特大暴雨過后,對海綿城市的再思考!
海綿城市
所謂海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市能夠像海綿一樣,在適應環(huán)境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的彈性。
住建部于2014年11月發(fā)布《海綿城市建設技術指南》。 2015年4月,財政部、住建部、水利部等三部委聯(lián)合發(fā)文,16個城市成為首批海綿城市試點。 2015年10月,國務院辦公廳印發(fā)《關于推進海綿城市建設的指導意見》,提出到2020年,城市建成區(qū)20%以上面積達到目標要求; 到2030年,城市建成區(qū)80%以上的面積達到目標要求。
2021年7月,鄭州遭遇“千年一遇”特大暴雨襲擊。根據(jù)氣象部門數(shù)據(jù),7月20日16時至17時,雨量達到201.9毫米,突破歷史極值,降雨程度歷史罕見。7月下旬,受臺風“煙花”影響,部分沿海地區(qū)也普降暴雨。
作為已經(jīng)建設五年的海綿城市,鄭州投入了500多億元打造城市防澇排水工程,因此這場暴雨也引發(fā)了對海綿城市建設的質疑。那么,鄭州暴雨是否說明海綿城市無用?如何才能以更理性的態(tài)度看待海綿城市?應當怎樣去建設海綿城市?
關于海綿城市的專家觀點
清華大學原校長陳吉寧:海綿城市建設需要“規(guī)劃引領”、“生態(tài)優(yōu)先”
在2014年《海綿城市建設技術指南》頒布之初,時任清華大學校長的陳吉寧指出:海綿城市建設與低影響開發(fā)有別于傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的最大區(qū)別,在于“回歸自然的水文循環(huán)”這一理念創(chuàng)新,通俗來講,就是充分利用城市綠地空間、水系等,使其發(fā)揮“海綿”的積存、滲透、凈化、釋放作用。
要真正落實海綿城市建設與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)建設的要求,就要對城市空間進行重新認識、利用,因此必須將此提升到城市規(guī)劃層面以及職能部門相互配合的操作層面,即“規(guī)劃引領”、“生態(tài)優(yōu)先”。也就是說,要以各層級規(guī)劃為控制途徑,一方面保護現(xiàn)有可能影響城市水生態(tài)的敏感區(qū)域,限制開發(fā);另一方面將低影響開發(fā)這一理念植根于新開發(fā)或需要改造的城區(qū)。
北京大學景觀設計學研究院院長俞孔堅:反思傳統(tǒng)、單一的治理洪澇災害方法
俞孔堅是國內最早提出海綿城市理念的專家之一。他認為:“海綿城市”不是投入巨資建設孤獨的灰色基礎設施,而是基于自然(Nature-based solution),給水更大的空間,讓自然河道、濕地、綠地發(fā)揮作用,這才是海綿城市的核心。不能片面工程化、形象化,將“海綿城市”當成拉動GDP的幌子。
海綿城市是一種基于自然的系統(tǒng)地解決城市以水為核心的生態(tài)問題,是基于自然的生態(tài)基礎設施和綠色基礎設施;是打造韌性城市的必須。今天的中國和世界城市都遠遠不能適應全球氣候挑戰(zhàn),而建設“海綿城市”是應對氣候挑戰(zhàn)和建設生態(tài)文明的一種途徑。應對極端氣候問題只有輔助自然,利用自然,適應自然,F(xiàn)在的城市之所以越來越脆弱,是因為我們越來越依賴于單一的技術來解決我們日常的生活問題,但這些實際上是需要城市設計、建筑設計、景觀設計和基礎設施設計通盤考慮的。韌性的核心是對不確定因素的適應能力,從建筑設計到城市設計,乃至到整個自然環(huán)境的生態(tài)修復,都是為了提高其適應能力。“海綿城市”需要回到“基于自然、利用自然、適應自然”之根本。
同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院教授戴慎志:海綿城市建設不能套用一種模式
