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海绵城市的措施赏析八篇

时间:2023-08-29 16:36:03

海绵城市的措施

海绵城市的措施第1篇

随着海绵城市研究和建设的不断深入,一些问题需要重视。首先是相关政策文件控制目标过高。《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%以上的面积就地消纳和利用70%的降雨。对于高密度城市,特别是老城区,绿地率低,地下空间往往已被利用,单纯依靠开发技术措施难以达到控制目标。另外这对去除污染物能力有限,水质难以达到相应的标准。

其次是对海绵城市缺乏科学的系统的认识。一些地方认为海绵城市就是建下凹绿地。在资金、人员、认识都准备不足的情况下盲目上马快速建设,会造成不良后果。

三是缺少与国家政策对接的地方规范。《海绵城市建设技术指南》中一些措施对于某些地区不一定适用。例如,可渗透铺装在寒冷地区就不适合实施,雨雪融化后渗入铺装面层和基层,会出现冻裂、冻胀的现象。

四是现有措施存在局限性。雨水花园、下沉式绿地、屋顶花园都要求耐涝性强植物,对物种有限定性,因此大面积推广会造成本土植物物种以及相关的其他生物物种减少。

海绵城市的措施第2篇

[关键词]LID 海绵城市 道路规划设计

中图分类号:TU984;TV213.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0195-02

一 海绵城市的相关概述与相关概念

1. 海绵城市概念

城市扩张过程中,路面面积不断增加,导致城市综合径流系数增大,城市洪涝灾害与地表径流污染日益严重。海绵城市的出现,为解决这种突出的城市问题带来了不错的方案。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。

2. 海绵城市措施

低影响开发(LID)指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征。其核心是维持场地开发前后水文特征不变,包括径流总量、峰值流量、峰现时间等。LID/GSI典型措施有:雨水花园 (生物滞留)、屋顶绿化、植被浅沟、渗透铺装、雨水塘/雨水湿地、植被缓冲带、多功能调蓄设施等。在道路设计中有推广低影响开发和绿色雨水基础设施理念的巨大潜力,可以根据城市道路空间条件、横断面形式以及道路纵横坡度等合理选择和布置一些 LID 措施,如植被浅沟、生物滞留设施、低势绿地、雨水塘/湿地等,在不影响道路交通功能和安全的前提下,有效滞留净化雨水,削减峰流量,提高汇水区域的综合排水能力。

(一) 研究内容

1. 研究目的与意义:

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规划设计研究很有必要。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。目的是建立海绵城市理念下的城市道路规划设计的基本理论框架,研究其具体的设计方案和技术。意义是为海绵城市理念下的城市道路规划设计提供借鉴与参考,对解决城市洪涝问题有一定的现实意义。

1. 研究内容与方法:

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 设施的组合设计。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,道路设计重点研究机动车道、人行道、绿化带的LID 设施组合设计,道路与用地衔接设计。

一、 海绵城市道路规划

(一) 海绵城市道路系统规划设计框架

论文构建了海绵城市道路系统规划与设计的体系,基本框架如图所示,其中包含海绵城市路网规划和海绵城市道路设计两个层面:在路网规划层面,主要研究其规划思路和规划原则;在道路设计层面,分为城市道路设计和道路用地衔接两个部分研究,道路设计的研究对象包括机动车道、人行道、绿化带等,道路用地衔接的研究对象包括与建筑衔接、与绿地衔接、与水系衔接。(见图1)

(二) 规划思路与方法

1. 规划思路:

论文认为海绵城市路网的规划思路应该是:在满足城市道路交通通达和交通安全等基本功能的基础上,结合城市总规、城市排水防洪、城市水系、城市绿地等专项规划,采用一般城市路网规划方法,合理选择路网结构模式,确定道路功能,并配套相应的基础设施。

海绵城市建设是一个复杂的系统,其建设应从城市规划的源头着手,将海绵城市理念融入到城市各层级规划中,涉及到规划、园林、水利、市政、道路等多部门、多专业之间的相互协调运作。海绵城市理念下的新型城市规划方法对设计人员的要求已远远超过了传统城市规划专业,主要体现在它需要多规合一,即强调不同专业和部门的协调运作;区域规划,即强调城乡统筹和流域综合治理;新型城市化,即强调以人为本的工作思路;生态文明,即强调绿色理念、科学技术和路径。与营造城市空间的传统规划不同,海绵城市规划关注的是城市与生态环境尤其与水的关系,这就需要打破城市规划、园林、道路、市政等专业的被动配合与有限交互局面,解决不同专业技术协调性的困顿。基于海绵城市理念的城市规划方法见图2:

基于海绵城市理念的城市规划方法[8]

2.规划原则:第一,满足城市交通运输的要求。第二,满足城市功能布局的要求。第三,与相关规划相协调。第四,与城市用地性质相协调。第五,与城市水系相协调。第六,与城市绿地系统相协调。

二、 海绵城市道路设计

(一) 海绵城市道路设计思路

海绵城市道路设计的原理是让城市道路生态排水,即雨水先流入道路绿化带中,经截污设施处理后,流入绿地中设置的LID设施,消纳多余的道路雨水径流。海绵城市道路的设计思路是在满通功能和安全的基础上,结合道路的纵坡和路拱横坡,利用道路车行道、人行道、停车场和绿化带设置透水铺装、植草沟、下沉式绿地、雨水湿地等 LID 设施,经过渗透、净化、调蓄,生态排水,实现城市道路的“海绵”功能。

海绵城市道路与LID设施

1.LID设施

透水路面在海绵城市道路中有着大量的应用,效果也是非常的明显。透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。采用透水铺装路面时,为避免雨水浸入路基,影响道路强度,在路面结构的基层与级配层间采用土工布或粘土封水,在上面层采用透水沥青混凝土,雨水进入透水沥青混凝土面层结构的内部,从不透水顶面沿横坡排至盲沟或路侧分隔带中,若与人行道相接时,在基层埋设排水管,纵向收集雨水,每隔一段距离排至雨水检查井内。

透水沥青路面面层材料一般采用多孔沥青混合料,由高粘度的改性沥青、粗集料、细集料、填料和添加剂组成。透水基层材料可选用级配碎石,或者选用多孔水泥稳定碎石等材料。垫层材料可选用开级配集料,除了隔离地基和基层,同时可以传递荷载、扩散应力。路基材料应该选用砂性土,如果是粘性土应该换填。除了上述典型路面结构形式,透水路面现在通常的做法是引入土工布等材料做隔离层,结构类型更加多样。

2.LID路缘石

路缘石作为城市道路边缘排水设施,平缘石的标高与周围地表齐平,雨水径流通过地表漫流分散地流入绿地或集中流入雨水口,如图 所示;立缘石的标高大于周围地表,雨水一般通过漫流集中流向雨水口。立缘石既够有效地将机动车、非机动车和行人分隔开,但不能使路面雨水快速进入绿化带。

3.LID绿化带

LID绿化设施可以使路面雨水径流进入绿化带内储存,并且入渗能力强,有雨水净化功能。分车绿带受城市道路空间大小的约束,可以采用的LID设施有下沉式绿地、植草沟、雨水花园等;行道树绿带可以采用生态树池。

狭义的下沉式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200 mm以内的绿地;广义的下沉式绿地泛指具有一定的调蓄容积,且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地,包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。下沉式绿地对于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1 m及距离建筑物基础小于3 m(水平距离)的区域,应采取必要的措施防止次生灾害的发生。

结语:通过海绵城市理念的城市道路规划设计,力争做到城市像海绵体一样,遇雨吸水、蓄水,需要时“释放”利用,实现雨水资源化、涵养地下水、降低面源污染、减轻城市洪涝和排水系统压力、改善和修复城市水环境,使得“逢雨必涝,雨停即旱”的状况将得到有效改善。从长远意义上看,保护城市水文环境、减少市政雨水设施规模建设,有利于雨水管网的长期运行,其节约的资金和提供舒适的城市环境意义重大,其环境效益和社会效益远远大于经济成本。

参考文献

[1]申丽勤,车伍,李海燕,等.我国城市道路雨水径流污染状况及控制措施.中国给水排水,2009,25(4):23~27

[2]吕放放.杭州城区雨洪控制利用及道路应用研究:[学位论文].北京:北京建筑工程学院,2010

[3]唐邵杰,瞿艳云,容义平.深圳市光明新区门户区―――市政道路低冲击开发设计实践.建设科技,2010,13:47~55

[4]马敏杰,姚敏,李英豪,等.昆明市市政道路雨水资源化利用的研究.林业建设,2011,5:49~52.

