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        淺述海綿城市的發(fā)展

        2018-05-14 14:58:26葛彧辰
        關(guān)鍵詞:洪澇災(zāi)害排水系統(tǒng)海綿城市

        【摘要】隨著全球自然環(huán)境的惡化,溫室效應(yīng)的影響,越來(lái)越多的自然災(zāi)害應(yīng)運(yùn)而生,我國(guó)每年雨季爆發(fā)的洪澇災(zāi)害已經(jīng)成為阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展,影響人民正常生活的一個(gè)亟待處理的問(wèn)題。拒不完全統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年雨季大概11個(gè)省區(qū)市要遭受暴雨的侵襲?;痉植荚谖覈?guó)的南方地區(qū),廣東、廣西、江西、湖南、湖北等大城市屢成澤國(guó),內(nèi)澇問(wèn)題已經(jīng)成為近期困擾中國(guó)城市的燃眉之急。雖然由于環(huán)境污染導(dǎo)致的極端天氣是造成城市內(nèi)澇的主要原因,但也暴露出城市地下排水系統(tǒng)的軟肋。如何有效的控制城市內(nèi)澇,已經(jīng)成為當(dāng)代城市建設(shè),維護(hù)城市安全的新命題。

        【關(guān)鍵詞】洪澇災(zāi)害;排水系統(tǒng);海綿城市

        1、海綿城市概念

        海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來(lái)的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,也可稱之為“水彈性城市”。國(guó)際通用術(shù)語(yǔ)為“低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”。下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。

        2、海綿城市建設(shè)要素

        2.1 滲

        造成內(nèi)澇的主要原因是雨水無(wú)法滲透到地下,原因是城市下墊面都是水泥材質(zhì),水泥具有不透水性,這種性質(zhì)改變了原有的自然生態(tài)本質(zhì)和水文特征。所以要解決這一問(wèn)題,必須加強(qiáng)自然的滲透,減少水泥地面、多采用纖維網(wǎng)格鋪裝,把路面積水有效地排到管網(wǎng)里面,補(bǔ)充地下水,凈化地下水,改善城市微氣候。

        2.1.1透水景觀鋪裝

        以前城市建設(shè)的過(guò)程中由于沒(méi)有考慮城市因?yàn)闃O端天氣的出現(xiàn)導(dǎo)致內(nèi)澇的影響而在城市公共區(qū)域和景觀公共區(qū)域采用透水性不好的材料作為鋪裝材料,因此導(dǎo)致雨水不容易滲透到地面,而在這一方面可以通過(guò)提升鋪裝材料的透水性實(shí)現(xiàn)雨水的滲透,或者可以通過(guò)溝槽和截流設(shè)施將雨水排入滯留設(shè)施里面以后加以凈化利用。

        2.1.2透水道路鋪裝

        傳統(tǒng)城市的建設(shè)中道路的建設(shè)面積約占城市面積的1/5-1/4,然而傳統(tǒng)的城市道路的鋪裝材料卻是透水性不好的水泥混凝土,這是造成城市地表徑流增多、雨水透水性差的重要原因之一。所以改變城市道路的路面鋪裝材料,增強(qiáng)雨水的透水量,減少地表徑流,可以將滲透的雨水儲(chǔ)存在蓄水池里面加以凈化利用,或者直接排入內(nèi)河對(duì)城市內(nèi)澇有絕對(duì)的幫助。

        2.1.3 綠色建筑

        海綿城市從多方面考慮雨水的處理,不僅僅局限于地面雨水的處理,還對(duì)屋頂和屋面進(jìn)行處理:在適合的屋面打造綠色屋面,可以利用屋面綠色植被對(duì)雨水進(jìn)行進(jìn)化和排阻,也可以通過(guò)排水溝、雨水鏈將雨水進(jìn)行儲(chǔ)藏進(jìn)化加以利用。

        2.2蓄

        傳統(tǒng)城市建設(shè),過(guò)多的結(jié)構(gòu)物破壞了自然的地形地貌,短時(shí)間內(nèi)雨水匯集到一個(gè)集中的地方,就形成了短時(shí)間雨水排泄不暢造成內(nèi)澇。調(diào)蓄和錯(cuò)峰是所有海綿城市的要求。地下蓄水的樣式非常多,大致常用的形式有以下兩種:塑料模塊蓄水、地下蓄水池。

        2.2.1蓄水模塊

        一種新型的蓄水產(chǎn)品—雨水蓄水模塊,它可以用來(lái)儲(chǔ)存水,特點(diǎn)是不占空間;具有超強(qiáng)的承壓能力;95%的鏤空空間可以實(shí)現(xiàn)更有效率的蓄水。雨水蓄水模塊需要防水布或者土工布配合才可以完成蓄水、排放,在做好這些的同時(shí)還需要在結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置好一些雨水處理裝置,如:進(jìn)水管、出水管、水泵位置和檢查井。

