海绵城市建设的内涵与技术要点(下).doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date海绵城市建设的内涵与技术要点(下)海绵城市建设的内涵与技术要点(下)海绵城市建设的内涵与技术要点（下）李俊奇北京建筑工程学院环境与能源工程学院院长四、国内外海绵城市建设案例（一）海绵城市建设实例这里给了一个例子，这是嘉兴的例子，从建设需求上我们首先分析它的水量水质特征，包括三十年一遇城中片区内涝风险分析的评估图，高风险区占6%，中风险区占35%，低风险区占60%。那么

2、我们重点要考虑高风险区域，其次是中风险区域，根据风险区域的严重程度来决定项目的重要程度和它的持续安排。另外，除了量的问题以外，就是水质问题，它是一个水质性缺水的城市，通过历史资料的查阅、灾害评估变化分析，根据城市发展需求，可以判断出它是个水质性缺水的城市。再就是，从示范区来说，选定了一块示范区，有南湖片区和城中片区，这两个片区的目标不太相同，比如南湖片区的重点是要消减径流污染、改善水质，而城中片区的重点是要控制溢流、减少内涝。这是另外一个城市的例子济南，它是一个坡地与平原复合型的城市，四大目标的第一个目标是促渗保良，现状是年地下水补给量每年300多万立方，目标是通过海绵城市建设使得年地下水补给

3、量达到647万立方，城市绿地率从原来的34.8%提到37%。第二是洪涝控制，现状是排水设施0.5年到两年一遇，内涝防治标准五年到十年一遇，河道防洪标准二十年到一百年一遇。通过海绵城市建设，雨水设施要提高到三到十年一遇，内涝防治标准五十年一遇，河道防洪标准五十到一百年一遇。第三是资源回用，雨水资源利用原来不足5%，再生水回用率不足20%，那么目标是实现雨水自然利用率不低于25%，再生水回用率不低于30%。污染控制，径流雨水外排污染物负荷的消减率不超过10%，这是现状，那么目标是雨水径流外排污染物负荷消减率不低于60%。下面我们再看一个案例，这是吉林白城多目标雨水系统构建的目标选择，包括建成区内和

4、建成区外的项目，建成区内包括年径流总量控制率85%，设计降雨深度是25毫米，其中雨水资源化利用率不小于35%。排水防涝标准要求是雨水管渠系统三到五年一遇的标准，超标雨水径流排放系统是二十年一遇。径流污染控制实现以SSG计，污染物的总量控制达到60%。那么建成区外包括水环境的保护与修复，防洪要求五十年一遇，共同来实现海绵城市的目标。这是济南二环南路的一个设计方案，应该建成了。它的设计方案包括，用生态植草沟及生物滞留带，设计要点包括慢车道的横坡方向改向外侧植草沟，外侧路缘石跟路面是齐平的，路面雨水直接流入植草沟，并导向下游生态水塘。同时利用齿状路缘石、雨水收水井、道路纵坡、小型拦水坝构建渗滞蓄微系

5、统。每隔十米设置一组齿状的路缘石，进水路缘石设置在雨水井之间，加大雨水收集。出水路缘石紧挨着雨水井，使多余的雨水能够溢流。下游利用纵坡设置小型的拦水坝，提高雨水滞蓄能力。进水口和出水口均设置碎石净化区，绿化带下1.2到1.5米处设置碎石盲沟，促渗与净化雨水。对道路雨水收集回用，可以采用一些旋流沉砂的设施，也可以采取一些弃流设施，也可以从末端做一些旋流过滤设施，有条件的地区或者有需求用水的地方，可以通过蓄水模块或混凝土装置的水池收集雨水，然后再到蓄水塘净化以后，作为水体使用，或者是道路浇洒，还有周围一些球场的维护用水。这个区我可以重点介绍一下，这是北京顺义一个老年住宅社区，东侧是一条河流，西侧是

