海綿城市建設技術與工程實踐：以南昌市為例

面對嚴峻的城市水環境問題，中國城市急需重新定位城市水系統的內涵並協調城市建設與水環境的關係，恢復和增強城市水系統的抵禦力和修復力，形成安全的、可自我修復的城市水系統。“海綿城市”的概念應運而生。本書基於國內城市，以南昌市為重點，介紹城市水環境治理的實踐經驗，分為理論篇和應用篇。

理論篇共10章，主要從工程應用角度介紹了徑流總量、徑流峰值、徑流污染、排水防澇、溢流污染等方面的理論和計算。應用篇共9章，主要把理論篇中的理論研究成果對實際案例進行應用和驗證，並對應用效果進行了總結。本書適合廣大城市建設的決策者、規劃設計師、海綿城市的建造商和運營商閱讀，也可作為相關專業人員和學生等的參考書。

上篇 理論篇1

第1章 海綿城市概念及政策要求
1.1 理念的起源 3
1.2 國外不同的提法 3
1.3 我國的海綿城市概念 4
1.4 我國的海綿城市建設有關政策、法規 4
1.5 江西省、南昌市海綿城市建設有關政策、法規 6
1.6 南昌市海綿城市建設要求 8
1.7 本章小結 9

第2章 海綿城市建設技術特點分析與研究
2.1 研究的目的和意義 10
2.2 海綿城市建設的主要內容 10
2.2.1 低影響開發雨水系統 11
2.2.2 城市雨水管渠系統 11
2.2.3 超標雨水徑流排放系統 12
2.3 海綿城市的建設途徑 12
2.4 低影響開發技術設施 12
2.4.1 滲透技術 12
2.4.2 儲存技術 19
2.4.3 利用技術 21
2.4.4 調節技術 23
2.4.5 轉輸技術 25
2.4.6 截汙淨化技術 27
2.5 低影響開發技術設施功能比選 30
2.6 低影響開發技術設施選擇 31
2.6.1 合理劃分優先順序 31
2.6.2 靈活應用單項技術設施 31
2.6.3 合理銜接城市用地 31
2.7 海綿城市建設項目案例 32
2.7.1 道路雨水收集利用工程 32
2.7.2 廣場集中片區海綿城市改造案例 34
2.8 本章小結 35

第3章 海綿城市建設技術對於徑流總量控制貢獻的研究
3.1 年徑流總量控制率與降雨量的關係 37
3.2 低影響開發設施設計計算 39
3.2.1 徑流總量控制指標分解方法 40
3.2.2 雨水花園表面積計算方法 40
3.2.3 下沉式綠地的計算 43
3.2.4 透水鋪裝 44
3.3 工程應用中年徑流總量控制的海綿措施選擇 46
3.3.1 年徑流總量控制的海綿措施組合 47
3.3.2 工程應用實例 48
3.4 本章小結 49

第4章 海綿城市建設技術對於徑流峰值控制貢獻的研究
4.1 海綿技術措施對徑流峰值控制的簡介 50
4.1.1 按徑流峰值控制階段 50
4.1.2 按徑流峰值控制方式 50
4.2 海綿技術措施的基本分類及組成 51
4.3 海綿技術對徑流峰值控制的貢獻 51
4.3.1 研究工具 52
4.3.2 降雨條件 53
4.3.3 不同調蓄雨量對徑流峰值控制貢獻大小的研究 53
4.3.4 不同調蓄方式對徑流峰值控制貢獻大小的研究 56
4.3.5 流量過程線理論計算式的推求 59
4.4 本章小結 61

