海绵城市工程措施合集12篇

时间:2023-08-20 14:41:23

海绵城市工程措施

海绵城市工程措施篇1

城市范围内由于人类生产、生活等活动,会将泥沙颗粒物、氮磷营养元素、重金属、有机污染物等多种污染物排放到大气和城市下垫面(包括路面、屋面、硬质铺装场地等),在自然降雨过程中,上述各类污染物被雨水冲刷、淋溶,形成污染水体,部分以地表径流的形式迁移至城市绿地或自然水体等受纳基底,必然造成受纳基底的污染。

1 路面径流污染来源

路面径流是城市地表径流的一种,相关研究表明,路面径流是污染效应最强的部分,对受纳基底的影响最为严重。路面径流污染来源包括道路交通污染、雨水自身污染和大气降尘。国外大量研究证明,道路交通污染是其最主要的来源。

道路交通污染种类众多,包括轮胎(橡胶)和路面材料(如沥青)磨损、车辆尾气排放、燃料不完全燃烧及油泄漏产生的有毒有机污染物、载运有机化学等材料的泄漏、刹车连接等机械装置的磨损及其他因车辆运行产生的颗粒物等。其代表性水质指标包括悬浮物SS、有机污染物COD、重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni以及矿物油类、氯化物、多环芳径等。

2 路面径流污染特征

污染物的分类方法众多,本文根据路面污染物溶于水的难易程度将其分为水溶性污染物和非水溶性污染物两类。其中,水溶性污染物包括NH3-N、水溶性COD、水溶性Zn等,非水溶性污染物包括颗粒态的SS、重金属Pb、Cu、Cr、以及石油类产品等。

2.1 单场降雨径流污染变化特征

根据常规经验,降雨初期城市路面径流污染物浓度最大,经过一定时间的雨水冲刷,路面径流污染浓度会逐渐降低。这种经验、认识是基于所有路面污染物都易溶于水。因此,在处理路面径流污染时,可以采用初雨弃流的方法,在弃流一定时间或一定量的初期雨水后,便可将之后的路面径流直接排入周边绿地、水体等受纳基底,而不会对其造成污染。

然而,城市路面径流污染浓度并非简单随时间变化的一元线性关系,而是一个不断变化的、复杂的动态过程。因为水溶性污染物NH3-N、溶解态COD、Zn等的浓度在径流过程中相对稳定,并随径流过程逐渐减小:而径流中非水溶性的SS、COD、Pb、Cu、Cr等物质主要呈颗粒状态,其浓度受降雨强度的影响,如果降雨初期强度较小,其强度不足以冲刷掉的附着在路面的颗粒态污染物,并将其携带进入路面径流,则后期降雨强度较大时径流污染物浓度可能更高。

2.2 路面污染物季节变化特征

根据相关研究,路面径流中SS、COD和NH3-N浓度因季节不同变化显著,其中SS和COD呈现冬、春季浓度高、秋季浓度最小的趋势,而NH3-N则为夏季最低、冬季最高。而重金属Pb、Zn和溶解态COD、Zn的浓度季节差异不大。总体来说,城市路面径流污染浓度在雨季初期最大,随后逐渐减小,随着时间的推移又呈逐步增大的趋势。

3 路面径流污染对海绵工程的影响

城市海绵工程旨在通过牛态控水设施的建设,充分发挥城市绿地、水系等对雨水的吸纳、蓄滞和缓释功能,有效削减城市径流污染负荷、缓解城市内涝,并实现雨水资源化利用,从而改善城市水环境,保护城市水安全。

海绵工程在城市道路上的应用打破丫传统城市道路排水单一的“快排”模式。它试图通过将路面上的径流雨水引入道路附属绿地,并经绿地内的下沉式绿地、植草沟、雨水花园等海绵设施收纳、储存部分路面径流,从而起到对雨水的吸纳、蓄滞和缓释的作用,在一定程度上减轻市政排水管网的压力,为削减峰值径流赢得时间。

然而,路面径流污染是城市地表径流中污染效应最强的部分,路面径流雨水直接进入绿地,其各种重金属及有机污染物将对植物牛长造成不可逆转的毁坏。因此,应在道路绿地内布置初雨弃流装置、沉淀池、前置塘等水净化设施,在径流雨水进入绿地前,利用净化设施对进入绿地内的径流雨水进行预处理,防止径流雨水污染对绿地植被造成毁坏。但现有大部分城市道路附属绿地受到用地紧张等因素的制约,没有布置雨水净化设施的空间,这必将极大的影响城市道路海绵工程实施的可行性和可操作性。

此外,下沉式绿地、雨水花园等海绵设施在收纳径流雨水后,会在一定时间内形成渍水,影响部分植物的生长。而如果单纯采用耐水湿植物则会影响部分道路绿化功能的发挥和景观效果。

4 路面径流污染应对措施

首先要加强道路门常养护、管理,将机械清洗与人工清扫相结合,定期打扫、清洗城市路面,清洗污水进入市政排水管网。清扫频率视道路交通流量和天气状况而定,机动车流量较大、且非雨季时应适当提高。通过高频率清洗,非水溶性污染物如颗粒态的SS、重金属等污染物不能长期大量附着在道路表面,对于降低雨期路面径流污染浓度,保障海绵设施植被正常牛长起着重要作用。

其次,应开展路面径流污染净化设施建设,如过滤净化装置、渗透/生物滞蓄设施、植被过滤带等。根据相关研究,渗透/生物滞蒂设施对于TSS的去除率可达75%以上,对于重金属去除率最低的渗透池最低可达50%以上,最高的渗透沟渠对于重金属的去除率最高更是可达到99%;过滤净化装置的地下、地表砂滤对TSS的去除率可以达到70%-90%,对重金属的去除率可达到20%-90%,有机质过滤对路面油脂的去除率可达到90%;宽度10米的植被过滤带对N、P等元素和COD的削减作用可达到峰值,消减率在90%以上。

5 结论与建议

城市路面是径流污染的重要来源,包括悬浮物、重金属、石油类产品等在内的众多有机、无机污染物会对海绵设施尤其是植物造成严重的损害,导致海绵工程无法发挥其应有的吸纳、蓄滞和缓释径流的作用。同时,作为城市不透水地表的主要组成部分,城市路面也是削减地表径流的重要场所。因此,城市道路海绵工程对于城市水生态和水安全建设既是机遇又是挑战,在开展城市路面海绵工程建设时,要注重以下几个方面内容:

l、从规划层面着手,拓展道路绿地空间,为各项海绵设施和径流污染净化设施布局预留足够的空间。

海绵城市工程措施篇2

海绵城市建设遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度实现雨水在城市积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护,强调自然做功。

图1展示了海绵城市(左)与传统城市(右)的雨水资源循环模式。

可以说,海绵城市的发展模式是绿色发展、循环发展、低碳发展,通过自然积存、自然渗透、自然净化的自然形式实现“海绵家园”及“海绵城市”。

二、海绵城市内涵及实现途径

海绵城市内涵是顺应自然、人与自然和谐、保护原有生态、低影响开发、地表径流量不变。

通过低影响开发雨水系统,布置适当的海绵体,也即低影响开发设施,可以构建和实现海绵城市、海绵家园(见图2)。

三、海绵体(低影响开发设施)

图3展示了海绵体的雨水循环模式。

为实现海绵城市的LID措施主要有:人工湿地(自然净化)、生物滞留池、可渗透路面、雨水花园、绿色屋顶等。

海绵体可解决水多--水少--水脏问题。概括起来,海绵哲学是:安全--资源--环境、景观--生态--文化、自给--自流--自净、蓄-滞-渗-净-用-排、让水循环、绿色海绵。

因此,合理布置城市“海绵体”可以实现:就地解决水问题,而非将其转嫁给异地;分散式的民间工程,非集中式的集权工程;慢下来而非快起来,滞蓄而非排泄;弹性应对,而非刚性对抗。概括起来就是:弹性吐纳、就地分散、有机融合。

四、海绵道路

让城市“弹性适应”环境变化与自然灾害,维持城市开发前的自然水文特征,恢复被破坏水生态,在道路及两侧适当布置低影响开发设施(海绵体),可以实现合理控制开发强度,减少对城市原有水生态环境的破坏,留足生态用地,增加水域面积,促进雨水积存净化;并且通过减少径流量,可减轻暴雨对城市运行的影响。因此道路上适当布置了海绵体,那么该道路即海绵道路。

五、海绵道路核心思想

海绵城市工程措施篇3

【关键词】海绵城市 排水 雨水 管网

1.海绵城市的概念

海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性",下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水"释放"并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。

建海绵城市就要有"海绵体"。城市"海绵体"既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些"海绵体"下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。

海绵城市,能充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用,有效缓解城市内涝,削减城市径流污染负荷,节约水资源,保护和改善城市生态环境。

2.海绵城市建设的要求

建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等"灰色"设施来排水,以"快速排除"和"末端集中"控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》,今后城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等"绿色"措施来组织排水,以"慢排缓释"和"源头分散"控制为主要规划设计理念。

城市不同,特点和优势也不尽相同。因此打造"海绵城市"不能生硬照搬他人的经验做法,而应在科学的规划下,因地制宜采取符合自身特点的措施,才能真正发挥出海绵作用,从而改善城市的生态环境,提高民众的生活质量

3.为什么要建设海绵城市

海绵城市就是比喻城市像海绵一样,遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。

建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以快速排除和末端集中控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《指南》,今后的城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以慢排缓释和源头分散控制为主要规划设计理念。

建设海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。

建设海绵城市,关键在于不断扩大“海绵体”的规模并提升质量。

原有的“海绵体”要有效保护。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据《指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。

有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如,让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还可以起到节能减排、缓解热岛效应的功效;道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。

海绵城市经济效益不可小觑

海绵城市建设非常注重对天然水系的保护利用,大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施又往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合,‘净增成本’比较低,还能大幅减少水环境污染治理费用,降低城市内涝造成的巨额损失。

对于老旧城区占比较大的特大型城市,建设海绵城市是否现实?中国城市规划设计研究院城镇水务与工程研究院副院长谢映霞认为,相对于新城区,老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题,但与建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案相比,多添置一些“海绵体”反而更具可行性。

在设计建设过程中,既有的老旧建筑可通过雨水管断接技术,利用社区内部的花坛、绿地等空间布置雨水花园、下沉式绿地;市政道路可结合道路绿化带、树池等绿化空间布置生态树池、植草沟等低影响开发设施;也可将老旧社区雨水管线接入周边公园、水体、集中绿地。

4.海绵城市的发展将会促进的产业

1) 园林、生态修复产业

根据各个城市特点进行生态建设和修复是海绵城市的核心之处,直接对园林和生态修复产业产生大量需求。

2) 管道、渗水材料

海绵城市的宗旨在于最大可能的吸水、蓄水、渗水及净水,前三者需要城市小区道路尽可能采用透水铺装,并完善配套的管网设施,这直接放大了透水混凝土及管材市场需求。

3) 市政工程及污水处理行业

海绵城市的宗旨在于最大可能的吸水、蓄水、渗水及净水,整个排水系统的建设直接拉动市政工程的需求,同时净水部分有一定程度的进入门槛。相信现有水务环保公司会凭借其工程建设以及污水处理的经验优势切入该市场。

5.海绵城市的建设展望

(1)城镇是水体污染最重要的源头,通过海绵城市建设使城市成为应对水污染的主战场,是解决水资源短缺的希望之地。

(2)海绵城市)概念内涵仍在发展之中,创建具有中国特色的海绵城市理论、规范、标准任重道远。住房和城乡建设部已经颁布了海绵城市建设技术指南,但这还远远不够,需要大家在实践中不断探索并适时修订。

(3)海绵城市(低影响开发)规划与智慧水务是协调海绵城市各单元有效运行的两大系统工程。如果说海绵城市规划是“推”,海绵智慧则是“拉”,“一推一拉”能够将整个海绵系统有效地协调起来,既不产生浪费,也不至于出现信息孤岛。因此,“一推一拉”两大系统是非常重要的系统设计。