6、一条原来的堤岸，老的河道的防洪堤从西侧移到了东侧，那么这块地就空出来了，可以用于开发用地。但是开发用地建设过程中，出现了一些问题，一期总共是29公顷的占地，其中的十一期是接近4公顷。那么在一期做的过程中，就会出现3万多平米的水面水质不能得到保证，因为水体本身没有循环，也没有自净能力，水体的驳岸和底部都是采用完全硬化的水泥方砖防渗膜。第二个问题，整体社区的地势比较低，外围周边的河床比较高，水排不出去，所以这地方就面临着非常大的防洪压力。再一个就是它远离市政管网，供水以及排水都由自己解。这个社区最早的定位是建成一个生态社区，所以我们在考虑这个社区的时候，分析它面临的挑战，包括位于洪泛区地势低洼，洪

7、涝的风险比较高。周边没有市政管网，小区排水系统难度比较大。还有，景观水体的耗水量比较大，维护费用比较高。建成以后的景观水质效果比较差，水体富营养化比较严重。针对这些问题做一些方案的调整，怎么调整呢？比如像一期，基本上是坡向的水体，周边高，中间低，这种情况下能不能借用地形，做一些植草沟式的排水方式呢？如果可以，那么就可以减少一些管网的建设，通过地表植草沟的方式进行雨水径流的转输，所以一期，我们把原来设计的雨水管网取消，通过植草沟来代替它的转输功能。这有两个好处，一方面，植草沟转输可以兼具污染控制，在转输过程中，雨水得到净化；另一方面，它的投资少，还有一定的下渗功能，减少雨水径流量。第二个措施，就

8、是把这个小区的驳岸带，还有水体本身的生态措施建立起来，提高生态水体本身的执行能力。第三，做了一些自循环，使得水体在循环过程中能够对水质保障起到一定的促进作用。另外，在这个社区还有一个中水站，通过中水站的出水可以考虑给水体补水，但是中水站由于刚开始运行不稳定，入住率刚开始比较低，波动比较大，所以这个中水站的出水，通过一个地面的垂直流湿地或者渗流设施，渗流完了以后再排水体。这一系列措施采取完以后，效果大有改善，所以在这一期做完以后，就紧接着考虑二期和后来的三期措施。那么在紧接着二期三期工程中，涉及到一个问题，能不能继续采用一期所用的植被沟来代替雨水管网的做法？如果能实现的话，那么这是一个非常重大的

9、变革。这时候就需要做分析，要做的第一个事就是内涝风险分析和土方平衡，所以根据设计功能平面定位，然后结合成立特征，我们做了一个竖向土方平衡和竖向规划的方案。这个方案实际上有点像一个大排水系统，我作为主设计师，当时先做了一个200米的分割网的控制高程，把这个控制高程做完以后，给到总图规划、建筑道路等等这些部门，这些专业的负责人按照控制高层的要求去调整，看能不能与设施对应起来，等把这些设施布局重新对应，然后再把结果反馈给排水专业，接着再进行一次深化的竖向设计，所以又给出一个50米的分割网的控制高层，等把这个50米的分割高层给出来以后，实际上对每个楼的四角高层以及道路的一些关键控制点，高层也就都确定了

10、。如果按照刚才的这套模式进行竖向设计，基本上就是我们说的大排水系统，这样这个社区的安全首先有了保证。在这个大排水系统构建的前提下，我们再次进行以植草沟、雨水花园这些绿色雨水源头分散式的基础设施为核心的雨水系统的构建。所以，在这个指导思想的前提下，布置了以上那些设施，包括多功能调节水体、雨水湿地、植草沟、雨水花园、初期雨水气流，还有渗井。实际上也可以结合这个场地的特征和蓄水要求，适当地做些分散的雨水收集设施而不是水体，所以一期就有三处地下的径流雨水的储水池，实际上是把当时排不到水体里的降雨收集起来，就地净化以后再回用于附近的绿化用水。再看一个案例，这个案例是一个北京的生态停车场，生态停车场总共是