海绵城市的措施第3篇

关键词:绿色建筑;海绵城市;低影响开发;可持续

1引言

绿色建筑理念在我国城乡规划建设发展中对建筑节能、低碳城市发展做出了重要贡献。早在2006年,我国就颁布了第一部关于指导绿色建筑建设发展的《绿色建筑评价标准》,2015年又有了新的修订版,在原有基础上对标准的适用范围、评价种类、评价方法、指标体系都进行了修订。强调了对绿色建筑技术、管理的提高和创新的鼓励。绿色建筑结合了生态建筑、生物气候建筑等理念对建筑全生命周期的发展进行了诠释[1]。近年我国各地发生的城市内涝诱发了许多次生灾害,已成为城市化发展中非常棘手的热点问题。海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑物、道路、绿化、水体等生态系统对雨水的吸纳、渗透、缓释的作用,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式[2]。海绵城市是即田园城市之后又一城市规划理念的概括,是对城市发展中表现出具有某种吸收性能的现象的形象比喻,后来发展成为解决城市关于水资源问题的综合概念集成[3]。2014年底我国颁布了《海绵城市建设技术指南》,该指南在编制过程中与《绿色建筑评价标准》等规范进行了有效衔接。在2015年与2016年陆续评审划分了两批海绵城市建设试点城市。绿色建筑与海绵城市在技术路线与设计策略上有所不同,但是在建设生态城市的可持续发展理念上有诸多相通之处[4]。是与发展低碳城市建设一脉相承的模式,都是在不断探讨可持续生态化城市建设模式中发展而来。在解决当前城市建设中的水资源及其相关的问题时,势必要坚持将低影响开发理念、绿色发展方式融入城市建设当中。

2海绵城市的产生绿色建筑在技术研究与指标

体系构建中对建筑环境中水资源使用进行了细致的划分。在绿色建筑一系列技术导则、实施细则中对制定水的专项计划进行了严格要求,尤其是在场地设计与节水设计控制指标体系中[5][6]。无论是绿色建筑评价标识还是设计标识,绿色建筑对水的使用与节约是贯穿在建筑从勘探设计到施工建造再到后期竣工使用,乃至拆除中的。绿色建筑侧重在区域的建筑建造与运营中强调水资源在使用过程中的注意要素。无论是直接取用水还是间接的其他活动,都要确保减少对水资源的破坏。在使用的过程中去除对水的无作用使用,或者竟可能减少浪费,同时采取有效措施提高单位水的使用效率,达到水资源利用最大化。应对水的渗透、储蓄中对资源的迫害,提高水的分类处理,对自来水厂与中水系统都有一定要求[7]。从生物水资源与建筑营造活动角度来看,强调城市建造对水资源的改造,更多的从水资源如何适应人类的生活与生产需求角度考虑解决办法。我国人均淡水资源占有率很低,水资源可利用量、以及人均的水资源数量极为有限[8]。海绵城市丰富了水资源使用与城市发展之间和谐发展的途径。而且提供了解决水问题可行的新思路。注重挖掘人类活动融入自然本身,即“人适应水”的理念[3],在适应自然环境的建造规划中开辟水适应性的景观。把建造生态城市实现LID所需的城市管廊与丰富的吸水、蓄水、净水下垫层比喻为“海绵”,是一种非常形象的利于推广这一理念的生动行为。海绵城市同样注重水资源的保护与节约利用,但并非是城市发展缺水所致,而恰恰是暴雨、洪涝造成的水患这一“城市病”,以及越来越严重的地表水污染问题。城市干旱地区,需要节约用水,可以减少浪费、污染,对污水进行处理排放,可以储蓄雨水,可以净化污水二次利用,可以调用水资源丰富地区的水。降雨丰富的地区,更需要控制储蓄水,及时疏导水资源,解决渗水途径。解决水资源问题的途径不单单在水资源本身,还有周围环境与人类活动。海绵城市整合了人类活动对水资源的需求与解决水问题技术集成。提供了由点到面,面面结合,再由面致点的解决与水相关的“城市病”问题的思路。大到城市规划中的国土资源各方面水利工程、市政管网、湿地公园,小到住宅区域建筑散水、下沉式绿色,协调整合的点、面更为宽广。从大气循环的角度考虑水体的蒸发到降雨、储蓄、疏流、渗透净化的可持续、间断性利用,更加体现低碳城市建设内涵。传统的杂乱、单一的控制、治理水资源方式,产生了一系列不科学的工程型措施,对整个水资源系统有一定的破坏。海绵城市就是把城市看成一个宏观的个体,主动式的去完成对水的吸入、净化与释放。

3用水、储水与净水

图3渗水地面设计(图片来源:摄于2016年)图4蓄水池与滞留带设计(图片来源:摄于2016年)绿色建筑从保护场地内原有的自然植被、湿地、水域角度因地制宜的进行设计建造[9]。设计之初不能破坏场地水资源,同时进行源头补偿性的设计。对场地内绿地率与人均公共绿地面积进行了规定,绿地设计有利于增加渗水渠道、保护水土流失、净化水质、补充储水地带。使用水的过程中要求结合节水规范,对用水量进行额定设计[10]。对市政管网的设计、施工技术进行规范。对水的使用从设备上进行主动式的干扰,分类型的对生产、生活、景观用水进行智能化量化控制。在储水、净水设计中,更多的是从提高非传统水源利用率角度进行设计[11]。储水设计与景观设计结合对雨水进行收集。在传统过多的硬化路面设计中,进行渗水设计。对湿地、储水池等的净化采取主动式的设备控制结合水生动、植物同时进行。海绵城市对水资源的积蓄、渗透、净化采取综合的措施,具体可扩展为渗、滞、蓄、净、用、排等。海绵城市建设理念依然从人与自然和谐相处的可持续理念出发,要求建造开发前后生态环境原有的水文特征、资源状况保持一致,同时预防可能产生的极端状况,对设计降雨量、年径流总量控制率等指标进行控制[12][13][14]。也是对绿色建筑下垫面层补偿式设计的补充。用水前期要从城市规划的角度进行宏观设计,在总体规划、控制性详细规划阶段都要满足一定技术要求。储水与净化水资源是互相穿插交替进行的。侧重点在于对雨量充沛与人口密度、建筑密度、城市体量高度集中的地区雨水的疏导、储存、渗透、净化。从保持水文特征平衡的角度概括为低影响城市设计和开发理念-LID。即对区域内全年不外排的雨量、下垫面层的径流总值与径流峰值、径流污染控等进行有效调控[15]。低影响开发的含义最初强调从源头控制,但是我国城市土地开发强度普遍较大,仅仅依靠源头控制难以实现开发前后径流总量和峰值流量等维持基本不变[16]。所以还必须借助于中途、末端等综合措施,所以海绵城市LID已延伸至源头、中途和末端不同尺度的控制措施。

4结语

海绵城市的措施第4篇

关键词:城市化;海绵城市;景观设计要点;探讨

海绵城市构建是一个多学科融合的复杂工程,其在构建过程中所涉及的景观设计要点极其重要。通过对温州海绵城市构建过程中景观设计要点进行探析,以期提高城市景观设计的实用性,同时推动温州海绵城市的构建,进而减少诸如内涝这样的生态环境问题。

1海绵城市的基本内容

1.1海绵城市的含义

海绵城市是新一代城市雨洪管理的概念,主要是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,因此“海绵城市”也可称之为“水弹性城市”。它的主要功能是下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,等到需要的时候再将蓄存的水“释放”并加以利用。

1.2海绵城市构建的背景

温州作为我国浙江省的沿海城市,在夏秋季节常常遇到台风、暴雨、泥石流等自然灾害,并给当地经济的发展和人民生活带来了比较严重的影响。加上城市地面主要是依靠管渠、泵站等设施进行排水,长期如此,就使得温州这一城市路面容易出现逢雨必涝,旱涝急转。为了避免温州一到下雨天或者遇到台风天气就出现这样的情况,海绵城市在构建过程中景观的设计则更加注重利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,同时以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念,这样既避免了洪涝,又有效地收集了雨水。

