海绵城市理念在变电站设计的应用

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摘要：随着城市化的进程发展迅速，自然环境会遭到破坏，人们的环保意识觉醒，海绵城市等城市建设的新理念不断涌现。海绵城市是一个综合化理念，这种城市具有弹性化发展的特点。文章通过梳理海绵城市的概念背景和技术思路，介绍该模式在防洪排涝方面的设计亮点，将海绵城市的思想融入城市变电站设计中，提出基于微循环理念下的城市雨水生态系统规划理论的海绵城市变电站设计方案，为城市变电站建设和构建低碳城市提供参考。

关键词：海绵城市；城市变电站；变电站设计

我国面临着应对气候变化和履行“双碳”承诺的双重挑战。随着我国国民经济稳步发展，城市居民家庭和工商业用电需求持续增长，电网基础设施建设呈现量多面广的发展趋势。部分城市地域特点较为突出，如低洼区域，需要在变电站防洪设计过程中，采用填土的方式进行处理，建设成本相对较高；在高洪水淹没的地区，变电站防洪排涝一直是一个棘手的问题。海绵城市是一种新型的城市建设模式，对水资源的调控效果较好。文章基于微循环理念下的城市雨水生态系统规划理论，研究城市变电站的水资源综合利用问题，试图探寻一条和谐发展之路。

1城市变电站设计要点分析

1.1城市水资源管理问题

近年来，各大城市频频突遇暴雨，出现长时间内涝等严峻问题。城市的快速发展导致给排水系统的压力剧增，水资源的利用情况会影响城市居民的生活状态，自然环境的快速变化加剧防洪排涝的问题。冰川持续融化极有可能导致未来出现越来越多的城市水灾害。城市变电站传统设计中，防洪防涝措施成本较高，需要重新梳理设计思路，解读其保护机制，缓解“大雨大灾、小雨小灾、无雨干旱”的城市病[1]。保护环境是首要的目标，“双碳”行动是党中央作出的重大战略决策，实现“双碳”目标的技术创新成为当前电力工程建设的热点。积极实现节能减排、优化城市变电站设计方案、促进可持续发展是城市变电站设计中的要点。

1.2基于水环境的城市变电站设计问题

随着国家加快转变经济发展方式，对供电可靠性和优化营商环境日趋重视。城市变电站是推动产业结构调整和优化升级中不可或缺的基础设施，绿色智能变电站的建设迎来更多的机遇与挑战。在城市发展中，供电可靠性和环境协调性是绿色智能变电站建设中考虑的重点。在变电站项目规划设计的过程中，防洪防涝和可持续发展又成为设计的重点。城市中经济活动的正常开展需要高可靠性的变电站提供电力支持，如何确保变电站的防洪防涝并合理利用水资源实现可持续发展，成为城市绿色智能变电站设计中的重点和难点。在城市变电站设计中，应合理规划水资源的输送管道，尤其需要注意水资源的循环利用。消防及给排水是设计的重点项目，传统变电站设计中，设计人员更加注重设备的功能性，绿色变电站项目设计必须结合绿色环保的设计理念。绿色智能变电站需要充分考虑站址周边环境和生态等因素影响，结合实际的项目环境以及社会发展的需求进行规划设计，确保城市变电站设计能够满足生态环境要求，实现绿色环保和可持续发展的目标。

2海绵城市理念分析

2.1理念和性质

海绵城市是一种弹性和适应性较高的城市建设模式。海绵城市的水资源调控性能较好，具有较强的适应性。海绵城市是一种从城市绿色环保理念中萌发出来的城市发展方式，核心理念是对降水的合理利用，核心目标是促进和激活自然和城市中的水资源循环系统。应采用合适的措施强化城市建设进程，对城市规划进行合理优化，将城市各个区域以系统连接的方式形成循环体系。在循环体系中，可以对雨水进行目的性控制，使之能够存储、渗透、净化。在国际上，实现这类雨洪管理技术体系的国家较多，包括美国的LID低影响开发、英国的SuDS可持续排水系统、新西兰的LIUDD低影响城市设计与开发。这些体系比较强调通过自然环境引导雨水的流动和渗透，在植被和土壤的调控下，实现对雨水的净化处理。在城市快速发展的这几年，海绵城市建设研究也越来越深化，城市建设应遵循相关设计准则，结合“慢排缓释”和“源头分散”控制管理理念，利用一些地下区域实现对雨水的有序排出。设计人员应优化完善传统建设模式，将快排模式转化为多元化周期管理模式，实现对雨水的综合化管理，为缓解城市内涝、高效利用水资源、保护和改善城市生态环境给出新的解决路径，使城市能够更积极地应对环境变化和自然灾害[2]。海绵城市建设包含的内容较多，其建设关键是通过源头分散控制的方式，实现对雨水的循环管理和利用。海绵城市的建设主要通过对雨水资源的有效调控达到缓解洪涝危机，对城市经济发展具有重要的作用。

