中國工程院院士、同濟(jì)大學(xué)徐祖信教授在題為《高密度城市灰綠協(xié)同提升防洪排澇安全》的報(bào)告中，基于我國城市排澇的突出問題，提出了“灰色設(shè)施改造+綠色海綿建設(shè)”的協(xié)同創(chuàng)新模式。該模式的核心內(nèi)容包括：
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灰色設(shè)施系統(tǒng)性改造
- 強(qiáng)調(diào)對現(xiàn)有排水管網(wǎng)進(jìn)行健康評估，重點(diǎn)關(guān)注管網(wǎng)缺失率、破損率及混接錯(cuò)接率等關(guān)鍵指標(biāo)13。通過修復(fù)破損管道、糾正雨污混接問題，提升污水收集率和雨水排放能力，從源頭減少溢流污染和排水功能失效風(fēng)險(xiǎn)57。
- 提出利用熒光光譜分析、水位水量監(jiān)測等技術(shù)手段，精準(zhǔn)識(shí)別管網(wǎng)缺陷并制定改造方案，確保排水系統(tǒng)高效運(yùn)行7。
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綠色海綿設(shè)施集成建設(shè)
- 結(jié)合海綿城市理念，通過生態(tài)滯留池、透水路面等綠色基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)雨水滲透和滯蓄能力，緩解灰色管網(wǎng)壓力35。
- 強(qiáng)調(diào)綠色設(shè)施需與灰色管網(wǎng)聯(lián)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如通過實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測與沉積污染治理技術(shù)，協(xié)同控制降雨期間的復(fù)合污染沖擊7。
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灰綠協(xié)同的韌性提升路徑
- 通過“雨污同治”實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)功能與生態(tài)修復(fù)的雙重目標(biāo)，破解傳統(tǒng)單一工程措施的局限性13。
- 提出需在城市規(guī)劃層面統(tǒng)籌灰綠設(shè)施布局，結(jié)合水動(dòng)力模型與水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化分析，優(yōu)化防洪排澇體系的整體韌性57。
徐祖信院士的研究成果已在多地實(shí)踐中驗(yàn)證，其主持的《管網(wǎng)高覆蓋率城市河流污染治理關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)用》項(xiàng)目為高密度城市水環(huán)境治理提供了可推廣的技術(shù)范式8。
基于我國海綿城市建設(shè)的推進(jìn)實(shí)踐，"灰綠協(xié)同"模式已在以下代表性城市取得實(shí)質(zhì)性應(yīng)用：
一、北方嚴(yán)寒地區(qū)示范案例
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吉林省四平市
作為國家海綿城市建設(shè)示范城市，四平通過“全域海綿”理念統(tǒng)籌灰色設(shè)施改造與綠色生態(tài)修復(fù)：- 系統(tǒng)化提升排水管網(wǎng)效能，補(bǔ)齊老城區(qū)排水設(shè)施短板（灰色設(shè)施）；
- 結(jié)合嚴(yán)寒氣候特點(diǎn)，構(gòu)建下沉式綠地、透水鋪裝等綠色設(shè)施，實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用3。
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內(nèi)蒙古呼和浩特市
在北方半干旱草原型海綿城市建設(shè)中，采用“山城草水一體化”治理策略：- 改造雨水調(diào)蓄池和管網(wǎng)系統(tǒng)（灰色設(shè)施）；
- 大規(guī)模建設(shè)海綿型公園、綠地，增強(qiáng)城市雨水滯蓄能力（綠色設(shè)施）1。
二、南方高密度城市實(shí)踐
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江西省南昌市
- 新城區(qū)以目標(biāo)導(dǎo)向推進(jìn)灰綠設(shè)施同步規(guī)劃，如透水路面與管網(wǎng)擴(kuò)容協(xié)同設(shè)計(jì)；
- 老城區(qū)采用“海綿+城市更新”模式，通過生態(tài)樹池、雨水花園（綠色）與雨污分流改造（灰色）聯(lián)動(dòng)破解內(nèi)澇難題6。
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廣東省深圳市鹽田區(qū)
- 構(gòu)建“立體防洪排澇體系”：地下管網(wǎng)擴(kuò)容（灰色）與屋頂綠化、生態(tài)洼地（綠色）分層攔截雨水；
