王哲曉，徐 源，王晨曲，田延昭，秦培瑞

(中建環(huán)能科技股份有限公司，四川 成都 610045)

自“海綿城市”提出以來，通過3年的試點城市建設(shè)，海綿理念和功能定位越來越明確，技術(shù)體系也逐步得以完善[1]。在頂層設(shè)計上，總規(guī)、專規(guī)等對城市建設(shè)做提綱挈領(lǐng)的規(guī)劃，又有系統(tǒng)化實施方案作為城市建設(shè)單行本，在規(guī)劃與設(shè)計之間無縫對接[2]。技術(shù)體系的每一個環(huán)節(jié)對應(yīng)的都有數(shù)量眾多的技術(shù)裝備[3]，各個環(huán)節(jié)的技術(shù)裝備構(gòu)建成了與技術(shù)體系響應(yīng)的裝備體系。中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進中心在2016年相繼頒布《海綿城市建設(shè)先進適用技術(shù)與產(chǎn)品目錄(第一批)》和《海綿城市建設(shè)先進適用技術(shù)與產(chǎn)品目錄(第二批)》，系統(tǒng)梳理了海綿城市技術(shù)產(chǎn)品裝備體系。

筆者總結(jié)曾參與的第一、二批試點海綿城市建設(shè)項目實踐，結(jié)合某試點城市的小區(qū)改造、管網(wǎng)建設(shè)、點源截污、生態(tài)補水、排澇泵站等類型的工程項目，分析試點區(qū)域內(nèi)技術(shù)與相關(guān)裝備綜合應(yīng)用對流域水體水環(huán)境、水生態(tài)、水安全、水資源的提升效果，系統(tǒng)梳理并分析探討該區(qū)域海綿城市建設(shè)過程中技術(shù)、裝備的綜合應(yīng)用，以期為海綿城市建設(shè)的技術(shù)體系落地和裝備體系銜接提供參考。

1 研究背景

我國城鎮(zhèn)化正在急速推進，2011年我國的城市化率超過50%[4]，2020年超過60%[5]。由于城市開發(fā)強度過高，我國大多數(shù)城鎮(zhèn)面臨著水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全4個方面的“水淹、水少、水臟”等問題[6-7]，城市內(nèi)澇、地面沉降、水質(zhì)惡化、植被破壞、水土流失、河湖水體破碎化等問題也層出不窮[8-11]。2012年4月，“2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇”上首次提出“海綿城市”的概念[12]。基于我國水情和生態(tài)問題，眾多學(xué)術(shù)研究和工程實踐進行了海綿城市建設(shè)探索。蘇義敬等[13]對不同條件下下沉式綠地的設(shè)計參數(shù)選擇進行了探討，并優(yōu)化了豎向、淹水時間、景觀等設(shè)計方法。任心欣等[14-15]采用SWMM模型對不同降雨條件下的海綿城市指標體系進行了模擬分析，并總結(jié)歸納了指標體系的應(yīng)用要點。鄒宇等[16]以湖南省寧鄉(xiāng)縣海綿城市建設(shè)為例，系統(tǒng)分析了寧鄉(xiāng)縣的建設(shè)方案和實施效果，并總結(jié)了海綿城市項目建設(shè)經(jīng)驗和對策建議。馬冰然等[17]以西寧海綿城市試點區(qū)為例，模擬了50年極端降水條件下的城市內(nèi)澇情況，并設(shè)計了LID和管網(wǎng)的改造方案。但是，對作為決定海綿城市實際建成效果關(guān)鍵因素的技術(shù)裝備，關(guān)于其應(yīng)用選擇和對比分析的研究相對較少。

