青島海綿城市建設(shè)研究張皓杰答辯

答辯人：張皓杰青島海綿城市建設(shè)研究指導(dǎo)教師：王炳軍專業(yè)：水利水電工程2012級學(xué)院：土木工程建筑學(xué)院Page

2摘要和關(guān)鍵詞：摘要：

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國缺水狀況日益嚴(yán)重，許多城市正面臨著水資源短缺，水質(zhì)污染，洪澇災(zāi)害，水生物棲息地喪失等多種水問題，甚至在一些城市形成了既怕水又缺水的尷尬局面。這些問題共同之處是系統(tǒng)性、綜合性，亟需一個綜合全面的解決方案。在人的生命財(cái)產(chǎn)安全日益受到威脅的今天，城市設(shè)計(jì)作為一種空間設(shè)計(jì)手段，應(yīng)該不僅僅僅局限于解決空間景觀層面上的問題，更應(yīng)該致力于改善安全問題和生態(tài)問題。在這一背景下，“海綿城市”的提出融合了城市綜合水管理與城市空間設(shè)計(jì)，符合我國目前緊迫的需要。因此，研究以此作為切入嘗試將“海綿城市”的理念和方法應(yīng)用于我國城市設(shè)計(jì)中，并提出其在我國應(yīng)用的總體框架。以此為基礎(chǔ)，研究將“海綿城市”的方法實(shí)際的應(yīng)用于青島市黃島經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的項(xiàng)目中來對其有效性進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：海綿城市、低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨洪管理Page

3目錄：第一章：緒論01第二章：海綿城市的概念和發(fā)展及現(xiàn)狀02第四章：國內(nèi)外經(jīng)典案例解析04第五章：關(guān)于青島市建設(shè)海綿城市05第六章:總結(jié)06第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法03參考文獻(xiàn)07Page

4第一章：緒論第一節(jié)：“海綿城市”研究內(nèi)容和背景Page

5第一章：緒論第二節(jié)：研究目的和意義研究目的研究意義海綿城市的建設(shè)有利于改善城市環(huán)境、降低城市建設(shè)成本、減輕城市內(nèi)澇現(xiàn)象、緩解城市水資源短缺的問題、適應(yīng)國家的戰(zhàn)略需求，科學(xué)的處理好城市水資源利用和管理領(lǐng)域的問題。本研究的主要目的是為將在國內(nèi)外興起的海綿城市和水敏性城市建設(shè)方法為青島市設(shè)計(jì)規(guī)劃提供合適的指導(dǎo)和借鑒，通過深入了解海綿城市特征、關(guān)鍵技術(shù)以及支撐體系，更科學(xué)地解決城市中水問題，優(yōu)化城市的水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，為建設(shè)宜居的海綿城市城市、可持續(xù)發(fā)展城市提供必要的理論依據(jù)和操作方法。Page

6第二章：海綿城市的概念和發(fā)展及現(xiàn)狀第一節(jié)：海綿城市的相關(guān)概念

海綿城市，又稱低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)（LowImpactDevelopment，LID），是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面，可以像海綿一樣具有良好的“彈性”，遇到有降水時能夠就地或者就近吸收、蓄滯、滲透、凈化雨水，補(bǔ)充地下水、調(diào)節(jié)水循環(huán)；當(dāng)干旱缺水時有條件地將蓄存的水釋放出來，并加以利用，從而讓水在城市中的遷移活動更加“自然”。

設(shè)計(jì)理念，

強(qiáng)調(diào)優(yōu)先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)原則，應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，即把自然途徑與人工措施結(jié)合起來，在確保城市排水防澇安全的同時，盡最大可能實(shí)現(xiàn)雨水在城市內(nèi)的蓄存、滲透、凈化和利用，促進(jìn)雨水資源的充分利用和對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。Page

7第二節(jié)：海綿城市的發(fā)展及現(xiàn)狀第二章：海綿城市的概念和發(fā)展及現(xiàn)狀現(xiàn)代海綿城市132海綿城市古已有之

在歷史上，幾千年長期的水資源管理及與水旱災(zāi)害斗爭的過程中，古代文明不斷的適應(yīng)改造和優(yōu)化城市與本地的水矛盾關(guān)系，在很大程度上減緩了水災(zāi)害對自己城市的影響，積累了豐富的具有樸素生態(tài)價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了人類適應(yīng)水生態(tài)的能力，也留下了大量城鄉(xiāng)的水適應(yīng)性景觀建筑。青島市提出建設(shè)海綿城市2014年，青島市提出建設(shè)海綿城市，目前，島城正在加緊步伐制定和完善“海綿型”城市建設(shè)規(guī)劃，加強(qiáng)城市水利工程的建設(shè)，因地制宜地收集、利用雨洪水，下雨的時候“存起來”，天旱時給島城“解解渴”。近代海綿城市的國內(nèi)外發(fā)展