2海绵城市构建过程中景观设计的相关要点

2.1道路景观的绿化设计

道路作为城市发展中的重要廊道,也使得在海绵城市构建过程中,发挥着重要的作用。而最需要考虑的是温州城市道路景观的绿化设计。所谓绿化设计,则是指在城市的道路隔离带或路侧绿化带的设计中,要设置相应的植草沟、植树沟,并根据季节的变化种植不同的植物,这样不仅可以起到净化空气的作用,还使得雨季到来的时候,截留雨水。而当雨水过于饱和的时候,则进行有效的储存,这样能在干旱季节的时候,给道路周边的植物进行灌溉。

2.2道路景观的材质设计

道路景观设计是温州海绵城市建设中非常重要的内容,除了对景观的绿化设计加以重视外,还要慎重选择合适材质。为了有效应对城市内涝问题,道路景观最好选择可渗透的路面。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,从而直接减少地表径流的工程性措施。这一措施一方面增加了透水混凝土和透水面砖的使用面积,从而有效地促进水体渗入地下。

2.3广场景观的人性化设计

近几年,随着我们生活水平的逐渐提高,以及对于自由活动空间的需求加大,温州城市广场这一景观也迅速地出现在建设之中。同样作为海绵城市构建中的一大景观,其在设计过程中既要考虑实用性又要考虑人性化。从实用性的角度上考虑,广场在地砖的选择上最好是能够透水的,而且地砖下面还要铺装一层透水混凝土,这样才利于雨水的渗透。而从人性化的角度上考虑,城市广场本来就具有休闲、娱乐、观赏等功能,因此在设计的时候,要注意将休闲设施等项目纳入整个海绵城市的构建中,并在一些配饰的选择上采用不同色彩和样式的组合,进而提高广场的美观性和艺术性。

2.4自然景观的调节设计

每一座城市都是由不同的景观组成的,而所有的城市景观中,自然景观是最具有自动调节功能的,因此注重自然景观的调节设计是最利于温州海绵城市构建的。城市自然景观主要是由河湖、湿地等组成的,它们作为海绵城市天然的雨水滞纳净化场地,可以有效调节局域性的雨洪管理,甚至还能对局部的气候进行调节。鉴于自然景观的重要性,有效扩建城市河湖,湿地等景观建设的面积也就显得尤为重要,尤其是在雨水比较集中的区域,更应该有意识地增加自然景观的建设项目,从而发挥自然景观所具有的调节作用。

3结语

当下,我国环境问题变得越来越严峻,尤其是每当夏季雨水增多的时候,诸如温州这样的沿海城市很容易在一夜之间就成为了“水城”,从而对百姓的生产生活造成了巨大的破坏。海绵城市的构建能够较好地调节城市的环境问题。

作者:潘崇仁 单位:浙江佳境规划建筑设计研究院有限公司温州分公司

参考文献:

海绵城市的措施第5篇

一、引言

城市作为一个巨系统,与生态环境存在相互作用的关系。由于城市化过多关注经济功能、忽视城市的生态功能,造成下垫面硬化,湿地、湖泊被部分填埋,绿地减少。此外,现有的管网设计多偏重末端集中控制,造成城市地表径流增大,既浪费了雨水资源又使城市埋下了内涝多发的隐患。实践表明,采取单一的工程措施很难全面解决城市旱涝、水体污染、绿地减少等问题,城市建设与管理亟需树立系统整合的理念,以此缓解城市化进程中带来的生态环境压力。在此背景下,海绵城市作为一种全新的建设理念,开始在我国推广。那么,如何建设海绵城市、避免一哄而上导致决策失误,首先要认知海绵城市的内涵及其建设的核心主旨。

二、海绵城市内涵及核心主旨

海绵城市的内涵可概括为通过保护河流、湖泊、湿地等“海绵体”,修复已被破坏的城市水生态系统,通过采取“慢排缓释”和“源头分散”的排水方式,进行技术创新,提高生态环境治理水平,保障城市水安全,解决水污染及生态退化等问题。海绵城市的本质在于解决城镇化与资源环境的协调问题,构建可持续、健康的水循环系统,最终目的是使城市具备能够“弹性”适应环境变化的能力。正如有关专家所言:诸多水问题的本质是水生态系统整体功能失调,从生态系统服务的角度出发,跨尺度构建水生态基础设施,并结合多类具体技术建设水生态基础设施,是“海绵城市”建设的核心。因此,从海绵城市的内涵及建设的核心主旨出发不难发现,海绵城市项目具有不同于一般项目的自身特点。这些特点决定了海绵城市建设项目的推进相比普通项目的推进,面临的问题更为复杂和隐性。

三、海绵城市PPP项目特点

第一,多层次特征。从城市雨洪管理绿色海绵技术到城镇海绵系统,再到综合水安全系统与水生态基础设施,每一项海绵城市的建设项目都要为实现微观实效-中观实效-宏观实效服务。第二,集成性特征。海绵城市PPP项目是海绵城市系统的各微观组成要素,面对的是动态的生态系统,与轨道交通、管线建设等不同,具有一定的稳定性和固定性特征,其内部运行机制更为复杂,集成性和隐性程度也更高。第三,动态性特征。海绵城市PPP项目具有一定的前瞻性和运行上的灵活性,为不断发展中出现的新问题及项目间的协调配合留有一定的动态发展余量。第四,公用性特征。海绵城市承载的雨水回收利用、污染控制、改善生态环境等职能使海绵城市PPP项目大多带有公用事业性质。第五,成本相对性特征。短期上,由于很多城市在生态规划、设计、建设等方面欠账过多,因此建设海绵城市的投入比较高;长期上,从理论上讲,综合经济收益高于运营成本,如果能在最初的规划阶段将这一理念融入建设过程中,其成本可大大降低,甚至比传统的以灰色基础为主体的城市建设设施更加节省成本,相对旧城区的改造成本也会更低。第六,不确定性特征。海绵城市项目生命周期较长,参与各方多且相互关系复杂,在立项、融资、建设、运营等环节会有很多不可测、不可控的因素出现。由于当事各方很难约定各种情形下的责权利,因此会呈现出资产专用性强、信息不对称等特征,导致不完全契约状态下风险和效率的不确定性且呈现动态化发展。

四、海绵城市建设面临的潜在问题

由于我国在海绵城市的理论与实践、技术与管理等方面处于起步阶段,加之海绵城市项目自身的特点,所以必须充分认识到海绵城市建设将面临项目选择、规划、设计、融资、运营、监管等方面的潜在问题。这些潜在的问题将会随着海绵城市建设的不断推进浮出水面,直接或间接地影响海绵城市的建设速度和实际成效。为了有效应对、妥善解决这些可能出现的潜在问题,应充分分析并探求相应的解决方法。

(一)项目选择

海绵城市PPP项目前期评价机制的不完善。2014年12月,国家发改委在《关于开展政府和社会资本合作的指导意见》中明确规定:“物有所值”审查结果将作为项目决策的重要依据。世界上很多国家运用资金价值(Value for Money,VFM)评价方法,对PPP项目进行评价,而我国PPP项目前期评价中VFM的评估体系尚不完善,对PPP项目本身所带来的社会福利和外部性考虑不足,缺乏大量影子r格与行业数据等基础数据。由于缺乏大量准确的基础数据积累支撑,定量VFM不仅成本高而且缺乏准确性。

(二)规划层面

第一,规划过程中控制参数的选择问题。虽然美国低影响开发、英国可持续排水系统管理、澳大利亚水敏感城市等为海绵城市建设提供了大量的案例和经验,但是海绵城市建设具有因地制宜的特点。从我国提出建设海绵城市到具体实践,目前还没有成功的本土化案例可供研究。因此在规划的过程中,调控参数标准的选择成为瓶颈,亟需政府部门、研究机构进行全面论证。

第二,两类系统的有机衔接问题。从系统衔接角度讲,多年来,我国的城市建设已经建成了大量灰色基础设施,如何在实际管理和操作层面实现海绵城市建设与现有灰色基础设施的衔接,如何将绿色建筑(海绵建筑)有机纳入海绵城市的发展战略中亟需进行深入论证。

(三)设计层面

低影响开发(Low Impact Development)是海绵城市建设的重要指导思想,其在我国的具体实施需要大量详细的海量数据支持。但是,我国很多部门和企业尚不具备低影响开发的设计能力。

