海绵城市建设助力治涝治黑章林伟

建设海绵城市助力治涝、治黑章林伟2018.11.162018-1949-2017年中国城镇化发展情况[值][值]4060801001201401605152535455565人口（百万人）Population(million)年Year城镇化率（%）UrbanizationRate(%)城镇化率（%）UrbanizationRate(%)人口（百万人）Population(million)2018-‘里子’残破‘面子’靓丽2018-42018-致涝、致黑之成因管网缺陷•建设标准偏低•不配套、不完善•雨污混接、错接•质量低下•输送效率低下•合流制管网溢流污染雨水径流污染工业污染农业污染水体内源污染垃圾倾倒、采砂等2018-城镇化之前城镇化之后62018-海绵城市即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。天然下垫面，对降雨具有适应环境变化的“海绵”效应，即故有的吞吐功能：雨季时，发挥其吸纳、入渗、滞蓄、净化、存储等效应；旱季时，发挥其缓释排放等效应。2018-借鉴发达国家成功经验新西兰：低影响城市设计与开发NewZealand：LIUDD英国：可持续排水系统U.K.：SUDS美国：低影响开发、最佳管理实践、绿色基础设施U.S.：LID,BMPs,GI澳大利亚：水敏感城市设计Australia：WSUD新加坡：ABC水系统管理Singapore：ABCPlan2018-早在秦代（公元前200年）中华先贤就发明了梯田，很好地解决了人、地、水的关系，中国古人也将此理念引入到城邑和村镇建设之中。传承中华传统治水理念2018-理念转变灰色转为灰绿结合、蓝绿交融方法转变快排转为渗、滞、蓄、净、用、排末端治理转为源头减排、过程控制、系统治理统筹协调水量与水质、生态与安全、绿色与灰色、分散与集中、景观与功能、岸上与岸下、地上与地下海绵城市建设理念与方法2018-下渗80%40%下渗减排集蓄利用蒸发（腾）海绵城市：“渗、滞、蓄、净、用、排排放降雨降雨蒸发（腾）排放年径流总量（多年平均）年径流总量（多年平均）末端治理：“快排”2018-末端处置→源头减排、过程控制、系统治理源头减排：减少或切碎硬化面积，低影响开发建设利用微地形设计、竖向控制、地表径流控制、景观园林等专业技术组合，维系或恢复自然水循环通过“渗、滞、蓄、净、用、排”，实现雨水径流、面源污染的源头减控目标源头解决雨污分流建筑雨落管直接接入市政管网雨落管断接地表有组织排放+微地形溢流排放口市政管网滞、蓄、渗2018-13传统开发方式靠雨水管道速排绿地高于道路源头减排(LID)：设计理念截然不同海绵建设方式有组织地表径流、溢流排放景观与功能结合132018-2018-152018-2018-2018-2018-2018-20时间径流量传统开发开发前（自然状态）海绵城市降低排水强度相应设计雨水管径20过程控制：灰绿耦合：充分发挥绿色设施滞峰、错峰，削峰的作用，延缓和降低径流峰值（排水强度），减轻灰色设施负荷智慧管控：优化设计运行，提高系统效能2018-年径流总量控制率类型特大城市大城市中小城市大雨不内涝《室外排水设计规范》（GB50014，2014年版）设计标准：重现期（年）50-100年30-50年20-30年类型非中心城区中心城区中心城区的重要地区特大城市2-3年3-5年5-10年大城市2-3年2-5年5-10年中小城市2-3年2-3年3-5年小雨不积水《室外排水设计规范》（GB50014，2014年版）系统治理（灰绿）过程控制（主灰）源头减排（主绿）蓄排与除涝平衡灰绿结合、蓝绿交融2018-源头控制系统雨水管渠系统防涝除险系统2018-系统治理•生态系统：山水林田湖草•水系统：岸上岸下、上下游、左右岸•设施系统：排口（产汇流源头）、管渠、处理与蓄排设施、受纳水体•治理体系：控源截污、内源治理、生态修复、活水保质、长制