热带海绵城市建设实践——三亚海绵城市试点建设路径

建设科技CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY总第377期实践应用热带海绵城市建设实践—三亚海绵城市试点建设路径—

薛重华'黄海伟I孔祥娟'游耀2谢梦佩2王涛2(1.住房和城乡建设部科技与产业化发展中心，北京100835, 2.海南省建筑设计院，海南海口 571100)［摘要］本文梳理了三亚市海绵城市试点区区域概况，分析了水生态、水环境、水安全及水资源方面面临

的主要问题，阐述了海绵试点推进的目标、技术思路和技术路线；列举了试点期间实施的主要项目内容， 介绍了海绵建设取得的初步成效，为国内同类型城市开展海绵城市建设提供有益借鉴。［关键词］海绵城市；技术路径与实践；三亚The Sponge City Construction Practice in Tropical Areas一 the route and experience in SanyaXue Chonghua1, Hua ng haiwei1, Kong xian gjuan1, You yao2, Xie men gpei2, Wang tao2(l. Cent er ofScience Technology and Industrialization Development (CSTID) of MoHURD, Beijing 100835;2. Hainan Province Institute of Architectural Design , Haikou 571100, Hainan )Abstract: This study gave a basic overview of the sponge city pilot area in Sanya. Problems in water ecology, water

environment, water security and water resources were described. The goals, technical ideas and routes, and some

main engineering projects were explained and introduced. Through the practice in the past three years in Sanya, many good methods and results have been achieved, which provided useful references for the construction of sponge city in China.Key Words:Sponge city, technical route and practice, Sanya1引言由于城市快速和无序发展，城市用水量快速增长，

市建成区20%以上的面积达到海绵城市建设目标要求；

到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。

为作好海绵城市建设工作，国家于2015年和2016年先 后开展了两批共30个城市的海绵试点建设工作。三亚

不透水下垫面急剧扩展，对流域水文循环造成的干扰和 破坏也不断累积与扩大，在全球气候变暖等因素的多重

市2016年成功入选第二批海绵试点城市。影响下，引发产生了一系列严重的城市水系统问题〔7, 如城市降雨时空分布发生较大变化，河道生态基流不断 较少，城市内涝灾害频发，水污染问题不断加剧，生态

2 海绵试点区概况2.1区域概貌三亚海绵城市建设试点区域位于中心城区，北邻三

环境急剧恶化，这些水系统问题严重影响城市的高质量

发展M。在此背景下，国家提出了建设自然积存、自 然渗透、自然净化的海绵城市，并要求到2020年，城 DOI: 10.16116/j.cnki.jskj.2019.03.01 6亚高铁站、南至鹿回头广场、西临三亚西河、东靠凤凰建设科技I 101实践应用建设科技总第377期图1不同降雨条件1 20分钟降雨过程图Fig.l Rainfall process diagram of 120 minutes under different

rainfall conditions岭(狗岭)，共计20.56km：。三亚市整体围绕海湾呈圈

层式布局，试点区域位于三亚精品旅游城市建设发展的 第二圈层。在试点建设方案制定中，以汇水分区为基础，

考虑周边用地对试点区的影响，将试点区的协调研究范 围扩展至抱坡溪、半岭水、西河、临春河汇水范围，总

面积约40.3km2o三亚市具有热带海洋性季风气侯特点，年平均降雨

量1392.2mm,降水总量季节分配不均，有较为明显的 丰枯差异。5 ~ 10月为雨季，降雨量约占全年雨量的

90%； 11〜4月为旱季。6〜11月受热带气旋影响较多，

降雨多为台风雨，过程降雨量多在50mm以上，呈现雨

急风大的特点，三亚短历时和长历时降雨雨型见图1、 图2。试点区土壤情况基本分为两类：第一类为表层为 素填土，下面是粗砂、细砂、中砂及黏土，渗透性良好，

这类土壤分布较为普遍；第二类为表层为素填土，下面 是淤泥质粉质黏土或粉质黏土，渗透性较差，主要分布

于河口冲积平原地区。试点区域地势为丘陵台地，三亚 东、西河和抱坡溪南北向穿过试点区汇流入海，雨水管 线依据地形敷设，就近排河，同时区域内还包括东岸湿

地、腊尾山塘等6个坡塘湿地类水体，见图3。2.2汇水分区及排水分区划分根据自然汇水路径、区域管网分析，试点区划分为4 个汇水分区，分别为：抱坡溪汇水分区、东河汇水分区、