戴慎志教授在其《高地下水位城市的海綿城市規(guī)劃建設策略研究》論文中指出,在海綿城市的建設中,需要因地制宜。海綿城市建設方案不能套用一種模式,應針對不同城市不同的氣候和地質狀況,制定相應的海綿城市建設方案。
此外,要考慮到水系的安排調度問題,通過區(qū)域綜合調水、河流水利治理等綜合手段來解決城市內澇問題。夏季有的城市外圍水位很高,面對強降雨,城區(qū)內水位難以排出去,這也是許多城市出現(xiàn)內澇的原因之一。
上海市政總院總工程師、全國工程勘察設計大師張辰:海綿城市建設要有系統(tǒng)性方案
張辰在2017(第九屆)上海水業(yè)戰(zhàn)略論壇中指出,海綿城市規(guī)劃是系統(tǒng)方案。需要實現(xiàn)水生態(tài)、水安全、水環(huán)境三大目標。
近年來,城市的內澇的災害頻發(fā),需要思考如何設立系統(tǒng)的理念,把源頭減排、排水管渠等標準規(guī)范制定作為依托,適當提高排水管網(wǎng)標準,填補國內內澇防治標準空白,同時加強與城市防洪等專業(yè)的銜接,逐步建立起適合我國國情、涵蓋源頭控制的管網(wǎng)優(yōu)化和內澇防治綜合體系,保障城市排水安全和城市水環(huán)境質量,促進城市可持續(xù)發(fā)展。
中科院院士、武漢大學水安全研究院院長夏軍:海綿城市不能消除超標準的特大自然災害的損失
鄭州暴雨之后,夏軍在接受《中國科學報》采訪時說,海綿城市建設的核心是,城市低影響開發(fā)(LID)的源頭治理和城市水系統(tǒng)綜合治理的結合,是城市化可持續(xù)發(fā)展的進步。海綿城市建設可以在它的分散型和集中式結合的蓄水與排水能力內,減緩超標準洪澇災害。但不能消除超標準的特大自然災害的損失。當要發(fā)生超標準的特大自然災害,人類可以做的事是預報和預警與調度,利用可能的工程和非工程措施,提前防范,盡可能減少或降低自然災害損失。
鄭州大學水利科學與工程學院教授左其亭:海綿城市的作用不能夸大
左其亭在接受《中國科學報》采訪時談到,進行海綿城市建設后,部分水就可以滲到地下,路面積水減少了,也留住部分雨水資源。但就像一小塊海綿,你倒一碗水它可以吸進去,但如果你一次倒一桶水,它就吸收不了。海綿城市的作用不能夸大,通常海綿城市的設計有一定的蓄水標準。比如,幾年一遇這種等級是可以應對的,超過這個標準,它就沒辦法了。而且海綿城市一般是“小洪水起大作用,大洪水起小作用”,洪水越大,它的相對作用就越小。
廈門大學建筑與土木工程學院教授趙燕菁:發(fā)展適合中國特點的抗洪防澇解決方案
趙燕菁在7月30日接受《中國房地產報》記者采訪時談到,目前的解決方案和技術標準很難應對中國“短歷時、強降雨”的氣候特征,按照“國際”標準規(guī)劃的“海綿城市”早已一次次被極端降雨擊穿。實踐告訴我們,中國城市氣象特征決定了我國不能照搬其他國家(包括發(fā)達國家)現(xiàn)成的經(jīng)驗,必須發(fā)展適合中國特點的抗洪防澇解決方案。
中國有著悠久的建城歷史,我們祖先的防災理念往往被當今城市規(guī)劃所輕視,比如像鄭州這樣沒有地形可以利用的地區(qū)如何防洪,在黃河頻繁肆虐的中下游地區(qū)就有著廣泛的實踐。古代在平原地區(qū),城墻是防洪系統(tǒng)的關鍵要素。白洋淀地區(qū)歷史上就是蓄洪區(qū),我們在雄安提出將城墻和里坊引入規(guī)劃,就是借鑒古代智慧提高城市應對災害的一個嘗試。
各地的經(jīng)驗案例
從2015海綿城市試點工作開始至今,已經(jīng)有不少城市交出了它們的答卷,值得其他地方參考借鑒。
1.湖北武漢市青山區(qū)
武漢是全國第一批海綿城市試點之一,老工業(yè)城區(qū)青山是武漢重點推進該項目的示范區(qū)。9公里土堤通過海綿化綜合整治,如今成為生態(tài)濱江公園,降低了雨水徑流面源污染,有效保護長江水源地。武漢因此成為中國唯一獲得C40城市獎的城市。
武青堤綜合改造工程投入近20億元。項目總面積150公頃,其中七成是綠化及水系面積。多層次綠色植物栽種系統(tǒng)通過吸熱、遮蔭和蒸騰作用,緩解了城市“熱島效應”。
