海綿城市研究

1、,海綿城市,上海寶山規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司2015.4.17,,,,,發(fā)展,概念,案例,,,,發(fā)展,概念,案例,,什么是海綿城市？,,,,,,海綿城市的本質(zhì)和特性,海綿城市的要求,海綿城市的要求,海綿城市的要求,城鎮(zhèn)化與環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn)即自然積存、自然滲透、自然凈化的--海綿城市。水分特性是：-吸水、持水、釋水。力學(xué)特性是：壓縮、回彈、恢復(fù),從排水管理的角度，要求順應(yīng)自然，在確保排水防澇安全的前提上，最大限度地實現(xiàn)降雨的積

2、存、滲透、凈化，并充分加以利用。,從生態(tài)環(huán)境的角度，要求城市建設(shè)和發(fā)展與自然相協(xié)調(diào)，不污染環(huán)境，不破壞生態(tài)，更要提升生態(tài)質(zhì)量。,從防洪減災(zāi)的角度，要求城市能夠與雨洪和諧共存，具有“彈性適應(yīng)”環(huán)境保護(hù)與自然災(zāi)害的能力。,,什么是海綿城市？,,,,,,保護(hù)原有水生態(tài)系統(tǒng),低影響開發(fā),恢復(fù)被破壞的水生態(tài),構(gòu)建完善的排水防澇系統(tǒng),*最大限度保護(hù)原有河湖水系、生態(tài)體系*維持城市開發(fā)前的自然水文特征,*合理控制開發(fā)強(qiáng)度，減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境

3、的破壞*留足生態(tài)用地，增加水域面積，促進(jìn)雨水積存凈化,*對傳統(tǒng)粗放建設(shè)破壞的生態(tài)給予恢復(fù)*保持一定比例的城市生態(tài)空間*治理水污染,*通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施構(gòu)建完善的排水防澇系統(tǒng)，減輕暴雨和干旱對城市運行的影響,,什么是海綿城市？,,,,,,海綿城市創(chuàng)建的涉及面,海綿城市創(chuàng)建的涉及面,海綿城市創(chuàng)建的涉及面,海綿城市創(chuàng)建的涉及面,*涉及到天然降水、地表水、地下水等自然水要素,*涉及到供排水、規(guī)劃、園林、交通、建設(shè)、城

4、管、氣象等眾多管理部門,*涉及到給水、排水、內(nèi)澇防治、防洪、水的循環(huán)利用等人工水系統(tǒng),*涉及到每一個建設(shè)項目,,,,發(fā)展,概念,案例,,傳統(tǒng)城市,近些年來，逢雨必澇逐漸演變?yōu)槲覈笾谐鞘械酿蠹?。人們首先聲討的是城市排水系統(tǒng)。,,,傳統(tǒng)城市,人們認(rèn)為，一定是因為排水管管道老化，排水標(biāo)準(zhǔn)低、排水系統(tǒng)建設(shè)滯后，我們的城市才一次次經(jīng)受內(nèi)澇的威脅。我們應(yīng)當(dāng)建設(shè)更好的城市排水系統(tǒng)，“盡快把水排出去”。這個“共識”是正確的嗎？把目光完全盯著建設(shè)城市

5、排水系統(tǒng)，未必是最有“良心”的選擇。,,,,傳統(tǒng)城市,,我們都知道在森林、農(nóng)田等自然環(huán)境中不會形成積水災(zāi)害。這是因為暴雨時，雨水可以直接滲入土壤中，在城市化進(jìn)程中，由于城市道路、硬質(zhì)景觀、建筑屋面等大量非滲透性表面的擴(kuò)大，以及對河湖等自然水體的填埋、河道大量采取硬質(zhì)化處理等，城市原有的生態(tài)系統(tǒng)受到了極大的擾動。,,,城市化之前，降雨時因為土壤的涵水緩沖作用，大量的雨水并不會迅速匯入地下水系，河流的水位不容易在短時間內(nèi)大起大落。城市開發(fā)之

6、后，裸露的土壤面積大大減少，因為雨水無法滲入土壤而形成的在城市地表流動的水流，被稱之為“雨水徑流”。,傳統(tǒng)城市,,,,傳統(tǒng)城市,,思維轉(zhuǎn)變,從“盡快把水排出去”到“盡量把水留下來”,,采用透水材質(zhì)鋪設(shè)的“透水路面”（permeable pavement），在屋頂鋪上土壤并種植低矮植物的“綠屋頂”（green roof）等。,,,城市排水建設(shè),,在道路旁邊打造一系列透水的、植栽多樣化的低洼區(qū)域“生態(tài)草溝”（bio-swale），能夠生態(tài)滯