        2.2.2地下蓄水池

        地下蓄水池是進(jìn)行雨水收集裝置,由以下幾部分組成:出水水管、水池溢流管、高、低位通氣帽,水池進(jìn)水池曝氣系統(tǒng)水池池體、水池進(jìn)水沉沙井、水池出水井。

        2.3滯

        海綿城市可以通過(guò)雨水花園、生態(tài)滯留池、滲透池、人工濕地等這幾種具體形式延緩雨水短時(shí)間內(nèi)形成的雨水徑流量,所達(dá)到的效果就是“滯”留雨水,對(duì)地表徑流高峰的形成起到延緩的作用。

        2.3.1雨水花園

        雨水花園指的是在綠化帶有樹(shù)木或者草的低洼地區(qū),雨水通過(guò)綠化帶植被的作用將雨水滯留下來(lái),并且滯留的雨水下滲到地表以下達(dá)到減少地表徑流的效果,同時(shí)還可以通過(guò)植被的過(guò)濾將雨水進(jìn)化。地勢(shì)低洼的地方可以有效的延緩雨水的匯集,解決地面積水的問(wèn)題,同時(shí)收集的雨水可以用于農(nóng)作物的灌溉以及滿足綠化帶植物的用水。

        2.3.2生態(tài)滯留區(qū)

        生態(tài)滯留區(qū)就是利用綠化帶或者景觀區(qū)的土壤和植被進(jìn)行儲(chǔ)存和延緩徑流的一種形式,

        治理的區(qū)域大致包括有機(jī)覆蓋層、草坪過(guò)濾和砂層,生態(tài)滯留區(qū)根據(jù)地形地貌的不同也有多種不同的形式。

        2.4凈

        海綿城市代表的是對(duì)水的回收、處理和利用的一整套水處理系統(tǒng)。水的凈化是通過(guò)土壤和植被的滲透完成的,經(jīng)過(guò)處理的水再回到城市加以利用。雨水凈化系統(tǒng)的設(shè)置是根據(jù)區(qū)域不同而定的,我國(guó)的城市現(xiàn)狀大致可以分為三種區(qū)域:居住區(qū)雨水收集凈化、市政公共區(qū)域雨水收集、凈化工業(yè)區(qū)雨水收集凈化。環(huán)節(jié)的設(shè)置根據(jù)區(qū)域的不同形式上也有所不同,現(xiàn)階段大致分為三個(gè)環(huán)節(jié):土壤滲濾凈化、人工濕地凈化、生物處理。

        土壤滲濾凈化:大部分雨水在收集的時(shí)候都通過(guò)了土壤的滲透,過(guò)濾了水的大部分雜質(zhì),并通過(guò)穿孔管將收集的雨水排入次級(jí)凈化池或貯存在滲濾池中。

        人工濕地凈化:分為2個(gè)處理過(guò)程,一是初級(jí)凈化池,主要是凈化沒(méi)有經(jīng)過(guò)土壤滲透過(guò)濾的雨水;二是次級(jí)凈化池,通過(guò)加入凈化劑進(jìn)一步凈化由上一步凈化的雨水;經(jīng)過(guò)兩次凈化的雨水就可以直接拿來(lái)灌溉植被或者做生活用水。

        生物處理:通過(guò)對(duì)水中加入微生物來(lái)分解水中的雜質(zhì),處理過(guò)后的水再進(jìn)行二次處理以后加入城市蓄水池中進(jìn)行利用。

        2.5用

        海綿城市的作用就是合理的利用水資源,通過(guò)以上的水的蓄水和凈水之后,大部分水都可以直接利用起來(lái)。不管在哪個(gè)地方,都要加強(qiáng)對(duì)水資源的合理利用,凈化的水不僅可以用在植被或者農(nóng)作物的灌溉,也可以用在城市的生活用水:可以洗車、廁所用水等,海綿城市通過(guò)一系列的水的處理系統(tǒng),合理利用水資源。

        2.6排

        內(nèi)澇的主要原因是排水不暢造成的,傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)難以滿足超標(biāo)雨水的排放,故對(duì)超標(biāo)雨水的排放要采用地面排水與地下雨水管渠相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),避免內(nèi)澇等災(zāi)害。

        3、海綿城市發(fā)展現(xiàn)狀

        海綿城市最早是在歐洲國(guó)家開(kāi)始盛行,德國(guó)和瑞士都是把地下排水系統(tǒng)做的很好的國(guó)家,我國(guó)的海綿城市建設(shè)相對(duì)時(shí)間較晚,現(xiàn)階段取得的效果不容樂(lè)觀,由于城市不同,特點(diǎn)和地理優(yōu)勢(shì)也不盡相同,因地制宜采取符合自身特點(diǎn)的措施,海綿城市優(yōu)點(diǎn)才能得到最大的發(fā)揮。

        3.1德國(guó)

