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建设新型城镇化海绵城市

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建设新型城镇化海绵城市

建设新型城镇化海绵城市

  • 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:2018-08-15 00:00
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随着我国城镇化进程的加快,城市地面硬覆盖面积不断增加,近年来我国城市“看海”窘况频频发生,引发了专家对传统城市排水系统建设反思和城市水危机的新一轮关注。海绵城市是我国当下大力推行解决城市雨洪管理难题的新建模式,建设海绵城市对于保障城市水生态安全,践行新型城镇化的发展道路,提升我国城镇化滞留和生态文明建设水平具有重要作用。

从海绵城市的建设背景、海绵城市的内涵、建设海绵城市的减少途径几方面进行深层剖析,明确该理念的优越性和有效性,切实引导我国城市雨洪管理理论体系的发展和完善,解决我国城市建设的困境。

 

海绵城市建设,就是针对城市雨洪资源利用,地下水涵养、排水能力提升与内涝风险防控、雨水径流污染控制等问题,从“源头减排”、过程控制、系统治理着手,通过城市规划、建设的管控,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程技术措施,控制城市雨水径流,实现低影响开发建设(LID),最大限度地减少由于城市开发建设行为对原有水生态环境和自然水文特征造成的波坏,将城市建设成“自然积存、自然渗透、自然净化”的“海绵体”,使城市能够像海绵一样,在应对自然灾害和适应环境变化等方面具有良好的“弹性”,丰水期吸水、蓄水、渗水、净水、枯水期将蓄存的水“缓释”并加以利用,从而实现“涵养城市水资源、修复城市水生态、改善城市环境、复兴城市水文化、提高城市水安全”的多重目标。

海绵城市

一、建设背景

 

1.1我国城市水生态危机现况

 

城市是社会经济高度发达、人口聚集高的地方,也是资源环境承载力矛盾最为突出的地方。改革开放后,我国城镇化快速发展,目前全国城镇建设用地不足国土面积的1%,却承载了54%的人口,产生了84%的GDP。快速城镇化建设过程中,由于城镇开发强度过高,大量的硬质铺装,改变了原有的自然生态本底和水文特征。由于屋面、道路、地面等设施建设导致的下垫面硬化,仅有20~30%的雨水能够入渗地下,70~80%的降雨形成径流,破坏了自然生态本底,呈现了相反的水文特征,破坏了自然“海绵体”,导致“逢雨必涝、雨后即旱”,也带来了水环境污染、水资源紧缺、水安全缺乏保障等一系列问题。

 

1.2我国传统城市建设模式不不足

 

反观我国传统城市建设模式在水安全问题和应对内涝洪灾的能力方面存在明显不足,无法有效缓解和改善城市水生态问题,呈日趋恶化的态势。这主要归咎防洪规划和排水工程规划的落后,传统城市工程管道式灰色排水基础设施及雨水资源合理利用意思的薄弱。我国传统的城市排水基础设施采取的是利用管道排放方式,依靠钢筋水泥现代技术建立起的保护模式,体现的是西方工业时期人力战胜自然的思维方式。

 

然而,在城市快速发展的今天,这种忽略自然力量的思想,导致了滞后的城市排水系统无法应对越来越严重的城市暴雨灾况,暴露出我国传统城市排水系统存在的设计标准过低,对雨污混合合污染问题的忽视等不足,改建成本巨大,内涝,污染,水环境等问题接踵而至。从相关规划编制来看,我国城市普遍缺少雨洪控制利用相关专项规划,仅在防洪规划、排水规划、环境保护规划等中有所涉及。在进行城市排水规划时,也没有确立雨水是资源以及要先合理利用再排放的指导思想。。

 

二、海绵城市的内涵

 

2.1海绵城市的本质是解决城镇化与资源环境的协调和谐

 

海绵城市的本质是改变传统城市建设理念,实现与资源环境的协调发展。在工业文明达到顶峰时,人们习惯于战胜自然、超越自然、改造自然的城市建设模式,结果造成严重的城市病和生态危机,而海绵城市遵循的是与自然和谐共、处顺应自然的低影响发展模式。传统城市是利用城市开发方式是改变了原有的水生态,海绵城市则是保护原有的水生态,传统城市的建设模式粗放式的,海绵城市则是对周边水生态环境低影响的,传统城市建成后,地表径流流量大幅增加,海绵城市建成后地表径流量能保持不变。因此,海绵城市建设又被称为低影响设计和低影响开发(LID)。

 

2.2海绵城市的目标是让城市“弹性适应”自然灾害与环境变化

 

(1)恢复被破坏水生态。对传统粗放城市建设模式下已经受到破坏的水体、城市绿地、湿地等,综合运用生物、物理和生态等技术手段,使其生态功能和水文循环特征逐步得以修复和恢复,并维持一定比例的城市生态空间,促进城市生态多样性提升。我国很多地方结合点源污染水治理的同时推行“河长制”,改善水生态,治理水污染,起到了很好的效果。

(2)保护原有水生态系统。通过科学合理划定城市的绿线、蓝线等开发边界和保护区域,最大限度地保护原有湖泊、河流、坑塘、湿地、树林、沟渠、公园草地等生态体系,维持城市开发前的自然水文特征。

(3)通过各种低影响措施及其先天组合有效减少地表水径流量,减轻暴雨对城市运行的影响。

 

2.3转变排水防涝思路

 