表1 常見透水鋪裝裝備信息及適用范圍

2 建設(shè)技術(shù)方案及裝備應(yīng)用

海綿城市建設(shè)工程屬于多目標系統(tǒng)化工程[18]，采用不同的技術(shù)種類組合，實現(xiàn)源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理的建設(shè)目標。裝備化的技術(shù)產(chǎn)品是技術(shù)方案高度凝練的產(chǎn)物，在應(yīng)用實踐中充分體現(xiàn)了集成、高效、普適的特點。在《海綿城市建設(shè)先進適用技術(shù)與產(chǎn)品目錄》中，技術(shù)裝備產(chǎn)品被分為6大類：收集與滲透技術(shù)、調(diào)蓄技術(shù)、傳輸技術(shù)、截污凈化技術(shù)、黑臭水體治理技術(shù)、設(shè)計與管理技術(shù)。

總結(jié)第一、二批海綿城市試點項目的實踐，發(fā)現(xiàn)裝備體系的構(gòu)建和裝備的合理化應(yīng)用主要有以下3個原則：①可靠性原則。目前的海綿城市試點項目運營期大多較長，裝備的可靠性決定了項目后期運營的困難程度和運營成本，因此在裝備選擇方面，可靠性是首要考慮的問題。②項目的適應(yīng)性原則。海綿城市的試點項目涉及面廣、本底情況復(fù)雜、項目新舊不一，因此，如何因地制宜地合理選擇裝備，決定著項目落地后的效果。如針對城市內(nèi)河的治理，水體異位處理的用地情況和對居民的影響決定了水處理設(shè)備選擇的成功與否。③組合配置的靈活性原則。海綿城市建設(shè)過程中，眾多技術(shù)問題，如建筑屋面雨水的匯流、道路雨水的收集等，往往無成型成套的技術(shù)裝備與之對應(yīng)。如何合理地組合現(xiàn)有技術(shù)裝備，解決實際問題，決定著項目能否經(jīng)濟、有效、合理地落地。如針對老舊小區(qū)道路雨水問題，在部分地形允許的區(qū)域，可采用行車減速帶與路緣石下臥的方式代替原有破路建設(shè)線性截水溝的裝備選擇思路，可大幅度削減項目預(yù)算和后期運維難度。

2.1 源頭減排

2.1.1源頭減排技術(shù)

在項目建設(shè)初期，通過對項目區(qū)域內(nèi)地塊進行逐一調(diào)研，分析各地塊綠化條件、豎向高程和居民需求，確定地塊內(nèi)透水鋪裝、下凹式綠地、雨水花園、調(diào)蓄水池設(shè)計方案。通過合理布置，使項目內(nèi)各措施連接形成海綿系統(tǒng)，如屋面雨水就近接入下凹式綠地或雨水花園，道路雨水通過植草溝轉(zhuǎn)輸?shù)接晁▓@進行消納，透水鋪裝坡向下凹式綠地等，以達到年徑流總量控制率目標，削減徑流量和面源污染負荷。

2.1.2源頭減排裝備應(yīng)用

在源頭減排的技術(shù)裝備中，透水鋪裝的應(yīng)用最為廣泛。透水鋪裝屬于多孔介質(zhì)材料，按照面層材料不同，可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝。透水鋪裝適用于廣場、停車場、人行道以及車流量和荷載較小的道路。透水鋪裝施工方便，減少了雨水對硬化鋪裝的沖刷，促進雨水入滲補充地下水，并具有一定的峰值流量削減和雨水凈化作用[19-22]。但透水鋪裝的凈化作用主要依靠其有效空隙，若無針對性的運營維護方案，易發(fā)生堵塞并逐漸喪失透水性能。透水鋪裝的面層材料要求滲透系數(shù)大于1×10-4m/s，透水面磚的有效孔隙率不小于8%，透水混凝土的有效孔隙率不小于10%，透水面磚的抗壓強度、抗折強度、抗磨強度等應(yīng)符合JC/T 945—2005《透水磚》中的相關(guān)規(guī)定。表1為常見透水鋪裝技術(shù)裝備情況。

