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【题  名】 海绵城市建设系统模式和关键技术

【出  处】 给水排水

【日  期】 2017.05.05

【作  者】 /

【关键词】 生态环境科学 城市生态 环境治理 海绵城市 雨洪管理

【正  文】

 
   王浩院士从城市水问题治理的国际经验出发,从单一到综合,美国和欧洲这些发达国家和地区城市化进程要早于我国50年以上,他们出现的城市水问题也比我们早。因此他们提出城市水问题治理的思路和方法也相对较早,有很多有意的经验值得我们借鉴。美国先后提出了最佳管理措施,经营开发理念。英国提出了可持续城市排水管理理念。澳大利亚提出了水敏感性城市设计理念。新西兰提出了低影响城市设计与开发理念。新加坡提出ABC计划这些雨水管理的措施。从国际城市水问题治理和雨洪管理理念发展历程来看,走了“重工程”到“重自然”再到“综合治理”的发展炉子,对中国城市水问题治理有借鉴意义。
   咱们面临的困难和复杂性特殊性是什么?一方面是气侯因素,我国是大陆季风气候,同时降雨的施工分布很不均匀。局部强对流天气比较多,城市化方面正处在高速发展阶段。人类活动的影响剧烈,人口密度大,城市空间不足,用水量排污量较大。另一方面是新老问题双重叠加,新城的问题,老城的问题,老旧城市改造也相对困难。从理念上说,缺乏城市地下空间开发的经验,缺乏低影响开发的设计理念。管理上也有薄弱环节,调控调度还没有特别好的建立。
   城市水问题治理的中国智慧是什么?国际水问题治理的经验值得我们借鉴,但是我国城市面临自身的特殊问题,必须要立足自身实际,提出适合中国城市水问题现状和特点的城市水问题治理理念,海绵城市的理念正是中国自己提出的、适合中国国情的城市水问题综合治理理念,是城市水问题治理的中国智慧。
   我们已经提出了海绵城市的理念,吸收了LID等国际理念的经验,并给中国城市水问题治理也有长期的技术积累,但是中国水问题有一定的复杂性和特殊性,因此必须充分认识海绵城市的多维度、多层次、多学科的属性,从城市水问题本身出发,运用系统思维,提出海绵城市建设的基本架构和系统模式。
   城市水问题的本质是城市水循环的失衡,表现为城市内涝、城市水污染和城市缺水等方面的问题,海绵城市建设就是要通过一系列措施实现城市良性水循环,使水与人类社会相适应,从这个角度出发,把海绵城市科学内涵概括为“水量上削峰、水质要减污、雨水资源要利用”三大方面。从城市水问题本质出发,解决城市内涝、城市水污染和城市缺水三大问题,通过海绵城市建设做到小雨不积水,大雨不内涝,水体不黑臭,热导有缓解,形成良性的水循环。
   海绵城市第一个科学内涵,水量上削锋。城市内涝的自然属性是大量降雨径流难以排除导致积水。社会属性是积水对生产和生活产生影响而治灾,因此要减少城市洪涝灾害影响,核心减少城市的雨洪积水,坦化并延缓洪峰极值,本质是要减少由洪水继续而对人类带来的损失。
   第二个海绵城市的内涵,水质上要减污。城市水污染的来源主要大气干湿沉降,合流制管网溢流,初雨冲刷等面源污染和生活污水,工业污水等点源污染,我国城市水污染、水生态恶化现象十分严重。
   第三个科学内涵是雨水资源要利用。城市缺水是制约我国经济社会发展的重要瓶颈,海绵城市改变了过去快速排干的观念。把雨水视为资源,尽可能把更多的雨水滞留在当地,补充生态用水和社会经济用水。但是要个别注意,对南北方、东西部这些不同的城市,应当区别对待,采用不同的雨水利用策略。
   根据三大内涵,利用分布式的城市水文模型,对海绵城市主要问题进行系统诊断,对各部门存在的问题作出总体估计,为海绵城市的总体设计提供基本的依据。工具就是分布式的城市水文模型,做海绵城市的三大诊断,包括内涝积水的诊断,产污积污的诊断,雨水控制的诊断。
   首先是内涝积水的诊断,要建立分布式的城市雨洪模型,进行多种情景模拟,分析不同量级暴雨情景下,特别是超标准降雨条件下,城市雨洪积水的分布状况,分析城市不同区域的积水深、积水历时。模拟城市雨洪对城市生产生活的影响,进行风险评估,提前制定不同量级雨下的城市内涝应对预案。这是利用模型做的上海市超标准和内涝积水的诊断。这是济南市超标准降雨城市内涝模拟和积水的诊断。
   第二方面的系统诊断,是产污积污的诊断,采用分布式的城市水文模型,进行水质、水量联合模拟,从整体上估计城市水体中污染物的来源。分析不同污染符合的来源,大气沉量,再加上生活工业排污点源污染,占总污染复合的比例。从而为城市水环境污染的分类失策综合治理提供定量的认识。通过污染物的来源进行诊断,对点源和面源污染分别提出针对性的控制策略。通过完善污水管网,加快污水处理厂建设。杜绝污水直接排放等措施,控制点源污染物。通过布置低影响开发措施,消减面源污染,通过布置人工湿地和河滨缓冲带。总体上使雨水径流污染、河流制观网溢流污染各种形式的污染都得到有效的控制。

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