海綿城市研究概述研究

1、海綿城市上海寶山規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 發(fā)展概念案例發(fā)展概念案例發(fā)展概念案例發(fā)展概念案例什么是海綿城市？海綿城市的本質(zhì)和特性海綿城市的要求海綿城市的要求海綿城市的要求 城鎮(zhèn)化與環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn)即自然積存、自然滲透、自然凈化的-海綿城市。水分特性是：-吸水、持水、釋水。力學(xué)特性是：壓縮、回彈、恢復(fù) 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

2、能力。海綿城市1發(fā)展概念案例什么是海綿城市？海綿城市建設(shè)2保護(hù)原有水生態(tài)系統(tǒng)低影響開發(fā)恢復(fù)被破壞的水生態(tài)構(gòu)建完善的排水防澇系統(tǒng)*最大限度保護(hù)原有河湖水系、生態(tài)體系*維持城市開發(fā)前的自然水文特征*合理控制開發(fā)強(qiáng)度，減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞*留足生態(tài)用地，增加水域面積，促進(jìn)雨水積存凈化*對傳統(tǒng)粗放建設(shè)破壞的生態(tài)給予恢復(fù)*保持一定比例的城市生態(tài)空間*治理水污染*通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施構(gòu)建完善的排水防澇系統(tǒng)，減輕暴雨和干旱對城市運(yùn)行的影響發(fā)展概念案例什么是海綿城市？海綿城市創(chuàng)建涉及面3海綿城市創(chuàng)建的涉及面海綿城市創(chuàng)建的涉及面海綿城市創(chuàng)建的涉及面海綿城市創(chuàng)建的涉及面*涉及到天然降水、

3、地表水、地下水等自然水要素*涉及到供排水、規(guī)劃、園林、交通、建設(shè)、城管、氣象等眾多管理部門*涉及到給水、排水、內(nèi)澇防治、防洪、水的循環(huán)利用等人工水系統(tǒng)*涉及到每一個建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展概念案例發(fā)展概念案例發(fā)展概念案例傳統(tǒng)城市近些年來，逢雨必澇逐漸演變?yōu)槲覈笾谐鞘械酿蠹?。人們首先聲討的是城市排水系統(tǒng)。在城市里看海1發(fā)展概念案例傳統(tǒng)城市人們認(rèn)為，一定是因?yàn)榕潘芄艿览匣?，排水?biāo)準(zhǔn)低、排水系統(tǒng)建設(shè)滯后，我們的城市才一次次經(jīng)受內(nèi)澇的威脅。我們應(yīng)當(dāng)建設(shè)更好的城市排水系統(tǒng)，“盡快把水排出去”。這個“共識”是正確的嗎？把目光完全盯著建設(shè)城市排水系統(tǒng)，未必是最有“良心”的選擇。在城市里看海1維克多雨果在悲慘世界中的

4、名句“下水道是城市的良心”，現(xiàn)在被人們拿來指責(zé)“沒良心”的排水系統(tǒng)。 我國的下水道主要學(xué)習(xí)了前蘇聯(lián)排水的經(jīng)驗(yàn)，排水管口徑小，不易應(yīng)對驟增的大流量雨水。然而，如果為了解決城市內(nèi)澇問題，把目光完全盯著排水系統(tǒng)的建設(shè)，反而有可能為城市環(huán)境帶來更多糟糕的問題。我國下水道 到2008年，日本東京都對下水道管線是按照降雨強(qiáng)度最高達(dá)到50毫米來設(shè)計(jì)的，但往往一些暴雨或臺風(fēng)天氣的降雨量什至?xí)^100毫米。不過值得一提的是，近年來，雖然東京遇到不少這樣的天氣，但是還沒有發(fā)生過洪澇災(zāi)害。如宮殿般的日本下水道發(fā)展概念案例拼下水管內(nèi)徑2傳統(tǒng)城市發(fā)展概念案例我們都知道在森林、農(nóng)田等自然環(huán)境中不會形成積水災(zāi)害。這是因?yàn)?/p>

5、暴雨時，雨水可以直接滲入土壤中，在城市化進(jìn)程中，由于城市道路、硬質(zhì)景觀、建筑屋面等大量非滲透性表面的擴(kuò)大，以及對河湖等自然水體的填埋、河道大量采取硬質(zhì)化處理等，城市原有的生態(tài)系統(tǒng)受到了極大的擾動。城市化之前，降雨時因?yàn)橥寥赖暮彌_作用，大量的雨水并不會迅速匯入地下水系，河流的水位不容易在短時間內(nèi)大起大落。城市開發(fā)之后，裸露的土壤面積大大減少，因?yàn)橛晁疅o法滲入土壤而形成的在城市地表流動的水流，被稱之為“雨水徑流”。 傳統(tǒng)城市對自然環(huán)境的破壞3 因?yàn)榈叵屡潘艿赖目焖佥斔?，降雨時河流的水位很容易在大量雨水徑流匯入后突然升高，這嚴(yán)重改變了河流的自然水文。河流水文遭受沖擊 ：工業(yè)廢水和生活污水通常會

