可以减少溢流量的11%-15%。
四是通过种种低影响措施及其系统组合有效减少地表水径流量,减轻暴雨对城市运行的影响。 2.3转变排水防涝思路
传统的市政模式认为,雨水排得越多、越快、越通畅越好,这种“快排式”的传统模式没有考虑水的循环利用。海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针,把雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水密切结合,统筹考虑内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目标。具体技术方面,有很多成熟的工艺手段,可通过城市基础设施规划、设计及其空间布局来实现。总之,只要能够把上述六字方针落到实处,城市地表水的年径流量就会大幅下降。经验表明:在正常的气侯条件下,典型海绵城市可以截流80%以上的雨水。
图4 海绵城市转变排水防涝思路
2.4开发前后的水文特征基本不变
通过海绵城市的建设,可以实现开发前后径流量总量和峰值流量保持不变,在渗透、调节、储存等诸方面的作用下,径流峰值的出现时间也可以基本保持不变。水文特征的稳定可以通过对源头削减、过程控制和末端处理来实现。习总书记在2013年的中央城镇化工作会议上明确指出:解决城市缺水问题,必须顺应自然,要优先考虑把有限的雨水留下来,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。由此可见,海绵城市建设已经上升到国家战略层面了。
3“海绵城市”在我国的实践与对我国的影响
3.1“海绵城市”建设在我国的实践
当前,住房与城乡建设部确定了武汉、南宁、常德、重庆等 16个城市建设海绵城市试点计划。中国城镇供水排水协会副秘书长王岚指出,海绵城市的最主要内容是两个,即雨水要保留下来,其次是要做好处理。而目前做到这两条的城市很少。
“常德过去做这样的工作已经很多年了,很多城市才起步。”常德市委书记王群在2015年3月27日申报国家海绵城市建设试点城市竞争性评审答辩会上指出,常德共有河湖面积78万亩,年均径流总量1356亿立米,占洞庭湖年均入湖径流总量的48%。常德已经有了10年的探索与实践,早年常德编制了《水城常德——江北城区水敏性城市发展和可持续性水资源利用整体规划》,在此基础上高标准编制了相关的20多个总体规划和专业规划。常德市将城市河流、地下水系统的污染防治和生态修复结合起来,通过创新水资源综合治理思路,打造海绵城市,让城市重回温润柔软。
多水的美丽常德,素有“桃花源”的美誉。但多年以来,“水”成了城市管理者的心头之患。常德住建局副局长黄金陵说 :“我们用了中国最先进的技术,让机器人下到城市地下管网拍照,结果发现地下管网都是混的。地下管网是一个网状,一个点混接了,就都混了。还有很多管是20世纪50、60、70年代的,坏的坏,塌的塌。”黄金陵介绍,实际上,在我国城市建筑设计里,只有给排水系统,没有雨水收集系统,这是早期从苏联引进的设计规范中缺失的一个东西。那么,现在的难题要怎么解决?为了治水,常德市政府、住建局等部门多次组织专家研究。2004年,专门研究水资源管理的德裔华人彭赤焰回到家乡常德,臭气熏天的穿紫河引起了他的兴趣。现在,他站在清澈的穿紫河边,用一个形象的比方介绍了海绵城市的设计原理:“就好像你拿一个碗倒水,以前,我们的排水系统就是一个单纯的排水,下完雨,水就走了。我们现在想象一下在碗上放一个海绵然后再倒水,这就会出现什么呢?细水长流。水会被净化之后再缓慢地流到河道里,洪峰减少了,降水之后很长时间城市里面依然有水,微气候得到改善,海绵城市的概念就是从这个角度来的。”海绵城市的设想改变了我国城市排水系统只排不蓄、只排不用的缺陷 :用绿地广场、绿色房顶、人工沟渠,抓住雨水,让其下渗、滞留 ;用河边的生态滤池,过滤雨污水,净化水体。收集、净化后
的雨水,可以用于绿地浇灌、道路清洗、景观水体补充等。
遇雨即涝,“城市里看海”;逢干则旱,“热岛”效应加剧。为破解水生态与城市发展失衡这一普遍性难题,重庆市近期在两江新区率先试点海绵城市建设,探索通过山水、绿地、建筑、工程的均衡布局和有机融合,变“工程治水”为“生态治水”,促进城市顺畅“吐纳呼吸”。
重庆海绵城市建设试点主要依托面积18.67平方公里的两江新区悦来新城,这一区域面朝嘉陵江、背靠重庆中央公园,地形变化丰富,呈现典型的西南山地丘陵城市特征。作为国家首批“绿色生态示范城区”之一,两江悦来新城近年在建设开发过程中,坚持顺自然之势而为,精心营造“山水拥城、人林共生”的城市绿系统,山水生态空间占比接近一半,为区域水环境生态化调节,打下了坚实基础。试点区域着眼于完善“海绵城市”的空间均衡布局和系统治理体系,在城市基础设施建设中,突破“以排为主”的传统雨水管理理念,以建筑、道路、绿地等为载体,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种生态化技术,构建城市低影响开发雨水系统。目前,悦来生态城内建筑全部按“绿色建筑”标准建设,已建成具备绿色屋顶、透水铺装、雨水收集功能的建筑50万立方米,并结合道路及小区规划实施了浅草沟、滞水花园、雨水收集池等调蓄设施。与此同时,这一片区还在尝试进一步联通、联动市政工程、水道、城市公园、城市湿地等,努力形成全域性“生态治水”格局。在悦来新城试点的基础上,重庆市还将把“海绵城市”建设试点推广至涪陵、丰都、万州、开县等三峡库区的区县[11]。 3.2“海绵城市”对我国的影响