透水鋪裝發(fā)生堵塞時，使用高壓水槍沖洗或負壓真空除塵設(shè)備難以將透水鋪裝面層和基層徹底清洗，若頻繁更換面層，運營成本將大大提高。為解決這一問題，可將材料透水模式和結(jié)構(gòu)透水模式相結(jié)合，面磚采用倒梯形透水磚，底部設(shè)置溝槽導(dǎo)水，雨水排入收集設(shè)施統(tǒng)一調(diào)蓄利用。在面磚堵塞后，仍能通過面磚間縫隙進行排水，增加地面雨水消納能力[24]。

類似于透水鋪裝在海綿城市建設(shè)實施階段起到的下滲[25]、凈化等功能，在海綿城市全壽命周期各階段中，裝備體系保證著技術(shù)體系的落地，是最終海綿效果實現(xiàn)的重要保證。在本底調(diào)研階段，SWMM模型可以在源頭上對區(qū)域進行降雨規(guī)律模擬[26]；管線探測儀用于本底摸排地下管線位置、走向、埋深等探測；液位監(jiān)測儀用于水量監(jiān)測，在線SS/濁度監(jiān)測儀用于探究點面源污染情況。在建設(shè)實施階段，主要通過對項目范圍內(nèi)小區(qū)、公園、綠地等地塊的海綿改造實現(xiàn)面源污染控制。在建設(shè)過程中，雨水罐、蓄水模塊可用于源頭集水回用，溢流井、線性溝用于源頭雨水的溢流收集排放。在驗收考核階段，則需要監(jiān)測設(shè)備對源頭減排效果進行監(jiān)測評價。在運營維護階段，要考慮建設(shè)實施階段的技術(shù)產(chǎn)品的性能維護，需要高壓水槍沖洗鋪裝內(nèi)部污漬和雜質(zhì)，用負壓真空除塵設(shè)備吸出雜質(zhì)，不同孔隙率的透水路面可以采用不同的噴水壓力以保證效果。表2為海綿城市源頭減排其他相關(guān)裝備情況。

表2 源頭減排其他相關(guān)裝備情況

2.1.3源頭減排主要裝備適用性對比分析

透水磚鋪裝作為源頭減排措施中應(yīng)用最廣泛的措施之一，其磚型選擇決定著源頭減排措施的最終效果。目前常用的透水磚類型主要包括：陶瓷透水磚、混凝土透水磚、砂基透水磚等。陶瓷透水磚主要以礦渣、陶瓷廢料、纖維等為原料，采用添加造孔劑法或顆粒堆積法，經(jīng)高溫燒結(jié)，形成多孔透水結(jié)構(gòu)，具有高透水性、高孔隙率、高抗壓、裝飾效果好等特點[27]；但成本較高，吸水率低，易迅速達到飽和，進而產(chǎn)生地表徑流[28]?；炷镣杆u則是以干硬性混凝土為主要原料，以水泥等膠粘材料采用二次布料成型技術(shù)，經(jīng)壓制而成的透水磚，具有透水性能好，經(jīng)濟、環(huán)保等特點；但由于其原材配比、成型工藝等無行業(yè)標準，易出現(xiàn)破損、反堿等質(zhì)量問題而影響最終效果。砂基透水磚是以硅砂為骨料，以有機高分子膠凝材料為黏合劑，經(jīng)免燒成型工藝后制成的透水磚，透水性較好，且由于其孔隙較小，對雨水的凈化能力強[29]；但其抗壓、抗拉強度差，實際應(yīng)用過程中易出現(xiàn)破損。陶瓷透水磚、混凝土透水磚、砂基透水磚的性能[30]對比如下：①抗壓強度由大到?。禾沾赏杆u，混凝土透水磚，砂基透水磚；②抗拉強度由大到?。禾沾赏杆u，混凝土透水磚，砂基透水磚；③抗凍性由大到?。夯炷镣杆u，砂基透水磚，陶瓷透水磚；④耐磨性由大到?。夯炷镣杆u，陶瓷透水磚，砂基透水磚；⑤透水系數(shù)由大到?。禾沾赏杆u，砂基透水磚，混凝土透水磚。

