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中國給水排水2022年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì)(第十三屆)邀請(qǐng)函暨征稿啟事
 
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住建部 章林偉:海綿城市建設(shè)實(shí)踐及若干問題探討 海綿城市建設(shè)是當(dāng)前國家在城市智慧方面非常重要的工作,國務(wù)院也發(fā)了相關(guān)文件,主要探討4個(gè)問題,第一是何為海綿效應(yīng);第二是用什么樣的指標(biāo)來衡量海綿

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2018-09-30  瀏覽次數(shù):106
核心提示:章林偉:海綿城市建設(shè)實(shí)踐及若干問題探討 海綿城市建設(shè)是當(dāng)前國家在城市智慧方面非常重要的工作,國務(wù)院也發(fā)了相關(guān)文件,主要探討4個(gè)問題,第一是何為海綿效應(yīng);第二是用什么樣的指標(biāo)來衡量海綿效應(yīng);第三是用什么方法來建設(shè)海綿城市;第四如何評(píng)價(jià)海綿城市的建設(shè)實(shí)效。
中國給水排水2022年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì)(第十三屆)邀請(qǐng)函暨征稿啟事

中國給水排水2021年中國污水處理廠提標(biāo)改造(污水處理提質(zhì)增效)高級(jí)研討會(huì)
 

章林偉:海綿城市建設(shè)實(shí)踐及若干問題探討

時(shí)間:2018-09-12 

來源:給水排水

作者:章林偉

 

海綿城市建設(shè)是當(dāng)前國家在城市智慧方面非常重要的工作,國務(wù)院也發(fā)了相關(guān)文件,主要探討4個(gè)問題,第一是何為海綿效應(yīng);第二是用什么樣的指標(biāo)來衡量海綿效應(yīng);第三是用什么方法來建設(shè)海綿城市;第四如何評(píng)價(jià)海綿城市的建設(shè)實(shí)效。

1  何為海綿效應(yīng)

眾所周知,某個(gè)地方植被好,雨后它的水土流失會(huì)非常小,這是什么原因呢?應(yīng)該就是海綿效應(yīng),尤其在我國,西南地區(qū)大多屬于喀斯特地貌,吸水性能非常好,這就是它的海綿效應(yīng),城市建設(shè)產(chǎn)生了大量的硬化地面,整個(gè)水文過程發(fā)生了改變(如圖1),雖然這是國外的研究,跟我國有一定區(qū)別,但是大致是相當(dāng)?shù),圖1左上角是原始狀態(tài),是有海綿效應(yīng)的,在海綿效應(yīng)下真正形成的地表徑流非常少,只有10%;圖1右下角是我們目前城市普遍的現(xiàn)象,硬化度超過70%、80%,所以現(xiàn)在地表徑流很多。我國這方面問題非常突出,地表徑流要用管道排走,既有量又有質(zhì)的問題,如果不排會(huì)形成災(zāi)害,如果要排,排完了以后補(bǔ)給缺失,這時(shí)就失去了海綿效應(yīng)(如圖2),由此帶來生態(tài)問題、資源問題、環(huán)境問題、安全問題。所以說海綿效應(yīng)是大自然的下墊面對(duì)降雨的彈性作用,下墊面有吞吐功能,有吸納、入滲、滯蓄、凈化存儲(chǔ)等作用,這是一年四季河道不干涸的原因,但現(xiàn)在河道因?yàn)樗Y源過渡開發(fā)而干涸,一部分原因就是海綿效應(yīng)喪失,導(dǎo)致補(bǔ)給中斷,緩釋功能失去。

2  用什么樣的指標(biāo)來衡量海綿效應(yīng)

如果沒管控好雨水,海綿效應(yīng)就會(huì)喪失,怎樣恢復(fù)海綿效應(yīng),修復(fù)生態(tài),改善環(huán)境,涵養(yǎng)水資源和提高對(duì)災(zāi)害的能力。首先是蒸發(fā),在海上大氣升騰使水變成云,水汽輸送變成了降雨,然后變成地表徑流,這是水系運(yùn)動(dòng)的過程,這個(gè)水文過程是全球尺度,城市尺度相比全球的尺度很微小,在小尺度上有微小的循環(huán),所以忽略它的蒸發(fā),最嚴(yán)重的問題是地表徑流和入滲徑流,徑流變化使水文循環(huán)的過程出現(xiàn)問題,因此海綿績效的評(píng)價(jià)以徑流為因素,尤其小尺度。小水面蒸發(fā)在工程設(shè)計(jì)中可以忽略,雖然規(guī)劃司探討海綿城市設(shè)立了多個(gè)指標(biāo),真正控制中不能全用這些指標(biāo),還是以徑流作為控制和評(píng)價(jià)海綿的一項(xiàng)指標(biāo),表1是我國徑流的規(guī)律。

