我国海绵城市建设的现状、对策及展望

海绵城市是党中央、国务院大力倡导的城市建设新模式,可以有效防止城市内涝,缓解水资源短缺,并有利于城市雨洪管理工作的开展,"十三五"期间也将海绵城市建设列为我国城镇化建设的重点任务。但是因为海绵城市建设在我国刚刚起步,并且相关的建设理念尚不成熟,因此在建设过程中依然存在诸多问题。本文首先对我国海绵城市建设的现状进行了分析,然后在此基础上提出了相应的对策,最后对海绵城市建设进行了展望,力求为海绵城市建设提供理论支撑。     

低影响开发在海绵城市建设中的应用

低影响开发(LID)作为海绵城市概念的重要组成部分,将其理念、技术措施、设计方法、适用性等融入海绵城市的建设当中,对于加快海绵城市的建设步伐、推进城市绿色海绵体骨架的构建及海绵城市功效的发挥,具有重要意义。因此,首先介绍了LID设施在海绵城市建设中的分层布置及LID设施在雨洪管理中的应用效果,然后分析了小尺度的LID与大尺度海绵城市理念的融合,提出了以流域控制为基础,以城市管网及"山水林田湖"等大海绵体为依托,以LID为建设重点,多尺度多学科交叉建设海绵城市的途径,同时分析了LID设施在工程应用中的难点及其发展前景,最后以临海市海绵城市建设区为例,分析了LID在海绵城市建设中的综合效果,以期为LID在海绵城市建设的应用中提供一些借鉴与启示,以便更好地推动海绵城市的建设。     

海绵城市建设条件下的雨洪水利用潜力计算

针对大部分北方城市同时受洪涝灾害侵袭及水资源短缺问题,以水量平衡为基础,建立雨洪水利用潜力计算模型,以济南市为例,计算了2016、2017、2020、2030年在不同日用水量情景下的雨洪水可利用量,对比分析海绵城市建设对雨洪水利用的影响。结果表明,济南市城区雨洪水利用潜力较大,海绵城市建设可大幅增加雨洪水利用量,同时降低城市防洪压力,为海绵城市建设提供了基础依据。     

海绵城市建设技术对地下水污染的影响评价

为避免海绵城市建设技术的实施造成地下水污染,采用层次分析法和聚类分析法评价海绵城市建设技术对地下水污染的影响。结果表明,22项海绵城市建设技术对地下水的影响分为3个等级,一级技术共11项,增加了地表径流进入地下水的概率,但对雨水径流的净化效果有限;二级技术共7项,有一定的概率使得地表径流进入到地下水中,同时具有一定的净化雨水径流的能力;三级技术共4项技术,能降解或净化雨水径流中的大部分污染物。结合海绵城市建设技术对地下水潜在影响的评价结果,可为不同风险区域的海绵城市选取适宜的海绵城市建设技术提供科学依据。     

智慧化海绵园区在世博城市最佳实践区的实践与展望

将上海世博城市最佳实践区在推进园区海绵化改造项目的创新和经验,与园区正在开展的智慧能源网技术示范项目建设相结合,从能源互联网和智慧城市的理念出发,探讨智慧化海绵园区在城市最佳实践区的实践与展望,为上海开展海绵城市与智慧城市建设工作相结合, 实现海绵城市的智慧化进行有意义的探索。     

建设海绵城市需因地制宜

正2015年,"海绵城市"如同"智慧城市"一词,又是一个让我们听得、谈得、研究得特别多的词,并且"两会"期间,"海绵城市"也被热议,那么,到底什么是海绵城市?如何建设海绵城市呢?相关政策密集出台2015年4月,财政部、住建部和水利部联合发布了16个海绵城市建设试点名单。据悉,此次国家海绵城市建设试点城市评选竞争激烈,全国130多个城市参与竞争,34个城市进入初选名单,最终仅16个城市列入海     

考虑光伏发电的城市优化模型研究

针对海绵城市在生态环境方面的要求,提出一种CO2排放量控制的优化模型。首先分析城市光伏发电与城市能源生产企业对CO2排放量的影响,然后考虑海绵城市光伏发电,建立CO2排放量控制优化模型,最后采用带精英策略的非支配排序遗传算法进行模型求解。实验结果表明,该方法能较好解决城市能源生产企业排碳量的控制问题,为我国城市建设提供决策依据。     