緩坡堤防改造增加堤防斷面,增強了堤防防洪能力,透水路面、生態(tài)樹溝、雨水花園等海綿城市設施實現(xiàn),小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解。
青山江灘生態(tài)江灘建設理念創(chuàng)新有效解決場地暴雨引起的長江滯澇和水土流失問題,還打破了傳統(tǒng)堤防人水相親的桎梏。
除了青山江灘,青山海綿城市建設涉及包括城市水系、城市管渠、市政道路、棚戶區(qū)、老住宅區(qū)公建等在內的180余個項目,惠及40余萬人。
青山一所學校由于地勢低洼,過去逢雨必澇,路面漫水,學生們需要踩著課桌才能進教室。經(jīng)過海綿化改造,水泥路面改為陶瓷透水磚鋪裝,校園里還布置了一處雨水模塊,用于收集雨水,并配套消毒、凈化設施,將雨水進行綠化澆灑等回用,F(xiàn)在孩子們不僅不擔心下雨了,而且校園更加美麗了。
2.陜西省西咸新區(qū)灃西新城
陜西西安、咸陽兩市之間的西咸新區(qū),渭河、涇河、灃河穿境而過,屬半干旱、半濕潤氣候區(qū),因地勢低平、排水官網(wǎng)系統(tǒng)不健全,曾常年遭遇“小雨積水、大雨內澇”窘迫。2015年,西咸新區(qū)入選國家首批海綿城市建設試點,該區(qū)五個組團之一的灃西新城作為海綿城市建設試點核區(qū),目前已具雛形。
在陜西灃西新城的開元路,不同以往高出路面的隔離帶,這里的綠化隔離帶明顯比兩邊道路要低,而且每隔一段距離,路沿就有兩到四個方形豁口,豁口位置連著攔截框。當雨水從路面進入隔離帶時,會首先流進里面的攔污框,經(jīng)過初步凈化后才流進其中。隔離帶下則藏著看不見的過濾層,由卵石、爐渣和沙子三部分構成,可以極大地加快雨水下滲,而無法下滲的雨水則會通過溢流井流走。而溢流井建的高度也有講究,它比周圍綠地要高,可以讓雨水在隔離帶里先充分下滲滯留凈化,當雨水達到飽和狀態(tài)時,再流進市政管道,最后混入中央雨洪系統(tǒng)中心綠廊項目進行末端調蓄。
據(jù)了解,目前陜西灃西新城已累計完成達標的海綿城市面積17.25平方公里,占比超過總規(guī)劃的76%,覆蓋海綿型道路26條、海綿型小區(qū)180萬平方米、海綿型公園200萬平方米、防洪治理類及水生態(tài)修復類項目約25公里。
在灃西新城的中心綠廊二期項目現(xiàn)場,有一個全長6.8公里的雨水末端調蓄樞紐,在雨天發(fā)揮不小的作用。由于城市初期的雨水夾雜著懸浮物、泥沙等污染物,通過三到四個沉砂池的過濾,可以有效去除其中的污染物,讓干凈的雨水匯入中心濕地系統(tǒng),這也有效補充了濕地系統(tǒng)的用水。
經(jīng)測算,灃西新城的海綿設施能削減雨水中70%的總懸浮物和60%的總氮、總磷等污染物,可有效緩解徑流雨水直排河道所帶來的水系、面源污染,進而改善城市水生態(tài)環(huán)境。
現(xiàn)在內澇積水點已經(jīng)全部消除,雨水徑流控制率達到86.5%,雨水資源化利用率達到12.64%,同時地下水回升了3.43米。近3年來,灃西新城建成了由建筑小區(qū)、市政道路、景觀綠地及中央雨洪調蓄樞紐構成的四級雨水收集利用體系,每年可有效回收雨水7萬余立方米,收集的雨水可以直接用于綠化和市政用水,形成了從源頭減排、過程控制到末端處理的海綿城市建設系統(tǒng)。
3.河北省遷安市
遷安市位于河北省東北部,燕山南麓,灤河岸邊,水資源供需矛盾突出,水源單一,供水能力有限,雨污合流,污水處理能力不足,地表水質有惡化的趨勢,排水系統(tǒng)和老城區(qū)存在內澇問題。
海綿城市建設希望能緩解資源型缺水、降低水災害風險、改善水環(huán)境質量、恢復水生態(tài)健康,同時也是對京津冀地區(qū)海綿城市建設方式方法進行的初次探索。
遷安一中占地12.7公頃,設計方利用雨水花園、植草溝等海綿設施,使遷安一中的短歷時降雨徑流控制率達到90.0%,出口總流量294m3,對應SS去除率54.0%,長歷時降雨徑流控制率95.4%,出口總流量50m3,對應SS去除率57.2%的核心指標。
