海綿城市理念在變電站設計的應用

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摘要：隨著城市化的進程發展迅速，自然環境會遭到破壞，人們的環保意識覺醒，海綿城市等城市建設的新理念不斷涌現。海綿城市是一個綜合化理念，這種城市具有彈性化發展的特點。文章通過梳理海綿城市的概念背景和技術思路，介紹該模式在防洪排澇方面的設計亮點，將海綿城市的思想融入城市變電站設計中，提出基于微循環理念下的城市雨水生態系統規劃理論的海綿城市變電站設計方案，為城市變電站建設和構建低碳城市提供參考。

關鍵詞：海綿城市；城市變電站；變電站設計

我國面臨著應對氣候變化和履行“雙碳”承諾的雙重挑戰。隨著我國國民經濟穩步發展，城市居民家庭和工商業用電需求持續增長，電網基礎設施建設呈現量多面廣的發展趨勢。部分城市地域特點較為突出，如低洼區域，需要在變電站防洪設計過程中，采用填土的方式進行處理，建設成本相對較高；在高洪水淹沒的地區，變電站防洪排澇一直是一個棘手的問題。海綿城市是一種新型的城市建設模式，對水資源的調控效果較好。文章基于微循環理念下的城市雨水生態系統規劃理論，研究城市變電站的水資源綜合利用問題，試圖探尋一條和諧發展之路。

1城市變電站設計要點分析

1.1城市水資源管理問題

近年來，各大城市頻頻突遇暴雨，出現長時間內澇等嚴峻問題。城市的快速發展導致給排水系統的壓力劇增，水資源的利用情況會影響城市居民的生活狀態，自然環境的快速變化加劇防洪排澇的問題。冰川持續融化極有可能導致未來出現越來越多的城市水災害。城市變電站傳統設計中，防洪防澇措施成本較高，需要重新梳理設計思路，解讀其保護機制，緩解“大雨大災、小雨小災、無雨干旱”的城市病[1]。保護環境是首要的目標，“雙碳”行動是黨中央作出的重大戰略決策，實現“雙碳”目標的技術創新成為當前電力工程建設的熱點。積極實現節能減排、優化城市變電站設計方案、促進可持續發展是城市變電站設計中的要點。

1.2基于水環境的城市變電站設計問題

隨著國家加快轉變經濟發展方式，對供電可靠性和優化營商環境日趨重視。城市變電站是推動產業結構調整和優化升級中不可或缺的基礎設施，綠色智能變電站的建設迎來更多的機遇與挑戰。在城市發展中，供電可靠性和環境協調性是綠色智能變電站建設中考慮的重點。在變電站項目規劃設計的過程中，防洪防澇和可持續發展又成為設計的重點。城市中經濟活動的正常開展需要高可靠性的變電站提供電力支持，如何確保變電站的防洪防澇并合理利用水資源實現可持續發展，成為城市綠色智能變電站設計中的重點和難點。在城市變電站設計中，應合理規劃水資源的輸送管道，尤其需要注意水資源的循環利用。消防及給排水是設計的重點項目，傳統變電站設計中，設計人員更加注重設備的功能性，綠色變電站項目設計必須結合綠色環保的設計理念。綠色智能變電站需要充分考慮站址周邊環境和生態等因素影響，結合實際的項目環境以及社會發展的需求進行規劃設計，確保城市變電站設計能夠滿足生態環境要求，實現綠色環保和可持續發展的目標。

2海綿城市理念分析

2.1理念和性質

海綿城市是一種彈性和適應性較高的城市建設模式。海綿城市的水資源調控性能較好，具有較強的適應性。海綿城市是一種從城市綠色環保理念中萌發出來的城市發展方式，核心理念是對降水的合理利用，核心目標是促進和激活自然和城市中的水資源循環系統。應采用合適的措施強化城市建設進程，對城市規劃進行合理優化，將城市各個區域以系統連接的方式形成循環體系。在循環體系中，可以對雨水進行目的性控制，使之能夠存儲、滲透、凈化。在國際上，實現這類雨洪管理技術體系的國家較多，包括美國的LID低影響開發、英國的SuDS可持續排水系統、新西蘭的LIUDD低影響城市設計與開發。這些體系比較強調通過自然環境引導雨水的流動和滲透，在植被和土壤的調控下，實現對雨水的凈化處理。在城市快速發展的這幾年，海綿城市建設研究也越來越深化，城市建設應遵循相關設計準則，結合“慢排緩釋”和“源頭分散”控制管理理念，利用一些地下區域實現對雨水的有序排出。設計人員應優化完善傳統建設模式，將快排模式轉化為多元化周期管理模式，實現對雨水的綜合化管理，為緩解城市內澇、高效利用水資源、保護和改善城市生態環境給出新的解決路徑，使城市能夠更積極地應對環境變化和自然災害[2]。海綿城市建設包含的內容較多，其建設關鍵是通過源頭分散控制的方式，實現對雨水的循環管理和利用。海綿城市的建設主要通過對雨水資源的有效調控達到緩解洪澇危機，對城市經濟發展具有重要的作用。

