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海绵城市建设与发展研究

2019-12-30李镜任伯帜谢文超江峰

绿色科技 2019年22期
关键词:建设途径海绵城市

李镜 任伯帜 谢文超 江峰

摘要:阐述了“海绵城市”的起源、“海绵城市”概念的提出背景及其发展,海绵城市的基本内涵、建设海绵城市的途径、海绵城市建设现况,分析了海绵城市建设中存在的问题,从思想上、方法上和体制上提出了建议,并对海绵城市建设作了总结与展望。以供参考。

关键词:海绵城市;水生态文明;建设途径;现况

中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)22-0169-03

1 引言

近年来,遭受气候变化和环境污染等灾难的团队的抵制造成了更严重的影响。自2010年以来,中国面临的水问题包括水资源短缺,水污染,洪水,城市水涝,用水时间表减少以及鱼类栖息地的丧失。年均断层造成的全国15个省市的经济损失超过1000亿元,覆盖31个省市自治区,每年平均城乡受灾人口约为1亿人[1]。雨水泛滥是一个发人深省的问题。海绵城市是将城市与海绵进行类比,可以吸收、保存并渗透到附近地下,合理地用于恢复城市水资源的自然迁移特性。

2 “海绵城市”的概念及其发展

2.1 “海绵城市”的起源

“海绵城市”的概念起源于工业界和学术界,过去曾用“海绵”来描述城市的吸收功能,例如,澳大利亚研究人员Budge使用海绵将城市和人口的吸收现象进行了比较。近年来,许多学者使用海绵来描述城市或陆地的降雨和降雨能力,“海绵”是对生态城市的一个比喻,这些城市具有柔性,具有自然积累、自然渗透和净化作用。这是针对工业时代和单方面理解的机械设计概念。有着深刻的哲学思想[2]。

“海绵城市”一词并不是该国的学者首先提出的,它出现在10年前甚至更早的外国文学中,中国的一些学者在本章中也讨论了类似的概念。从2011~2012年,Van Rooyen等曾在2005年从用水和废水的使用以及印度的水平衡的角度提到过海绵城市一词[3]。国内学者如董淑秋、莫琳、刘波等也于近年论述过关于海绵城市的相关理念。

2.2 基本内涵

《海绵城市建设指南》指出:海绵城市意味着城市将像一块海绵,具有良好的“柔韧性”,可以适应环境变化,并在下雨,吸水,储水,渗水时应对自然灾害。储存的水被“释放”,然后使用。主要目标是通过整个施工过程,规划和控制机制,设计和实施,施工管理和管理等全过程实现污染控制,防灾,雨水资源和城市生态恢复等综合目标。协调和控制行动水系统等空间将集中利用绿色基础设施和灰色雨水基础设施的科学结合来创建灵活的雨水基础设施,以实现“缓慢的存储,使用和排水”恢复温和的水文循环,以保护或修复城市的生态。

海绵城市是从雨水管理的角度描述的一种可持续的城市建设模式,其定义:现代城市应具有吸收纯净水和利用雨水如海绵的功能。以及应对气候变化预防和减轻灾害并维持生态职责的能力尽管世界上没有国际参考海绵城市但是总是有重要的领域,旨在使用国际流行的“雨水管理”概念,例如低影响开发(LID),绿色雨水基础设施(GSI)和水敏感城市(WSUD)。可持续水资源利用,有害水循环利用,内部气体保护,水污染预防和控制以及环境友好。

水环境问题和水生态问题是规模系统和区域的问题,也是相关和全面的。许多水问题的实质是水生态系统整体功能的失衡,因此,水的解決方案不是河流的通道,也不是水的本身。但是水体以外的环境控制水生生态系统的结构和功能并提高整体生态服务能力的方法,包括采购服务,调解服务,生命服务和文化精神服务[4]。

城市海绵建设模式应涵盖多个方面:①多功能机构与建筑机构之间的协调机制和工作联系;②实施绿色雨水基础设施的优先事项通过多层次的规划和多学科的协调,实现全面的径流控制,排水防洪,径流污染控制,雨水资源和生态景观等综合目标;④与控制目标的融合;⑤设计多个专业雨水系统,并以给排水工程为主体;⑥监督和管理评估和生命周期;⑦实行科学管理和维护。

基本原则:如果没有足够的环保基础设施,就不可能履行海绵城市的职责。或对水敏感的城市使用灰色基础架构,这也是国际上成功的共识和宝贵经验。除了高投资外,灰色基础设施还存在不足,它们是高碳排放的设施。

