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探析海绵城市建设及发展研究

【发布时间:2020-07-16】






引言

城镇化的快速发展使我国城市建设密度过高,城市中,高楼鳞次栉比,道路四通八达,钢筋混凝土充斥了大部分现代化城市建设,覆盖了原有的土壤表面,让城市无法“呼吸”,这就是近年来一些大中型城市遭到暴雨侵袭之后,“城内看海”现象频频出现的主要原因。暴雨过后,城市的硬化路面导致降雨地表径流量大量增加,雨水裹挟着地面污染物,未经任何处理直接排入地下管网,然后排入湖泊河流,不仅浪费了宝贵的水资源,也造成了严重的水体污染。这不仅仅是单一的排水系统不合理的问题,归根结底是城市在开发建设中忽视了生态,让其失去了原有的“弹性”。

1概念

所谓海绵城市,顾名思义,是把城市比喻成一块巨大的海绵,降雨时能够就地或者就近的将其吸收,储蓄,渗透,在这个过程中伴随着雨水净化功能,可以有效补充地下水;当城市需要用水时,可将储蓄的雨水释放出来,合理利用,恢复水资源在城市中自然迁移的特点。

2问题及背景

迄今为止,我国城镇化率已经超过了50%,这标志着我国从一个农业大国迈入到一个城市化的工业大国。然而,传统的城市建设模式使得原有土壤表面被大面积覆盖,城市绿地稀缺,据统计,仅有20%~30%的雨水能够正常下渗地下。传统工程式管道的排水方式使城市对天然雨水资源的再次利用率低于10%,这严重破坏了城市发展与大自然共存共荣的均衡形势。“海绵城市”这一概念在2012年被首次提出,事实上,与之前中国推行的生态弹性城市异曲同工。都是要将物理科学中的“弹性”与“可塑性”的概念应用于城市生态建设之中。习总书记也在2013年中央城镇化工作会议中强调,建设海绵城市的核心问题是要利用自然力量去排水,把有限的雨水留住并且加以再次利用,实现自然存积、渗透和净化的目的。2014年11月《指南》发布;2015年4月2日,海绵城市建设试点名单公布。

3建设方法措施

3.1设计理念

海绵城市建设的理念是视雨洪为友,注重生态环境的建设。在我国,面对雨水和洪水所秉持的观念就是快速排水泄洪,似乎排泄的越快就越安全,完全没有将雨洪视为宝贵资源再利用的意识,白白浪费了天然的水资源。在这种形势下,不能及时排走的雨水往往会造成城市内涝等问题,这与我国水资源短缺问题形成了鲜明矛盾。建设海绵城市首先要做的就是扭转旧观念,尽快摒弃传统城市规划设计理念,通过建设城市海绵体的方式实现雨水在城市与自然中的正常循环。

3.2技术措施

1)渗透技术。屋面径流是建筑雨水径流的直接来源。我国屋面的建设大多采用没有渗水蓄水性的“灰色”材料,每逢降雨,屋面的雨水直接流向地表增加了地表雨水径流量,同时也大大增加了城市给排水设施以及污水处理设施的负荷。因此可把建筑屋顶改为种有植被的绿色屋顶,降雨时,雨水既可以经过屋顶实现初级净化,又可减少屋面的径流总量。绿色屋顶着重强调生态学意义,对降落到屋面的雨水实施科学有效的管理。传统城市道路硬化面积占比高达75%。降雨时,封闭的道路表面阻碍雨水正常排入地下,在地面形成大量积水,产生城市内涝现象。为改变逢雨必涝的现状,城市应改建成透水铺装道路,这种会“呼吸”的道路材料一般采用生态透水混凝土,能够使雨水迅速渗到地表,平衡城市排水系统,并有效减小排水管网的负担。同时可以起到补充地下水,调节水循环的作用。

