海綿城市系統(tǒng)分析提煉綜合版

1、海綿城市The Sponge City背景需求 海綿城市提出的背景 1.當(dāng)今中國(guó)正面臨著各種各樣的水危機(jī)：水資源短缺，水質(zhì)污染，洪水，城市內(nèi)澇，地下水位下降，水生物棲息地喪失等，問(wèn)題非常嚴(yán)重 。這些水問(wèn)題的綜合癥帶來(lái)的水危機(jī)并不是水利部門或者某一部門管理下發(fā)生的問(wèn)題，而是一個(gè)系統(tǒng)性、綜合的問(wèn)題，我們亟需一個(gè)更為綜合全面的解決方案。“海綿城市”理論的提出正是立足于我國(guó)的水情特征和水問(wèn)題。1.1我國(guó)地理位置與季風(fēng)氣候決定了我國(guó)多水患，暴雨、洪澇、干旱等災(zāi)害同時(shí)并存1.2快速城鎮(zhèn)化過(guò)程伴隨著水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和水質(zhì)嚴(yán)重污染1.3不科學(xué)的工程性措施導(dǎo)致水系統(tǒng)功能整體退化 海綿城市提出的背景 1.1我國(guó)地

2、理位置與季風(fēng)氣候決定了我國(guó)多水患，暴雨、洪澇、干旱等災(zāi)害同時(shí)并存。1.2快速城鎮(zhèn)化過(guò)程伴隨著水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和水質(zhì)嚴(yán)重污染1.3不科學(xué)的工程性措施導(dǎo)致水系統(tǒng)功能整體退化我國(guó)降水受東南季風(fēng)和西南季風(fēng)控制，年際變化大，我國(guó)氣候變化的不確定性帶來(lái)了暴雨洪水頻發(fā)、洪峰洪量加大等風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致每年夏季成為內(nèi)澇多發(fā)時(shí)期。同時(shí)，由于汛期洪水峰高量大，絕大部分未得到利用和下滲，導(dǎo)致河流斷流與洪水泛濫交替出現(xiàn)，且風(fēng)險(xiǎn)愈來(lái)愈高。我國(guó)對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)空前過(guò)度，河流斷流，濕地和湖泊大面積消失 。地下水嚴(yán)重超采日益加劇。同時(shí)，我國(guó)的地表水水質(zhì)狀況不容樂(lè)觀。對(duì)水體污染的治理除了需要控制和治理點(diǎn)源工業(yè)和城市生活污染源外，更艱巨的

3、任務(wù)將是對(duì)廣大范圍內(nèi)的面源污染對(duì)廣大范圍內(nèi)的面源污染的治理的治理，而后者正是海綿城市海綿城市可以發(fā)揮巨大作用的地方。城市化和各項(xiàng)灰色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)導(dǎo)致植被破壞、水土流失、不透水面增加，河湖水體破碎化，地表水與地下水連通中斷，極大改變了徑流匯流等水文條件，總體趨勢(shì)呈現(xiàn)匯流加速、洪峰值高。構(gòu)建“灰色”的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)解決復(fù)雜、系統(tǒng)的水問(wèn)題，結(jié)果卻使問(wèn)題日益嚴(yán)重，進(jìn)入一個(gè)惡性循環(huán)。水本是地球上最不應(yīng)該被分割的系統(tǒng)，可是我們目前的工程與管理體制中，卻把水系統(tǒng)分解得支離破碎所以，解決諸多水問(wèn)題的出路在于回歸水解決諸多水問(wèn)題的出路在于回歸水生態(tài)系統(tǒng)來(lái)綜合地解決問(wèn)題。生態(tài)系統(tǒng)來(lái)綜合地解決問(wèn)題。理論內(nèi)涵 什么是海綿

4、城市？ 海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。能吸收，能滲透，能涵養(yǎng)，能凈化，能釋放。海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和態(tài)環(huán)境保護(hù)。 什么是海綿城市？ 核心：水環(huán)境與水生態(tài)問(wèn)題是跨尺度、跨地域的系統(tǒng)性問(wèn)題，也是互為關(guān)聯(lián)的綜合性問(wèn)題。諸多水問(wèn)題產(chǎn)生的本質(zhì)是水生態(tài)系統(tǒng)整體功能的失調(diào)，因此解決水問(wèn)題的出路不在于河道與水體本身，而在于水體之外的環(huán)境。如：大量的雨并