第5章 海綿城市建設技術對於徑流污染控制貢獻的研究
5.1 城市降雨徑流污染概述 62
5.1.1 降雨徑流污染簡介與成因 62
5.1.2 降雨徑流污染強度的表徵 62
5.2 城市地表徑流污染負荷的計算 63
5.2.1 城市地表徑流污染負荷的概念 63
5.2.2 城市地表徑流污染負荷計算方法 63
5.2.3 城市地表徑流污染負荷計算模型和應用 64
5.3 南昌市某道路徑流污染特徵分析 66
5.3.1 城市徑流污染現狀 66
5.3.2 南昌市某道路徑流污染現狀研究 66
5.4 海綿設施對徑流污染的控制 68
5.4.1 海綿設施對污染物去除機理 69
5.4.2 典型海綿設施（雨水花園）概述 70
5.4.3 雨水花園對出流雨水污染物的影響 71
5.5 計算實例 75
5.5.1 以控制徑流總量為目的的雨水花園計算 75
5.5.2 以控制污染物平均濃度為目的的雨水花園計算 76
5.6 本章小結 76

第6章 海綿城市建設技術中雨水利用的效益貢獻
6.1 海綿城市雨水利用效益評估體系 78
6.2 雨水利用水量計算 79
6.3 成本分析與計算 81
6.4 效益分析與計算 82
6.4.1 經濟效益 82
6.4.2 生態效益 84
6.4.3 社會效益 85
6.5 雨水利用成本效益分析 86
6.6 雨水利用案例分析 86
6.7 本章小結 88

第7章 海綿城市建設技術計算模型研究
7.1 海綿建設技術計算方法概述 90
7.1.1 容積法 90
7.1.2 模型類比法 92
7.1.3 兩種方法的對比分析 94
7.1.4 本研究的技術路線 94
7.2 用地類型、下墊面、LID 設施映射關係的建立 95
7.2.1 用地類型與下墊面的映射關係 95
7.2.2 下墊面與LID 設施的映射關係 96
7.3 海綿計算模型的計算方法 97
7.3.1 控制目標下總調蓄容積計算 97
7.3.2 LID 設施調蓄容積的計算 98
7.3.3 年污染物總量去除率計算 99
7.4 模型計算表的建立 99
7.5 計算實例 100
7.6 本章小結 100

第8章 排水體制、溢流污染控制研究
8.1 傳統排水體制分析 102
8.1.1 排水體制概念 102
8.1.2 排水體制分類 102
8.1.3 排水體制存在問題 103
8.1.4 溢流污染 104
8.2 國內外控制合流制溢流及分流制污染措施 105
8.2.1 國內對合流制溢流污染的控制 105
8.2.2 發達國家對合流制溢流污染的控制 105
8.2.3 國內分流制污染控制措施 107
8.3 分流制初期雨水污染和合流制溢流污染控制研究 108
8.3.1 分流制初期雨水研究 108
8.3.2 截流倍數研究 111
8.4 截流倍數取值 113
8.4.1 工程概況 113
8.4.2 截流效果分析 115
8.5 初期雨水收集量計算實例 118
8.5.1 資料獲取與處理 118
8.5.2 分析與初雨收集量 120
8.6 本章小結 120

第9章 城市雨水排水及防澇水力模型研究
9.1 MIKE 系列軟體簡介 122
9.1.1 MIKE 11 模型介紹 122
9.1.2 MIKE URBAN 模型介紹 125
9.1.3 MIKE 21 模型介紹 127
9.1.4 MIKE FLOOD 耦合模型介紹 128
9.2 模型的搭建 129
9.2.1 MIKE URBAN 模型建立 129
9.2.2 MIKE 11 模型建立 130
9.2.3 MIKE 21 模型建立 131
9.2.4 MIKE FLOOD 耦合模型建立 132
9.3 模型應用常見問題及解決方案 133
9.4 本章小結 137

