海绵城市：让城市自然呼吸

海绵城市:让城市自然呼吸杨娅琳2015.1.1512341背景2认识海绵城市3相关案例4技术手段1背景我们生活在——一个62%城市经历过内涝的国度……我国是——世界13个贫水国之一！2/3城市缺水水少水多干旱缺水用水浪费地下水位下降洪涝灾害频发雨水资源浪费Howcanwesurvive?我们将何以生存400个城市缺水75%地表水污染50%湿地消失目前——水土流失已经危及到城市！我国——90%城市水系受到污染……水体污染面源污染地表水污染治理效果差水土流失河湖泥沙淤积水脏水浑Howcanwesurvive?我们将何以生存400个城市缺水75%地表水污染50%湿地消失城市规划建设的每个细节都要考虑对自然的影响，更不要打破自然系统。为什么这么多城市缺水？一个重要原因是水泥地太多，把能够涵养水源的林地、草地、湖泊、湿地给占用了，切断了自然的水循环，雨水来了，只能当作污水排走，地下水越抽越少。解决城市缺水问题，必须顺应自然。在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。——习近平《2013年中央城镇化工作会议》Theartofsurvive生存的艺术2认识海绵城市让城市像海绵一样“吸水、蓄水、渗水、净水”城市开发建设后水文特征接近开发前自然乡村城市海绵城市概念12.1本质：城镇化与环境资源的协调发展传统城市•改造自然•利用土地为主•改变原有生态•粗放式建设•地表径流量大增海绵城市•顺应自然•人与自然和谐•保护原有生态•低影响开发•地表径流量不变“硬底化”抑制城市“呼吸”解读海绵城市—四项基本内涵2“自然态”帮助城市“呼吸”10imagebyWRT美国费城imagebyWRT绿色基础设施再造海绵大地2.2目标：让城市“弹性适应”环境变化与自然灾害保护原有水生态系统最大限度保护原有河湖水系、生态体系维持城市开发前的自然水文特征恢复被破坏水生态对传统粗放建设破坏的生态给予恢复保持一定比例的城市生态空间推广河长制、治理水污染低影响开发（LID）合理控制开发强度，减少对城市原有水生态环境的破坏留足生态用地，增加水域面积，促进雨水积存净化通过减少径流量，减轻暴雨对城市运行的影响解读海绵城市—四项基本内涵22.3转变排水防涝思路年径流总量控制率概念示意图解读海绵城市—四项基本内涵2径流总量不变：渗透、存储等峰值流量不变：渗透、调节等源头削减、过程控制、末端措施峰现时间不变：滞留、调蓄等2.4开发前后场地的水文特征基本不变时间径流量传统开发开发前（自然状态）低影响开发低影响开发水文原理示意图解读海绵城市—四项基本内涵23.1区域水生态系统保护与修复(途径一、二)a、重要生态斑块识别b、生态廊道的构建实现海绵城市——三项基本途径3c、划定全市域蓝线与绿线公路光侨路生态保护线划定河道蓝线，全面保护山体、水体、低洼地、湿地等生态敏感区。实现海绵城市——三项基本途径3d、水生态系统修复系统的生态修复e、人工湿地－重建城市之肾实现海绵城市——三项基本途径3顶层设计、明确要求城市总体规划：自然水文条件保护、紧凑型开发指标、提出LID理念及要求专项规划：城市水系专项规划：供水、节水、污水（再生利用）、排水（防涝）、绿线、蓝线等城市道路与交通专项规划：水文保护、红线内外LID系统布置城市绿地系统专项规划：各类绿地及周边用地雨水控制利用等绿色建筑：纳入评价标准或指标体系控制性详细规划：明确规划区及各地块LID控制目标，统筹协调、系统设计3.2城市规划区低影响开发（LID）(途径三)实现海绵城市——三项基本途径3设计建设实施审查监督运行维护排水/园林/道路/交通/建筑等多专业协调与衔接设计任务书设计原则技术要求指标落实设计设施布局设施设计工程预算建筑与小区绿地与广场道路水系海绵城市—低影响开发雨水系统构建责任主体城市人民政府园林道路交通项目业主其他规划排水城市水系规划绿地系统规划排水防涝规划道路交通规