5、不是落在河道里，所以防洪沒(méi)有必要僅僅死守河道；主要污染源非水體本身，所以，水凈化的解決之道也不在于水體本身。解決城鄉(xiāng)水問(wèn)題，必須把研究對(duì)象從水體本身擴(kuò)展到水生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)生態(tài)途徑，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行調(diào)理，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的整體服務(wù)功能：供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、生命承載服務(wù)和文化精神服務(wù)，這四類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)構(gòu)成水系統(tǒng)的一個(gè)完整的功能體系。因此，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)出因此，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)出發(fā)，通過(guò)跨尺度構(gòu)建水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，并結(jié)合多發(fā)，通過(guò)跨尺度構(gòu)建水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，并結(jié)合多類具體技術(shù)建設(shè)水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，是類具體技術(shù)建設(shè)水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，是“海綿城市海綿城市”的核心?！居峥讏?jiān)】的核心。【俞孔堅(jiān)】跨尺度，多渠道

6、，多技術(shù) 什么是海綿城市？ 不同角度下，海綿城市的需求跨尺度，多渠道，多技術(shù)從排水管理的角度，要求順應(yīng)自然，在確保排水防澇安全的前提上，最大限度地實(shí)現(xiàn)降雨的積存、滲透、凈化，并充分加以利用。從生態(tài)環(huán)境的角度，要求城市建設(shè)和發(fā)展與自然相協(xié)調(diào)，不污染環(huán)境，不破壞生態(tài)，更要提升生態(tài)質(zhì)量。從防洪減災(zāi)的角度，要求城市能夠與雨洪和諧共存，具有“彈性適應(yīng)”環(huán)境保護(hù)與自然災(zāi)害的能力。小結(jié)： 如何解決水澇的問(wèn)題根據(jù)前面的內(nèi)容，可以看出，海綿城市主要解決的是“水”的問(wèn)題。如何解決城市缺水的問(wèn)題如何修復(fù)水系統(tǒng)的破壞問(wèn)題解決水的自然循環(huán)城市缺水解決地下水不足的問(wèn)題讓水滯留城市水澇解決地表水排放速度慢的問(wèn)題加速排放水系

7、統(tǒng)破壞解決水體自我修復(fù)功能生態(tài)自潔加強(qiáng)地面和地下的交流。減輕現(xiàn)階段混凝土隔絕地面與泥土的狀況利用植物，自然過(guò)濾，凈化水體建設(shè)方式 如何建設(shè)海綿城市轉(zhuǎn)變 綠色基礎(chǔ)設(shè)施灰色基礎(chǔ)設(shè)施 轉(zhuǎn)變 如何建設(shè)海綿城市 灰色設(shè)施和綠色設(shè)施排水模式對(duì)比AON ONE SDSDC FSD 灰色基礎(chǔ)設(shè)施灰色基礎(chǔ)設(shè)施： 盡快排除徑流綠色基礎(chǔ)設(shè)施綠色基礎(chǔ)設(shè)施：暴雨徑流量減少30-99%延遲暴雨徑流峰值5到20分鐘有效去除雨水徑流中的污染物補(bǔ)充地下水節(jié)省雨水回用成本美化環(huán)境，創(chuàng)造舒適生活空間改善城市熱島效應(yīng)海綿城市建設(shè)的部分做法 透水鋪裝細(xì)分主要有透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、

8、蓄水池、雨水罐、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲濾等。下凹式綠地生態(tài)滯留區(qū)等等植草溝海綿城市是實(shí)現(xiàn)從快排，及時(shí)就近排出，速海綿城市是實(shí)現(xiàn)從快排，及時(shí)就近排出，速排干的工程排水時(shí)代跨入到排干的工程排水時(shí)代跨入到“滲、滯、蓄、滲、滯、蓄、凈、用、排凈、用、排”六位一體的綜合排水，生態(tài)排六位一體的綜合排水，生態(tài)排水的歷史性、戰(zhàn)略性的轉(zhuǎn)變水的歷史性、戰(zhàn)略性的轉(zhuǎn)變下面介紹一些國(guó)外的雨水處理做法美國(guó)田納西大學(xué)在LOW IMPACT DEVELOPMENT OPPORTUNITIES FOR THE PlanET REGION手冊(cè)中總結(jié)了常見(jiàn)的14種雨水基礎(chǔ)設(shè)施原理