        海綿城市的建設(shè)最先出現(xiàn)的是在歐洲的德國(guó),德國(guó)人對(duì)事物的嚴(yán)謹(jǐn)性有益于他們對(duì)市政工程的建設(shè),他們秉持“高效集水 平衡生態(tài)”的主題城市建設(shè)思想,在城市建設(shè)的過(guò)程中優(yōu)先考慮地下管網(wǎng)系統(tǒng)和城市地理地貌有利結(jié)合起來(lái),他們先進(jìn)的雨水綜合利用技術(shù)使得他們?cè)诤>d城市的建設(shè)中取得建設(shè)性的成果。

        德國(guó)建設(shè)海綿城市的布局分為兩點(diǎn):一是城市市政的海綿城市建設(shè),主要是城市地下排水管道的建設(shè),這種管道多為綜合性的管道,可以同時(shí)處理污水和雨水,由于管道多采用預(yù)埋的方式,所以為地上的城市建設(shè)節(jié)約了大量的空間,不妨礙城市的交通和其他管線的布置。二是郊區(qū)海綿城市的建設(shè),郊區(qū)的建設(shè)管道采取分離式的管道系統(tǒng),對(duì)污水和雨水分別進(jìn)行處理,有利于提高處理效率。

        3.2瑞士

        瑞士的海綿城市建設(shè)是最成功的,它的建設(shè)是全國(guó)人民共同的努力,全國(guó)以家為單位,每個(gè)家庭在自己家的房屋上面做一些小的改造,屋頂?shù)挠晁梢酝ㄟ^(guò)管道收集到蓄水池里面,然后通過(guò)一些小的水泵送到各個(gè)房間,這是一套十分高效的水的處理裝置。這個(gè)全民推行的雨水工程花費(fèi)小、效率高、實(shí)用性很強(qiáng),所以瑞士的海綿城市建設(shè)十分成功,環(huán)境十分美好,有“花園之國(guó)”之稱。

        4、阻礙我國(guó)海綿城市發(fā)展的因素

        4.1資金需求

        由于我國(guó)城市建設(shè)的初期沒(méi)有考慮因自然災(zāi)害導(dǎo)致極端天氣所引發(fā)的惡劣的影響,所以在城市建設(shè)的規(guī)劃里面沒(méi)有考慮建設(shè)海綿城市。預(yù)留空間的不足、地下管線的盤結(jié)交錯(cuò)等因素導(dǎo)致海綿城市的建設(shè)難度加大,所需的費(fèi)用也十分龐大。

        4.2收益回報(bào)

        關(guān)于海綿城市的收益回報(bào)一直是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,總的來(lái)講有以下兩方面原因:一、海綿城市的建設(shè)需要大量的資金支持,政府堅(jiān)持的原則是發(fā)揮市場(chǎng)配置的資源和政府調(diào)控主導(dǎo)的原則,提供更多的優(yōu)惠政策,積極推動(dòng)PPP模式的開(kāi)展,通過(guò)一系列的優(yōu)惠政策吸引社會(huì)資本的參與,但是海綿城市的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,需要的是連續(xù)性的投入,這是一個(gè)比較麻煩的問(wèn)題。二、海綿城市可以帶來(lái)水資源的合理利用,但是要經(jīng)過(guò)凈化處理,這涉及到多個(gè)個(gè)體的利益,怎么計(jì)算每個(gè)個(gè)體的利益也是不小的難題。

        5、海綿城市的發(fā)展趨勢(shì)

        隨著生態(tài)環(huán)境的惡化,極端天氣的不斷出現(xiàn),改變生態(tài)環(huán)境,合理利用生態(tài)資源已經(jīng)成為社會(huì)的趨勢(shì),海綿城市的優(yōu)點(diǎn)有目共睹,在解決城市內(nèi)澇的同時(shí),節(jié)約水資源并且合理利用水資源,今后海綿城市的建設(shè)肯定是未來(lái)城市建設(shè)的主流。投資收益回報(bào)在短期內(nèi)成為海綿城市建設(shè)的阻礙,但是政府主導(dǎo)的方向不會(huì)改變,隨著PPP項(xiàng)目的日漸成熟和多樣式化,在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下可以利用市場(chǎng)商家對(duì)水的需求進(jìn)行投資收益,相信不久的未來(lái)中國(guó)的海綿城市建設(shè)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]章林偉.海綿城市建設(shè)概論[J].給水排水.2015(06)

        [3]楊陽(yáng),林廣思.海綿城市概念與思想[J].南方建筑.2015(03)

        [4]俞孔堅(jiān),李迪華,袁弘,等.“海綿城市”理論與實(shí)踐[J].城市規(guī)劃.2015(06)

        [5]翟立.海綿城市:讓城市回歸自然[J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì).2015(07)

        作者簡(jiǎn)介:

        葛彧辰,男,漢族,2000年1月11日,籍貫:江蘇吳江,學(xué)校:上海市向明中學(xué)(浦江校區(qū))。

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