月7-新時期海綿城市建設(shè)

王

浩中國水利水電科學(xué)

水資源流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家二零一五年十月一、海綿城市建設(shè)背景二、海綿城市建設(shè)任務(wù)報告提綱快速城市雨島效應(yīng)明顯城市內(nèi)澇頻發(fā)傳統(tǒng)城市建設(shè)重經(jīng)濟社會功能，輕生態(tài)服務(wù)功能（重社會，輕生態(tài)）一、海綿城市建設(shè)背景一、海綿城市建設(shè)背景1.

快速我國城鎮(zhèn)化水平有了很大的提高， 設(shè)市城市已的136個發(fā)展到2011年的657個，其中直轄市從4個，計劃單列市15個，地級市268個，縣級市370個。城鎮(zhèn)化率僅為10.6%，1980年為19.4%，2011年達到51.3%， 城鎮(zhèn)常住人口已達6.9億。一、海綿城市建設(shè)背景1.快速051015353025204045505518801900194020002020城市化率（%）年1948年1957年1977年19201840年以來1960

1980化發(fā)展變化規(guī)律2014年超過54%一、海綿城市建設(shè)背景1.

快速近年來，每年城鎮(zhèn)人口凈增超過2000萬人，城鎮(zhèn)化處于高速發(fā)展階段一、海綿城市建設(shè)背景1.

快速城市建成區(qū)迅速擴大，1981年為7438平方公里，2000年為22439平方公里，2011年已達43000平方公里，平均每年增加1800平方公里，大致相當(dāng)于增加一個市建成區(qū)面積。500004500040000350003000025000200001500010000500001981

1982

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2010

20111981－2011年

城市建成區(qū)面積（平方公里）一、海綿城市建設(shè)背景1.

快速3.珠三角城市群5.川渝城市群陸地區(qū)逐步發(fā)展形成了十大城市群和十幾個中小城市群8.中原城市群10.關(guān)中城市群6.遼中南城市群2.京津冀城市群4.山東 城市群1.長三角城市群7.長江中游城市群9.海峽西岸城市群一、海綿城市建設(shè)背景1.

快速城市發(fā)展在帶來經(jīng)濟社會群聚紅利的同時，也造成水循環(huán)過程的畸變和區(qū)域氣候演變，各類水問題日益凸顯。氣候變化使得人類 全球變暖、，導(dǎo)致城市出現(xiàn)暴雨極值天氣與天氣增多等方面干旱的概率增加。一、海綿城市建設(shè)背景2.

城市雨島效應(yīng)明顯降水天數(shù)變化觀測事實表明，近50年來， 最大1d、3d雨量增減不明顯，但短歷時暴雨強度增加、 降水日數(shù)也在增加，尤其是在城市及周邊地區(qū)，雨島效應(yīng)更加明顯。一、海綿城市建設(shè)背景2. 城市雨島效應(yīng)明顯城市雨島效應(yīng)一、海綿城市建設(shè)背景2.

城市雨島效應(yīng)明顯觀測事實表明，在市區(qū)及城市下風(fēng)方的地區(qū)有降水量增多的現(xiàn)象。根據(jù) 汛期（5~9月）平均降水量分布圖，最大降水量中心位于市區(qū)，向外逐漸減小，市中心的降水比郊區(qū)多約60mm。其他城市也觀察到相同的結(jié)果。一、海綿城市建設(shè)背景2.

城市雨島效應(yīng)明顯城區(qū)年雨量大于郊區(qū)雨量,增雨系數(shù)（城區(qū)/郊區(qū)）為1.04城區(qū)汛期(6～9月)雨量占年雨量比例增幅為3.35%

,

郊區(qū)汛期雨量占年雨量比例增， 使汛期雨量增加明顯一、海綿城市建設(shè)背景3.城市內(nèi)澇頻發(fā)城市雨島效應(yīng)和下墊面產(chǎn)匯流過程畸變導(dǎo)致內(nèi)澇現(xiàn)象頻發(fā)。2007-2015年， 超過360個城市遭遇內(nèi)澇，其中六分之一單次內(nèi)澇淹水時間超過12小時，淹水深度超過半米， 、廣州、濟南等城市甚至發(fā)生了造成 傷亡的嚴(yán)重內(nèi)澇。一、海綿城市建設(shè)背景，濟南市遭遇特大暴雨，市區(qū)平均雨量134毫米，致使南部城區(qū)形成了類似山洪性質(zhì)的街巷洪水。市區(qū)積水1米以上的路段達51處，部分低洼地段最大積水深度達4米，個別坡度較陡路段水流流速達3m/s以上，造成26人