(4)要把海绵城市系统从大到小划成四个子系统,即区域、城市、社区、建筑,这四层次系统低影响开发的侧重点不同,需要上下结合推进系统创新。

参考文献:

海绵城市工程措施篇4

中图分类号:TU992

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)13-0088-04

1 项目背景

前海深港现代服务业合作区位于《深圳城市总体规划(2008-2020)》中所确定的深圳城市“双中心”之一的“前海中心”的核心区域,定位为未来整个珠三角的“曼哈顿”。深圳太子湾前海片区作为深圳市发展的示范区域,作为深圳市海绵城市建设成片推广区,争取至2030年全部符合海绵城市目标要求。笔者针对片区的发展提出基于低影响开发技术规划的分析与研究(图1)。

2 现状分析与策略

2.1 片区内涝

深圳属亚热带海洋性气候的临海城市,暴雨发生频率高,短时强降水或过程雨量偏大的天气过程容易引发内涝的发生。建设规划区域内开发强度大,建筑密度高,硬化面积广,雨水无法下渗,也是引起内涝的重要因素。此外,排水管网的排水能力不足,在地势低处产生内涝(图2)。

针对深圳前海及太子湾用地现状,结合周边地形、竖向规划、排水分区等,联系内涝产生的原因,准确识别内涝问题,针对性提出解决方案。构建多系统模型,应对城市内涝,为太子湾片区和前海片区的竖向设计、排水沟渠设计和局部节点大雨量的道路行洪设计,提供分析支撑。

2.2 土壤返盐碱的问题

太子湾片区分别于2007年和2013年启动填海工程,海水对土壤的渗透作用导致植被生长状况不佳,填海使用的土壤基质盐碱化严重(图3)。

基地内部土壤基质采用填海造陆,容易封存咸水,保存于原海底岩土层或填土层中的咸水,造成土壤盐碱化,影响地下水化学性质。

对于填海及周边的区域,要滞蓄加有序排放,多维度清洗表层土壤。根据土地中盐碱含量进行绿化分区,针对盐碱地采取相应的适应和生物修复措施。植被的选取应以苗源充足、成本低廉、抗逆性强、防治费用低为原则。铺设地下排水管网应考虑滤水排盐。土壤盐碱度逐渐降低。

应限制地下水开采、人工补给地下水、充分利用当地雨水资源。采用集雨措施、排盐工程、土体结构规划、底泥改性和生物有机肥等相关措施。种植耐盐碱的树种以减少地表水分的蒸发、防止土壤表面积盐,又可以降低地下水位和盐份,改良土壤的物理性状,增加有机质和土壤微生物,降低土壤pH值,从而彻底改善周围土壤和生态环境。

2.3 水质性缺水与雨水再利用

前海片区近5年居民生活用水与商业服务业用水分别占总用水比例的42%和28%,工业用水仅占22%,环卫绿化用水量占1%左右。片区内再生水回用对象除工业用水、绿化浇洒、环卫和道路清扫用水外,回用于冲厕与商业性公共建筑的空调循环冷却补水具有很大的发展空间。

应合理控制和引导高开发地区不透水用地的地表径流,通过增加场地蓄和排的能力,辅助再生水的收集与使用。

2.4 太子湾片区沿海污水零排放情况

太子湾片区填海形成的土地地势较平,透水性较差,缺少排水压差,一旦遇到天文大潮,加以台风等叠加,排水难度大、面源污染严重、地表洼地蓄水和下渗能力减弱将导致局部大量超标积水(图4)。此外,填海形成的土地改变了海岸线的长度、形态和地貌,影响地表水的流速和泄洪能力,降水时地表径流增加,峰值流量增多,峰值出现时间提前,导致大量淡水资源流失和局部水灾(图5)。

应合理设置植物生态浅沟、下凹式绿地,适当采用生态透水铺装材料,回补地下水。通过合理的分级导流措施将不同降雨量情况下的超标雨水净化回用。

3 规划原则及指导思想

3.1 指标量化可控

规划将设立目标层、措施层和管理层,将控制指标分解至地块层面,并对地块内、道路及公园绿地等海绵措施进行量化建设指引,分级细化海绵管控指标和工程措施。

3.2 措施显效可见

海绵建设措施的组合的不仅要考虑到能够到达控制目标,还要考虑其适宜性、经济性、显效性,通过多系统模型选择针对地块高密度开发、滨海抗盐碱、污水零外排特点的高效率新技术的海绵措施。

3.3 全流程易核查

研究将规划、建设、管理、运营、投融资的全流程的技术服务和支撑,通过规划、导则、审查、实施、评估等环节的介入,达到一张蓝图落实到底的目标,使得海绵建设全流程的各环节能落地易核查。

3.4 全周期可监测

基地海绵城市建设应当从项目的设计阶段开始贯穿到施工、管理、运营、维护的全生命周期。在全生命周期内,全程运用全周期的理念,在设计阶段结合运维要求,使用持续测量和验证发现改进机会,对数据进行分析和校正。可以通过不断检测生态草沟中不同植物对减缓雨水径流的不同效果,来调整下一阶段应该选择的合适植物。

4 技术思路

4.1 多系统模型的构建

首先,需要对示范区的现状水文特征进行模型评估,进而确定海绵建设目标;其次,根据示范区的详细蓝图规划,综合考虑示范区的空g布局、景观要求、经济性、维护管理等因素,进行海绵建设设施的初步布局,并进行模型评估;第三,将海绵建设初步方案的模拟结果与海绵建设目标进行对比,根据对比结果进行海绵建设布局方案的优化调整,并再次进行模拟;最后,反复调整直至结果达到海绵建设目标,最终得到海绵建设设施的布局方案。

采用SWMM可有效模拟海绵建设开发模式下的城市区域水文状态,应对城市内涝,为太子湾片区和前海片区的竖向设计、排水沟渠设计和局部节点大雨量的道路行洪设计,提供分析支撑。为城市区域内各建设项目海绵建设设施的布局与优化提供技术支持和依据。

4.2 片区径流控制目标和指标体系构建

4.2.1 径流控制目标的确定

年径流总量控制率的选取是一个技术指标与产出之间平衡的一个过程。年径流总量控制率越高,需要的投入也越大。随着控制率增大,径流调蓄量也有所增加。

分析基地规划设计条件和相关参数,结合基地自身特征分析,制定汇水区划分原则,由浅入深划分;根据方法选取模型参数。根据本底模型与常规开发模型模拟结果,初步设定规划目标。通过模型试算的方法,深入研究影响径流总量和峰值流量的关键因素,确定规划目标值。

4.2.2 径流污染控制目标的确定

要控制分流制径流污染物总量,也要控制合流制溢流的频次或污染物总量。结合深圳市城市水环境质量要求、径流污染特征等确定径流污染综合控制目标和污染物指标,污染物指标可采用悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等。一般可采用SS作为径流污染物控制指标,低影响开发雨水系统的年SS总量去除率一般可达到40%~60%。

4.2.3 指标体系构建

为引导和约束开发单元内各建设项目采用低影响开发技术,保障控制目标的实现,针对基地土壤返盐碱、填海区域的污水零排放、内涝、水质性缺水及雨水再利用的问题, 构建开发引导控制指标体系。初步建议包含但不限于以下指标:年径流总量控制率、雨水径流污染物控制率、峰值流量、非传统水源利用率、土壤盐碱土盐度控制指标、内涝控制标准等。

4.3 片区海绵城市控制指标分解

以整体径流总量控制率及径流污染控制率为目标,通过水文、水力计算与模型模拟等方法或通过加权平均的方法对年径流总量控制率进行逐层分解,分解至地块单位面积控制具体指标。在明确目标可达性后,结合周边用地、绿地、水域等,确定低影响开发设施,注重用地功能、高效利用现有设施,并将海绵设施进行布局,计算其径流系数及调蓄容积,据此得出地块单元内年径流总量控制率和径流污染控制率,再通过综合计算校核整体目标达成情况,最终将控制目标落实。

4.4 基于模型构建的海绵设施多方案比选

海绵建设模型的构建基于示范区详细蓝图规划。相比传统开发模式,海绵建设模式是在示范区的下垫面因地制宜、综合应用多种海绵建设设施进行雨水径流的控制。根据示范区用地规划和雨水管网规划,结合径流组织,将示范区划分为若干汇水区。

海绵建设模型根据基地相关情况定义下沉式绿地、雨水花园、绿化屋面、透水铺装、调蓄水箱/水池/模块、植草浅沟、截留式净化溢流设施、雨水收集回用设施、污水再生利用设施(处理、管网、调蓄)、地下室覆土、土壤改良、特性植物选育、道路附属雨水滞蓄净化设施、排水管网及市政调蓄系统设施等多种海绵建设设施等,对各类海绵建设设施的参数进行设置。针对存水区植被覆盖百分比、配置土壤层孔隙率、田间持水率、枯萎点选取参数;雨水花园、绿色屋顶、下凹绿地和低影响树池的土壤水力传导率等分别取值;路面层孔隙比、蓄水层孔隙比、绿色屋顶的入渗率、排水层中绿色屋顶蓄水率等进行取值。

以达到海绵城市强制性控制要求为目标,综合考虑海绵设施经济性、适宜性等因素,对各项海绵设施规模和比例进行方案比选,对设施清单遴选、设施占地面积、设施占下垫面比例进行合理配比,使示范区地块的设施选择具有弹性操作空间。

4.5 划、建设、管理、运营全生命周期的实施路径

基于海绵城市规划成果,建立以数学模型为核心的审查决策支持工具,利用系统化、多情景模拟评估技术手段,对设计方案的综合效益进行科学评估,从建设伊始即考虑到最终验收、考核评估、维护管理等问题。

在项目设计阶段,提供一套科学、合理、高效的地块海绵城市建设审批方法,为高规格完成项目海绵城市建设目标提供技术支撑。

项目建设中,通过督导工程实施情况,定时工地巡视,及时发现问题,做好工程施工事中控制。项目完成后,采取合理措施指导工程验收、试验,所有工程的验收必须符合国家相关设计规范、标准的要求,同时满足工程设计和管理要求,达到海绵城市控制性指标和考核指标。项目运行监测评估阶段,制定项目的海绵城市评估体系、模拟与监测布点方案。

提出城市海绵城市建设效益评估的指标体系和效益测算表,能够为海绵城市建设、投资、运营和决策提供依据。通过从设计、实施、评估一系列流程及控制,最终为项目海绵城市建设提供技术支撑。

5 建设成本和收益的问题

5.1 建设成本

通过《海绵城市建设技术指南》对各海绵设施的估价,可完成海绵城市建设的成本估算。成本的控制在于设计阶段对设计的合理把握以及工程施工事中控制。

5.1.1 成本费用

海绵建设结合片区排水工程进行,雨洪管理工程投资都是在排水工程基础上所增加的投资,包括各种类型的雨水利用设施及其相关的电气设备和庭院屋面排水系统,但不包括用于装饰或介绍工程特点而花费的费用。

5.1.2 运营费用

海绵建设成本效益主要体现在项目使用和维护阶段,在项目使用所带来的经济效益、社会效益和环境效益方面。

5.1.3 维护费用

传统设施中滞留区和人工湿地的维护费约为建造成本的3%~6%,洼地雨洪管理的低影响开发的维护费约为建造成本的5%~7%。但是,生物滞留区和洼地的大部分维护可以融入到日常景观维护工作中,不需要特别设备;而湿地和水池的维护则需要大型笨重的设备,用以移除沉积物、油类、废物以及前池和开放式池塘中生长的植被。

5.2 经济效益

5.2.1 渗透补充地下水的效益

由于低影响雨水综合利用的实施,通过增加透水面积、绿化植草面积、渗透管沟、洼地、渗水井等设施,增加了雨水入渗量,有效回补地下水。

5.2.2 因消除污染而减少的社会损失

美国环保署研究结果表明,每投入1元环保费用,可减少3元的环境资源损失,即投入产出比为1∶3。海绵建设资金投入虽然不是完全意义上的环保费,但其减少的环境资源损失也会接近3元。

5.2.3 城市洪涝减缓而减少的损失

城市内涝必然造成不同程度的经济损失。

5.2.4 土地增值

传统设计将地上建筑与其他设施分开设计,海绵建设所应用的生物滞留等技术则可以融入景观设计,实现建筑主体与附属设施的综合设计。

5.3 环境效益

海绵建设的雨洪管理技术由于采用了生态化、低能化、可持续运行的设施,不仅能保护开发区域水环境、改善建筑设施外部生态环境、提高建筑物内部的环境质量,还可以减少城市热岛效应,为居民提供舒适的居住和工作环境,并改善城市的生态环境。

5.4 社会效益

海绵城市建设通过城市污水再生回用和雨水资源开发利用,可节约优质水资源,缓解水资源供需矛盾,为城市提供大量环境景观用水,重建水生态环境,进一步削减污染物排放量、改善水体环境。

另外,海绵建设通过引导建设项目开展城区雨洪利用工作,可降低洪峰流量,维护自然水文循环,增加地下水补给,调节片区气候,改善区域生态环境。通过规划实施,引导拟建项目采用低影响开发模式,实现雨水的综合管理与控制,_到开发建设后径流系数不增加的目标。

参考文献:

[1]车 伍,李俊奇.城市雨水利用技术与管理 [ M ].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2]黄献明.精明增长+绿色建筑―LEED-ND绿色住区评价系统简介[ J ].现代物业2011(7).