總體來說，海綿城市還處在發(fā)展的初期，即使在發(fā)達(dá)國家，在實(shí)施和管理上還有許多不完善的地方，有很多人認(rèn)為實(shí)施海綿城市的必要條件是通過地方和政府間的合作，然而，一部分學(xué)者認(rèn)為對政府間合作的必要性現(xiàn)在還沒有綜合的評估來證明。Page

8第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法第一節(jié)：運(yùn)用海綿城市的必要性和可行性

必要性：近些年來，由于降水不均，徑流污染等原因，導(dǎo)致我國水問題日益嚴(yán)重，不斷加重大型城市的缺水狀況，長此以往，缺水現(xiàn)象不僅影響人們的健康，進(jìn)而可能會威脅社會穩(wěn)定，當(dāng)下如何尋找到一條切實(shí)可行的道路，對國家的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

可行性：技術(shù)上是可行的，國內(nèi)外已有比較豐富的經(jīng)驗(yàn)可供參考借鑒；經(jīng)濟(jì)上是可行的，國家對此方面的重視，給予一系列的政策和資金上的照顧。設(shè)計(jì)方法：海綿城市的低影響開發(fā)，主要是通過對雨水的滲透、儲存、調(diào)節(jié)、傳輸、截污、凈化等功能有效地控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染。倡導(dǎo)“滲、滯、蓄、凈、用、排”相結(jié)合。Page

9第二節(jié)：收水措施第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法

雨水花園是自然形成或人工挖掘的淺凹綠地，可以用于匯聚并吸收來自屋頂、地面和街道的雨水，通過植物和土壤等綜合過濾作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入地下，涵養(yǎng)城市中的地下水。

雨水花園有狹義和廣義之分，狹義的雨水花園又稱為低勢綠地、下凹式綠地、下沉式綠地，廣義的雨水花園除了狹義的下沉式綠地之外，還包括洼地、雨水花園、雨水塘、雨水濕地、多功能調(diào)蓄等生態(tài)雨水設(shè)施。文章中主要講述下沉式綠地的參數(shù)確定和優(yōu)化設(shè)計(jì)及評價(jià)方法。Page

10第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法第二節(jié)：收水措施透水鋪裝結(jié)構(gòu)圖透水鋪裝效果圖

透水鋪裝是建設(shè)海綿城市的一條非常重要的源控制措施，透水鋪裝的總體原則是收集、儲存和處理雨水徑流，進(jìn)而彌補(bǔ)地下含水層，這對提升城市地下水位，維持城市的整體水文調(diào)蓄功能具有極其重要意義。透水鋪裝的結(jié)構(gòu)一般分為：面層、基層、底基層和墊層，每層結(jié)構(gòu)都有不同的生態(tài)結(jié)構(gòu)功能，透水鋪裝的關(guān)鍵是孔隙率，要求透水鋪裝后的孔隙率不小于8%,文章中主要研究透水鋪裝各層的功能和幾種常用的透水鋪裝材料。Page

11第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法第二節(jié)：收水措施生態(tài)樹池

生態(tài)樹池是一種能夠凈化雨水，而且能進(jìn)行儲水，進(jìn)而樹木能夠進(jìn)行自吸，達(dá)到澆灌效果的生態(tài)型樹池。

除以上措施外，文章中還介紹了生態(tài)滯留區(qū)、人工濕地、生態(tài)樹池、街邊生態(tài)滯留區(qū)，創(chuàng)意落水管、滲透池、植草溝等等，在實(shí)際工程中，需要將各種收集雨水的措施相結(jié)合，形成聯(lián)合的系統(tǒng)，共同收集雨水。植草溝

植草溝是歐美國家針對暴雨后徑流造成的城市面源污染治理研究得到的一種成果，該技術(shù)旨在是解決城市面源污染。創(chuàng)意雨水連

創(chuàng)意雨水鏈可以理解為一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)落水管的新型雨水管道，利用水壺，將雨水暫時收集在徑流過程中，充滿創(chuàng)新與現(xiàn)代的氣息。生態(tài)樹池植草溝創(chuàng)意雨水連Page