第10章 南昌市合理採用海綿城市技術研究
10.1 概況簡介 138
10.2 南昌市氣候、地質、水文特點研究 138
10.2.1 地理位置 138
10.2.2 氣候特點 138
10.2.3 整體地勢與地質情況 140
10.2.4 水文特徵 142
10.3 南昌市徑流總量控制目標研究 150
10.3.1 年徑流總量控制率的理論值 150
10.3.2 我國年徑流總量控制率分區情況 150
10.3.3 南昌市多年天然徑流率及徑流總量控制率目標 152
10.3.4 南昌市各區徑流總量控制率的影響因素 152
10.4 南昌市徑流峰值控制研究 153
10.4.1 典型調蓄方式的分類及特點 154
10.4.2 源頭調蓄對峰值、管道重現期的影響 154
10.5 南昌市徑流污染控制研究 155
10.5.1 徑流污染的來源 155
10.5.2 南昌市不同功能分區、下墊面對徑流污染的影響 155
10.5.3 LID 設施對徑流污染的去除機理 156
10.5.4 南昌市雨水花園徑流污染控制效果 156
10.6 南昌市雨水利用研究 157
10.6.1 南昌市水資源利用情況 157
10.6.2 南昌市降雨情況分析 158
10.6.3 雨水利用成本效益分析 158
10.7 南昌市合理利用LID 設施 158
10.7.1 依據控制目標選用LID 技術 158
10.7.2 依據設施主要功能選用LID 技術 159
10.7.3 針對不同場地的LID 設施組合 160
10.8 南昌市內澇防治控制研究 162
10.8.1 南昌市內澇防治現狀 162
10.8.2 南昌市內澇防治目標及措施 162
10.9 基於南昌市排水體制的溢流污染控制 163
10.9.1 南昌市排水體制現狀 163
10.9.2 溢流污染控制計算方法 163
10.9.3 南昌市分流制區域初期雨水控制量 164
10.9.4 南昌市合流制區域截留倍數選取 164
10.1 南昌市利用海綿城市建設技術實例（以朝陽新城為例） 165
10.10.1 朝陽新城簡介 165
10.10.2 朝陽新城運用海綿城市建設技術 165
10.11 本章小結 168

參考文獻

下篇 應用篇173

第11章 海綿城市建設技術在南昌市臨空經濟區楊家湖水系工程中的應用案例
11.1 主要控制目標分析 175
11.1.1 徑流污染主要控制措施分析 175
11.1.2 徑流峰值主要控制措施分析 176
11.1.3 徑流總量控制策略及目標分析 176
11.2 管道設計 177
11.2.1 控制目標實現原理 177
11.2.2 前置塘設計 178
11.2.3 滲透系統設計及維護 178
11.2.4 植物選擇 179
11.3 管道建成效果 180
11.4 結語 181

第12章 海綿城市建設技術在南昌市九龍湖吉安街工程中的應用案例
12.1 工程概況 182
12.2 雨水管道設計標準 183
12.3 工程設計 183
12.3.1 市政雨水管的設計 183
12.3.2 海綿城市建設技術 184
12.4 案例小結 187

第13章 海綿城市建設技術在贛州市興國縣和睦公園中的應用案例
13.1 專案背景及概況 188
13.1.1 專案背景 188
13.1.2 項目概況 189
13.2 海綿城市設計 190
13.2.1 技術路線 190
13.2.2 年徑流總量控制率及設計降雨量 191
13.2.3 低影響開發系統的徑流係數 191
13.2.4 單項設施雨水控制能力 192
13.2.5 和睦公園LID 設計組合的模型校核 195
13.2.6 徑流峰值控制貢獻 196
13.3 水質淨化及水循環系統設計 198
13.4 結論與建議 200

第14章 海綿城市建設（溢流污染控制）技術在南昌市西湖黑臭水體治理工程的應用案例
14.1 黑臭水體形成原因 202
14.1.1 外源有機物消耗水中氧氣 202
14.1.2 內源底泥中釋放污染 203
14.1.3 水體自淨能力消失 203
14.1.4 不流動水體和水溫升高的影響 203
14.2 工程方案研究 203
14.2.1 研究規範依據 203
14.2.2 主要研究資料 204
14.2.3 工程排水現狀及存在的問題 204
14.2.4 方案設計 205
14.3 方案效果分析 213
14.3.1 黑臭水體技術指標 213
14.3.2 運行效果 214
14.4 案例小結 216