海绵城市工程措施篇5

1引言

海绵城市是新一代地对城市洪雨水进行管理的一种新概念,目前,在许多城市已经被投入使用,它很好地解决了城市突出的水问题,以及生态和环境问题,取得了十分显著的效果。而海绵城市理念的实现正是通过大量的植被种植,因此,政府应加强园林工程的建设,最大限度地解决城市水资源问题,进一步推动水资源的合理利用和布局,为城市发展和生态环境做好提供充分的保障。接下来,对海绵城市理念在市政园林工程中的运用做了详细的阐述。

2海绵城市理念在市政工程中应用的价值

海绵城市不仅是自然环保理念的综合体现,也是改变城市道路积水、规避房屋倒灌现象、缓解热岛效应、降低污水排泄压力、改善城市生态环境的综合项目工程,对城市形象、城市宜居性、城市功能等都会存在积极影响。从城市形象来看,很多多雨城市、地势低洼城市、径流量较多城市遭遇强降雨时,容易出现雨水“漫城”的现象,给外地游客留下负面影响,对城市排水泄洪能力存在担忧,尤其是在雨水挤占污水、恶臭水体排泄通道下,可能会造成恶臭水体堆积在路面上,给游客留下“味道”上的深刻印象,借助海绵理念的渗透,路面沉积水可以很好地渗透到地下,污水、恶臭水体可以得到有效净化,运用绿植增强城市抗洪、抗涝能力下,还可以贯彻绿城理念,进一步改观城市面貌形象,从城市宜居性来看,城市道路积水不仅会阻碍交通,飞溅水沾湿行人衣服,内涝型城市直接对城市生产生活造成负面影响,除了直接停产外,一楼居民、商店等可能在雨水作用下被浸泡,造成大量财产损失,借助海绵城市渗、滞、蓄、净、用、排的理念,可以蓄积与排泄相结合,增强城市抗洪抗涝能力,渗水与滞水相结合,减少城市积水现象,透过净水与用水相结合,还可以减少城市污水、黑臭水体,通过“蓄水反补”,缓解城市温岛效应,城市宜居性大幅度增加,从城市功能来看,传统城市对雨水、径流水、生产生活废水等的处理较为被动,大量消耗净水,排泄污水,雨季来临时,下水道、水渠、湖泊等泄洪能力较差下,很容易出现洪涝,另外,城市化的进程中,热岛效应日益显著,在夏天,城市内温度普遍较高,再加上大量空调外机,室外温度进一步被拉高,借助海绵城市理念的运用,城市抗洪、泄洪功能得到统筹规划,路面积水问题得到很好的治理,在夏季,蓄积的水体可以通过“蒸发吸热”的形式降低城市温度,大量绿植的运用既可以起到绿景作用,又可以为室外群众提供绿茵场地,进一步完善城市功能。综上所述,海绵城市理念可以改善城市形象、提升城市宜居性、完善城市功能,将海绵城市理念应用于市政工程存在现实价值。

3海绵城市理念应用可行性分析

影响海绵城市在市政工程运用的质量主要是有城市信息了解程度、海绵城市理念应用规范性、可持续发展能力。从城市信息了解程度来看,不同城市呈现不同城市信息,对海绵城市理念的需求程度、需求目标、规划方案也会存在差异,在运用海绵城市理念时,应当注重城市信息了解,根据城市现状,了解境内水体、地势、污水排泄通道、气候类型、城市布局等信息,以此为基础,评价泄洪压力、降温需求、植物栽植要求、空间规划要求、黑臭水体净化压力、海绵城市改造成本等信息,鉴于此,一般可以充分保障海绵城市建设方案与待改造城市适配性,不仅可以规避后期建设风险,还可以确保海绵城市建设方案能对城市发挥应有的效果。从海绵城市理念应用规范性来看,应用海绵城市理念,需要重视决策会议、方案设计、方案可行性论证、工程建设、工程验收等流程,决策会议是评估资金、成本效益、风险等与城市建设是否相协调,对后续专项市政建设资金划拨等工作具有奠定作用,方案设计是根据城市实际情况,将海绵城市理念转化为具体方案的过程,对后续施工过程具有指导价值,方案可行性论证在方案设计完成后,对成本、风险、工期等状况论证可行性,避免设计方案与城市规划矛盾,或建设成本超出专项资金总额等,工程建设质量可以通过现场监督、建设公司资质审核、定期验收已完成工程量等形式保障施工质量,避免设计方案与施工实际现状脱节,预期目标无法得到实现,工程验收是在工程结束后,对工程建设质量进行综合评价,考虑到海绵城市理念的特殊性,可以延长验收期限,或延长追责期限,便于综合考虑工程家建设质量。从可持续发展来看,海绵城市理念下市政工程大部分需要长期维护,另外,海绵城市理念下的市政工程并非独立时,该项市政工程一般与当地地理水文、人文活动、城市基建等息息相关,因而,海绵城市需要具备持续存在能力及拓展能力。从持续存在来看,海绵城市体系初步落实后,市政府应划拨专项资金,委托工程管理人员,修缮绿植、疏浚淤泥、监督黑臭水体净化公司等,从拓展能力来看,城市化背景下,城市呈现不断扩充的姿态,海绵城市体系应当具备可拓展能力,同步城市拓展,具有持续发展能力。综上所述,市政府应用海绵城市理念时,注意城市信息了解程度、海绵城市理念应用规范性、可持续发展能力,一般可以充分保障海绵城市理念应用质量。

4海绵城市理念应用具体措施

4.1选取与城市环境和气候相适应的植被

海绵城市,顾名思义,是指城市能像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,将水分进行有效的储存和排放,从而对雨洪水进行有效的利用,促进城市的建设和发展。当前任丘市在贯彻落实新型城镇化和水安全战略有关要求时将海绵城市理念运用到了园林工程建设中,采取了渗、滞、蓄、净、用、排等措施建设了众多的集雨型绿地,这有效地解决了任丘市水资源短缺以及减轻排水系统运营压力。但海绵理论的运用离不开绿色植被的支持,如果任丘市政府能够根据自身情况选择合理的植物用于园林建设中,就可以进一步提高园林建设的蓄水能力。所以,政府在建设园林工程之前,首先应选取任丘市环境和气候相适应的植被进行种植,促进城市水资源的有效利用。例如,政府首先应对所在城市的环境,气候以及年降水量的分布进行详细的分析和了解,紧接着,应聘请相关的植被和海绵城市研究专家,结合城市的环境和气候对植被进行合理的选择。可以先设立植被实验室,进行小面积的植被种植和试错,并且采取植物快速叶绿素荧光分析技术和生物滞留技术对植物材料进行有效的测定,可以将植物置于干旱,适中,水淹的三种条件下,利用植物荧光仪测定在这三种条件下成熟植物叶片的叶绿素荧光动力值,并且详细记录每一种植物材料叶片在三种条件下的荧光产量,然后进行多次重复测量,在保证实验数据准确的情况下测试植被的抗旱性和抗涝性,此外,还应充分考虑植物材料本身的根系发达程度和自身繁殖能力,对植物在不同土壤条件下的根系稳定程度和生长繁殖速度进行测量,并且选取一个恒定的参考标准。而就任丘市海绵型植物园植物的选择来看,其在栽植水生植物时就选择了抗旱性,抗涝性强,根系发达,繁殖能力强的植被(芦苇、千屈菜)种植,这既营造了丰富多彩的园林景观,而且也起到了雨水储蓄净化的功能。通过上述案例分析,我们可以看出因地制宜选择栽种植物,可以将园林景观中植被的作用发挥到最大,打造一块巨大的海绵,解决城市的各种水资源问题,促进城市的不断建设和发展。

4.2建设可渗透地面,为植被提供充足的水分,加强储水和排水效果

海绵城市的整体布局思路主要包括“渗,滞,蓄,净,用,排”等六个步骤,这同样适用于市政园林工程的建设,因此,针对渗的工程,政府应积极地财务措施,建设可渗透地面,从源头减少径流,净化初雨污染,促进海绵城市在市政园林景观中的应用。而可渗透路面是指采用具有一定的吸水能力和透水性能强的材料所铺设的地面,雨水通过这样的地面可以很好地往下层进行渗透,从而大大解决地面积水的问题。以海绵型植物园的建设为例,其位于任丘市京开道以西,北环路已北,整片园区共占地36.19公顷,其在建设过程中充分利用现有的地形地貌创造了河、湖、岛相连的格局。植物园在修建过程中全园铺装面积51331.58m2,透水铺装面积33793.54m2,透水砖应用比例为65.83%,正是这些可渗透地面使得植物园做到了水能存得住,大雨排的出。现如今,新建道路中华西路、昆仑南道、渤海西路、会战北道、泰山北道等9条道和植物园园、站前公园张华绿色家园等9处公园采用透水铺装材料。主要的三种可渗透路面分别是透水砖路面,透水混凝土路面以及嵌草砖路面,因此,在铺设可渗透地面时,应根据园林景观工程的具体位置以及地形地貌采取合适的路面进行铺设,可以在人行路和园林广场中铺设透水砖路面,并且可以根据实际的情况设置一定的路面坡度,在坡向道路两侧采用嵌草砖路面,这样既可以在降雨时,通过路面坡度将雨水进行有效的渗透,解决地面积水问题,还可以起到美化园林景观的作用,实现有效地渗水排水。

4.3采用下凹型绿地,打造雨水花园

雨水花园是指自然形成或者人工挖掘的浅凹性绿地,主要用于汇集和吸收地面的雨水,并且通过植被和沙土将雨水进行有效的净化,并使之逐渐渗入到土壤当中,很好的涵养园林植被,促进其茁壮成长。因此,可以即利用雨水花园这一特点,在市政园林景观的工程中采用下凹型绿地,打造雨水花园,实现水资源的可持续利用。例如,张华绿色家园公园根据现状地形做的下凹性绿地,设计时在雨水花园区域底层铺设了碎石,上层铺设了上层铺卵石及散铺种植土,并种植半湿生植物,这样可以在下雨时将雨水汇集到雨水花园中形成雨季池塘景观,有效增加了公园的观赏性。与此同时,还可以考虑在其表面覆盖一些净化能力强的沙子,有效地去除径流中的悬浮颗粒,有机污染物等有害物质,净化水资源,在此基础上,在地下铺设与其相通的管道,将净化过的水用于补给景观用水,实现水资源的最大化利用。通过这种下凹型绿地的建设,不仅可以实现蓄水和净化水的功效,还可以通过其表面植被的蒸腾作用,调节空气中的湿度和温度,有效地改善环境,美化整个园林景观,将海绵城市的作用发挥到最大,促进城市的绿色建设。