(四)融资层面

社会资本对政府与社会资本合作模式普遍持谨慎态度。2014年7月,财政部第43号文件,提供了新一届政府对城市融资和地方债务治理的框架,其中明确提出将逐步剥离地方融资平台公司的政府融资职能,推广使用政府与社会资本合作模式(Public-Private Partnerships)。虽然中央和地方政府大力推行政府与社会资本合作的创新型项目投融资模式,但是社会资本对此却普遍持谨慎态度,其中的原因之一即海绵城市PPP项目的融资环境存在很大的不确定性。这种不确定性具体表现在海绵城市建设项目融资主体的地位和权责不清晰,无法律层面界定。特别是随着地方融资平台公司的政府融资职能逐步剥离,需要与PPP模式下的特殊项目公司(Special Purpose Vehicle,SPV)实现市场机制下的分工合作,要求必须针对海绵城市各类项目的特点以及不同企业的自身条件和优势,探索不同阶段、面对不同主体下的运行模式,否则将很难形成持续的市场化推进力。

五、海绵城市项目在我国实行存量资产证券化的实践操作层面缺乏可行性论证和实证研究

(一)建设运营模式

1.政府购买服务型,项目公司进行设计、建设、资金筹措和运营。这一类型的项目有可能出现项目资产所有权所属对运营服务价格管理的有效性问题,如果处理不当会加大财政支出以及公私部门之间风险分配的纠纷,有悖于海绵城市PPP模式实现政府建设与管理成本的最小化和社会效益的最大化。而关于所有权的配置问题,即使是PPP模式做得比较成熟的发达国家对所有权配置的部分影响因素进行了理论研究,但是在实证研究方面还很欠缺。

2.消费者付费型。政府部门仅参与项目计划和许可,项目公司独立进行设计,资金筹措和运营通过收费收回投资和实现利润。需要注意的是,海绵城市涉及的生态水基础设施服务如何与消费者的间接付费合理联系是难点之一。宏观上讲,这是一个在分税制基础上跨区域的水生态系统治理问题,决定了社会资本进入海绵城市建设的方式、数量和质量。而方式、数量和质量将会直接影响海绵城市的进度和成效。

(二)监管层面

海绵城市建设涉及的水生态质量信息问题需要智慧城市系统大数据支撑和物联网技术下的智能监测与信息传导,以提高政府内部监督和社会外部监督的质量和效率。从我国目前推进智慧城市建设的进程看,很多城市还不具备提供大数据支撑和物联网技术的能力,由此必将为海绵城市项目的整体启动和运行带来影响。此外,从项目后评价层面的角度讲,PPP项目绩效指标多以问卷调查、模型计算归纳得出,很难动态纠正项目过程中的错漏,并且PPP的绩效指标体系也不尽完善。

六、对策

解决海绵城市建设面临的诸多潜在问题是多方参与的一个系统方案,涉及法律体系、公共政策、技术体系、管理机制、公众参与等多个层面,最终这些层面的问题都将归结于城市基础设施管理体制改革的问题,因此明确分类管理是重要前提。

第一,推进PPP项目VFM评价体系建设,建立适用于我国水生态基础设施的计算条件和指标参数,为VFM执行制定统一的量化范围和标准,科学计算以往管理体制下政府为海绵城市建设项目的支出总量和采取PPP模式政府的支出总量。第二,每个城市的自然地理条件和气象水文条件都有其各自的特点,要因地制宜科学论证具体项目立项的可行性,以分区目标、用地分类目标、用地控制指标为基础,综合考虑现有的灰色基础设施的运行能力与拟建的绿色基础设施的运行能力,在此基础上统筹考虑海绵城市所涵盖的灰色基础设施与绿色基础设施有机融合的问题。因此要设立协调机构,协调住建、水利、财政、环保、交通、农林、气象、规划等部门,建立区域协调管理机制,推进海绵城市建设。第三,加快开展LID技术应用研究及相关专业人才培养体系的建设工作,提高海绵城市建设本土化的设计能力。第四,推进城市基础设施建设分类管理。在过去的一段时间里,很多城市组建了投资建设公司,对基础设施企业的资产进行重组上市,但是这些举措都没能从根本上解决基础设施有效管理的问题,对社会资本进入公共项目的作用很有限。海绵城市建设同样面临这一问题,其所涉及的水生态基础设施系统不仅是城市基础设施系统的重要组成部分,而且海绵城市建设的一部分项目属于非盈利性质,有些又属于盈利性质,因此必须区分海绵城市的项目组成并实行分类管理。比如,以非盈利性质项目为主的政府投资建设管理与以盈利性质项目为主的社会资本投资建设必须分离管理,即以城司为代表的地方融资平台和SPV共生的局面,并以法律的形式明确各主体权责,保障海绵城市PPP模式的政府一方、项目一方和社会资本一方等各主体的利益。同时,要建立和完善产权交易和经营权有偿转让机制,促使政府投资从经营性水生态基础设施领域稳妥、有序地部分退出。此外还应完善金融市场,特别是要与发展银行、保险、信托、证券交易所等金融机构加强合作,开展海绵城市项目在我国实行存量资产证券化的实证研究工作。第五,目前,一些发达国家已经制定了征收雨水排放费的法律法规。我国对于海绵城市项目的服务定价研究需要与监管环节相联系,结合实际数据研究并制定雨水排放标准,并对现有的财政政策、税收政策加以改进和完善,确保政府对海绵城市项目全生命周期的管理合理。第六,加快推进数字城市向智慧城市转变的进度,特别是要加快城市信息管理平台建设。海绵城市建设是智慧城市建设的重要组成部分。海绵城市建设项目库的信息应达到实时网上公开化,让公众能够分享海绵城市项目的规划、设计、融资、建设及运营信息,这对于推进社会资本投入、加快混合制经济发展将会产生明显的推动作用。第七,加强对海绵城市PPP项目的后评价实证研究工作,根据实际情况建立海绵城市PPP项目后评价指标体系,为进一步推广海绵城市建设积累理论与实践经验。

综上,在海绵城市建设的过程中,政府、规划部门、项目公司、业界和社会资本必须针对本地实际,在建设模式、技术体系、城市管理体制等方面积极创新实践,这是推M海绵城市建设的先决条件。

参考文献

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[5]何常清.以控制指标的分区分类落实引导海绵城市建设[J].江苏城市规划,2016(2):38-39.

海绵城市的措施第6篇

关键词:海绵城市 安阳市 城市改造 建议

中图分类号:F291

文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2016)08-203-02

一、海绵城市的概念

海绵城市,简单地来理解,就是城市像海绵一样,在降雨过程中将雨水收集起来,等待需要的时候在释放出来,用于灌溉、冲洗路面、补充景观水体。城市可以像海绵一样压缩和恢复,能够最大限度上地防洪减灾。城市的“海绵体”不仅包括小区建筑物的屋顶、植草沟、园林绿化、透水铺装等,还包括城市的各种水系,例如江、河、各种自然人工湖等。

传统城市,未能考虑城市降水资源的综合利用,只考虑到“排”。传统城市雨水通过管道将雨水快速排出城市。随着传统城市的不断发展,道路硬化增多,不透水的路面面积大大增加,盲目的发展使得雨水无法下渗到土地内,这样就造成了城市的内涝和径流污染发生次数大大增加。和传统城市不同,海绵城市可以有效地解决城市内涝问题,对于维持房地产开发前后的水文特征,维持人与自然的和谐发展有着极其重要的作用。

二、安阳市城市概况

河南省安阳市处于太行山脉与华北平原交界的过渡地带,地势总趋势为西高东低,自西向东呈阶梯式下降,大致以京广铁路为界,西部为山丘区,间有小型盆地,最高山峰海拔1632米。安阳市东部为冲击平原,最低洼地海拔高度为50米。地貌由山地、山间盆地、丘陵、平原、岗地、泊洼六种自然形态组成。

安阳市全市多年平均水资源总量为16.403亿m3,人均水资源占有量为322m3/人,亩均水资源占有量301m3/亩,低于河南省人均占有量470m3/人、亩均占有量400m3/亩的水平,分别为全国人均水资源占有量的七分之一,亩均水资源占有量的六分之一,属于水资源匮乏,供需矛盾严重的地区。

三、海绵城市的构成

海绵城市利用低影响开发雨水系统,使得开发前后的环境水文保持不变,能够使得城市像海绵一样吸收和释放雨水,达到调节环境的目的。低影响开发影响的种类有很多,以下就介绍几种低影响开发设施。