9、及通用構(gòu)造.下面舉幾種例子作為參考。RESIDENTIAL RAINWATER HARVESTING住宅集雨設(shè)施SAND FILTER砂濾裝置（過(guò)濾重點(diǎn)污染源） 小結(jié)：依然需要人工和灰色設(shè)施輔助：從國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，大多是利用植物，作為過(guò)濾工具，充分利用自然的恢復(fù)能力。在污染嚴(yán)重，破壞嚴(yán)重的地方還是需要人工的控制，輔助自然恢復(fù)到具有一定的自我修復(fù)能力，否則在根本沒(méi)辦法自我修復(fù)的區(qū)域難以實(shí)現(xiàn)“海綿城市”的水體正常循環(huán)。依然需要灰色設(shè)置輔助，在大暴雨的時(shí)候能迅速把水排走。要因地制宜：海綿城市的打造，也需要建立在當(dāng)?shù)刈匀粭l件的基礎(chǔ)上，因地制宜。例如南方的一些地區(qū)土質(zhì)是黏土，雨水下滲率很低，下凹式綠地的

10、設(shè)計(jì)與其他土壤滲透性強(qiáng)的地方就有差別，需要在地下鋪設(shè)收集管，及時(shí)將過(guò)量雨水導(dǎo)出。綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施能夠減少?gòu)搅骺偭俊p輕徑流污染、美化環(huán)境，這是無(wú)可爭(zhēng)議的。但是遇到大暴雨，若沒(méi)有管渠系統(tǒng)的快速排放，城市還是會(huì)面臨內(nèi)澇的問(wèn)題，因此在海綿城市建設(shè)時(shí)需要將綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施和灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（傳統(tǒng)的雨水排放模式，以管渠、水池、泵 站等為主）有機(jī)結(jié)合在一起。具體城市要結(jié)合其降雨情況、氣象情況、地下水情況、土壤情況、植物生長(zhǎng)情況。無(wú)論是新建城區(qū)還是高密度的老城區(qū)都能通過(guò)滲、滯、蓄、凈、用、排等手段的有機(jī)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)徑流和水質(zhì)的控制，達(dá)到海綿城市建設(shè)的任務(wù)要求。國(guó)外案例美國(guó)美國(guó) 費(fèi)城費(fèi)城美國(guó)費(fèi)城美國(guó)美國(guó) 費(fèi)城

11、費(fèi)城國(guó)內(nèi)案例燕尾洲公園燕尾洲公園來(lái)自“土人設(shè)計(jì)”，這是哈佛大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)博士、北京大學(xué)教授俞孔堅(jiān)創(chuàng)立的設(shè)計(jì)品牌。在他們的官方網(wǎng)站上，他們這樣介紹燕尾洲公園：這個(gè)項(xiàng)目是 2014 年 5 月建成的，占地 26 公頃，它的設(shè)計(jì)倡導(dǎo)了“與洪水為友”，公園內(nèi)有不少富有彈性的生態(tài)防洪堤，保護(hù)了河漫灘的濕地。它經(jīng)歷過(guò)一次洪水的考驗(yàn)，成為了“海綿城市”建設(shè)的一個(gè)典型案例。所謂的海綿城市，是說(shuō)城市像海綿一樣，在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害時(shí)有良好的彈性，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放出來(lái)?，F(xiàn)在的燕尾洲公園，每天有近 4 萬(wàn)人使用。洪水淹沒(méi)的情景日常的情景生態(tài)防洪堤景觀橋在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害時(shí)有良好的彈性，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放出來(lái)。小結(jié)：加強(qiáng)建筑與綠化的結(jié)合：改善城市生態(tài)環(huán)境，需要注意綠化的建設(shè)，在將來(lái)的設(shè)計(jì)中，更多的去考慮建筑結(jié)合自然，打造屋頂花園，結(jié)合其他的技術(shù)，例如雨水回收，給建筑提供更多的功能，將建筑打造成一個(gè)生態(tài)的系統(tǒng)。加強(qiáng)綠色設(shè)施的建設(shè)：結(jié)合原有的灰色設(shè)施，對(duì)城市進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)由灰色設(shè)