4.4在植被的基础上建设生态植草沟,解决城市内涝问题

城市的内涝一直以来都深深困扰着城市管理者,其具有积水量大,积水面积广的特点,在段短时间内很难进行解决,而在海绵城市的建设中,生态植草沟是一项十分有效地设施,因此,可以在市政园林景观植被的基础上建设生态植草沟,解决城市的内涝问题。例如,植草沟是种有植被的地表浅沟,可以收集,输送和排放雨水,并且具有一定的雨水净化作用,与雨水花园类似,但植草沟的成本较低,且能够较好地美化园林景观,但铺设的要求较高,因此,在铺设时应充分结合地形,可以在市政园林景观中不透水的路面再用干式植草沟进行铺设,并且聘请相关的园林设计和植被铺设人员,将植草沟的断面形式设计成三角形或者梯形,并且控制植草沟的边坡坡度,如果坡度较大,可以采用阶梯式的方法进行铺设,同时控制植草沟的深度和宽度,不断地进行实验,确保其可以有效地收集和排放水资源,另外,值得关注的是,植草沟可以用于衔接其他的单项设施,比如城市的雨水管道系统和雨水径流排放系统等,所以,可以将生态植草沟与雨水管道联合应用,发挥其最大的效果。通过在市政园林景观中建设生态植草沟,不仅可以很好地将其与外界雨水管道系统进行连接,最大限度地解决城市内涝问题,还可以促进城市生态环境的良性循环,实现生态的可持续发展,促进城市的发展与建设。

4.5注重园林工程和天然水体的保护,真正实现可持续发展

海绵城市工程措施篇6

引言

城市建设中离不开生态景观,通过海绵城市角度分析城市景观设计以成为人们关注的问题,在海绵城市角度下,如何通过海绵城市分析城市景观设计,并提高景观设计的实用性。下面我们具体分析城市景观设计在海绵城市理念系的具体实施与发展。

海绵城市角度的城市景观设计概述

海绵城市是近些年来在我国发展起来新名词,顾名思义,海绵城市就是打造海绵一样的城市,使城市具备海绵一样的特征,进而实现城市建设与资源环境的协调发展,提高城市应对自然灾害的能力。城市化的过程中,人类强制性的改造行为,严重影响了城市生态平衡,导致很多环境问题。而海绵城市的本质就是顺应自然、建立城市、自然、人类和谐共存的发展模式。传统城市在土地利用方面开发过渡,进而导致城市水土流失严重,土地资源不但减少,海绵城市则是强调土地利用、水环境、水循环的可持续发展。因此海绵城市又被称为低影响设计或者是低影响开发。

而基于低影响开发理念的城市景观设计,首先,能够实现区域内部雨水的收集、渗透以及过滤等,有效提升了水质,另外也降低了洪涝发生的可能性,提高了水岸生态环境的保护与恢复。其次,还限制了城市的盲目发展,实现了集中开发,进而建立了更多开敞自然环境,在增加了生态休憩场所同时,也提升了人们的生活品种。海绵城市理念下的景观设计,在雨水资源的利用方面非常科学,将雨水管理与净化处理相结合,不仅能够利用雨水进行水景类型的景观设计,同时也合理利用了雨水资源,一举多得。在鼓励公众参与城市景观建设方面也发挥着巨大作用。最后,在海绵城市理念下的城市景观建设,将雨水利用融入了景观设计,有效克制了传统城市中以排为主的灰色基础设施利用,大大环境了城市环境压力,可减少排水设施的维护与建设成本。

二、海绵城市角度来看城市景观设计分析

1.实现海绵城市景观设计的技术原则

在海绵城市理念下的景观设计应该遵循一下几点技术原则:

将保存生态资源作为景观设计前提,比如森林、溪流以及湿地等;实现土地资源优化,最大限度减少土地浪费,减少不可下身地面对生态环境的破坏;针对不可下渗地面与排水管道连接方面,要最大限度实现水平衡,科学利用场地特征,保障自然水的流通;通过排出控制和增长通过时间,使径流中所含的物质有充足的预处理过程;通过小尺度场地中设置分散的过滤、滞留等工程设施提供径流的储存和过滤。

2.海绵城市景观设计的技术方法

减小城市化对水体带来的负面影响,需要非工程及工程性措施结合。海绵城市景观设计主要是在工程性措施方面发挥作用。工程性的措施可以主要分为滞留式、渗透式、过滤式和生物式四种,然而实际上海绵城市景观设计多数措施都是综合性的。相对于传统的BMP,海绵城市景观设计独特的技术措施主要包括都市自然排水系统(植被洼地、浅沟和低势绿地)、雨水花园(生态滞留草沟)、可渗透路面、生态屋顶。

2.1自然排水系统

自然排水系统(植被洼地、浅沟和低势绿地)由植物、地表洼地和渗透空间、人工改良土壤、本地土壤以及排水管道(选择性)组成。其中选择耐涝性的植被加强对雨水的有效过滤与渗透。地表洼地的尺寸根据涵洞的溢流来设计,使地表积水在24-48小时内渗入地下。自然排水系统的工作原理有别于传统的排水系统,让雨水顺着街道流入收集管道,然后直接排入河流或湖泊,而是将雨水留住,通过植物的过滤和土壤的下渗,对地下水进行补充。自然排水系统比传统自然排水系统相比,造价更低,可以对径流量进行更有效的控制。

2.2雨水花园

雨水花园是指在一个浅的洼地区域种有灌木、花草乃至树木等植物的工程性措施,它主要利用土壤和植物的过滤、下渗雨水,减小径流量。雨水花园将雨水管理的技术和景观设计密切结合,在处理雨水问题的同时也美化环境。它主要集中应用在居住区和商业环境中。目前相关领域研究主要前沿问题为如何利用雨水花园有针对性的减少雨水中各种污染元素的含量。

2.3可渗透路面

可渗透路面是通过各种技术手段使不可渗的路面变为可渗透的水面,直接减少地表径流的工程性措施。这一措施是从源头治理雨水带来的污染,缓解地下水位降低的情况,从而减少其他雨洪水技术的应用,从根本上解决问题。目前针对可渗透路面主要集中于水泥砖块、水泥网格物、塑料网格物,可渗透沥青、可渗透混凝土等渗透材料的研究上。期是否适宜,包括水资源和土地资源使用策略,满足土地使用者的美学期待,景观维护的成本,投资者高经济回报率的要求等。

三、海绵城市景观设计设计与工程在中国

1.海绵城市景观设计设计与工程在中国的实践

车伍等针对雨洪水管理作了大量的理论和实践探索,主要包括针对河湖水系的非点源污染,城市区域雨水污染物控制,城市雨洪调蓄,社区住宅建筑雨水利用系统,典型技术应用分析,不同城市雨水问题研究和雨水利用规划等。一部分学者以“反规划”途径和“生存的艺术”为理论基础,实践上以可持续水资源和水环境保护为目标,针对如何进行合理的土地利用和尽量减少环境的不良影响做了大量的探索。例如,以河流生态恢复与重建和防洪相结合为目标的台州黄岩永宁公园,以避免对原有自然河流廊道的破坏同时又满足城市扩张对本地段河流廊道的功能要求为目标的秦皇岛汤和公园,以改善水质,修复水自然过程为目标的中共中央党校及国际关系学院校园景观设计,以保护湿地、洼地自然水过程为目标的天津桥园,以强调下垫面水下渗等生态过程的国际关系学院景观改造,将社区雨水的收集与利用引入景观设计的合肥滨湖新区生态基础设施概念性规划等。

2.推进中国海绵城市景观设计应用的思路

中国正处在快速城市化的进程中,城市蔓延带来众多弊病,如水资源短缺,水污染,内涝与干旱并存等成为中国城市与区域可持续发展越来越紧迫的问题,推进海绵城市景观设计在中国的应用迫在眉睫。从中国城市建设发展形势和观念看,当前是应用海绵城市景观设计技术的最佳时机和地点。

2.1更新价值观,水危机是城市与区域决策者和设计师面临的严峻现实,无视这一问题的存在的决策和规划设计方案是缺乏时代人文精神,甚至是不道德的。

2.2更新知识,城市发展、规划设计必须和水文管理密切相结合,普遍地掌握水文过程

知识迫在眉睫。

2.3更新观念,雨洪水是宝贵的水资源,

适应性管理好雨洪水是实现区域和城市可持续发展的关键措施。

结束语:

在城市景观设计中,将土地资源、水环境、生态平衡纳入设计理念,建立海绵型新型城市,是我国城市互建设的必然趋势。资源问题与环境问题的日益严峻,从城市建设的各个领域深入开展生态环境建设,已经势在必行。基于海绵理念下的城市景观设计,能够有效环境土地资源使用压力,合理利用雨水资源,倡导城市与自然的和谐相处,海绵城市建设需要政策和管理层面的重视和支持,也需要全社会的共同努力。

参考文献:

海绵城市工程措施篇7

中图分类号:TU-0 文献标识码:A 文章编号:1671-9107(2015)12-0062-02

近年来,随着我国城镇化建设进程的不断加快,多个城市遇雨即涝、遇干则旱的问题逐渐受到城市规划建设部门的重视,而作为我国中西部地区重点城市———重庆市的这种现象更是受到社会各界的广泛关注。海绵城市的核心理念是指在建设城市过程中,通过“源头控制”、“中途转输”、“末端调蓄”措施,让城市能够在雨量大时蓄水,雨量小时排水,从而发挥调蓄作用,减少城市内旱涝现象的发生[1]。随着海绵城市概念不断被我国学者探讨研究,我国政府部门也开始将海绵城市建设工作纳入近年来实践的重点,2014年,重庆市两江新区悦来新城作为16个海绵城市试点之一[2-3],按照海绵城市的建设要求,进行积极探索,为促进城市排水规划设计等提供支持。

1重庆市的气候及城市特点

1.1雨季时间较长、降雨量大

重庆市位于我国西南部长江中上游地区,该地区地貌以丘陵为主,属于典型的“喀斯特地貌”,也因此土壤蓄水层较薄,不适宜存水。且重庆地区属于亚热带季风性气候,降水量较多,随着近年来重庆地区城镇化建设速度不断加快,水土流失现象逐渐加剧,这都进一步促成了重庆市的降雨量不断增加;有数据表明,2010年以来重庆市每年的降雨量要明显高过2010年以前,这为重庆市内部排涝工作增加了难度。

1.2城市土质变硬、遇雨即涝

重庆市是典型的山地城市,而且随着重庆市城市化建设的范围不断扩大,城市中不透水性路面范围也开始越来越广,城市排水越来越难。虽然部分雨水能够通过地下排水网进行排解,但是部分地势较低的地区往往经常发生内涝现象,一旦内涝现象发生,不仅严重阻碍了交通,也造成了较大的经济损失。另外由于重庆的山地地形特征,降雨时地表冲刷较大,由此产生的径流污染较为严重,因此可以说,海绵城市在重庆山地城市建设应用迫在眉睫。

