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谢映霞:海绵城市建设与雨水综合管理研究

时间:2016-05-04 10:41:00  中国水工业互联网

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【能源世界导读】:现在“海绵城市”特别热,并得到国家高度重视,相关政策密集出台。《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发[2015]75号)提出明确的工作目标:通过海绵城市建设,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。

现在“海绵城市”特别热,并得到国家高度重视,相关政策密集出台。《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发[2015]75号)提出明确的工作目标:通过海绵城市建设,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。

《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》(中发[2016]6号)要求推进海绵城市建设。充分利用自然山体、河湖湿地、耕地、林地、草地等生态空间,建设海绵城市,提升水源涵养能力,缓解雨洪内涝压力,促进水资源循环利用。《国务院关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》(国发[2016]8号)也非常明确地提出要推进海绵城市建设。加强海绵型建筑与小区、海绵型道路与广场、海绵型公园与绿地、绿色蓄排与净化利用设施等建设。

住建部针对排水防涝、海绵城市以及黑臭水体整治,也出台了一系列响应的文件,包括《城市排水防涝设施普查数据采集与管理技术导则(试行)》、《城市排水(雨水)防涝综合规划编制大纲》、《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》、《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》、《城市黑臭水体整治工作指南》、《海绵城市专项规划编制暂行办法》。

财政部、住建部、水利部组织了2015年、2016年海绵城市建设试点城市申报工作。中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助,一定下来就是三年的,所以地方积极性很高,全国上下形成一股海绵城市建设热潮。

行业变化及技术发展

通过一年多的实践,海绵城市建设是在争论中摸索前进。比如,对海绵城市和LID(Low Impact Development,低影响开发)关系、低影响开发雨水系统与排水防涝、径流总量及径流污染控制等基本概念和关系各自有各自的理解,均需进一步探究,专业人才和技术储备也略显不足,所以面临着很多挑战。

但总体上是在发展中前进,特别是海绵城市受到国家从未有过的重视,行业进入了一个很难得的发展阶段,推动了涉水规划的发展和技术进步。

雨水专业这些年也是有很大变化的,过去雨水专业应对的是极端气候事件,更多的是考虑水量问题,但现在不仅要考虑水量问题,还有水质问题和生态环境问题。其中水质问题,涉及合流制排水体系的改造、初期雨水的污染治理以及黑臭河的整治问题。

在设计理念方面,提出了源头削减、过程管理、末端治理的雨水全过程控制的综合管理理念,并且建立了内涝防治系统的概念(大、小排水系统);相关标准也在做一些相应的调整,正在构建排水防涝规划设计几个标准;在规划方面,过去就是用公式简单计算一下,我们现在推广应用水文水利模型模拟分析的方法,同时推广应用风险评估和风险分区的方法;在设施建设方面,过去除了管就是厂,现在则明确了多种排水设施组成的排水体系;雨水专业不仅仅是给排水工程师的事,涉及气象(天上)、水文(地面)、市政、环保等多专业知识,需要多专业、多部门配合。所以,现在我们也强调了排水系统自身的衔接及多专业的衔接。概括而言,以上这些方面都是我们这个行业近些年的一些变化。

海绵城市与雨水综合管理

1.海绵城市建设目的

2013年12月2日,习近平总书记在中央城镇化工作会议上发表讲话时谈到:为什么这么多城市缺水?一个重要的原因是水泥地太多,把能够涵养水源的林地、草地、湖泊、湿地给占用了,切断了自然的水循环,雨水来了,只能当污水排走,地下水越抽越少。解决城市的缺水问题,必须顺应自然,比如在提升城市排水系统时要优先考虑把雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。

总的来看,我国建设海绵城市是为了解决雨水资源流失、径流污染增加、城市内涝灾害频发等一系列问题,有效地控制水污染,削减雨水峰值流量,降低内涝风险,保障水安全;同时涵养水资源,补充城市地下水,促进水循环,保护和恢复自然生态系统。

2.海绵城市概念

狭义讲,海绵城市是指能够对雨水径流总量、峰值流量和径流污染进行控制的管理系统,特别是针对分散、小规模的源头初期雨水控制系统,也就是指LID。广义讲,海绵城市是指山、水、林、田、湖、城这一生命共同体具有良好的生态机能,能够实现城市的自然循环、自然平衡和有序发展。

LID是通过分散的,小规模的源头控制机制和设计技术,来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制,使开发区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态的径流源头开始的暴雨管理。最初提出的目的是为了解决初期雨水的污染,对雨水进行源头控制。

