中国海绵城市建设的水问题研究与展望

随着城市化的迅速发展,我国城市内涝、水体黑臭、河湖生态退化等水问题日益突出。这些问题与城市化的水文效应密切相关,主要表现在城市化改变了城市微气候和下垫面条件,导致水文循环发生变化;污染物排放量增多导致水环境恶化;城市建设挤占原有的生态系统导致湿地退化与湖泊萎缩,进一步引起城市内涝等。针对上述水问题,海绵城市应运而生,并已成为我国城市建设中的热点。虽然海绵城市建设在理论和实践方面均取得了长足的进展,但在水文学基础方面仍然存在着许多薄弱环节。针对我国海绵城市建设,在城市化水文效应分析的基础上,提出了海绵城市建设中关于科技创新与应用基础研究的若干对策与建议。     

深圳市罗湖区海绵城市建设规划研究

文章以深圳市罗湖区海绵城市建设规划与为案例,通过构建模型,对全区现状年径流总量控制率等指标进行了分析,摸清区域特点与海绵城市建设条件,明确高度城市化暴雨地区海绵城市建设的理念、规划等问题。通过数值模拟,分析规划用地条件下LID组合措施效果,发现针对高度城市化地区,开展海绵城市建设,需统筹水网、路网、土地更新,在不具备大规模建设蓄水设施的前提下,采用植草沟、下沉式绿地、透水铺装等措施效果较好。     

海绵城市建设与城市水土保持

针对我国面临的水资源短缺、水环境恶化和洪涝灾害严重等问题,中华人民共和国住房和城乡建设部组织编制了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行)。文章学习理解了海绵城市雨水控制利用的低影响开发理念,并将海绵城市理念与水土保持工作进行了结合,认为海绵城市的提出为水土保持的雨水控制利用方面做出了重要的技术指导,水土保持工作应依据海绵城市理念进一步细化。同时,从城市水土保持角度对海绵城市的建设提出几点意见。     

北京市水影响评价与建设海绵城市关系探讨

结合北京市水影响评价工作经验,分析了水影响评价和建设海绵城市的相互关系,认为海绵城市措施体系是实现水影响评价目标的重要组成部分,同时水影响评价促进了海绵城市建设,提出水影响评价和海绵城市建设应该协调共进,建设节水型的海绵城市。     

城市水管理与海绵城市建设之理论基础—城市水文学研究进展

过去数十年来,我国经济社会快速发展,城市化进程不断加快,但由于不合理的城市规划和建设,自然水循环系统受到无序的干扰和破坏,引发了一系列城市水问题,城市水管理工作面临巨大挑战。城市水管理的理论支撑就是以研究城市水循环为核心的城市水文科学,"海绵城市"建设作为我国现代城市水管理的重大战略,必须以城市水文学理论为依据,深入研究城市水循环机理和规律。本文围绕城市水管理支撑理论,系统梳理了国内外在城市化水文效应、城市产汇流理论、城市雨洪模拟与管理方面的研究进展,指出城市水文观测与预报、城市化水文效应与产汇流理论、城市综合水系统模型研究是当前和未来一段时间研究的重点和难点。提出了我国当前城市水管理和海绵城市建设所面临的城市产汇流基础理论、城市气象水文监测和水文过程模拟技术问题,以及城市水文学研究应对变化环境下城市复杂的综合水问题开展基于多学科理论的全面精细化模拟分析的基本思路。     

基于水影响评价的北京市海绵城市建设管控机制探讨

基于对北京市现有雨水管控体系的梳理,从内涵、内容及指标三个方面探讨了海绵城市与水影响评价的关系。结合当前营商环境改革要求,分析了基于水影响评价制度实施海绵城市建设管控的可行性。提出:将年降雨总量控制率、年径流污染物总量削减率、雨水资源利用率纳入水影响评价审批指标中,其中雨水资源利用率指标又以"灰绿比值"作为是否执行的依据,临界点值为1;结合水影响评价项目分类,建立海绵城市豁免清单,仅对建筑与小区、农林生态环境、市政工程、线性工程共四类建设项目进行管控,并将海绵建设内容纳入验收环节;结合北京国家海绵试点区实际情况,明确了基于水影响评价的海绵城市管控机制的近期和远期实施路径。     

武进城区海绵城市建设初探

本文研究了国外低影响开发建设的发展历程,分析了武进中心城区的排水防涝现状和存在问题,阐述了武进中心城区海绵城市建设的必要性和可行性,列举了近几年来实施的低影响开发试点工程,并结合海绵城市建设技术指南,为武进城区海绵城市建设提供了工作思路和路径规划。     