2)储蓄技术。水,是生命之本。中国是人口大国,我国淡水资源总量虽多但人均水资源却十分紧缺。因此,将雨水看作资源,通过收集、净化和存储等措施使天然的雨水得到多次利用,是缓解城市水资源短缺的有效途径,还可以控制降雨径流对城市引起的负面影响。城市建设打破了原有的地形地貌,无法正常排入地下的降雨汇集在地表,无法再次利用,大量水资源就被白白浪费掉了。雨水储蓄技术正是为了有效解决上述问题把雨水资源储存起来,从而实现再次利用。蓄水池一般设置于城市地下,降雨时,雨水可通过道路两旁的溢流式雨水口排入地下的蓄渗设施,并将雨水暂时蓄留其中,超过蓄水池储存能力的雨水会慢慢排入排水管网。储存在蓄水池中的雨水通过净化设施的处理,可以实现二次利用,如用作生活用水(冲洗马桶)、汽车冲洗等等。地下蓄水池的设计能有效减少年径流总量,也符合与洪为友,变废为宝的雨洪管理思想。雨水湿地是最天然的“蓄水池”,其作用与人工储蓄系统类似,不仅可以储存降雨,还拥有强大的生态净化能力。

3)调节技术。调节技术,主要是调节降雨的水量和水质。其主要的调节设施是调节塘。降雨过后,超过渗透能力的雨水排入设置于地下的雨水调蓄设施,经过净化处理回用于绿化浇灌和道路冲洗,实现雨水资源化利用。调节塘可通过合理的设计,增加其渗透功能,收集的雨水慢慢入渗土壤,通过土壤和植物的过滤作用使之得到净化,同时也补充了地下水资源。

4)传输净化技术。植草沟,从形态上来看类似于一个下凹式植有绿色植物的雨水传输沟渠。只在雨季用来传输、净化雨水,平时有较少积水,甚至是没有积水的。它具有建造费用低,长度宽度不一,运行管理简单等特点,是天然的“净雨沟渠”。降雨经植草沟的传输排入下凹式绿地或者景观水体,水体中的污染物经植被的过滤得到净化,达到了绿色传输,初级净雨的目的。生态护坡和植被缓冲带的作用是减缓地表雨水径流的流速,使雨水径流在漫流入河的过程中通过绿地渗透吸收和植物净化作用减少入河污染。

4发展及建议

城市水生态问题是一个综合性问题,落后的城市雨洪建设管理模式和水生态危机已经对我国经济的发展产生一定制约,同时也威胁了居民的生存。国内学者急切呼吁城市应尽快转变原有传统的“灰色”建设理念,真正把城市建设成为可以对雨水收放自如的“海绵体”城市。我国海绵城市建设的核心目标:使70%的降雨就地消纳,并且加以利用。至2020年,全国20%的城市建设应达到目标要求;2030年,80%的城市应达到目标要求。在海绵城市建设过程中,仍然存在许多问题直接影响推进效率和实施方案的科学性。对于试点城市的发展现状从以下几方面提出建议:在规划方面,各部门之间应加强沟通与协作,城市的地形地貌各不相同,应因地制宜,科学的分析出城市的水文特征,并要合理的配置空间资源;我国是法治国家,在法规方面,制定完善的管理体系是十分必要的,使得在海绵城市的构建中有规可循,有法可依;在实施技术方面,各城市应根据城市区域特征灵活的选择适合本城市建设的技术及技术组合系统。同时,要把政策支持与示范宣传作为辅助,提高市民与企业建设海绵城市的意识。建设海绵城市还要避免“只重视地下(上),不重视地上(下)”“只重视灰色(绿色),不重视绿色(灰色)”的误区。真正达到绿灰结合、因地制宜的理想模式。在我国以生态文明发展为核心的长期城市建设中,传统的单目标、高污染的雨水排放模式已经难以为继。必然要向可以依靠自然力量去蓄水、净水、排水的新型生态“海绵城市”去转变。但是,这一转变是个长期而艰巨的系统工程,一个新体系的建立并非一蹴而就的事情,欲速则不达,需要脚踏实地。

5结语

海绵城市的提出,无疑是中国生态城市建设的重要里程碑。海绵城市的建设可以使城市与大自然达到和谐共存的平衡点,为我国城市雨洪管理体系指明了道路,但其理论体系和实施策略尚未完善,建设过程必定困难重重。相信在政府统筹指引与社会公众的大力支持下,海绵城市建设之路定会一片坦途。