海绵城市的建设意义及其相关技术

海绵城市的建设意义及其相关技术海绵城市的建设意义及其相关技术一.什么是海绵城市海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用生态环境保护。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。二.海绵城市建设的意义1．避免和减少城市内涝的必要手段高楼林立、循环不畅，城市上空的热气流无法疏散，城市热岛产生的局地气流上升有利于对流性降雨的发生，同时城市空气中的凝结核多，也会促进降雨，由此形成的“雨岛效应”是城市内涝的诱因之一。另一方面，在城市开发过程中，大量的硬质铺装改变了原有的生态本底和水文特征，由于降雨不能及时一方面，全球气候变暖，与内涝有关的高强特大暴雨、飓风台风等极端气候频现;城市下渗，形成地表径流，传统的城市排水体系难以适应强降雨时形成的径流量洪峰，产生城市内涝。海绵城市建设的实质是控制径流，降低汇流是海绵城市控制的关键。六字建设方针中的“渗”是减少屋面、路面和地面的硬质铺装，充分采用渗透和绿地技术，从源头减少径流;“滞”是通过植草沟、滞留带等工程措施，降低雨水汇集速度，延缓洪峰出现时间，降低排水强度，缓解降雨时的排水压力。通过各类绿色雨水基础设施的建设和多项措施联合作用，达到降低地表径流量、控制城市内涝的目的。2海绵城市建设是降低径流污染的重要途径我国的地表水资源污染形式严峻，面源污染是其主要来源之一。面源污染自20世纪70年代被提出和证实以来对水污染所占比重呈上升趋势，城市面源污染是除了农业面源污染的第二大面源污染类型。城市面源污染主要由降雨径流的淋浴和冲刷作用产生。特别是在暴雨初期，由于降雨径流将地表的、沉积在下水管网的污染物，在短时间内，突发性冲刷汇入受纳水体，而引起水体污染。据观测，在暴雨初期(降雨前20min)污染物浓度一般都超过平时污水浓度，城市面源是引起水体污染的主要污染源之一。海绵城市建设六字方针中的“净”，是通过人工湿地、生态滤池等措施过滤和降解汇流雨水中的污染物，达到净化水体、控制面海绵城市的建设意义及其相关技术源污染、保护城市水环境的目的。同时，在雨水通过“渗”“滞”的过程也能对大颗粒污染物达到截留和初步净化的目的。3缓解水资源短缺的有效措施我国水资源匮乏，淡水资源总量为28000亿m3，占全球水资源的6%，人均水资源量不足世界平均水平的1/4。城市快速发展对水资源需求大，城市开发建设过度硬化造成降雨形成径流外排，导致地下水补给不足;水体污染降低了水资源的质量和数量，也加重了水资源的紧缺程度。缺水制约着经济的发展，应对水资源短缺危机，一方面要治理源头污染、节约用水，另一方面要探寻新的水资源替代。雨水污染程度轻，处理成本相对较低，是再生水的优质水源。在降雨时，利用自然水体和地下雨水调蓄池收集雨水，实现“蓄”的目的;再通过各类净化设施的处理和各级管网的输送，将处理达标的雨水回用于市政浇洒、景观水补充等用途，不但节省了大量的自来水，而且充分、有效的“用”雨水，实现水资源的“开源节流”，节约了水资源也降低了污水的排放。海绵城市建设顺应了“低碳—生态”的城市规划建设理念，对于提高我国城镇化质量和生态文明建设水平具有重要作用。习总书记在2013年中央城镇化工作会议上明确提出，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。国家已出台了相关的政策和鼓励措施，不断加大推进的力度，已将之上升到了国家战略层面。海绵城市建设目前处在起步阶段，技术不断更新，管理机制日趋完善，将会取得长足的发展。三．海绵城市的核心虽然海绵城市概念已经提出，财政部资金也已下拨，但现在最令人担心的是如何落实，是否可持续问题，虽引进了PPP模式，但重点是PPP模式如何能够可持续盈利，不完全依靠政府行政补贴。