二，

10、在儲(chǔ)水體附近建設(shè)如 “水系”般的集雨溝渠，改變地面徑流的流向，使它們流入湖 內(nèi)。既增加集水面積，又有效減小雨洪規(guī)模。2 .雨洪儲(chǔ)存于含水層中，建立地下水補(bǔ)給系統(tǒng)利用地下巨大空間，儲(chǔ)存雨水，提升城市的水資源調(diào)控能 力。查清地表儲(chǔ)水體附近的含水層巖性特征，選擇含水層數(shù)量 多、厚度大、滲透系數(shù)大的位置，修建回潛群，建立地表補(bǔ) 給地下的地下水補(bǔ)給系統(tǒng):經(jīng)處理后的地表儲(chǔ)水體內(nèi)的雨水作 為水源，通過(guò)回灌井注入到含水層中，當(dāng)需要水時(shí)，可“釋放” 使用。旱季時(shí)，有地下水井抽水，若地下水水位下降較大，則 地表水持續(xù)穩(wěn)定回灌，以維持地下水水位的穩(wěn)定，同時(shí)騰出地 表空間，待雨季補(bǔ)給。地下水補(bǔ)給系統(tǒng)的建立，充分發(fā)揮了

11、含 水層的“海綿”作用（蓄水和釋水）既可減輕內(nèi)澇災(zāi)害，又 可解決地下水水位大幅下降、地面沉降等地質(zhì)問(wèn)題。位于粵西 地區(qū)的湛江市曾于2015年上半年發(fā)生一次較大旱災(zāi)，導(dǎo)致當(dāng) 地農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失3.8億元，大量農(nóng)作物枯死。據(jù)調(diào)查，當(dāng)?shù)氐?處平原地區(qū)，降雨豐沛，年均降雨量1700-1800mm,而降雨時(shí) 空分布不均與地勢(shì)平坦，使當(dāng)?shù)匦钏芰Σ蛔?；但地下含水?多、賦水性強(qiáng)，在800m以?xún)?nèi)的潿洲組至湛江組中，存在3-25 個(gè)粗礫含水層，單層厚2-30m,總厚度20-310m。當(dāng)?shù)氐叵滤?年開(kāi)采量約6.3億m3,留出了巨大的儲(chǔ)水空間。由于當(dāng)?shù)匚唇?立地下水補(bǔ)給系統(tǒng)，在干旱來(lái)臨時(shí)，地表水水量劇減，地下儲(chǔ)水不足

12、，導(dǎo)致當(dāng)?shù)責(zé)o水可用。（三）增強(qiáng)地下水補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)給能力為增加雨洪和地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給，提高下游城區(qū)含水 層的儲(chǔ)水量，需建立持續(xù)穩(wěn)定的補(bǔ)給區(qū)，具體舉措：增加物種多樣性，改變植被和作物垂直和水平組成，提升 滲透性能：即在補(bǔ)給區(qū)種植易吸水、根系發(fā)達(dá)的植物，增加植 被覆蓋；垂向上，喬木與矮木結(jié)合，逐級(jí)截留雨水淮周?chē)N 植區(qū)，種植根系發(fā)達(dá)的農(nóng)作物。既可以使補(bǔ)給區(qū)土壤吸水充足， 又達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。在補(bǔ)給區(qū)修建水利工程。塘和堰是蓄水的重要水利和民生 工程，在雨季可收集一定量的水，收集的地表水在旱季可持續(xù) 補(bǔ)給地下水，亦可供當(dāng)?shù)卮迕袷褂?。（四）建立海水入侵屏障除地下水超采和地面沉降?wèn)題，較多海綿城市一直

13、飽受海 水入侵的困擾?？煽紤]利用已有地表儲(chǔ)水體和地下水補(bǔ)給系 統(tǒng)，建立防止海水入侵的屏障。具體措施：在沿海發(fā)生海水入 侵的區(qū)域，建設(shè)沿線狀分布的地下水井作為壁壘井，將處理后 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的雨洪注入到含水層中，提升地下水水位，形成穩(wěn)定 的淡水和海水分隔帶，阻隔海水入侵。實(shí)現(xiàn)了雨水最大化的利 用。四、可行性（一）通過(guò)洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，因地制宜選擇集雨裝置，分級(jí) 儲(chǔ)水，建立地下水補(bǔ)給系統(tǒng)和防海水入侵屏障，打造三維海綿 城市，在技術(shù)上是可行的。目前城市產(chǎn)流特征、集雨面積等水文數(shù)據(jù)主要在當(dāng)?shù)厮?部門(mén)，城市管網(wǎng)排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要在城建部門(mén)，地下含水層參 數(shù)信息在地質(zhì)部門(mén)，要獲取并不困難。同時(shí)，北京市水利科學(xué) 研究

14、所依托中德合作“北京城區(qū)雨洪控制與利用”項(xiàng)目，已經(jīng) 研制開(kāi)發(fā)了透水型地面磚、環(huán)保型雨水口、填料式蓄水池、屋 頂雨水過(guò)濾器等雨洪利用設(shè)備。美國(guó)加州橙郡地區(qū)一直受到干旱和海水入侵的困擾。21 世紀(jì)初，當(dāng)?shù)亟ㄔ炝私⒘说叵滤a(bǔ)給系統(tǒng)，每天生產(chǎn)水37.9 萬(wàn)立方米，有效地應(yīng)對(duì)了當(dāng)?shù)氐母珊祮?wèn)題；同時(shí)，每天將13.2 萬(wàn)立方米水注入壁壘井中，成功治理了當(dāng)?shù)氐暮Ｋ肭?。（二）打造三維海綿城市，既符合關(guān)于推進(jìn)海綿城市建 設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)，又契合“綠水青山就是金山銀山”理念。在 資金上可依托政府主導(dǎo)、社會(huì)參與的海綿城市等項(xiàng)目。因此， 具有可行性和推廣性。五、預(yù)期成效（一）增強(qiáng)城市水資源調(diào)控與管理水平。建立三維水流和 地層應(yīng)力模型，根據(jù)不同降雨和徑流量，選擇不同的地表和地 下儲(chǔ)水模式，減輕城市內(nèi)澇問(wèn)題；同時(shí)，加強(qiáng)上游地下水補(bǔ)給 區(qū)補(bǔ)給能力；使雨水資源在一年中均勻分配，增強(qiáng)城市水資源 調(diào)控與管理水平。（二）提升雨洪資源收集效率。依據(jù)地區(qū)地形地貌、水文 氣象及徑流特征，建立洪澇風(fēng)