住房和城乡建设部《海绵城市建设技术指南》解读及案例-摘自网络
发布者: 发布时间:2014-11-1111月2日,住房和城乡建设部对外印发《海绵城市建设技术指南》,这意味着今后我国城镇排水防涝系统的建设将不再以“修大管子”为主,建设理念将发生彻底转变。
一、把雨水从包袱变成解渴财富
近些年来,逢雨必涝逐渐演变为我国大中城市的痼疾。然而,不再“城中看海”却不仅仅是管道扩容这么简单。
“目前我国99%的城市都是快排模式,雨水落到硬化地面只能从管道里集中快排。强降雨一来就感觉修多大的管道都不够用,而且许多严重缺水的城市就这么让70%的雨水白白流失了。”住房和城乡建设部城市建设司副巡视员章林伟以深圳光明新区举例,这个年均降雨量1935毫米、汛期暴雨集中的城区,一方面有26个易涝点,内涝严重;另一方面又严重缺水,70%以上的用水靠从区外调水。“这说明城市排涝抗旱的思路必须调整,把雨水这个包袱变成城市解渴的财富。”
清华大学校长、国家环境咨询委员会委员陈吉宁教授介绍,海绵城市就是比喻城市像海绵一样,遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《指南》,今后城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
二、道路透水铺装形成海绵体
建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。
建设海绵城市,关键在于不断提高“海绵体”的规模和质量。
原有的“海绵体”要有效保护。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据《指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。
有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还起到节能减排、缓解热岛效应的功效。道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。
三、海绵城市经济效益不可小觑
那么,建设海绵城市是否意味着要增加城市建设投资呢?章林伟认为,“算大账,构建海绵城市的经济效益不可小觑”。
“海绵城市建设非常注重对天然水系的保护利用,大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施又往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合,‘净增成本’比较低,还能大幅减少水环境污染治理费用,降低城市内涝造成的巨额损失。”章林伟说。
对于老旧城区占比较大的特大型城市,建设海绵城市是否现实?中国城市规划设计研究院城镇水务与工程研究院副院长谢映霞认为,相对新城区,老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题。但相比建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案,多添置一些“海绵体”反而更具可行性。
“设计建设过程中,既有的老旧建筑可通过雨水管断接技术,利用社区内部的花坛、绿地等空间布置雨水花园、下沉式绿地;市政道路可结合道路绿化带、树池等绿化空间布置生态树池、植草沟等低影响开发设施;也可将老旧社区雨水管线接入周边公园、水体、集中绿地。”谢映霞说。
根据《指南》,城市人民政府将是建设海绵城市的责任主体,有责任明确各地块单位面积控制容积、下沉式绿地率及其下沉深度、透水铺装率、绿色屋顶率等主要指标,并通过相关专业或专项规划编制及实施,具体落实海绵城市的建设任务。特别需要指出的是,今后各地要将上述指标作为各地块开发的约束条件。
四、案例
1.深圳市光明新区门户区市政道路
门户区23条市政道路,共计17 km。工程设计按照低影响开发理念配套设置雨水综合利用措施,将道路红线范围内的雨水优先汇集进入两侧的生物滞留带进行渗滤、滞蓄处理,将径流雨水用于补充地下水,发挥径流污染控制、峰值流量削减、水文生态修复等方面的作用。
低影响开发设施设计标准包括控制径流峰值流量、综合径流系数和径流污染,在三个标准中选择最大的标准作为控制目标。
根据设计标准计算各项低影响开发设施的尺寸,包括其附属设施,如预处理设施、临时存储空间、各个过滤层厚度、配水设施等。
所有低影响开发设施均按径流峰值控制目标设计,可实现城市雨水管渠的综合设计重现期标准由2年一遇提高到4年一遇,设施的规模相当于设计降雨量28 mm,可实现年径流总量控制率约为70%。低影响开发雨水系统不改变传统设计中的雨水管渠排放系统,只是在雨水排放到雨水管渠系统前对峰值流量、径流污染等进行控制。
所有低影响开发设施的绿化均满足景观要求,设计最大雨水排空时间为24 h。
植物配种主要满足以下要求:
(1)景观设计的认可;
(2)低影响开发设施排水时间满足植物受淹时间要求;
(3)低影响开发设施的种植土层需满足植物种植要求。
图F4-1和F4-2分别是道路剖面示意图和生物滞留带实景图。
【生物滞留设施】