在河北理工大學遷安學院74.5公頃的片區(qū)中,包含了遷安學院、奧體中心、九江飯店等地塊。結合高位植壇和下凹綠地等海綿設計,完成了建筑周邊、中央景觀軸線、以及生態(tài)停車場的建設。最終在遷安學院、職教中心、奧體中心、九江飯店分別實現(xiàn)了年徑流總量控制率達到85%、78%、78%和82%。
遷安行政辦公中心片區(qū)占地14.9公頃,包含行政辦公中心、燕鋼研發(fā)中心、錦江飯店在內。通過在周邊區(qū)域打造帶狀雨水花園和布置排水管線的方式,對雨水進行了良好的控制。
建設后的遷安,城市年徑流總量控制率達到了76.6%,有效解決了城市內澇、黑臭水體等問題,不僅開創(chuàng)了全國縣級海綿城市建設的先河,而且讓“雨中看海”徹底成為了歷史。
海綿城市的成功建設,將遷安打造成為更好的宜居城市,不僅維護提升了當?shù)氐乃鷳B(tài),使城市回歸自然,大大提升了居民幸福感,作為首批海綿城市試點,更是為海綿城市在全國的推廣積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。
4.廣東省廣州市
近年來,廣州通過不斷加強海綿城市建設,全市已形成閱江路碧道、海珠濕地、靈山島尖、中新知識城等具有示范意義的建筑小區(qū)、公園綠地、水務工程等各類建設項目或片區(qū)50余個。不可進入的茂密灌木林變?yōu)橥ㄍ甘胬实氖枇植莸兀S尾、菖蒲、美人蕉等濕生植物代替過去按季度更換的時花,利用天然存蓄的降雨茁壯成長……閱江路碧道示范段是“會呼吸”的生態(tài)碧道,外在景觀的改變其實藏著很多“秘密”。草溝、雨水花園等設施收集雨水,通過滯留、下滲、凈化后逐步進入珠江,避免地表徑流攜帶地面垃圾、塵土等直接進入珠江造成珠江水質污染。
廣州是一座有2200多年歷史的水城,1368條河涌河網(wǎng)密布,330座湖泊星羅棋布。鑒于廣州擁有豐富的水系及調蓄空間,廣州遵循“以水定城,順應自然”的原則,通過海綿城市建設打造生態(tài)宜居城市。
廣州市在開展海綿城市建設過程中,以“核算水賬”為基礎,以“上中下協(xié)調、大中小結合、灰綠藍交融”為技術思路,以“污澇同治”為主要手段,運用“+海綿”理念,對新、改、擴建項目,“應做盡做、能做盡做”落實海綿城市建設要求。
在城市尺度上,結合區(qū)域自身地質、功能區(qū)劃等情況,劃分出特征鮮明的生態(tài)本底。按照“上蓄、中通、下排”的治理思路,因地制宜確定區(qū)域海綿城市建設重點。處于城市上游的北部山區(qū)做好生態(tài)保育、涵養(yǎng)保護水源,加強滲透,將快速下泄的徑流轉變?yōu)榫徛尫诺臐摿,不斷完善山塘水庫建設,調蓄、緩釋山區(qū)洪水,減少下游壓力;處于城市中游的中部城區(qū)做好水體調度,雨季預騰空庫容,應對城市內澇風險,旱季通過再生水利用對河道進行生態(tài)補水,活水保質;處于城市下游的南部河網(wǎng)區(qū)做好洪潮防控,防倒灌,同時也為中部城區(qū)提供洪水下泄的空間,以緩解潮水頂托的壓力。
在流域尺度上,則通過大、中、小結合完善海綿體系。一是梳理大海綿,以流域為單元,算清“水賬”,提出流域大海綿建設及管控要求;二是完善中海綿,通過清污分流,降低河涌水位,為雨水騰出調蓄空間;三是結合項目建設,因地制宜落實海綿城市建設理念及指標要求,建設源頭小海綿。
在區(qū)域尺度上,注重“源頭(綠)—中途(灰)—末端(藍)”的系統(tǒng)建設和有效銜接,通過灰、綠、藍交融提升設施功效。在源頭利用綠色海綿設施實現(xiàn)雨水的減量、減速和減污;在中途通過灰色管網(wǎng)廠站實現(xiàn)污水的精準收處和雨水的可靠排放;在末端依托藍色空間對超標雨水進行蓄排,結合設施調度實現(xiàn)低水快排、高水緩排的錯峰模式,系統(tǒng)解決洪澇問題。