6、經(jīng)過處理嚴(yán)格排放，而雨水徑流因?yàn)樵诹鲃舆^程中接觸點(diǎn)狀分布的污染源（如城市污水固定排放口）造成“點(diǎn)源污染”，接觸非點(diǎn)狀分布的污染源（如屋面建筑材料、建筑工地、路面垃圾等）造成“面源污染”。嚴(yán)重的水質(zhì)污染發(fā)展概念案例危害4傳統(tǒng)城市傳統(tǒng)城市 “快排”城市發(fā)展“滲、滯、蓄、凈、用、排思維轉(zhuǎn)變發(fā)展概念案例從“盡快把水排出去”到“盡量把水留下來”下滲80%排放降雨蒸發(fā)（騰）年徑流總量（多年平均）透水鋪裝、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施等蓄水池、雨水罐、濕塘、雨水濕地等40%下滲減排集蓄利用蒸發(fā)（騰）降雨排放年徑流總量（多年平均）發(fā)展概念案例采用透水材質(zhì)鋪設(shè)的“透水路面”（permeable pavement），

7、在屋頂鋪上土壤并種植低矮植物的“綠屋頂”（green roof）等。減少城市環(huán)境中不透水面積1城市排水建設(shè)發(fā)展概念案例在道路旁邊打造一系列透水的、植栽多樣化的低洼區(qū)域“生態(tài)草溝”（bio-swale），能夠生態(tài)滯留與吸收雨水的淺凹綠地“雨水花園”（rainwater garden）,等。這些措施都能讓場址內(nèi)的雨水徑流減速。城市排水建設(shè)控制雨水徑流速度2發(fā)展概念案例 在屋頂落水處放置收集雨水的“集雨桶”(rain barrel)等。各種方式收集雨水3城市排水建設(shè)發(fā)展概念案例以上方式稱為“可持續(xù)性城市排水法”（sustainable urban drainage）或“自然排水法”（natural

8、drainage）。這樣的處理方式可以有效地控制雨水徑流，減輕雨水徑流污染，并且收集儲存的雨水還可以用于景觀灌溉等用途，相應(yīng)地減少了對可飲用水的消耗。 總述4城市排水建設(shè)發(fā)展概念案例海綿城市基于城市排水建設(shè)的發(fā)展，“海綿城市”的設(shè)想開始浮出水面。美國的一些城市在若干年前就開始了“海綿城市”的嘗試。通過降低柏油路面的寬度（即減少不滲水面積），在道路兩側(cè)設(shè)置生態(tài)草溝，以及開展關(guān)于自然排水系統(tǒng)的生態(tài)教育等手段，實(shí)踐城市排水的可持續(xù)性設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)顯示，“以一般降雨強(qiáng)度（一年中發(fā)生幾率為50%的暴風(fēng)雨）來設(shè)計(jì)的街道，可以成功吸收98%的雨水徑流量。”這個數(shù)據(jù)意味著自然排水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、維護(hù)良好的情況下，甚至

9、有可能達(dá)到傳統(tǒng)的排水效率。同時生態(tài)草溝中的植物和土壤可以有效吸收一部分污染物。發(fā)展概念案例海綿城市2014年11月國家住建部出臺海綿城市建設(shè)技術(shù)指南，提出要建設(shè)“海綿城市”（eco-sponge city）。這個概念非常形象，以“蓄水”代替“排水”的“海綿體”，可能是原有的河湖、濕地、坑塘、溝渠，更可能是人們在新的生態(tài)價值觀引導(dǎo)下設(shè)計(jì)的一系列生態(tài)草溝、雨水花園、綠色屋面等設(shè)施。通過“海綿體”的下滲、滯蓄、凈化、回用，雨水的剩余部分徑流通過管網(wǎng)、泵站外排，從而有效提高城市排水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，緩減城市內(nèi)澇的壓力，減輕水質(zhì)污染。發(fā)展概念案例海綿城市建設(shè)目標(biāo)：透水性地面70%（其中下凹式綠地25%）徑流系

10、數(shù)0.5改造城市道路廣場1地下雨水調(diào)蓄池模塊式雨水調(diào)蓄設(shè)施下沉式雨水調(diào)蓄廣場發(fā)展概念案例目標(biāo)：透水性地面75%綠地率30%（其中下凹式綠地70%）徑流系數(shù)0.45居住區(qū)、工商業(yè)區(qū)LID設(shè)計(jì)2下沉式綠地廣場下凹式綠地與植草溝延時滯留池海綿城市建設(shè)發(fā)展概念案例居住區(qū)、工商業(yè)區(qū)LID設(shè)計(jì)2海綿城市建設(shè)發(fā)展概念案例海綿城市建設(shè)園林、綠化LID設(shè)計(jì)3目標(biāo)： 人均20m2 綠地率40%，綠化覆蓋率50% 透水性地面75%（其中下凹式綠地70%） 徑流系數(shù)0.15雨水景觀滯水下凹式綠地滯留塘發(fā)展概念案例發(fā)展概念案例過渡頁發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園 北京奧林匹克公園中心區(qū)是2008年北京奧運(yùn)會的核心區(qū)域，南

