海绵城市

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.上海市“海绵城市”建设关键技术研究2015年3月23日上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.目录一、研究背景二、研究目标与考核指标三、研究内容与关键技术四、创新点与计划进度上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景1、高速城镇化带来突出雨水问题（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴短时强降雨频发、不透水下垫面比例增加、人口密度和财产密度加大19世纪中期20世纪中期21世纪上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.40%蒸发10%地表径流50%地下水城镇化之前城镇化之后30%蒸发55%地表径流15%地下水一、研究背景1、高速城镇化带来突出雨水问题（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.汇流时间缩短峰值流量增大内涝灾害频现水多雨水资源流失地下水位降低水资源紧缺水少径流污染严重面源控制较难水环境恶化水脏一、研究背景1、高速城镇化带来突出雨水问题（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景美国：低影响开发（LID）理念重视雨水排放的源头控制，强调人工排水系统应最大限度模拟自然界水文环境，降低雨水系统对自然界的影响英国：可持续排水系统（SUDS）理念通过源头径流削减技术和一系列的收集、调蓄、处理地表径流的技术，削减径流量和径流污染，并将上述设计提前纳入城市规划设计中。德国：分散式雨水管理理念绿色屋顶、生物渗透、透水路面和雨水回用等代表性技术在德国均有广泛应用，分散式雨水管理的理念已经成为当代城市规划和管理不可分割的一部分。2、国外重视低影响开发雨水系统构建纽伦堡市Prisma小区雨水管理系统（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景2、国外重视低影响开发雨水系统构建屋面绿地道路广场水面绿色屋顶雨水储存下凹式绿地雨水花园透水路面植草砖净化处理绿化浇灌地面浇洒降雨植草沟径流初期弃流雨水调蓄池洗车溢流备用水源市政排水管道溢流雨水泵站/河道（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景2、国外重视低影响开发雨水系统构建绿色屋顶雨水储存植草沟人工渗透设施透水路面下凹式绿地雨水花园（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景2、国外重视低影响开发雨水系统构建（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴美国西雅图市HighPoint社区0.5年一遇24小时降雨产生径流量零外排；末端调蓄塘出水口的设计满足2年、25年和100年一遇设计暴雨安全排放；社区不透水面积率由65%降为60%。美国明尼苏达大学体育馆年TSS削减70%；场地建设前后重现期2年一遇、10年一遇和100年一遇暴雨峰值流量维持不变。渗透塘屋面雨水道路雨水停车场雨落管断接生物滞留带透水铺装蓄渗系统溢流堰雨水管渠市政管网生物滞留带溢流溢流溢流上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景3、国家出台海绵城市建设要求2013年3月25日，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〔2013〕23号），明确提出“用10年左右的时间，建成较为完善的城市排水防涝工程体系”。2013年12月，习近平总书记在的中央城镇化工作会议上提出“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。”2014年10月，住房和城乡建设部出台《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》。2014年12月，财政部、住房和城乡建设部、水利部联合下发《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》（财建〔2014〕838号）。（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景3、国家出台海绵城市建设要求我国大陆地区年径流总量控制率分区图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，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。《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》提出基本要求控制指标包括：径流总量控制目标、径流峰值控制目标、径流污染控制目标。