11、两公顷，采用的设施包括生物滞留、雨水花园、植草沟、下凹绿地。这个停车场也没有市政排水管网，总体的目标是实现年降水总量控制率60%的目标，同时实现年径流污染物削减量40%。这是当时设计的一个方案，这个公园应该已经施工完了，运行好几年了，在北京亦庄经济开发区，现在效果非常漂亮。第三个案例也是在亦庄经济开发区，我们可以看一下多功能调蓄的案例。先看底下这张图，在2005年的时候，这是一个废弃的沙坑，久而久之，周围的一些垃圾，包括建筑垃圾、生活垃圾，都堆放在石坑里，水体被污染，可能面临着这个沙坑被周围的开发商作为开发用地被征用。那么这沙坑在整个区域程度上分析，要不要保留发挥它的调蓄功能来解决这个区域的排

12、水问题呢？经过调查发现，这个区域内雨水管网很多，都存在管网水位过高，导致网排水不畅，出现河道顶托的现象。这个现象可能会导致整个区域的排水不畅和内涝风险加剧，如果能够把这个区域内的沙坑改造成具有调蓄、净化、储存等功能的一个生态水体，至少减少了发生内涝的可能性。第二，这个多功能调节水体建成以后，下游排放的量大大减少，下游的汇聚水都被这个沙坑给截留了，所以下游的峰流量控制的压力就没有那么大。根据这么一个思路，就出现了左下角这张工艺技术路线图，包括3个入水口都做成前置塘，前置塘进行雨水净化以后，再排到大的水体。这个水体的水源应该有两个，一个就是雨水，还有一个是中水，由于它的水质波动，所以公园周边做了一

13、些湿地、渗离设施，处理完的应该是中水或者再生水，先排在湿地去再进行净化，净化以后再使用。总体来说这个项目本身也运行几年了，它可以提高周边110公顷建设区域的排水防涝标准，可以用于百年一遇的暴雨。通过水量平衡计算，多功能调蓄水位平均每年收集水20万吨，每年节约绿化用水带来的经济效益可以达到70多万元，应该是经济效益还不错，右下角就是它的现状实景图。我们再看一个国外的案例，就是美国明尼苏达大学的体育馆，项目占地是30.7公顷，总成本2. 88亿美元，这个项目做得非常漂亮，它是按照美国的LEED-ND标准来做，目前已经获得了美国LEED-ND铂金认证。这是它的实景照片，大家可以看一下，在这么大的体育

14、场，周边还要做大的硬化地，包括停车场等场地，从这个功能来说必须这样，按照美国LEED-ND标准，区内径流排放量必须要控制，那怎么解决呢？在外围一圈的停车场中间，做了一条分散式的断续式连接的雨水滞留塘，是个干塘或者雨水花园，做得很漂亮。大家可以看到右下角就是它的现状，生物滞留下沉的高度甚至达到1米5左右，那么景观设计就采用了大胆的手法进行设计，把体育场及周边停车场的大面积水都汇集到生物滞留带里，进行径流控制，效果非常好，变成了美国东北部非常典型的低影响开发案例。另外一个项目是在美国西部华盛顿市的西雅图，这是一个住宅小区，占地129英亩，约合52公顷，是西雅图市规模较大的一个高密度社区，因所在区域

15、为西雅图市的高海拔区而得名，所以它叫High Point。这个项目一期于2003年开工建设，2009年竣工完成。重点做的几个技术措施，包括控制不透水硬化地面面积，控制屋顶雨水的改造，还包括植被草沟，还有植生滞留带等等。右上角的图是重建之前的，右下角是建设之后的，也做了一些生态水体。那么这是一些实景照片，大家可以看到包括生物滞留带，大家可以看到一个细节，因为有些坡度，所以生物滞留带每隔一段有一个堰，或者是石头，或者是枕木，这是防止沉沙的一些设施。第二个细节，就是为了防止雨水进来以后对植物造成不利影响，所以选择把树种在生物滞留带的两侧。除了植草沟功能以外，设计一个主要的多功能调蓄区，还有一些分散式

