海绵城市与低影响开发雨水系统

2017-03-15 08:05:46 3

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  1 引言

  城镇化是保持经济持续健康发展的强大引擎,是推动区域协调发展的有力支 撑,也是促进社会全面进步的必然要求。然而,快速城镇化的同时,城市发展也 面临巨大的环境与资源压力,外延增长式的城市发展模式已难以为继,《国家新 型城镇化规划(2014-2020 年)》明确提出,我国的城镇化必须进入以提升质量 为主的转型发展新阶段。为此,必须坚持新型城镇化的发展道路,协调城镇化与 环境资源保护之间的矛盾,才能实现可持续发展。党的“十八大”报告明确提出 “面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重 自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位”。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要 内容,是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现,也是今后我国城市建设的 重大任务。

  2 海绵城市

  顾名思义,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。

  海绵城市的建设途径主要有以下几方面,一是对城市原有生态系统的保护。

  最大限度地保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,留有足

  够涵养水源、应对较大强度降雨的林地、草地、湖泊、湿地,维持城市开发前的 自然水文特征,这是海绵城市建设的基本要求;二是生态恢复和修复。对传统粗 放式城市建设模式下,已经受到破坏的水体和其他自然环境,运用生态的手段进行恢复和修复,并维持一定比例的生态空间;三是低影响开发。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,在城市中保留足够的生态用

  地,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, 同时,根据需求适当开挖河湖沟渠、增加水域面积,促进雨水的积存、渗透和净化。

  海绵城市建设应统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径 流排放系统。低影响开发雨水系统可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与 截污净化等功能,有效控制径流总量、径流峰值和径流污染;城市雨水管渠系统 即传统排水系统,应与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排 放。超标雨水径流排放系统,用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流, 一般通过综合选择自然水体、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。以上三个系统并不是孤立的,也没有严格的界限,三 者相互补充、相互依存,是海绵城市建设的重要基础元素。

  3 低影响开发雨水系统

  低影响开发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,也称为低影响设计或 低 影 响 城 市 设 计 和 开 发。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(见图 2-1)。从水文循环角度,要维持径流总量不变, 就要采取渗透、储存等方式,实现开发后一定量的径流量不外排;要维持峰值流 量不变,就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。发达国家 人口少,一般土地开发强度较低,绿化率较高,在场地源头有充足空间来消纳场 地开发后径流的增量(总量和峰值)。我国大多数城市土地开发强度普遍较大, 仅在场地采用分散式源头削减措施,难以实现开发前后径流总量和峰值流量等维 持基本不变,所以还必须借助于中途、末端等综合措施,来实现开发后水文特征 接近于开发前的目标。

  图 2-1 低影响开发水文原理示意图

  从上述分析可知,低影响开发理念的提出,最初是强调从源头控制径流,但随着低影响开发理念及其技术的不断发展,加之我国城市发展和基础设施建设过 程中面临的城市内涝、径流污染、水资源短缺、用地紧张等突出问题的复杂性, 在我国,低影响开发的含义已延伸至源头、中途和末端不同尺度的控制措施。城 市建设过程应在城市规划、设计、实施等各环节纳入低影响开发内容,并统筹协 调城市规划、排水、园林、道路交通、建筑、水文等专业,共同落实低影响开发 控制目标。因此,广义来讲,低影响开发指在城市开发建设过程中采用源头削减、 中途转输、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,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能。

  4 海绵城市——低影响开发雨水系统构建途径

  海绵城市——低影响开发雨水系统构建需统筹协调城市开发建设各个环节。 在城市各层级、各相关规划中均应遵循低影响开发理念,明确低影响开发控制目 标,结合城市开发区域或项目特点确定相应的规划控制指标,落实低影响开发设 施建设的主要内容。设计阶段应对不同低影响开发设施及其组合进行科学合理的 平面与竖向设计,在建筑与小区、城市道路、绿地与广场、水系等规划建设中, 应统筹考虑景观水体、滨水带等开放空间,建设低影响开发设施,构建低影响开 发雨水系统。低影响开发雨水系统的构建与所在区域的规划控制目标、水文、气 象、土地利用条件等关系密切,因此,选择低影响开发雨水系统的流程、单项设 施或其组合系统时,需要进行技术经济分析和比较,优化设计方案。低影响开发 设施建成后应明确维护管理责任单位,落实设施管理人员,细化日常维护管理内 容,确保低影响开发设施运行正常。低影响开发雨水系统构建途径示意图如图2-2 所示。具体参见 污水处理技术资料或污水技术资料更多相关技术文档。

 图 2-2 海绵城市——低影响开发雨水系统构建途径示意图

  海绵城市建设应统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径 流排放系统。低影响开发雨水系统可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与 截污净化等功能,有效控制径流总量、径流峰值和径流污染;城市雨水管渠系统 即传统排水系统,应与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排 放。超标雨水径流排放系统,用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流, 一般通过综合选择自然水体、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。以上三个系统并不是孤立的,也没有严格的界限,三 者相互补充、相互依存,是海绵城市建设的重要基础元素。

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