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海绵城市和低影响开发理念概述

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海绵城市和低影响开发理念概述

  • 分类:海绵城市建设
  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2020-08-07 14:01

海绵城市和低影响开发理念概述

    一、海绵城市的定义和概述
 
    1.1海绵城市和低影响开发理念概述
    1.1.1海绵城市理念
    海绵城市是指城市能够更好的适应外部环境的变化,能够更好地应对自然灾害,就如同海绵一般具有弹性。当城市面临洪涝自然灾害时,能够将雨水纳入自身的循环系统,“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。”海绵城市在建设的过程中,必须将自然途径和人工方式实现有效结合,遵循生态优先原则,在解决城市洪涝灾害的前提下,最大程度上实现城市雨水的自然化解,推动生态环境保护的进一步深入,实现水资源的合理利用。海绵城市要充分考虑到水循环系统各个环节的合理利用,包括自然降水、地表水、地下水系统,要实现长期可持续发展。
 
    海绵城市建设用途主要体现在以下几点:
 
    第一,保护城市的原有生态系统。对水生态敏感区域实现最大程度的保护,也是保护生态环境的必然需求,保护原有的敏感生态,让河流、湿地、池塘、草坪等发挥原有的功能,能够实现自然生态循环。在建设过程中,城市必须留有足够的水循环区域,能够涵养水源,应对强降雨,保持自然水文特征。
 
    第二,强调“生态恢复和修复。”利用生态技术手段与方法修复与已经在历年快速的城市夸张中遭到破坏的生态系统,在规划层面保留与划拨一定的生态空间比例,让自然生态环境实现有效恢复。
 
    第三,开发要降低对环境的影响。城市在开发的过程中,要遵循对城市生态环境影响最低的开发理念,对开发强度、开发程度进行合理控制,留有足够的绿地系统,科学平衡透水面积和不透水面积,“控制城市不透水面积比例,最大限度的减少对城市原有水生态环境的破坏”。能够推动城市水自然循环体系的有效运转,最大程度上减少对城市水生态环境破坏。除此之外,应该根据生态环境的需求,适当的扩充水域面积,让水资源有足够的空间进行自我循环。
 
    海绵城市的建设必须进行科学的规划、合理的设计,包括以下几个系统:
 
    第一,设计低影响自然降雨系统,该系统能够有效地实现雨水的渗、储存、净化灯功能,能过对径流总量、峰值和污染等进行科学的控制、疏通、分流。
    第二,设计城市雨水管道系统。在传统排水系统基础上,应该进一步的优化和完善,能够保障城市的雨水能够顺利的排放,解决城市内涝问题。
    第三,设计超标雨水径流排放系统。该系统的主要功能的防范特大雨水灾害,对超过雨水管渠系统承载能力的雨水径流进行分流,实现有效的排放。通常状况下采用的是自然途径进行排放或者人工设施进行排放,“一般通过综合选择自然束腿、多功能调蓄水体、行泄通道、调蓄池、深层隧道等自然途径或人工设施构建。”上述三个体系相辅相成,共同组成海绵城市建设的基础部分,对城市水循环系统具有重要的作用。
 
    2、低影响开发理念
 
    低影响开发(LowImpactDevelopment,LID)通常指的是在开发过程中,尽可能的维持开发前的水文特征,通常会从源头等环节,采取分散式措施进行维持。最显著的特征就是开发前后水文特征不变。衡量水文特征的指标主要包括径流总量、峰值流量、峰现时间等(见图2-1)。根据水文循环的规律,通常采取渗透、储存的方式,保障城市开发之后径流总量不变,另外也可以采取渗透、储存和调节的方式,来维持峰值流量不变,采用上述措施,能够有效地消减峰值、延缓时间。和我国相比,发达国家的人口较少,对土地开发的强度不高,尘世的绿化面积所占比例较高,能够从源头上保障足够的空间来消化雨水。我国的各大城市属于人口密集地区,开发的强度非常大,城市绿化率不高,如果想从源头实现雨水消解,困难比较大,很难实现开发前后水文特征不变。所以,“按照对城市生态环境影响最低的开发建设理念,合理控制开发强度。”我国除了从源头上控制径流之外,还要采取其他措施,在中断和末端同时实施的方法来共同保证维持开发前水文特征的目的。
 
    根据上述分析可以看出,低影响开发理念是构建海绵城市的基本原则,强调是从源头控制径流。“广义来讲、低影响开发指在城市开发建设过程中采用源头消减、中途传输、末端调蓄等多种手段,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术,实现城市良性水文循环。”但是随着城市化进程的不断加快,低影响开发理念内容不断完善,技术不断的创新和发展,再加上我国城市建设过程中各种问题的已经频频出现,城市的内涝、水资源短缺、用地紧张问题日益突出、更加复杂,低影响开发已经成为城市建设一个重要理念,延伸到城市建设的各个环节,从源头开始,到阶段性建设完成,每一个环节都必须体现出该理念,采取各种控制措施,保障城市的生态环境不受破坏。城市建设过程中,要把低影响开发理念纳入其中,对城市的各个环节实施统筹控制,落实海绵城市的开发目标。
 
