海绵城市战略下城市雨洪管理探析
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海绵城市建设中的雨水资源管理近年来,城市化进程不断推进,城市面积不断扩大,城市排水问题也逐渐引起人们的关注。
海绵城市建设是一个新兴概念,其核心思想是借助地表自然过程,将城市和自然生态系统融合起来,提高城市的自然适应能力和生态环境质量。
而雨水资源管理则是海绵城市建设中的重要环节,本文将针对该问题进行探讨。
一、雨水资源管理的意义雨水是一种重要的自然资源,也是城市生活中不可缺少的水源,同时又是城市排水系统的主要排放物。
然而,传统排水系统通常将大量的雨水直接排入河流、湖泊等水体中,导致城市洪涝灾害、水体污染等问题的不断发生。
因此,进行有效的雨水资源管理,不仅能够解决城市排水难题,还能够有效地利用雨水资源,提高城市水资源的利用效率,节约自来水资源的使用量。
二、雨水资源管理的主要策略1. 雨水收集利用通过设置雨水收集设施,将雨水收纳并恰当利用。
比如,在道路中央设置雨水收集格栅,将道路上的雨水收集到地下收水井中,再恰当利用这些雨水用于冲洗公共设施、浇灌绿化等。
2. 自然滞留通过设置雨水渗透池、花坛林、绿化空地等绿色景观,将雨水滞留于地表,在经过自然处理后达到收集的效果。
自然滞留策略不仅能够起到调节城市地表水循环的作用,还能够净化城市雨水,改善城市生态环境。
3. 蓄滞洪措施在城市中设置蓄水池、溢流渠等设施,将暴雨引起的洪水暂时蓄存或分散,降低洪峰流量,调节城市水文循环,还能够提高城市自然适应能力,减轻城市防洪安全压力。
三、海绵城市建设中的雨水资源管理应用实例广州市番禺区南村镇,该区域采用雨洪绿道、雨水花床等自然滞留方式,对郊野公园、河网等水体进行了管理和保护,将区域的洪水排放减少了60%以上,城市绿化覆盖率达到了85%。
南京市玄武区涵虚路是一段具有历史意义的老街区,该区域规划中首次提出了雨水处理蓄水系统的构思,通过将地下部分设计成蓄水池,将雨水分别用于绿化、停车场冲洗、一手清洗等需求中,提高了雨水的利用效率图。
海绵城市建设中的城市雨洪管理研究随着城市化进程的加速,城市面临着越来越多的挑战,其中之一就是雨洪管理。
城市化过程中,大量的水泥路面和建筑物的增加,导致了城市地表的自然透水性下降,雨水无法迅速渗透进地下水层,而是形成了大量的雨洪。
这些雨洪不仅给城市的交通和生活造成了困扰,还可能引发洪水灾害。
因此,如何有效地管理城市雨洪成为了一个迫切需要解决的问题。
海绵城市的概念应运而生,它提出了一种新的城市规划理念,旨在通过模仿自然系统的功能,实现城市雨洪的合理管理。
海绵城市的核心理念是“保留、渗透、储存、净化”,即保留自然地表的透水性,通过设计合理的绿地和湿地,使雨水能够迅速渗透进地下水层;渗透是指将雨水引导到地下水层中,补充地下水资源;储存是指在城市内部设置雨水收集设施,将雨水储存起来,供后续使用;净化则是通过湿地等生态系统,对雨水进行净化处理,达到可再利用的标准。
在海绵城市建设中,城市雨洪管理是一个重要的研究方向。
首先,需要对城市雨洪的形成机制进行深入研究。
通过对城市雨洪的形成机制进行分析,可以找到适合的管理策略。
例如,对于城市中的道路雨洪,可以通过改善道路排水系统和增加绿地来减少雨洪的形成。
对于建筑物雨洪,可以采用雨水收集系统,将雨水储存起来,供后续使用。
其次,需要研究城市雨洪管理的技术和设施。
海绵城市建设需要借助一系列的技术和设施来实现城市雨洪的管理。
例如,可以采用雨水花园、湿地公园等绿地设施来增加城市的透水性;可以建设雨水收集设施,如蓄水池、雨水花园等,将雨水储存起来;还可以通过建设雨水净化设施,如湿地等,对雨水进行净化处理。
此外,城市雨洪管理还需要考虑社会经济因素。
在城市雨洪管理中,需要考虑城市的社会经济发展水平、人口密度等因素,合理规划和设计城市的雨洪管理系统。
同时,还需要考虑城市居民的参与和意识提升,通过宣传和教育,增强居民对城市雨洪管理的意识,提高他们的参与度。
总之,海绵城市建设中的城市雨洪管理是一个复杂而重要的研究领域。
