海綿城市研究綜述

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2023-07-11

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摘要:隨著中國的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化速度加快,工業(yè)化速度增快,水文循環(huán)破壞嚴重,降雨量日益增大,導致各個城市(例如武漢、北京等)相繼出現(xiàn)內澇...


1、從傳統(tǒng)排水系統(tǒng)到海綿城市


隨著中國的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化速度加快,工業(yè)化速度增快,水文循環(huán)破壞嚴重,降雨量日益增大,導致各個城市(例如武漢、北京等)相繼出現(xiàn)內澇,說明傳統(tǒng)的溝渠、管道排水已經超出自身排水負荷。


海綿城市研究綜述


傳統(tǒng)的排水方式主要是通過溝渠、管道排水,此種方式雖然能夠解決即時的雨量,但當溝渠、管道已經沒辦法滿足徑流要求時就擴大管徑與溝渠的橫斷面,造成了經濟投資巨大且效果也不明顯。加之,傳統(tǒng)的排水模式由于人類的不合理排污方式也容易造成管道堵塞,導致排水不暢,最終形成內澇。近年來,海綿城市作為新興的排水方式,在各個領域都引起了相當大的關注。海綿城市主要由海綿網絡構成,它主要包括帶有滲、滯、蓄功能的海綿體,凈功能的水處理系統(tǒng),用、排水儲用系統(tǒng)的復合系統(tǒng)[2]。海綿城市包括建設用地和非建設用地的改造。在建設用地主要通過改造建筑屋面,平屋面宜采用屋頂綠化的方式蓄存雨水,不能回收利用的雨水,應就近引入建筑周圍綠地或考慮作為景觀水體補水;非建設用地采用公園濕地、附屬綠地等作為海綿體,加快雨水的排出,加速下滲的速度,加快徑流的排泄。


綠地公園是海綿城市的一種,它主要是通過在表面鋪設易滲透的植被,加速雨水下滲,在中部種植植被,當雨水經過地面徑流滲入綠地公園后,經過植被的過濾和簡單處理后,雨水流入儲存結構,以備洗車、澆灌之用。這種形式的海綿體,不僅減少了管道、灌渠的載流壓力,同時也加快了雨水的排放,不會對城市造成內澇,同時合理提高了雨水的利用率,減少泥污含量。


2、海綿城市在國外的發(fā)展與現(xiàn)狀


2.1海綿城市在美國的建設


BMP(最佳管理措施)、LID(低影響開發(fā))和GI(綠色基礎設施)是美國海綿建設的主要內容。


美國的最佳管理措施包括工程與非工程措施[5]。工程措施主要是通過增加植被和濕地的緩沖區(qū)以降低污水地表徑流速度,再攔截污染物,降解污染物。非工程就是靠大量宣傳海綿城市的相關知識,促進海綿城市的正確使用和實施。低影響開發(fā)模式主要是在建設建筑物時盡量與當?shù)貧庀笙喾希瑢⒔涤炅扛牡阶钚?,比如三峽大壩的建立,雖然起到了調蓄功能,但是對于重大雨量的增加也是再所難免。綠色基礎建設,由水系、濕地、林地公園、農場、森林等組成的相互聯(lián)系的網絡。它們相互協(xié)調,維持著生態(tài)和諧發(fā)展,防止自然災害的發(fā)生。


2.2海綿城市在德國的建設


德國的海綿城市在技術和法律法規(guī)方面都是最健全的。經過幾百年的發(fā)展已經形成較為全面的排水系統(tǒng)。而且在規(guī)劃之初,考慮了內澇和雨污分流的問題。在滯蓄工程方面,也是考慮到利用雨水截留、污染物攔截等來減輕徑流負荷。在德國柏林,每個戶大都設有雨水利用設施,截留下來的雨水經沉淀,過濾再次用于洗車等用途。而且他們的道路等也都采用透水性較好的材質,最大限度的讓雨水下滲,避免形成雨水堆積。在工程傳播方面通過各種方式鼓勵性的倡導共民合理利用雨水資源,提高雨水利用率。


2.3海綿城市在日本的建設


日本人東京的法律法規(guī)制度完善,通過預測暴雨的降臨從而減少城市內澇帶來的災害。日本的基礎設施建設相當嚴密,他們不像中國的制度,對于向管道投擲污染物,倒垃圾等行為都是明確禁止的,而且有專門的懲罰制度。同時日本的清污技術也是比較發(fā)達,針對洪水風險區(qū)人口密度高、資產密集的情況,實施了加固堤防、拓寬河道等一系列泄洪和防洪設施工程,其宗旨都是讓河流與自然環(huán)境相適應。


3、海綿城市現(xiàn)存的主要問題


3.1對于構建海綿城市的宣傳力度和法律法規(guī)建設不足當前由于傳統(tǒng)排水方式的深入人心,很多人對于海綿城市這個名詞觀念并不熟悉,這就需要政府和相關部門相互配合加大宣傳力度,改變公民的傳統(tǒng)觀念,同時加強法律法規(guī)建設,明確禁止向綠地公園表面仍垃圾,同時禁止環(huán)衛(wèi)工人在清潔路面的同時將垃圾掃至綠地表面,造成綠地公園滲透能力下降,同時也會造成污染。


3.2 對雨水的收集率低


我國海綿城市的建設主要是針對內澇的形成同時提高雨水的利用率。但是由于現(xiàn)階段的技術有限,導致對雨水的收集率仍然不高,問題的關鍵可能出在海綿體的選擇,導致滲透效果不佳。其次,還有的問題出在海綿體凈化能力問題上,對雨水的凈化能力不佳,導致被污染過的雨水進入河體,污染河體。


3.3 海綿城市的建設者能力欠缺


由于海綿城市是新興的排水系統(tǒng),在這方面還有許多地方需要改進,很多領域都還沒有參透,所以在這方面的人才也是欠缺的。由于人才的欠缺導致海綿城市并不能大興的發(fā)展,在實際建設和管理中仍存在很多問題,不能將海綿建設同自然生態(tài)相結合起來,達到最高的排水能力。同時,由于建設者能力的欠缺,也會影響他們的工作積極性和實際操作的準確度。


4、海綿城市在中國的發(fā)展前景


4.1 投資低,工程量較小


海綿城市的實施只需要海綿體,即種植一些滲透性較好的植物,充分將地面雨水下滲,減少坑洼,相比于傳統(tǒng)的排水模式(管道或溝渠)既節(jié)省了經濟,又減少了人力、物力的投資


4.2 海綿城市在提高中國抗內澇方面起著重要的作用


就目前中國的發(fā)展水平來看,中國目前處于發(fā)展中國家,在海綿城市建立的技術方面還不夠成熟,但是海綿城市在13個試點城市[35]取得的成就足以對中國研究者啟示,督促著中國科研人士向海綿城市建設方面進行考研。


4.3 海綿城市與傳統(tǒng)排水模式并存


對于一些降雨量較大的城市,可以考慮將海綿城市與傳統(tǒng)的排水方式并存運行,這樣不僅可以提高效率也能將海綿體充分利用,減少海綿城市的建設投資。


5、結語


城市雨洪的危害關乎我們每一個人,是限制我國生態(tài)發(fā)展的主要因素。海綿城市的建設是一項有助于減少內澇,提高雨水利用率,調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的工程。想要充分發(fā)揮海綿體的作用,必須依靠我們全體人民,同時借鑒國外的先進技術和研究方法,結合自身情況,因地情況實施不同的方案,打造一個宜居的城市,減少雨洪對城市居民造成的危害和不便。


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