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海绵城市问题范文

发布时间:2023-09-26 14:42:56

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篇1

1、海绵城市理念分析

“海绵城市”主要是根据海绵进行命名的,目的是能够促进城市的建设发展与海绵相似,能够对水资源进行吸收和净化。但是根据我国的生态水资源的使用状况,我国的水资源的储存呈现下降的趋势。所以,在进行海绵城市的建设和规划的过程中,运用高效的技术措施,进行雨水的收集工作,提升生态水资源的使用率。“海绵城市”的建设理念主要是以城市的水系统为核心进行分析的,将高效的技术进行结构网的建立。在进行雨水的收集过程中,需要循环的对其进行净化和过滤,从而降低城市的自然灾害发生的概率。只有通过对绿道进行开发、加强可渗透路面的采用,进行透水停车场的建设等,从而实现对城市可持续发展。

2、基本原则

2.1、规划引领、系统布局

在进行城市的总体规划和建设中,需要进行其详细化的设计,对于修建性规划进行全面的落实,同时需要将海绵城市的环保理念和比较低影响的开发理念等进行落实,同时对建设海绵城市的目标进行明确,重点坚持首先进行规划,随后进行建设的原则,对于集中连片布局需要给予重视,从而防止项目出现的碎片化问题,最大程度的提升城市规划对于海绵城市的影响。

2.2、生态为本、自然循环

务必按照水循环的脉络进行雨水的处理,对于雨水的排放过程中,需要按照自然坡降的原则,同时结合生态环保的理念进行雨水资源的存储,通过对植被等自然下垫面的充分利用,对雨水进行渗透和净化,从而提高其城市的自身调蓄能力。

2.3、示范带动、统筹推进

务必遵循“先建设样板、再全面推进”的建设标准,对于示范性比较大的项目进行优先建设,及时的进行建设经验的积累,从而促进试点的建设开展。在进行新区建设时,需要以目标为建设知道,进行优先实施建设,全面的运用海绵城市的建设技术。对于老城区的建设问题,则需要根据改造规划结合旧城的实际情况进行海绵城市设施的全面推进。

3、当前海绵城市建设中存在的问题

3.1、建设资金匮乏

一般而言,在进行海绵城市的建设资金主要是由我国的政府进行拨款的,建设资金量是比较大的,但是在短时间内,不能及时的将建设的价值进行体现,如果政府的资金链出现问题,资金供应不足,势必影响海绵城市的正常建设进度。对于海绵城市建设的初期,社会各个层面对于海绵城市都会存在一定的质疑,因此增加了资金筹备的难度,从而大大影响海绵城市的建设效率和质量,造成工程项目的难以开展。

3.2、海绵体缺失,技术能力不足

对我国的城市建设设施而言,我国的基本建设设施主要是以混凝土和水泥等为主,该些设施不存在吸收水分的能力,再加上很多城市对于绿化建设的重视度不高,仅仅靠绿色植物是很难进行维持吸水能力的,从而严重的影响海绵城市的建设。工程建设都是受建设材料的影响的,外加我国的建设技术水平不高,很难对海绵体进行成功的研制。以上影响因素都是严重阻碍海绵城市建设的关键部分。

3.3、人们对建设海绵城市的意识相对薄弱

对于多数人员而言,如果城市的洪涝灾害发生时,需要进行排水操作,可是当前我国的水资源远远不足,同时,很多人对水资源的使用概念存在一定的误解,其对于海绵城市的建设没有给予足够的重视,对于海绵城市的资金不足的状况,很难通过自身的能力进行海绵城市的正常建设。

4、推进海绵城市建设的对策

4.1、确立先进的海绵城市建设理念

在进行海绵城市建设中,需要引进先进理念,从而提升建设的成功率。在推动全国的海绵城市建设时,需要将五大发展理念进行应用。在建设海绵城市的过程中,不断对其体质和管理方式进行创新,从而确保海绵城市建设的质量。在进行海绵城市的建设过程中,需要对其发展理念进行贯穿,同时加强城市的部门之间的工作协调性,不断提升海绵城市建设能力;需要将城市的地面工程进行科学的协调和配置,保证城市建设的海绵弹性;加强基础设施的建设,同时注重和日常管理之间的协调;将海绵城市建设的发展趋势进行明确,朝着方向进行高效的建设,将硬性和软性之间的关系进行科学的处理。