西河汇水分区和临春河汇水分区。各汇水分区详细信息 如图4 (A)、表1所示。在汇水分区的基础上，结合试

点区内地形地貌、排水管网及水系分布进一步划分排水 分区。同时，综合考虑项目实施的完整性进行微调，4个

汇水分区共划分为21个排水分区，如图4(B)、表2所示。102 |建设科技Fig. 2 Sanya City 24-hour design rainstorm process图3试点区水系分布图Fig. 3 Distribution of water system in the pilot area表1汇水分区情况表Table 1 Confluence Division Table汇水分区面积(km2)排水出路抱坡溪汇水分区5.54东河东河汇水分区6.07临春河、三亚河西河汇水分区5.04［亚河临春河汇水分区3.92入海合计20.56图4试点区汇水分区及排水分区划分示意图Fig.4 Schematic diagram of the division of the catchment area

and drainage division in the pilot area2019NO.03薛重华等：热带海绵城市建设实践一三亚海绵城市试点建设路径实践应用表2排水分区情况表Table 2 Drainage Division Table面积(hm2)91.1437.88155.75汇水分区序号1排水分区代号B-1B-2B-3汇水分区序号1617排水分区代号X-1面积(hm2)126.54135.9673.47抱坡溪1抱坡溪2西河1西河2西河323X-2X-3抱坡溪3抱坡溪4抱坡溪5I11!；1'!18194B-4B-541.27104.0737.9737.76西河4合计X-4103.1439.07抱坡溪567抱坡溪6抱坡溪7B-6B-720临春河1临春河2

L-1267.27临祚河21L-I67.37334.64合计891011505.84D-I合计东河1东河2东河364.2676.1372.7616.23D-2D-3D-4图6试点区内涝风险评估Fig. 6 Risk assessment in the pilot area总面积1844.44东河4东河5东河6东河12D-5D-6160.3813141515.13村,下垫面以硬地和屋面为主，绿地率低,

东河7东河8D-7D-893.0766.93径流控制效果差。堤岸建设以防洪和景

合计564.89观为目标，未考虑河岸原始生态系统和 红树林的保护，导致大量硬质护岸挤占 红树林生长空间，而水体污染也对红树注：排水分区面积不包含大型开放水面面积.林生长造成不利影响，生态系统遭到一定程度破坏。图5展示的是试点区硬质岸线和生态岸线分布情况。3.2水环境质量堪忧在水环境方面，试点区域内淡水型水体水质基本 处于V类到劣V类（目标IV类），海水型水体水质为

IV类（目标海水川类），无法满足地表水功能目标。

鸭仔塘、腊尾山塘等部分水体存在一定程度黑臭现象。

通过调研分析主要存在以下五方面的原因：一是污水处 理厂处理能力不足，污水提升泵站旱季污水溢流进入水

图5试点区岸线分布情况Fig. 5 Distribution of shore- line in the pilot area硬质岸线体。二是区域污染收集系统不完善。区域内合流制小区 较多，现状污水干管截流倍数低，造成雨季大量合流制

污水进入河道。市政管网存在雨污水混接，旱季仍有部 分污水直接进入水体；雨季雨水进入污水管网，污水管网存在冒溢现象。试点区中部分城中村仍无雨污水管网,3试点区水系统面临的主要问题3.1水生态破坏问题突出在水生态方面，试点区内采用大量的硬质铺装，雨

部分生活污水及雨水径流随农灌渠直接进入河道。三是 城市地表径流污染控制未得到有效控制。四是试点区上

游存在大面积农田，农业面源污染未经有效控制削减直

接进入水体。五是部分水体受地形、地貌与降雨影响， 各水体旱季流量小，水体自净能力弱。水体局部区域内

水下渗减少，地表径流系数增大。经估算，试点区海绵 城市建设前年径流总量控制率约为46%。大面积的城中

源污染严重。建设科技I 103实践应用建设科技总第377期3.3水安全风险较高试点区内，市政雨水管网设计标准较低，大量管网设 计重现期低于1年1遇。由于三亚市台风频率高，暴雨强 度大，试点区缺乏涝水行泄通道和调蓄空间，超过城市管

网降雨标准的雨水无法及时排出。部分区域受山洪影响严

重，山地雨水无有效截流措施及行泄通道，导致山地雨水 进入城市建设区，形成局部区域内涝。部分区域地势低洼，

雨水无法重力排出，现状雨水泵站排水能力不足。图6展

示的是试点区内涝风险评估结果。此外，对照试点目标， 东河、西河上游段达不到100年一遇防洪标准。4海绵试点实施路径4.1试点区海绵建设目标试点区域海绵城市建设综合采取“渗、滞、蓄、净、

用、排”等措施，最大限度减少城市开发建设对生态环 境的影响，实现“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、 热岛有缓解”。试点的总体目标为，年径流总量控制率