划其他政策：实施办法、导则、奖励办法等总体规划理念纳入实施目标实施策略专项（专业）规划详细规划指标控制布局控制实施要求用地/竖向/绿地/道路/排水/水系等系统协调规划其他低影响开发雨水系统构建途径示意图明确目标，层层落实径流总量控制目标径流峰值控制目标径流污染控制目标共同达到城市排水防涝系统设计标准LID转输与排放设施应符合相关规范的重现期要求通过径流总量控制来实现，控制指标SS、COD等区域类型年径流总量控制率一般区域80%～85%特殊区域（建筑密度高、绿地率低及受土地利用布局等条件制约的区域）≥50%初期雨水污染总量削减≥40%雨水资源化利用雨水收集、存储年径流总量控制率分区图上海III区（75%≤α≤85%）3相关案例高程分析图21345分水岭1集水区编号集水区与径流分析图汤逊湖区梁子湖区地形南高北低，坑塘水系富集，五大集水区。宏观策略——构建水安全格局，完善生态基础设施海绵城市宏观战略生态基础设施先行：武汉五里界生态城1雨水收集系统雨水收集系统排水图建立以雨水收集为特色的三级廊道系统：依托植被浅沟，湿地泡泡，河道实现雨水的蓄滞与再利用。总平面图西雅图自然排水系统规划：SEAStreet2ImprovingCreeksandWaterways,foraHealthySeattle新科大(SUTD)3新加坡科技设计大学（SUTD）是继新加坡国立大学，新加坡南洋理工大学，新加坡管理大学后，新加坡的第四所公立大学。新加坡科技设计大学的首批340名学生在2012年5月初正式上课。新科大将与世界两所顶尖大学——美国麻省理工学院和中国浙江大学合作，也让大学成为东西融会的枢纽。Sasaki哈尔滨东部新城——群力总占地2733公顷，约30万人将在这里居住。仅有16.4%的城市土地被规划为永久绿色空间。公园占地34.2公顷，受周边道路建设和高密度城市发展影响，湿地面临着严重威胁。土人改变了为保护而保护的单一目标，从解决城市问题出发，利用城市雨洪，将公园转化为城市雨洪公园。哈尔滨群力雨洪公园42014ASLA的通用设计荣誉奖得奖作品解决两个主要问题：A）雨洪管理B）低维护材料和植物万科建筑研究中心/Z+TStudio5三角形花园Ⅰ三角形花园Ⅱ风车花园4技术手段&控制目标LID设施共有21种，按照功能作用基本上分为6个类型1.流量控制雨水径流流量的调节。2.阻流在地下临时存储雨水，或在低洼地区允许定量排放，降低峰值流速3.滞留在场地内存储雨水，便于固体悬浮物的沉淀4.过滤通过多空的介质隔离雨水沉淀物，如砂子、须根系统、人造的过滤器5.渗透雨水径流通过土壤垂直下渗，补给地下水6.处理利用植物的修复和细菌的作用分解雨水中的污染物质低影响开发（LID）设施1实际操作中，单一的LID设施往往达不到应对百年一遇洪水的要求，这就需要建立一个整体性的LID网络，实现雨洪处理。1.[流量控制]流量控制装置贯穿整个网络，使用范围较广泛，主要作用是减少表面径流和管道排放。2.[雨洪接收]直接接收雨洪，进行初级处理，并将雨水径流导入下一层设施3.[过滤收集]此类设施主要通过收集和过滤功能，在最终处理前分流雨水，处理污染，保证下一级设施的安全运转。4.[渗透处理]此类设施通过渗透方式，将雨水径流导入地下，并通过生物方式处理雨水中的污染物，建立动植物群落1.流量控制2.阻流3.滞留4.过滤5.渗透6.处理水流控制装置大尺寸管道[流量控制][雨洪接收][过滤收集][渗透处理]干洼地地下滞留滞留塘雨水收集器保持塘雨水涵道过滤带地下过滤砂床表面过滤砂床墙面绿化屋顶绿化可渗透铺装渗透暗沟树池过滤雨水花园滨水缓冲带人工湿地渗透盆地生态植草沟流量控制1.大尺寸管道2.流量控制装置流量控制3.干洼地4.地下阻留装置流量控制雨洪接收6.雨水涵道8.滞留池流量控制雨洪接收9.过滤草带10.地下过滤砂床流量控制过滤收集11.地上过滤砂床15.渗透暗沟流量控制过滤收集16.树池过滤17.雨水花园流量控制渗透处理19.