城市水利工程設計案例分析引言城鎮(zhèn)化進程中，城市水文循環(huán)失衡、內澇風險加劇、水資源短缺與水生態(tài)退化等問題日益凸顯。城市水利工程作為統(tǒng)籌水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的核心載體，其設計需突破傳統(tǒng)工程思維，向“系統(tǒng)治理、生態(tài)優(yōu)先、智慧賦能”轉型。本文以XX市老城區(qū)雨洪管理與海綿城市水利工程為例，剖析其設計思路、技術創(chuàng)新與實施成效，為同類工程提供實踐參考。案例背景XX市老城區(qū)建成于上世紀80年代，現(xiàn)狀排水管網(wǎng)多為合流制，管徑偏小且老化嚴重；區(qū)域地勢低洼，年均暴雨日數(shù)超15天，歷史內澇積水點達20余處，單次內澇最長持續(xù)48小時；同時，城市人均水資源量僅為全國均值的1/3，河道生態(tài)基流不足，水體黑臭現(xiàn)象頻發(fā)。2020年，該市啟動“海綿城市+防洪排澇”協(xié)同治理工程，總面積約5平方公里，旨在通過水利工程系統(tǒng)性改造，實現(xiàn)“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、雨水資源化”的目標。設計思路：多目標協(xié)同的系統(tǒng)治理工程以“水安全保障為底線、水資源利用為紐帶、水生態(tài)修復為目標”，構建“源頭減排—管網(wǎng)提標—排澇除險—生態(tài)修復”四級系統(tǒng)：1.源頭減排層：在居住區(qū)、道路、公共空間推廣低影響開發(fā)（LID）設施（透水鋪裝、生物滯留帶、雨水調蓄罐），削減初期雨水徑流；2.管網(wǎng)提標層：對合流制管網(wǎng)實施雨污分流改造，新建雨水管網(wǎng)管徑提升至DN800~DN1200，關鍵節(jié)點設置智能截流井；3.排澇除險層：拓寬改造城區(qū)內河道（長度約3km），新建調蓄池（容積2萬m3）與排澇泵站（設計流量5m3/s），構建“蓄排結合”的雨洪調蓄體系；4.生態(tài)修復層：在河道兩岸建設濱水生態(tài)緩沖帶（寬度10~20m），利用濕地、生態(tài)駁岸凈化面源污染，恢復河道生態(tài)功能。技術要點：精準設計與創(chuàng)新實踐1.水文模擬與精準設計采用SWMM暴雨管理模型對老城區(qū)降雨徑流過程進行模擬，結合30年降雨數(shù)據(jù)（P=2%、P=10%、P=50%），優(yōu)化LID設施布局與規(guī)模。例如，商業(yè)區(qū)采用“透水鋪裝+雨水花園”組合，徑流控制率達75%；居住區(qū)通過“屋頂綠化+雨水罐”，實現(xiàn)雨水就地消納。2.低影響開發(fā)設施的本土化設計針對當?shù)赝寥鲤ぶ?、滲透系數(shù)低的特點，生物滯留池采用“換填改良土（滲透系數(shù)10??m/s）+礫石排水層+土工布過濾”結構，植物選擇耐澇、凈化能力強的本地物種（如菖蒲、再力花），確保設施雨季不積水、旱季能回用。3.防洪排澇體系的系統(tǒng)優(yōu)化河道改造遵循“行洪安全+生態(tài)友好”原則，采用復式斷面（主槽寬8~12m，邊坡1:3），兼顧行洪與濱水空間營造；調蓄池選址結合城市綠地，采用地下式結構，雨季蓄洪、旱季作為景觀水體；泵站采用變頻控制，根據(jù)實時水位自動調節(jié)流量，降低能耗。4.生態(tài)水利與景觀融合濱水生態(tài)廊道設計融入海綿理念，設置多級跌水、淺灘濕地，通過“植被緩沖帶—表流濕地—潛流濕地”組合工藝，對入河雨水進行凈化，使河道水質從V類提升至Ⅲ類。同時，利用河道堤頂路打造慢行系統(tǒng)，提升城市空間品質。5.智慧水利系統(tǒng)賦能搭建“感知—分析—調度”一體化平臺，在管網(wǎng)、河道、調蓄池布置水位、流量、水質傳感器（采樣頻率15分鐘/次），結合氣象預報，實現(xiàn)雨洪過程的動態(tài)模擬與排澇調度的智能決策（如暴雨前提前預排空調蓄池，增加蓄洪空間）。實施效果：安全、資源、生態(tài)的協(xié)同改善工程建成后，經(jīng)2023年汛期檢驗：水安全：內澇積水點消除率達90%，最大積水深度從0.8m降至0.3m以下，排澇時間縮短至6小時以內；水資源：雨水資源化利用率提升至35%，年回用量約5萬m3，用于綠化灌溉與道路沖洗；水生態(tài)：河道生態(tài)基流得到保障，水體透明度從0.5m提升至1.2m，濱水植物覆蓋率達85%，生物多樣性顯著增加（監(jiān)測到鳥類、兩棲類物種10余種）；社會效益：居民滿意度調查顯示，92%的受訪者認可工程對城市水環(huán)境與宜居性的改善。經(jīng)驗啟示：從案例到范式的思考1.多目標協(xié)同是核心：城市水利工程需統(tǒng)籌“防洪、排澇、供水、生態(tài)、景觀”等目標，避免單一功能導向，通過系統(tǒng)整合實現(xiàn)綜合效益最大化。2.因地制宜是關鍵：結合城市水文地質、氣候特征與功能定位，選擇適配的技術措施（如黏重土壤區(qū)優(yōu)化LID設施結構，缺水城市強化雨水資源化利用）。3.智慧化與生態(tài)化融合：利用物聯(lián)網(wǎng)、模型模擬等技術提升工程精細化管理水平，同時通過生態(tài)修復增強系統(tǒng)韌性，實現(xiàn)“工程水利”向“生態(tài)水利”“智慧水利”轉型。4.全周期管理保長效：建立“設計—建設—運維”一體化機制，明確LID設施、調蓄池等的維護主體與標準，避免“重建設、輕管理”導致的功能衰減。結語XX市老城區(qū)水利工程案例表明，城市水利設計需突破傳統(tǒng)“工程治水”的局限，以系統(tǒng)思維整合多學科技術，實現(xiàn)水安全、水資源、水生態(tài)的協(xié)同治理。未來，隨著氣候變化與城