4.2、不断完善海绵城市建设设计体系,推广低冲击开发技术

在进行海绵城市的建设过程中,政府需要加强和规划单位之间的合作意识,不断的引进国外比较先进的建设方案和技术,不断的提升自身设计的标准性和规范性,其设计人员务必不断的进行学习,要严格的遵循设计的规范和标准进行技术的改进和创新,加大对低冲击开发技术的应用力度,最大限度的降低海绵城市的设计困难,从而不断的促进海绵城市的建设进度和效果。

4.3、增加现有的海绵体的数量

对于海绵城市而言,如果海绵体的数量不是很多,势必影响城市的海绵吸水效果,所以很有必要加强其海绵体的建设数量,一般是通过对草坪进行一定的改进,保证其排水系统的科学管理和安装工作,降低存在的积水现象,促进其渗透的速度,增加城市园林的景观设计的合理性和科学性,从而提升其绿色植物的吸水效果,实现加强对城市空气的更新度和美观性。总之,在进行海绵城市建设过程中,需要不断的提升人们的环保意识,提升海绵城市的环保功能,提升其城市的存储水的能力,保证其建设工作的全面落实性,以便最终促进我国海绵城市的稳定发展。

参考文献:

[1]刘严萍,王磊.海绵城市建设面临的潜在问题及对策研究[J].城市管理与科技,2017,19(01):36-38.

篇2

中图分类号:TV213.9 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)03-0089-01

“海绵城市”也被称为“水弹性城市”,是指城市在应对大规模降雨带来的灾害以及水资源的供给等方面具有良好的弹性,在降雨过程中,能够吸水、蓄水、净水,需水时可以将存储的水释放出来并加以利用的城市雨水集蓄与利用系统[1-3]。沈阳市是我国最重要的大型重工业城市之一,城市人口众多、水资源短缺。沈阳市地处我国半干旱季风气候区,年降雨量分布不均:降雨主要集中于夏季,雨量大而集中,秋、冬、春季干旱少雨,合理利用降雨等水Y源迫在眉睫。本文旨在创新城市雨水再利用理念,完善城市雨水合理再利用的政策法规与实施办法,创建适合沈阳市的雨水再利用的技术与方法,为沈阳市乃至于国内“海绵城市”建设提供借鉴与参考。

一、海绵城市建设过程中需着重解决的问题

1.转变城市建设理念

转变原有城市建设中只注重开发的强度而不注重生态环境转变为以生态环境约束城市开发建设的强度。转变原有城市生态环境单靠“治理”转变为“源头减排、过程控制、末端治理、统筹设计”的建设模式。从源头减少雨水的径流量,提高地表的渗透率;径流过程中设置滞留带延缓径流洪峰,从而降低降水的排量;对集蓄的雨水进行净化、治理,提高雨水的再生利用率;对海绵城市建设中的城市绿地、城市水面进行统筹设计,避免重复建设与资源浪费。

2.明确海绵城市的建设原则

2.1生态优先、安全为重的原则

在海绵城市规划与建设中,以优先选用自然渗透、自然集蓄、自然净化为原则,提升城市水生态系统的自然修复能力,并在需要保护的重点生态区划定红线,重点加以保护。海绵城市在实现城市排水防涝、实现雨水的再生利用、促进城市生态环境的平衡外,还需考虑依靠排水系统排放过量的地表径流,保证城市安全。

2.2因地制宜的原则

海绵城市规划建设中,根据规划区域水文特征、人文特征、地形条件、水生态保护要求等不同,合理制定建设目标与控制标准,因地制宜地建设生态海绵城市。

2.3建立与健全管理组织机构

海绵城市的建设与运营过程涉及到国土、环保、建设、交通、市政、园林、财政等诸多部门。然而,目前各行政部门各司其职、互不协调的现象时而发生,海绵城市的建设与管理,必须建立起与之适应的完善的管理体制,使得城市的国土、建设、环保、市政、园林等各行政部门能够密切配合、协调联动,统筹城市的建设与管理工作,真正实现海绵城市的职能。