达到60% (对应的设计降雨量为25.5mm)；三亚河部

分断面及抱坡溪流域达到IV类水水质标准；新建雨水 管网的设计标准为2〜3年一遇，重要地区为3〜5年

一遇；内涝防治标准为能有效应对不小于30年一遇的

降雨；中心城区防洪标准为100年一遇。4.2实施思路按照源头削减、过程控制、系统治理系统方法，

对排水分区、现状问题、系统方案、目标可达性进行 进一步梳理和分析，坚持目标导向和问题导向，充分 考虑双修进展成效、棚户区/城中村改造问题，按照

科学规划、近远期结合的思路，确定海绵城市试点工 作思路与重点。(1) “补短板”。结合城市棚户区改造和城市有

机更新，大力推进市政基础设施建设，完善试点区雨污 管网和处理设施建设，同步推进实施雨污混接和雨污合 流的分流改造，初期雨水面源控制等工作，提升试点区

污染物收集、削减、处理能力。(2) “控增量”。在新建区域和项目中严格落实

海绵规划指标，落实区域雨水管理制度，落实雨水径流 总量控制和面源污染控制目标。(3) “去存量”。结合城市棚改和老旧小区改造

等城市工作，制定老旧小区、道路等源头减排项目的海

104 |建i殳科技绵改造计划。在试点期间，尽可能多的完成源头低影响

改造，实现“能做尽做”，减少区域径流总量，降低径 流污染水平。(4) “统双修、出亮点、创模式”。构建“双修

+海绵”推进模式，扩展和统筹双修项目的功能和效益， 通过双修构建城市绿色基础设施骨架和生态格局，通过

海绵城市建设将生态功能在面上向流域和区域扩展。同 时，海绵城市建设中突出重点和实效，重点实施抱坡溪

流域水环境综合治理、三亚东河水环境提升等流域和区 域综合项目，统筹源头、过程和末端，统筹各个职能部门， 打造区域海绵城市样板，提升城市水生态和水环境质量。4.3技术路径(1) 辨别主要问题，确定建设目标。通过对现状

水资源、水环境、水生态、水安全等问题进行深入现场

勘查，分析试点区海绵城市建设重点解决的问题及主要 成因，以问题为导向，结合国家对三亚市海绵城市建设

目标的要求，合理确定分类控制目标。(2) 加强规划统筹，深化顶层设计。根据试点区自然、

社会条件，合理划分汇水分区，深入分析每个汇水分区的 特征与问题，结合“双修”等城市基础设施更新计划，构

建源头减排、过程控制、综合治理的系统化综合建设方案,

综合考虑项目近远期实施条件，确定实施工程项目库。(3) 深化项目设计，严把施工质量。根据系统方

案确定的地块/项目控制目标，综合调查项目现场情况 及社会经济条件，因地制宜开展项目设计，合理选择工 程措施，确定技术经济最优方案。建立设计建设审批管 理流程，在可研、初步设计和施工图审查中落实海绵建 设目标。施工过程中由设计和技术咨询单位进行指导与

监督，确保海绵施工质量。(4) 监测评估实施成效，加强设施运行维护。建

立海绵城市事前、事中和事后的监测平台，利用监测和

模型评估相结合的方法，评估分析设施、项目和汇水分 区建设成效，校核建设目标可达性，不断完善顶层方案、 项目设施设计方法和施工工法。同时，针对不同类型海

绵设施建立运行维护办法，保证设施长效发挥作用。试点实施技术路线图，见图7。4.4实施项目内容三亚市按照“源头减排、过程控制、系统治理”的 技术路线，在系统化顶层设计的基础上，确定了建筑小2019NO.03薛重华等：热带海绵城市建设实践 匚亚海绵城市试点建设路径实践应用I项目类麵-I______________II_________—_________II技术策略I___________________II工程措施源头削减水环境工程体系

过程控制 水生态修复建筑小区/公建/广场道路

海绵

活水补水内源治理公园项目水生态工程体系

年径流总量控制 生态岸线修复改造

岸线/绿道/河道治理项目蓝绿空间保护水资源工程体系

居住区/公建/道路雨水收集利用集中调蓄区雨水收 集利用木系水环境整治工程管线、泵站、调番设施工

程水安全工程体系

源头减排雨水管网系统建设排涝系统建设调蓄设施污水处理/提标工程图7试点实施技术路线图Fig. 7 Pilot implementation technology roadmap区、道路广场、绿地公园、管网厂站等类型的项目，并

