海绵城市建设技术指南.ppt
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1、海海绵城市建城市建设技技术指南指南前 言 为贯彻落实习近平总书记讲话及中央城镇化工作会议精神,大力推进建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”,节约水资源,保护和改善城市生态环境,促进生态文明建设,依据城镇排水与污水处理条例、国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知(国办发201323号)、国务院关于加强城市基础设施建设的意见(国发201336号)等国家法规政策,并与城市排水工程规划规范、室外排水设计规范、绿色建筑评价标准等国家标准规范有效衔接,编制了本指南。本指南提出了海绵城市建设低影响开发雨水系统构建的基本原则,规划控制目标分解、落实及其构建技术框架,明确了城市规划、工程设
2、计、建设、维护及管理过程中低影响开发雨水系统构建的内容、要求和方法,并提供了我国部分实践案例。本指南的主要内容包括总则、海绵城市与低影响开发雨水系统、规划、设计、工程建设和维护管理,共六章。本指南由中华人民共和国住房和城乡建设部组织编制。本指南主要起草单位:北京建筑大学、住房和城乡建设部城镇水务管理办公室、中国城市规划设计研究院、深圳市城市规划设计研究院有限公司、中国城市建设研究院有限公司、北京市园林古建设计研究院有限公司、上海市绿化管理指导站、北京市市政工程设计研究总院有限公司、中国城市科学研究会。本指南由住房和城乡建设部城市建设司负责管理,北京建筑大学负责技术解释。请各单位在使用过程中,总
3、结实践经验,提出意见和建议。第一章 总 则 1 编制目的 本指南旨在指导各地新型城镇化建设过程中,推广和应用低影响开发建设模式,加大城市径流雨水源头减排的刚性约束,优先利用自然排水系统,建设生态排水设施,充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境,为建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市提供重要保障。2 适用范围 本指南借鉴国际上低影响开发建设模式的成功经验,并吸纳了我国相关政策法规的要求和低影响开发雨水系统的工程实践经验,适用于以下三个方面:一是指导海
4、绵城市建设各层级规划编制过程中低影响开发内容的落实;二是指导新建、改建、扩建项目配套建设低影响开发设施的设计、实施与维护管理;三是指导城市规划、排水、道路交通、园林等有关部门指导和监督海绵城市建设有关工作。3 3 基本原则 海绵城市建设低影响开发雨水系统构建的基本原则是规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。规划引领规划引领 城市各层级、各相关专业规划以及后续的建设程序中,应落实海绵城市建设、低影响开发雨水系统构建的内容,先规划后建设,体现规划的科学性和权威性,发挥规划的控制和引领作用。生态优先生态优先 城市规划中应科学划定蓝线和绿线。城市开发建设应保护河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等
5、水生态敏感区,优先利用自然排水系统与低影响开发设施,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环,提高水生态系统的自然修复能力,维护城市良好的生态功能。安全为重安全为重 以保护人民生命财产安全和社会经济安全为出发点,综合采用工程和非工程措施提高低影响开发设施的建设质量和管理水平,消除安全隐患,增强防灾减灾能力,保障城市水安全。因地制宜因地制宜 各地应根据本地自然地理条件、水文地质特点、水资源禀赋状况、降雨规律、水环境保护与内涝防治要求等,合理确定低影响开发控制目标与指标,科学规划布局和选用下沉式绿地、植草沟、雨水湿地、透水铺装、多功能调蓄等低影响开发设施及其组合系统。统筹建设统筹建设
6、地方政府应结合城市总体规划和建设,在各类建设项目中严格落实各层级相关规划中确定的低影响开发控制目标、指标和技术要求,统筹建设。低影响开发设施应与建设项目的主体工程同时规划设计、同时施工、同时投入使用。第二章 海绵城市与低影响开发雨水系统 1 1 海绵城市 城镇化是保持经济持续健康发展的强大引擎,是推动区域协调发展的有力支撑,也是促进社会全面进步的必然要求。然而,快速城镇化的同时,城市发展也面临巨大的环境与资源压力,外延增长式的城市发展模式已难以为继,国家新型城镇化规划(20142020年)明确提出,我国的城镇化必须进入以提升质量为主的转型发展新阶段。为此,必须坚持新型城镇化的发展道路,协调城镇