16、的雨水花园。这个项目的综合效益是，减少了社区雨水外排径流总量和峰值流量，并且有效地控制了径流的污染，提高了下游河道的水环境安全。说到绿色基础设施，我们就不得不提灰色基础设施？所谓的灰色基础设施，就是传统的管网、池子等，我们就称之为灰色的基础设施。那么灰色设施要不要建呢？当然要建，对这个城市来讲，传统的排水管网一定要建，所以在海绵城市建设技术指南里也提到，海绵城市建设可以涵盖刚才说的源头减排、绿色基础设施这些内容，但是灰色基础设施的规模不能减少，所以该选择径流系数的时候，还得按原来进行选择，不能减小原来灰色基础设施的规模。实际上我们这些年就是欠账太多，灰色基础设施规模偏小，甚至也出现一些脱接、违

17、法乱接等方面的问题。灰色设施和绿色基础设施要统筹兼顾，我们要统筹考虑地下、地上设施，统筹考虑源头和末端设施，统筹考虑非技术措施和技术手段，非技术措施包括预警、应急处置，也包括政府管制行为和市政化的雨水收费和商业化的考虑，所以技术和非技术措施要考虑统筹，还有就是统筹灰色和绿色。以上几个统筹，都是城市雨水系统选择的一个部分，所以我们说灰色加绿色是城市雨水系统构建的一个根本出路，二者不可偏废。也不可能你只做灰色，或者绿色，这两者是互补的。（二）海绵城市建设面临的问题和挑战接下来我们看一个问题，海绵城市建设从2015年开始，我们国家选了16个城市，政府要求每个城市选出15平方公里的一片区域，然后用3年

18、时间建成海绵城市，政府每年给4到6亿的资金。今年上半年再次组织第二批试点城市，其中有14个城市入围变成了国家的第二批海绵城市建设试点城市。那么从过去两年海绵城市的建设，特别是2015年海绵城市建设的经验和教训来看，我们会碰到一些问题和挑战。第一是专业之间的共识，第二是公众的理解与参与，第三是基于目标和问题导向的系统规划，第四是既有建成区的保护与修复，第五是时间倒逼的赶工，第六是精细化施工和后期维护，第七是社会资本的投资回报，第八是人才队伍的缺乏。我们逐一来看。在考虑专业之间共识的时候，可能有这么些问题，在不同的专业之间，比如水专业和园林专业之间会有一些冲突的地方，要不要把绿地做成下沉式的，这个

19、下沉会对生物产生影响，会对植物产生一些影响，但是下沉确实能够滞留减排一些雨水，那么这中间需要做好协调工作。 还有就是要不要借助一些外部的力量来实现滞留减排，这是专业之间的一个共识，首先是不是允许绿地下沉，能够选择一些耐旱的、耐淹的植物。第二是公众的理解和参与，因为这是一个跟老百姓息息相关的公共事业项目，所以在一些源头，比如雨水花园能不能达到预期效果，公众是否理解或支持呢？还有就是整体的参与过程，公众要了解，可以根据自己的需求，使得这个项目的方案做得更完美，或者能够保证多方面的因素都考虑到，如果刚开始这个雨水设施建成的效果比较差，公众没有接受，那么海绵城市建设的推进就可能遇到阻力。第三是基于目标