3.资金保障

政府可通过多渠道解决海绵城市建设的资金问题,如:私有(私营)小地块的开发建设中,要明确开发商的责、权、利,鼓励私营(有)业主针对城市生态环境建设方面的资金投入;在市政及公用设施建中,要充分发挥市场机制,尽可能引入社会资本,多方筹措资金。

二、“海绵城市”体系框架的构建

通过调研沈阳市生态环境、自然资源、水文、地质、径流等状况,综合分析我市径流总量与防洪排涝间的关系以及我市蓄、排系统存在的主要问题,计算我市雨水可调节空间,制定城市径流控制方案与控制目标,进而构建城市雨水集蓄系统构建方案与技术框架,并确定我市进行海绵城市建设的重点任务--城市集蓄水系统的构建方案,包括:渗水系统构建、滞水系统构建、蓄水系统构建、净水系统构建、排水系统构建、用水系统构建等。

1.构建城市渗水系统

从源头削减雨水的径流量,初步净化雨水径流过程中的污染,改造或建立高渗透率的自然路面、透水路面,建设绿色屋顶等。

2.构建城市滞水系统

滞水系统可实现延缓径流作用,如生物滞留带、下凹绿化带等。

3.构建城市蓄水系统

城市蓄水系统可实现收集积蓄雨水、降低径流峰值流量的作用,为雨水的再利用创造条件。城市蓄水系统可包括蓄水池、湿塘、城市水体景观、地下雨水调蓄系统等。

4.构建城市净水系统

通过整治城市河道、建设河道沿岸生态缓坡、建设污水处理设施等措施,减少雨水径流与收集过程中对雨水的污染,从而改善城市水环境,提高城市雨水利用效率。

5.构建城市排水系统

建立城市排水防涝设施,将雨水径流高峰时期超过集蓄能力的雨水通过排水防涝设施、水系河道排出,避免水患发生。

6.构建城市用水系统

将集蓄的雨水进行再生利用,缓解城市水资源短缺,达到节水减排的目的。

参考文献

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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

[1]仇保兴.海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J].建设科技,2015(1):11-18.

[2]叶晓东.海绵城市实施途径及规划应对策略研究――以宁波市为例[J].上海城市规划,2016(2):51-57.

[3]俞孔坚,李迪华,袁弘等. “海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015(6):26-36.

[4]胡振.公私合作项目范式选择研究――以日本案例为研究对象[J].公共管理学报,2010(3):13-121.

篇4

城市化是我国社会全面发展的重要推动力,然而高强度、高密集的城市土地改变了原有的生态系统,破坏了原有的自然水文循环机制[1],导致城市大雨内涝、水环境污染加剧、水生态系统退化等一系列水问题日益严重。为解决上述问题,我国提出“海绵城市”理念,住建部于2014年10月《海绵城市建设技术指南》,2015年10月国务院再次印发《关于推荐海绵城市建设的指导意见》,海绵城市顶层设计基本完成。目前,海绵城市试点城市已公布两期,多个省份也陆续出台推进海绵城市建设实施意见[2]。但是由于海绵城市在国内处于起步和探索阶段,关于海绵城市的内涵以及如何因地制宜开展海绵城市建设仍存在较多的争议,需要结合实际建设进一步探讨和研究。给排水系统是海绵城市规划建设中不可缺少的部分,设计作为城市建设的先行者,应根据实际工程项目特点,因地制宜、避免设计教条化。本文以南宁某高层建筑为例,把“海绵城市”的设计理念巧妙、合理地应用到建筑中去,探讨“海绵城市”设计中存在的问题,并提出安全的排水建议。