海绵城市建设的径流控制指标探析

城市化引起的诸多水生态、水环境及洪灾问题均与天然水文条件的破坏紧密相关;水文控制指标是海绵城市建设中的关键控制指标。在调研国际城市雨洪管理的演变及目前城市水文控制指标发展趋势的基础上,提出海绵城市建设所必需的水文控制指标体系概念。该体系包括维持河湖湿地基流与地下水补给的入渗控制指标,减少雨洪面源污染的水质控制指标,防止河道侵蚀的水土侵蚀控制指标,以及避免小量级洪涝和减轻极端洪涝灾害的洪水控制指标。在此基础上,分析了我国在海绵城市建设中缺乏完整水文控制指标体系的现状,并提出了我国目前在建立城市雨洪管理水文控制指标工作中亟待开展的工作,为海绵城市建设中合理确定适合各地具体条件的水文控制指标体系提供研究思路与参考。     

基于HydroInfo的海绵城市建设效果分析——以天水市为例

合理设定海绵城市建设措施及规模是海绵城市科学规划设计的关键。径流总量控制作为海绵城市的刚性指标,是衡量海绵城市建设效果的关键标尺之一。以分析海绵城市建设预期效果为目标,以天水市为例,采用HydroInfo多维耦合降雨径流模型,将研究区剖分为10 902个三角形网格、5 748个计算节点,采用MUSCL途径提高离散精度,对海绵城市建设的径流总量控制进行定量计算和验证。结果表明:在设计降雨条件下,研究区域现状外排比例为81.2%,增设14%绿地和25%蓄水设施后,下渗、蓄水、外排比例分别为64.9%、20.1%、15%,可以实现渗蓄比例高于85%的径流总量控制目标;在20年一遇暴雨情景下,海绵城市建设后外排系数为43.9%,蓄存比例为12.8%,下渗比例可达30.5%,蓄滞水量由14.14万m~3增加到118.69万m~3;该海绵城市建设方案有效提升了研究区渗、滞、蓄水能力,降低了城市排水压力和内涝风险。研究成果为海绵城市规划和建设提供了实用方法。     

海绵型绿地设计的若干关键问题探讨

城市绿地作为海绵城市的重要载体,其海绵化设计将直接影响海绵城市的建设效果。针对我国海绵城市建设中绿地设计存在的问题,通过文献研究、案例分析等方法,对海绵型绿地的概念内涵、设计方法和分类设计要点进行了探讨。辨析了海绵型绿地的概念内涵,提出了核心设计目标和广义设计目标,及多专业协同的设计流程。公园绿地宜秉持"多功能"理念,将绿地功能与雨水控制利用有机结合在一起,提升绿地功能复合度和海绵功能。建筑与小区绿地在设计中要坚持"以人为本",通过海绵设计建设高品质生活环境。道路绿地应协同处理好径流污染、积水内涝等问题,以某道路绿地为例,阐述了在北方寒冷地区通过统筹红线内、外绿地,协同实现多目标雨水系统的具体方案。海绵型绿地建设应将绿地功能与海绵功能相结合,通过多专业配合和公众参与协同实现多目标,满足城市土地资源的高效利用。     

我国海绵城市建设中的水科学难题

在总结我国海绵城市建设实践和相关研究成果的基础上,分析海绵城市建设提出的背景和承载的期望以及可能存在的问题,从水科学学科体系的10个方面(水文学、水资源、水环境、水安全、水工程、水经济、水法律、水文化、水信息、水教育),阐述水科学在海绵城市建设中的应用和海绵城市建设中可能遇到的6方面水科学难题:海绵城市建设水文效应与水系统模型、水资源高效利用机理及方案优选、面源污染物通过土壤渗虑消减机理及效应、"渗、蓄、滞"作用机理与城市雨洪计算、水安全风险管控及适应机制、水管理体系研究,并初步提出这些难题的解决途径,旨在为海绵城市建设的研究和实施提供参考。     