20、和问题导向的系统规划，一般来说，老城区多数都有一定的问题，比如老城区的内涝防洪系统标准过低，那么这时就要重点解决内涝问题。有些沿海的区域，或者是一些滨河的城市区域，它的问题可能就是污染物，所以它的问题就发生变化，要根据不同的问题，选择系统规划方案。那么基于目标导向，海绵城市的内涵就是5个水的目标需求，那么根据这个目标需求，确定新区的系统规划。第四，既有建成区的保护跟修复，在第一批第二批的试点城市里，很多城市都选择了既有建成区作为试点区域，那么我们要做的就是要不要修复，还有建成区的湿地要保护，另外也有些历史街区或者历史代表性的历史建筑，该保护的也要保护，该修复的要修复。第五，就是时间倒逼的赶工，

21、因为这是个试点城市，3年建设期有的城市就几十个亿的投资，量很大，规划、监测、效果是不是能够按照规定时间内保质保量地完成，是一个问号，要按照时间倒逼来赶排工期，具体地落实项目。第六，精细化施工与后期的管理，海绵城市源头径流减排系统更多地是通过景观，比如雨水花园、绿色屋顶、小湿地等这些设施，如果精细化施工不够，那公众首先不接受，还有就是它的后期维护，后期维护是不是方便，到底谁来维护？有两种可能，一种是政府自己管，比如绿地还是水系，就是这些部门进行维护。那么对小区来说，维护的主体就是物业，对于后期的维护，主体不同，那么维护内容有所差异。第七就是社会资本的投资回报，社会资本要有一定的投资回报机制，能够

22、保证一定的收益率，才能吸纳社会资本投入到一些城市的海绵建设中。第八是人才队伍的缺乏，这个人才队伍包括规划设计人员、模型模拟人员，也包括做系统方案的，包括带有系统思维的规划师、景观工程师、水利工程师，不同专业、不同部门的技术人员首先要达成共识，但是现在总体来说，人才队伍就全国层面还是缺乏的，不知道怎么干的人还有很多，或者说到技术层面，技术研发能力不足。也有大学最基本的教育，也没有把这个层面建设，结合到教育中去。（三）如何应对海绵城市建设中的挑战那么怎么应对这些挑战呢？我们看一下它的几个对策，怎么解决。首先说，对一个城市来说，我们要做好系统诊断。这是山东的一个城市，正在进行的一个项目是从地下水向地

23、表水的转型。由于地下水，导致地下漏斗严重，所以需要在这个过程中采取一系列措施。另外就是这个城市的大运河南水北调引水和南四湖等地表河湖水系，也有些水质保障的问题，所以还有一些河道，包括小洸河、小府河水质保障的问题。所以针对这些特点选择了一定的示范区，那么重点示范的不同的功能区，还是不一样的，包括南水北调引水运河水质保障与棚户区的海绵化改造，黑臭水体治理综合示范区，高品质的海绵社区或者绿色建筑示范区。同时我们要做好基于问题和目标导向的总体规划，要求以流域和排水分区作为基础，因为我们都是采用一些分散设施来解决，这些分散设施到底是什么效果，可以进行一些模型模拟构建，从流域到二分区，然后再到这个片区，再

24、到地块。再有就是我们要做好几套系统之间的衔接，低影响开发雨水系统、雨水管渠系统和超标雨水径流排污系统，这几个系统之间做好衔接。右边这个图示给出了几个系统之间的主要措施，所以我们要针对不同情况，综合几套系统，分别解决不同的问题。传统管渠和大排水系统之间衔接的时候特别注意，一个片区以内涝风险模拟分析以后，一定要留出一些大排水通道。大排水通道实际有两种，一种是传统的管渠河道，另一种就是城市道路，城市道路作为非设计的通道，可能担负着转输功能。所以在一个城市里可能会有一些区域性的道路，担负着整个区域超标雨水排放的功能，当然也可以借助一些地表水体来进行。那么如果这些地表的水体没有设计的道路，这个时候我们再