2.1.4源頭減排裝備應(yīng)用案例

以某小區(qū)海綿城市改造項目為例，該項目占地約1.59 hm2，屬于已建成的住宅小區(qū)。項目整體地勢東高西低，高差約8 m，下墊面主要由建筑屋面、不透水路面和綠地構(gòu)成，面積分別為3 486 m2、5 587 m2、6 865 m2，本底綜合徑流系數(shù)為0.55。改造前排水系統(tǒng)較為完善，屋面雨水通過雨水立管接入雨水系統(tǒng)，但存在雨污混接現(xiàn)象；小區(qū)路面為水泥路面，人行道及嵌草磚停車位鋪裝破損嚴重。

項目源頭減排中技術(shù)裝備的應(yīng)用選擇主要包括以下幾個方面。本底調(diào)研階段，以管線探測/檢測設(shè)備輔以水質(zhì)水量檢測設(shè)備對地下管線的混接、破損、淤堵等情況進行探查，明確雨污混接點8處，需清淤管段93 m；以SWMM模型模擬雨水產(chǎn)匯流情況，結(jié)合模型模擬結(jié)果，設(shè)置透水鋪裝2 156 m2，于場地低洼處設(shè)置下沉式綠地873 m2、雨水花園253 m2，于小區(qū)雨水系統(tǒng)末端設(shè)置調(diào)蓄池40 m3；由于項目地勢高差較大，降雨沖刷較大，初期雨水污染較嚴重，在調(diào)蓄池前的2座棄流井內(nèi)設(shè)置浮空調(diào)流閥針對初期雨水污染進行棄流。建設(shè)實施階段，由于項目為老舊小區(qū)改造，為減少對居民生活的影響，加快施工進度，溢流井、線性溝、雨水斷接簸箕等均選用成品裝備；對于部分收水困難、改造成本較大的路面，雨水采用“減速帶/線性溝+路緣石下臥+植草溝”的形式引入附近海綿設(shè)施。驗收考核階段，以“液位監(jiān)測儀+流量監(jiān)測儀”的監(jiān)測設(shè)備組合設(shè)置于小區(qū)雨水管網(wǎng)末端，監(jiān)測項目建設(shè)效果。

2.2 過程控制

2.2.1過程控制技術(shù)

海綿城市建設(shè)除源頭減排外，還應(yīng)當注重雨水及污水在產(chǎn)匯流過程中的控制。在雨污分流的前提下，初期棄流后的雨水進入自然水體排放，污水及棄流雨水進入污水處理廠。為保證直接進入自然水體的雨水不被污染并且污水處理廠進水濃度滿足設(shè)計要求，區(qū)域內(nèi)雨水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)理論上要按照原設(shè)計理念運行。然而在實際項目中，由于前期設(shè)計不合理、運營不規(guī)范、管理不到位等多方面原因，老舊城區(qū)管網(wǎng)內(nèi)普遍存在破損、淤積、混接、雨季冒溢等問題。為了對排水管網(wǎng)對進行必要的監(jiān)測、修復(fù)，首先對管道內(nèi)破損、淤積、混接部位進行初步勘察，然后對管道缺陷部分進行精確定位和缺陷程度測量。破損與淤積根據(jù)具體缺陷情況和現(xiàn)場施工條件，采取管道清淤、局部或整體非開挖修復(fù)、開挖修復(fù)等方式進行修復(fù)。

在實際工程中，合流制管網(wǎng)存在溯源困難、無法通過工程措施改造管網(wǎng)、改造成本及社會影響較大等問題。針對此種類型的管網(wǎng)，首先通過對比污水處理廠處理能力與截流量大小關(guān)系，如果污水處理廠處理能力不足，則采用新建CSO調(diào)蓄池或者新建一體化處理設(shè)備等不同的就近消納的方式處理。

2.2.2過程控制裝備應(yīng)用總結(jié)