海绵城市城镇雨洪管理工程实践
海绵城市理念自提出以来备受关注,旨在解决城市雨洪管理中的挑战。
随着城市化进程加快,雨洪管理成为城镇规划和建设中的一项重要任务。
本文将探讨海绵城市城镇雨洪管理工程实践,介绍其原理、应用和效果。
海绵城市理念
海绵城市概念源自荷兰,强调城市在面对降雨时像海绵一样吸收、储存和利用雨水。
通过绿色基础设施、透水铺装等措施,实现雨水的自然渗透和减缓径流的效果,从而减轻城市雨洪带来的影响。
雨洪管理工程实践
雨水收集利用:利用地面积水、雨水花园等方式,收集雨水用于景观灌溉、冲洗道路等,减少城市用水压力。
透水铺装应用:采用透水混凝土、透水砖等材料覆盖城市道路,促进雨水渗透,减少地表径流,改善城市排水系统。
绿色屋顶建设:在建筑屋顶设置绿色植被,增加雨水渗透面积,降低雨洪对城市排水系统的冲击。
湿地建设:建设人工湿地、生态滞洪区等绿色空间,吸收雨水、净化水质,提高城市生态环境质量。
实践效果
海绵城市城镇雨洪管理工程实践在一些城市已经取得显著效果。
通过综合利用绿色基础设施、改善排水系统等措施,有效减缓了城市雨洪对环境和社会的影响,提升了城市的抗灾能力和可持续发展水平。
海绵城市城镇雨洪管理工程实践是现代城市建设的重要方向之一。
通过实施海绵城市理念,可以有效改善城市雨洪管理状况,提高城市抗灾能力和生态环境质量,是可持续城市发展的重要保障。
海绵城市城镇雨洪管理工程实践是促进城市可持续发展的关键举措,应该在城市规划和建设中得到更广泛的应用和推广。
基于海绵城市概念的雨水管理研究和建设随着城市化的加速,城市面临着越来越多的挑战,其中之一便是雨水管理。
传统的城市设计往往会导致雨水的过度排放,引发洪水、土壤侵蚀、水土流失等环境问题。
为了解决这一问题,许多城市开始采用海绵城市概念来进行雨水管理。
本文将对基于海绵城市概念的雨水管理研究和建设进行探讨。
海绵城市概念的核心理念是以“海绵”为模型,模仿自然界的水循环过程,提出“集雨、渗透、储存、净化、利用、排放”六大基本功能。
通过合理的规划和设计,城市能够更好地吸收、蓄存和利用雨水,从而减少洪涝和污染问题,提高城市水资源的利用效率。
首先,海绵城市的雨水管理强调建立多功能的绿色空间网络。
传统城市中,大量的地表被铺装,雨水无法渗透入地下,而往往以迅猛的速度流入下水道,引发洪涝。
而海绵城市则提倡通过建立多功能的绿地、草皮、树木等绿色空间,增加雨水的渗透面积,让雨水自然地渗透到地下水层,减少洪涝的风险。
此外,这样的绿色空间还有助于提高城市的生态环境和气候适应能力。
其次,海绵城市的雨水管理要注重雨水的集中储存和利用。
在传统的城市设计中,雨水往往会被迅速排入下水道,造成浪费。
而海绵城市通过设置雨水花园、花坛、湖泊等雨水收集设施,将雨水集中储存,以备后续利用。
这样一来,城市可以通过雨水的再利用来满足公园绿化、景观灌溉、农田灌溉等需求,实现雨水的资源化利用。
另外,海绵城市的雨水管理要倡导雨水的净化。
随着人类活动的增加,雨水往往会携带各种污染物进入地下水。
因此,海绵城市要引入生物滞留池、湿地等净化设施,利用植物和微生物的作用,对雨水中的污染物进行过滤和降解,提高雨水的质量。
这样可以保护地下水和水源的安全,减少城市污水排放对自然水环境的破坏。
此外,海绵城市还强调城市空间的多元化利用。
通过合理的规划和设计,可以将屋顶、道路、广场等城市空间纳入雨水管理系统。
例如,利用屋顶和道路的防水材料和构造,可以将雨水引导到下方的收集设施中,在不影响正常城市功能的前提下,实现雨水的收集和利用。
海绵城市建设下的城市绿地雨洪管控探析摘要:随着城市化发展的稳步推进,许多大城市面临着雨水内涝、水资源短缺等问题。
为了解决这些发展中的现实问题,通过建设海绵城市,为城市发展提供有效路径。
特别是海绵城市建设下的城市绿地雨洪管控,要运用前沿施工技术手段,加大绿地雨洪施工力度,提高雨洪资源利用率,体现绿地雨洪技术有效性,为城市发展贡献技术力量。
本文围绕海绵城市建设下的城市绿地雨洪管控概念和技术要点进行阐述,致力于通过绿地雨洪施工技术手段,改变海绵城市建设下的诸多问题,提升绿地雨洪技术性价值。