久清232018-2018-生态缓坡：耐淹植物（梯级过滤、自然净化）生态水位常水位水系蓝线滨水区洪水位洪水淹没范围常水位淹没范围枯水位淹没范围消落带消落带252018-26湖南常德穿紫河黑臭水体整治案例262018-2018-28生态水处理示意图调蓄池泵房配水渠配水井生态滤池排水渠33.700282018-292018-雨水经生物处理后入穿紫河生态滤池雨水进水口2018-建成后穿紫河实景312018-源头减排项目海绵城市建设方案实施163个小区6个公园27条道路300个小区溢流井改造2018-2017年9月9日-9月10日降雨量38mm，历时1.2h2018年4月5日降雨量34.5mm，历时6.5h泵站雨水泵运行时间（h）功率流量（m³/h）水量（m³）泵站雨水泵运行时间（h）功率流量（m³/h）水量（m³）柏子园5220kw580029000柏子园5.333220kw580030931.4船码头8400kw1040083200船码头5400kw1200060000建设桥12155kw450054000建设桥无155kw4500楠竹山记录显示未开泵200kw6000楠竹山8200kw6000尼姑桥7.67155kw450034515尼姑桥6.18155kw450027810邵家垱290kw21004200邵家垱690kw210012600粟家垱9220kw580052200粟家垱记录显示未开泵220kw5800夏家垱8.834280kw970085689.8夏家垱5280kw970048500杨武档无250kw无杨武档无250kw无余家垱2200kw520010400余家垱5200kw5200260002017年9月9日无杨武档运行记录；2018年4月5日建设桥没有记录；2017年9月9日-9月10日合计水量：353204.82018年4月5日合计水量：205841.42018年7月2日降雨量46mm，历时4h2017年7月14日降雨量42mm，历时0.7h泵站雨水泵运行时间（h）功率流量（m³/h）水量（m³）泵站雨水泵运行时间（h）功率流量（m³/h）水量（m³）柏子园5.333220kw580030931.4柏子园4.833220kw580028031.4船码头14400kw10400145600船码头400kw104000建设桥155kw4500建设桥155kw45000楠竹山记录显示未开泵200kw6000楠竹山记录显示未开泵200kw6000尼姑桥记录显示未开泵155kw4500尼姑桥记录显示未开泵155kw4500邵家垱记录显示未开泵90kw2100邵家垱记录显示未开泵90kw2100粟家垱记录显示未开泵220kw5800粟家垱记录显示未开泵220kw5800夏家垱4.5280kw970043650夏家垱11.5280kw9700111550杨武档记录显示未开泵250kw无杨武档1.833250kw无余家垱1200kw52005200余家垱4200kw520020800船码头无7月14日运行记录；无建设桥运行记录；2018年7月2日合计水量：225381.42017年7月14日合计水量：160381.4选取4场降雨量与降雨历时接近的降雨在降雨量与降雨历时接近的降雨中，单场降雨2018年要比2017年排入穿紫河的水量减少接近1半。穿紫河流域面积31平方公里，按V=10*H*F*Ψ以柏子园区域为例，场次年径流总量控制率均以达到21mm以上。源头减排后排河水量比对海绵城市建设成效2018-生态环境效益显著市城区主要黑臭水体基本消除，城内各水体水质达到地表水标准IV类以上；穿紫河随着生态环境的改善，河湖中动植物数量有了显著增长，重现了昔日水鸟成群的景象，穿紫河生态多样性得到恢复和保护；穿紫河由过去的臭水沟变成市民休闲娱乐的风光带穿紫河船码头段咖啡馆处水质对比图水系生态环境得到改善的穿紫河穿紫河船码头段水系和驳岸改造前后对比海绵城市建设成效2018-3535建成后穿紫河实景2018-海绵城市水质与水量绿色与灰色景观与功能分散与集中生态与安全地上与地下岸上与岸下2.