1项目概况

本项目位于邕江南岸的南宁市五象新区,是邕宁区近期开发建设的重点项目,该建筑为27层办公楼,建筑设计以注重人和自然的和谐统一,将传统的平面绿化布置变为立体绿化布置,中间办公区采用退台形式,在退台的最由植物环绕,整个建筑的立面如“花的瀑布”。在海绵城市总体规划确定的建设目标指导下,根据建筑用地分类和特点进行分类分解,制定项目降雨径流总量控制目标,确保场地设施安全,尊重自然、顺应自然,因地制宜地结合项目景观,做到低成本、高利用、易维护的海绵城市设计成果。本项目海绵城市设施包括雨水调蓄和雨水利用。雨水调蓄主要有室外雨水收集处理一体化模块,室内有敞开的露台雨水收集。雨水再利用有两方面:室外雨水收集处理一体化模块处理后的水作为绿化用水,室内有复合过滤器处理后的水作为阳台绿化用水。该项目海绵城市设计内容包括:室外雨水收集和利用系统;利用退台式种植阳台的涵水纳水功能,对种植阳台雨水进行原位收集,就近利用;采用透水铺装等。

2设计实例分析

2.1室外雨水收集和利用系统

查找南宁市降雨资料,本项目设计是以年径流总量控制率不低于80%为控制目标,设计日降雨量为33.4mm。由于项目地势北高南底,天然存在1.7米的落差,地下室顶板边线距离用地红线仅3米,地下室顶板根据地势有顺势落差,让雨水汇集到项目最低点,在此处设置有效容积为260m3的雨水蓄水模块,该模块集雨水收集、净化、存储、利用于一体,施工方便,应用广泛。

2.2种植阳台雨水原位收集和利用系统

根据该建筑的退台式种植阳台特点,利用种植阳台的涵水、纳水功能,设计时既要保证雨天排水顺畅,又要对种植阳台雨水进行合理收集再利用。由于退台阳台为二层一退,相邻的两个阳台的高差为7.4m,充分利用这一高差,对上二层阳台雨水进行收集,用于本层阳台绿化用水。在每层种植阳台处设置一个环保雨水口,内设环保截污框,并在相邻覆土层内设置雨水复合过滤器,环保截污框可从雨水口口部抽出进行清掏,初期雨水先经过环保雨水口进行雨水预处理,去除雨水中携带大颗粒悬浮物,然后进入相邻的复合过滤器,该复合过滤器可由厂家进行定制,集雨水过滤、收集为一体,过滤器内部分容积充填一定粒径砾石等填料,部分容积用于收集处理后雨水,出水管接至下二层的绿化用水管。种植阳台的雨水设计真正做到原位收集,就近利用,利用重力水头满足绿化用水需要,无机械动力费用。项目所设计的种植阳台雨水收集系统剖面图如图1所示。

2.3采用透水铺装

透水铺装是指采用透水性良好的具有空隙的材料铺设路面,雨水能够进入铺装层面下部结构的内部,通过具有储水能力的基层下渗到土基,使雨水还原于地下并净化水质,与此同时降低地表径流量[3]。本项目采用透水铺装路面用以提高道路水体自净能力,采用透水铺装的形式有以下几种:(1)非机动车停车位、室外停车场采用透水沥青混合料材料;(2)建筑周围车行道主道采用透水性水泥混凝土材料,人行道采用透水性路面砖铺设;(3)建筑周围花园中采用鹅卵石、碎石及嵌草铺装等。通过透水铺装,路面的雨水可渗透到路基或是周围的土壤中加以储存,排水流入城市管网或蓄水系统。透水铺装可以降低综合雨量径流系数,是“构建海绵城市”的有效措施,因此在工程设计中应用广泛。