- 結(jié)合沿海氣候特征，開發(fā)適應(yīng)臺(tái)風(fēng)暴雨的灰綠協(xié)同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)8。
三、典型技術(shù)路徑對比
四、成效與挑戰(zhàn)
- 共性成果：上述城市內(nèi)澇發(fā)生率平均下降40%-60%，雨水資源利用率提升至25%以上36；
- 區(qū)域差異：北方需解決凍融循環(huán)對綠色設(shè)施的破壞，南方側(cè)重應(yīng)對短時(shí)強(qiáng)降雨的峰值消減18；
- 推廣瓶頸：高密度建成區(qū)灰綠設(shè)施空間競爭矛盾仍需通過立體化開發(fā)模式破解68。
灰綠協(xié)同模式的全球?qū)嵺`
一、國際典型案例
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美國：山地城市匹茲堡
匹茲堡通過“綠色優(yōu)先計(jì)劃”（Green First Plan），將小規(guī)模分散的綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（GSI）與傳統(tǒng)灰色管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合，重點(diǎn)解決山地城市的合流制溢流與洪澇問題13。- 技術(shù)特色：采用效能評估方法優(yōu)化GSI與灰色管網(wǎng)配置，結(jié)合城市設(shè)計(jì)框架將綠色設(shè)施融入排水分區(qū)規(guī)劃3；
- 成效：通過灰綠協(xié)同降低雨洪峰值流量，提升城市韌性，為山地城市提供可復(fù)制的技術(shù)路徑1。
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中國：系統(tǒng)性海綿城市建設(shè)
中國將灰綠協(xié)同作為海綿城市建設(shè)的核心策略，通過“綠色設(shè)施（滲滯蓄凈）+灰色設(shè)施（排用）”技術(shù)體系，統(tǒng)籌解決城市內(nèi)澇、水環(huán)境污染及水資源短缺問題46。- 政策支撐：國家層面出臺(tái)《關(guān)于推進(jìn)污水處理減污降碳協(xié)同增效的實(shí)施意見》，推動(dòng)灰綠設(shè)施在污水處理領(lǐng)域的深度協(xié)同6；
- 城市實(shí)踐：包括深圳、南昌等城市通過管網(wǎng)改造與海綿設(shè)施聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇發(fā)生率下降40%-60%4。
二、國際合作與技術(shù)推廣
中國通過“綠色絲綢之路”建設(shè)，與“一帶一路”共建國家共享灰綠協(xié)同治理經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)清潔能源、生態(tài)修復(fù)等領(lǐng)域的技術(shù)合作，促進(jìn)區(qū)域氣候治理與可持續(xù)發(fā)展5。例如，通過國際科技創(chuàng)新交流機(jī)制，輸出適應(yīng)不同氣候條件的灰綠設(shè)施配置標(biāo)準(zhǔn)5。
關(guān)鍵實(shí)踐對比
挑戰(zhàn)與趨勢
- 技術(shù)適應(yīng)性：山地、沿海等特殊地貌需定制灰綠設(shè)施配置方案13；
- 國際合作深化：需加強(qiáng)氣候脆弱型國家的技術(shù)適配性與本土化應(yīng)用支持5。
中國工程院院士、同濟(jì)大學(xué)徐祖信教授作了題為《高密度城市灰綠協(xié)同提升防洪排澇安全》的大會(huì)報(bào)告，報(bào)告系統(tǒng)剖析了我國城市排澇痛點(diǎn)，提出通過“灰色設(shè)施改造+綠色海綿建設(shè)”協(xié)同創(chuàng)新模式破解治澇困局。
▲徐院士分享大會(huì)報(bào)告
現(xiàn)將部分精彩報(bào)告內(nèi)容分享如下
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一、城市排澇面臨雙重困境
徐院士指出，我國東南沿海城市普遍存在硬化地表比例過高（武漢達(dá)70%）、合流制溢流污染嚴(yán)重等共性問題。數(shù)據(jù)顯示，長三角城市合流制溢流SS濃度超歐美國家3-5倍，分流制雨水管道初期污染負(fù)荷更達(dá)發(fā)達(dá)國家的8-10倍。傳統(tǒng)灰色設(shè)施改造面臨地下空間飽和、調(diào)蓄池效率低下等瓶頸，昆明等城市已出現(xiàn)"調(diào)蓄池深惡痛絕"的治理困局。
二、創(chuàng)新提出“斑塊式海綿”解決方案
針對高密度城區(qū)土地資源緊缺特性，研究團(tuán)隊(duì)提出“屋頂+停車場+人行道”立體化海綿建設(shè)方案。通過上海漕河涇374公頃示范區(qū)實(shí)踐驗(yàn)證，采用綠色屋頂（100mm基質(zhì)層）、透水鋪裝（30mm/h滲透率）、生物滯留池等組合措施，44%用地實(shí)現(xiàn)海綿化改造。SWMM模型模擬顯示，該方案成功消除五年一遇暴雨積水，徑流削減率達(dá)47%，建設(shè)成本較傳統(tǒng)管道改造節(jié)省33%。
三、治澇治污協(xié)同效應(yīng)顯著