2海绵城市在重庆市建设应用现状

目前,我国在海绵城市建设方面的技术研究已经开展,且部分技术已在重庆市试点地区应用,下面针对海绵城市在重庆市试点地区建设中的应用现状进行分析。

2.1海绵城市建设技术措施介绍

目前来看,重庆市在海绵城市的技术研究成果主要包括特细沙源区面源污染控制、复杂地质条件下源区促渗减流技术、大坡度道路径流路肩带渗滤技术、组合模块式大坡度径流控制滤池系统、径流入湖强化侧向流生物滤池净化、道侧绿地径流滞控技术及微型水景滞存技术[4],下面对这七项技术成果进行简单的介绍。(1)特细沙源区面源污染控制技术,是指在建筑及道路的建设中使用的一种土壤聚合物,通过这种聚合物来让细沙粘性增强,从而有效避免水土流失及保证稳固性;并且这项技术还能够有效避免土壤水分渗透不充分的弊端,从而提高地面的渗水性能。(2)复杂地质条件下源区促渗减流技术,是指针对已经建成的硬质地面地表,应该有效利用硬质地面附近的绿地、草坪等设施,来减少地表径流,重庆试点建设过程中主要采取的措施就是在绿地中采用植草沟等,在转输过程中逐步减少地表径流。(3)大坡度道路径流路肩带渗滤技术,是指针对城市中地形坡度较大的地区,在路肩建设能够承载路面径流的排水渠,并通过排水渠的梯级设计来缓解水流速度,有效缓冲洪峰流量和洪峰时间。(4)组合模块式大坡度径流控制滤池系统,也称之为塘床系统,是指在水流进入排水系统之后,通过在滤池上面铺设的砂砾来对泥水进行分级过滤,从而防止由于雨水过度污染而造成的城市排水不畅。(5)径流入湖强化侧向流生物滤池净化技术,是指利用生物体系来对雨水进行净化,尤其是针对大量流进湖中的雨水,从而让雨水有充分利用的可能性,为城镇干旱季节的到来储备更加充足的水资源,并有效控制面源污染。(6)道侧绿地径流滞控技术,是指利用道路两旁的绿化带来让雨水形成滞留,并初步对泥水进行过滤,为下一步的排水及净水工作带来便利,尤其是道路两旁绿地暂时的存水性,能够有效缓解地面排水压力。(7)微型水景滞存技术,是指利用小型的城市绿地景观来对大量降雨时地表的雨水进行暂时的存储,比如花坛、水池等等,并且这项技术还能够有效利用小型景观中的生物对雨水进行净化,有利于后期的水资源利用及城市排水工作的顺利进行。

2.2海绵城市建设成果检验

目前来看,上述七项技术在重庆市海绵城市建设中已经逐步开始应用,通过利用监控设施对试点地区与普通城市地区的地表雨水排放速度进行比较发现,在同一降雨量的前提下,试点地区的雨水在20min以内就已经排放干净,而普通城市地区在降雨一个小时以后地表仍然有大量存水。其次,根据《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》中的相关规定,对重庆市两江新区的海绵城市试点与普通街道的排水过程进行检测,发现试点城区内的水量排泄非常顺利,而且也几乎没有排水死角,另外还对试点的排水时间进行测试,虽然也有部分地区排水时间与预计时间要长一些,但是并不影响雨水接下来的排放程序。从上述测试中可以看出,重庆市海绵城市建设确实取得了较好的效果。

3海绵城市在重庆山地城市建设应用带来的启示

通过对重庆市海绵城市建设的现状分析来看,海绵城市建设能够较好的起到促进城市建设与水资源生态环境保护之间的相互作用,以达到缓解城市水资源压力、提高山区城市的蓄水功能以及改善城市生态环境、减少内涝可能性的目的。在对重庆地区海绵城市建设的现状进行分析的过程中,得到以下启示。

3.1技术创新应持续加强

从上述海绵城市建设的技术措施来看,虽然已经初步研发了几项有利于海绵城市建设的技术成果,但是径流聚散工程过程影响因素较多,其中水文、土壤侵蚀、水资源研究等相互交错影响,一方面通过降雨时间空间的分布研究,将充分利用计算机模拟如GIS、HSPF、SCS、PLOAD及SWMM等技术的不断发展,与分段集蓄利用、优化配置各种径流调控技术措施相结合,不断创新突破,方能较高精度的解决海绵城市的建设遭遇的瓶颈。因此,相关研究院校机构等应针对重庆山地城市的实际需求,加强海绵城市建设技术的不断创新,从而为海绵城市建设提供有力的技术保障。

3.2不同政府职能部门之间加强协作

海绵城市建设需要市政、规划、建设、园林等各个部门之间的统一部署、统一规划、统筹协作。目前我国已经先后出台了《绿色生态住宅小区建设技术规程》以及《绿色建筑评价标准》,以及正在编写的《重庆市海绵城市技术细则》等,政府以及相关机构还需要进一步加强不同政府职能部门之间的协作,如在控制性详细规划中确定透水铺装区域,合理控制透水地面面积比例等,市政、园林部门应在绿地规划中协调下凹式绿地建设,建设部门应根据用地功能、地质条件等综合考虑技术措施以控制海绵城市建设目标,在为海绵城市的政策建设工作提供良好氛围,保证海绵城市技术应用的最佳实践效果[5-7]。

3.3市政基础数据收集范围应逐步扩大

随着海绵城市建设范围的不断加大,国内一些城市例如辽宁沈阳市、江苏镇江市、浙江嘉兴市、山东济南市等也已经开展了一系列研究与实践,应广泛开展经验技术交流,促进海绵城市发展建设。目前来看,我国现在海绵城市建设的试点主要在长江流域,这主要是由于我国长江流域普遍降水量大,该地域土质较硬,海绵城市建设需求比较迫切的原因导致的;但是实际上海绵城市建设的需求不仅仅在长江流域,同样在东部沿海其他城市有着迫切的需求。另外,不同地域的城市降水情况不同,地形地貌等地质条件不同[8],试点范围的扩大也能够为海绵城市建设政策的进一步完善提供更大范围的基础数据。

4结语

随着开发建设周期的缩短,海绵城市建设的任务也日益艰巨,海绵城市不是某一项政策提议,而是真正的用实践来证明海绵城市的时效性。这不仅需要新理论、新技术体系、新的开发建设模式的建立,还需要一系列配套的技术及管理、监控措施,包括新的规范标准的制定,传统规划、设计、观念的改变,政府不同职能管理协作,合理的监测评估等。海绵城市建设是一个多目标、多层次的长期的系统性的建设工程,重庆典型山地特征对海绵城市建设需求更要迫切,需要在当前的经验积累基础上,不断探索完善,改善生态水环境,为其他城市建设海绵城市提供借鉴和支撑,促进社会及经济和谐发展,为新型城镇化提供重要保障。

参考文献:

[1]住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建[S].2014.

[2]刘春雪.重庆两江新区:建“海绵城市”解“城里看海”[N].新华每日电讯,2015-03-31(7).

[3]刘宇斌.建设海绵城市,倡导生态文明[N].人民日报.2015-01-29(4).

[4]张亦筑.“海绵城市”对雨水“吸放自如”[N].重庆日报.2015-04-02(3).

[5]张旺,庞靖鹏.海绵城市建设应作为新时期城市治水的内容[J].水利发展研究,2014(9):5-7.

[6]车伍,马震,王思思,等.中国城市规划体系中的雨洪控制利用专项规划[J].中国给水排水,2013,29(2):8-12.

海绵城市工程措施篇8

中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)08-0100-02

1.引言

当今中国正面临着水资源短缺,水质污染,洪水,城市内涝,地下水位下降,水生物柄息地丧失等各种各样的水危机,问题非常严重。在这样的背景下,2014年10月中华人民共和国住房和城乡建设部了《海绵城市建设技术指南》(以下简称《指南》),其总体目标是强化城市径流雨水源头减排的刚性约束,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝等。因此,海绵城市建设又被称为低影响设计和低影响开发。20世纪90年代的澳大利亚出现了一种城市规划新方法――水敏性城市设计(WSUD),如今WSUD为解决城市水体、污水和暴雨雨水等问题提供了更多的商业机会,并转向关注水体污染、水土流失、城市内涝等近年来影响人们生活的城市水问题。《水敏性城市设计评估选项》(以下简称《选项》)编写于2009年,并随水源提倡法案条文(National Water Initiative(NWI))的发展而得到了一定的发展。

《指南》建设流程和内容已成为海绵城市建设试点的参考依据,通过对《选项》的评估过程和方法进行介绍,并比较研究国外雨洪管理体系,促进中国海绵城市的建设。比较方面包括二者的目标、场地类型、具体设施三个方面。我国在海绵城市建设过程中应当注重不同基址条件对海绵城市建设的适宜性,因而还补充介绍了WSUD的评估选项和内容,以说明在海绵城市设计阶段的场地评估对海绵城市建设的必要性。

2.设计目标

WSUD的目标设定包括以下几个方面:从功能角度出发,注重雨水措施的生态多功能性。“水质”目标包括减少污染荷载及环境保护的多重目标。“水量”目标包括对径流持续时长、洪水频率、峰值流量和径流总量控制。“养护”目标包括敏感区域维护和自然排水系统养护等目标。“水供给”目标包括饮用水需求和供给缩减及可持续循环。我国《指南》的目标设定于规划阶段,目标包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用。其中低影响开发雨水系统的径流总量控制一般采用年径流总量控制率作为控制目标。且径流总量控制目标以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌的径流排放量为标准。

《指南》的目标着重于雨洪径流总量控制,目前径流污染强调对悬浮物(SS)年总量进行控制,在污染严重的区域并具有过量的有害化学成分类型的情况下,其原有功能会受到影响的同时也可能发生二次污染。因此用地类型应当具体到实际项目中,宜结合专业分析软件与单项设施事先进行适宜性评价。

3.具体设施

最佳管理实践(BMP):是指在WSUD中具有保护、收集、治理、传送、存储和再利用水资源的结构和非结构性元素。WSUD结合了工程和非工程措施,并且能够影响开发过程中居民的用水行为。导则将工程性BMP分为了两个种类集群,包括“饮用水需求缩减技术”以及“暴雨雨水管理技术”,并对其特征进行介绍。

《指南》中将具体设施按功能分为渗透、存储、渊节、传输和截污净化设施。指南列出了每种设施的施工做法。在实际建设项目中,应当注重设施中不同土壤类型的渗水能力需要与设计目标的降雨频率相适应,以确保在规定时间内各个设施能够将其中的雨水排空以承担下次降水事件;此外《指南》中欠缺对每种措施所承担的污染物去除功能的量化评估方法。

4.场地类型

最佳规划实践(BPP):指WSUD的基址评价,规划和设计部分,是由在城市范围内能够达到特定的管理目标的最佳实践规划方法所构成的。它基于基址的物理和自然属性以及容量评价,将水体和相关环境管理目标融入规划和设计中。

《选项》中将BPP所涉及的场地类型划分为:公共开放空间网络;房屋、道路布局;街道景观等几种场地类型。《指南》巾的场地类型分类也囊括了所有城市室外用地类型,针对各实际情况提出了参考设计理念,并提供了设施规模计算方法,此方法已运用于大量理论研究中。

基于现有的BMP,在具体的发展类型和用地规模中则可以在现有工程技术成果中选用适当的BMP达成WSUD设计目标。与中国海绵城市建设导则不同之处在于,该导则同时也将饮用水供需缩减技术与雨洪管埋技术同时加入到了WSUD中,每项技术措施各自对应各种类型的场地提供了一系列是否适宜的建议,并由等级评分的方式决定是否选择某项具体措施。

5.WSUD选项的评估

《选项》的特点在于其WSUD选项评估,可以分为对WSUI)选项的价值评估和WSUD评估过程。WSUD选项的价值评估方法利用了三重底线对各个选项进行评估,但这种方法若进行量化则更佳;在WSUD评估过程中,将评估尺度分为了三个等级,第一等级是广域评估,作用是保证WSUD达成总体目标:即现有成果是甭达到总体水文影响最小化、是否保护环境的特定生态功能、是否具有备用水源、是否达到总污水处理目标、总成本是否最低等;第二等级是局部范围评估,该评估确定的是具体目标(包括水质,水文和饮用水,污水减排目标等)所对应措施的类型。第三等级是详细评估,即埘详细设计要素的评估以及检查与导则不相符的技术措施。评估过程由第一等级逐级发展至第三等级。