12第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法第三節(jié)：蓄水措施綠化屋頂結(jié)構(gòu)圖綠化屋頂結(jié)構(gòu)圖綠化屋頂實(shí)景圖綠化屋頂實(shí)景圖綠化屋頂不但具有降溫隔的作用，而且還能美化環(huán)境、凈化空氣、改善局部氣候，此外還能豐富城市的俯仰風(fēng)景，彌補(bǔ)建筑物占用的土地面積，極大地提高了城市的綠化覆蓋率，更重要的是可以在雨后長時間含蓄雨水，是一種值得大力推廣的海綿城市建設(shè)方式。綠化屋頂結(jié)構(gòu)從下往上依次為耐根穿刺防水層、排（蓄）水層、隔離過濾層、基質(zhì)層、種植層。論文中詳細(xì)介紹個各層的規(guī)范要求，以及對土壤和植被種類的選擇。Page

13第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法第三節(jié)：蓄水措施雨水桶和地下水箱是規(guī)模較小的雨水收集、沉淀、具有簡單的凈化功能。在建設(shè)密度較高的區(qū)域或老舊城區(qū)可以設(shè)置位于地下的儲水箱，用于儲存區(qū)域內(nèi)的雨水，避免地面積水，特制儲水箱在儲水的同時還能被動吸水，在地下透水箱蓄滿后也可以增加下滲。但在我看來，雨水桶和地下水箱的應(yīng)用還存在較多問題尚未解決，應(yīng)用存在困難，例如水箱的防滲、凈化、防淤和清理等等。Page

14第三章：海綿城市的設(shè)計(jì)方法第四節(jié)：用水措施水是地球上自寶貴的資源，收集雨水后用途廣泛，但是雨水資源化在我國處于初級階段，除在關(guān)注和推動水資源儲集方面缺少資金的投入外，技術(shù)還較落后，缺乏系統(tǒng)性，更缺少法律、法規(guī)保障系統(tǒng)等問題。城市雨水資源化是一個復(fù)雜的過程，不是一朝一夕就能實(shí)現(xiàn)的，但其確實(shí)能緩解水資源的嚴(yán)重不足。Page

15第四章：國內(nèi)外經(jīng)典案例解析第一節(jié)：墨爾本的水敏性城市設(shè)計(jì)澳大利亞是全球最干燥的大陸之一，又是一個高度城市化的國家，面對這種水資源極度緊張的困境，澳大利亞政府很早之前就極力倡導(dǎo)WSUD水敏性城市設(shè)計(jì)（WaterSensitiveUrbanDesign）和相關(guān)持續(xù)的前沿研究。WSUD是結(jié)合了城市水循環(huán)——供水、污水、雨水、地下水管理，城市設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)的綜合性設(shè)計(jì)。澳大利亞的WSUD之所以能取得如此輝煌的成就，在很程度上依靠政府強(qiáng)有力的政策，包括監(jiān)管措施和獎懲體制，各州、市政府都建立了完善的城市雨洪管理監(jiān)管體系，同時在規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)管理等方面頒布了諸多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。如果由于受限于狹窄空間，當(dāng)建設(shè)方的設(shè)計(jì)方案不能容納足夠的WSUD工程設(shè)施時，建設(shè)方要向墨爾本水務(wù)局提出申請。經(jīng)審批后，建設(shè)方必須交付一定補(bǔ)償金后才可得到豁免，補(bǔ)償金最終由水務(wù)局用于相應(yīng)流域下游的雨洪設(shè)施建設(shè)投資。其在監(jiān)督管理方面的政策及法律法規(guī)十分值得我國學(xué)習(xí)借鑒。Page

16第四章：國內(nèi)外經(jīng)典案例解析第二節(jié)：美國低影響開發(fā)技術(shù)低影響開發(fā)街道效果圖低影響開發(fā)街道實(shí)景圖低影響開發(fā)是一種“創(chuàng)新的雨洪管理辦法”通過設(shè)計(jì)創(chuàng)造水文功能景觀，模擬場地水文功能，綜合利用場地水文功能設(shè)計(jì)和污染物防治措施，來補(bǔ)償土地開發(fā)對當(dāng)?shù)厮乃|(zhì)的影響，強(qiáng)調(diào)源頭控制的思想。綠色街道是低影響開發(fā)技術(shù)（LID）的重要組成部分。城市街道雖然占地面積并不大，但是街道像血管一樣貫穿了城市各個區(qū)域。其技術(shù)主要包括生態(tài)截留土壤、暗渠、堰、路邊雨水花園和人行道種植池、透水鋪裝和人行道樹盒等。Page