海绵城市系统构建模式

海绵城市是我国城市水问题综合治理的一种新理念。目前科学界和实践部门因各自的专业所限和视角不同,对于海绵城市的本质内涵、构建模式和建设途径还存在诸多不同观点,缺乏统一认识,在一定程度上阻碍了海绵城市研究与实践的深入。本文试从对城市水问题的基本判断出发,分析指出海绵城市的科学内涵,综合提出海绵城市构建的系统模式。该模式从系统思维出发,总结了海绵城市建设的本质内涵、系统诊断、基本途径和耦合平衡,并统合于海绵城市"一片天对一片地"核心思想,突破专业限制,从宏观上提出了涵盖海绵城市全要素全过程的系统科学范式,可为海绵城市研究、规划与建设提供基础理论支撑。     

海绵城市建设思路探讨——以广州市天河智慧城核心区为例

近年来,城市内涝问题发生频率不断增加,雨水排放及利用问题成为社会关注的焦点。以广州市天河智慧城核心区为例,分析了区域内防洪排涝设施的现状及存在的问题,探讨了该城区建设海绵城市的思路、总体规划,提出了水系整治、城市设施低影响开发及雨水综合利用的相关措施。     

萍乡市海绵城市发展需求与建设思路初析

江西省萍乡市是全国第一批16个海绵城市试点之一。为将萍乡市建设成生态友好的海绵城市,在认真分析地理、河流、水资源、用水情况等的基础上,提出了萍乡海绵城市建设的思路及重点控制指标。萍乡市海绵城市建设主要从建筑与小区类、公园与广场类、道路管网类、河流湖泊类等项目入手,构建新型的城市低影响开发雨水系统。针对该市海绵城市建设的各类项目,制定了相应的保障、监管与考核措施。     

海绵城市建设研究进展与若干问题探讨

针对当前海绵城市建设实践大多局限于城市或研究区内部,缺乏内部与外部流域的统筹协调,突出强调低影响开发建设,忽视了老城区硬质化严重、改造难度大等问题,重点探讨海绵城市与流域控制的相互关系以及流域控制的基本措施,简要阐述海绵城市实施方案编制的主要步骤,认为海绵城市建设是多部门、多学科交叉的系统工程,应加强相关基础理论研究与工程建设。     

萍乡市西门片区海绵城市建设水文响应与成本效益分析

海绵城市是当前国家大力推行的城市水问题综合治理理念,目前已从三年试点期转入大规模建设阶段。针对当前海绵城市建设的效果评价问题,为了对海绵城市建设成效进行综合评估,以萍乡市西门片区为例开展了研究。基于SWMM构建了西门片区城市水文模型,将原始情景和海绵情景进行对比,分析海绵城市建设的水文响应和成本效益。结果表明:对于设计面积下的组合海绵措施情景,在2～100a一遇的设计暴雨情景下,西门片区径流峰值减控率为18.34%～14.93%,径流总量减控率为17.91%～14.90%,海绵措施的径流减控率随着设计暴雨重现期的增加而减小。不同海绵措施的"经济-有效性"均随着设计暴雨重现期的增加而减小,其中,下沉式绿地的成本效益值在各不同设计暴雨情景下均最高。研究成果对于丰水地区海绵城市绿色基础设施建设具有参考价值。     

海绵城市建设对区域地下水资源的补给效应

为探究海绵城市建设对区域地下水资源的补给效应,以某海绵城市建设实验区为例,采用Visual MODFlow软件分别对海绵城市不同建设方案条件下的地下水水位动态进行模拟预测。结果表明:城市建设增大了地表不透水面积,使地下水补给量减少,导致区域地下水水位普遍下降,且下降幅度受下垫面变化特征的影响;海绵城市建设对地下水资源的补给作用与低影响开发工程设施的类型有关,也与其规模有关,仅当海绵城市建设达到一定规模之后才能对区域地下水资源产生较为明显的补给效应。     

中国海绵城市开发与加拿大综合雨洪管理对比研究:以多伦多为例

介绍了加拿大城市流域雨洪规划管理的发展进程以及加拿大最大城市——多伦多市雨洪管理的政策、原则和标准,与中国的海绵城市建设技术指南进行对比,对指南中存在的一些问题,如指南未给出LID设计的检验和校核方案,也未充分考虑降雨等问题进行讨论,旨在为中国的雨洪管理提供新的研究思路和参考。     

临海市海绵城市建设实施方案编制实践与思考

针对目前海绵城市建设实施方案主要从市政角度考虑、强调低影响开发措施应用、缺乏海绵城市系统建设理念的现实,以临海市为例,从流域治水角度,从问题与需求出发,统筹外围保障工程与内部实施方案两大工程体系,总结海绵城市实施方案编制实践要点,对未来我国海绵城市建设的推广提出建议。