研究揭示海綿設(shè)施具有顯著環(huán)境協(xié)同效益：小雨（<10mm/24h）時(shí)完全阻斷溢流污染，中雨（10-24mm）SS削減62%，大雨時(shí)仍保持19%削減率。但徐祖信特別強(qiáng)調(diào)，海綿設(shè)施在陡坡、高流速區(qū)域的適用性有限，需因地制宜制定方案。
四、治污效能隨雨強(qiáng)梯度衰減
徐院士的研究團(tuán)隊(duì)通過SWMM模型量化揭示了海綿設(shè)施的污染控制規(guī)律。數(shù)據(jù)顯示，斑塊式綠色設(shè)施通過“滲滯蓄凈”四重機(jī)制形成治污鏈條：降低徑流量→減輕地表沖刷→弱化管道沉積物擾動(dòng)→削減入河污染負(fù)荷。其中模型模擬顯示：
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小雨防線（<10mm/24h）：6.5mm降雨時(shí)，SS溢流污染實(shí)現(xiàn)100%截留
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中雨緩沖（10-24mm/24h）：21.8mm降雨中，SS削減率達(dá)62%
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大雨挑戰(zhàn)（25-50mm/24h）：46mm強(qiáng)降雨時(shí)，SS削減率驟降至19%
徐院士特別指出，海綿設(shè)施的治污效能呈現(xiàn)顯著雨強(qiáng)依賴性。在占全年降雨70%的小雨事件中可發(fā)揮核心作用，但面對極端暴雨時(shí)需結(jié)合灰色設(shè)施形成系統(tǒng)防御。研究建議建立“”梯度防控體系”，將綠色設(shè)施作為初級防線，與調(diào)蓄池、管網(wǎng)改造等灰色工程形成時(shí)空協(xié)同。
結(jié)語
“灰綠協(xié)同”模式為我國城市排澇標(biāo)準(zhǔn)提升提供新思路，但需建立動(dòng)態(tài)評估機(jī)制。徐院士團(tuán)隊(duì)正研發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，未來將結(jié)合AI技術(shù)優(yōu)化海綿設(shè)施布局，助力實(shí)現(xiàn)“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇”的韌性城市目標(biāo)。
文 / 大會(huì)秘書處綜合整理
科技助力治水管水，行業(yè)專家這樣說→
2024年長江經(jīng)濟(jì)帶（武漢）水務(wù)科技博覽會(huì)（簡稱“2024武漢水博會(huì)”）上，圍繞深入推進(jìn)流域綜合治理這一主題，中國工程院院士徐祖信等專家學(xué)者分享了精彩觀點(diǎn)，武漢城市圈多位城市水務(wù)部門負(fù)責(zé)人進(jìn)行了實(shí)例探討。
武漢市水務(wù)局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，本次博覽會(huì)論壇采取“1+4+1”模式，其中，一個(gè)主論壇，擬邀請專家學(xué)者以“科技創(chuàng)新，智慧賦能——深入推進(jìn)流域綜合治理”主題作主旨演講；4個(gè)分論壇，圍繞水環(huán)境水生態(tài)、城市防洪排澇、供水排水、智慧水務(wù)四個(gè)方面的主題，邀請科研院所、大專院校、企事業(yè)單位專家共同探討，共話水務(wù)行業(yè)未來發(fā)展趨勢，分享先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，為行業(yè)發(fā)展匯聚新思想與各方智慧。一場圓桌會(huì)議，邀請武漢“1+8”城市圈水務(wù)局負(fù)責(zé)人及水務(wù)專家圍繞流域綜合治理開展實(shí)例探討，共同為行業(yè)發(fā)展獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。
主論壇上，中國工程院院士、同濟(jì)大學(xué)教授徐祖信以《雨污同治，提高城市水環(huán)境安全韌性》為主題分享精彩觀點(diǎn)。她表示，雨污同治才能提升城市水環(huán)境安全和防洪安全，建設(shè)和完善雨水污水管網(wǎng)，消除排水管網(wǎng)空白區(qū)，提高污水收集率，提高雨水排放能力，是雨污同治的首要任務(wù)，真正做到雨水、污水兩個(gè)管網(wǎng)健康運(yùn)行。
水利部信息中心原主任蔡陽演講的主題為《數(shù)字孿生水利建設(shè)與發(fā)展思考》，他表示，經(jīng)過兩年的先行先試，我國已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字孿生技術(shù)在水利領(lǐng)域從概念到落地應(yīng)用。數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生工程協(xié)同推進(jìn)，具有“四預(yù)”功能的數(shù)字孿生水利體系初步構(gòu)建。