5.1局部范围水敏性城市设计目标的评估

在局部范围WSUD目标评估中,导则将评估过程以不同的技术类型分为两部分:“暴雨雨水管理技术”评估和“饮用水缩减技术”评估。在前者的评估中,评估方法分为两步,第一步是WSUD措施针对特殊的基址的可行性、适宜性和威胁性的基址评估。基址评估利用评分系统来衡量WSUD措施实施的危险因子的重要性,如果危险闪子得分高,其重要性也会随之提升,危险因子包括平均坡度、年均降水量、土壤渗透能力等。并且对每一项危险因子进行权重分配再合计总分,从而得出该项评估结果。根据不同的分数段又推出了低、中、高实施风险所分别对应的评估等级和与其形成正比的所需信息量(图1)。

第二步则需确定WSUD所采用的过滤净化技术是否能达到相应过滤目标。例如在暴雨过滤净化评价中,单一过滤设施都应有多种功能和形态,该导则罗列出不同占地面积的治理设施所能承担的过滤和净化能力,其研究成果显示其面积与所承担的过滤功能数量和可过滤的污染物粒径以及限制因素数量成正比。所以需要根据设计方法措施的限制性因素因地制宜地选择合适的对象及规模。

5.2综合化的暴雨、雨水和污水评价

在局部评估过程之后则是整个设计方案的综合化评估。WSUD综合化适宜性评估项是基于水质、水量、水供应、污水、环境设施的WSUD总体目标而设立的,选择适当的BMP并进一步进行量化评估,以确定最适合解决基址特定问题的措施,量化评估中得分过低的项目需要对其必要性进行判断。

针对分值低的特定低分BMP则需要对其缺欠功能进行补充,并对为每个BMP重新进行适宜度量化评分,具体设施正如前文所述分为两个方面,“饮用水缩减技术”以及“暴雨雨水管理技术”。用这些具体BMP设施再次与以上评价方面一一对应,分析评估其适宜性,得出的评价结果对整个WSUD项目都有参考性的价值(图2)。

《选项》以评估的方式将基于实际条件的BPP所对应下的BMP与最初的总体WSUD设计目标相互融合,一旦在评估过程中发现某些BPP与整个项目不相符合,则会进行调整和重新评估,即第三等级详细评估的任务。

6.结论

经过对《指南》和《选项》的目标、设施、场地三个方面的相同与不同之处的分析,应当认识到我国海绵城市还处于初期建设阶段并且详细介绍了后者的评估过程和方法,从而得出《选项》对我国《指南》所具有的借鉴性意义。

(1)从二者的设计目标量的比较可知,在总体目标的设定阶段益将目标设定得更为充分,需要考虑污染较为严重和降水频率较高的条件下,降雨事件对设施排水的不利影响;并在污染物净化目标方面加以完善,以保证设计目标对项目的整个生命周期发挥导向作用。

(2)由于《指南》中的各种技术措施相比于《选项》缺乏系统的评估及评估方法的介绍,其在不同条件下的净化能力、使用寿命、建设成本、适应能力等各项数据据应经过专业评估和实验得出,为项目各个目标提供参考数据。

海绵城市工程措施篇9

城镇化的快速发展带动了经济持续增长,促进了社会全面进步,同时也带来了严重的暴雨积涝灾害。从古至今,暴雨积涝灾害一直是人类难以解决的问题。

近几年,中国的暴雨洪涝灾害愈发严重:“20XX年7月12日,哈尔滨多处上演‘水漫金山’”、“2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,导致严重内涝”、“2011年6月18日,到武汉看海”、“2008年深圳6.13特大暴雨”……数量之多,不胜枚举,这些新闻无不说明暴雨洪涝已成为长城内外、大江南北大多城市的通病。暴雨积涝灾害对城市水利、农业、交通、工业等方面造成的直接经济损失不可估量,同时通过人口死亡、疫病爆发等问题给社会带来了巨大的冲击,造成的自然资源减少、环境污染和生态退化程度更是难以估计。

造成城市暴雨积涝灾害的原因主要有气候和城市建设两方面的原因。从气候角度来说,由于全球气候变暖,水循环产生变化,降雨时空分布不均,导致城市出现暴雨积涝灾害;从城市建设角度来说,主要是城市建筑和硬化面积过大,植被覆盖率过低或者遭到破坏,城市的吸水、存水能力差,其次是排水设施的排水能力不足、重建轻管。

目前,城市针对暴雨积涝灾害采取的工程性措施主要有修建蓄水池、增加排水泵站、加大排水管径、在线蓄水等,这些措施需要占用大量的城市地下空间,投资大,维护困难,废弃后无法回收利用,会产生大量固体废弃物,对环境造成二次污染。其他措施如增加绿化面积也会引起城市用地紧张等问题,浪费城市空间资源。

二、国内外相关研究应用现状

LID技术于1990年末发源于美国马里兰州的王子县、西雅图和波特兰,是由马里兰州环境资源署首次提出。之后经过20多年的发展,LID在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等地广泛应用。在美国,LID设施的应用还形成了绿色道路、绿色社区等理论和方法;在澳大利亚,LID的应用称为水敏感城市设计;在英国,LID技术应用于城市排水系统,形成了可持续城市排雨水系统;在加拿大,LID和场地设计相结合,形成最优场地设计、保护性设计等;在新西兰的应用称为低影响城市设计与开发。

随着对国内雨水问题的重视,雨水方面的研究和应用也逐渐多起来,LID在国内已有10年的研究和实践,于2012年形成了“海绵城市”.

2012年4月中国北京大学在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中首次提出“海绵城市”一词。住房和城乡建设部于20XX年2月17日发表的《住房和城乡建设部城市建设司20XX年工作要点》中首次提出海绵城市的概念,20XX年10月,住房和城乡建设部出台了《海绵城市建设技术指南》。

2017年4月2日,国家财政部、住房城乡建设部、水利部宣布了海绵城市建设试点:西咸新区、武汉、重庆、贵安新区、遂宁、南宁、常德、鹤壁、济南、萍乡、厦门、池州、嘉兴、镇江、白城、迁安16个城市。

三、研究目标及意义

鉴于传统城市普遍存在的暴雨积涝灾害和道路排水问题,而国内的海绵城市和LID发展和研究较为薄弱,因此,对于海绵城市理念下的城市道路进行系统化设计研究很有必要。本研究主要通过对国内外已有研究成果的整理与分析,探讨海绵城市与LID、海绵城市道路与LID的关系,采用文献调研的方法系统地对城市道路进行了LID设施的选择及其组合优化设计;针对案例进行实地调查,探讨LID在海绵城市道路中如何应用。

论文的研究目标是建立海绵城市理念下的城市道路系统设计的基本理论框架,研究其具体的设计方案和技术。

论文的研究意义:为海绵城市理念下的城市道路系统设计提供借鉴和参考,对解决城市雨水问题有一定的现实意义。

四、研究内容

论文的研究内容主要有三个方面:

1)研究海绵城市理念下的城市道路系统,分析其与LID的关系及对LID设施的选择。

2)构建海绵城市理念下的城市道路系统规划和设计的完整体系,从路网规划和道路设计两个层面进行具体研究。其中,道路设计重点研究停车场和广场的LID设施组合优化设计,道路与红线外用地衔接中重点研究建筑、小区的优化设计。

3)将研究的设计理论成果应用于商洛城市道路系统,并通过SWMM模型进行模拟评价。

五、提纲

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 城市暴雨积涝灾害频发

1.1.2 传统城市道路排水存在的问题

1.1.3 LID与海绵城市理念的提出

1.2 相关理论的概念

1.2.1 海绵城市概念

1.2.2 LID概念

1.3 国内外相关研究应用现状

1.3.1 国外研究应用现状

1.3.2 国内研究应用现状

1.3.3 国内外研究现状的不足

1.4 研究目标、意义、内容和方法

1.4.1 研究目标及意义

1.4.2 研究内容

1.4.3 研究方法

1.5 论文创新点和技术路线

1.5.1 论文创新点

1.5.2 技术路线

第2章 海绵城市与LID

2.1 海绵城市与LID概述

2.1.1 海绵城市-LID

2.1.2 海绵城市与相关理论的联系与区别

2.2 海绵城市与LID

2.2.1 海绵城市与LID的关系

2.2.2 LID设施的选择原则

2.3 海绵城市道路系统与LID

2.3.1 海绵城市道路系统

2.3.2 海绵城市道路系统与LID的关系

2.3.3 LID技术设施选择

2.4 本章小结

第3章 海绵城市道路系统规划与设计体系

3.1 海绵城市道路系统规划与设计体系框架

3.2 海绵城市路网规划

3.2.1 影响因素

3.2.2 规划思路

3.2.3 规划原则

3.3 海绵城市道路设计思路

3.3.1 海绵城市道路设计思路

3.3.2 海绵城市道路设计注意事项

3.4 本章小结

第4章 基于LID的海绵城市道路设计

4.1 海绵城市道路与传统城市道路的区别

4.2 海绵城市道路的LID设施组合优化设计

4.2.1 机动车道和公交专用道

4.2.2 非机动车道和人行道

4.2.3 路缘石、雨水。和路肩边沟

4.2.4 道路绿带

4.2.5 停车场

4.2.6 广场

4.2.7 高架桥、立交桥

4.3 海绵城市道路与红线外用地的衔接设计

4.3.1 道路与建筑、小区衔接优化设计

4.3.2 道路与城市绿地衔接设计

4.3.3 道路与城市水系衔接设计

4.4 海绵城市道路横断面布置型式设计

4.4.1 单幅路

4.4.2 两幅路

4.4.3 三幅路

4.4.4 四幅路

4.4.5 特殊形式断面

4.5 本章小结

第5章 商洛市海绵城市道路系统设计应用研究

5.1 商洛市概况分析

5.2 海绵城市路网规划

5.2.1 商洛市现状路网分析及存在问题研究

5.2.2 商洛市排洪防涝、水系和绿地现状及存在问题

5.2.3 商洛市海绵城市路网规划

5.3 海绵城市道路设计

5.3.1 商鞅大道地理位置

5.3.2 商鞅大道现状分析

5.3.3 基于LID的商鞅大道横断面设计

5.3.4 商鞅大道公共停车场设计

5.3.5 丹江立交平面设计

5.3.6 商鞅大道综合设计

5.4 商鞅大道设计效果模拟评价

5.4.1 SWMM模型介绍

5.4.2 获取基本数据

5.4.3 开发前场地模拟

5.4.4 传统城市道路模拟

5.4.5 海绵城市道路模拟

5.4.6 三种情景模拟结果分析

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足和展望

参考文献

致谢

六、研究方法

论文釆用的研究方法有:文献调研法、实地调查法、SWMM模型法等。

1)文献调研法论文通过对国内外文献的调研、对SEA Street等案例的研究,总结LID设施在城市道路中的应用情况。

2)实地调查法论文通过实地调查收集商洛市的路网、道路、绿地系统、水系、降雨等相关资料,为海绵城市理论的实例研究做铺垫。

3)SWMM模型法论文采用SWMM模型对城市道路设计后的雨水径流控制效果进行了评价。

七、进度安排

20XX年11月01日-11月07日 论文选题、

20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料,填写《任务书》

20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料,撰写开题报告

20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告

20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿,上交指导老师

20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作

20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订

20XX年03月21日-04月10日 论文答辩

八、参考文献

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海绵城市工程措施篇10

中图分类号:TU984

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)07-0077-05

1 引言

生态城市是在城市发展的基础上,依托于城市建设而不断发展的人文生态系统。发展标准并不是一成不变的,随着生态技术发展,生态城市将会被注入更加科学化、多样化的内涵和标准。生态城市不仅反映了人类谋求自身发展的意愿,也反映了人类对人与自然关系认识的提高[1]。而城市景观的发展与居民生活息息相关,生态城市建设除了提供良好的生态环境以外,对城市的资源、经济、居民生活质量发展具有重要意义。