7、化与环境资源保护之间的矛盾,才能实现可持续发展。党的“十八大”报告明确提出“面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位”。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要内容,是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现,也是今后我国城市建设的重大任务。顾名思义,海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排
8、水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。海绵城市的建设途径主要有以下几方面,一是对城市原有生态系统的保护。最大限度地保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,留有足够涵养水源、应对较大强度降雨的林地、草地、湖泊、湿地,维持城市开发前的自然水文特征,这是海绵城市建设的基本要求;二是生态恢复和修复。对传统粗放式城市建设模式下,已经受到破坏的水体和其他自然环境,运用生态的手段进行恢复和修复,并维持一定比例的生
9、态空间;三是低影响开发。按照对城市生态环境影响最低的开发建设理念,合理控制开发强度,在城市中保留足够的生态用地,控制城市不透水面积比例,最大限度的减少对城市原有水生态环境的破坏,同时,根据需求适当开挖河湖沟渠、增加水域面积,促进雨水的积存、渗透和净化。海绵城市建设应统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。低影响开发雨水系统可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等功能,有效控制径流总量、径流峰值和径流污染;城市雨水管渠系统即传统排水系统,应与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排放。超标雨水径流排放系统,用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流,一
10、般通过综合选择自然水体、多功能调蓄水体、行泄通道、调蓄池、深层隧道等自然途径或人工设施构建。以上三个系统并不是孤立的,也没有严格的界限,三者相互补充、相互依存,是海绵城市建设的重要基础元素。2 2 低影响开发雨水系统 低影响开发(Low Impact Development,LID)指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征,也称为低影响设计(Low Impact Design,LID)或低影响城市设计和开发(Low Impact Urban Design and Development,LIUDD)。其核心是维持场地开发前后水文特征不变,包括径流总量、峰值流量、峰现时间等
11、(见图2-1)。从水文循环角度,要维持径流总量不变,就要采取渗透、储存等方式,实现开发后一定量的径流量不外排;要维持峰值流量不变,就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。发达国家人口少,一般土地开发强度较低,绿化率较高,在场地源头有充足空间来消纳场地开发后径流的增量(总量和峰值)。我国大多数城市土地开发强度普遍较大,仅在场地采用分散式源头削减措施,难以实现开发前后径流总量和峰值流量等维持基本不变,所以还必须借助于中途、末端等综合措施,来实现开发后水文特征接近于开发前的目标。从上述分析可知,低影响开发理念的提出,最初是强调从源头控制径流,但随着低影响开发理念及其技术的不断发展,加之
12、我国城市发展和基础设施建设过程中面临的城市内涝、径流污染、水资源短缺、用地紧张等突出问题的复杂性,在我国,低影响开发的含义已延伸至源头、中途和末端不同尺度的控制措施。城市建设过程应在城市规划、设计、实施等各环节纳入低影响开发内容,并统筹协调城市规划、排水、园林、道路交通、建筑、水文等专业,共同落实低影响开发控制目标。因此,广义来讲,低影响开发指在城市开发建设过程中采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能。3 3 海绵城市低影响开发雨水系统构建途径 海绵城