    2.1海绵城市-低影响开发雨水系统构建途径
 
    构建的海绵城市,完善低影响开发雨水系统,需要把这一理念渗透到城市开发的任何一个环节,对城市开发进行统筹安排、合理控制、严格遵循,结合城市开发的特点,制定相应的规划控制指标,严格的按照指标落实。
 
    在规划阶段,应该对不同低影响开发设施及其组合进行充分考虑,把影响因素考虑在设计之内,同时在规划建设各个环节体现出来,比如在,建筑与小区、绿地与广场等方面,要充分考虑到观景水面和滨水沿线等开放空间,构建完善的低影响开发设施。构建低影响开发雨水系统,和当地的气象条件、水文条件、控制目标和地理条件等因素结合起来,提高系统的可适应性。另外还要在技术经济方便进行横向和纵向分析,保证设计方案优化的先进行、科学合理。低影响开发设施建成之后,要加强维护和后期管理,明确责任,落实到岗位,落实到人,保障设施能够正常运转,同时能够发挥其作用。
    2.2海绵是建设技术体系
 
    只有从城市水文循环的源头做起,对城市雨水循环系统进行人为的有效控制,才能实现海绵城市的目标,构建城市低影响开发雨水系统,能够有效的解决城市雨水问题,提高海绵城市建设技术体系。
 
    2.2.1技术体系构成要素
 
    (1)低影响开发设施(生态基础设施)
 
    低影响开发设施通过下渗、径流渠道控制、滞留、过滤、生物净化、就近调蓄这一整套流程,来实现其规划控制目标。
 
    以布设区域作为分类标准,可以分为三个系统,“庭院雨水系统、道路雨水系统和景观水体雨水系统。”其中包含的内容非常广泛,包括透水材料、渗井、渗透池、集雨渠、雨水桶、雨水收集模块、湿地等。
 
    低影响开发技术体系通常分为两种:一是采用规划设计措施,包括增加渗水路面面积和植被面积,提升街道建筑的合理布局。二是建设层面措施,比如设置雨水花园、透水硬化材料、蓄水池、生态屋面等等。和传统的雨洪管理措施相比,低影响开发模式的优势主要在于:适用性强、成本低、维护简单、并且能够增加城市的景观,提高城市宜居程度。美国、日本和加拿大等发达国家,已经广泛地采取低影响开发技术,具有代表性的成功案例。
 
    设计一种方式,如果能在开发阶段提高地表快速透水的效率,通过合理测算可通过容积率奖励方案能在很大程度上激励相关企业和部门加大改革创新与实施力度,在对自然生态雨水的管理和利用技术方面进行积极的创新突破。根据国内外多年来对生态雨水的管理体系看,一般分为四大体系:渗透系统、地下或地表储存系统、排出输送系统和净化过滤系统。对生态与水的管理和利用在设施方面主要表现为:在与日俱增面积相当大的建筑物顶层设立生态屋面:在雨水较多的地区建立较多的喜水植物花园,各种水窖、蓄水池、地下排水管道,采用透水性较强的材料铺设路面,片流转换器、层次不同的雨水过滤袋、雨水收集和循环利用体系等等。各个地方一定结合当地年降水量的不同规划制定出符合本地特点的生态雨水管理技术设施激励机制,侧重于综合管理有效环保利用方面,对于具有长期性和时效性的绿色环保雨水管理设施,要大力倡导,例如生态屋面,雨水花园等设施,其综合功能要远远高于干井、砂滤带。
 
    (2)灰色基础设施
 
    市政雨水管网和泵站(又叫做灰色基础设施)对于雨季城市排涝着重要作用,是目前我国城市主要排水设施。我国2014年制定的《室外排水设计规范》,要求城市建设系统中的排水设施必须结合当地人口密度和年降水量情况进行长远合理配置,特大型的城市灰色基础对于特大降雨设施标准的为50-100年一遇,一般大城市的为30-50年,中小城市为20-30年。但是随着人类的对自然界的占有和索取量的增加,全球生态环境不容乐观,飓风暴雨等极端天气在近些年造访频率增加,加之城市建设的快速扩张,大量的水泥硬化路面和密集的高层建筑,使得城市内涝频频出现,城市地表透水性较差,雨季城市的低洼地区积水深度在短时间内暴涨,给人们的生活和工作带来极大的不便,甚至出现安全隐患。亲大部分城市还存在着较大面积的旧城区,雨水管线陈旧老化,管网布设错综复杂图纸缺失,受各种因素影响很难彻底改造,只能采取被动的养护和那里出现问题就地解决等措施,城市已经建设好的地下雨水管道不易有大的改动,只有通过地表绿色基础设施达到蓄水和利用雨水功能,城市海绵体就是要通过大面积的城市绿化来缓解过度地表硬化所带来的环境不良现象。根据近些年城市建设在雨水排流方面带来的诸多问题,“新建城区应当按照规范要求提高雨水管网设计标准,并对管网和泵站的相关基础资料建立完整的资料库。”城建监督部门必须重视新建城区在雨水管网设计方面要规划综合长远设计标准,并要切实落实,上报数据要存入资料库,一旦发现问题,必须能够逐一追究到相关责任单位,责任人。生态雨水可利用率非常,必须站立专门管线,实现雨水的收集和利用。
 