17第四章：國內(nèi)外經(jīng)典案例解析第三節(jié)：德國海綿城市建設(shè)德國“海綿城市”建設(shè)成效十分顯著，得益于發(fā)達(dá)的地下管網(wǎng)系統(tǒng)、和規(guī)劃合理的城市綠地建設(shè)，德國的地下管網(wǎng)的發(fā)達(dá)程度與排污能力處于世界領(lǐng)先地位。德國城市大都擁有現(xiàn)代化的給排水設(shè)施，不僅可以高效排水排污，還具有平衡城市生態(tài)系統(tǒng)的功能?！巴莸亍獫B渠系統(tǒng)”是德國海綿城市的代表工程，它能使各個就地設(shè)置的洼地、滲渠等設(shè)施與帶有孔洞的排水管道相連，形成分散的雨水處理系統(tǒng)。低洼的草地能短期儲存下滲的雨水，滲渠則能長期儲存雨水，從而減輕城市排水管道的負(fù)擔(dān)。德國雨水系統(tǒng)對徑流的處理主要可分為源頭控制、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄三個過程，其對面哥過程都異常重視。此外，德國領(lǐng)先世界的雨洪建設(shè)和管理體系還需要借助于政府的經(jīng)濟(jì)上激勵和嚴(yán)格管理的政策以及對平民的補(bǔ)助支持，德國城市結(jié)合當(dāng)?shù)亟邓疇顩r與業(yè)主擁有的不透水地面面積，計(jì)算出每戶應(yīng)繳納的雨水費(fèi)，由相應(yīng)的行政主管部門收取，采取雨水處理措施的用戶可獲得減免優(yōu)惠。Page

18第五章：關(guān)于青島市建設(shè)海綿城市青島市提出海綿城市

青島是全國十四個沿海港口進(jìn)一步開放的城市之一,近年來由于城市和工業(yè)的發(fā)展,加上八十年代以來持續(xù)干早少雨,引起青島市供水不足。目前，水資源供需矛盾十分突出,已經(jīng)影響了青島市工業(yè)發(fā)展,不少工廠被迫停產(chǎn)、限產(chǎn),居民用水壓到最低限度,影響人民生活,以及外貿(mào)和旅游事業(yè)的發(fā)展。青島已成為我國北方缺水最嚴(yán)重的城市之一,水已成為城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素，水資源是其它任何資源不能代替的寶貴資源,對青島來說,在某種意義上講比能源還要重要，隨著青島市城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,合理解決水資源供需矛盾,將具有十分重要的戰(zhàn)略意義。目前，島城正在完善制定“海綿型”城市規(guī)劃，加強(qiáng)城市水利工程建設(shè)，因地制宜地收集、利用雨洪水，下雨的時候“存起來”，天旱時給城市“解解渴”。根據(jù)提案和專家建議，青島提出劃定“藍(lán)綠線”建“超級海綿”，大力提高“海綿體”的規(guī)模和質(zhì)量。通過科學(xué)合理劃定城市的“藍(lán)線”、“綠線”等開發(fā)邊界，保護(hù)原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等“海綿體”不受開發(fā)活動的影響。其次，逐步恢復(fù)和修復(fù)已受到破壞的“海綿體”。最后，在城市開發(fā)建設(shè)過程中創(chuàng)建一定規(guī)模的“海綿體”。青島市的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)75%的雨水就地消納利用。到2020年城市建成區(qū)25%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求；到2030年城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求。Page

19第五章：關(guān)于青島市建設(shè)海綿城市第三節(jié)：對青島市建設(shè)海綿城市建議（一）建立健全完善的法律法規(guī)2013年，我國出臺了排水領(lǐng)域的第一部具有法律效力的行政法規(guī)《城鎮(zhèn)排水與污水處理?xiàng)l例》，次年，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部又出臺了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南:低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》,但是僅依靠這兩部文獻(xiàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要更加詳細(xì)具體的規(guī)范，尤其是適用于青島地區(qū)的法律規(guī)范，讓海綿城市的建設(shè)成為有法可依。（二）加強(qiáng)宣傳教育海綿工程是分散式的民間工程，而非集中式的集權(quán)工程，它需要全民參與，各級宣傳部門應(yīng)積極主動宣傳海綿城市建設(shè)的相關(guān)理念、規(guī)劃、影響等，教育宣傳應(yīng)結(jié)合環(huán)境保護(hù)生態(tài)文明建設(shè)向普通民眾宣傳海綿城市的相關(guān)常識，增強(qiáng)全民的海綿城市建設(shè)參與意識。（三）積極引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的海綿城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)他山之石，可以攻玉，我們要積極學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家建設(shè)海綿城市的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和工程措施，派遣專家實(shí)地參過學(xué)習(xí)，引進(jìn)國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的人才，開展相關(guān)技術(shù)交流和研究，培養(yǎng)居民對于海綿城市建設(shè)的意識，因地制宜，尋求高效利用雨水的道路。Page