关键词:海绵城市建设;城市;绿地雨洪;管控技术引言:在低碳、环保理念下,海绵城市建设与发展备受瞩目。
特别是在海绵城市建设下的城市绿地雨洪管控工作,海绵城市建设中,依托新型城市建设概念,通过相应管控技术促使城市拥有和海绵一样的特质,在降雨时通过绿地雨洪系统,将雨水蓄存在原地,并渗透进地表,起到净化雨水、补给地下水资源、促进水循环的目的。
因此,海绵城市建设下,利用绿地雨洪技术,解决洪水内涝问题和水资源不足等问题,从而将绿地雨洪系统渗透到城市水工程的各个角落,促进城市绿地、道路、排水系统实现贯通,起到处理雨洪问题的目的,为形成良好海绵城市水环境提供技术支持。
1海绵城市建设下的城市绿地雨洪管控概念海绵城市建设下,绿地雨洪管控主要方向为:吸水、蓄水、渗水、净水,需要将储蓄水进行释放与利用,在应对环境变化与自然灾害中发挥弹性作用,实现海绵城市建设的最终目标。
在海绵城市理念下,将城市水环境整治工作提上日程,致力于打造绿地雨洪环境,加大绿地雨洪管控力度,运用相应技术手段提高绿地雨洪功能作用,使雨水在海绵城市环境中进行自发交换,促使城市水资源保有量提升,为海绵城市建设发展提供新思路、新技术。
另外,利用海绵城市建设理念,开展绿地雨洪管控,应用现代技术手段,加大绿地雨管网建设力度,提高绿地雨洪施工技术水平。
2海绵城市建设下的城市绿地雨洪管控技术分析2.1绿地雨洪挡板渗流技术在下沉式绿地四周,通过竖直嵌入数米长的混凝土挡板,在绿地下方设置径向排水管,可以将绿地雨洪系统发挥透水性作用。
海绵城市理念在城市规划及雨水管理中的应用探讨摘要:随着城市的发展,城市规模越来越大,下垫面的硬化与城市基础设施的薄弱往往会导致暴雨径流不能及时排除,当遇到大暴雨时,洪涝灾害在城市就不可避免地发生了。
海绵城市的理念源于人类对自然规律的正确解读,对雨水实施源头控制,最大限度地利用大自然对雨水的存储调蓄、地下渗透以及自然净化功能,减少暴雨对城市各类设施的冲击,以保障城市功能的正常发挥。
秉承海绵城市理念进行城市规划与建设,对城市可持续发展大有裨益。
关键词:海绵城市;城市规划一、常见的海绵城市建设措施(一)屋顶花园在城市规划中提高屋顶花园(EGR)的比例,既提高了雨水径流的截留率,延迟了雨水洪峰的到来,又美化了城市空间。
屋顶是建筑的第五个立面。
现代城市钢筋混凝土屋面比比皆是,既不美观,也浪费了一部分城市空间。
每当雨季,屋顶雨水会沿着落水管流到地面,再和地面径流汇合进入雨水管网,大大增加了城市管网系统的负荷,是导致城市洪涝灾害发生的重要因素之一。
在屋顶上种植植物,建设屋顶花园,可减少屋面径流量,在一定程度上缓解了地面径流不能及时排除的问题。
屋顶花园多见于低层或多层建筑的平屋顶或坡度较小的坡屋顶上,特殊条件下可建在楼房退层的公共空间上。
典型案例如日本的Across Fukuoka(阿库罗斯福冈),其主体建筑呈阶梯状,从前向后层层收进,在1层至13层的台阶屋顶上,混合种植了多种植物,远远望去,整座建筑就像一座空中花园。
雨季,阿库罗斯福冈屋面的雨水基本被屋顶花园截留,有效地减少了地面径流量。
根据Se-ping DAI等对广州屋顶花园截留雨水能力的研究,当基质厚度分别为30mm、50mm和70mm时,雨水截留率分别为23.29%、27.20%和28.44%;该研究还得出如下结论:如果在广州市1035.01平方公里的建成区推广基质厚度30mm 的屋顶花园,则占建成区面积的37.25%的绿色屋顶在5~8月可截留12230万m[3]的雨水,这在很大程度上将缓解城市内涝,缓解雨水径流对城市排水管网的压力[1]。
基于海绵城市建设理念下的雨洪资源利用模式探究摘要:随着国家的发展越来越好,城市建设的规模也不断扩大,在很多城市里存在着水资源分配不均衡、水安全问题,以及旱涝污染现状。
长此以往,不但会破坏水环境循环机制,影响地区水文气候,更会造成雨水资源大量流失,破坏水生态平衡的现象。
新型低影响开发理念下的海绵城市建设在传统雨洪管理模式上改进海绵技术集成单元,有效减缓径流速度,削减峰值流量,控制径流污染。