3.2.1海绵城市建设为解决城市水问题提供了新思路
近些年来,随着我国城镇化的快速发展,许多城市出现了严重的水问题,传统的城市治水思路已难以适应新形势的要求,亟需谋划新时期城市治水的新思路。主要体现在:
1、海绵城市建设有利于解决城市水资源短缺问题
改革开放以来,我国城镇化水平快速提高。随着城市经济社会发展和人口增加,许多城市出现水资源短缺问题。 2、海绵城市建设有利于减少城市洪涝灾害
我国城市绝大多数坐落在江河湖海之滨,不同程度遭受洪水、海潮和内涝积
水威胁。由于城镇化过程中城市不透水面积的增加,导致地面径流汇集速度增快,洪峰流量加大,出现时间提前,增加了洪水的灾害性,并常常引起城市排水系统的水力过载,导致城市内涝的发生。 3、海绵城市建设有利于改善城市生态环境
目前,我国城市水污染状况十分严重。有关数据显示,全国90%的城市河段受到不同程度污染,约一半城市市区地下水污染比较严重[12]。 3.2.2海绵城市建设已经成为城市治水的新方向
目前,美国、德国、日本等国家和地区已经或正在大力开展海绵城市建设,也积累了一些成熟做法和经验,一些国家或地区正在把海绵城市建设作为新的治水方向大力推进。主要表现在:
1、推进由灾害管理向资源化生态化管理的转变
海绵城市建设改变了传统的“尽快排出,避免灾害”的城市防洪排涝思维,把雨洪资源作为重要的水资源来进行管理,并尽量减少对生态环境的影响。 2、引导海绵城市建设规模化、产业化发展
海绵城市建设公益性强,社会和生态效益显著,但经济效益相对较小,企业和投资者参与建设的积极性不高。需要政府鼓励和引导。 3、实现单一手段向全过程管理、综合措施的飞跃
海绵城市建设改变了以往城市防洪排涝措施手段单一的状况,从雨水自然循环过程着手,综合采取防、排、蓄、滞、处理、回用、环保等工程措施和非工程措施,实现经济效益和社会效益、生态效益的最大化。目前我国台湾地区在当局大力倡导下,正在台北市、新北市等地积极推动海绵城市示范建设工程,在不影响已有建筑物功能、尽可能恢复城市原有河道( 湖) 和水塘等功能条件下,通过建设和改造城市建筑物、道路、绿化带、停车场、广场、公园等设施,提高雨水渗透率,实现城市自然蓄水滞洪
[13]
。
4如何建设“海绵城市”[10]
4.1区域水生态系统的保护和修复
首先,识别生态斑块。第二,构建生态廊道。生态廊道起到对各生态斑块进行联系或区别的功能。第三,划定全规划区的蓝线与绿线。第四,水生态环境的修复,立足于净化原有的水体。第五,建设人工湿地。湿地是城市之肾,保护自
然湿地,因地制宜建设人工湿地,对于维护城市生态环境具有重要意义。 4.2城市规划区海绵城市设计与改造
海绵城市建设必须要借助良好的城市规划作为分层设计来明确要求。第一层次是城市总体规划。强调自然水文条件的保护、自然斑块的利用、紧凑式的开发等方略。还必须因地制宜确定城市年径流总量控制率等控制目标,明确城市低影响开发的实施策略、原则和重点实施区域,并将有关要求和内容纳入城市水系、排水防涝、绿地系统、道路交通等相关专项或专业规划。第二层次是专项规划。包括城市水系统、绿地系统、道路交通等基础设施专项规划。第三层次是控制性详细规划。分解和细化城市总体规划及相关专项规划提出的低影响开发控制目标及要求,提出各地块的低影响开发控制指标,并纳入地块规划设计要点,作为土地开发建设的规划设计条件,统筹协调、系统设计和建设各类低影响开发设施。通过详细规划可以实现指标控制、布局控制、实施要求、时间控制这几个环节的紧密协同,同时还可以把顶层设计和具体项目的建设运行管理结合在一起。 4.3建筑雨水利用与中水回用
在海绵城市建设中,建筑设计与改造的主要途径是推广普及绿色屋顶、透水停车场、雨水收集利用设施,以及建筑中水的回用(建筑中水回用率一般不低30%)。
5国内外“海绵城市”发展现状及未来展望 5.1国内外发展现状
5.1.1国外海绵城市发展现状
近20年来,英、美、澳、德、日等国家针对城市化过程中所产生的内涝频发、径流污染加剧、水资源流失、水生态环境恶化等突出问题,分别形成了效仿自然排水方式的城市雨洪可持续发展的管理体系,相应的措施和技术也得到了长足发展和实践应用[14]。例如,英国建立了“可持续城市排水系统”(SUDS)[15] ,以通过科学途径管理降雨径流,实现良性的城市水循环。澳大利亚则以城市水循环为核心,建立了“水敏感性城市设计”(WSUD)体系[16]。同时,新西兰也在LID和WSUD的理念背景下,整合、发展、建立了“低影响城市设计与开发”(LIUDD)体系[17]。此外,德国、美国、日本等国家对雨水管控方法的探索更早,法律法规相对完善,实践效果显著。