2 城市水问题

2.1 城市排水存在的问题

水是区域生态过程规划中重要的环节,直接决定生态规划格局的生态因子[1]。海绵城市建设是生态城市水环境资源利用方面的新型发展理念,传统城市建设模式雨洪管理中存在一些问题:①主要依靠硬性设施来外排径流雨水,增加了市政雨水管网及水体容纳排涝设施压力。②降雨初期,没有经过植物层的净化,大量污染物随雨水入河,影响城市水环境质量。同时雨水大量流失,浪费了大量水资源。③排不出水,但实际又缺水的矛盾。

2.2 传统城市给排水存在的局限性

近年来,我国大中城市频繁出现逢雨必涝、地下水补给不足、炎热干旱等痼疾,对城市居民生活形成恶劣的影响。提起内涝、城市看海、地下水供给不足等问题,人们都会认为是下水道设计不够好,或者是过于陈旧。其实一个重要的原因是由于城市发展速度过快,原本可以渗透雨水的水沟、绿地全部被硬质化了,变成了房屋、停车场、道路,雨水无处可去,就形成了积水。传统城市雨洪管理模式的建设目标是实现城市雨水径流的快速排放,避免城市雨洪问题干扰正常的城市秩序、影响人居生活。因此,不再出现“城中看海”(图1)这种问题,不仅仅需要的是大修城市地下管道这些事情,还需要一种在涝时能吸收水,在干旱炎热时又能吐出水的“海绵城市”,这也与生态城市的发展方向相契合。

3 海绵城市理念与生态城市发展建设的关系

海绵城市发展体系通过结合生态城市总体规划,控制径流总量,逐步构建并完善低影响开发雨水系统,其中以城市绿地系统为主要载体构建海绵城市体系,不仅便于应用低影响开发雨水系统的技术措施,也有助于实现生态城市建设中低影响开发雨水系统的建设目标。在规划阶段生态城市绿地系统与海绵城市体系可相互指导,但两者的结构布局存在差异。海绵城市发展体系的规划强调城市绿地系统对雨水径流量、峰值流量与径流污染的控制能力,进而对城市绿地的建设提出了更高的要求(图2)。生态城市绿地布局、规模与建设情况也会反过来影响海绵城市体系的规划,两者在规划阶段相互指导。

由于海绵城市体系在用地范围的布局上不只限于城市建设用地范围,而是站在更大的维度上来处理城市雨洪问题。海绵城市体系的结构分布解决存在雨水径流与雨水污染问题的区域,均衡了城市中雨水难排的情况。针对局部地段的少量雨水径流,海绵城市体系可通过建设“雨水花园”控制雨水径流。针对大面积的城市易涝区,海绵城市体系可通过建设“暴雨花园”实现控制雨水峰值流量、削弱污染的双重目标。对于城市已建成区,海绵城市体系的布局以点状、线状为主,从多个角度结合软化改造、而不是在城区大改大造,相对更多样化、全面化。

4 海绵城市建设概述

4.1 概念和构建原则

4.1.1 概念

海绵城市在涝时能吸收水,在旱时炎热时又能吐出水,并对水体进行绿色净化。从源头植物层开始到末端的全过程控制雨水系统。相对之前的旧模式,自然渗透和自然净化,需要时再将储存的水释放并加以利用,是构建海绵城市的切入点,水循环收集与释放更是一种绿色可持续的雨水排放模式(图3)。

4.1.2 基本原则

低影响开发雨水系统构建的基本原则是生态优先、规划引领、安全为重、因地制宜、统筹建设[2]。要真正地落实这一基本原则,要把更多问题考虑进来。包括城市基础设施安全运行和生态城市水安全的问题,水文条件各地区差异性,和各方案的可实施性和操作性。不同地区可根据自身的水文条件、水安全要求、水资源的不同状况,从实际出发确定符合自身需要的生态海绵城市的发展路线。

4.2 建设海绵城市的指导思想

4.2.1 转变城市建设的观念

建设海绵城市,首先要转变传统的观念。在传统城市建设模式中,城市道路逐渐被硬化,雨水无处可去。排水功能主要依靠管道这些“灰色”硬质设施,以“快储快排”为主要理念,往往造成逢雨必涝,无雨就旱的极端局面。而现在海绵城市的建设理念则要求让城市回归自然,强调优先利用雨水花园、屋顶绿化、植草沟这些软质绿色的低影响设施来储存雨水,以慢排储存,先利用绿色植物的源头设施对雨水进行调蓄净化和回收利用,最后在利用了雨水资源的同时也解决了城市雨涝的问题。

4.2.2 对城市中建设的“海绵体”进行改造

生态城市发展下,对城市中建设的海绵体进行改造主要途径有3个方面:保护城市原有的生态系统;生态修复和恢复;低影响开发[3]。首先,保护原有生态系统,不受现代开发活动的影响和破坏,例如城市公园、大型湿地、原有的河流、湖泊、湿地等。其次,在生态修复方面,对已经受到破坏的“海绵体”,应运用综合手段逐步慢慢地进行修复,使其水文特征和生态功能逐步得以恢复。再着,通过生物滞留带、下沉式绿地、雨水花园、屋顶绿化、垂直绿化、透水铺装等低影响技术措施,加强雨水储存。以城市建筑、道路、绿地、广场等建设为载体扩大绿化规模,设置包括垂直绿化在内的多种绿化形式,通过构建生态廊道来保护城市生态多样性,改善城市的生态环境[4,5],为改善生物生存环境和水资源调控提供必要的生态通道;通过建设人工湿地等措施来修复水生态环境,湿地一直都有“城市之肾”的美称,生态城市建设人工湿地,对保护城市水系统生态环境有着至关重要的作用。

5 建设海绵城市的具体措施

5.1 雨水花园

雨水花园是自然或人工后天挖掘的下沉式绿地,收集汇合雨水把雨水储存起来(图4)。通过雨水花园中的植物和沙石过滤层分解储存使雨水得到净化。慢慢渗入土壤,涵养地下水水源,或进行中水利用之后,达到补给景观绿化用水、厕所用水等的用水标准。雨水花园利用植物、土壤层渗透净化雨水、过滤雨水杂质,可改善小环境,缓解城市“热岛效应”,为鸟类、蜜蜂等动物提供食物和栖息地,给人以新的亲近大自然的感受。

最表层是植物层,第一层也称蓄水层。表层植物可通过光合作用,吸收利用氮、磷等物质,植物根系对污染物质,特别是重金属的拦截和吸附作用,选择根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物再深层的覆盖层和种植土壤层,可滞留削减洪峰流量、减少雨水排放,净化水源。可过滤杂质和涵养水源,以导致雨水过滤到砂层和砾石层通过穿孔管收集水源。

5.2 生态滞留带

生态滞留带是一块活的“海绵体”,表现形式为条形或者长条形,雨水篦子换成豁口导入植物中,减慢雨水流动速度,把雨水储存起来,成为活的“海绵体”(图5)。生态滞留带在植物的选择上应优先选用本土植物,选用耐涝又可抗旱的植物。本土植物能更好地适应当地的气候和水土,打造更好的生态滞留带景观。

5.3 绿色屋顶

绿色屋顶是指建筑屋顶的部分或全部作为绿化的一种改造景观措施。由植物部分、植物生长基质部分以及屋顶防水结构层一起所组成的一种景观屋顶形式(图6)。绿色屋顶在雨水控制上,在建筑屋顶的源头上来减少雨水径流总量、削减洪峰流量。增加屋顶雨水停滞时间,降低屋顶雨水径流流速,以及净化屋顶雨水水质。绿色屋顶还可减少建筑制冷、降低制热能源消耗。

5.4 垂直绿化

垂直绿化,绿化范围是指对建筑物外表面及室内垂直方向上的建筑竖向绿化(图7)。作为一种装饰实用技术,附属在建筑主体之上,需要融合于周围的环境,不仅仅是植物彼此生长间融洽,更要做到与周边的环境相融合,最重要的是能丰富生态城市的自然景观,完善整个城市的生态系统。

虽然垂直绿化成为建设海绵城市不可或缺的重要部分不能计入绿地率等经济技术指标中,但是毋庸置疑的是对整个生态城市发展建设和景观绿化构成呼应效果。据北京市园林科学研究所观测推算,绿化覆盖率达30%时,气温可下降8%;绿化覆盖率达40%时,气温可下降10%。同时太阳福射经过植物后,60%~80%会被植物所吸收,这样就削弱了热源的作用,从而使周边温度降低3~8 ℃。与此同时,在相对湿度为47%~53%时,人体最为舒适,当处于干燥环境中时,植物叶子还具有蒸腾作用能够增加其周围的湿度。数据可以表明在全球气候变暖的今天,垂直绿化也有降温增湿的作用,另外对空气环境影响而言,也起到了通风防风,净化空气的效果。

5.5 透水铺装的应用

现我国城市市场的硬质地面材料常见主要分为:砌块砖、水泥路、植草砖和塑胶地面等(表1)。

现在我国的城市人行道使用的透水铺装以透水砖为主(图8),透水地面由于渗透蒸发能力强,在下雨天可以将雨水渗透到土壤层,防止路面径流缓减市政排水的压力;天晴时蒸发作用可以降温,改善路面上方的微气候,对于缓减城市热岛效应有明显的作用。塑胶橡胶多用于游憩和儿童场地,但不好维护,有一定吸水性(图9)。所以在实际使用时透水面砖是一种生态的,有利于生态的铺装材料(表2)。6 海绵城市理念对于生态城市发展建设的意义

6.1 社会意义

6.1.1 经济性、生态性

老旧城区改造面临空间改造条件有限、改造难度大等问题。相比建设大型地下雨水储蓄池、大规模改造雨水管道等硬性灰色方案,设置改造软性的海绵设施不妨为更好的方法。在改造设计中,可通过两个大方面进行改造。一是原有的老旧建筑雨水管断接技术,集中贮存雨水,将雨水管线接入周边城市绿地中,也可利用小区已有内部的花坛、绿地、雨水池等建筑设施空间布置雨水花园、生态滞留带;二是城市道路可结合城市道路绿化带、树池、花池等绿化空间,布置成生态树池、生态停车场等低影响开发设施,有效地对老城区雨水管理加以蓄、留、渗、排等。

6.1.2 海绵城市建设对于减少城市内涝也有明显改善

通过海绵城市的建设,能很大程度上减轻城市防洪排涝的压力,将防、排、蓄、渗、滞等措施合理地结合起来。有利于减少城市洪涝灾害的发生,城市生态水系统需要海绵城市的措施加以解决,维护城市居民安定的生态生活环境。可减少雨水渗透的时间,缓解雨水的压力,补给地下水,有效减轻城市内涝。

6.1.3 海绵城市的建设可改善城市水资源短缺的问题

经济发展越来越快,我国城镇化的速度也越来越快,随着城市人口不断增多,城镇化水平的不断提高,许多城市水资源匮乏的问题日益突出。通过海绵城市建设,为实现自然生态雨水收集的有效再利用,在很大程度上缓解城市用水资源难、排水难的压力。

6.2 经济意义

海绵城市建设跟以往不同偏向重视对已有的对天然水系保护利用,减少了巨大的管道改造工程量,减少工程资金投入,提高了经济效益。另外还减少了城市水灾发生的可能性,以及避免水灾所带来的城市经济损失。建设的海绵城市建设的储水设施与城市已有的生态景观、绿地、景观水体紧密结合,丰富完善城市生态系统。成本相对管道的修理与改建较低,还能大大减少城市水环境污染治理维修费用,降低城市内涝所带来的损失。

6.3 生态意义

建设海绵城市应用有利于城市生态环境的发展与建设。海绵城市强调增加绿地,多进行的是软化改造,降低城市地面的硬化比例,对硬质地面材料也有相应要求。有研究表明,城市越来越多的地面硬化,第一时间直接阻断了雨水补给地下水的途径,让雨水白白流失了,实际上又是缺水的,使地下水水位难以回升越来越低。软化改造还可以增加城市绿色空间,改善人居环境,提高绿地率,促进城市生态建设。

7 结语

我国提出的海d城市体系主要参考了美、德等国的雨洪管理理论研究与实践经验,和近年来我国频繁出现的城中看海的现象。在海绵城市理念指导下的生态城市建设不仅可以满足城市绿地的生态环境发展、游憩娱乐、文化教育、环境美化等基本功能,同时还可以有效地辅助城市水利设施处理城市雨洪问题,发挥出生态城市中绿地系统更大的潜力。生态城市的构建也会反过来影响海绵城市体系的规划,使海绵城市体系的结构布局更为合理、构建过程更为流畅、作用效果更为明显。海绵城市体系的构建不要求大改大建,更多的是一种软化的改造手段,以最小的资金投入取得最佳的建设结果。生态城市绿地系统虽可作为海绵城市体系的重要载体,但是由于海绵城市体系对城市雨水管渠系统具有较强的依赖性。 随着生态城市建设的发展,也会探索出更多合适的海绵城市建设手段和新的发展方向。

参考文献:

[1]王云才.景观生态规划原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2007:192~212.