关键词:海绵城市建设;雨洪资源利用引言开发城市生态湿地对促进城市植物生态环境健康建设发展具有十分积极的指导作用,可以有效促进我国“海绵城市”的健康建设和持续发展。
目前“海绵城市”这一概念在现代化城市进程中逐渐产生并广泛应用,对不断改善“海绵城市”生态环境和不断提高生态水资源综合利用水平具有重要指导意义。
为了能够充分发挥建设“海绵城市”的生态功能,科学地制定开发城市植物生态景观的资源分配方式是很重要的。
为此,有关部门必须根据城市规划和发展的基本要求,不断优化城市湿地景观。
为更好地充分利用中国海绵生态城各种植物生态景观设施配置的各种观赏和实用价值功能提供重要参考。
1海绵城市基本概念1.1海绵城市基本理念海绵城市正如水环境系统中蓄水海绵,通过对降雨时雨水资源的存蓄,在未来雨水储备不足或者干旱的情景下得以弹性释放利用,有效削减雨水径流量和径流速率,提高城市应对灾害的灵活能力。
通过调查不同地区的自然地理概况,在新型海绵城市建设前期,搜集该环境下水文水质等资源现状,分析该地区雨洪问题成因及降雨特点,对源头、过程和末端三大板块选用一系列入渗吸收、收集存储、调蓄净化等技术集成设施,降低城市峰值径流,减少污水污染。
使雨水资源可持续循环发展,提升城市的呼吸透气性及水资源综合承载能力。
1.2海绵城市研究目的与意义积极推进海绵城市建设,不仅仅为了削减城市暴雨径流带来的压力,减少出水水质的污染物含量,缓解我国水资源分配不均衡的现状,缓解国内外水资源短缺现象,更是为了长远地将雨水资源能够发挥最大的利用,使雨水代替自来水回用比率大大提升,提升自然水循环功能,改善水资源、水环境、水生态、水安全问题。
182浅析海绵城市建设背景下的雨洪管理技术手段应用孙雨北京林业大学摘要:城市化进程加快导致了土地原有的水文条件发生改变,洪涝灾害加剧、水质污染严重,传统工程手段来排水、防洪已经无法应对日益严峻的雨洪问题。
为推进我国海绵城市建设,进一步改善我国大中城市的雨洪管理情况,解决水体污染、城市内涝的问题。
首先分析了城市湿地景观在我国推进海绵城市建设中重要生态作用,并提出了针对集雨型绿地雨洪管理、改善水质策略。
实现集雨型绿地改善生态环境、提升景观效果、缓解城市内涝的作用,并达到实现区域内外排雨水净流总量控制率,消减流经客水污染物排放总量的目标,解决川中大市场雨污水、公园内河及水塘黑臭水体的目的,并营造季节性雨水景观。
将生态湿地公园改造成为兼具功能性及观赏性的城市景观。
关键词:雨洪管理;湿地公园;雨水景观;海绵城市1.研究背景由于城市化进程加快,水资源被过度开发利用,水质严重污染,加之我国的地理位置和气候条件导致我国洪涝与干旱并存,市政工程基础设施存在相当的局限性,排水能力有限,落后于城市化进程;基础设施将排水和防洪视为唯一目标,其功能也受到限制,缺乏在雨水资源利用、生态环境恢复、游憩休闲方面的作用。
与此同时,生态文明建设已经渐渐成为主流思想,随着全球一体化的发展,国外雨洪管理的概念也影响着我国生态文明建设的轨迹,通过生态手段来解决雨洪问题逐步成为主流。
1.1现行雨洪管理技术存在的诸多问题我国气候条件较为复杂,水资源短缺的问题比较普。
我国西部北部城市极度缺乏水资源,但对于可利用的雨水资源却缺乏相应的管理措施,造成干旱与内涝灾患并存的窘况。
多数城市因过于追求城市化导致硬质地面替代了自然植被,地表径流下渗困难,城市排污系统也并不完善,污水净化系统不能起到相应的作用,直接导致了雨污合流的问题,一方面地表径流得不到妥善管理和利用,另一方面污水得不到处理和排放,对于雨水的利用程度非常低。
此外,面临暴雨天气之时,城市排水系统往往无法承担这样的排水压力,更造成了城市内涝等严重问题。
海绵城市理念在城市规划及雨水管理中的应用探讨摘要:随着城市的发展,城市规模越来越大,下垫面的硬化与城市基础设施的薄弱往往会导致暴雨径流不能及时排除,当遇到大暴雨时,洪涝灾害在城市就不可避免地发生了。
海绵城市的理念源于人类对自然规律的正确解读,对雨水实施源头控制,最大限度地利用大自然对雨水的存储调蓄、地下渗透以及自然净化功能,减少暴雨对城市各类设施的冲击,以保障城市功能的正常发挥。