考虑光伏发电的海绵城市优化模型研究

针对海绵城市在生态环境方面的要求,提出一种CO2排放量控制的优化模型。首先分析城市光伏发电与城市能源生产企业对CO2排放量的影响,然后考虑海绵城市光伏发电,建立CO2排放量控制优化模型,最后采用带精英策略的非支配排序遗传算法进行模型求解。实验结果表明,该方法能较好解决城市能源生产企业排碳量的控制问题,为我国城市建设提供决策依据。     

完整水文年下基于监测与模拟的典型海绵项目径流评估

年径流总量控制率作为海绵城市的主要考核目标,是海绵城市建设中总量控制、污染控制、峰值控制的集中体现。为在海绵改造中实现这一目标,选取某城市某典型海绵改造项目,通过合理的方案布置,进行长时间连续监测(包含完整水文年),获取监测期内场次降雨全过程流量数据,并对超过10万条的监测数据利用Matlab进行自动分析计算。结果表明,大量监测数据的积累不仅可以完成海绵改造项目的定量化考核,同时还可以实现项目模型参数的率定和验证,可评估不同水文年下径流控制率;利用监测与模拟相结合的方法对完工后的海绵项目持续跟踪评估,可准确掌握海绵改造的建设效果,为海绵设施运行与管理提供最直接的依据。     

平衡不同用地性质项目的海绵城市设计

海绵城市设计的理念、概念和精神在国家和地方政策、规划、指南等的指引下已经广泛普及,试点城市的范围也逐渐扩大,海绵城市的设计也在审图中作为必要建设要求嵌入到工程设计中;海绵城市设计不是生硬地凑数值、指标,而是因地制宜,融入自己的思考。本文将两个不同用地性质项目进行海绵平衡设计,合理利用项目特点,助推城市绿色发展。     

不同尺度海绵措施下雨洪控制效果研究

为对比不同尺度海绵措施对雨洪控制效果的差异性,以江西省某市滨江新区为研究区域,根据不同尺度海绵措施的特性和滨江城市防洪排涝需求设计"小海绵"、"大海绵"、"综合海绵"三种改造方案,构建SWMM模型模拟三种方案在不同重现期降雨条件下的雨洪控制效果。结果表明,"综合海绵"方案在遭遇高低重现期降水时均能保持雨洪控制效果最优且效果衰退缓慢。研究成果可为海绵城市建设提供指导。     

110 kV城市变电站结合建设方案

为充分利用土地资源,结合新型基础设施建设要求,解决城市停车难、电动汽车充电难的问题,提出了利用中心城区土地将110 kV变电站与不同功能设施结合共同建设的方案。本文总结了现状110 kV变电站基于现有用地面积指标体系下存在的问题,研究了110 kV城市变电站与数据中心站、充电站、5G基站结合建设的相关要求,提出了110 kV变电站结合建设方案,实现了提高土地利用率和降低建设成本的效果。     

地块尺度下海绵措施低冲击布设优化研究

针对我国海绵城市低冲击开发(LID)普遍缺乏规划指引的问题,制定一种综合考量径流水量削减、水质控制、措施布设潜力等多重影响因素的低冲击布设优化框架,主要包含基于地理信息系统(GIS)的地理分析与空间规划模块,该模块借助GIS水文分析、矢量计算和空间聚合等工具,获取研究区域的水文、用地、水环境约束及措施布设潜力描述、基于模糊综合评价法(FCE)的评级模块,该模块用于构建优先级排序系统,协助海绵城市建设目标在地块内的调控和分配、基于遗传算法(GA)的优化模块,该模块通过计算满足多个目标函数的帕累托(Pareto)最优解集,描述不同分配方案之间的权衡关系,完成地块内LID布设的优化配置。示范区结果表明,提出的规划框架能够实现地块尺度下LID措施的科学选择和布局优化,可为海绵城市建设提供指引。     

基于支持向量机的合流制溢流判别方法及应用

识别合流制管网溢流特征是城市水环境治理工作的重要依据,也是城市给排水研究的难题。为此,基于支持向量机算法与SWMM模型进行耦合分析场降雨事件合流制溢流特征。以北京市通州区海绵城市建设试点区域内一片老城区为例,通过建立SWMM模型构造数据集训练得到SVM模型,对历史127场降雨事件进行溢流特征识别,在训练期、测试期精度分别达到93%、89%,表明基于支持向量机的算法精度可靠,结果符合实际,能作为一种新的手段识别合流制管网溢流特征,为海绵城市规划设计、防灾减灾与水环境治理工作提供了理论依据。     