实际上,作为一种新的城市发展理念,海绵城市不仅仅只是源头控制的LID,而是雨水综合规划管理的凝练和精髓,涉及源头削减、过程控制和末端治理等全过程的管理。因此,海绵城市的构建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(见图1),通过“渗透、滞流、蓄存、净化、利用、排放”等多种手段和措施,全过程地管理雨水,实现综合、生态排水,实现城市的可持续发展。

图1 海绵城市建设系统

3.年径流总量控制率


图2 我国雨水年径流总量控制率分区图

年径流总量控制率是海绵城市非常重要的具体量化的指标。《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》将我国大陆地区年径流总量控制率分为5个区,并提出相应的取值范围。

为保证《指南》的普适性,取值范围区间跨度较大,区间内高值和低值差距显着(见图2)。实际做规划时,技术指南中的分区可作为参考,同时应根据本地多年逐日降雨量,分析适合的径流控制量和对应的径流控制率。

径流总量控制目标的落实途径包括雨水下渗减排和直接集蓄利用。缺水地区可结合实际情况制定基于直接集蓄利用的雨水资源化利用目标。

雨水资源化利用一般应作为落实径流总量控制目标的一部分。实践过程中,雨水下渗减排和资源化利用的比例需依据实际情况,通过合理的技术经济比较来确定。

案例

1.东莞生态园项目

东莞生态园位于东莞东部六镇中央的低洼地区,周边各镇区无序的工业化进程,导致园区内成为镇区垃圾堆放和污水汇聚、涝灾频现地。

海绵城市建设必须与排水防涝体系建设相结合,与治污、黑臭河整治相结合。东莞生态园采取“治水为前、生态优先、以绿为基、以水为源”的环境修复策略,在流域内采取一系列水环境工程,提高周边镇区的防洪排涝能力与生态环境品质,构建园、镇一体的“水生态经络”,使生态园成为六镇共同拥有的“公共资源”。

该项目在水环境规划中采用污水处理厂、大型人工处理湿地和人工生境湿地系统对城镇污水进行处理回用,实现园区污水资源化。借助生态园中央水循环系统形成再生水资源的利用,实现超过150平方公里城镇雨污水排放的综合循环利用体系。

此外,最有感知度的还是景观,该项目以生态园为核心,采用外部截污、内部清淤、扩渠、污水处理、循环补水、生态修复等水资源的综合管理措施(见图3),重塑地区的水生态环境,形成滩、荡、塘、湖、渠、河等多种形态的水体景观(见图4)。景观设计渗透到了道路设计、水环境整治的细节过程中。


图3 东莞生态园项目措施


图4 东莞生态园项目景观设计

截至2013年7月,东莞生态园清理垃圾堆积场28个,清理垃圾175万立方米;水系整治生态修复投入20多亿元,完成16项治水工程;排涝标准提升到城市排涝,河涌防洪标准达到20年一遇;水质标准已从原来的劣Ⅴ类提高到Ⅳ类。

2.南宁海绵城市建设试点项目

南宁是国家首批海绵城市建设试点城市。按照规划,南宁海绵城市试点建设的区域位于中心城核心地带,横跨邕江两岸,面积为54.6平方公里。根据示范区现状和规划情况以及海绵城市建设的侧重点,示范区划分为6个片区,分别为:生态保护与生态修复示范区、合流制溢流污染控制与初期雨水污染防治示范区、雨水资源综合利用示范区、高强度开发海绵城市建设模式示范区、山地开发海绵工程示范区和大型居住区海绵工程建设示范区。针对每个片区的特点,因地制宜地安排各类低影响开发设施。

南宁市打造海绵城市示范重点项目包括那考河流域综合整治(PPP项目)、南湖初期雨水溢流污染综合治理工程、国际会展中心及石门森林公园雨水综合利用工程、五象湖公园及周边水生态修复及防内涝综合调度工程等(见图5)。通过这些典型项目的建设,实现收集雨水、截污治污、生态修复的目标。


图5 南宁海绵城市建设试点项目

结语

1.海绵城市的建设和雨水综合管理相关,宜从大局入手,既要考虑“山水林田湖”这些“大海绵”的问题,又要考虑低影响开发这些分散的“小海绵”的建设。

2.海绵城市尤其是低影响开发对于径流污染控制、径流量削减、地下水补充等都有重要意义,但是也不宜过分夸大其作用,尤其是在内涝防治方面的作用。

3.要从生态文明,“山水林田湖”的角度去理解海绵城市,不应片面肤浅的认为海绵城市就是穿衣戴帽、涂脂抹粉,将铺一些透水砖,修几个蓄水池,建几块下凹式绿地当成海绵城市建设。

4.要因地制宜、有针对性地解决实际问题。

5.海绵城市的建设是一个新的课题,需要大家共同探讨和实践。

 

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