3设计中存在的问题及争议

3.1径流系数理论计算值与实际有偏差

城市化的重要特征之一,就是原有的自然植被不断被建筑物及非透水性硬化地面所取代,从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性。径流系数是径流量与降雨量的比值,该值应该是小于1。规范中对不同种类汇水面的径流系数规定如下:地下建筑覆土绿地(覆土厚度≥500mm)准值为0.15;地下建筑覆土绿地(覆土厚度<500mm)准值为0.30-0.40、透水铺装地面准值为0.08-0.45。尽管该项目按照现有的设计规范及技术指南选择、计算径流系数,但合规不合理,本项目的特殊性引出下述问题。由于项目地下室已达到用地红线内允许的最大用地面积(地下室连线距离用地红线3.1-6.2米),地下室面积为总用地面积的84%。也就是说红线内有84%的面积变成不可渗透。该项目按照现有的规定计算出的综合径流系数为0.51197,约为48.8%的水量可渗透至地下,即16%的可渗透面积要渗透48.8%的降水量。如果把渗透系数看成:1-准(径流系数),渗透系数值是不可能大于1,该项目的渗透系数接近于3,明显与实际不符。事实上,分析得出规范中的径流系数应该是覆土层内水量未饱和之前径流系数,随着降雨量的增大,地下建筑的覆土层内水分饱和,雨量径流系数将不断增大,最终接近屋面的径流系数。换从极限考虑,红线范围内都是地下室,按照现有技术指南上的径流系数选择、计算,只要保证地下室顶板上方有一定覆土用于绿地或采用透水铺装就能降低综合雨量径流系数,近一半的雨水可以渗透至地下。问题是整个都是非透水的地下室顶板隔断,雨水如何渗透。地下室顶板上方的绿地或透水铺装只不过是一种障眼法,根本问题是地下室顶板的非透水性硬化改变了原有自然土壤植被的可渗透性,根据现有的设计指南计算出的径流系数明显偏小。设计中有条件时适当放大蓄水池的容积,尽量减少洪峰流量,为场区排水留有安全余地。

3.2通过透水铺装降低径流系数条件有限

根据海绵城市透水铺装的定义,透水性铺装要求铺装面层结构具有较好的渗透性能,同时透水铺装下面的基层结构也要有相应的透水性,当基层下的土壤透水能力有限或基层条件不允许下渗时(如不透水顶板等),也可以在基层中埋设排水管将水排出。一般常用的透水铺装结构从上到下依次为:60-80mm厚的透水面、20-30mm厚的透水找平层、100-150mm厚的透水基层、150-200mm厚的透水底基层、土基。透水铺装可以快速渗透表面雨水,进而渗透至土基,多余的雨水由PVC排水管收集,排入周围雨水管渠。规范定义的径流量指降落到地面的雨水,由地面和地下汇流到管渠至收纳水体的流量总称。土基上的排水管和地下室顶板上的排水层的排水量实际为透水铺装间接的径流量而非渗透水量,透水铺装的径流系数应取决于土地透水能力。可见透水铺装径流系数取值要综合考虑其应用场合,地下室顶板上方透水铺装的径流系数不能简单的按照规范进行选择计算,设计人员通过透水铺装降低径流系数条件有限。

4结论

尽管“海绵城市”的设计理念大家早已耳熟能详,但实际工程项目各有特色,如何把这简单的设计理念巧妙合理地应用到建筑中去,形成经济、实用、美观的“海绵城市”设计成果,不断完善给排水基础设施,在提高水资源利用率的同时,实现“小雨不积水”“大雨不内涝”的排水目标,是每个设计人员应该考虑的重点内容。同时国家法律法规应根据海绵城市实施过程中出现的问题逐步完善,做好顶层设计的研究,相关海绵城市的产品也应日趋更新和改进,三者同步进行才能保证海绵城市从理论到实际的合理转变。

参考文献

[1]刘文,陈卫平,彭驰.城市雨洪管理低影响开发技术研究与利用进展[J].应用生态学报,2015,26(6):1901-1912.

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中图分类号:S26文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18016203

1引言

中国是水资源严重匮乏的国家之一,水资源人均占有量不足世界人均水平的1/3。近年来,随着城市化进程的不断加快,水资源短缺和污染问题在城市发展过程当中尤为突出。在城市生态系统中,某些城市存在城市供水不足,城市建设用水安全等问题,而有些城市的工业污水也造成城市生态系统恶化,生活用水得不到保障[2]。因此,合理有效地利用水资源,缓解城市用水压力,优化水资源利用、排放、净化模式就成为社会各界广泛关注和研究的重点问题。基于此,本文就针对海绵城市建设过程对雨水的处理利用问题进行分析,并提出一些合理化意见和建议[3]。