生态植草沟21.人工湿地流量控制渗透处理低影响开发模式在城市开发中的应用从单体建筑-地产-街道-公共空间，最后共同构成一个LID网络•建筑•地产•街道•公共空间LID如何在建筑中应用？•屋顶材料•墙面设施•地面设施低影响开发模式在城市开发中的应用落水池旱溪对于传统的屋顶来说，落水池和旱溪可以把垂直的水流转换成水平流，平均分布于LID设施网络过滤器地下水箱将地下存储设施与现存的雨水沟相连；雨水必须避免阳光的直射，防止水藻的爆发；留有开口，防止蚊虫繁殖通过应用一个生物多样性的处理系列，雨水可以被过滤、下渗、处理来提升水质；也可以为蜜蜂、蝴蝶、候鸟等提供栖息地，具有较高的美学价值雨水花园节水花园沥青玻纤瓦雨水收集潜力：低热岛效应缓解：低成本：低使用年限：15-20年薄膜屋顶雨水收集潜力：低热岛效应缓解：低成本：低-中使用年限：10-30年木瓦屋顶雨水收集潜力：中热岛效应缓解：中成本：中使用年限：10-20年粘土瓦屋顶雨水收集潜力：高热岛效应缓解：中成本：中使用年限：50-70年金属屋顶雨水收集潜力：高热岛效应缓解：高成本：高使用年限：40-60年以上绿色屋顶雨水收集潜力：高热岛效应缓解：高成本：高使用年限：40年以上沥青玻纤瓦、薄膜屋顶及处理过的木质屋顶收集的雨水具有高度污染，会引起癌症、神经错乱等病症，收集的雨水经处理只能用于景观观赏植物灌溉；粘土瓦屋顶、金属屋顶、绿色屋顶三种屋顶收集的雨水可直接用于可食用的植物的灌溉；经过滤和消毒可作为饮用水使用。排水沟将与街道上雨水系统相连的排水沟断开，将雨水引入LID设施雨水链雨水链可以缓解1-2年的暴雨事件，但对10-100年的暴雨事件则需要地面基础设施的辅助雨水桶雨水池植被幕植被墙雨水桶、雨水池是收集雨水最简单的方式，但是要注意设施的防晒，藻类及蚊虫繁殖垂直绿化的形式，是比较昂贵的LID措施，但是它还具有额外的效益，如提高空气质量，缓解热岛效应、建筑隔热、美化外观、过滤雨水等建筑中的LID设施径流收集面位于树木附近有叶片过滤网的排水槽有沉积物收集的落水筒，连接到地下停水处或直接连接到蓄水池连接到蓄水池的管道，典型的为4英寸初次冲刷装置，碎片和沉积物拦截雨水入口检修和维护通道蓄水池溢流管，连接到灌溉系统或补给地下水的渗沟景观灌溉过滤器可选择的沙滤灌溉和加压泵灌溉系统供水线树叶与碎片过滤筐软管水龙头带有过滤系统的可选择的灰水和饮用水连结LID模式在建筑中的应用•建筑•地产（property）•街道•公共空间1.我们如何引入生产性景观？2.我们怎样最小化不透水铺装面积？3.我们怎样增加生物多样性？4.我们怎样增加场地内的渗透？低影响开发模式在城市开发中的应用工业草坪(传统草坪)1.过度施肥，比农民种地用的除草剂还要多2.维护费用高昂，美国平均一个夏天用水为10000加仑3.修剪会减少50%的氮肥4草坪护理每年会花费40billion（400亿），相当于越南2003年的GDP总值生产性草坪(LID草坪)1.0.33英亩的生产性草坪，可以生产养活六口之家的蔬菜；2.促进营养物质的循环；LID草坪可以促进氮化细菌的繁殖，有利于含氮化合物的分解3.土壤回填，其中12.5%为食物残渣，12.8%为院子配料，这些都可以再被吸收再利用。Productivelandscape引入生产性景观生产性景观具有多方面的优势，用生产性景观替代传统的工业草坪景观.Imperioussurface可渗透性铺装利用可渗透性铺装材料，替代传统的不可渗透性铺装，最小化不可渗透性铺装面积多孔沥青可渗透性混凝土连锁铺砖橡胶铺装砂石系统植草砖不透水铺装对地表径流的影响Increasebiodiversity增加生物多样性植草铺装透水铺装雨水花园中央生态沟节水草坪节水花园减少不透水铺装的面积不透水铺装不利于雨水的下渗，在暴雨事件中污染物质与硬质表面的接触非常集中，会导致复合污染；透水铺装可以增加就地下渗，防止将污染物传到另外的地方。透水铺装应用于