11、臨北四路，北臨科薈路，西臨景觀路，東臨湖邊東路，占地面積84.7 hm2，周邊是奧運(yùn)會的主要場館。發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園在中心區(qū)建造了一套全覆蓋、規(guī)模化、智能化、高標(biāo)準(zhǔn)的雨洪利用示范工程，面積84.7公頃，其中：綠化面積22.64公頃透水鋪裝面積17.16公頃非透水鋪裝面積19.13公頃水系面積16.47公頃其他9.3公頃發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園基于水體自然凈化的雨水利用下滲為主，回收為輔先下滲凈化，再回收利用留在地下，留在綠地，留在水系標(biāo)準(zhǔn)高25年一遇24小時降雨量（81-151mm） 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：非透水鋪裝區(qū)域?yàn)?年一遇24h降雨透水鋪裝區(qū)域、綠地及下沉空間等重點(diǎn)區(qū)域?yàn)?年一遇24

12、h降雨透水地面蓄水池灌溉滲濾溝透水地面發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園A1800m3B800m3A3800m3A4800m3F11823m3F2972m3E400m3D400m3C400m3流速流量儀（3個）滲壓計(jì)（6個）雨量計(jì)透水鋪裝地面約17公頃 下凹式地形17公頃，滯蓄雨水，減少灌溉量水系滯蓄16.5公頃雨洪集水池9個，容積7200方 下沉花園蓄洪溝調(diào)蓄8000方滲濾、收集管網(wǎng)長60多公里雨水利用新組件研發(fā)，共安裝560套發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園全透型排水管發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園下沉花園在2007年初施工期間、2008年奧運(yùn)期間（1h降雨量108mm）、

13、2011年6月23日的暴雨（超過20年一遇標(biāo)準(zhǔn)）。下沉花園各項(xiàng)設(shè)施運(yùn)行正常，地面沒有出現(xiàn)任何積水的現(xiàn)象。6.23雨后，蓄洪涵水深1.3m，蓄水容量約為4700方，水質(zhì)清澈，可就近用于奧運(yùn)水系補(bǔ)水。蓄排結(jié)合，是不怕水的花園發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園示范工程控制范圍內(nèi)，67mm以下日降雨可實(shí)現(xiàn)無徑流外排，全部滯蓄在區(qū)域內(nèi)；小于33.55mm的次降雨量時，蓄水池收不到水。奧運(yùn)后年平均雨洪利用總量40萬方，外排量為8萬方，排放到奧運(yùn)湖。收集的雨水主要用于綠化、噴灑道路路面、沖洗廣場以及水系補(bǔ)水等。歷次暴雨未見任何積水。雨洪利用率高達(dá)80%。發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園混凝土透水磚：以碎石、水泥為主要

14、原料，經(jīng)成 型工藝處理后制成，具有較強(qiáng)的滲透性能。風(fēng)積沙透水磚：主要是靠破壞水的表面張力來透水。透水磚和結(jié)合層材料完全采用沙漠中的風(fēng)積沙，是一種變廢為寶的新技術(shù)，這種材料的使用在雨水下滲的過程中還能起到很好的凈化過濾作用。 露骨料透水混凝土：是由粗骨料、水泥和水拌制而成的一種孔隙均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)混凝土，有足夠的強(qiáng)度和良好的透水性，能夠?qū)⒂晁疂B透到地下，起到改善地下生態(tài)，減少地表徑流，節(jié)省能源的作用。植草地坪：是通過鋼筋將用模具制作出來的混凝土塊連接起來，形成一個整體，再在空隙中填滿種植土，播種或栽種草苗的施工工藝。 發(fā)展概念案例北京奧林匹克公園木塑地面：是以鋸末、木屑、竹屑、麥秸、谷糠、椰殼、大豆皮、花生殼、甘蔗渣、棉秸桿等初級生物質(zhì)材料為主原料，利用高分子界面化學(xué)原理和塑料填充改性的特點(diǎn)，配混一定比例的塑料基料，經(jīng)特殊工藝處理后加工成型的一種可逆性循環(huán)再生利用、健康環(huán)保、形態(tài)結(jié)構(gòu)多樣的基礎(chǔ)性材料。嵌草石板汀步：工藝簡單，施工方便，可適應(yīng)地基變形，石縫中植草，并很容易生長。下凹式綠地：比周圍路面或廣場下凹50100mm，路面和廣場多余的雨水可經(jīng)過綠地入滲或外排。增滲設(shè)施采用PP透水片材、PP透水型材、PP透水管材以及滲濾框、滲槽、滲坑等多種形式