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  • 張翔:系統化建設海綿城市 重構城市健康水循環

    慧聰水工業網 2022-05-05 11:15 來源: 給水排水作者:張翔

    扎實推動海綿城市建設是促進我國生態文明建設和綠色發展、構建人與自然和諧共生地球的重要保障。自2013年習近平總書記提出要建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”以來,各地認真貫徹習近平總書記關于海綿城市建設的重要指示批示精神,采取多種措施推進海綿城市建設,對緩解城市內澇發揮重要作用,取得了一系列成績。2021年3月1日起施行的《中華人民共和國長江保護法》的第六十八條規定“長江流域縣級以上地方人民政府應當加強節水型城市和節水型園區建設,促進節水型行業產業和企業發展,并加快建設雨水自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”,說明海綿城市建設在國家層面的法律中得到進一步明確肯定。為了進一步深化對海綿城市的認識、理解海綿城市的目標、加強海綿城市的系統化建設、提升海綿城市建設成效,近日住房和城鄉建設部辦公廳印發了《關于進一步明確海綿城市建設工作有關要求的通知》(以下簡稱“通知”),針對“十四五”期間海綿城市推廣中發現的問題,從深刻理解海綿城市建設理念、明確實施路徑、科學編制海綿城市建設規劃、因地制宜開展項目設計、嚴格項目建設和運行維護管理、建立健全長效機制六個方面提出了明確要求。本質上,海綿城市的研究對象是城市水循環,以基于自然的理念,降低城市發展對水文過程的影響,重構健康的城市水循環,實現水量、水質、水生態的協調。下面,我們結合《通知》精神,從城市水文過程調節、重構城市水循環等角度談談對海綿城市建設的再認識。

    (一)完善海綿城市建設規劃,重構城市健康水循環

    城市區別于自然流域,具有下墊面結構復雜、繁雜的人工構筑物和排水系統等特點,城市水循環受高強度人類活動影響,存在水循環被人為干擾、水源難以識別、水流路徑變化多端等難題,極大地增加了城市內澇治理和水污染防治的難度,重構健康水循環是解決城市水問題的科學基礎。因此,在海綿城市建設規劃中首先要綜合考慮城市自然地形地貌、河湖水系分布、下墊面結構、人居環境等,重視自然-社會的多尺度多過程的協調,一方面加強海綿城市源頭徑流控制,在小區-片區-城市的不同空間尺度上科學合理的布局海綿源頭設施,降低對自然水文過程的干擾;第二要加強海綿源頭設施、陸面雨水過程等不同水源與排水系統的銜接,識別不同水源的貢獻,科學劃分排水分區、合理確定規劃目標和指標;第三充分發揮河湖水系的末端調蓄作用,科學制訂河湖水系水量-水質-水生態聯合調控方案。城市水循環是自然水文過程(降雨-徑流、雨洪過程)-生物與生物地球化學過程(水質-水生態)-人文過程(水的取、用、耗、排)交織的多過程,實現城市健康水循環是保障海綿城市建設成效的科學基礎。

    (二)加強海綿城市氣候水文分區特征研究,準確把握海綿城市建設的需求和目標

    我國幅員遼闊,氣候水文特征區域性特征差異明顯,降雨徑流規律不一,城市內澇災害和水污染成因各異,因此《通知》中特別強調要和各地的具體情況相結合,因地制宜,因城施策,準確把握海綿城市建設的需求和目標。為此,迫切需要加強我國海綿城市氣候水文分區的研究,綜合考慮城市地形地勢、水資源豐枯特征、雨洪類型、土壤滲透性能等自然稟賦特征,有選擇性的組合“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施,在自然稟賦基礎上科學優化“綠-灰-藍”的要素及其耦合方案,來應對不同氣候水文分區內海綿城市建設對源頭徑流控制、污染物削減、雨水利用等方面不同的需求重點,做到系統謀劃、重點突出、目標明確,在以排水防澇安全為主的同時,統籌考慮水資源、水環境和水生態問題,這是系統化全域推薦海綿城市建設的重要保障。

    (三)因地制宜確定海綿設施參數,優化設施的水文設計

    源頭海綿設施,例如雨水花園、生物滯留設施、綠色屋頂、透水鋪裝、人工濕地等,在雨水就地消納和滯蓄能力提升方面發揮了重要的作用。海綿設施要結合不同城市的氣候水文特征、土壤滲透能力、地下水埋深等等因素合理選擇,加強設施結構、填料組合、植物配置、排水類型等方面的基礎研究,科學確定設施設計參數,為設施的設計、施工、維護,以及切實提升源頭海綿設施的滯蓄能力和污染物去除能力提供科技支撐。

    為了避免機械地分解徑流總量控制和污染物削減指標,還需要加強對海綿設施規模的水文設計,改進現有規范中簡單的徑流總量法。以降低城市開發對水文過程的影響為目標,明確每個海綿項目所要解決的影響水文過程的因素,劃分設施的匯水范圍,科學確定設計標準,通過匯水范圍水文過程的產匯流計算,以設計水文過程作為海綿設施的設計依據,真正實現海綿設施在減少雨水徑流的產生量、降低峰值流量、延長匯流和排放時間等方面的功能。

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