表1是20世紀(jì)80年代公布的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)對(duì)于研究本底的關(guān)系很重要,把徑流控制這個(gè)指標(biāo)作為海綿效應(yīng)的反映是有依據(jù)的,同時(shí)也有數(shù)據(jù)的來源。指標(biāo)中年降雨量大部分在200~1600mm。真正徑流基本上30%左右,可以看出雨水應(yīng)該入滲,快速的地表徑流應(yīng)控制在30%以下,在這個(gè)基礎(chǔ)上制定了徑流控制,國務(wù)院數(shù)據(jù)也明確了70%的降雨可就地消納和利用,如果某地徑流水文變化10%,將影響水的生態(tài)和資源情況,超過30%,就會(huì)對(duì)這個(gè)地方的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響,從表1可看出,70%左右基本符合我國國情,如何把這個(gè)數(shù)值設(shè)計(jì)成一個(gè)指標(biāo)?北京建筑大學(xué)做了很好的研究。根據(jù)北建大的工作做出了這張圖(如圖3),這個(gè)圖的數(shù)據(jù)比較有限,只有200多個(gè)城市,和前面水文圖基本吻合,這是用徑流總量控制率作為海綿城市的標(biāo)準(zhǔn),90%的降雨場次要控制。美國更加簡化,變成地區(qū),幾毫米的降雨必須控制,美國的中部25mm。我國也會(huì)慢慢簡化,這個(gè)跟量和質(zhì)有關(guān)。

3  用什么方法建設(shè)海綿城市

過去徑流之所以出現(xiàn)問題,主要采取了快排的方式,當(dāng)時(shí)我們對(duì)城市的認(rèn)識(shí)較淺,更多考慮的是安全的角度,先把水輸出去,F(xiàn)在理念在提升,從環(huán)境、生態(tài)的角度,需要考慮多種因素。梯田是很好的處理人、地、水之間關(guān)系的案例,它是一個(gè)緩排的過程,這個(gè)過程中基本上實(shí)現(xiàn)徑流控制的要求,也解決了水快排的問題。海綿城市除了借鑒這個(gè)理念,更多的是啟發(fā),我們把中國梯田的做法歸納為“滲、滯、蓄、凈、用、排”。同時(shí)提出了技術(shù)路線的調(diào)整,從關(guān)注末端處理,轉(zhuǎn)化為源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理。

我們說“目標(biāo)導(dǎo)向”,過去基本是安全和環(huán)保,現(xiàn)在轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄繕?biāo)、多元化,多目標(biāo)導(dǎo)致邊界條件復(fù)雜化,必須用系統(tǒng)思維去考慮問題。我們說“問題導(dǎo)向”,總結(jié)歸納了幾點(diǎn):小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解。海綿效應(yīng)恢復(fù)后,這些問題都可以解決。

通過調(diào)整技術(shù)路線,改變過去的方法,排除頂層設(shè)計(jì)方面的弊端,要有總規(guī)劃?傮w規(guī)劃需要解決兩個(gè)問題:空間布局、關(guān)系協(xié)調(diào),這都需要體現(xiàn)在專業(yè)規(guī)劃中。目前,在規(guī)劃的前端如果沒有做深入的研究,后續(xù)控規(guī)和詳規(guī)的時(shí)候就會(huì)相當(dāng)?shù)谋粍?dòng)。有的地區(qū),水務(wù)部門做供水,市政部門做排水,水利部門做河道;有的做防洪把水系統(tǒng)割裂,無法共同實(shí)現(xiàn);住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部為此專門發(fā)文,要求各地在總規(guī)編制的過程中,去做專規(guī),即使沒有條件,也應(yīng)該在修編的過程當(dāng)中去涉及,不能一片空白。

我們專規(guī)重點(diǎn)解決什么?第一個(gè)山水格局的保護(hù),不能因?yàn)橥恋刭I賣,簡單粗暴地把水脈破壞,引起洪澇,甚至破壞山水格局。第二是各種關(guān)系的協(xié)調(diào),很多地方做水的項(xiàng)目水質(zhì)跟水量不匹配,水是一年四季循環(huán)的,重要節(jié)點(diǎn)一個(gè)是枯水位,一個(gè)是洪水位,這個(gè)過程中有常水位,然后得出水位、水量、水質(zhì)3個(gè)要素的關(guān)系,最基本的關(guān)系搞清楚,才能去做方案。生態(tài)和安全的關(guān)系需要界定,不能一討論生態(tài)就是綠色化,如考慮綠色化過多,它對(duì)我們的安全會(huì)構(gòu)成威脅。