我结合自己这几年在国内外的经验及感受，抛砖引玉，和大家共同探讨海绵城市面临的问题与挑战。海绵城市的核心是什么？我认为一是径流控制，包括总量、峰值和峰值的时间，二是污染负荷控制。其中LID低影响开发技术要求完全与开发前的水文现象能够吻合，即让开发后和开发前的整个水文过程基本一致。美国现在千方百计在海绵城市的建设意义及其相关技术尝试，但我支持波特兰提出的现在城市已经发展到不可能再到所谓的开发前状态理念。美国有些地方可以达到开发前，因为美国是各个州自己制定自己的目标，而像波特兰这样的城市根本做不到。所以关于开发前如何定义，他们提出了不同的意见，我认为生态过程一旦破坏是不可逆的，要恢复到何种程度，也值得商议。海绵城市包括径流的控制和污染负荷，这方面因地区不同也有不同的目标。海绵城市的实施过程又如何？我实际参考美国LID的过程来讲述，首先美国任何事物都以法律为支撑，70年代有清洁水法，之后美国成立了EPA，（环保总局）。从国会立法后便有一套NPDES系统（NationalPollutantDischargeEliminationSystem），国内将其翻译成国家污水排放控制系统。仅强调污水，我认为是很片面的。美国分了三个阶段来实施，70-90年代首先解决污水（点源），90年代开始重视CSO（combinedsystemoverflow），雨污合流制的溢流，2000以后开始重视雨水，现在美国已经试行了雨水排放标准，包括分流的雨水排放，也要拿到许可证。这就是LID作为源头控制装置在美国大行其道的原因，所有系统在美国都依靠法律一步一步实施，只要法律稍微升级，工业就跟着升级，它靠法律做杠杆。而在国内，88年通过了中华人民共和国水法，水法对现在海绵城市有何指导意义？有没有相互的联系？我并没太多的研究，我希望抛砖引玉，与大家共同探讨水法对我们国家海绵城市建设有没有指导意义。水法由水利、建设、环保三个部门联合起草，给排污许可证的管理条例，由环保部主管。美国这一条线，除了国会以外，下面全部都是环保部或环保局，管理机制相对完善。而国内目前从法律的层面或者从政府结构层面，还没有相应的管理机构，基本靠政府拨款来建设海绵城市，所以在污水处理、雨水管理行业，暂时民营企业参与，这既是挑战，也是机遇。最后，如何评估雨水系统的成功与失败，是将来海绵城市建设的最大问题。国外评估体系非常清晰，除了程序上审理的工程图等，它靠监测数据评估，这是国内目前最缺乏的。海绵城市建设好坏要拿监测数据说话，验收时施行在线监测。海绵城市的建设意义及其相关技术如西雅图配备了一整套监测系统，规定一年排放一次，如果一年排放超过一次则罚款。因此国内海绵城市建设也需在线监测，如在排污口装流量计。假定按车伍教授规定的80%的径流量控制，那么在排口就要监测，看将来径流是否能够达到80%的标准，如果达不到则制定相应奖罚机制。我在此公开呼吁，我们要重视数据监测，靠数据说话，在美国数据才是法律依据。国内不仅缺乏监测数据，而且即使有数据都不公开，公共财产不共享，这将会限制我们行业的发展。同时国内在技术上还在使用径流系数，很少有城市设计雨行，更别提连续雨行设计。为什么我认为建设海绵城市特别怕径流系数呢？总所周知，在验收的时候，如果不把概念弄清楚，会造成误解。如果一块绿地的系数说是0.1，有90%的径流可以蓄在其中，那么问题是什么呢？这只是雨水下在绿地上，但如果做了LID以后，则把其他地块不透水的地面径流物全部都引到绿地之中，如此综合系数就完全不一样了。所以如果还沿用老的排水规范来设计径流系数，再来建设海绵城市，将注定失败。因此关于如何验收及评估海绵城市建设，我心存疑虑，如果城市不设计开发雨水，将来会非常难办。关于激励机制，新西兰走得最激进，如绿色屋顶，每平方英尺返现五元。我建议如果要建设可持续的海绵城市，一定要试点征收暴雨管理费。