20第五章：關(guān)于青島市建設(shè)海綿城市第三節(jié)：對青島市建設(shè)海綿城市建議（四）促進(jìn)發(fā)展規(guī)劃與水文功能相結(jié)合青島市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)在資源環(huán)境承載力允許的范圍內(nèi)開展，而不是通過改變自然形成的地形地貌、水文功能、景觀格局，盲目的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，如削山造城、削山造機(jī)場、平原造山等。發(fā)展應(yīng)充分考慮各種自然特征，減少發(fā)展對環(huán)境的影響，不僅能夠降低開發(fā)規(guī)劃成本，而且有助于降低生產(chǎn)和生活中的各種費(fèi)用，同時促進(jìn)人類社會與自然界、生態(tài)系統(tǒng)之間物質(zhì)、能力、信息的良性互動，避免洪水、泥石流、干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生。（五）提高資源環(huán)境管理的統(tǒng)籌性人工不透水層對于降水的阻礙是增加水污染、土壤污染和大氣污染等的重要原因。對于眼前各種環(huán)境問題的治理不能局限于問題的表面，而是從它們形成的原因、發(fā)展機(jī)制及持續(xù)性管控手段等進(jìn)行綜合考慮，兼顧不同尺度的生態(tài)效應(yīng)，避免“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”治理模式。（六）明確工程設(shè)施推廣的著力點(diǎn)在工程設(shè)施推廣方面，認(rèn)真學(xué)習(xí)指南要求，明確每項(xiàng)工程的具體目標(biāo)，通過各類提高城市透水率工程措施的應(yīng)用，達(dá)到減少暴雨徑流量、延緩地表徑流洪峰生成時間、減少面源污染以及涵養(yǎng)地下水的目的；通過綠地透水優(yōu)化措施、城市硬化區(qū)域透水優(yōu)化措施以及入滲、存儲設(shè)施等，以入滲、過濾、蒸發(fā)和蓄流等方式，使地塊開發(fā)后透水率盡量接近或優(yōu)于之前的狀態(tài)。Page

21第五章：關(guān)于青島市建設(shè)海綿城市第四節(jié)：幾條對青島市適用的工程措施（一）推廣使用雨水花園建設(shè)得益于有利的地形條件和有效的管理辦法，青島也已廣大的綠化面積而聞名，近年來，青島發(fā)展速度加快，新城區(qū)飛速建設(shè)，大面積公園迅速建成，但是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)未使用海綿城市的要求，建議在今后建設(shè)公園時參照海綿城市雨水花園的建設(shè)方法，在公路綠化帶等推廣使用下沉式綠地，方便收集和利用雨水，增加區(qū)域內(nèi)下滲，充分發(fā)揮雨水花園的作用，減少澆灌用水。也可對現(xiàn)有公園進(jìn)行海綿城市改建，對中山公園、魯迅公園、唐島灣公園、北海公園、馬濠公園等改變其過于平坦的地形，參照以上建設(shè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，改建下沉式綠地。（二）增大透水鋪裝的面積

雖然青島的綠化面積位居大多數(shù)城市的前列，但是對于透水鋪裝，青島市建設(shè)并不完善，主要問題是，透水鋪裝面積小，透水鋪裝效果差，隨著新城區(qū)的飛速建設(shè)，不透水面積大大增加，區(qū)域內(nèi)水文環(huán)境已經(jīng)被改變，部分地區(qū)已經(jīng)形成比較明顯的熱島效應(yīng)，針對這種情況，主管部門有必要強(qiáng)制要求在廣場、道路、停車場等建設(shè)時使用透水鋪裝，減少地表徑流，增加下滲，保障地面的透水性。Page

22第五章：關(guān)于青島市建設(shè)海綿城市第四節(jié)：幾條對青島市適用的工程措施（三）倡導(dǎo)綠化屋頂在青島，商品樓是居民主要的住所，