绿色屋顶,顾名思义是将植被种植于各类建筑的屋面、天台、露台等。绿色屋顶由建筑屋顶的结构层、防水层、保护层、排水层、隔离滤水垫层、蓄水层和种植基质、植被层组成。绿色屋顶可以有效地增加小区的人均绿化面积,以30万m2的住宅小区为例,假设屋顶面积为25%,则将近有7.5万m2的绿化面积;传统的屋面材料在视觉上观感较差,绿色屋顶则能带给人赏心悦目的感觉;绿色屋顶还能调节屋顶温度,研究表明,在夏日屋顶最高温度可达80摄氏度,而冬天最低可达零下20摄氏度,巨大的温差容易导致屋面材料老化,而绿色屋顶可以克服这一缺点,种植植被的屋面夏季温度通常可以保持在20~25℃,可以有效地防止屋面的老化变形,减小了屋面裂缝的可能,提高了建筑物的使用寿命。同时在冬季,绿色屋顶可以起到保温的作用,统计表明,冬季无绿色屋顶的屋面比有绿色屋顶的屋面温度低2.4℃;绿色屋顶可以有效地截留雨水,削减雨水径流总量,减少排水不畅和洪涝灾害。同时,绿色屋可有效的节约水资源,促进环境的保护和水循环的平衡;绿色屋顶可以吸收空气中的灰尘及二氧化碳,减少温室效应。植物可以通过光合作用及叶片的吸附等作用,对空气污染进行削减。同时,绿色屋顶可以通过绿化层的滞留、吸收,将屋顶的污染物有效削减。从而保护大气环境和水环境,免受破坏。

透水铺装是指将孔隙率较高、透水性较好的材料应用于道路路面。它可以使雨水进入透水铺装的内部,贮存适量的雨水或随内部的排水管道排出,减少洪峰流量,削减径流系数。透水铺装由土基、垫层、基层、过滤层、面层等构成。透水铺装可以有效的削减径流流量,使雨水迅速的入渗,减少洪涝灾害的风险;使得水资源得到有效的补充,利于生态环境的保护;透水铺装可以使路面无积水或有少量积水,从而增强道路的安全性能,保证了行人和驾驶人员的生命安全;透水铺装的较大孔隙不仅可以吸收噪音,还可以缓解温室效应,使得路面温度得到有效的降低,延长道路的寿命。

植草沟又称为植被浅沟,是一种种植有植被的具有景观欣赏性的地表沟渠,它可以通过重力流收集、转输和排放雨水。植被浅沟既是一种径流传导的设施,也可以与低影响开发的其他设施一起,输送径流雨水并且收集、净化雨水。植被浅沟根据构造的不同,共分为干式植被浅沟、湿式植被浅沟和转输型植被浅沟三种。植草沟可以有效地滞留雨水,促进土壤的渗透。同时,它还可以减缓雨水的流速,保持水土,削减径流量。植草沟对于污染物的去除和迁移也起到了较好的作用。

雨水花园通常建设在地势低洼的地区,由种植的植物来实现初期雨水的净化和消纳,是低影响开发技术的一项重要措施。雨水花园具有造价低、管理维护方便,易于与当地的景观所融合等特点。它被欧、美等多个国家广泛应用在居住小区、商业区等不同的地区。雨水花园主要由蓄水层、覆盖层、种植土层、人工填料层和砾石层等五部分组成。重金属、沉淀物等不同的污染物质随雨水径流汇入雨水花园。通过植物的吸收、微生物的作用等,将污染物去除。植物的根系,对土壤的净化也起到了一定的作用。雨水花园可以有效地去除氮、磷等污染物,与传统的措施相比,具有成本低、与周围环境融合度高、不产生其他污染等优点。

下沉式绿地有广义和狭义之分,广义的下沉式绿地除包括了狭义之外,还包括渗透塘、雨水湿地、生物滞留设施等;狭义的下沉式绿地,又叫下凹式绿地,低势绿地,指高程低于周围的路面或铺砌硬化地面约20cm内的绿地。下沉式绿地可以在降雨时,让雨水较大程度的入渗至绿地中,滞留大量的雨水,避免了传统方式中雨水管渠的阻塞、下水缓慢等问题。雨水中携带了较多的有机污染物和无机物等,随着雨水径流进入下沉式绿地。下沉式绿地可有效的阻断面源污染,使污染物得到削减。下沉式绿地的建设,减少了雨水检查井的修砌,避免了雨水井盖的偷盗事件,确保了行人的安全,防止伤人事故。

蓄水池指专门储存雨水的收集利用设施,同时它能够削减洪峰流量。蓄水池需结合当地的土质、地形等条件,可选用钢筋混凝土、砖砌等多种形式,用于地上或地下。蓄水池可用于具有雨水回用要求的小区等,回用的雨水可用于冲厕、浇洒绿地、景观用途等。

湿塘是指具有收集雨水和净化雨水的功能,是景观水体的一种。湿塘能够在平时发挥其景观功能,供人们休闲和娱乐。在降雨时,发挥雨水调蓄的功能。湿塘可以用在居住小区、公园、广场等具有较大空间的地方,对于生态保护和丰富居民生活有着重要意义。

四、构成海绵城市低影响开发小区案例研究

低影响开发的技术措施的探讨,主要是为了指导工程实践,为建设海绵城市奠定坚实的基础。下面通过对安阳市某小区的工程案例的模拟,探究低影响开发技术措施的环境效益、经济效益和社会效益,同时利于低影响开发技术措施的推广与应用。

御水园商住小区建设项目位于安阳市中华路与金沙大道东北角,项目规划总用地面积21.5公顷,规划总建筑面积71.07万m2,容积率2.47,建筑密度22.05%,绿地率达42.35%。项目主要由23栋高层住宅楼和17栋多层住宅楼组成,设计总户数约3295户。小区以水为名,小区内有河流通过,正符合了海绵城市合理利用雨水的初衷,河道的经过也有利于小区进行低影响开发。

现对该小区低影响开发的效果进行简单的评估,以判定低影响开发技术措施对于建筑小区的作用:在建筑小区的各个高层的屋顶建设绿化屋顶,种植适宜安阳市当地的种植植物,从而削减屋顶雨水径流量,减少径流污染,提高屋顶的美观及楼宇的舒适性。小区的人行道、广场等地、非机动车道均采用透水混凝土铺设,以促进雨水的尽快渗透,减少小区雨后的积水,确保行人的安全,降低小区的噪声,减少环境污染。小区绿化均设置为下沉式绿地,下沉深度比地面高程低约100mm左右,使雨水从路缘石的缺口处流入绿地。在小区设置雨水花园,从而减少雨水的径流总量,削减径流污染,提高居住小区的生活质量。

结论

安阳市是水资源匮乏的城市,水资源有着很大的不足,同时水资源污染的问题也十分严重。由于城市化进程的不断推进,居民小区拔地而起,不透水路面面积的增大,造成了安阳市部分低洼地区逢雨必涝的现象。本论文针对以上问题进行分析研究,得出以下结论:

海绵城市安阳市小区建设中应用是十分有必要的。海绵城市将传统的雨水管渠与低影响开发技术措施相结合,使得城市在小区开发前后的水文及生态环境特征保持不变,在抵抗自然灾害时,如同海绵一样,具有一定的“弹性”。在安阳市建设海绵城市,需要利用低影响开发技术措施从源头、中途和末端三方面进行控制。源头的控制,可以通过绿化屋顶、初期雨水弃流、渗透井、植被浅沟等措施实现;中途的控制,可以通过透水铺装、下凹式绿地、雨水沉淀池、滞留池等措施来实现;末端的控制,可以通过稳定塘、湿塘、人工湿地、渗透塘、雨水花园等措施来实现。

参考文献:

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海绵城市的措施第7篇

[关键词]海绵城市;园林工程;应用研究 文章编号:2095-4085(2017)02-0165-02

水资源分布失衡的状况在我国的表现非常突出,一些区域经常会由于供水失衡出现缺水状况,所以说为了从根本上解决城市内涝问题,就应当加强对水资源的保护。在这种情况下,海绵城市理念的问世迅速缓解了该问题,并且加快了城市可持续发展的进程。城市园林绿地作为城市居民平时互相沟通、娱乐的关键场地,在其建设过程中引入海绵城市建设模式有助于改善园林建设中的欠缺之处,增强园林绿地的整体性能。

