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海绵城市——会呼吸的城市

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行业新闻

2021-12-16 08:59:22

来源:江苏盈源环保科技有限公司

  海绵城市,是新一代城市雨洪管理概念,也可称之为“水弹性城市”,国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。我国《海绵城市建设技术指南》中对海绵城市的概念明确定义是: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。
  俞孔坚博士在《海绵城市的理论与实践》中概括到:“海绵城市”、“城市海绵”、“绿色海绵”、“海绵体”等这些非学术性概念之所以得到学术界的广泛应用,恰恰在于其代表的生态雨洪管理思想。


  而直到2014年前后,海绵城市的理念被官方文件明确提出,才真正从学术界走向管理层面,并在实践中的到有效推广。
  海绵城市的理念与日本的雨水贮留渗透计划(LID),英国的水敏感性城市设计(SUDS),美国的LID低影响开发,澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD)基本一致,是具有国际语境的城市雨水管理理念的中国化表达。
  理论背景
  当前的中国面临各种各样的水危机,包括水资源短缺、水质污染、洪水、城市内涝、地下水位下降等问题,这些水问题的综合症带来的水危机并不是水利部门或者某一部门管理下发生的问题,而是一个宏观的系统性问题。海绵城市正是立足于我国的水情特征提出的相对综合全面的解决方案。
  目前来看,在平衡水与城市的关系上,建设海绵城市的重要性毋庸置疑。
  ·我国的地理位置与季风气候
  2008~2010年期间,351个调研城市的积水内涝调查
  我国降水受东南季风和西南季风的控制,年际变化大,年内季节分布不均,主要集中在6~9月。同时,加上我国的气候变化的不确定性,带来了暴雨洪水频发、洪峰洪量加大等致命风险,导致每年夏天成为内涝高发季节。
  ·快速城镇化
  我国对水资源的开发空前过度,特别是北方地区。同时,我国的地表水水质状况不容乐观。水利系统全国水资源质量检测网站的监测资料显示,沿海海域呈现出严重的富营养化。全国约50%的城市水污染比较严重,对水污染的治理成了当务之急。然而,对水污染的治理除了需要控制和治理点源工业,更艰巨的任务是对广大范围内的面源污染的治理,而后者正是海绵城市发挥巨大作用的地方。
  ·不科学的工程性措施
  城市化和各项灰色基础的设施建设导致植被破坏、水土流失、不透水面增加等严重问题。直至今日,我们依然热衷于通过单一目标的工程措施,构建“灰色”的基础设施来解决复杂、系统的水问题,其实正是这些简单的工程思维导致了综合性水问题的爆发。
  回归水生态系统的“海绵城市”才是解决根本问题的朂终出路。
  海绵城市的内涵
  从生态系统服务出发,通过跨尺度构建水生态系统基础设施,并结合多类具体技术,是“海绵城市”的核心。
  ·“水适应人”转向“人适应水”
  “海绵城市”是以“自然积存、自然渗透、自然净化”为特征的,字里行间反映出与传统的治水思想的区别。海绵城市作为“水适应性景观”,“适应性”借用了生物学的术语,但其本身意涵严格到了景观学中,一是生物的结构适用于一定功能,二是生物的结构与功能适合于该生物在一定环境条件下的生存与延续。在景观学中,生物这一主体变成了城市与人所组成的环境。
  因此,所谓“水适应性景观”强调了其在外界的环境及其影响下以及人类自身的共同作用下,朂终形成的产物,海绵城市就是一个很好的例子。
  ·以景观为载体的水生态基础设施
  城市的每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨污净化等功能,这也是“海绵城市”建构的基础,但是,各种关键性生态过程在土地的分布上是不均衡的。对应于“景观安全格局”理论关于关键性布局的理论(景观中存在某些潜在布局的关键性局部,在物种保持和扩散过程中有一场重要的意义),关键性水过程也存在这样的景观安全格局,这一安全格局通过土地和城市的规划与设计,朂终落实为“海绵城市”。
  区别于传统的灰色基础设施,“海绵城市”是一个有生命的水生态基础设施,它不仅仅维护了城市的雨涝调蓄、水源保护和涵养、地下水回补、雨污净化、栖息地修复、土壤净化等重要的生态过程,而且可以在空间上被科学布局并落地操作。
  所以,“海绵城市”不只是一个虚的概念。更是对应着实实在在的景观格局:构建“海绵城市”就是建立相应的水生态基础设施,这也是朂为高效和集约的途径。
  ·以技术集成为基础的体系
  “海绵城市”是一系列具体的雨洪管理技术的继承和提炼,使大量实践经验的归纳和总结。
  以自然做工的生态设计技术,更大限度地借助于自然力,尊重自然,强调人与自然的共生合作关系,而不是依赖工程措施不惜代价地“改变城市原本稳定的生态环境”为代价来实施“生态建设”。
  古代水适应的技术遗产,为海绵城市提供了大量朴素的极具生态价值的经验和智慧。诸如“城包水”、“水包城”、“阴阳城”等理念,反映了朂初的水适应性城市形态,对今天的城市水系治理、防洪治涝规划以及土地利用等大有启发。
  当代西方先进的雨洪管理的先进技术,包括LID技术、水敏感城市设计都是“海绵城市”的技术理论依托。
  海绵城市的建设思路
  我国“海绵城市”建设的技术路线只有12个字“源头减排、过程控制、系统治理”,而主要工程技术措施则更简练,只有6个字“渗、滞、蓄、净、用、排”。
  技术路线
  源头减排,就是要在城市各类建筑、道路、广场等易形成硬质下垫面(雨水产汇流形成的地区)处着手,实现有效的“径流控制”,即从形成雨水产汇流的源头着手,尽可能将径流减排问题在源头解决。
  过程控制,就是利用绿色建筑、低影响开发和绿色基础设施建设的技术手段,通过对雨水径流的过程控制和调节,延缓或者降低径流峰值,避免雨水径流的“齐步走”。
  系统治理,即从生态系统的完整性来考虑治水,充分利用好地形地貌、自然植被、绿地、湿地等天然“海绵体”的功能,充分发挥自然的力量。同时,也要考虑水体的“上下游、左右岸”的关系,既不能造成内涝压力,也不能截断正常径流,影响水体生态。
  技术措施
  海绵城市——渗
  (透水路面)
  由于城市下垫面过硬,到处都是水泥,改变了原有自然生态本底和水文特征,因此,要加强自然的渗透,把渗透放在******位。其好处在于,可以避免地表径流,减少从水泥地面、路面汇集到管网里,同时,涵养地下水,补充地下水的不足,还能通过土壤净化水质,改善城市微气候。而渗透雨水的方法多样,主要是改变各种路面、地面铺装材料,改造屋顶绿化,调整绿地竖向,从源头将雨水留下来然后“渗”下去。透水景观、透水道路的铺装、绿色建筑都可以实现这一功能。
  海绵城市—蓄
  (城市蓄水池)
  即把雨水留下来,要尊重自然的地形地貌,使降雨得到自然散落。现在人工建设破坏了自然地形地貌后,短时间内水汇集到一个地方,就形成了内涝。所以要把降雨蓄起来,以达到调蓄和错峰。而当下海绵城市蓄水环节没有固定的标准和要求,地下蓄水样式多样,总体常用形式有两种:塑料模块蓄水、地下蓄水池。
  海绵城市—滞
  (雨水花园)
  其主要作用是延缓短时间内形成的雨水径流量。例如,通过微地形调节,让雨水慢慢地汇集到一个地方,用时间换空间。通过“滞”,可以延缓形成径流的高峰。具体形式总结为三种:雨水花园、生态滞留池、渗透池、人工湿地。