。路面積水淹沒汽車街道上急流起浪3.城市內(nèi)澇頻發(fā)一、海綿城市建設(shè)背景，廣州特大暴雨，天河地區(qū)3小時降雨接近200毫米，遠超排澇體系排澇能力，超過排澇標(biāo)準(zhǔn)的雨水全都往低洼地區(qū)匯集，造成低洼地區(qū)受淹，影響城區(qū)正常運行，導(dǎo)致6人

。3.城市內(nèi)澇頻發(fā)一、海綿城市建設(shè)背景2012

年7

月

21

日， 遭遇1951年有氣象記錄以來最持久的一次強降雨，造成79

人

，導(dǎo)致山洪暴發(fā)、京廣鐵路斷運，京港高速最深積水達

6m，城區(qū)交通癱瘓、車輛被淹、供電中斷等，160萬人受災(zāi)。3.城市內(nèi)澇頻發(fā)一、海綿城市建設(shè)背景2013年9月11-13日， 暴雨，近3年來首拉最高等級紅色 ，地鐵進水、小區(qū)積水、40多條道路積水超過50厘米、交通幾乎癱瘓。3.城市內(nèi)澇頻發(fā)一、海綿城市建設(shè)背景， 市首場暴雨造成市區(qū)內(nèi)澇200處，局部地區(qū)積水深度超過1米，2人因災(zāi)

。30日傍晚至31日凌晨全市平均降雨125mm，最大累計降雨達318mm，紅樹林站最大1小時降雨量達115mm，是氣象歷史記錄以來最大值。3.城市內(nèi)澇頻發(fā)一、海綿城市建設(shè)背景建設(shè)部對351個城市的內(nèi)澇情況調(diào)研顯示:213個城市發(fā)生過不同程度的積水內(nèi)澇，占 城市62%，、 、廣州、重慶、 、杭州、、西安等都出現(xiàn)過嚴(yán)重的內(nèi)澇

。3.城市內(nèi)澇頻發(fā)一、海綿城市建設(shè)背景1961-2013年中國區(qū)域性降水事件頻次變化12108月6份4201995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

2013年份杭州廣州杭州、、廣州的城市內(nèi)澇發(fā)生情況（1995-2013年）1961-2013年，中國區(qū)域性強降水事件頻次呈弱增加趨勢2013年共發(fā)生14次，為1961年以來的最高值。內(nèi)澇

一年超過3次的城市就有137個。多數(shù)城市已從“幾年一澇”變成“一年數(shù)澇”。3.

城市內(nèi)澇頻發(fā)一、海綿城市建設(shè)背景內(nèi)澇 最大積水深度超過50cm的城市占74.6%，積水深度超過15cm的超過90%；積水時間超過 的城市占78.9%，其中有57個城市的最大積水時間超過12小時。500大于0.5m0.15-0.5m300250城200市數(shù)150（個100）積水深度5000.5-1h大于12h250200城市150數(shù)（

100個）1-12h積水時間3.城市內(nèi)澇頻發(fā)海綿城市建設(shè)是重要應(yīng)對舉措2013年

平

在 城鎮(zhèn)化工作會議上提出要建設(shè)“自然積存、自然滲透、自然凈化的‘海綿城市’”2014年11月，住建部發(fā)布《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》2015年1月，財政、住建、水利三部門聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于組織申報2015年海綿城市建設(shè)試點城市

》2015年4月， 等16城市被列入“海綿城市”試點二、海綿城市建設(shè)任務(wù)城市空間格局的再規(guī)劃利用緩解城市內(nèi)澇，增加雨水利用，降低徑流污染（設(shè)目標(biāo)緩解洪澇 ：通過天然河湖水域空間，把城市排水系統(tǒng)從“區(qū)域快排、末端集中”轉(zhuǎn)變?yōu)椤?/p>

分散、慢排緩釋”增加雨水利用：針對洪澇雨水利害兩重性，構(gòu)建“格局合理、蓄泄兼籌、引排得當(dāng)、環(huán)境優(yōu)美、綜合利用”的城市水系統(tǒng)。降低徑流污染：城市初期雨水中輪胎細末、生活 污染、大氣降塵、鉛/鎘重金屬等污染嚴(yán)重。宜在表面鋪裝透水結(jié)構(gòu)，讓初期雨水入滲，下部填筑多孔結(jié)構(gòu)材料制成的墊層，讓墊層具有吸附降解功能，消納初期雨水的污染。（二）思想“一片天對一片地”，實現(xiàn)多層次多功能分流分滯在基本遵循自然產(chǎn)匯流規(guī)律的基礎(chǔ)上，城市建成后實現(xiàn)“一片天對一片地”，利用城市空間對降雨“化整為零”進行收集和，其中空間利用是至關(guān)重要的內(nèi)容。生態(tài)屋頂綠化建筑立面生態(tài)景觀生態(tài)道路生態(tài)水池生態(tài)廣場生態(tài)公園強滲透地面天然洼地蓄滯……多層次多功能分流分滯的豎向剖面結(jié)構(gòu)0~8米8~30米30~50米1.生態(tài)屋頂對所有新建或可改造的房屋屋頂進行屋頂綠化(或微型菜園)，可有效