現(xiàn)場踏勘中，需要用管道潛望鏡QV設(shè)備進行初步勘探，利用排水管道閉路電視檢測系統(tǒng)對管道的缺陷等級進行準確評判定位[31]。在管網(wǎng)修復(fù)方面，傳統(tǒng)開挖更換管道的措施適用非主干道道路的修復(fù)。針對主干道道路、地下管線復(fù)雜道路、新建成道路等不適用于開挖修復(fù)的情況，采用非開挖修復(fù)技術(shù)以最低的影響對破損有缺陷的管道進行修復(fù)。針對無法通過源頭減排控制的面源污染問題和管網(wǎng)完善后依然無法徹底消除雨污混流問題，在確認污水處理廠消納能力足夠后，在管網(wǎng)末端修建截流井，阻止旱季污水排入河道。通過在截流井內(nèi)安裝浮控調(diào)流閥、魚腹式堰門等設(shè)備實現(xiàn)旱天污水進入污水處理廠。當消納能力不足時，針對雨天水量調(diào)節(jié)及水質(zhì)調(diào)節(jié)問題，則可采用CSO調(diào)蓄池的形式進行處理，其中主要調(diào)蓄設(shè)備情況見表3。由于CSO調(diào)蓄池受占地、投資建設(shè)成本、建設(shè)周期等多方面的影響，也可以采用一體化水處理設(shè)備作為處理措施。截流井、調(diào)蓄池、一體化水處理設(shè)備均屬于末端治理的灰色設(shè)施，具有高集成、效果好的特點[32]。

表3 主要調(diào)蓄設(shè)備情況

2.2.3過程控制主要裝備適用性對比分析

管道狀況及問題的調(diào)查作為過程控制各類措施的先決條件，檢測設(shè)備的選擇合理性決定著過程控制措施的最終效果。管道檢測中主要應(yīng)用設(shè)備包括管道檢測設(shè)備和管道缺陷識別系統(tǒng)。

a.管道檢測設(shè)備。目前常用的管道檢測設(shè)備主要分為管道潛望鏡、閉路電視管道檢測設(shè)備、聲納管道檢測設(shè)備。管道潛望鏡是以長柄將高清攝像頭置于管道口，通過變焦和旋轉(zhuǎn)，從而確定管道內(nèi)缺陷情況，檢測快速、安全性高、圖像較清晰直觀，但無法檢測水下情況，且檢測距離較短，一般探查范圍在 50 m 以內(nèi)。閉路電視管道檢測設(shè)備是將管道機器人直接送入管道內(nèi)部，通過管道機器人附帶的攝像頭實現(xiàn)管道內(nèi)缺陷情況的檢測，能夠直觀精確地了解管道內(nèi)部狀況，但其十分依賴管道清淤、封堵抽水等前置工作，作業(yè)費時費力。聲納管道檢測設(shè)備是通過聲納裝置向水下發(fā)射聲波并接收分析反射波，以判斷缺陷情況，但只用于有水作業(yè)，且其結(jié)構(gòu)檢測結(jié)果只能作為參考，需有進一步檢測確認。具體項目檢測過程中，若項目范圍較大且檢測精度要求較低時，建議采用管道潛望鏡進行檢測；若項目精度要求較高且以檢測結(jié)果為依據(jù)進行管道修復(fù)，建議采用閉路電視管道檢測設(shè)備進行檢測；若無法封堵排水，建議采用聲納管道檢測設(shè)備；若項目情況較為復(fù)雜，建議以管道潛望鏡、聲納管道檢測設(shè)備等采取初步檢測，并根據(jù)對應(yīng)檢查結(jié)果采用閉路電視管道檢測設(shè)備進一步精確檢測。