1海绵城市理念及其在我国的发展现状研究

所谓“海绵城市”,指的是城市可以像海绵一样,在迎合环境变换以及应对自然灾害等一系列问题上具备良好的“弹性”,并且在降雨的时候吸水、蓄水、渗水、净水等,必要时把自身存储的水分释放并加以利用。在此基础上提出了海绵城市建设理念,即为把自然渠道同人工措施有机结合,同时秉承生态优先的原则,在保证城市排水防洪安全性的基础上,最大限度完成雨水在城区的积存、渗透以及净化工作,进一步推动水资源的合理利用及布局,最终为生态环境稳定性的保持提供保障。

海绵城市建设理念在我国园林工程建设中早已获得了一定应用,并且取得了一定成效。首先,其使得水资源的分布更加广泛,这给地区的发展提供了有力保障。现如今,由于国内社会经济的迅速发展、进步,国内很多地区的水环境污染现象越发严重,再加上众多工厂企业的兴起,给水资源造成了巨大的污染。在引人海绵城市理念进行建设后,则有效缓解了水污染、局部缺水等问题;其次,海绵城市建设方法的引入,使得园林景观绿意盎然、山水交融。近来,国内政府更加注重生态文明的构建,在城市建设环节中突出了对绿色生态的构建。随着城市绿地规模的迅速扩展,为城市居民提供了充足的休闲地点。除此之外,这一建设格局也更好地反映出了海绵城市的景观氛围,进而为地区经济进步提供了重要保障。

2海绵城市理念在园林工程中的应用

2.1居住用地选取逐级单元式网状径流控制对策

一般而言,居住区都是在那些地势相对缓和、海拔不高的地方修建起来的,所以说绿地和住宅布局容易构成组团式,这种布局也会对住宅区的径流起到关键性的作用,令径流的产流点上升,同时十分分散。在居住区的规划设计过程中需要不断增加净水设备、改善水质,并且还应当采取针对性措施令雨水的渗透量得到提升,然后按照基本状况适当增添缓排设施。例如,基于LID的雨水径流控制模式是为满足各级居住绿地形成的组团式而专门设计的,以小单元为区域划分出的网状径流管理系统。降水前期,屋面一些水分会消失,之后部分雨水通过落水管滑落到外部高位花坛或者生物滞留地带,地标径流饱和后一些溢出的降水会经由地面引流槽等专门的引流路线流入滞留池或者多功能的调蓄场所,最终实现多元化的根本目标。各组团的LID设计理念各异,然而,它们一致的功效均对更有效地处理当地汛期降水的缓排工作和雨水的充分利用起到积极作用。

2.2广场用地选取逐级滞留渗透对策

依据广场地形的基本情况,台地式广场的地表径流量相当大,因为广场的人类活动较为频仍,所以径流水质状况相对较差,并且由于上下台地的落差非常大,又无形中提高了径流的冲刷力度。我们在对广场进行规划设计的时候,需要改变传统直排、快排的方式,按照各台地的基本特征,采取层叠式、分散式的雨水管控策略,这样做能够有效地对当地25mm及以下的中小雨径流量做出有效处理,从而强化雨水渗透能力,提升广场周围径流的水分质量。此外,我们还必须充分考虑到广场内部的植被存在一定的遮阴作用,所以在工程建设实施中应当种植各类植被,为阶梯式景观群落的达成提供有力保障。比如说,像停车场及步行广场等地可采用渗水性较强的面层进行铺装,除了能够削弱地面热量反射的影响外,还能够使土地的生态功能更强,为城市排水设施压力的进一步减轻创造良好条件。

2.3公园绿地选取分级调蓄缓排对策

这一措施主要包括以下两方面内容。首先,分级湿塘模式。这一模式主要是指按照基本需求在山顶及山腰等地段构建起湿塘,目的是减缓径流速度。在陡坡处则按照LID技术措施进行改善,坡度低平的地段可以增加多个坡面,同时按照地形地势特点对径流采取分层控制,进而构建起自上而下的水景和雨洪调蓄系统;其次,阶地式生物滞留设施模式。这一模式原理为在满足土地理化性质的前提下,在山腰等地段设计配置阶地式的生物滞留设施,以尽量削弱雨水侵蚀作用。在坡度低平区可以种植普通的绿色植物,不仅能够减轻雨水对土壤的侵蚀,也可以形成独特的自然景观。

海绵城市的措施第8篇

【关键词】海绵城市 低影响开发 绿色基础设施

【中图分类号】 C912.81 【文献标识码】A

【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2016.21.005

自本世纪以来,随着我国城市化进程加快,导致了河流、湖泊、绿地等生态环境不同程度地受损,如地面不透水硬化面积增加,破坏了城市原有的自然生态系统和水文特征。城市开发建设后,原本可以大量渗入地下的雨水在短时间内形成径流,经管渠、泵站等灰色基础设施快速排放,往往造成排水系统不堪重负而发生内涝,大量雨水不能入渗和有效利用。在传统的雨水“快排”模式中,除蒸发和少量的下渗外,径流的排放量超过80%,造成了雨水资源的大量流失和城市内涝,带来了城市洪涝和缺水的双重问题。我国的城市普遍存在内涝、水生态环境恶化、水资源流失、水环境污染、水安全缺乏保障等一系列问题。

“海绵城市(Sponge City)”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。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。海绵城市建设是实现城市雨水可持续管理的重要途径,首先是保护和恢复城乡重要海绵体,如河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区域;保护水源涵养地、林地、草地等具有较高雨水调蓄能力的绿地要素,维持城市的自然水文特征。其次是合理控制开发强度,并通过低影响开发设施,促进雨水的渗透、储存和净化,最大限度地维持或恢复城市开发前的自然水文循环,实现城市雨水的可持续管理。海绵城市与智慧城市、园林城市、生态园林城市、生态城市、宜居城市、气候适应性城市、韧性城市等发展模式有机结合,营造自然生态的、可持续发展的城市。

国外海绵城市建设相关领域的研究与实践

国外海绵城市建设的相关领域研究与实践始于20世纪60年代,代表性的理论和实践包括美国的最佳管理措施(BMPs)、绿色基础设施(GI)和低影响开发(LID)德国的自然开放式排水系统(NDS),英国可持续排水系统(SUDS)澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD)欧盟的水框架指令(EUWFD)等。

最佳管理措施(Best Management Practices, BMPs)。20世纪60年代,美国开始重视雨水径流(污染)控制和合流制排水系统污染控制的研究,以改善水质环境。20世纪70年代,美国提出“最佳管理措施”即雨水管理技术体系,首次被引用在1972年通过的联邦水污染控制法修正案(Water Pollution Control Act Amendment)中,并在1987年的《清洁水法修正案》(the amendment to the Clean Water Act, CWA)中制定了促进全美范围内关于非典源污染控制的条款,自1970年代以后成为欧美地区城市开发、暴雨管理、排水减灾等相关措施的主要依据原则。美国环保局(EPA)将BMPs定义为“在特定条件下用于控制雨水径流量并改善雨水径流水质的技术、措施和工程设施最具成本效益的方式”。①1997年,美国国会颁布新的《清洁水法修正案》,为管理水污染物确立了基本框架,包括设计暴雨的洪峰流量控制和水质控制。1998年,美国土木工程学会和联合国教科文组织(1999年)将“可持续的城市水资源系统”定义为“其设计和管理可以满足现在和将来社会的需要,同时也可以维持他们生态、环境和水文循环的完整性”。同时,美国绿色建筑协会(USGBC)的能源和环境设计先锋奖(LEED)中也规定了和暴雨管理规划相关的标准。例如,当地表不透水面积小于50%时,必须实施暴雨管理规划,以保证开发后的洪峰流量和水量不超过开发前的标准(1~2年一遇24小时);而不透水面积大于50%时,开发后的洪水径流总量比开发前的总量少25%(2年一遇24小时)。上述法律、法规和政策制定的目的即为促进和监督BMPs的实施和应用②。BMPs既是暴雨暴雨径流控制、沉积物控制、土壤侵蚀控制技术,也是防止和减少非典源污染的管理决策。其目标除了抑制暴雨地表径流洪峰流量之外,还可以增加水资源的利用并且改善暴雨期间水质污染。减少洪水损害、最小化径流、减少土壤的侵蚀、保持地下水补给、减少面源污染、保证生物多样性和河道的完整性,减少污染径流,提高水体的服务功能,保障公共安全。BMPs的基本目标是通过加雨径流的控制来缓解城市建设与水生态环境之间的矛盾。为了实现此目标,美国对城市雨水径流控制的要求提出了明确的规定和通用的计算方法(SCS方法、合理化公式、改善的合理化公式)。在区域和城市尺度,新泽西雨水管理手册提出了RSWMP规划流程和导则(Regional Stormwater Management Plans, RSWMP),包括规划委员会的建立、水资源和环境规划部门的组织与协调、规划的制定与评估等步骤。