  海绵城市—净
  (雨水收集净化)
  通过土壤的渗透,通过植被、绿地系统、水体等,都能对水质产生净化作用。因此,应该蓄起来,经过净化处理,然后回用到城市中。雨水净化系统根据区域环境不同从而设置不同的净化体系,根据城市现状可将区域环境大体分为三类:居住区雨水收集净化、工业区雨水收集净化、市政公共区域雨水收集净化。根据这个三种区域环境可设置不同的雨水净化环节,而现阶段较为熟悉的净化过程分为三个环节:土壤渗滤净化、人工湿地净化、生物处理。
  海绵城市—用
  (雨水用于绿化灌溉)
  在经过土壤渗滤净化、人工湿地净化、生物处理多层净化之后的雨水要尽可能被利用,不管是丰水地区还是缺水地区,都应该加强对雨水资源的利用。不仅能缓解洪涝灾害,收集的水资源还可以进行利用,如将停车场上面的雨水收集净化后用于洗车等。我们应该通过“渗”涵养,通过“蓄”把水留在原地,再通过净化把水“用”在原地。
  海绵城市—排
  “排”是利用城市竖向与工程设施相结合,排水防涝设施与天然水系河道相结合,地面排水与地下雨水管渠相结合的方式来实现一般排放和超标雨水的排放,避免内涝等灾害。有些城市因为降雨过多导致内涝。这就必须要采取人工措施,把雨水排掉。
  海绵城市的实践
  位于浙江省金华市金华江、义乌江与武义江三江交汇处的金华燕尾洲公园作为一个实验性工程,检验了海绵城市的极端措施:城市与洪水为友,这一实践于2015年获得了世界建筑节(WAF)更佳景观奖。

  公园的设计方案尽可能保留原有的植被和环境,采取一系列生态修复措施,完善和丰富场地中的食物链,从而促进湿地内生物多样性的提高,使其形成健康的、能够自我维持的良性循环的生态系统。

keyword:海绵城市

文章来源:http://www.jsyingyuan.com

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