b.管道缺陷識別系統(tǒng)。目前常用的管道缺陷識別系統(tǒng)主要分為圖像采集系統(tǒng)和管道缺陷檢測算法。圖像采集系統(tǒng)主要是依靠管道檢測設(shè)備將檢測圖像傳輸至計算機。管道缺陷檢測算法根據(jù)檢測圖像，結(jié)合數(shù)字圖像處理、光學(xué)成像等相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)管道檢測，識別效率較高且識別結(jié)果不依靠人員經(jīng)驗，但所需成本較高。具體項目檢測過程中，若項目范圍較小，工作量較小，建議采用圖像采集系統(tǒng)收集圖像，并由相關(guān)工程師人工識別；若項目范圍較大，建議采用圖像采集系統(tǒng)結(jié)合管道缺陷檢測算法。

2.2.4過程控制裝備應(yīng)用案例

以海綿試點城市某試點片區(qū)為例，片區(qū)內(nèi)基本實現(xiàn)雨污分流排水體制，但是區(qū)域現(xiàn)狀用地以居住用地為主，河道兩岸社區(qū)和城中村集中，排水系統(tǒng)不完善，由于錯接及管理不善導(dǎo)致部分雨水管道內(nèi)有大量污水混入，部分雨水匯入了污水管道。同時，片區(qū)內(nèi)上游農(nóng)貿(mào)市場區(qū)域存在1處污水直排口，中游存在4處雨污混流區(qū)域，對應(yīng)有4處雨污混接排口，各排口雖有截流措施，但截污設(shè)計不合理，點源污染、面源污染嚴重，大量污染物進入河道，嚴重影響流域內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量。

為給項目制定切實可行的實施方案，摸清流域內(nèi)管網(wǎng)主要存在的問題，需要通過監(jiān)測手段實施。針對雨污混接問題識別，首先項目中采用“液位監(jiān)測儀+流量監(jiān)測儀”的監(jiān)測設(shè)備組合進行各排口及管網(wǎng)系統(tǒng)主干線的實時監(jiān)測。其次，需要進一步深挖監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因，以監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，結(jié)合QV管道潛望鏡，進行混接區(qū)域的初步定位。完成定位后，通過閉路電視管道檢測機器人對管道缺陷進行問題識別和精準測量，并根據(jù)情況進行整體或局部非開挖、開挖修復(fù)。通過以上技術(shù)設(shè)備，片區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)并解決了雨水管網(wǎng)中管道缺陷共計377處，其中雨污混接缺陷占比9.0%，管道結(jié)構(gòu)性缺陷占比62.1%，管道功能性缺陷占比28.9%；污水管網(wǎng)中管道缺陷共計104處，其中管道結(jié)構(gòu)性缺陷占比37.5%，管道功能性缺陷占比62.5%。

完成問題識別后，需要對不同類型的結(jié)構(gòu)缺陷進行評估。管道缺陷根據(jù)嚴重情況分為1～4級，其中1級缺陷為輕微缺陷，2級為中等缺陷，3級為嚴重缺陷，4級為重大缺陷。結(jié)合評估結(jié)果、影像資料及踏勘調(diào)查報告，再有針對性地對不同部位缺陷制定處理方案。

2.3 系統(tǒng)治理

2.3.1系統(tǒng)治理技術(shù)

系統(tǒng)治理中關(guān)于水環(huán)境方面，通過源頭減排與過程控制可以限制大部分外源污染物進入流域水體，然而實際仍然存在海綿城市部分建設(shè)區(qū)域覆蓋不完全、設(shè)計方案考慮不周全等情況。需要從控源截污、內(nèi)源治理、生態(tài)修復(fù)、活水提質(zhì)等不同技術(shù)措施出發(fā)，以問題為導(dǎo)向，提出綜合治理措施。

針對水安全方面，管網(wǎng)設(shè)計需要結(jié)合城市降雨特征，除考慮排水標準外，也要充分考慮防洪標準[33]，適當提高管網(wǎng)過洪能力。針對雨季可能存在河道頂托、排水受限的區(qū)域，需要考慮采用設(shè)置排澇泵站的方式提高城市水安全級別。