中國科學(xué)院水生生物研究所研究員、博士生導(dǎo)師謝平以武漢東湖為例，重點(diǎn)講述了城市湖泊的干擾退化、藍(lán)藻控制與生態(tài)修復(fù)。他認(rèn)為，在較大的城市湖泊中，實(shí)現(xiàn)從“濁水穩(wěn)態(tài)”到“清水穩(wěn)態(tài)”的轉(zhuǎn)變依然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
武漢市水務(wù)局黨組書記、局長鄭利分享了武漢市流域綜合治理的探索與實(shí)踐。他重點(diǎn)剖析了府澴河流域、大東湖流域、梁子湖流域在守住水安全底線、水環(huán)境安全底線、水生態(tài)安全底線方面的具體做法。
極目新聞?dòng)浾邚膱A桌會(huì)議了解到，今年，武漢都市圈水務(wù)工作將持續(xù)深化市域協(xié)同，建立水博會(huì)圓桌會(huì)議和聯(lián)席會(huì)議等工作機(jī)制，明確臨界河湖需協(xié)同事項(xiàng)清單，在水安全、水環(huán)境等方面，加強(qiáng)防洪排澇調(diào)度、水資源調(diào)配、河湖綜合治理等工作，共同推動(dòng)武漢都市圈水務(wù)事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
在武漢都市圈同城化發(fā)展水務(wù)工作聯(lián)席會(huì)議機(jī)制之上，加強(qiáng)日常工作協(xié)同，“1+8”城市圈緊緊抱團(tuán)，打破彼此之間的地區(qū)差異，達(dá)成共識(shí)，形成合力，資源互通，共同謀劃，同步實(shí)施和推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“1+8”城市圈水務(wù)發(fā)展的共鳴。
此外，在活動(dòng)現(xiàn)場，市水務(wù)數(shù)字技術(shù)中心正式簽約掛牌，讓我們一起去現(xiàn)場看看！
在2024長江經(jīng)濟(jì)帶（武漢）水務(wù)科技博覽會(huì)現(xiàn)場，武漢市水務(wù)數(shù)字技術(shù)中心簽約掛牌，中心將充分發(fā)揮平臺(tái)作用，整合優(yōu)質(zhì)資源，聚焦關(guān)鍵共性問題，開展水務(wù)數(shù)字應(yīng)用基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)研究，打造科學(xué)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)—應(yīng)用全鏈條暢通的科技創(chuàng)新平臺(tái)，推進(jìn)信息化與水務(wù)業(yè)務(wù)深度融合，全面提升治水管水現(xiàn)代化水平，有力支撐武漢水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
在武漢街頭，一些道路的馬路牙子上悄然安裝上手機(jī)大小的“黑匣子”。它是啥，起到什么作用？原來，這款設(shè)備的學(xué)名叫“貼壁式積水監(jiān)測終端”，目前已經(jīng)在武漢三鎮(zhèn)的道路路側(cè)、涵洞、隧道等易積水點(diǎn)布設(shè)了約200個(gè)，而這正是武漢市水務(wù)數(shù)字技術(shù)中心首批研發(fā)落地的科研成果。武漢市水務(wù)科學(xué)研究院水環(huán)境室高級工程師孟仲華表示，該設(shè)備可以全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測路面積水信息，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到后臺(tái)供調(diào)度決策使用。
目前，武漢市共設(shè)有各類水務(wù)感知設(shè)備千余個(gè)，但存在部分設(shè)備老化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不一、平臺(tái)對接不暢、設(shè)備運(yùn)維難度大等問題。武漢市水務(wù)數(shù)字技術(shù)中心成立后，將在水文感知、內(nèi)澇監(jiān)測、安全監(jiān)測、管網(wǎng)監(jiān)測四大類、16個(gè)具體硬件產(chǎn)品上發(fā)力，實(shí)現(xiàn)升級優(yōu)化，并創(chuàng)新研發(fā)，逐步實(shí)現(xiàn)水務(wù)行業(yè)智能感知、智能調(diào)度、智能決策和智能服務(wù)。
武漢市水務(wù)數(shù)字技術(shù)中心由武漢市水務(wù)科學(xué)研究院（武漢市水土保持監(jiān)測站）、武漢市水務(wù)防汛信息中心、武漢生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)研究院有限公司、長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院、武漢數(shù)據(jù)集團(tuán)有限公司、武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司共同建設(shè)。6家單位將在合作框架下，充分發(fā)揮各自專業(yè)優(yōu)勢，加強(qiáng)創(chuàng)新資源的整合，推進(jìn)水務(wù)高水平科技自立自強(qiáng)，加速各項(xiàng)研發(fā)成果的推廣應(yīng)用。
（轉(zhuǎn)載自極目新聞）