2海绵城市的内涵

海绵城市是指在城市发展建设过程中,充分发挥道路、城市水系、建筑以及绿地等设施对雨水的吸收、渗透、储存、净化和缓解作用,控制雨水径流,如同“海绵”一样,对于环境的变化和突发的自然灾害等方面具有良好的适应性,也就是“弹性”。“海绵城市”一词的提出是在新时期下,为了缓解和解决我国飞速发展的城市化与脆弱的城市水体矛盾而提出的,“渗、蓄、滞、用、排”五位一体,落实:“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的原则。

海绵城市的发展理念在国外提出较早,主要思想是解决城市雨水问题,它包括:低影响开发(LID)、最佳管理措施(BMP)、绿色基础设施(GI),相关理论研究的目的是有效控制农村以及城市的面状污染源\[3、4\],随后逐渐发展成为控制降雨径流量和水质的生态可持续的综合性措施。而其中又以低影响开发理论为核心,即基于生态文明和景观建设为主的雨水管理方法,主要是在一定的区域内利用软工程技术,通过植被自身的特点实现就地处理降水,直接减少地表雨水径流量[5]。也就是说从源头控制雨水径流,其具体的方法包括建设雨水花园、绿色屋顶、城市下凹绿地等设施;发挥城市绿地、道路、建筑对雨水的吸收、蓄存和缓释作用,有效改善城市内涝,削减地表径流,改善城市的生态环境[6]。

3海绵城市建设过程中应注意的主要问题相对于国外而言,我国海绵城市建设起步较晚,目前处于试点阶段[7]。但“海绵城市”的发展理念已成为新型城市价值转型的重要标志以及实现人与自然和谐共处的必经之路。正因为如此,在其发展过程中应该注意以下几个问题。

3.1海绵城市的建设要以保护城市生态系统为前提

雨水降落到地表以后,经过截留、渗透、调蓄形成地表雨水径流,最后流入汇渠。其中,渗透过程和地表雨水径流管理是核心问题,其影响因素为地表植被土壤和地面坡度大小。在提出海绵城市建设理念之前,城市规划考虑更多的是用地功能,对于雨水主要考虑的是排泄,即地下管网基础设施建设,而对于路面建设等,则是人为地割裂了雨水与地下的天然联系。在城市开发过程当中不透水的硬质路面会导致径流系数增加\[8、9\],通常情况下,林地的径流系数约为0.1~0.2,农田地的径流系数为0.5~0.6,城市的径流系数一般为0.9~1.0。因此,降水到达地表后难以下渗,形成了地表径流,造成了城市内涝。海绵城市就是克服了以往的不足,将雨水利用的几个基本功能综合起来进行考虑[10]。不过,在海绵城市建设过程中,对雨水的截留和调蓄设施是建设重点,在建设过程中,应充分尊重自然环境变化规律,最大限度地保护城市生态系统[11]。

3.2海绵城市建设应充分认识南北方自然环境差异

南北方城市建设差异较大,在进行海绵城市建设的过程当中,需结合城市的地理环境因素,具体情况具体分析。从宏观建设角度出发,南北方城市开发的着重点有所不同。对于北方城市来说,降雨量小,蒸发量大,如何存蓄更多的降水、并能及时地加以再利用是关键问题[10]。而南方城市因降雨量较大,河流、湖泊众多,排洪量远小于降水积蓄量,造成了地表径流,容易诱发城市内涝。因此,在进行海绵城市建设过程中应该因地制宜,选择合适的建设方案[12]。

3.3做好基础性研究和合理规划论证工作

对当地生态环境、城建分区应该注重基础性的研究和合理规划,这样才能使海绵城市建设具有系统性、基础性的准备,也会让海绵城市建设适应当地的自然环境和社会发展的需要。很多城市都将海绵城市的建设纳入城市基础设施建设的范畴之内,但是,如果海绵城市的规划不合理,将会导致城市功能区混乱,绿色海绵设施之间无法协调,丧失了海绵的“弹性”功能。如果对当地自然地理概况缺乏全面研究的话,更会使绿色海绵设施无法充分解决城市水体问题,严重的会使海绵城市建设徒劳一场。