自然开放式排水系统(Natural Drainage System, NDS)。20世纪80年代,德国逐步建立和完善了雨洪利用的行业标准与管理条例。1989年,德国出台《雨水利用设施标准》,标志着雨水利用技术的初步成熟。自然开放式排水系统(Natural Drainage System, NDS)作为一种设计策略,其目标是针对城市水生态环境的问题,降低雨水径流的量,联通雨水设施廊道,削减初期雨水中的污染物含量。

首先,NDS对于径流流量的控制所采用的常用方法是径流的暂时性滞留,以推迟洪峰径流,并使排放到雨水管网的径流流速在可控制的范围内(与开发前的径流速率相当)。其次,为保护河流等水系廊道的完整性,保护区域及缓冲区域的范围、长度及保护的等级需要明确。最后,考虑到降雨量、水质和环境舒适度等环境因素,德国规划管理部门针对不同用地类型制定了与之相适应的环保政策、依据和保障及设计标准。例如,对于商业区,德国联邦及各州法律规定受污染的降雨径流经处理达标后才允许排放,而新建成区域则需要考虑雨水的回收与利用问题,减少雨水排放量,以减免雨水排放的费用。NDS系统在德国的城市社区尺度实践案例众多,例如位于汉诺威的康斯伯格社区(Kronsberg, Hannover)即为雨洪管理工程措施和风景园林设计相互结合的典型实践案例。该社区在雨水收集上采用了过滤式沉淀槽、渗透型地面、植被渗透浅沟、雨水花园、人工湿地等多种方式收集和调蓄雨水。建成后的康斯伯格社区的径流量(19mm/年)接近未开发前的自然状态(14mm/年),仅仅为传统社区径流量(165mm/年)的1/9。

可持续城市水资源系统(Sustainable Drainage System, SUDS)。上世纪末,英国牛津的罗伯特・布雷(Robert Brey)开启了可持续城市排水系统(Sustainable Drainage System, SUDS)的研究、设计和应用,代表了英国针对城市内涝等环境问题提出的可持续性城市排水系统,关键性技术包括源头控制设施、渗透性铺装、雨水滞留池、雨水渗透沟渠和绿地屋顶、过滤植被带、地下储水设施等③,其目标是:1)保护和改善水质,城市水资源管理的重心由“利用”转为“控制”;2)协调社区的居民需求与水环境之间的关系;3)利用城市水系统为野生动植物提供栖息地;4)鼓励地下水的自然性回灌等。SUDS的设计目的是促进雨水渗入地下,或者在源头控制雨水进入雨水设施,以模仿自然式的排水方式。近十年已在英国及欧洲多个城市应用。2004年,英国规划与环境部门合作发行了SUDS建设指南,并在2009年进行了更新,该建设指南中的地方标准包括康沃尔郡、临界流域、地区、高速公路等多个尺度中SUDS设施。康沃尔郡SUDS建设指南则将所有可达的公共开放空间和城乡绿地均纳入到可持续排水系统之内④。

绿色基础设施(Green Infrastructure,GI)。1999年8月,美国保护基金会(The Conservation Fund)和农业部林务局(The USDA Forest Service)首次明确提出了绿色基础设施的定义,即绿色基础设施是国家自然生命保障系统,是一个由多要素组成的相互联系的网络,这些要素包括:1)水系、湿地、林地、野生生物栖息地及自然区;2)绿色通道、公园及自然环境保护区;3)农场、牧场和森林;3)荒野和其他支持本土物种生存的空间;它们共同维护自然生态进程,长期保持清洁的空气和水资源,并有助于社区和人群提高健康状态和生活质量。⑤绿色基础设施理念认为城市问题产生的根源是土地开发和保护战略对生态系统乃至社会产生的一系列影响,强调从产生实际问题的源头开始实施管理,并应用一系列的生态技术以消减问题的严重性。

2008年美国环境保护署(United States Environment Protection Agency,USEPA)在《2008绿色基础设施行动策略》中将GI定义为“利用和模仿自然的进程来渗透、通过植物或蒸腾作用重新让水返回环境或者是在暴雨、地表径流等产生的地方重新利用它们”。至此,GI将作为“基础设施”的本意解释,即一系列结合自然系统和工程系统的产品、技术和措施,突出模仿自然水系统过程,从而达到改善环境质量和提供公共设施服务的目的,它应该和其他城市基础设施一样,能够引导城市发展⑥。塞巴斯蒂安・莫法特(Sebastian Moffatt)编写了加拿大《城市绿色基础设施导则》(A Guide to Green Infrastructure for Canadian Municipalities);沃姆斯利(Walmsley)结合美国新泽西州的案例,提出了绿色基础设施的5个设计标准。

2011年,美国城市绿色基础设施总体规划(NYC Green Infrastructure Plan-NYC and NYCDEP 2011)在城市雨水径流方面提出了新的绿色基础设施的概念,并提出了传统基础设施和绿色基础设施之间关系及如何有效衔接。其初衷是由于现代城市扩张迅速,大量土地由林地、农地等自然、半自然类型转变为建设开发用地,自然空间的大面积消失和破碎化,绿地空间的生态服务功能严重退化,使原本以郊野和自然区域为基质、以城市为斑块的格局出现了关系反转。而应对这一转变的途径是将破碎的绿地斑块通过廊道连接成为可持续发展所依赖的“基础设施”。

2011年,纽约市政府了2030年纽约城市的新规划(Greener Greater New York),对城市雨洪管理体系进行了分类,其中2项目标与城市水资源的管理相关:其一是将用于休闲娱乐的景观水体比例由48%提升至90%;其二是提升城市社区、自然系统和基础设施的抗灾能力,推广绿色基础设施和雨水管理设施,并实施灰色基础设施的升级(抵御10年一遇标准降雨的目标),如扩建管网或者修建控制合流溢流(CSO)污染的控制设施,以达到灰色基础设施和绿色基础设施的耦合⑦。

低影响开发(Low Impact Development, LID)。20世纪90年代,基于BMPs最佳管理措施的理论和技术,美国马里兰州的乔治王子县(Prince George's County)及西北地区的西雅图(Seattle)和波特兰(Portland)共同提出了新的雨水管理、控制和利用技术综合体系⑧,即低影响开发,一种以模拟自然排水方式为核心的雨洪管理技术⑨。2000年,美国国会修订了《清洁法案》,并对城市雨水污染的评价与监测、雨水资源管理和雨水径流污染控制的技术体系,以及合流制排水系统和雨水处理技术等作了规定,其中就包括雨污分流系统、合流制储存设施和实施低影响开发技术,以减少暴雨径流流入排水系统等灰色基础设施的负荷。LID措施有效补充了BMPs体系并在一定程度上弥补了BMPs体系的缺陷。LID作为一种场地设计策略和城市土地保护及发展战略,是一种基于微观尺度控制措施发展而来的雨水管理技术,其原理是通过分散性的、均匀分布的、小规模的基础设施对雨水径流进行源头控制,并通过渗透、过滤、存储、蒸发及径流截取等设计技术,实现对暴雨径流及污染的控制,缓解或修复开发所造成的难以避免的水文扰动,最大程度地降低土地开发对城市水文条件和生态环境的影响。2003年,美国西雅图市的高点社区(High Point,面积约53hm2)开始了为期6年的重建工程,引入了低影响开发LID的多项措施,以自然开放式的排水系统(NDS, Natural Drainage System)的设计手法使具有高人口密度的城市居住空间在人居、休憩、环境改善、径流控制和雨水利用等多个方面取得了良好的平衡,获得2007年美国城市土地学会ULI全球卓越奖。