这一点镇江做得比较好，它在海绵城市建设之前便制定相关激励机制，卖地时，每一亩地五万元用于暴雨管理，在全国做了第一个项目示范，并已经形成文件。所以我认为在建设海绵城市时，政府机构、公共事业、学校等，首先应该被征收暴雨管理费。四．给排水知识海绵城市给排水建设需要注意的问题1突出规划引领，进行科学建设在城市建设规划中，要统筹考虑相关的专项性规划、控制性规划、修建性规划等，将各项规划任务融入总体规划工作中。在规划、开发过程中，要尽量降低影响，明确各项规划目标，结合城市开发的区域特点确定相应的规划目标。通过加强对城市雨水径流控制和管理，尽量缓解城市内涝，从径流源头消灭供水污染，海绵城市的建设意义及其相关技术实现雨水资源的充分利用，有效改善城市景观，在城市内部建立起一个全面有效的水循环系统。海绵城市的建设内容复杂，工作量大，因此，要注重大规划的理念，从城市的供水、防洪、排水、环保等各方面入手，将各环节衔接起来，统筹规划设计，科学分析城市的给排水设施现状及未来发展趋势，按部就班地照规划设计步步推进建设。2注重顶层设计，推进建设进程与实施力度海绵城市建设的投资量大，工作周期长，且我国在该领域仍处于初步探索阶段，并没有充足的建设经验。因此，在建设海绵城市的过程中，应该充分借鉴世界先进城市的建设经验，注重对海绵城市建设的顶层设计，从国家层面上制定海绵城市建设方案，完善城市雨洪资源利用、给排水管道网络建设规章制度，通过政策扶持、财政补贴等方式推动海绵城市的建设和发展。3大力开展试点，落实责任主体与经验推广要在一个较大的范围内建设海绵城市，较为稳妥的方式是首先在建设条件较为成熟的地区先进行试点建设，以地区现有的基础设施为基础，在保证城市各项基础设施安全运行的前提下，科学地对海绵城市建设进行规划统筹。在建设实践中，尤其要加强对雨洪水资源利用技术的研究和引进，采用先进的理论和切实可行的方法，积极探索建设海绵城市的先进经验，使该项工作逐步趋于规范化和标准化，从而为海绵城市的推广提供理论借鉴和实践经验。4兼顾雨水径流污染控制目标要兼顾雨水径流污染控制目标，尽量通过建设规划达到顶层设计的要求，尤其是在污染较为严重的地区，建设者应该结合其他地区的专项规划经验，因地制宜地对径流污染进行控制，对比多种控制方案，选择能从源头、过程及终端整个过程进行污染控制的方案。所以，以点带面，强化海绵城市给排水建设的实施，受客观环境的影响，我国的地域差异化较为严重，因而在进行海绵城市给排水建设中，必须尊重城市自身的客观环境，可以在小范围内进行尝试，如一些正在大力进行旧城区改造的区域，新建项目等，都可以作为试行点。为日后的新区规划，新项目建设起到带头示范作用，全面推动海绵城市给排水建设的实施。在发展节奏日趋加快的前提下，海绵城市给排水建设必须得到应有的重视，并且在实践中以较高的要求及标准将其落实下去。尊重城市自身的发展现状，调动一切有利条件，全面提高海绵城市给排水建设的可行性及有效性，为城市经济的稳海绵城市的建设意义及其相关技术定发展营造良好的环境基础。五．感受有一个最大的特点，即土壤成为稀有资源。大量道路路面采用水泥、混凝土、沥青等材料，土壤被压实，结构遭到破坏，渗水能力丧失。这就导致本应成为地下水水源的大量降雨，反而成为城市排水的巨大负担。水泥大楼，柏油路面，都市以隔绝一切大自然的方式作为文明象征，看似坚不可摧，其实是让地球皮肤坏死再也不能呼吸。在极端气候变迁因子的导引下，暴雨、洪流、干旱、热浪，城市同时将会变成灾难引爆的核心。为何内涝只发生在城市？这与城市的特点有关，如建筑物多、绿地少、路面硬化度高，更与城市生态系统的缺失有关，如绿地、河湖多数仅仅是景观。不少城市的河湖风华不似当年，河湖调蓄功能大大下降，根本不能正常代谢。下水道再完善，河道承接能力不足，内涝依然不可根治。而让城市呼吸的方法是让脚下的大地打穿气孔，把城市改变成为一种海绵城市的概念，雨水一来它就吸水，大热天的时候，城市地底里面储的水就会蒸发出来，也让水泥城市下的