第15章 海綿城市（溢流污染控制）技術在南昌市象湖、撫河截汙工程中的應用案例
15.1 專案背景 217
15.2 現狀問題分析 217
15.2.1 象湖、撫河現狀 217
15.2.2 象湖、撫河水質現狀 218
15.2.3 象湖、撫河現狀排污口 220
15.2.4 象湖、撫河現狀問題分析總結 221
15.3 截汙工程建設必要性分析 221
15.3.1 截汙治汙是河、湖治理的有效工程措施，是象湖、撫河治理及提升水體水質的需要 221
15.3.2 要滿足象湖、撫河景觀娛樂要求，必須先行實施截汙工程 222
15.3.3 總體目標 222
15.4 截汙工程建設目標及範圍 222
15.4.1 截汙工程建設目標 222
15.4.2 工程範圍 223
15.5 截汙工程方案設計 223
15.5.1 設計原則 223
15.5.2 方案設計 224
15.6 截汙工程實施效果 230
15.6.1 社會效益 230
15.6.2 經濟效益 230
15.6.3 環境效益 231
15.7 本章小結 231

第16章 海綿城市溢流污染控制技術在南昌市玉帶河截汙提升工程中的應用案例
16.1 引言 232
16.2 治理目標及思路 234
16.2.1 治理目標 234
16.2.2 治理思路 234
16.3 方案設計 234
16.3.1 溢流污染控制技術目標 235
16.3.2 溢流污染控制效果評估 235
16.4 工程設計 239
16.5 工程效果 240
16.6 結論 240
 
第17章 截流式分流制和污染控制技術在南昌市幸福水系綜合治理工程中的應用案例
17.1 引言 242
17.2 概述 242
17.2.1 專案背景 242
17.2.2 工程範圍及內容 243
17.2.3 城市概況 243
17.2.4 排水、排澇現狀 244
17.2.5 存在主要問題 246
17.3 設計方案 247
17.3.1 總體設計 247
17.3.2 管道整治工程 247
17.3.3 截汙工程 249
17.4 溢流污染控制 251
17.4.1 截流倍數 251
17.4.2 雨水調蓄 254
17.5 結論及存在問題 257
17.5.1 結論 257
17.5.2 存在問題和建議 257

第18章 水力模型在南昌市青山湖排水區排澇（水安全）規劃中的應用案例
18.1 區域現狀 258
18.1.1 區域介紹 258
18.1.2 排水管網 259
18.1.3 水系及排澇泵站 259
18.1.4 降雨條件 259
18.2 規劃思路 259
18.3 水力模型應用 259
18.3.1 城市排水管網模型 260
18.3.2 河道模型 262
18.3.3 二維地表漫流模型 262
18.3.4 模型耦合 263
18.3.5 模型檢驗 263
18.4 現狀排水能力評估 263
18.5 內澇風險評估 264
18.5.1 內澇風險等級劃分 264
18.5.2 內澇風險評估 264
18.5.3 主要內澇成因分析 264
18.6 系統規劃 265
18.6.1 規劃期限 265
18.6.2 規劃目標 265
18.6.3 規劃標準 265
18.6.4 規劃方案 266
18.7 結論 267

第19章 水力模型在南昌市紅穀灘中心區排澇（水安全）規劃中的應用案例
19.1 城市排澇規劃的背景 268
19.2 南昌市紅穀灘排澇規劃的目的及意義 269
19.3 應用MIKE FLOOD 軟體建立耦合模型 269
19.3.1 MIKE 軟體簡介 269
19.3.2 一維城排水管網系統模型建立 269
19.4 紅穀灘排水防澇現狀簡介 273
19.4.1 道路豎向 273
19.4.2 排水現狀 273
19.4.3 排澇現狀 273
19.5 現狀模擬並提出問題 274
19.5.1 排水防澇系統類比結果 274
19.5.2 內澇原因分析 274
19.6 內澇解決方案 275
19.6.1 電排站提升方案 276
19.6.2 豐和立交內澇解決方案 277
19.6.3 衛東立交內澇解決方案 278
19.7 方案校核 278
19.8 結語 278

參考文獻

吳雪軍

南昌市城市規劃設計研究總院，高級工程師市政分院副院長，主要從事市政給排水工程諮詢、規劃設計及研究工作。完成各種工程項目共400余項。