（一）国内外“海绵城市”建设的经验和研究借鉴上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景（二）上海市“海绵城市”建设现状与问题1、城市化开发过度，自然蓄排能力亟待提高城市不透水地面的比例增加，下垫面透水性能降低，径流系数增加，管网排水压力增大。城市水面率越来越低，内河调蓄功能锐减，因洪致涝威胁增大，每逢暴雨，河道水位快速升高，管网排水能力受限。径流系数对径流量的影响上海43个已建排水系统地表径流系数实际值和设计值比较统计（来源：《上海市城镇排水系统防汛能力调查评估》）上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景2、雨水管理难度大，面临水质水量双重压力上海年均降雨量以50.9mm/10a的速率递增，降雨天数以3d/10a的速率递减，灾害性降雨多为暴雨和短历时强降雨，径流峰值流量亟待控制。上海市各类污染源中，城镇地表径流污染已成为上海市水环境污染的主要来源，其中COD和总磷地表径流负荷率最高，已分别达到32.4%和24.25%。0.0E+002.0E+064.0E+066.0E+068.0E+061月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月溢流量（m3）苏州河沿岸排水系统月均初期雨水溢流量（2007-2009）（二）上海市“海绵城市”建设现状与问题上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景3、市政府高度重视，相关技术指标陆续出台2014年12月，市领导批示：上海作为人口数量多、经济实力强的全国特大型城市，非常有必要开展“海绵城市”的新型城镇化建设工作，以支撑民生工程建设、保障城市安全运行。上海市城镇雨水排水设施规划和设计指导意见（沪水务2014-1063号）出台，提出综合径流系数按照所处区域分类控制：建成区，综合径流系数按服务范围内下垫面实际计算，并结合地区改造提出径流控制要求；新建地区，严格控制综合径流系数，设计值原则上按照不高于0.5复核取用，对复核超过0.5的，应要求相应区域同步采取降低径流系数的措施。（二）上海市“海绵城市”建设现状与问题上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景（三）上海市“海绵城市”建设的科技需求已有研究成果（1）在源头控制指标方面，注重不同下垫面的水质水量研究技术：暴雨强度公式和设计雨型、上海市不同用地性质径流水质特征应用：上海世博园区、上海虹桥商务区（2）在建筑小区方面，注重雨水收集回用等技术研究技术：雨水收集调蓄技术、雨水回用处理技术应用：上海世博园区、上海虹桥商务区、上海迪斯尼上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景已有研究成果（3）在城市绿地方面，注重绿地土壤渗透性能、绿地蓄渗等技术研究技术：下凹式绿地、绿地土壤结构优化、浅层蓄渗、土地毛管渗滤应用：上海世博园区、上海虹桥商务区、上海临港新城、五洲大道（4）在城市道路方面，注重不同透水路面技术研究技术：透水人行道、排水性沥青面层应用：上海世博园区、嘉定新城（三）上海市“海绵城市”建设的科技需求上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景（1）区域特点显著，亟需控制指标定量上海具有城市化水平高、降雨丰富、地下水位高、土壤入渗率低的特点，需对以往成果进一步梳理和提升，对典型雨型和不同雨强对各类低影响开发技术的影响开展系统性研究；“海绵城市”构建涉及总量控制、峰值控制和污染控制多目标，涵盖城市排水、建筑小区、绿地广场和城市道路等多系统，相应的控制指标缺乏，亟需开展多维控制指标定量技术研究。（2）三高一低特点，限制传统技术应用上海高地下水位、高土地利用率、高不透水面积和低土壤入渗率的特点，限制了传统雨水径流调控技术的应用和效能发挥，亟待对雨水径流调控技术和产品进行进一步本土化改良和科技攻关。5大科技需求（三）上海市“海绵城市”建设的科技需求上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景（3）面源污染严重，水质管控措施不足上海城镇地表径流污染所占比例逐年提高，成为造成水环境污染和水体富营养化的主要原因。“海绵城市”构建亟需开发适用于上海的与各类雨水径流调控技术相适应的源头污染控制技术，构建兼顾水质水量控制的低影响开发技术。（4）水体功能单一，调蓄功能有待加强上海属于平原河网地区，水系发达，但中心城区城市化程度高、水面率低、开发强度高，“海绵城市”构建过程中城市水体作用不可忽略。亟需评估现状水体的调蓄能力，并兼顾污染控制的目标，开展水体生态化技术研究。（5）评估维护薄弱，难以保障长效运行各个系统的低影响开发设施的运行维护有别于常规设施，需要有针对性的制定相应的运行维护制度，还需研究低影响开发各设施单元和整个系统的效益评估方法，建立反馈机制，不断完善“海绵城市”的构建。5大科技需求上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.二、研究目标与考核指标（一）研究目标紧密围绕上海市城市建设和生态环境改善的需求，统筹城市建设各环节力量，研发区域性多维控制指标定量技术、高适应性雨水径流调控技术