[2]王文亮,李俊奇,王二松,等.海绵城市建设要点简析[J].建设科技,2015(1):2 ~3.

海绵城市工程措施篇11

“海绵城市”概念的首次提出是在2012年的《2012低碳城市与区域发展科技论坛》;在2013年底的《中央城镇化工作会议》中,强调到要优先考虑利用自然力量排水,建设海绵城市,让自然做功。

(一)海绵城市建设提出的背景

“水资源短缺、水资源污染和城市雨洪灾害”这三大水资源问题在整个世界范围内都是广泛存在的并且也是制约城市发展的重要因素,但与此同时,水生生物栖息地丧失、干旱、气候变化、水生生态系统退化也同时出现,这些综合症状都是与水和水循环自然过程有关。海绵城市是可持续雨洪管理系统的中国表述,提出的目的是为了有助于解决我国的水问题和水危机。

(二)那海绵建设概念的定义

“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能,例如澳大利亚人口研究学者布吉(Budge)应用海绵来比喻城市对人口的吸附现象,根据《海绵城市建设技术指南》,其定义为:“海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方法。”

(三)海绵城市建设的意义

海绵城市的意义就在于对整个城市自然生态的综合整治,通过顺应自然规律的方式解决包括防洪、水质净化、地下水补充、水资源补充、生物多样性保护、微气候调节等多个综合的水相关城市发展问题以及与之相关的社会问题。

二、风景园林专业与海绵城市建设

风景园林学科(Landscape Architecture)这一学科是以“生物生态学科”为主,并与其他非生物学科(如土木、建筑、城市规划)、哲学、历史和文学艺术等学科相结合的综合学科。其核心工作即城市的环境绿色生物工程系统。

(一)风景园林在海绵城市建设中的机遇

绿地是海绵城市主要的物质空间构成,也是可持续雨洪管理措施的主要载体,是对传统观排水系统(灰色基础设施)的一种“减负”与补充;同时绿色基础设施设计正是现代风景园林专业的重要实践领域和研究内容。因此在海绵城市建设背景下,风景园林学科面临巨大的建设需求。

(二)风景园林专业目前在海绵城市建设面临的挑战和问题

1、在海绵城市建设系统中的角色定位不明确

从专业外来说,雨洪管理传统上由市政、水务等专业负责,尽管海绵城市中明确了园林是系统构成中的一员,但我国目前的海绵城市建设指南中,明显仍然是市政等与工程相关的专业或技术做法更受到重视,基于绿地设计的内容相对较少。

实际上,目前的工程系统倾向于把水与土分离,把水与生物分离,把排水和给水分离,把防洪和抗旱分离,是一种“水适应人”的价值观和技术管理体系。有学者已经提出本专业是海绵城市建设的“共同领导者”和多学科整合平台的重要依托,这亟待成为专业内外的共识。

2、海绵城市相关基础研究和数据平台构建不充分

我国建设海绵城市的很多规范和技术导则参考了很多美国的BMPs、LID的相关内容,但成功的海绵城市建设一定要科学严谨地基于本地条件进行研究。海绵城市技术设计需要的气象、水文等基层资料一般分属不同机构管理,设计部门获取并不容易,这直接影响了可持续雨洪管理相关设计的决策依据。国外经验是建立共享的数据平台提供设计机构,帮助建设、设计方更科学合理的完成相关设计工作。

3、相关人才的培养与继续教育亟需相应更新

海绵城市建设是一项跨思维、跨尺度、跨学科的高度综合复杂城市生态建设,所谓跨思维是从“水适应人”的思维转变到“人适应水”的过程。跨尺度是指海绵城市不仅仅是雨水利用和管理问题、应用LID技术和场地措施,还应该包括宏观尺度、中观尺度的保护区域水文循环过程,应该是从宏观到微观不同尺度的承接与配合;跨学科是指在海绵城市的建设中不仅需要风景园林学科对绿色基础设施的相关规划与设计。

海绵城市工程措施篇12

2015年10月,国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》,提出到2020年,城市建成区20%以上的面积达到海绵城市建设目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到海绵城市建设目标要求。该意见确定了各城市海绵城市建设时间表,贵州作为全国生态文明先行示范区,更需抓住国家对海绵城市建设大力支持的政策机遇,结合贵州特点,统筹推进进行海绵城市建设。本文主要分析了贵州省海绵城市建设的必要性及贵州海绵城市建设的特点。

1贵州省海绵城市建设的必要性

1.1贵州省城市水生态环境不容乐观

随着贵州省城镇化、工业化的推进,各大小城市出现了很多“城市病”,在水生态方面,主要表现在以下两个方面:(1)城市水环境变差。目前贵州省很多城市的主城区的排水系统主要采用雨污合理制,每遇暴雨,合流制管段的大量污水会随着雨水溢流至自然水体;其次,部分城市污水收集率不高,城市生活污水溢漏至自然水体的现象十分严重;再次,由于贵州建设用地紧张,部分城市绿化率不高,暴雨时节,城市路面、屋面雨水未经足够的生态净化,直接汇入城市河流,径流污染严重。以上因素导致许多城市的河流和胡泊水环境较差,甚至为黑臭状态,如现状的安顺市的贯城河、六盘水的水城河等。(2)城市内涝时有发生。随着城市建设的快速发展、城市人口的增加以及城区面积的增大,城市下垫面较建设前发生了较大变化,原有的城市防洪排涝系统的负荷越来越大,某些本身排水条件较差、排水系统建设滞后的城市频繁出现城市内涝,造成了巨大的经济损失,如2014年7月18日,贵阳主城区24h内降水量达201.7mm,内涝受灾人口近19万人,直接经济损失7307.5万元。

1.2贵州喀斯特地貌发育、城市水生态环境脆弱

贵州省大部分城市都座落在喀斯特地区,地形破碎、土层较薄、地表渗漏强、有水留不住、环境容量小,水生态环境稳定性差、生态环境一旦被破坏,其修复难度较大。贵州的生态环境总体偏好,但是城市水环境并不乐观,由于大部分城市建设于喀斯特地貌发育地区,环境风险较大。海绵城市的建设理念,系统的提出了针对水环境、水安全、水资源、水生态的一系列工程建设方法和措施。通过加强对原有生态系统的保护、修复已破坏的水生态环境以及实施低影响开局,达到改善水环境、保障水安全,利用水资源、修复水生态的目的。因此,在贵州各城市推进海绵城市的建设,十分必要,而且国家已提出了海绵城市建设的时间表,海绵城市的建设刻不容缓。

2贵州省海绵城市建设的特点

2.1贵州海绵城市的建设方向

海绵城市的建设涉及的部门多、需解决的问题也多。涉及的部门有建设、环保、规划、水利、园林、国土等部门,解决的问题有水环境修复、水安全改善、雨水资源利用等问题,因此在多部门、多专业、多问题导向的复杂环境里,需重点提出建设方向。根据前述分析,贵州省大部分城市已经面临严重的水污染问题,部分城市应及时解决水安全问题,只有少部分城市需要对水资源加以利用。因此,贵州省各城市在海绵城市建设过程中,应首先主要解决水污染问题和水安全问题,只有在部分缺水城市,可结合经济条件酌情实施雨水资源化利用。

2.2贵州省城市建设方法和特点

海绵城市是个宏观的概念,需要大大小小的工程措施进行有机的组合和布局来完成。海绵城市的建设核心是低影响开发,通过各种工程措施有机组合模拟雨水在城市里的自然循环,恢复水生态的自然修复功能,营造良好的人居环境。因此,与传统的建设的方式不同,海绵城市并非讲究“规模效应”,更讲究“生态效应”。针对不同城市,其建设方法不同、工程布局也有差异。结合贵州城市发展的特点,贵州省海绵城市建设方法和布局有以下特点:

(1)贵州省城市规模小、发展速度快,海绵城市的建设以城市新区建设为主,旧城改造为辅。海绵城市建设主要考核指标是年径流控制率,《关于推进海绵城市建设的指导意见》提出,在2020年及2030年,城市建成区20%及80%以上的面积达到海绵城市建设目标要求(即年径流控制率达到70%以上),其中“城市建成区”既包括城市新建区,也包括旧城区。贵州的城市规模较小,仅贵阳市中心城区人口大于100万,其余大部门城市城区人口在25万人以内,根据国家城镇化的总体要求,未来一段时期内,贵州省绝大部分城市的城市新区的建设力度较大,发展速度相对较快,规划也更加科学合理,因此,海绵城市建设的条件较好;而对于老城区,由于贵州用地条件较差,城市的建筑密度较大,绿化率偏低,在老城区进行海绵城市的建设改造难度偏大。所以,要完成在2020年及2030年分别达到“城市建成区20%及80%以上的面积达到海绵城市建设目标”要求,应积极在城市新区开展海绵城市的建设,而对于旧城区,仅仅以问题为导向,结合旧城改造实施低影响开发实施的建设,不宜大拆大建,大面积铺开进行海绵城市的改造。

(2)贵州省城市形态以山地城市为主,海绵城市的建设需结合山地城市的特点进行设施布局。①山地城市的建设用地平均坡度较大,决定了雨水在城市建设区域的平均流行速度比平原型城市要快。因此,要将一定降雨量的雨水“留”下来,需加强“滞”方面的工程措施,延缓雨水在城市内的流行时间,同时增加“渗”的功能和效果,缓解洪峰的峰值,降低内涝风险。②许多山地城市往往是“群山环抱”,其城市内河就是城市山体汇水面积的收纳水体,每逢暴雨,城市内涝风险极大。海绵城市建设的基本要求就是最大限度的降低城市内涝风险。因此,与平原型城市不同,对于贵州山地城市的海绵城市建设,除了解决好“高频率,小暴雨”下的雨水存储问题,更应解决好“小概率,大暴雨”的内涝风险问题,在海绵城市建设的过程中,需同时建设城市规划建设区域外的雨水防洪设施。

(3)伴随贵州城镇化进程,海绵城市的建设尤其应重视规划引领、示范引领。贵州省快速的城镇化率必将带来大量的城市小区建设、城市道路和广场建设、城市公园建设以及城市水体建设。这些建设项目恰恰是海绵城市建设实施的重要载体,但是以上项目往往涉及到多专业、多部门的协调与合作,实施起来相对复杂。因此,要将海绵城市相关项目有机有序的进行建设,规划引领十分重要和必要,在编制各城市总体规划、控制性详细规划以及道路、绿地、水等相关专项规划时,应将雨水年径流总量控制率作为其刚性控制指标。另外,目前“海绵城市”作为一种全新的建设模式,全国范围内都在不断的学习和探索,甚至在某些建设理念上仍然存在着观点分歧。如何能从技术上创新、从管理上创新、从融资上创新,开辟出一条符合贵州实际的海绵城市建设体系和方法,是专业技术人员和管理部门正在努力探索的目标。因此,要全面推进贵州省海绵城市建设的步伐,还应加强示范引领,尤其是作为全国海绵城市试点城市之一的贵安新区,可将其在海绵城市建设过程中的好的经验进一步总结,为贵州省其他城市建设提供科学的方法,加快推进全省海绵城市的建设步伐。

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