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四大“宝典”各有千秋 ——海绵城市建设的国际经验

  

  “城市看海”并非“中国特色”。住房城乡建设部城市建设司副司长章林伟表示,发达国家在城镇化发展过程中,也曾出现过类似情况。由于城市开发建设破坏了自然的“海绵体”,导致“逢雨必涝、雨后即旱”,同时引发了水环境污染、水资源紧缺、水安全缺乏保障、水文化消失等一系列问题。他们及时调整城市规划、建设和管理理念,通过控制雨水径流,有效解决了上述问题。


  那么,国外雨洪管控经历了哪些发展历程以及目前国际上到底有哪些成功经验和模式可资借鉴学习?据中国工程院院士、中国水利水电科学研究院水资源研究所所长王浩介绍,国外对海绵城市建设的探索可追溯到19世纪,大规模的建设始于20世纪70年代。


  早在1852年,巴黎的城市排水系统就被纳入建设规划之中;1859年,伦敦地下排水系统工程动工,6年后完工,全长2000公里。美国在1972年以前没有内涝防治体系,之后因为合流制的污染和城市内涝等,开始规划建设大排水系统。澳大利亚因为1974年发生大洪水,1975年便开始规划建设城市内涝体系;日本东京于1992年开始建造“地下神庙”,历时15年,耗资30亿美元,终于建成堪称世界上最先进的下水道排水系统。


  在雨洪管控理念方面,比较成熟的有:美国的低影响开发(LID),采用源头削减、过程控制、末端处理的方法进行渗透、过滤、蓄存和滞留,防治内涝灾害;英国的可持续发展排水系统(SUDS);澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD);日本城市泄洪系统和雨水地下储存系统。


  美国的低影响开发(LID)

  LID理念由美国乔治省马里兰州环境资源署于1990年首次提出,用于城市暴雨最优化管理实践(BestManagementsPractices)。主要采取分散式小规模措施对雨水径流进行源头控制,核心是通过采用合理的场地开发方式,模拟自然水文条件并通过采取综合性措施,从源头上减少开发导致的水文条件的显著变化和雨水径流对生态环境的影响。融合了经济、环境、发展等元素,是一种基于经济及生态环境可持续发展的设计策略。


  英国的可持续发展排水系统(SUDS)

  SUDS系统同样要求尽可能从源头处理径流和潜在的污染源,保护水资源免于点源与非点源的污染。1999年5月,英国更新国家可持续发展战略和21世纪议程,为解决传统排水体制产生的多发洪涝、严重的污染和对环境破坏等问题,将长期的环境和社会因素纳入到排水体制及系统中,建立了SUDS(SustainableUrbanDrainageSystems)系统。主要综合考虑城市环境中水质、水量和地表水舒适宜人的娱乐游憩价值。


  显然,SUDS系统由传统的以排放为核心的排水系统上升到维持良性水循环高度的可持续排水系统,在设计时综合考虑径流的水质、水量、景观潜力和生态价值等。由原来只对城市排水设施的优化上升到对整个区域水系统的优化,不但要考虑雨水,而且还要考虑城市污水与再生水,通过采取综合措施来改善城市整体水循环。


  澳大利亚得水敏感性城市设计(WSUD)

  WSUD是澳大利亚对传统开发措施的改进,强调通过城市规划和设计的整体分析方法减少对自然水循环的负面影响和保护水生态系统的健康,把城市水循环作为一个整体,将雨洪管理、供水和污水管理一体化。把雨水、供水、污水(中水)管理视为各个环节,相互联系、相互影响、统筹考虑,打破了传统的单一模式,同时兼顾景观和生态环境。


  日本城市泄洪系统和雨水地下储存系统(LID)

  日本城市泄洪系统和雨水地下储存系统是将建筑物周围的雨水收集起来,储存于在地下建设的储水沟渠中,用于浇灌和冲洗等。上个世纪90年代初,日本修改了建筑法,要求大型建筑物和大型建筑群必须建设地下雨水储存和再利用系统。


  王浩表示,其他国家的建设理念、措施与LID基本一致,只是侧重点不同。英国的SUDS侧重“蓄、滞、渗”,提出了4种途径“消化”雨水(储水箱、渗水坑、蓄水池、人工湿地),减轻城市排水系统压力。澳大利亚的WSUD侧重“净、用”,强调城市水循环过程的“拟自然设计”。日本城市泄洪系统和雨水地下储存系统则强调“滞”和“排”。


  这些国外经验哪些可以用于我国的海绵城市建设?王浩分析认为,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。

而我国大多数城市土地开发强度大,仅在场地采用分散式源头消减措施,难以维持开发前后径流总量和峰值流量等基本不变,所以必须借助中途、末端等综合措施,从平面拦截到立体拦截,“变平地为凹凸不平地”,同时根据城市特点,为50年一遇或100年一遇洪水预留出路。


  国外经验不宜照搬,但也能为我国海绵城市建设提供思路,结合国情制订“中国特色”的技术路线和措施。章林伟对此表示,我国海绵城市建设的技术路线只有12个字“源头减排、过程控制、系统治理”,而主要工程技术措施则更简练,只有6个字“渗、滞、蓄、净、用、排”,但要真做到这18个字,并非易事。


  源头减排,就是要在城市各类建筑、道路、广场等易形成硬质下垫面(雨水产汇流形成的地区)处着手,实现有效的“径流控制”,即从形成雨水产汇流的源头着手,尽可能将径流减排问题在源头解决。

这就要综合采用绿色建筑和低影响开发建设的方法,在地块开发建设过程中,结合区域雨水排放管控制度,落实雨水径流控制的要求。源头减排既分解了责任和资金(类似开发商在地块开发建设中落实绿地率指标要求),又从源头分解了市政管网等排水设施的压力。


  过程控制,就是利用绿色建筑、低影响开发和绿色基础设施建设的技术手段,通过对雨水径流的过程控制和调节,延缓或者降低径流峰值,避免雨水径流的“齐步走”。系统治理,即从生态系统的完整性来考虑治水,充分利用好地形地貌、自然植被、绿地、湿地等天然“海绵体”的功能,充分发挥自然的力量。同时,也要考虑水体的“上下游、左右岸”的关系,既不能造成内涝压力,也不能截断正常径流,影响水体生态。


  作为海绵城市建设主要工程技术措施的“六字箴言”,各有各的门道。渗,减少硬质铺装、充分利用自然下垫面渗透作用,减少径流,涵养生态与环境,积存水资源。滞,通过雨水滞留,以空间换时间,提高雨水滞渗的作用,同时减缓雨水汇集速度、延迟峰现时间、降低排水强度和灾害风险。蓄,降低峰值流量,调节时空分布,为雨水利用创造条件。净,减少面源污染,降解化学需氧量、悬浮物、总氮、总磷等主要污染物,改善城市水环境。用,充分利用雨水资源和再生水,提高用水效率,缓解水资源短缺。排,构建灰绿结合的蓄排体系,避免内涝等灾害,确保城市运行安全。


  既有先进的理念指引,又有明确实现路径支持,只要因地制宜抓好落地工作,我国海绵城市建设必将迎来又好又快发展。章林伟对此信心十足:“只要抓好落地问题,保守估计10年~20年后,这些理念就可以在我国5万~10万人口的城镇全面实现,成为中国最好的宜居小城。”(来源:中国给水排水)