2.3 “海绵城市”的提出背景及发展

改革开放以来,城市取得了突飞猛进的发展,但由于城市发展模式广泛,“城市病”问题日益突出,造成了严重的资源问题。环境理论“海绵之乡”取决于中国水的性质和水的问题[5]。如今,中国面临着许多水危机:水资源短缺,水污染,洪水,城市水涝,地下水位下降,水生境丧失等,还有许多严重的问题[6]。

针对2011年的两次会议期间的洪水,湖南省常德市环境保护中心的全国人大代表刘波提交了关于2012年4月进行“海绵城市建设和城市生态系统恢复能力的提议”。“海绵城市”的概念最早是在2012年低碳城市和区域发展科学技术论坛上提出的。针对2013年12月中国城市化进程中的用水问题,秘书长金平提出了“建设具有自然积累,自然渗透和自然净化的海绵城市”的构想。迎接海绵城市的建设热潮2014年2月,“工作机会”明确指出“住房和城乡建设部城市事务司的关键”,并鼓励所有地区加快雨水和废水系统的改革,提高城市和城市的排水水平。防洪11月发布了海绵城市的政策措施和《海绵城市建设技术指南》,海绵城市建设试点项目全面启动,并选择了首批16个试点城市(2016年4月,交通部住房和农村城市化部财政)水利部三个部门宣布了14个和联邦补贴,一些试点城市。2015年10月,国务院办公厅发布住房和城乡建设部以“关于促进海绵城市建设的意见指南”为试点,并与三亚市结合起来。“海绵城”开展“城市双重修复”(城市修复与生态)修复工作,在试点工作的最后两年中,已经积累了丰富的经验和教训。2016年9月,水利部办公厅宣布要求对城市建设,国家水生态文明和经验教训进行试点评估[7]。

2.4 建设海绵城市的途径

目前,国内学术界和工程界在解释海绵城市与现代暴雨管理的关系的基础上,对海绵城市的认识有所不同,应分析海绵城市建设的相关领域。帮助达成共识并消除现代海绵城市建设中的混乱和阻力的重要性[8]。

2.4.1区域水生态系统的保护和修复

第一,识别生态斑块,凡是对地表径流量产生重大影响的自然斑块和自然水系,均可纳入水资源生态斑块,对水文影响最大的斑块需要严加识别和保护[9]。第二,开辟生态道路生态通道是连接和区分各种生态斑块的功能。第三,画出整个规划区的蓝绿线。保护重要的生理敏感区域,如池塘、湿地和花园,并保持其节水职责。第四,水生态环境的修复工作基于原始水源的净化,并且将5种类型的水净化为4种类型的水,它们能够通过阻塞废水,疏松泥土,创造区域来进行自我净化。生态创造或将四个水位提高到三个水位。第五,创建人工湿地湿地是城市的肾脏,可以保护自然湿地并根据当地条件创建人工湿地,这对于维护城市的生态环境至关重要。

2.4.2城市规划区海绵城市设计与改造

海绵城市的建设必须通过良好的城市规划以设计形式明确定义。第一级是必须制定城市总体规划,以强调自然水文条件的保护,还需要制定控制目标,例如根据当地的年度情况对城市的总径流进行控制,包括需求及相关内容包括城市雨水系统,绿地系统,道路交通和其他特殊基础设施计划,将控制第三层,尤其是详细的计划,应与城市水系统,道路,广场,住宅和商业区为低影响开发建设雨水系统和利用系统[10]。

2.4.3建筑雨水利用与中水回收

在海绵城市的建设中,设计和建筑改进的主要方法是促进绿色屋顶,可吸收停车场,雨水的收集和利用以及建筑物用水的普及[11]。

3 海绵城市建设现况

3.1 目前所取得的成就

官方文件使用了城市海绵的概念,这意味着管理生态系统中雨水的概念和技术已从学术水平转变为管理水平,并在实践中得到积极推广。在政府的各级重视下,海绵城市近年来已具有象征意义,海绵城市的建设不再是概念层次上,已经建立了完整的工程系统。并明确系统组成指标和界限,更好的系统规划和设计方法以及一致的机构机制[12]。

海绵城市建设包含许多专业内容。在国家政策,资金和支持(包括第一和第二次城市海绵建设试点)的推动下,海绵城市的建设取得了巨大成果:自全国30个试点城市以来,S市就启动了该项目。试点截至2016年第三季度,已完成城市海绵建设的要求为117.95个,试点城市已完成的项目为480个,还有1052个在建项目,累计投资。但是同时,也存在问题和冲突,例如不同的看法,误解,甚至对建设海绵城市的怀疑。有些人对海绵城市的内涵与体系之间的复杂关系缺乏清晰的了解,对海绵城市建设的评估难以长期进行,有些则是由于职业之间的冲突。不同或其他原因[13]。

