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謝映霞:海綿城市建設與雨水綜合管理研究

時間:2016-09-19 14:44來源:中國規劃網 作者:謝映霞
     現在“海綿城市”特別熱,并得到國家高度重視,相關政策密集出臺。《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》(國辦發[2015]75號)提出明確的工作目標:通過海綿城市建設,最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。到2020年,城市建成區20%以上的面積達到目標要求;到2030年,城市建成區80%以上的面積達到目標要求。
   《中共中央國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》(中發[2016]6號)要求推進海綿城市建設。充分利用自然山體、河湖濕地、耕地、林地、草地等生態空間,建設海綿城市,提升水源涵養能力,緩解雨洪內澇壓力,促進水資源循環利用。《國務院關于深入推進新型城鎮化建設的若干意見》(國發[2016]8號)也非常明確地提出要推進海綿城市建設。加強海綿型建筑與小區、海綿型道路與廣場、海綿型公園與綠地、綠色蓄排與凈化利用設施等建設。
    住建部針對排水防澇、海綿城市以及黑臭水體整治,也出臺了一系列響應的文件,包括《城市排水防澇設施普查數據采集與管理技術導則(試行)》、《城市排水(雨水)防澇綜合規劃編制大綱》、《城市暴雨強度公式編制和設計暴雨雨型確定技術導則》、《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)》、《城市黑臭水體整治工作指南》、《海綿城市專項規劃編制暫行辦法》。
    財政部、住建部、水利部組織了2015年、2016年海綿城市建設試點城市申報工作。中央財政對海綿城市建設試點給予專項資金補助,一定下來就是三年的,所以地方積極性很高,全國上下形成一股海綿城市建設熱潮。
    行業變化及技術發展
    通過一年多的實踐,海綿城市建設是在爭論中摸索前進。比如,對海綿城市和LID(Low Impact Development,低影響開發)關系、低影響開發雨水系統與排水防澇、徑流總量及徑流污染控制等基本概念和關系各自有各自的理解,均需進一步探究,專業人才和技術儲備也略顯不足,所以面臨著很多挑戰。
    但總體上是在發展中前進,特別是海綿城市受到國家從未有過的重視,行業進入了一個很難得的發展階段,推動了涉水規劃的發展和技術進步。
    雨水專業這些年也是有很大變化的,過去雨水專業應對的是極端氣候事件,更多的是考慮水量問題,但現在不僅要考慮水量問題,還有水質問題和生態環境問題。其中水質問題,涉及合流制排水體系的改造、初期雨水的污染治理以及黑臭河的整治問題。
    在設計理念方面,提出了源頭削減、過程管理、末端治理的雨水全過程控制的綜合管理理念,并且建立了內澇防治系統的概念(大、小排水系統);相關標準也在做一些相應的調整,正在構建排水防澇規劃設計幾個標準;在規劃方面,過去就是用公式簡單計算一下,我們現在推廣應用水文水利模型模擬分析的方法,同時推廣應用風險評估和風險分區的方法;在設施建設方面,過去除了管就是廠,現在則明確了多種排水設施組成的排水體系;雨水專業不僅僅是給排水工程師的事,涉及氣象(天上)、水文(地面)、市政、環保等多專業知識,需要多專業、多部門配合。所以,現在我們也強調了排水系統自身的銜接及多專業的銜接。概括而言,以上這些方面都是我們這個行業近些年的一些變化。
    海綿城市與雨水綜合管理
    1.海綿城市建設目的
    2013年12月2日,習近平總書記在中央城鎮化工作會議上發表講話時談到:為什么這么多城市缺水?一個重要的原因是水泥地太多,把能夠涵養水源的林地、草地、湖泊、濕地給占用了,切斷了自然的水循環,雨水來了,只能當污水排走,地下水越抽越少。解決城市的缺水問題,必須順應自然,比如在提升城市排水系統時要優先考慮把雨水留下來,優先考慮更多利用自然力量排水,建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”。
    總的來看,我國建設海綿城市是為了解決雨水資源流失、徑流污染增加、城市內澇災害頻發等一系列問題,有效地控制水污染,削減雨水峰值流量,降低內澇風險,保障水安全;同時涵養水資源,補充城市地下水,促進水循環,保護和恢復自然生態系統。
    2.海綿城市概念
    狹義講,海綿城市是指能夠對雨水徑流總量、峰值流量和徑流污染進行控制的管理系統,特別是針對分散、小規模的源頭初期雨水控制系統,也就是指LID。廣義講,海綿城市是指山、水、林、田、湖、城這一生命共同體具有良好的生態機能,能夠實現城市的自然循環、自然平衡和有序發展。
    LID是通過分散的,小規模的源頭控制機制和設計技術,來達到對暴雨所產生的徑流和污染的控制,使開發區域盡量接近于開發前的自然水文循環狀態的徑流源頭開始的暴雨管理。最初提出的目的是為了解決初期雨水的污染,對雨水進行源頭控制。
    實際上,作為一種新的城市發展理念,海綿城市不僅僅只是源頭控制的LID,而是雨水綜合規劃管理的凝練和精髓,涉及源頭削減、過程控制和末端治理等全過程的管理。因此,海綿城市的構建應統籌低影響開發雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統(見圖1),通過“滲透、滯流、蓄存、凈化、利用、排放”等多種手段和措施,全過程地管理雨水,實現綜合、生態排水,實現城市的可持續發展。