廣州的經(jīng)驗經(jīng)受了實踐的檢驗。閱江路碧道建成之際,就經(jīng)受住了一年一度的“龍舟水”連續(xù)暴雨的考驗。因為草溝全面代替了傳統(tǒng)的排水溝渠,收集、凈化、下滲雨水,多余的雨水再沿著草溝匯流至綠地低洼處的雨水花園存蓄下滲,補充地下水的同時還為綠植提供了充沛的水分。全新的海綿系統(tǒng)實現(xiàn)了“大雨不積水,小雨不濕鞋”的設計目標。
5.浙江省寧波市杭州灣新區(qū)
在《寧波杭州灣新區(qū)海綿城市專項規(guī)劃(2017—2030年)》中,出于新區(qū)獨特的地理位置、氣候條件、土地狀況及水文特點,寧波杭州灣新區(qū)海綿城市建設將因地制宜,多措并舉,作好“滲、滯、蓄、凈、用、排”等文章。根據(jù)專項規(guī)劃,新區(qū)海綿城市規(guī)劃覆蓋整個行政區(qū)范圍,重點建設區(qū)為城市建設用地,其中,12.8平方公里濱海新城啟動區(qū)塊及23.5平方公里南部新城板塊將全面按照海綿城市要求建設。
與傳統(tǒng)的城市建設模式相比,新區(qū)海綿城市建設,優(yōu)先利用綠色、生態(tài)化的彈性或柔性設施,并注重于傳統(tǒng)的剛性設施進行有效銜接。通過這種“剛柔相濟”的方式,建立和完善新區(qū)“海綿體”,強化對城市徑流雨水的排放控制與管理,從而實現(xiàn)緩解城市內澇、削減徑流污染負荷、提高雨水資源化水平、改善城市景觀等多重目標,最后為新區(qū)構建起可持續(xù)、健康的水循環(huán)系統(tǒng)。
按照總體目標,新區(qū)海綿城市建設將分“兩步走”,近期規(guī)劃為2017年—2020年,遠期規(guī)劃為2020年—2030年,通過構建海綿城市低影響開發(fā)雨水系統(tǒng),“地上—地下結合”和“蓄—排”結合,綜合實現(xiàn)水生態(tài)、水環(huán)境、水資源和水安全多重目標。到2020年,海綿城市建設面積需達城市建成區(qū)面積20%以上;到2030年,需達80%以上。
根據(jù)寧波市住建委海綿城市建設任務要求,2018年至少完成一處面積不少于1平方公里示范區(qū)域。因此,2018年,新區(qū)確定以南洋小城部分區(qū)塊作為海綿城市試點,確認試點區(qū)面積為1.5平方公里,試點項目5個。至2020年,新區(qū)將以濱海新城啟動區(qū)、南部新城為重點建設區(qū)塊,推進“污水零直排區(qū)”創(chuàng)建、濕地二期建設、引水工程建設、供排水設施建設等海綿項目建設。
當前,新區(qū)海綿城市建設領導小組充分借鑒各地的海綿城市改造經(jīng)驗,圍繞水安全建設、水污染治理、水資源利用、水生態(tài)修復、海綿型區(qū)塊建設、海綿型道路建設等方面打好建設“攻堅戰(zhàn)”,全力營造出一塊覆蓋整個新區(qū)的大“海綿”。
6.福建省廈門市海滄新區(qū)
從一開始就引入“海綿城市”概念進行規(guī)劃,創(chuàng)造性地解決了高潮差地城市防洪排澇問題。即在海滄新城中心保留了一個兼具景觀和調蓄功能的內湖,利用廈門半日潮的落差——高潮位吸納雨水、低潮位釋放雨水——吞吐暴雨形成徑流。同其他國家通過巨大地下工程消納超標雨水相比,內湖方案通過景觀功能帶動周邊土地升值,將超標“海綿”維護的巨大成本結合到公園綠化中,巧妙地解決了小概率防災工程建設、運營成本巨大的難題。
2016年“莫蘭蒂”臺風突襲廈門,使海滄成為國內少有的被真正“實戰(zhàn)檢驗”過的“海綿城市”實踐。不過,類似海滄這樣的適合“短歷時、強降雨”的實踐,尚未轉化為中國“海綿城市”規(guī)劃的規(guī)范和標準。
廈門海滄新區(qū)規(guī)劃(上)和實際效果(下):幾乎完全按照規(guī)劃建成,“高顏值”新城區(qū)經(jīng)受住”莫蘭蒂臺“風考驗,保留村莊沒有內澇,內湖水體沒有惡化,山體綠化沒有破壞。
資料來源:新華網(wǎng)、中國建設報、南方日報、阿普貝思景觀設計等。僅作分享學習交流,如有侵權,請聯(lián)系小編刪除
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