水敏感性城市设计(Water Sensitive Urban Design, WSUD)。20世纪末,澳大利亚政府及管理机构提出了水敏感性城市设计的理念,并先后于2000年和2007年召开以“水敏性城市设计”为主题的城市发展会议。水敏感性城市设计是澳大利亚对传统城市开发措施的改进,其强调通过城市规划和设计的综合分析来减少城市建设对自然水循环的负面影响,并保护水生生态系统的健康稳定,旨在城市开发设计过程中控制和管理开发后的水体循环,以保护水环境的自然状态及可持续发展,同时将雨洪作为一种资源加以利用,实现城市防洪、雨水污染控制、雨水资源利用、水环境生态保护、城市景观综合效益提升等。

WSUD体系将城市水循环视为一个有机的整体,力图实现雨洪管理、饮用水供应和污水管理的一体化。该体系认为城市的灰色基础设施和建筑形式应当与场地的自然特征相一致,并将自然降雨和城市污水视为一种可以利用的资源。其关键性的原则包括:1)保护现有的自然特征和生态环境;2)维持集水区的自然水文条件;3)保护地表和地下水水质;4)降低供水管网系统和雨水管网的负荷;5)减少排放到自然环境中的污水;6)将雨水和污水的收集、净化、利用与风景园林相结合,以提升美学、社会、文化和生态价值。

WSUD反映了面对城市内涝等环境危机时在城市规划、设计和建设过程中发生的根本性的策略转变,使雨水及污水资源的管理和利用由传统的单一排放模式转变为系统的循环和控制模式。WSUD水敏性城市设计在澳大利亚应用广泛,如应用在澳大利亚墨尔本东南约35公里的林恩布鲁克房地产项目(Lynbrook Estate)。

欧盟水框架指令(Water Framework Directive, WFD)。2000年底,欧盟开始实施水框架指令(Water Framework Directive, WFD),是欧洲国家第一份正式的系统性的关于城市水资源平衡及可持续利用的官方文件,作为一个强有力的规章制度,欧盟水框架指令为英国、德国等欧洲多个国家水规划和管理提供了参考标准。近10年来较新的水管理策略还包括《渗透标准区域水法》(Regulation for Infiltration in regional water law)及2010年出台新的《暴雨管理方法》(Stormwater Act)等。

这些规章颁布的主要目的是保护和改善河流、湖泊、地下水及沿海的水资源,在整个欧洲实施综合流域管理,以达到保护水生态环境的目标,并且提供了可以参考的理论和技术框架,使自然水资源得以可持续的开发和利用。其基本目标是:1)保护和增强水生生态环境系统;2)在有效的水资源保护的基础上,推进可持续的水资源利用;3)为平衡、平等、持续的水资源利用提供充足的地表水和地下水;4)为保护和改善水生生态环境,减少和避免污染物的排放;5)减少旱涝和水涝灾害;6)保护陆地和海域水体;7)建立保护区域和生物栖息地。

为确保国家内部及国际合作,成员国必须在行政安排、排放标准、环保技术、经济措施、管理机构等方面均做出适当的协调⑩。EUWFD规定,每个流域建立的措施和方案均必须保证地下水的供给平衡,并将水域保护和污染控制紧密结合,将河流和湖泊等水生态系统视为一个整体进行统一的管理和监测,而非根据行政范围实施。

2004年,法国将《欧盟水框架指令》转换为国内立法,并确立了水资源管理的4个基本目标,即恢复水体的良好生态状况、减少甚至消除有害物质的排放、在保障政策制定和监督过程中引入公众的参与、考虑关于用水服务的成本补偿原则。为此,法国制定了详细的执行进展和时间计划,以明确目标和可操作的方案。

西方发达国家城市雨水管理经验对我国海绵城市建设的启示

英、美、澳、德、日等国家针对城市化过程中所面临的内涝频发、径流污染加剧、水资源流失、水生态环境恶化等突出问题,分别形成了效仿自然排水方式的城市雨洪可持续发展和管理体系,相应的措施和技术也得到了长足发展和实践应用。其雨水管控方法、理论体系、法律法规和实践效果既存在相似性也存在差异性。

我们应借鉴西方发达国家已经成熟的雨水管理措施,更好地推进海绵城市建设。基于我国现有雨水管理法律法规不完善、管理制度不健全、市场激励机制缺乏、技术力量薄弱及公众意识薄弱等现状,笔者对我国海绵城市的建设有如下思考和建议:

建立健全的雨水管理法律法规体系。将海绵城市建设和低影响开发理念融入规范性文件,确定在推进海绵城市建设过程中以雨洪管控、削减污染为主要目标,规定新建、改建、扩建工程均应进行低影响开发技术的设计和建设,并增加降雨径流总量控制性目标的相关规定。新建区域应进行雨水综合调控规划和工程设计,且城乡绿地功能提升、低影响技术应用应与主体工程同时设计、施工和投入使用。

在相关法律法规等规范性文件中增加关于雨水管理的鼓励或惩罚性规定。在低影响开发技术推广初期,建议制定雨水管理激励机制,将应用低影响开发技术区域的面积按照相应比例换算为绿化面积,间接提升该区域的容积率;也可根据该区域对径流总量控制的效果对业主给予相应补贴,鼓励开发商的环境友好行为。在低影响开发技术推广后期,建议制定雨水排放违规收费办法,当该区域的径流总量控制率未达到相应的控制目标时,有关执法部门应结合其实际径流总量以及该区域面积等,收取相应的雨水排放费用。建立海绵城市建设评价体系,严格按照海绵城市建设、雨水管理相关法律法规以及技术导则的详细内容进行评分,并与相应的激励、惩罚机制挂钩。

多部门、多学科协同开展雨水管控工作。城市雨水管理工作涉及多个部门,包括水务部门、环保部门、规划部门、市容绿化部门及国土资源部门等相关部门。建议在进行雨水管理和海绵城市建设时,确定组织和负责部门,并形成联动工作机制,成立由生态专家、水文专家、风景园林师、建筑师等组成的专家工作组,协助相关部门开展雨水管理工作。

加强雨水管控技术的研发与应用推广。针对各城市的区域气候特点和环境状况,从中心城区、城郊区域、卫星城及乡村地区的城乡梯度,老城区、新城区和新建区的时间梯度,商务区、居住区、工业区、农业区等功能类型,研究不同梯度和功能类型的场地特征、环境状况,研发上述类型中各类绿地适用的雨水低影响开发的技术体系和模式,包括雨洪管控的绿地空间规划设计技术体系,雨水花园、生态植草沟、下凹绿地等技术优化和集成,绿地中绿色与灰色基础设施空间耦合技术,绿地空间雨洪调控功能增效提能技术,等等。

强化公众的雨水管理和利用意识。当前,群众对于雨水管理、绿色基础设施、低影响开发等理论缺乏认知和重视度,应结合低影响开发示范工程,创建海绵城市示范教育基地,加强海绵城市、低影响开发、绿色基础设施等理论和实践措施的宣传。科研单位和非政府组织可以通过发表文章、项目展示等方式,加大宣传力度。政府也可通过颁布雨水管理最佳试点等奖励方式,鼓励业主重视海绵城市建设;配合试点推广活动,编印相关的宣传手册、环保购物袋等宣传品,免费向公众发放;通过电视台、网站和报纸等媒体,及时宣传海绵城市建设工作动态和成果。

注释

Edward,T.McMahon, "Green Infrastructure", Planning Commissioners Journal, 2000(37): pp.32-45.

New Construction Version 2-2 Reference Guide, Second Edition, September 2006, USGBC LEED.

U.S. Environmental Protection Agency, Fact Sheet: Low Impact Development and Other Green Design Strategies, Washington, DC, 2006.

Sivertun, A.K. and Prange, L., "Non-point source critical area analysis in the Gisselo-watershed using GIS," Environment Model Software, 2003,18(10):pp.887-898.

Mark A Benedict, Edward T McMahon, "Green Infrastructure: smart conservation for the 21th Century," US, Renewable Resources Journal, 2002(20):pp.12-17.

Liu Bin-Yi, "Leading the growth of the city based on green infrastructure planning," Green infrastructure, in 46th world IFLA Congress, Rio De Janeiro, Brazil: IFLA, Associacao Brasileira de Arquitetos Paisagistas, 2009.

张晓昕、郭祺忠、马洪涛:《美国城市雨水径流管理概况》,《给水排水》,2014年第40期。

Prince Goerge's Country, Maryland, Department of Environmental Resources, Low Impact Development Design Strategies, June, 1999.

Low-impact Development Center, United States Environmental Protection Agency, Low Impact Development (LID) A Literature Review. Washington, 2000, EPA/841/B-00/005.