传统的市政排水模式认为,雨水排的越通畅、越快、越多越好,这种“快排式”的传统模式没有考虑水的循环利用。海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针,把雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水密切结合,统筹考虑雨水资源化利用,径流污染控制、内涝防治和水生态修复等多个目标。具体技术方面,有很多成熟的工艺手段,可通过城市基础的设施规划、设计及其空间布局来实现。总之,只要能够把上述六字方针落到实处,城市地表水的年径流量就会大幅下降。经验表明:在正常的气候条件下,典型海绵城市可以截流80%以上的雨水。

 

三、海绵城市建设途径

 

3.1转变建设理念和方式

(1)从资源承载力角度,将“以需定供”转变成“以供定需”,合理确定城市建设规模和社会经济发展结构,实现原位水字眼的可持续供给,支撑城市可持续发展。

(2)从城市规划建设控角度,将过去仅注重空间开发强度控制转变成生态环境约束与开发强度控制并举。

(3)从环境治理和生态修复的角度,由“未端治理”转变为“源头减排”、过程控制、系统治理、统筹建设。源头减排是从产汇流的源头减少雨水径流形成,加大入渗,过程控制是延缓径流峰值出现时间,降低排水强度,系统滞留是指将“山水林田湖”作为生命共同体和完整的生态系统,保护和修复城市“海绵体”统筹建设是指城市开发建设应统筹各类宗地开发以及道理、园林、水等设施建设,落实海绵城市建设要求,实现海绵城市建设的目标。四是从排水安全和资源利用的角度,将传统“快排”转变为“渗、滞、蓄、净、用、排”的耦合。

 

3.2明确建设原则

 

(1)规划引领

海绵城市建设虽然是针对城市的问题,但绝不能“就水论水”,因为要实现有效的“径流控制”必然要从形成雨水产汇流的源头着手,它涉及城市开发建设的方方面面,必须要通过城市总体规划协调、明确控制目标,并落实到控规、修规和各相关专项规划中。既要协调各层级的规划以及各专业规划对于海绵城市建设的关系,同时要在控修规层面,把海绵城市建设的目标及指标分解,落实到各项规划和场地开发建设中。

(2)因地制宜

我国幅员辽阔,各地自然地理条件、水资源禀赋状况、水文特征、降雨规律、水环境保护与内涝防治要求等不同,应当合理确定海绵城市建设控制目标与指标,因地制宜的选择低影响开发措施及其系统组合。

(3)生态优先。

以修复水生态为前提,科学划定蓝线、绿线,保护水生态敏感区,优先利用自然排水系统,自然积存、自然渗透、自然净化、通过规划、建设、管理等政府管制手段和科学的工程技术措施保护生态,提高水生态系统的自然修复能力。四是统筹建设。应当结合城市总体规划和建设,在各类建设项目中严格落实各层级相关规划中确定的海绵城市建设的控制目标、指标和技术要求,统筹场地、道路、园林、水系统建设。将低影响开发设施建设与主体工程同时规划设计、同时施工、同时投入使用。五是安全为重。要在保障城市运行安全的前提下,处理好海绵城市建设与城市排水、内涝风险控制的关系。海绵城市建设对缓解城市排水防涝的压力是有效的,但不能代替城市排水防涝系统。海绵城市建设是控制与利用大概率的中小规模降雨。对于小概率的短历的时强降雨,还必须依靠排水系统排放超标径流,以保障城市安全。

 

3.3城市雨水利用与中水回用

 

在海绵城市建设中,建筑设计与改造的主要途径是推广普及绿色屋顶、透水停车场、雨水收集利用设施,以及建筑中水的回用(建筑中水回用率一般不低于30%)首先,将建筑中的灰色水和黑色水分离,将雨水、洗衣洗浴水和生活杂用水等污染程度较轻的“灰水”经简单处理后回用于冲厕,可实现节水30%,而成本只需要0.8~1/m³。其次,通过绿色屋顶、透水地面和雨水储罐收集到的雨水,经过净化既可以作为生活杂用水,也可以作为消防用水和应急用水,可大幅提高建筑用水节约和循环利用,体现低影响开发的内涵。综上,对于整体海绵建筑设计而言,为同步实现屋顶雨水收集利用和灰色水循环的综合利用,可将整个建筑水系统设计成双管线,抽水马桶供水采用雨水和灰水双水源。

 

在城市市政污水再生水利与方面,通过敷设再生水专用管道,就能够实现再生水的有效利用,从而能大幅降低对水资源的需求。以北京市政部门测算,如果80%的建筑推广这种中水回用体系,市政污水的1/3能作为再生水利用,该市每年约可节木12亿m³,相当于南水北调工程供给首都的总水量。

 

海绵城市建设基于“源头减排”、过程控制、系统治理的建设理念,通过“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设”的原则,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程技术措施,系统的解决城市开发建设面临的水生态、水资源、水环境、水安全等问题。但真正建设好海绵城市非一日之功,不可能一蹴而就。不得不承认,建设海绵城市,是对传统观念的一种冲击与挑战。而实际上,建设海绵城市渗透在诸多细节中,并不是对原有的一切推翻,而是择机与传统结合,对现有资源进行重新整合。海绵城市是一个综合体系,应该形成一个完整的系统。同时,海绵城市的减少需要多部门的合作协调及信息共享,进行生态、社会、文化、经济价值的综合考虑,此外,在建设海绵城市的过程中,还要以人为本,利用海绵城市建设的契机,让市民参与进来,给市民提供休闲新场所,构建健康的城市生态系统、促进生态文明,打造人与山水湖林相融的生态环境。