13、市低影响开发雨水系统构建需统筹协调城市开发建设各个环节。在城市各层级、各相关规划中均应遵循低影响开发理念,明确低影响开发控制目标,结合城市开发区域或项目特点确定相应的规划控制指标,落实低影响开发设施建设的主要内容。设计阶段应对不同低影响开发设施及其组合进行科学合理的平面与竖向设计,在建筑与小区、城市道路、绿地与广场、水系等规划建设中,应统筹考虑景观水体、滨水带等开放空间,建设低影响开发设施,构建低影响开发雨水系统。低影响开发雨水系统的构建与所在区域的规划控制目标、水文、气象、土地利用条件等关系密切,因此,选择低影响开发雨水系统的流程、单项设施或其组合系统时,需要进行技术经济分析和比较,优化设计
14、方案。低影响开发设施建成后应明确维护管理责任单位,落实设施管理人员,细化日常维护管理内容,确保低影响开发设施运行正常。低影响开发雨水系统构建途径示意图如图2-2所示。第三章 规划第一节 基本要求 城市人民政府应作为落实海绵城市低影响开发雨水系统构建的责任主体,统筹协调规划、国土、排水、道路、交通、园林、水文等职能部门,在各相关规划编制过程中落实低影响开发雨水系统的建设内容。城市总体规划应创新规划理念与方法,将低影响开发雨水系统作为新型城镇化和生态文明建设的重要手段。应开展低影响开发专题研究,结合城市生态保护、土地利用、水系、绿地系统、市政基础设施、环境保护等相关内容,因地制宜地确定城市年径流总
15、量控制率及其对应的设计降雨量目标,制定城市低影响开发雨水系统的实施策略、原则和重点实施区域,并将有关要求和内容纳入城市水系、排水防涝、绿地系统、道路交通等相关专项(专业)规划(详见本章第三节)。编制分区规划的城市应在总体规划的基础上,按低影响开发的总体要求和控制目标,将低影响开发雨水系统的相关内容纳入其分区规划。详细规划(控制性详细规划、修建性详细规划)应落实城市总体规划及相关专项(专业)规划确定的低影响开发控制目标与指标,因地制宜,落实涉及雨水渗、滞、蓄、净、用、排等用途的低影响开发设施用地;并结合用地功能和布局,分解和明确各地块单位面积控制容积、下沉式绿地率及其下沉深度、透水铺装率、绿色屋
16、顶率等低影响开发主要控制指标,指导下层级规划设计或地块出让与开发。有条件的城市(新区)可编制基于低影响开发理念的雨水控制与利用专项规划,兼顾径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等不同的控制目标,构建从源头到末端的全过程控制雨水系统;利用数字化模型分析等方法分解低影响开发控制指标,细化低影响开发规划设计要点,供各级城市规划及相关专业规划编制时参考;落实低影响开发雨水系统建设内容、建设时序、资金安排与保障措施。也可结合城市总体规划要求,积极探索将低影响开发雨水系统作为城市水系统规划的重要组成部分。生态城市和绿色建筑作为国家绿色城镇化发展战略的重要基础内容,对我国未来城市发展及人
17、居环境改善有长远影响,应将低影响开发控制目标纳入生态城市评价体系、绿色建筑评价标准,通过单位面积控制容积、下沉式绿地率及其下沉深度、透水铺装率、绿色屋顶率等指标进行落实。第二节 规划控制目标 构建低影响开发雨水系统,规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等(如图3-1所示)。各地应结合水环境现状、水文地质条件等特点,合理选择其中一项或多项目标作为规划控制目标。鉴于径流污染控制目标、雨水资源化利用目标大多可通过径流总量控制实现,各地低影响开发雨水系统构建可选择径流总量控制作为首要的规划控制目标。2.1 径流总量控制目标 (1)目标确定方法 低影响开发雨水系统
18、的径流总量控制一般采用年径流总量控制率作为控制目标。年径流总量控制率与设计降雨量为一一对应关系,具体方法参见本指南附录2。附录2同时给出了部分城市年径流总量控制率及其对应的设计降雨量。年径流总量控制率概念示意图如图3-2所示。理想状态下,径流总量控制目标应以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌时的径流排放量为标准。自然地貌往往按照绿地考虑,一般情况下,绿地的年径流总量外排率为15%-20%(相当于年雨量径流系数为0.15-0.20),因此,借鉴发达国家实践经验,年径流总量控制率最佳为80%-85%。这一目标主要通过控制频率较高的中、小降雨事件来实现。以北京市为例,当年径流总量控制率为80
19、%和85%时,对应的设计降雨量为27.3 mm和33.6 mm(详见表F2-1),分别对应约0.5年一遇和1年一遇的1小时降雨量。实践中,各地在确定年径流总量控制率时,需要综合考虑多方面因素。一方面,开发建设前的径流排放量与地表类型、土壤性质、地形地貌、植被覆盖率等因素有关,应通过分析综合确定开发前的径流排放量,并据此确定适宜的年径流总量控制率。另一方面,要考虑当地水资源禀赋情况、降雨规律、开发强度、低影响开发设施的利用效率以及经济发展水平等因素;具体到某个地块或建设项目的开发,要结合本区域建筑密度、绿地率及土地利用布局等因素确定。因此,综合考虑以上因素基础上,当不具备径流控制的空间条件或者经
