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海綿城市:系統(tǒng)構建新時代雨洪管理體系
發(fā)布日期:2023/10/27 10:26:43
    2023年8月17日,中共中央政治局常務委員會召開會議,研究部署防汛抗洪救災和災后恢復重建工作。習近平總書記主持會議并發(fā)表重要講話。會議強調,要加快完善流域特別是北方地區(qū)主要江河流域防洪工程體系,強化蓄滯洪區(qū)安全建設和運行管理,整體提升防御能力。要加強城市防洪排澇能力規(guī)劃和建設,更新提升城市排水管網等基礎設施運行能力,與河道排澇工程有效銜接,保障城市骨干排水通道暢通。

    加強城市防洪排澇能力規(guī)劃和建設,構建完善的城市防洪排澇體系,迫在眉睫。海綿城市建設的核心是對現代城市水安全、水環(huán)境、水生態(tài)、水資源、水文化的綜合管理,是按照“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”的思路,系統(tǒng)化構建源頭減排系統(tǒng)(即綠色“微排水系統(tǒng)”)、市政雨水排水系統(tǒng)(即灰色“小排水系統(tǒng)”)和排澇除險系統(tǒng)(即藍色“大排水系統(tǒng)”)耦合的現代城市排水防澇、徑流污染控制的雨水管理體系,同時與城市防洪、污水處理及合流制溢流污染控制等系統(tǒng)有機銜接,通過源頭、過程、末端不同環(huán)節(jié)和尺度的綜合施策,實現對城市雨水徑流總量、峰值、污染等多重目標的控制。

    “綠灰藍”結合的雨水管理體系

    源頭減排系統(tǒng)是指通過自然或人工模擬自然的各類海綿設施(如綠色屋頂、植被過濾帶、植草溝、生物滯留設施、調蓄設施和透水鋪裝等)構成的綠色“微排水系統(tǒng)”,延緩下墊面產匯流時間和徑流峰值出現時間、降低徑流峰值,從而減輕徑流污染與后續(xù)排水管渠設施的壓力,以盡可能維持城市開發(fā)建設前后水文特征不變,有效緩解因不透水面積增加導致的諸多問題(如徑流總量、徑流峰值與徑流污染增加等)對環(huán)境產生的不利影響。其主要應對大概率低強度的中小降雨,以徑流總量控制率為規(guī)劃控制指標。

    市政雨水排水系統(tǒng)即排水管渠系統(tǒng),是指傳統(tǒng)的市政雨水排水管渠、閘、調蓄池、泵站等灰色排水管渠系統(tǒng),主要應對較小概率短歷時的強降雨,以滿足一定強度降雨事件的排水安全要求為規(guī)劃設計控制指標。

    排澇除險系統(tǒng)主要應對小概率長歷時的超強降雨,以滿足城鎮(zhèn)內澇防治設計重現期標準要求為控制指標,為超出源頭減排和排水管渠設施承載能力的雨水徑流提供行泄通道、調蓄和出路,使得內澇防治級別雨水徑流得到有效控制。其強調在源頭減排、市政雨水排水系統(tǒng)、泵站的基礎上,充分利用城市公共開放空間及水體(如公園、綠地、廣場、運動場、城市低洼區(qū)、溝渠、道路、河道等)的調蓄與行泄功能,確保城市具有有效應對超強降雨的內澇防治綜合能力。

    海綿城市的三個部分有不同的設計目標對應不同的降雨事件,一般來說,源頭減排系統(tǒng)主要針對水質管理(污染物清除、合流制溢流污染控制,地下水補給等范圍的降雨)需要控制的年徑流總量控制率所對應的降雨事件(比如,某地年徑流總量控制率75%時對應的日降雨量為22.6毫米);市政雨水排水系統(tǒng)主要針對徑流峰值流量控制(應對短歷時降雨,輸水管、渠最大過流能力、內河高水位等)對應的降雨事件(比如,某地3年一遇3小時降雨量為66.1毫米);排澇除險系統(tǒng)主要針對內澇控制(應對長歷時降雨,部分道路排水,內河齊岸水位等)對應的降雨事件(依據城市大小有不同要求,比如某中等城市30年一遇24小時降雨量為134.0毫米)。

    遇到超出20~50(100)年一遇(如某超大城市內澇控制標準對應的極端超強降雨事件為100年一遇24小時降雨量為322毫米)內澇控制標準對應的極端超強降雨事件(長歷時降雨,泛洪區(qū)淹水、部分道路淹水、內河溢出岸等情況)時,應啟動極端風暴降雨應急防范措施防范除險。