2.2海绵城市技术研究

海绵城市建设包含的内容较多，应合理协调各个环节的对接关系，其基本内容包括整体设计规划、生态环境、因地制宜等。城市整体规划应从全面的角度出发，落实层级之间的控制指标，保证各项控制措施落实到位，有效实现建设目标。从整体开发建设情况分析，有些因素对整体建设具有较大影响，设计过程中涉及技术较多，包括污水处理技术、水资源循环技术、低影响开发技术。低影响开发技术可以对收集的雨水资源进行净化，使其最终成为可以利用的生活用水，达到节约用水的目的[3]。

3海绵城市在城市变电站设计中的应用分析

3.1应用原理

“绿色海绵变电站”是基于“海绵城市”的设计理念并考虑变电站自身特点提出的新型设计方案。（1）绿色海绵变电站能够灵活应对洪涝或干旱情况，提升系统对各种水环境危机的适应能力。（2）绿色海绵变电站基本可以保持开发前后的水文特征不变，主要通过LID技术最大限度地保持当地水文特点。（3）绿色海绵变电站依据对水环境及雨水资源可持续的综合管理思想，将雨水作为资源合理储存起来，最大限度地保护水生态环境。绿色海绵变电站的设计理念尤其适用于“大雨大灾、小雨小灾、无雨干旱”地区。海绵城市建设中，应充分考虑各种影响因素，采用多样化的方式进行预处理，以技术手段为辅助措施，将模拟的自然情况融入设计中，在项目建设的前期考虑大部分自然事件，极大降低自然事件对城市产生的影响。绿色海绵城市变电站力争将水资源的利用最大化，畅通“吸、蓄、渗、净”四大环节。在需要时，可以立即将存蓄的水资源“释放”并加以利用，实现对水环境和资源的可持续综合管理。

3.2应用措施分析

绿色海绵变电站设计中，需要对各个子系统进行设计规划，其中最主要的是渗透系统、设计传输系统以及存储系统设计。这些系统对城市生态起到重要的协调作用。基于微循环理念的绿色海绵城市变电站需要按照上述步骤开展设计和应用。对于区域性降雨，应采用合理的方式进行梳理。考虑不同影响因素和现实情况，结合相关技术手段对方案内容进行优化，确保目标的实现，适当改变水循环的体系，选择性能好的材料，延缓雨水径流速度。改变地面材料或结构可以调整渗透的速度，使雨水径流过滤和净化材料或结构实现自净化；缺水时，调蓄设施可及时释放并向周边提供其存储的水资源。应合理优化设计方式，对相关技能参数进行调整，考虑多种条件因素影响，通过系统化分析，结合技术成本和人力成本等因素，以程序化的方式对整个设计系统进行优化完善。基于生态优先的基本原则和理念，结合自然方法和人工措施来进行海绵城市雨水收集系统的建设，以此实现城市排水的安全和保护，确保城市雨水资源的积累。系统设计应考虑自然渗透和净化处理，使雨水资源能够得到充分运用。通过以上技术手段，可以使城市变电站具备海绵一样的功能，提升应对水环境危机的抵抗力，增加水资源的利用率[4]。绿色海绵变电站的具体实现措施如表1所示。在绿色海绵变电站施工中，应以铺设的方式进行填充，使地表处于一个稳定状态，水资源得以调控，降低其污染系数，雨水能够顺利流通。凹式绿地系统主要由高程较低的绿地和雨水溢流口组成，为了提高入渗能力，可以设置增渗设施。海绵城市变电站方案规划内容比较全面，涉及的工艺技术比较多，通过循环系统的构建，可以实现水资源的充分运用，净化水质，达到保护环境的作用。

4结语

海绵城市理念涉及内容较多，包括对变电站的规划，从水文地质的角度出发，可以采取冠层截留、透水铺装、下凹式绿地、雨水花园、植被浅沟、绿色停车场、绿色街道、雨水调蓄池等LID技术，提升城市变电站应对水环境危机的抵抗力。采取海绵城市设计理念的城市变电站，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，收集、净化雨水作为站内的消防用水和生活用水，实现城市变电站内水资源自然积存、自渗透和自净化功能，有效推动绿色、低碳的城市建设。

参考文献

[1]冯舜凯，魏利民，李占岭，等.220kV安新变电站防洪设计[J].电力建设，2012（7）：38-42.

[2]袁再健，梁晨，李定强.中国海绵城市研究进展与展望[J].生态环境学报，2017，26（5）：896-901.

[3]苗展堂.微循环理念下的城市雨水生态系统规划方法研究[D].天津：天津大学，2013.

[4]俞孔坚，李迪华，袁弘，等.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划，2015（6）：26-36.

作者：刘籍蔚 朱兴龙 王晓旭 单位：南京电力设计研究院有限公司 南京供电公司