3.2 建设发展过程中存在的问题

对于建设海绵城市的困难和误解,北京大学建筑大学的吴武教授认为,这是由于缺乏科学认识,对城市建设的内涵与体系之间的复杂关系缺乏清晰的认识。海绵具体的困难和误解如下。

(1)仅了解海绵城市的相关知识还不够。一些试点城市对建设海绵城市的难度还没有足够了解,通常来说,成功的城市试点地区通常包括该地区的建设和改善通常涉及数百个改善和新项目的规划、设计、建设和绩效评估,而不仅仅是大型和短周期项目。而且还要选择和正确组合各种灰色和绿色基础设施,包括综合河流管理,湖泊和流域,总体运营规划开发全面而有序的科学设计和科学项目的建设是一项极其困难和紧迫的任务。此外,各个地区也面临建设风险[14]。

(2)海绵城市的关系尚不清楚。从一些试点城市的运行计划和最新工作进展来看,存在一些基本概念和关系,例如海绵城市的含义,低影响雨水系统的开发以及防洪和排水。整个径流和污染控制是模糊的,另一方面,低影响发展措施不容忍的应用功能和范围已被忽略或夸大。排水,防洪和城市海绵之间的关系需要澄清[15]。

(3)单面理解和严格操作便捷功能,控制目标和指标,海绵城市关注目标和新的突破性控制指标,“渗透,停滞,存储,互联网使用和排水”是海绵城市建设的多目标,多渠道定制[16]。但从一些城市的实施方案看,存在理解僵化、认识不清的问题,进而影响实施方案的合理性[17]。

(4)PPP模式如何适应城市海绵建设,使用和维护的特点和规范,PPP模式不是一个简单的财务渠道,也不应该成为地方政府承担责任和承担财务负担的一种方式。海绵城市建设的PPP模式必须取决于各种海绵城市项目的性质以及热键的不同条件和优势。救援组织正在探索建设/运营的各个阶段造势,通过持续的市场驱动[18]。

4 结语

充分利用海绵城市的理念来创建现代化城市,对控制地表径流和填充地下水具有巨大的作用。而且只会创造更好的环境。

近年来,政府监管机构,教育机构和工程行业已经认识到单一的碳排放模式,高污染源和大量的雨水排放是不可持续的。建设欠发达的雨水系统这已经成为必需。但是,城市海绵仍在发展中,相关的技术准则的制定,例如一套用于城市海绵建设的技术手册,是一个良好的开始。但是仍然远远不够,还需深入地研究。

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]俞孔坚.美丽中国的水生态基础设施:理论与实践[J].鄱阳湖学刊,2015(1):5~18.

[3]俞孔坚.海绵城市的三大关键策略:消纳、减速与适应[J].南方建筑,2015(3):4~7.

[4]俞孔坚,李迪华.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015,39(6):26~36.

[5]俞孔坚.论生态治水:“海绵城市”与“海绵国土”[J].学术前沿,2016(11):6~18.

[6]俞孔坚,徐涛.城市水系统弹性研究进展[J].城市规划学刊,2015(1):75~83.

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[9]车伍,武彦杰.海绵城市建设指南解读之城市雨洪调蓄系统的合理构建[J].中国给水排水,2015,31(8):13~23.

[10]车伍,赵杨.海绵城市建设指南解读之基本概念与综合目标[J].中国给水排水,2015,31(8):1~5.

[11]车伍,张伟.海绵城市建设若干问题的理性思考[J].水业导航,2016,42(11):1~5.

[12]张建云,王银堂.海绵城市建设有关问题讨论[J].水科学进展,2016,27(6):793~799,

[13]董淑秋,韩志刚.基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究[J].生态城市,2011,18(12):37~41.

[14]吴丹洁,詹圣泽.中国特色海绵城市的新兴趋势与实践研究[J].中国软科学,2016(1):79~97.

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[17]徐振強.中国特色海绵城市试点示范绩效评价概念模型的建立应用[J].中国名城,2015(10):16~25.

[18]杨阳,林广思.海绵城市概念与思想[J].南方建筑,2015(3);59~64.

收稿日期:2019-09-25

基金项目:国家自然科学基金项目(编号;41472328)

作者简介:李镜(1993-),男,硕士研究生,研究方向为水环境治理。

通讯作者:任伯帜(1967-),男,教授,博士,研究方向为给水排水工程系统优化、污水与雨水资源化技术与理论。

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