4建议和对策

4.1大力提高城市的植被覆盖率

海绵城市的建设过程中,应大力提高城市的植被覆盖率。基本原则是城市生态建设和自然力的复原 \[8,11\]。而传统的城市发展理念强调城市的经济职能和社会职能,以“坚固耐用、经济美观”为原则,忽视了城市水体涵养功能和生态环境的作用,在建设中偏离了正确的发展模式。例如,硬质的街道不利于雨水的下渗,不合理的沟渠开发,城市河道缩减,对湖泊等水体围填侵占等。因此,建设海绵城市就需要增加绿化面积,从环境保护入手,改善城市生态系统[15]。地表绿化是对降水的就地直接吸纳,这是发挥城市“海绵”功能的最重要的一步。海绵城市的建设不仅仅是一个工程问题,更是一个环境问题。从工程学的角度来看,工程手段可以提高对降水的利用率,而从城市生态环境保护的角度出发,才能从开发战略、指导思想上彻底转变思路,把海绵城市的建设当作永久性的,战略性的事业去发展\[15、16\],总体来说就是要保证城市绿地的覆盖面积并使其得以有效保护,例如江苏省城区用地规划就充分考虑了这些特点。

4.2重视地理环境要素,将蓄水和雨水再利用作为重点针对南北方差异问题:在北方进行城市基础设施建设时,应将蓄水、降水再利用作为开发的重点。例如哈尔滨群力雨洪公园,就合理地解决了雨水的收集、调蓄、排泄,不仅合理利用了雨水资源,而且较好地解决了水污染问题。通过简单的挖方和填方,缓解低洼地积水问题,实现高地与低地相结合,高地种植旱生植被、低地建设鱼塘并种植喜湿植被,建设新颖的农业景观\[17,18\],缓解雨洪压力。此外,公园四周建造大小不一的水坑,收集城市降水,经过自然汇集、过滤后在低洼地汇聚供给鱼类饲养,将多余降水转移到调蓄地区,尤其是城市污水,在向异地转移过程中实现过滤和汇集来解决城市水污染问题\[18,19\],建立发达的地下管渠,实现蓄水地区与城市之间水体的自由调动。

对于南方城市建设而言,由于降水较多,应采用降水就地吸纳的方式,如贵州六盘水明湖湿地公园的建设理念就是典型代表,其核心是通过减缓城市排水速度来实现“海绵性”,传统的城市排水排洪工程主要以快速排水为主,而新型海绵城市的建设打破了这一束缚,明湖湿地公园位于市区内,通过恢复水城河两岸的植被减少地表径流,增加水体中的氧气含量。种植各种植物,促使富营养化的水体被生物吸收,缓解城市水体污染,同时,建立梯田式湿地\[20,21\],有效的减缓地表径流、削减洪峰、调节季节性降雨和城区空气质量\[22,23\]。

4.3加强海绵城市建设的基础性研究,完善相关政策

在海绵城市的建设之初,要对该城市自然地理概况做出分析,如城市地貌特征、降水量、地下水水情、地质概况等,这也是海绵城市建设的基础工作,具有海绵效应的城市绿色设施,如对绿色屋顶、冠层截流、绿色街道、生态沟、雨水花园、蓄水池等建设做到心中有数。

在保障措施上,首先要制定相关的规章,出台相应的指导意见,引导各地区建设符合本地区的具有可操作性的建设方案,并将海绵城市建设纳入法律体系,通过法律来保证海绵城市建设的落实和维护\[15,24\]。转变城市发展的观念,将城市发展和自然融为一体,划分合理的城市功能,实现城市建筑、排水、水利工程等多方面的衔接\[25,26\]。

5结语

本文主要阐述了海绵城市的概况、提出背景以及国内外发展现状。探讨在进行海绵城市建设过程当中应该注意的几个问问题,这些问题是不同角度、不同的发展阶段对海绵城市建设的基本要求。影响海绵城市发展的问题主要为自然环境因素,明确自然环境与基础设施建设之间的相互关系,可以促进海绵城市的发展,实现人与自然的和谐共处。

参考文献:

[1]陈献, 尤庆国, 张瑞美,等. 试论我国城市雨洪资源综合利用[J]. 水利发展研究,2016(3):3~7.

[2]鞠茂森. 关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考[J]. 水利发展研究,2015(3):7~10.

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