2.3.2系統(tǒng)治理裝備應(yīng)用總結(jié)

針對水環(huán)境內(nèi)源治理，傳統(tǒng)的挖掘機和水力沖挖機組能夠徹底地將污染底泥清運治理，但往往作業(yè)時間長，需預(yù)先排水，對施工周圍的環(huán)境影響較大；抓斗式、泵吸式或絞吸式吸泥船可直接進行內(nèi)源治理作業(yè)，無須預(yù)排水，但作業(yè)時對作業(yè)水面有面積要求，出泥伴隨大量河水，需進行進一步處理，且清淤不徹底，只能去除部分內(nèi)源污染物；工程顆粒菌、鎖磷劑等針對性固定劑則可實現(xiàn)底泥的原位治理，無進一步污泥處理問題，但治理范圍往往存在限制，且成本高，對環(huán)境可能存在二次污染。

針對活水提質(zhì)，由于國內(nèi)城市內(nèi)河多存在流動性差、補水缺乏以及兩岸用地緊張的現(xiàn)狀，一體化泵站與一體化水處理設(shè)備的結(jié)合得到了廣泛的應(yīng)用。兩者聯(lián)動后，于河道下游取水、經(jīng)一體化水處理設(shè)備凈化后，上游出水，不僅提升了水體質(zhì)量，還給河流補充了生態(tài)基流，提升了自凈能力。除此之外，根據(jù)不同的污染物去除種類，通過采用與之對應(yīng)的技術(shù)裝備均能在不同程度上為污染負荷的去除做出貢獻，各類污染物處理裝備情況[34]見表4。

表4 各類污染物處理裝備

針對水安全問題，一體化泵站在海綿城市建設(shè)的應(yīng)用過程中，充分體現(xiàn)出了技術(shù)集成設(shè)備的優(yōu)勢。工期影響方面，由于一體化泵站定制性強，生產(chǎn)制作周期是影響項目進度的關(guān)鍵工期；工藝技術(shù)方面，需要對玻璃鋼筒體有限元分析計算及流體力學(xué)計算[35]；自動化程度方面，為了實現(xiàn)在運營期對泵站運行情況的及時掌握和控制，需要與智慧管理平臺相結(jié)合，實現(xiàn)較強的自控程度。

另外針對海綿城市建設(shè)中的水安全問題，根據(jù)技術(shù)體系與技術(shù)路線的不同，對應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品也不盡相同。表5為水安全技術(shù)裝備情況。

表5 水安全技術(shù)裝備情況

2.3.3系統(tǒng)治理裝備應(yīng)用案例

以海綿試點城市某城市內(nèi)河為例，該河道全長約4 000 m，春冬兩季流水較少，夏秋汛期水流較大。河道缺少清潔水源補給，水動力條件極差，水體基本無流動，水質(zhì)為劣Ⅴ類，水環(huán)境容量有限。

根據(jù)河道水質(zhì)現(xiàn)狀、底泥淤積情況，分析水體環(huán)境容量，結(jié)合受納水體需削減的污染負荷，單純的循環(huán)難以滿足規(guī)劃水質(zhì)，故選擇對河道水質(zhì)進行處理。通過一體化泵站將下游河道水提升至超磁混凝系統(tǒng)中，通過投加磁種、混凝劑和助凝劑3種物質(zhì)，形成包含磁種的懸浮物(磁性絮團)，然后利用超磁分離機稀土永磁體產(chǎn)生的高強磁力實現(xiàn)磁性絮團與水的快速分離，被吸附打撈出水體的磁性污泥進入磁分離磁鼓，通過磁分離磁鼓的高速分散裝置進行磁種與污泥的分離，磁種被回收循環(huán)利用，剩余污泥從磁鼓底部經(jīng)污泥泵加壓送入污泥脫水裝置進行脫水，脫水后含水率80%的泥餅外運處置[36-37]。