管网雨污混接状况，累计开展60余处混接改造工作； 在东岸湿地公园周边开展截污管网建设；在金鸡岭社区、

进行了目标可达性分析，支撑试点目标和指标的实现。(1) 建筑小区类项目：试点区域内建筑与小区类

涉及到海绵化建设项目共44个，用地达150.73 hm2o

市仔村、荔枝沟片区、津海建材城、师部农场等片区开

展雨污分流建设；在下洋田片区、海螺片区、万人海鲜 城、临春片区等片区进行合流制及初期雨水调蓄处理；

优先对存在涉水问题的小区进行改造，形成集中连片示 范效应，体现海绵城市建设的成效，避免海绵小区改造

试点区设合流制溢流调蓄坑塘9处，调蓄池5座，设置 初雨调蓄净化坑塘1处，调蓄池6座。碎片化。对于新建、重建类项目，将地块海绵城市建设 指标和要求纳入“一书两证”，确保海绵指标落地。(4) 公园绿地及区域综合整治项目：在现状绿地

海绵建设基础上，重点对三亚河滨水区域、东岸湿地滨

(2) 道路类项目：通过现场勘査，试点区域内目

前可实施的市政道路类建设项目共3个。同时，要求新 建市政道路均进行海绵化建设，并根据近期道路建设计

水区域、鹿回头区域等绿化节点进行海绵化建设，进r

步完善试点区海绵建设基底，提升城市生态环境品质和

划，新建海绵道路4条。安全格局。试点区内建设海绵城市公园绿地、湿地公园、 水生态修复及区域综合整治项目20个。(3) 管网厂站项目：开展临春桥、抱坡溪、同心

家园1期泵站扩容工作；提升荔枝沟污水处理厂能力，

(5) 城市水安全提升项目：新建排涝泵站1座；

开展师部农场积水点等11处积水点改造项目；开展主 要行洪河道10余公里疏浚工作；新建东岸湿地、抱坡 溪湿地雨洪调蓄型湿地公园。进行荔枝沟污水处理二厂建设，完成后由原30,000m3/d 提升至70,000m7d,解决月川片区污水处理超负荷问题， 同时，提升污水厂出水标准，扩大污水再生能力，相应 配套建设污水干管，新增再生水规模30,000m」/d。普查

(6) 监测设备与平台项目：开展雨量、水系、排污口、建设科技| 105实践应用建设科技总第377期—COD监咼仇—IV»CODW(A

V类CCD限仇100二9()/au8070n60»<«50a40o

30。

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二 = +

卞 ggz 二 益 gS 二 z2017年 2018年图8腊尾山塘COD浓度变化图Fig.8 Change in COD concentration in Laweishantang30年一遇2小时短历时降雨条件E()

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约150余个点位海绵监测工作，搭建智慧化海绵监测平 台，为海绵实施效果评估及维护提供有力保障。5试点实施的初步效果(1) 小区源头改造，解决居民涉水问题，区域污

染收集能力增强。通过雨污混接/分流改造、阳台排水 管及雨落管改造、小区积水点改造等解决了老旧小区内

部的雨季积水、污水冒溢等一系列涉水问题。雨污分流 改造小区雨水管网提升到2〜3年一遇标准。(2) 恢复城市生态系统，生物多样性显著增加。

恢复红树林种植面积，种植小叶榕、千屈菜、梭鱼草等

本地特色植物，新增绿地面积约68 hm2,新增生态岸线

106 |建设科技约7.8 km,新增水域面积约3.5 hm\\(3) 城市水环境质量得到提升。经过旱季排口截

污，管网雨污分流、混接改造，新建雨、污水管网，增 强了管网收集能力，管网提质增效效果显现，荔枝沟污 水处理厂进水COD月均浓度从2017年约150 mg/L提

升到2018年约230 mg/L。目前,三亚河全段、腊尾山塘、

鸭仔塘已消除黑臭现象，且水质在不断好转。图8是腊 尾山塘2017〜2018年COD浓度变化图。(4) 积水排涝问题得到缓解。试点区域内的下洋

田、凤凰路嘉宝花园等多处较为严重的内涝点，在30 年一遇短历时降雨和长历时降雨下均未出现明显积水现

场;在如2018年7月台风“山神”、8月台风“贝碧嘉” 等极端降雨事件下(日降水量超过100mm),积水较

快消退，未对居民出行和安全造成影响。图9是春光路

积水点在方案改造前后，30年一遇2小时降雨和24小

时降雨条件下的积水深度变化对比图。6总结与展望海绵城市建设是一个系统的社会工程，从实施路径上,

需要规划、设计、建设、运营维护全生命周期的精细统筹 与管理；从专业配合上，需要给排水、建筑、园林、道路、

景观、水利等密切协调；在组织机制上，需要市政府统一

领导，各部门协同实施，全社会集体参与；在推进策略上,

需要雷厉风行与久久为功结合。海绵城市建设是将城市水 系统作为一个整体，系统提升的一种模式，需要在方法论、

组织管理、技术措施上不断地创新和摸索。参考文献［1］ 王浩，梅超，刘家宏.海绵城市系统构建模式［几水

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