和攔蓄對應(yīng)面積的雨水100~300毫米；建立空中儲水層；同時還可以有效削減城市的“熱島”效應(yīng)，美化城市，改善空氣質(zhì)量和減少環(huán)境污染。多層次多功能分流分滯多層次多功能分流分滯2.綠化建筑立面在城市房屋、圍墻、立交橋等建筑立面上種植爬山虎等綠色藤本植物，并在建筑立面墻角處設(shè)置植草溝，可有效截留雨水100~150毫米；植草溝中的雨水經(jīng)蓄滯入滲到土壤中，可供藤本植物吸收；增加光合作用，美化城市，改善空氣質(zhì)量。圍墻綠化房屋立面綠化立交橋綠化3.生態(tài)景觀對所有新建或可改造的綠化進行改造，實現(xiàn)旱可高效節(jié)

水灌溉，澇可快速下滲和滯排，本項措施可有效儲、攔、收集、利用雨水150

～400毫米。植被吸水10毫米←排灌

100毫米←土壤吸水60毫米↑→生態(tài)溝儲水100毫米*

滲灌60毫米多層次多功能分流分滯4.生態(tài)道路對所有新建或可改造道路和硬化地面預(yù)埋排灌一體管，將道路和硬化地面上的徑流通過排灌管滲至

，可有效儲、攔和收集對應(yīng)面積雨水100～200毫米。多層次多功能分流分滯5.生態(tài)水池修改提高 消防水池的國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，擴建

消防水庫，新建人工蓄水池以及利用自然湖泊進行錯峰調(diào)節(jié)，削弱徑流峰量。多層次多功能分流分滯6.生態(tài)廣場修改城市綠化、公建、休閑空間的國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)合理的將城市新建或可改造的廣場、小區(qū)活動中心廣場改成下陷式多功能廣場，汛期作為分洪儲水的人工景觀湖，少雨季節(jié)恢復(fù)廣場和活動中心，應(yīng)對城市特大暴雨洪澇。多層次多功能分流分滯7.生態(tài)公園例如 ：城區(qū)玉淵潭公園、紫竹院公園、龍?zhí)逗珗@周邊建設(shè)大口徑回灌井；四五環(huán)間約60個郊野公園興建微地形調(diào)蓄容積，實現(xiàn)雨水零排放；年綜合利用約330萬方。長河進水閘紫竹長河多層次多功能分流分滯358.強滲透地面加大滲水路面、下凹式綠地、下凹式廣場建設(shè)比例，發(fā)揮對雨水的下滲、截流、滯蓄作用。滲透鋪裝滯留設(shè)施與滲透鋪裝下凹式綠地多層次多功能分流分滯9.天然洼地滯蓄例如 ：結(jié)合西部地區(qū)山洪滯蓄要求，利用砂石坑建設(shè)西部蓄洪回補工程，新增雨洪水調(diào)蓄能力700萬方，調(diào)蓄雨洪水，實現(xiàn)自然回補，涵養(yǎng) 水源。西黃村砂石坑多層次多功能分流分滯阜石路砂石坑屋面集雨路面集雨廣場集雨綠地集雨回用回用回用回用回用回用處理奧運場館雨水利用示意圖奧運中心區(qū)屋頂、地面和綠地全部建設(shè)雨水設(shè)施，年可收集雨水105萬m3，20年一遇的暴雨全部蓄集園內(nèi)。多層次多功能分流分滯空間滯蓄利用雨洪在積水點多發(fā)、且對城市安全要求運行較高的地區(qū)分別建設(shè)滯蓄水涵，在城區(qū)下凹式立交橋區(qū)建設(shè)地下滯蓄利用空間。院低洼路段

下凹式立交橋泵站河道空間滯蓄利用雨洪工程示意圖蓮花橋空間雨洪滯蓄利用多層次多功能分流分滯西蓄東排

南北分洪

兩廊深滯兩條廊道總長約100公里，蓄滯能力可達800萬立方米為減輕準(zhǔn)降雨給城區(qū)“東排”增加的排澇壓力，根據(jù)中心城河流水系特點及近年積水分布情況，提出：在城市西部建設(shè)以分流消峰為主的排水廊道。在城市東部建設(shè)以蓄滯為主的調(diào)蓄廊道。北小河壩河亮馬河朝陽公園