25、适当考虑要不要采用地下深邃的方式来集聚雨水。实际上，深邃这些年开始在一些大都市受到关注，我们可以充分地听取不同方面的意见，因为深邃本身可能会带来一些问题，一是埋深大，占用地下空间，二是它的提升带来大能耗，三是深邃建造下去以后，会有一些安全问题，包括产生有害气体等等。再一个就是做好径流总量控制与污染物控制等其他目标之间的衔接。因为径流总量控制是一个核心的指标，径流总量控制会带来径流污染控制目标的变化过程。对新建区和改建区要区别对待。改建区以问题为导向，我国的老旧城区存量较大，用地构成、布局十分复杂，具有建筑密度高、容积率大、绿化率及水面率低等特点。雨水管理面临的主要障碍包括：旧城改造相关政策中缺

26、乏有关雨水管理的政策导向；旧城改造规划基础薄弱，排水规划难落实；绿地、水系等开发空间被城市道路、建筑等建设所侵占；第四场地管理权限不明，申请程序繁琐。对于老城区以问题为导向，避免盲目地全面翻挖，应结合棚户区和危房改造等工作同步推进。旧城径流源头原则控制可采取以下几方面策略，包括：构建旧城雨水综合管理体系，制定非工程性的雨水管理的保障措施，借助雨水断接开展场地雨水改造的技术措施。第五，做好配套机制与保证措施设计。从制度层面，可以从国家和地方两个方面来考虑，从内容看可以有一些法律法规，还有政府管制条例和激励手段，还有配套的一些，包括资金、审图等等配套的制度。第六，注重公众参与和意识的提高。包括技术

27、人员，也包括一些非技术人员，就是普通老百姓，两个都要做意识的强化培养，所以要明确公众参与人员及项目背景和意义，明确公众意识提高的活动中存在的潜在问题和主要目标，评估项目涉及公众利益的程度和制定衡量公众反应和项目效果的方法。识别主要的潜在利益相关者及在整个项目中的角色。明确项目各阶段内容中能够提高公众意识的部分，一定要衔接各公众参与的部分，保证公众在项目中全过程参与。当公众项目重新评估和中途修正时，及时更新时间表。第八评估每一个项目阶段的成本和效应。那么公众参与的关键问题，包括建立一些专项机构，信息公开，意识的提高，需要专项机构的参与和引导，每年都会可以抽调一些专门的宣传人员做不同层面的宣传，对

28、实施效果、方案和法律法规进行宣传，所以公众参与的方式可以多种多样。五、小结：对国内海绵城市建设的启示最后我们可以小结一下。海绵城市是生态城市、宜居城市和可持续城市建设的重要内容，需要灰绿结合、绿色优先。第二，在问题系统诊断的基础上，做好基于问题和目标导向的总体规划，这是一个城市的顶层设计，要因地制宜，合理选择目标和技术路线。第三，要处理好几套系统之间的衔接关系，对新建区、改建区的技术路线要区别对待，千万不能直接照搬。第四，海绵城市建设要循序渐进，同时要加快人才培养和科学研究的水平，提高精细化施工和科学维护管理的水平。总之，海绵城市建设是我们国家未来很长一段时期在城市化发展过程中的重要策略，近期

29、由于是一个试点示范阶段，所以选了几十个城市作为试点城市，有些做法和模式在不断地探索。但是，随着经验的积累和技术路线的不断熟悉和深化，可能会把海绵城市的建设融入到常态化的城市建设中去，这可能会是未来的可持续发展的战略。另外大家要注意，不同的城市或者同一城市的不同区域，它的问题是不同的，一定要注意因地制宜。从投资上看，如果是新建区域，从一开始就按照低影响开发的理念去做，会比传统的还要省，做好之后再去改，那投资可能就会是巨大的，而且效果还做不好。当然刚才说的低影响开发理念，这个即使一个理念也是一套技术体系。我们现在已经把低影响开发扩展到广义的低影响开发，也就是说以前的末端设施也算是低影响开发里面的一个内容。总之，我们要通过技术的、非技术的，地上的、地下的，绿色的、灰色的，还有不同专业之间的协同，不同学科之间的配合，才能把海绵城市建设好，谢谢各位！-