适用性:生物滞留设施主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地,以及城市道路绿化带等城市绿地内。
优缺点:生物滞留设施形式多样、适用区域广、易与景观结合,径流控制效果好,建设费用与维护费用较低;但地下水位与岩石层较高、土壤渗透性能差、地形较陡的地区,应采取必要的换土、防渗、设置阶梯等措施避免次生灾害的发生,将增加建设费用。
2.光明新城公园
占地面积约58.58 h㎡,其中建筑1.40 h㎡,绿地53.06 h㎡,道路广场3.56 h㎡,水体0.56 h㎡。园内排水沟均采用植草沟,在转输径流雨水的同时,可将部分雨水下渗补充地下水。
依据产流量计算,园内年产生的雨量为45×104 m3,园内年产生的雨水量远大于景观用水量,结合水景设施和地形,设置3座雨水蓄水池,规模300 m3/座。
经水量平衡计算,园内给水水源分两部分,一部分是绿化浇灌用水(含绿化浇灌、道路和广场冲洗用水),由园内的雨水收集后供给;另一部分是游客用水,由园内的市政给水管网供给,两部分相对独立。绿化浇灌用水、道路和广场冲洗用水采用雨水作为供水水源,最高日用水量为589 m3,最大时用水量60 m3。当雨水量不够绿化浇灌时,采用市政给水作为浇灌补充水,补充到蓄水中。
3.光明新区群众体育中心
部分建筑屋顶采用绿色屋顶,不仅美观,而且可以有效削减径流雨水,对城市内涝灾害防控和径流污染控制具有积极作用。
停车场应用草格铺砌,广场应用透水砖铺砌,可有效下渗雨水。
【绿色屋顶】
停车场和广场周围绿地部分采用下沉式绿地和雨水花园,停车场和广场超渗径流雨水可流入其周围的下沉式绿地和雨水花园内下渗。
绿地应用了下沉式绿地、植草沟、雨水花园等低影响开发设施。这些设施的建设不但可以有效控制地表径流,而且还能消纳周围部分硬质地面径流雨水,效果显著。
一、把雨水从包袱变成解渴财富
近些年来,逢雨必涝逐渐演变为我国大中城市的痼疾。然而,不再“城中看海”却不仅仅是管道扩容这么简单。
“目前我国99%的城市都是快排模式,雨水落到硬化地面只能从管道里集中快排。强降雨一来就感觉修多大的管道都不够用,而且许多严重缺水的城市就这么让70%的雨水白白流失了。”住房和城乡建设部城市建设司副巡视员章林伟以深圳光明新区举例,这个年均降雨量1935毫米、汛期暴雨集中的城区,一方面有26个易涝点,内涝严重;另一方面又严重缺水,70%以上的用水靠从区外调水。“这说明城市排涝抗旱的思路必须调整,把雨水这个包袱变成城市解渴的财富。”
清华大学校长、国家环境咨询委员会委员陈吉宁教授介绍,海绵城市就是比喻城市像海绵一样,遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《指南》,今后城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
二、道路透水铺装形成海绵体
建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。
建设海绵城市,关键在于不断提高“海绵体”的规模和质量。
原有的“海绵体”要有效保护。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据《指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。
有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还起到节能减排、缓解热岛效应的功效。道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。
三、海绵城市经济效益不可小觑
那么,建设海绵城市是否意味着要增加城市建设投资呢?章林伟认为,“算大账,构建海绵城市的经济效益不可小觑”。
“海绵城市建设非常注重对天然水系的保护利用,大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施又往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合,‘净增成本’比较低,还能大幅减少水环境污染治理费用,降低城市内涝造成的巨额损失。”章林伟说。
对于老旧城区占比较大的特大型城市,建设海绵城市是否现实?中国城市规划设计研究院城镇水务与工程研究院副院长谢映霞认为,相对新城区,老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题。但相比建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案,多添置一些“海绵体”反而更具可行性。
“设计建设过程中,既有的老旧建筑可通过雨水管断接技术,利用社区内部的花坛、绿地等空间布置雨水花园、下沉式绿地;市政道路可结合道路绿化带、树池等绿化空间布置生态树池、植草沟等低影响开发设施;也可将老旧社区雨水管线接入周边公园、水体、集中绿地。”谢映霞说。