7、留與吸收雨水的淺凹綠地“雨水花園”（rainwater garden）,等。這些措施都能讓場址內(nèi)的雨水徑流減速。,,,城市排水建設(shè),,在屋頂落水處放置收集雨水的“集雨桶”(rain barrel)等。,,城市排水建設(shè),,以上方式稱為“可持續(xù)性城市排水法”（sustainable urban drainage）或“自然排水法”（natural drainage）。,這樣的處理方式可以有效地控制雨水徑流，減輕雨水徑流污染，并且收集儲存的雨水

8、還可以用于景觀灌溉等用途，相應(yīng)地減少了對可飲用水的消耗。,,城市排水建設(shè),,海綿城市,基于城市排水建設(shè)的發(fā)展，“海綿城市”的設(shè)想開始浮出水面。,美國的一些城市在若干年前就開始了“海綿城市”的嘗試。通過降低柏油路面的寬度（即減少不滲水面積），在道路兩側(cè)設(shè)置生態(tài)草溝，以及開展關(guān)于自然排水系統(tǒng)的生態(tài)教育等手段，實踐城市排水的可持續(xù)性設(shè)計。數(shù)據(jù)顯示，“以一般降雨強(qiáng)度（一年中發(fā)生幾率為50%的暴風(fēng)雨）來設(shè)計的街道，可以成功吸收98%的雨水徑流量

9、?！边@個數(shù)據(jù)意味著自然排水系統(tǒng)在設(shè)計、維護(hù)良好的情況下，甚至有可能達(dá)到傳統(tǒng)的排水效率。同時生態(tài)草溝中的植物和土壤可以有效吸收一部分污染物。,,海綿城市,2014年11月國家住建部出臺《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，提出要建設(shè)“海綿城市”（eco-sponge city）。,這個概念非常形象，以“蓄水”代替“排水”的“海綿體”，可能是原有的河湖、濕地、坑塘、溝渠，更可能是人們在新的生態(tài)價值觀引導(dǎo)下設(shè)計的一系列生態(tài)草溝、雨水花園、綠色屋面等設(shè)施。

10、通過“海綿體”的下滲、滯蓄、凈化、回用，雨水的剩余部分徑流通過管網(wǎng)、泵站外排，從而有效提高城市排水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，緩減城市內(nèi)澇的壓力，減輕水質(zhì)污染。,,海綿城市建設(shè),目標(biāo)：透水性地面≥70%（其中下凹式綠地≥25%）徑流系數(shù)≤0.5,地下雨水調(diào)蓄池,模塊式雨水調(diào)蓄設(shè)施,下沉式雨水調(diào)蓄廣場,,目標(biāo)：透水性地面≥75%綠地率≥30%（其中下凹式綠地≥70%）徑流系數(shù)≤0.45,下沉式綠地廣場,下凹式綠地與植草溝,延時滯留池,海綿城

11、市建設(shè),,,,海綿城市建設(shè),,海綿城市建設(shè),目標(biāo)： 人均≥20m2 綠地率≥40%，綠化覆蓋率≥50% 透水性地面≥75%（其中下凹式綠地≥70%） 徑流系數(shù)≤0.15,雨水景觀滯水,滯留塘,,,,發(fā)展,概念,案例,過渡頁,,北京奧林匹克公園,北京奧林匹克公園中心區(qū)是2008年北京奧運會的核心區(qū)域，南臨北四路，北臨科薈路，西臨景觀路，東臨湖邊

12、東路，占地面積84.7 hm2，周邊是奧運會的主要場館。,,北京奧林匹克公園,在中心區(qū)建造了一套全覆蓋、規(guī)?；?、智能化、高標(biāo)準(zhǔn)的雨洪利用示范工程，面積84.7公頃，其中：綠化面積22.64公頃透水鋪裝面積17.16公頃非透水鋪裝面積19.13公頃水系面積16.47公頃其他9.3公頃,,北京奧林匹克公園,基于水體自然凈化的雨水利用下滲為主，回收為輔先下滲凈化，再回收利用留在地下，留在綠地，留在水系標(biāo)準(zhǔn)高——2~5年一遇