秉承海绵城市理念进行城市规划与建设,对城市可持续发展大有裨益。
关键词:海绵城市理念;城市规划;雨水管理;应用1海绵城市内涵与核心作用1.1内涵海绵城市是一种新型的城市规划和建设理念,旨在模拟自然生态系统,通过一系列措施来管理和利用城市的雨水、污水和地表径流。
其目的是减少洪涝灾害风险,提升城市的生态环境和可持续发展能力。
海绵城市的核心理念是将城市设计成一个海绵状的体系,通过增加绿地、湿地、透水路面等自然元素来增加城市的雨水渗透能力。
这样可以减少地表径流的产生,降低路面积水频率,并提高地下水补给。
此外,海绵城市还注重生态保护和生态修复。
通过增加绿化覆盖和湿地恢复,促进城市生态系统的恢复和保护,提升城市的生态环境质量,改善居民的生活品质。
1.2核心作用(1)洪涝灾害防治。
通过雨水的收集、储存和利用,减少城市内涝和洪涝灾害的发生概率,提高城市的防洪能力。
(2)资源的高效利用。
通过雨水就地收集处理再利用,实现水资源的循环利用,减少对自然水体的依赖。
(3)生态环境改善。
海绵城市建设是通过增加城市绿地和生态基础设施,进一步改善城市生态环境质量,提升城市居民的生活质量。
(4)可持续发展。
海绵城市的建设符合可持续发展的理念,通过减少环境污染和资源浪费,为城市的长期发展提供保障。
2海绵城市理念在城市规划及雨水管理中的应用海绵城市理念在城市规划和开发中的应用对于城市的可持续发展具有重要意义。
海绵城市的核心理念是模仿自然系统,通过合理的设计和规划,在城市中创造出类似于自然生态系统的功能,以实现雨水的自然滞留和净化,缓解城市内涝和水污染问题。
科技管理研究Science and Technology Management Research2019 No. 72019年第7期doi:10.3969/j.issn.1000-7695.2019.07.030海绵城市战略下城市雨洪管理探析杨高升,董洪麟(河海大学工程管理研究所,江苏南京 211100)摘要:针对近年来极端降雨造成洪涝灾害频发问题,我国提出了海绵城市建设发展战略。
首先对海绵城市战略背景下的城市洪涝灾害(包括成因和形成机理)进行综合分析;其次,对海绵城市的内涵、建设目标和技术方法进行总结和讨论;再次,分析海绵城市建设和管理过程中面临的多重挑战,包括技术复杂性、缺乏协同管理能力、资金缺口、因地制宜的实施计划和经济效益评估难等;最后,给出应对以上挑战的策略。
关键词:城市洪涝;雨洪管理;海绵城市;实施挑战中图分类号:X22,TU992;G301 文献标志码:A 文章编号:1000-7695(2019)07-0215-06Analysis of Urban Rainwater Management Under Sponge City StrategyYang Gaosheng, Dong Honglin(Business School, Hohai University, Nanjing 211100, China)Abstract: In view of the frequent flood and waterlogging disasters caused by extreme rainfall in recent years, sponge city strategy is put forward in China. Firstly, this paper makes a comprehensive analysis of the urban flood and waterlog disaster (including the causes and formation mechanism) under the background of the strategy of sponge city construction and development. Secondly, the connotation, construction objectives and