根据《指南》,城市人民政府将是建设海绵城市的责任主体,有责任明确各地块单位面积控制容积、下沉式绿地率及其下沉深度、透水铺装率、绿色屋顶率等主要指标,并通过相关专业或专项规划编制及实施,具体落实海绵城市的建设任务。特别需要指出的是,今后各地要将上述指标作为各地块开发的约束条件。
四、案例
1.深圳市光明新区门户区市政道路
门户区23条市政道路,共计17 km。工程设计按照低影响开发理念配套设置雨水综合利用措施,将道路红线范围内的雨水优先汇集进入两侧的生物滞留带进行渗滤、滞蓄处理,将径流雨水用于补充地下水,发挥径流污染控制、峰值流量削减、水文生态修复等方面的作用。
低影响开发设施设计标准包括控制径流峰值流量、综合径流系数和径流污染,在三个标准中选择最大的标准作为控制目标。
根据设计标准计算各项低影响开发设施的尺寸,包括其附属设施,如预处理设施、临时存储空间、各个过滤层厚度、配水设施等。
所有低影响开发设施均按径流峰值控制目标设计,可实现城市雨水管渠的综合设计重现期标准由2年一遇提高到4年一遇,设施的规模相当于设计降雨量28 mm,可实现年径流总量控制率约为70%。低影响开发雨水系统不改变传统设计中的雨水管渠排放系统,只是在雨水排放到雨水管渠系统前对峰值流量、径流污染等进行控制。
所有低影响开发设施的绿化均满足景观要求,设计最大雨水排空时间为24 h。
植物配种主要满足以下要求:
(1)景观设计的认可;
(2)低影响开发设施排水时间满足植物受淹时间要求;
(3)低影响开发设施的种植土层需满足植物种植要求。
图F4-1和F4-2分别是道路剖面示意图和生物滞留带实景图。
【生物滞留设施】
概念与构造:生物滞留设施指在地势较低的区域,通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。生物滞留设施分为简易型生物滞留设施和复杂型生物滞留设施,按应用位置不同又称作雨水花园、生物滞留带、高位花坛、生态树池等。
适用性:生物滞留设施主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地,以及城市道路绿化带等城市绿地内。
对于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1 m 及距离建筑物基础小于3 m(水平距离)的区域,可采用底部防渗的复杂型生物滞留设施。
优缺点:生物滞留设施形式多样、适用区域广、易与景观结合,径流控制效果好,建设费用与维护费用较低;但地下水位与岩石层较高、土壤渗透性能差、地形较陡的地区,应采取必要的换土、防渗、设置阶梯等措施避免次生灾害的发生,将增加建设费用。
2.光明新城公园
占地面积约58.58 h㎡,其中建筑1.40 h㎡,绿地53.06 h㎡,道路广场3.56 h㎡,水体0.56 h㎡。园内排水沟均采用植草沟,在转输径流雨水的同时,可将部分雨水下渗补充地下水。
依据产流量计算,园内年产生的雨量为45×104 m3,园内年产生的雨水量远大于景观用水量,结合水景设施和地形,设置3座雨水蓄水池,规模300 m3/座。
经水量平衡计算,园内给水水源分两部分,一部分是绿化浇灌用水(含绿化浇灌、道路和广场冲洗用水),由园内的雨水收集后供给;另一部分是游客用水,由园内的市政给水管网供给,两部分相对独立。绿化浇灌用水、道路和广场冲洗用水采用雨水作为供水水源,最高日用水量为589 m3,最大时用水量60 m3。当雨水量不够绿化浇灌时,采用市政给水作为浇灌补充水,补充到蓄水中。
公园内雨水口均设置截污挂篮,公园道路、停车场、公共广场均采用透水铺装。公园内还设有干塘、湿地、渗井等设施。图F4-3是公园的低影响开发雨水系统流程图,图F4-4是公园平面图和植草沟实景图。
3.光明新区群众体育中心
部分建筑屋顶采用绿色屋顶,不仅美观,而且可以有效削减径流雨水,对城市内涝灾害防控和径流污染控制具有积极作用。
停车场应用草格铺砌,广场应用透水砖铺砌,可有效下渗雨水。
【绿色屋顶】
概念与构造:绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等,根据种植基质深度和景观复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式,基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定,简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于150mm,花园式绿色屋顶在种植乔木时基质深度可超过600mm,绿色屋顶的设计可参考《种植屋面工程技术规程》(JGJ155)。绿色屋顶的典型构造如图4-7所示。
优缺点:绿色屋顶可有效减少屋面径流总量和径流污染负荷,具有节能减排的作用,但对屋顶荷载、防水、坡度、空间条件等有严格要求。
停车场和广场周围绿地部分采用下沉式绿地和雨水花园,停车场和广场超渗径流雨水可流入其周围的下沉式绿地和雨水花园内下渗。
绿地应用了下沉式绿地、植草沟、雨水花园等低影响开发设施。这些设施的建设不但可以有效控制地表径流,而且还能消纳周围部分硬质地面径流雨水,效果显著。
图F4-5是体育中心透水铺装地面和下沉式绿地的实景图。