13、24小時降雨量（81-151mm）,設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：非透水鋪裝區(qū)域為2年一遇24h降雨透水鋪裝區(qū)域、綠地及下沉空間等重點區(qū)域為5年一遇24h降雨,,,,透水地面,蓄水池,灌溉,滲濾溝,透水地面,,北京奧林匹克公園,透水鋪裝地面約17公頃 下凹式地形17公頃，滯蓄雨水，減少灌溉量水系滯蓄16.5公頃雨洪集水池9個，容積7200方 下沉花園蓄洪溝調(diào)蓄8000方滲濾、收集管網(wǎng)長60多公里雨水利用新組件研發(fā)，共安裝560套,,北京奧林

14、匹克公園,,全透型排水管,,北京奧林匹克公園,,,,北京奧林匹克公園,下沉花園在2007年初施工期間、2008年奧運期間（1h降雨量108mm）、2011年6月23日的暴雨（超過20年一遇標(biāo)準(zhǔn)）。下沉花園各項設(shè)施運行正常，地面沒有出現(xiàn)任何積水的現(xiàn)象。6.23雨后，蓄洪涵水深1.3m，蓄水容量約為4700方，水質(zhì)清澈，可就近用于奧運水系補(bǔ)水。,蓄排結(jié)合，是不怕水的花園,,北京奧林匹克公園,,,,,,,,,,,,示范工程控制范圍內(nèi)，67

15、mm以下日降雨可實現(xiàn)無徑流外排，全部滯蓄在區(qū)域內(nèi)；小于33.55mm的次降雨量時，蓄水池收不到水。奧運后年平均雨洪利用總量40萬方，外排量為8萬方，排放到奧運湖。收集的雨水主要用于綠化、噴灑道路路面、沖洗廣場以及水系補(bǔ)水等。歷次暴雨未見任何積水。雨洪利用率高達(dá)80%。,,北京奧林匹克公園,混凝土透水磚：以碎石、水泥為主要原料，經(jīng)成 型工藝處理后制成，具有較強(qiáng)的滲透性能。,風(fēng)積沙透水磚：主要是靠破壞水的表面張力來透水。透水磚和結(jié)合

16、層材料完全采用沙漠中的風(fēng)積沙，是一種變廢為寶的新技術(shù)，這種材料的使用在雨水下滲的過程中還能起到很好的凈化過濾作用。,露骨料透水混凝土：是由粗骨料、水泥和水拌制而成的一種孔隙均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)混凝土，有足夠的強(qiáng)度和良好的透水性，能夠?qū)⒂晁疂B透到地下，起到改善地下生態(tài)，減少地表徑流，節(jié)省能源的作用。,植草地坪：是通過鋼筋將用模具制作出來的混凝土塊連接起來，形成一個整體，再在空隙中填滿種植土，播種或栽種草苗的施工工藝。,,北京奧林匹克公園,

17、木塑地面：是以鋸末、木屑、竹屑、麥秸、谷糠、椰殼、大豆皮、花生殼、甘蔗渣、棉秸桿等初級生物質(zhì)材料為主原料，利用高分子界面化學(xué)原理和塑料填充改性的特點，配混一定比例的塑料基料，經(jīng)特殊工藝處理后加工成型的一種可逆性循環(huán)再生利用、健康環(huán)保、形態(tài)結(jié)構(gòu)多樣的基礎(chǔ)性材料。,嵌草石板汀步：工藝簡單，施工方便，可適應(yīng)地基變形，石縫中植草，并很容易生長。,下凹式綠地：比周圍路面或廣場下凹50～100mm，路面和廣場多余的雨水可經(jīng)過綠地入滲或外排。增滲設(shè)施

18、采用PP透水片材、PP透水型材、PP透水管材以及滲濾框、滲槽、滲坑等多種形式。,,北京奧林匹克公園,透水地面,樹陣等綠地,,樹陣、樹池 為美觀考慮，每棵樹之間采用不透水鋪裝，其中參合有透水的溝槽收集雨水，溝槽由透水磚和透水墊層鋪裝而成，其下埋設(shè)透水花管，將水匯集到收集管道收集后引入專門的蓄水池存蓄，可用于綠地灌溉。,下凹綠地綠地比周圍路面或廣場下凹50～100mm，路面和廣場多余的雨水可經(jīng)過綠地入滲或外排。增滲設(shè)施采用PP透水片材、