technical methods of sponge city are summarized and discussed. Thirdly, the paper analyzes the multiple challenges in the construction and management of sponge cities, including technical complexity, lack of collaborative management capacity, funding gap, difficulty in implementing plans and evaluating economic benefits adapted to local conditions, and so on. Finally, the strategies to deal with the above challenges are given.Key words: urban flood and waterlog disaster; stormwater management; sponge city; implementation challenge收稿日期:2018-06-02,修回日期:2018-08-14基金项目:国家自然科学基金项目“建设工程项目交易模式创新路径与增值机理研究”(71402045);中央高校基本科研业务费资助项目“海绵城市建设的风险评估及应对研究”(2017B18114)近年来,极端降雨造成的洪水事件在我国频发,其中最具代表性的案例是2012年7月21日北京遭遇的特大暴雨及洪涝灾害;此外,2016年我国持续数周的暴雨导致了严重的洪水,波及了28个省份[1]。
频发的极端降雨与城市洪涝所带来的潜在危害和社会影响已经引起了广泛的关注,为了缓解日益严重的城市雨洪灾害,改善生态系统和环境,我国政府于2013年提出了城市雨洪管理新策略,实施海绵城市建设发展战略。
本文旨在充分了解国内外海绵城市相关研究的基础上,对城市洪涝的成因和形成机理、海绵城市的内涵、海绵城市建设目标和技术方法,以及海绵城市建设管理中面临的挑战进行全面的总结,并为海绵城市发展提供相关对策建议。
1 城市洪涝灾害与海绵城市战略实施1.1 海绵城市战略实施背景:城市洪涝灾害我国存在着严重的水管理问题,包括洪涝、水资源短缺和水污染等,这些问题严重影响了城市地区社会经济的发展[2]。
近年来,我国的城市洪涝灾害变得更加频繁和严重,自2008年以来,受洪涝影响的城市数量增加了一倍以上,每年至少有130个城市遭受洪涝灾害[3-4]。
城市洪涝给我国带来了巨大的经济损失和恶劣的社会影响(见表1)。
表1 2004—2015年我国城市雨洪灾害造成损失统计年份受灾人次/万人死亡人数/人农作物受灾面积/104 hm 2房屋倒塌/万间直接经济损失/亿元20049 245 1 370747.0106498.0200513 0001 2601 095.5121774.1216杨高升:海绵城市战略下城市雨洪管理探析年份受灾人次/万人死亡人数/人农作物受灾面积/104 hm2房屋倒塌/万间直接经济损失/亿元20067 260 1 036810.183609.1 200714 000 1 467 1 046.3101845.3 200810 000915668.237651.8 20099 245704764.457655.0 201020 000 3 104 1 752.6222 3 505 201112 000591690.070 1 200 201211 000887772.961 1 661.2 201311 000 1 411875.750 1 883.8 20147 200728474.027 1 029.8 2015 6 777540562.014920.6 注:数据来源于《中国气象灾害年鉴》表1(续)1.2 城市洪涝灾害成因分析我国各城市的洪涝灾害日趋严重,在众多影响因素中,气候变化、快速城市化、雨水管理系统落后是导致城市洪涝灾害发生的主要因素。