東西郊砂石坑

二道溝

部通惠河

蓄新開渠

滯水衙溝

東南郊灌渠

廊新豐馬草河

西

肖太后河

道部

大羊坊溝分馬草河

流葆李溝

廊道永定河永定河西郊砂石坑新開渠水衙溝新豐馬草河馬草河葆李溝永定河北小河壩河亮馬河朝陽公園二道溝通惠河?xùn)|南郊灌渠肖太后河大羊坊溝西部分流廊道東部蓄滯廊道西部分流廊道（深隧）西部深隧系統(tǒng)解決城市南部涼水河水系內(nèi)澇問題，消減洪峰，降低河道水位，主要包括：西客站暗涵過流能力小的“瓶頸卡口”問題豐草河流域建成區(qū)面積增大，入河流量增加問題排澇標(biāo)準(zhǔn)提高，流量增加蓮花河、玉泉營等立交橋積水東部滯蓄廊道（深隧）東部深隧系統(tǒng)解決四大排水體系東部內(nèi)澇問題。增加雨洪滯蓄，控制下泄，加強流域間的聯(lián)合調(diào)蓄。主要包括：局地暴雨，降雨在南北流域分布不均問題中心城排澇標(biāo)準(zhǔn)提高至50年一遇后，沿途流量增加，導(dǎo)致溫榆河、北運河出口流量限制問題十里河等立交橋積水問題廣州市 深隧系統(tǒng)（“一主七副”，86.4公里）大坦沙、東至大濠沙島的主隧道（30

km）石井河分支隧道29.4km西濠涌分支隧道3.6km東壕涌分支2.0km荔枝灣涌分支1.9km沙河涌分支8.3km獵德涌分支4.1km車陂涌分支6.1km調(diào)蓄容積165.2萬m3，并結(jié)合豎井建設(shè)5座排澇泵站、5座污水處理廠，對初期雨水進行處理，消減70%的污染；緩解廣州市城區(qū)“內(nèi)澇”問題，提高相應(yīng)流域城市排水干渠排水標(biāo)準(zhǔn)，由現(xiàn)在的0.5到1年一遇提高到5到10年一遇。（三）主要任務(wù)任務(wù)一： 建設(shè)任務(wù)二：排水設(shè)施建設(shè)任務(wù)三：科學(xué)調(diào)度管理城市 ：既包括河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水系，也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設(shè)施任務(wù)一： 建設(shè)有效保護現(xiàn)有河湖全面修復(fù)受損大力構(gòu)建城市新建設(shè)（1）有效保護現(xiàn)有河湖-對布設(shè)斷面或

點，實時-劃定天然 河道、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等的管理、保護范圍對河湖管理范圍和水利工程館管理保護范圍確權(quán)劃界，界定涉水生態(tài)敏感區(qū)保護范圍，提出保護措施-分析岸坡地質(zhì)條件及水文情勢，對重要區(qū)域提出防護措施，設(shè)置警示標(biāo)志保護現(xiàn)有確權(quán)劃界及敏感區(qū)保護重要區(qū)域防護劃定河湖空間保護范圍監(jiān)測措施（2）全面修復(fù)受損1重建生態(tài)友好型水利工程：摸清現(xiàn)有

現(xiàn)狀，對于非經(jīng)常擋水、抗沖性要求不高的渠化河堤及襯砌河床進行改造、更新，復(fù)建、恢復(fù)生態(tài)河岸帶2水系恢復(fù)：恢復(fù)水文循環(huán)特征，與園林、綠地和景觀水體結(jié)合，營造適度的生態(tài)空間3修復(fù)污染嚴(yán)重水體：控源截污，涵養(yǎng)水源，凈化水體，在坡地采取水保措施（3）大力構(gòu)建城市新點狀 擴建：蓄水池在城市小區(qū)或公園里設(shè) 下或半 的雨水蓄積池，將小區(qū)屋頂?shù)挠晁?、花園地面的產(chǎn)流收集起來，用于無雨日的綠地灌溉。（3）大力構(gòu)建城市新河湖水系 拓展河湖構(gòu)建與連通蓄滯洪區(qū)海綿功能開發(fā)整合增加河流水系集蓄、滯留、承泄能力；在中下游建設(shè)生態(tài)緩沖帶，在入河口恢復(fù)灘/濕地研究河湖連通的可能性及連通方案，提高城市水體流動性及調(diào)配靈活性，在非汛期將蓄滯洪區(qū)作為特殊發(fā)揮滯留、承泄、凈化能力注意濱水功能的多樣性和混合性，創(chuàng)造親水活動空間，體現(xiàn)空間層次，錯落有致線狀 擴建：河湖水系面狀擴建：綠地及透水地面（3）大力構(gòu)建城市新下沉式綠地分布透水鋪裝分布南寧任務(wù)二：排水設(shè)施建設(shè)12重現(xiàn)期(a)日常投入發(fā)生頻率高，對宜居有影響