20、济成本过高时,可选择较低的年径流总量控制目标。同时,从维持区域水环境良性循环及经济合理性角度出发,径流总量控制目标也不是越高越好,雨水的过量收集、减排会导致原有水体的萎缩或影响水系统的良性循环;从经济性角度出发,当年径流总量控制率超过一定值时,投资效益会急剧下降,造成设施规模过大、投资浪费的问题。(2)年径流总量控制率分区 我国地域辽阔,气候特征、土壤地质等天然条件和经济条件差异较大,径流总量控制目标也不同。在雨水资源化利用需求较大的西部干旱半干旱地区,以及有特殊排水防涝要求的区域,可根据经济发展条件适当提高径流总量控制目标;对于广西、广东及海南等部分沿海地区,由于极端暴雨较多导致设计降雨量统
21、计值偏差较大,造成投资效益及低影响开发设施利用效率不高,可适当降低径流总量控制目标。因此,本指南未对年径流总量控制率提出统一的要求。对我国近200个城市1983-2012年日降雨量统计分析,分别得到各城市年径流总量控制率及其对应的设计降雨量值关系。基于上述数据分析,本指南将我国大陆地区大致分为五个区,并给出了各区年径流总量控制率的最低和最高限值,即I区(85%90%)、II区(80%85%)、III区(75%85%)、IV区(70%85%)、V区(60%85%),如图3-3所示。各地应参照此限值,因地制宜的确定本地区径流总量控制目标。(3)目标落实途径 各地城市规划、建设过程中,可将年径流总量
22、控制率目标分解为单位面积控制容积,以其作为综合控制指标来落实径流总量控制目标(方法见本章第四节)。径流总量控制途径包括:雨水的下渗减排和直接集蓄利用。缺水地区可结合实际情况制定基于直接集蓄利用的雨水资源化利用目标。雨水资源化利用一般应作为落实径流总量控制目标的一部分。实施过程中,雨水下渗减排和资源化利用的比例需依据实际情况,通过合理的技术经济比较来确定。2.2 径流峰值控制目标 径流峰值流量控制是低影响开发的控制目标之一。低影响开发设施受降雨频率与雨型、低影响开发设施建设与维护管理条件等因素的影响,一般对中、小降雨事件的峰值削减效果较好,对特大暴雨事件,虽仍可起到一定的错峰、延峰作用,但其峰值
23、削减幅度往往较低。因此,为保障城市安全,在低影响开发设施的建设区域,城市雨水管渠和泵站的设计重现期、径流系数等设计参数仍然应当按照室外排水设计规范(GB50014)中的相关标准执行。同时,低影响开发雨水系统是城市内涝防治系统的重要组成,应与城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统相衔接,建立从源头到末端的全过程雨水控制与管理体系,共同达到内涝防治要求,城市内涝防治设计重现期应按室外排水设计规范(GB50014)中内涝防治设计重现期的标准执行。2.3 径流污染控制目标 径流污染控制是低影响开发雨水系统的控制目标之一,既要控制分流制径流污染物总量,也要控制合流制溢流的频次或污染物总量。各地应结合城市
24、水环境质量要求、径流污染特征等确定径流污染综合控制目标和污染物指标,污染物指标可采用悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等。城市径流污染物中,SS往往与其他污染物指标具有一定的相关性,因此,一般可采用SS作为径流污染物控制指标,低影响开发雨水系统的年SS总量去除率一般可达到40%-60%。年SS总量去除率可用下述方法进行计算:年SS总量去除率=年径流总量控制率低影响开发设施对SS的平均去除率。城市或开发区域年SS总量去除率,可通过不同区域、地块的年SS总量去除率经年径流总量(年均降雨量综合雨量径流系数汇水面积)加权平均计算得出。考虑到径流污染物变化的随机性和复杂性,
25、径流污染控制目标一般也通过径流总量控制来实现,并结合径流雨水中污染物的平均浓度和低影响开发设施的污染物去除率确定。2.4 控制目标的选择 各地应根据当地降雨特征、水文地质条件、径流污染状况、内涝风险控制要求和雨水资源化利用需求等,并结合当地水环境突出问题、经济合理性等因素,有所侧重地确定低影响开发径流控制目标。(1)水资源缺乏的城市或地区,可采用水量平衡分析等方法确定雨水资源化利用的目标;雨水资源化利用一般应作为径流总量控制目标的一部分。(2)对于水资源丰沛的城市或地区,可侧重径流污染及径流峰值控制目标。(3)径流污染问题较严重的城市或地区,可结合当地水环境容量及径流污染控制要求,确定年SS总
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