由于總規(guī)是小比例尺,一般為1:50000,至少1:10000,做詳規(guī)就需要大比例尺1:500,在這種情況下,做控規(guī)的時(shí)候,需要確定控制性指標(biāo),比如原來很多基礎(chǔ)設(shè)施埋地后,地表的開發(fā)建設(shè)和等高匯水區(qū)的變化,使設(shè)施達(dá)不到原設(shè)計(jì)要求,海綿城市規(guī)劃,是統(tǒng)領(lǐng)水的綜合性規(guī)劃,要為控規(guī)等制造條件。
 

合理的管控分區(qū),過去污水處理廠、網(wǎng)、河道等一般管理是碎片化的,只是一個(gè)地域或者行政地塊去管理,不是一個(gè)區(qū)域體,尤其是再利用為主的水系統(tǒng),現(xiàn)在城市中劃分匯水區(qū)、排水區(qū)和項(xiàng)目區(qū),匯水區(qū)更注重的是自然地形,從城市到匯水區(qū)、排水區(qū)到項(xiàng)目區(qū),反過來是從項(xiàng)目區(qū)到排水區(qū)、匯水區(qū)到城市,就是一個(gè)總分總的過程。

源頭和過程,源頭是徑流總量控制的地方,希望小區(qū)以后用少量的管網(wǎng),基本按照梯田的方法來完成徑流控制。過程控制主要是消峰,現(xiàn)在我們?nèi)狈ο鍐栴}的研究,去美國后發(fā)現(xiàn)他們也沒有研究透,灰綠結(jié)合就是解決消峰錯(cuò)峰的問題。希望我國在這方面能加強(qiáng)研究。

4  如何評(píng)價(jià)海綿城市的建設(shè)實(shí)效

最后一個(gè)問題以結(jié)果為導(dǎo)向,如何進(jìn)行海綿評(píng)價(jià),第一個(gè)是海綿效應(yīng),第二個(gè)是實(shí)效。海綿效應(yīng)的評(píng)價(jià),前面講是源頭的控制,目前國內(nèi)普遍的做法是利用景觀和地形,通過溢流排到市政,既完成了徑流的控制,又解決了雨污混接問題,實(shí)際上在小區(qū)里面,利用微地形設(shè)計(jì)、豎向控制、景觀設(shè)計(jì)、園林綠化、蓄水模塊、下凹雨水塘等組合技術(shù)實(shí)現(xiàn)滯、蓄、滲、凈、用、排的功能要求,從而達(dá)到雨水徑流控制的目標(biāo)。

舉個(gè)美國的例子,美國海綿城市建設(shè)已經(jīng)產(chǎn)品化,我們可以借鑒。他們沒有設(shè)置管道,滲透有一個(gè)溢流井。產(chǎn)品化后對(duì)考核會(huì)起到良好作用,以后如考核溢流,溢流井控制有兩個(gè)指標(biāo):水量和水質(zhì),可以體現(xiàn)出前端徑流控制的效果是不是達(dá)到了,可以通過計(jì)算,用徑流總量控制率計(jì)算它的面積,從而算出體積,如沒有達(dá)到該地雨強(qiáng)而產(chǎn)生了溢流,說明沒有達(dá)到海綿效應(yīng),逐步可以知道溢流對(duì)水質(zhì)的影響,也把以前埋地不容易發(fā)現(xiàn)的問題顯象化,對(duì)管理也有好處,可以知道規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行是不是到位,也解決PPP績效考核按時(shí)付費(fèi)的問題。

提到澇,“順藤摸瓜”從分區(qū)進(jìn)入到河道的水質(zhì),還有黑臭治理,這些都跟海綿有極大的關(guān)系。前端控制徑流,后端解決溢流污染,如何發(fā)揮岸線的海綿效應(yīng),有很多城市做到了,效果已經(jīng)體現(xiàn)了,對(duì)于初雨污染的控制就是利用海綿的原理。過去把一切都?jí)旱轿鬯幚韽S,污水廠壓力太大,水體也并沒有得到改善,所以我們要發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的作用,讓系統(tǒng)合理地分擔(dān)荷載。下一步的考核主要圍繞“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭”,都從結(jié)果往前推,過程不管,過程交給主體、設(shè)計(jì)單位、運(yùn)營單位,但是幾個(gè)節(jié)點(diǎn)是考核到不到位非常關(guān)鍵的問題。

目前全國有30個(gè)試點(diǎn)城市,作為“海綿城市”的示范引領(lǐng),涵蓋了不同地區(qū)、不同氣候類型以及不同的城市規(guī)模。下一步這些試點(diǎn)城市需要把海綿城市的理念、創(chuàng)新與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品進(jìn)行嫁接,形成一套因地制宜的做法,形成標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和制度,進(jìn)而形成一套可復(fù)制、可推廣的制度、經(jīng)驗(yàn)和做法。

本文整理自會(huì)議速記稿,未經(jīng)本人審閱。

 

 
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