圖1 海綿城市建設系統3.年徑流總量控制率
 

圖2 我國雨水年徑流總量控制率分區圖

    年徑流總量控制率是海綿城市非常重要的具體量化的指標。《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)》將我國大陸地區年徑流總量控制率分為5個區,并提出相應的取值范圍。
    為保證《指南》的普適性,取值范圍區間跨度較大,區間內高值和低值差距顯著(見圖2)。實際做規劃時,技術指南中的分區可作為參考,同時應根據本地多年逐日降雨量,分析適合的徑流控制量和對應的徑流控制率。
    徑流總量控制目標的落實途徑包括雨水下滲減排和直接集蓄利用。缺水地區可結合實際情況制定基于直接集蓄利用的雨水資源化利用目標。
    雨水資源化利用一般應作為落實徑流總量控制目標的一部分。實踐過程中,雨水下滲減排和資源化利用的比例需依據實際情況,通過合理的技術經濟比較來確定。
    案例
    1.東莞生態園項目
    東莞生態園位于東莞東部六鎮中央的低洼地區,周邊各鎮區無序的工業化進程,導致園區內成為鎮區垃圾堆放和污水匯聚、澇災頻現地。
    海綿城市建設必須與排水防澇體系建設相結合,與治污、黑臭河整治相結合。東莞生態園采取“治水為前、生態優先、以綠為基、以水為源”的環境修復策略,在流域內采取一系列水環境工程,提高周邊鎮區的防洪排澇能力與生態環境品質,構建園、鎮一體的“水生態經絡”,使生態園成為六鎮共同擁有的“公共資源”。
    該項目在水環境規劃中采用污水處理廠、大型人工處理濕地和人工生境濕地系統對城鎮污水進行處理回用,實現園區污水資源化。借助生態園中央水循環系統形成再生水資源的利用,實現超過150平方公里城鎮雨污水排放的綜合循環利用體系。
    此外,最有感知度的還是景觀,該項目以生態園為核心,采用外部截污、內部清淤、擴渠、污水處理、循環補水、生態修復等水資源的綜合管理措施(見圖3),重塑地區的水生態環境,形成灘、蕩、塘、湖、渠、河等多種形態的水體景觀(見圖4)。景觀設計滲透到了道路設計、水環境整治的細節過程中。


圖3 東莞生態園項目措施


圖4 東莞生態園項目景觀設計
 
    截至2013年7月,東莞生態園清理垃圾堆積場28個,清理垃圾175萬立方米;水系整治生態修復投入20多億元,完成16項治水工程;排澇標準提升到城市排澇,河涌防洪標準達到20年一遇;水質標準已從原來的劣Ⅴ類提高到Ⅳ類。
     2.南寧海綿城市建設試點項目
    南寧是國家首批海綿城市建設試點城市。按照規劃,南寧海綿城市試點建設的區域位于中心城核心地帶,橫跨邕江兩岸,面積為54.6平方公里。根據示范區現狀和規劃情況以及海綿城市建設的側重點,示范區劃分為6個片區,分別為:生態保護與生態修復示范區、合流制溢流污染控制與初期雨水污染防治示范區、雨水資源綜合利用示范區、高強度開發海綿城市建設模式示范區、山地開發海綿工程示范區和大型居住區海綿工程建設示范區。針對每個片區的特點,因地制宜地安排各類低影響開發設施。
    南寧市打造海綿城市示范重點項目包括那考河流域綜合整治(PPP項目)、南湖初期雨水溢流污染綜合治理工程、國際會展中心及石門森林公園雨水綜合利用工程、五象湖公園及周邊水生態修復及防內澇綜合調度工程等(見圖5)。通過這些典型項目的建設,實現收集雨水、截污治污、生態修復的目標。


圖5 南寧海綿城市建設試點項目
 
    結語
    1.海綿城市的建設和雨水綜合管理相關,宜從大局入手,既要考慮“山水林田湖”這些“大海綿”的問題,又要考慮低影響開發這些分散的“小海綿”的建設。
    2.海綿城市尤其是低影響開發對于徑流污染控制、徑流量削減、地下水補充等都有重要意義,但是也不宜過分夸大其作用,尤其是在內澇防治方面的作用。
    3.要從生態文明,“山水林田湖”的角度去理解海綿城市,不應片面膚淺的認為海綿城市就是穿衣戴帽、涂脂抹粉,將鋪一些透水磚,修幾個蓄水池,建幾塊下凹式綠地當成海綿城市建設。
    4.要因地制宜、有針對性地解決實際問題。
    5.海綿城市的建設是一個新的課題,需要大家共同探討和實踐。

 
  (責任編輯:白雪松)

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