河道水體經(jīng)過超磁一體化處理設(shè)備后，削減SS、色度、CODCr、TP、有機污染物黑臭因子，明顯改善水質(zhì)；設(shè)備停留時間為6～8 min，設(shè)備整體占地面積小，該工程使用占地面積200 m2，在有限的占地空間下，解決現(xiàn)場用地緊張問題。該系統(tǒng)采用移動式可拆卸方式構(gòu)造，現(xiàn)場施工安裝方便。

3 結(jié)論與展望

海綿改造中技術(shù)體系與裝備體系是密不可分的，技術(shù)體系需要依托于裝備體系來完成設(shè)計和效果落地，裝備體系需要以技術(shù)體系為指南進行完善，并最終為技術(shù)體系服務(wù)[38]。本文從源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理3個方面系統(tǒng)介紹了技術(shù)裝備產(chǎn)品在海綿城市建設(shè)中的用途、優(yōu)勢，根據(jù)不同的需求、不同的階段，選擇不同的海綿城市技術(shù)裝備產(chǎn)品。著重介紹了透水鋪裝、CSO調(diào)蓄池、一體化水處理設(shè)備、一體化泵站等技術(shù)裝備產(chǎn)品在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用。這些技術(shù)裝備產(chǎn)品與海綿城市建設(shè)的結(jié)合為今后海綿城市建設(shè)發(fā)展提供了應(yīng)用案例和經(jīng)驗借鑒。

裝備體系對項目建設(shè)的優(yōu)化和難點攻克提供幫助。在海綿城市不斷發(fā)展和成熟的過程中，如何在紛繁復(fù)雜的技術(shù)產(chǎn)品中積極引入成熟的裝備設(shè)施，并在實施過程中主動思考現(xiàn)有設(shè)備的不足，思考解決辦法和未來發(fā)展方向，有待在海綿城市建設(shè)過程中進一步思考和總結(jié)。通過對第一、二批海綿城市試點項目的裝備應(yīng)用總結(jié)和分析，裝備體系的主要發(fā)展方向包含以下3個方面：

a.預(yù)制化趨勢。目前海綿城市的建設(shè)大多針對城市中的公園綠地、市政道路、建筑小區(qū)等，冗長的工程施工周期將嚴重限制城市的發(fā)展，影響居民日常生活。通過預(yù)制化的方式對現(xiàn)有海綿裝備進行發(fā)展，將極大地實現(xiàn)海綿城市的“去工程化”，縮短建設(shè)周期，如一體化水處理站、一體化泵站的推廣應(yīng)用。

b.集成化趨勢。海綿城市現(xiàn)有的技術(shù)體系中，透水鋪裝、下沉式綠地、雨水花園等海綿技術(shù)措施大部分采用傳統(tǒng)工程方式進行建設(shè)。但通過第一、二批海綿城市試點項目的實踐發(fā)現(xiàn)，建設(shè)過程中存在市政道路施工時間限制、小區(qū)施工用地限制等大量實際困難阻礙著海綿城市項目的落地。通過集成化的方式對現(xiàn)有海綿裝備進行精簡、綜合、升級，代替原有傳統(tǒng)工藝，可縮短施工工期，提高項目綠地利用率，克服現(xiàn)有項目限制，最終達到海綿效果。如以蓄水模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)調(diào)蓄池、雨水花園的下墊結(jié)構(gòu)層等實現(xiàn)蓄水功能。

c.運維簡易化趨勢。隨著第一、二批海綿城市試點項目逐步進入運營期，眾多海綿裝備的維護成本高、維護效果差等問題逐漸暴露出來。如何使現(xiàn)有海綿設(shè)備更易于運維，是海綿城市裝備設(shè)施發(fā)展的重要方向之一。如針對透水鋪裝的運維問題，通過對磚型和鋪設(shè)方式的調(diào)整發(fā)展，合理地采用結(jié)構(gòu)縫隙透水輔助透水鋪裝實現(xiàn)海綿透水功能。