低影响开发雨水系统在满融经济开发区径流削减效应分析中的应用

低影响开发雨水系统(LID)是建设海绵城市的主要途径之一,为研究LID建设规模对降雨径流产生的影响,以沈阳市满融经济开发区西部区域为例,运用SWMM模型计算了绿色屋顶、透水铺装、下沉式绿地三种措施对径流的削减效应。结果表明,三种措施均能有效削减区域径流量,且各单项措施所占总面积比例与径流系数之间存在良好的负相关线性关系;雨强的增大削弱了绿色屋顶、下沉式绿地对径流的削减效果,而透水铺装受降雨条件的影响不明显;三种措施的削减效果由大到小依次为透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地;组合措施相较于单项措施具有更好的径流削减效益。研究结果为海绵城市的规划建设提供了理论依据。     

基于一二维耦合水动力模型的海绵小区建设效果评估

针对在海绵城市规划、建设和管理中SWMM模型无法精确模拟地表积水和淹没过程的问题,将SWMM模型与基于有限体积法的二维水动力学模型进行了耦合,建立了一二维耦合的水动力学模型,基于耦合模型构建了北京市某排水小区的雨洪模型,采用不同重现期的设计暴雨过程对海绵改造方案进行模拟和分析。结果表明,一二维耦合水动力学模型能有效地模拟海绵措施建设前后的效果,可应用于海绵小区建设效果评估中;海绵措施在一定程度上能改善小区内涝积水情况,间接地提高排水标准。     

我国城市生态环境评价指标体系构建的研究进展

城市生态环境评价是保护城市生态环境,实现城市可持续发展的必要前提,构建优化合理的评价指标体系是对城市生态环境进行评价的重要环节。概述国内学者针对具体的城市发展特点建立不同指标体系进行城市生态环境质量评价的研究成果,总结了提出的一些新概念、新观点,但在目前的研究中仍存在一些问题:在不同研究层面间的部分指标界限模糊;指标体系中对生态环境的限制因素考虑不全面;缺乏与土壤体系相关的量化指标等。     

基于物联网大数据的城市降雨径流控制率分析

针对海绵城市降雨径流控制率监测的两大技术难点——监测设备布置难题和数据统计难题,采用基于物联网和大数据的监测技术及自动分析算法,以我国某海绵城市试点区为例,对全区域81个雨水排口进行子汇水区域划分,制定了监测方案,并获得了降雨场次下的全过程降雨的监测数据,基于超过40万条监测数据,计算了不同降雨量下研究区域的径流控制率,并提出了基于污水管网监测的降雨径流控制率修正方法。结果表明,在降雨日中,确实存在雨水进入污水管网的情况,因此在监测方案中应同时考虑对污水管网进行有效监测;在34.4、13.2、9.4、19.4 mm降雨条件下,研究区域径流总径流率依次为65.14%、81.48%、87.39%、78.81%,与研究区域设计降雨量27.4mm及75%的径流控制目标相比,海绵城市的建设可满足年径流总量控制的目的。     

基于聚类与主成分分析的城市节水型社会建设差异性分析

为明晰节水型社会试点城市下阶段的建设重点以及为后续试点城市提供经验,分别分析了16个节水型社会试点城市节水型社会建设的前一年、建设试点期结束的后一年及2015年的差异性,构建了城市类型和节水型社会建设影响因素两个指标体系,采用聚类分析法将16个试点城市分为A、B、C三类,应用主成分分析法得到各类城市节水型社会建设的主要影响因素。除污水情况和供用水公共设施建设对所有类型城市影响较大外,对于A类城市,生活社会规模的影响较大,农业社会规模的影响可不予考虑;农业、工业社会规模对B类城市影响较大;农业社会规模和城市环境绿化对C类城市影响较大。     

中国城市能源指标体系初探

为揭示中国城市能源发展中存在的共性和特性问题,建立了一套城市能源评价指标体系。基于大量统计和调研数据,对10个典型城市的能源系统进行分析、比较,提出了促进我国城市能源系统可持续发展的建议。