2.2海綿城市技術研究

海綿城市建設包含的內容較多，應合理協調各個環節的對接關系，其基本內容包括整體設計規劃、生態環境、因地制宜等。城市整體規劃應從全面的角度出發，落實層級之間的控制指標，保證各項控制措施落實到位，有效實現建設目標。從整體開發建設情況分析，有些因素對整體建設具有較大影響，設計過程中涉及技術較多，包括污水處理技術、水資源循環技術、低影響開發技術。低影響開發技術可以對收集的雨水資源進行凈化，使其最終成為可以利用的生活用水，達到節約用水的目的[3]。

3海綿城市在城市變電站設計中的應用分析

3.1應用原理

“綠色海綿變電站”是基于“海綿城市”的設計理念并考慮變電站自身特點提出的新型設計方案。（1）綠色海綿變電站能夠靈活應對洪澇或干旱情況，提升系統對各種水環境危機的適應能力。（2）綠色海綿變電站基本可以保持開發前后的水文特征不變，主要通過LID技術最大限度地保持當地水文特點。（3）綠色海綿變電站依據對水環境及雨水資源可持續的綜合管理思想，將雨水作為資源合理儲存起來，最大限度地保護水生態環境。綠色海綿變電站的設計理念尤其適用于“大雨大災、小雨小災、無雨干旱”地區。海綿城市建設中，應充分考慮各種影響因素，采用多樣化的方式進行預處理，以技術手段為輔助措施，將模擬的自然情況融入設計中，在項目建設的前期考慮大部分自然事件，極大降低自然事件對城市產生的影響。綠色海綿城市變電站力爭將水資源的利用最大化，暢通“吸、蓄、滲、凈”四大環節。在需要時，可以立即將存蓄的水資源“釋放”并加以利用，實現對水環境和資源的可持續綜合管理。

3.2應用措施分析

綠色海綿變電站設計中，需要對各個子系統進行設計規劃，其中最主要的是滲透系統、設計傳輸系統以及存儲系統設計。這些系統對城市生態起到重要的協調作用。基于微循環理念的綠色海綿城市變電站需要按照上述步驟開展設計和應用。對于區域性降雨，應采用合理的方式進行梳理?？紤]不同影響因素和現實情況，結合相關技術手段對方案內容進行優化，確保目標的實現，適當改變水循環的體系，選擇性能好的材料，延緩雨水徑流速度。改變地面材料或結構可以調整滲透的速度，使雨水徑流過濾和凈化材料或結構實現自凈化；缺水時，調蓄設施可及時釋放并向周邊提供其存儲的水資源。應合理優化設計方式，對相關技能參數進行調整，考慮多種條件因素影響，通過系統化分析，結合技術成本和人力成本等因素，以程序化的方式對整個設計系統進行優化完善?；谏鷳B優先的基本原則和理念，結合自然方法和人工措施來進行海綿城市雨水收集系統的建設，以此實現城市排水的安全和保護，確保城市雨水資源的積累。系統設計應考慮自然滲透和凈化處理，使雨水資源能夠得到充分運用。通過以上技術手段，可以使城市變電站具備海綿一樣的功能，提升應對水環境危機的抵抗力，增加水資源的利用率[4]。綠色海綿變電站的具體實現措施如表1所示。在綠色海綿變電站施工中，應以鋪設的方式進行填充，使地表處于一個穩定狀態，水資源得以調控，降低其污染系數，雨水能夠順利流通。凹式綠地系統主要由高程較低的綠地和雨水溢流口組成，為了提高入滲能力，可以設置增滲設施。海綿城市變電站方案規劃內容比較全面，涉及的工藝技術比較多，通過循環系統的構建，可以實現水資源的充分運用，凈化水質，達到保護環境的作用。

4結語

海綿城市理念涉及內容較多，包括對變電站的規劃，從水文地質的角度出發，可以采取冠層截留、透水鋪裝、下凹式綠地、雨水花園、植被淺溝、綠色停車場、綠色街道、雨水調蓄池等LID技術，提升城市變電站應對水環境危機的抵抗力。采取海綿城市設計理念的城市變電站，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，收集、凈化雨水作為站內的消防用水和生活用水，實現城市變電站內水資源自然積存、自滲透和自凈化功能，有效推動綠色、低碳的城市建設。

參考文獻

[1]馮舜凱，魏利民，李占嶺，等.220kV安新變電站防洪設計[J].電力建設，2012（7）：38-42.

[2]袁再健，梁晨，李定強.中國海綿城市研究進展與展望[J].生態環境學報，2017，26（5）：896-901.

[3]苗展堂.微循環理念下的城市雨水生態系統規劃方法研究[D].天津：天津大學，2013.

[4]俞孔堅，李迪華，袁弘，等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規劃，2015（6）：26-36.

作者：劉籍蔚 朱興龍 王曉旭 單位：南京電力設計研究院有限公司 南京供電公司