理念Idea2.4统筹协调各种关系2018-37水质水量有质无量，不够用有量无质，不能用37关系协调2018-生态：大概率小降雨，要留住雨水涵养生态安全：小概率大降雨，要排水防涝，安全为重生态安全38关系协调2018-绿色：利用生态，成本低，应对低负荷灰色：人工强化，成本高，应对高负荷39灰色绿色必要的灰色设施必要的灰色设施调蓄、隧道等公共绿色基础设施私人绿色基础设施经过经济技术比较，如果采用传统灰色的基础设施，纽约在20年之间需要投入68亿美元，但是采用必要的灰色设施加上绿色基础设施，只需要投入53亿美元，其中绿色基础设施投资24亿美元。纽约市绿色基础设施和灰色基础设施投资的对比图（单位：10亿美元）关系协调2018-N污水厂1污水厂3污水厂2污水厂4污水厂5污水厂7污水厂6N北郊污水厂东南污水厂传统模式：“大截排、大集中”海绵城市：“系统治理、集散结合”分布集中关系协调2018-41有景观无功能，“花架子”有功能无景观，“傻把式”景观功能关系协调2018-42关系协调岸上岸下2018-地上（面子）建筑、道桥、园林绿地、马路广场等地下（里子）各类管线、综合管廊、地铁等关系协调地上地下2018-•规划引领城市总体规划水资源规划供水节水规划污水处理与再生利用规划排水防涝规划生态环保规划城市防洪规划城市竖向规划海绵城市建设专项规划水生态水环境水安全水资源协调衔接控制性详细规划修建性详细规划地块开发建设规划（社会、红线内）源头减排，落实径流总量控制率的要求市政基础设施建设规划（政府、红线外）公共服务、公共安全、生态环保、资源利用按照20%、80%的建设要求编制保护管控区域明确规划指标落实重大设施用地布局生态功能保障基线环境安全质量底线自然资源利用上线山水格局排水分区道路交通规划园林绿地规划…2018-1.以目标为导向进行规划布局2.①确定年径流总量控制率及内涝、水体环境质量目标（规划控制指标）要求②划分排水分区③重大设施布局3.分解落实到项目建设问题识别与方案设计旧区（问题导向）小雨不积水大雨不内涝水体不黑臭热岛有缓解新区（目标导向）70%左右的降雨就地消纳和利用1.以问题导向确定项目边界（汇水区）2.用海绵城市要求对现状评估3.因地制宜的进行方案设计和组织实施2018-46摸清底数水生态（生态本底情况）径流特征（径流/降雨）山水格局、排水（汇水）分区水环境水环境质量要求、黑臭水体情况治污状况：污水管网收集率、污水处理率、污染物削减率、雨污分流情况等水资源生态基流（环境容量所需的基本水资源量）水安全消除易涝积水点、提升排水防涝能力“小雨不积水”（日降雨量小于10mm）“大雨不内涝”（日降雨量小于50mm）水文化“乡愁”的载体、历史的传承2018-•海绵城市专项规划•自然生态格局•山水林田湖草•规划协调关系•岸上与岸下、地上与地下、生态与安全、水质与水量、分布与集中、绿色与灰色、景观与功能•规划管控指标•年径流总量控制率、水生态环境质量、灾害防治（排水、内涝、防洪）、责任主体等2018-建设目标和指标确定•水生态：•目标：保护天然海绵体、尽可能恢复自然生态本底•指标：年径流总量控制率、蓝线绿线管控范围•水环境：•目标：近期消除黑臭、远期水质达标（可垂钓、可游泳）•指标：水环境质量、初雨污染控制（雨水面源污染削减率）、污水收集处理率（入厂污染物浓度）、CSO溢流频次等2018-建设目标和指标确定•水安全：•目标：排水防涝达标，保障城市运行安全•指标：汇水区与排水分区控制、排水管渠标准、内涝防治标准、蓄排平衡关系•水资源：•目标：合理利用水资源，尽量避免外调水•指标：水资源供需平衡、雨水利用率、污水再生利用率等2018-合理划分管控分区汇水分区：依据地形地貌、流域、等高线（自然属性特征）排水分区：从排水口上溯，管网排水边界（社会属性特征）项目管片：地块