(1)气候变化。
气候变化是增加洪水灾害的驱动因素。
Duan等人[1]研究表明,气候变化在包括我国在内的全球大多数地区带来了极端降雨。
最近几年,越来越多的极端降雨事件,特别是高强度的短时降雨事件被观测到[3]。
2012年,极端降雨量已占了我国年总降水量的1/3[5]。
极端降雨的高频率与严重性增加了洪涝灾害的风险,也改变了我国城市发展的自然条件[6]。
(2)城市化。
自20世纪90年代初,我国开始了大规模、快速的城市化发展。
据国家统计局[7]数据显示,1990—2015年我国的城市人口从占全部人口总数的26.4%增长至56.1%,年均增长率约为6.2%;同一时期,我国城市面积从1.3×104 km2增长至5.2×104 km2,年均增长率为12%。
由于我国过去的城市发展以经济增长为主,较少关注生态系统的集成开发和环境保护[8]。
伴随着城市化,发达地区的地貌发生了巨大转变。
事实上,我国城市的不透水表面面积以每年6.5%的速度稳步增长[9],同时湖泊和湿地等天然水生态系统的面积不断减小,城市中维持水弹性的天然水系统和古代人工水系统亦被破坏[10]。
城市化严重降低了当地吸收、储存、渗透、滞留和净化雨水的能力,加剧了城市径流、水土污染,也提高了洪涝的频率和严重程度[11]。
粗放的城市化发展模式与气候变化相结合,共同提高了城市洪涝灾害的风险[1]。
(3)城市雨水管理。
我国城市排水系统的完善一直未能跟上人口增长和城市扩张的步伐,城市雨水管理设施建设落后于基础设施建设,排水管网的设计标准已经过时,不足以满足现今的降雨标准。
城市化和极具不确定性的极端降雨降低了城市对雨洪灾害的抗性,给城市地区排水和雨水管理带来了巨大的挑战[12],因此,城市雨洪灾害变得更加频繁和严重。
2 海绵城市战略为了缓解日益严重的城市雨洪灾害,改善城市水循环,我国在借鉴国外先进经验的基础上,于2013年正式提出了海绵城市建设发展战略。
2.1 内涵和定义海绵城市是新一代城市雨洪管理概念,然而,海绵城市的准确内涵尚未确定。
根据目前的共识,海绵城市的基本内涵包括以下几点描述:(1)海绵城市是一种综合的城市雨洪管理策略。
海绵城市建设在考虑城市水循环各个方面的同时也需要考虑人对水的需求和生态对水的需求。
(2)海绵城市的科学基础涉及城市水文循环的物理规律及其相关过程。
(3)海绵城市的基础设施系统既包括灰色基础设施,也包括绿色基础设施。
(4)在海绵城市建设中,工程要素(如绿色和灰色基础设施)和非工程要素同样重要。
(5)海绵城市试图尽可能地维护城市环境中的自然水文特征,并通过引入准自然设计来实现。
(6)海绵城市建设促进城市防洪排涝、雨水集蓄利用、水环境保护和城市生态恢复。
(7)海绵城市建设旨在提高城市对环境变化(城市化和气候变化)以及遭受相关自然灾害时的恢复能力。
本文通过对海绵城市内涵的理解,从综合性和系统性的角度对海绵城市作出以下定义:海绵城市建设是一种城市雨洪管理综合治理战略,以水循环及其相关过程的物理规律为基础,旨在缓解城市内涝,控制城市水污染,利用雨水资源,修复水生态。
海绵城市在尊重城市水循环自然生态调节原则的指导下,通过灰色和绿色基础设施建设以及非工程措施,构建社会经济系统与城市水循环之间的良性互杨高升:海绵城市战略下城市雨洪管理探析217动,从而增强城市水循环,提高城市面临的环境变化和自然灾害的弹性和和恢复能力。
2.2 海绵城市建设目标海绵城市建设的主要目标是,构建一个雨水收集、渗透、自然净化的健康水循环系统来改善城市化和气候变化对城市的影响。
其5个主要目标总结如下:(1)缓解城市洪涝灾害。
我国许多城市频发严重内涝,在过去的4年,超过80%的大城市遭遇过洪水[13]。
为减轻城市内涝,海绵城市采用低影响开发理念将城市发展对自然环境的影响降到最低,包括减缓城市不透水区的增长率,努力建设绿色基础设施和发展排水管网系统[14],力求做到小雨时无明显径流、暴雨时无洪涝。
(2)改善城市水质。
过去30年我国的快速城市化和工业化带来了严重的水污染,许多城市存在饮用水安全问题[15]。