    (3)城市雨水的管理和利用体系
 
    地表雨水在经过汇集、过滤等程序达标后,方可通过城市合格水系管道网流入周边水系,二次被人类再次有效利用。水是生命之源,城市周边水系往往是城市居民的生活用书源头,也是城市环境和文明风貌的一面镜子,一方水土养育一方人,城市生态环境在很大程度上依赖周边水系,水质好动植物才能健康生长,空气质量也会更好,这些都直接影响人的身心健康,所以城市保护好周边水源,把雨水有效的利用储存和利用,规划铺设好城市地下水管道,加大力度搞好城市绿化,重视城市海绵体建设,加大河道管理清淤工作,杜绝污水垃圾污染河道,养殖合理水产品净化河道,及时护理河道,保护青山绿水就是造福人类自身。新城区建设的设计者和相关监管部门应该结合环境生态学原理,从子孙后代利国利民为了长远利益考虑,工业园的开发建设者在生产过程中,要把保护生态环境放在第一位,尽可能减少污水的产生,污水必须排入污水处理厂净化合格后才能排放。“应严格保护城市水系,优先考虑生态学原理,结合实际规定合理的城市蓝线。”城市蓝线要科学规划,河道周边的生态环境应该是立体化,多元化,市政环境监管部门严格把控排入水系的水质情况,正是水系生态景观建设,坚决杜绝城市水系受到污染或者破坏。
 
    2.2.2严格监管,重视创新突破,科学合理配置
 
    海绵城市是近些年城市建设中针对环境问题出的新的城市建设方向,目的是未了改善城市居住环境,缓解城市人口密度过大,人为建设过多所带来的一系列不良环境问题。从上层提倡城市建设必须科学化,环保型,但在具体落实中,受技术问题、开发商个人利益、环保理念、具体空间环境、市政监管等各种因素影响,海绵城市的建设标准不统一,没有真正彻底落实。同时我国许多城市积极尝试采用科学合理的暴雨防控措施,以降低暴雨带来的城市内涝危害,并在后续合理利用收集雨水。通过多次观察收集的数据对比发现,在暴雨集中季节,采用下沉式绿地和集雨池做法的地区能够有效降低排于雨水管道的雨水量,降低城市雨水管道出口峰值流量,减短水峰时间,缓解城市内涝,两者结合要优于单一采用其中一项。另外,城市路面硬化采用透水砖铺设也在一定程度上降低允许在短时间内汇流总量,降低了暴雨时期,地下排水管道的排水压力。格局多年的收集数据和调查研究方法,把多种单一的暴雨防控措施结合当地的降水量情况加以综合合理利用,才能更好的对城市防洪减灾和雨水资源的利用发挥更大作用。
 
    2.3海绵城市建设的意义
 
    减少地面硬化面积和硬化程度,尽量使用渗透性较强的材料铺设路面,最大限度的扩大绿化面积,建立科学合理的城市雨水管理和利用体系,构建海绵城市,缓解人口密度过大,城市建筑物过多等带来的一系列缓解胃痛,保证了城市周边水系安全卫士,功在当今,利在长远。
 
    (1)海绵城市能够有效的降低城市内涝现象的发生。
    (2)绿色生态环境能够有效的吸收和储存雨水增加空气湿度,还能够净化空气,降低噪音,美化环境。
    (3)地表雨水在经过汇集、过滤等程序达标后,方可通过城市合格水系管道网流入周边水系,被人类再次有效利用。
    (4)水是生命之源,城市周边水系往往是城市居民的生活用水源头,也是城市环境和文明风貌的一面镜子,城市蓝线促使当地相关部门注重打造周边水域的生态文明。
    (5)可以借助于城市原有的景观、园林、通过改造与重建生态系统,最大限度地扩充与利用资源,降低成本。
    (6)借助于自然水循环体系,可以充分发挥污水自然净化功能,减少城市污水污染,降低污水处理成本。
 
    研究小结
 
    “海绵城市”的概念从最初在国外研究界被提出,再到国内学者开展研究,一直到我国政府层面明确提出,说明了国家对海绵城市的重视程度。不过从国内外学者的研究内容来看,很多相关研究多是围绕LID技术、水敏感性城市规划与设计等为代表的西方国家先进的还没城市技术而展开的,同时也越来越聚焦城市内部的排水系统和雨水利用、管理、并且在具体技术层面的研究还是对现有雨水治理“工程性措施”的依赖,而综合国内各位学者的研究,可以看出,海绵城市的研究范围越来越广泛,从雨洪管理、生态防洪、水质净化、地下水补充、公园绿地营造、以及城市微气候调节等,虽然海绵城市的理论在我国的研究不断增多,但是关于具体的以居住景观的实例研究还是偏少,因此本论文的研究也是对我国海绵城市理论研究的一个补充,也可以给其他学者提供更多参考。
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