    基于自然的城市洪水解決方案

    中國“綠灰藍”結合的海綿城市建設是基于自然的城市洪水綜合管理解決方案。為提高城市環(huán)境的韌性,中國于2013年年底提出建設海綿城市的倡議,旨在解決城市內澇等問題。海綿城市建設結合結構性和非結構性的解決方案,利用灰色、綠色和藍色基礎設施,減輕城市洪水泛濫的風險。該方法通過在城市土地利用規(guī)劃過程中整合若干理念和做法,解決洪水問題。建設海綿城市的倡議利用基于自然的解決方案、采取自然或半自然的措施模擬自然水循環(huán),旨在解決地表水泛濫問題,減緩高峰期徑流,提高城市徑流的自凈能力,同時加強對水資源的保護。

    城市內澇的成因多種多樣,比如:本地雨量過大(超過排澇除險系統(tǒng)能力)、上游來水過多(因洪致澇)、高程系統(tǒng)不合理(凹地等)、輸送能力不足(入口、管道及明渠整體或局部阻力大)、出水能力不足(出水口或水體水位高)、調蓄系統(tǒng)不足或不匹配等,但都是在流域或排水分區(qū)(可能隨降雨量不同而變化)內雨水徑流事件。

    海綿城市建設以實現城市排水防澇、徑流污染控制為目標。排水防澇、徑流污染控制必須在流域或排水分區(qū)范圍內才能設計計算與驗收,因此需要科學劃分排水分區(qū)——相對獨立匯集排放雨水的區(qū)域,并明確豎向管控要求,以便合理確定城鎮(zhèn)源頭減排海綿設施、城鎮(zhèn)排水管渠、排澇除險系統(tǒng)設施和受納水體之間的規(guī)模、平面、豎向等定量關系。還應讓源頭減排海綿設施、城鎮(zhèn)排水管渠、排澇除險控制、監(jiān)測與控制等系統(tǒng)合理銜接。

    海綿城市建設應保護山水林田湖草等自然生態(tài)格局,維系生態(tài)本底的滲透、滯蓄、蒸發(fā)、徑流等水文特征,在城市建設開發(fā)過程中必須協(xié)調建設用地與雨洪調蓄空間的蓄排平衡。城市公園綠地是雨洪調蓄最佳可利用空間,可利用地形條件在底凹處建設低地公園,同時建設干或濕式生物滯留塘、滲透塘、人工濕地等相對集中的綠色海綿設施,以消納公園內外周邊區(qū)域徑流雨水。其總體布局、規(guī)模、豎向設計應與流域海綿城市建設及受納水體合理銜接。

    排澇除險系統(tǒng)建設時可選擇流向受納水體的道路作為行泄通道,且應與受納水體或其他調蓄空間有效銜接。另外,為避免對行人和車輛造成危害,應在雨水徑流進入作為行泄通道道路區(qū)段之前的安全路段,設置警示標志和積水深度標尺。當降雨產生的地表徑流無法通過海綿城市建設體系中源頭減排系統(tǒng)與排水管渠系統(tǒng)順利行泄時,應順序啟用過程調蓄、末端調蓄、排澇除險行泄通道等措施。

    城市排水防澇系統(tǒng)是海綿城市各部分水系統(tǒng)的綜合平衡:在匯水區(qū)域(源頭),由滲、滯、蓄、凈(海綿體、截留、調蓄、過濾)等措施,控制雨水徑流產生量;在輸送通道(管渠),由排水管、渠、植草溝、道路、隧道、河道等措施,輸送雨水徑流;在排水途徑及排口(出水)區(qū)域,由滯留、調蓄、河、湖、濕地、深層隧道等措施,控制雨水徑流峰值流量;當預測出現超過城鎮(zhèn)內澇防治設計重現期標準的極小概率極端超強降雨時,應及時啟動內澇防治應急管理措施。

    隋軍

    博士,研究員。廣東首匯藍天工程科技公司技術總監(jiān)。國務院政府特殊津貼專家、住房和城鄉(xiāng)建設部海綿城市建設技術指導專家委員會委員、國家科學技術獎評審專家、國家自然科學基金項目評審專家、中國城鎮(zhèn)給水排水協(xié)會理事等。長期從事城市給排水、城市防洪排澇、水資源利用、污水污泥處理及固體廢棄物處理的設計科研及管理工作。主編《城市污染水體綜合治理工程技術》等書籍6部,在核心期刊上發(fā)表學術論文40余篇。


來源:中國建設新聞網

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