海绵城市：让城市自然呼吸.ppt

海绵城市 让城市自然呼吸 杨娅琳2015 1 15 1234 1背景2认识海绵城市3相关案例4技术手段 1背景 我们生活在 一个62 城市经历过内涝的国度 我国是 世界13个贫水国之一 2 3城市缺水 水少 水多 干旱缺水用水浪费地下水位下降 洪涝灾害频发雨水资源浪费 Howcanwesurvive 我们将何以生存 400个城市缺水75 地表水污染50 湿地消失 目前 水土流失已经危及到城市 我国 90 城市水系受到污染 水体污染面源污染地表水污染治理效果差 水土流失河湖泥沙淤积 水脏 水浑 Howcanwesurvive 我们将何以生存 400个城市缺水75 地表水污染50 湿地消失 城市规划建设的每个细节都要考虑对自然的影响 更不要打破自然系统 为什么这么多城市缺水 一个重要原因是水泥地太多 把能够涵养水源的林地 草地 湖泊 湿地给占用了 切断了自然的水循环 雨水来了 只能当作污水排走 地下水越抽越少 解决城市缺水问题 必须顺应自然 在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来 更多利用自然力量排水 建设自然积存 自然渗透 自然净化的 海绵城市 习近平 2013年中央城镇化工作会议 Theartofsurvive生存的艺术 2认识海绵城市 让城市像海绵一样 吸水 蓄水 渗水 净水 城市开发建设后水文特征接近开发前 海绵城市概念 1 2 1本质 城镇化与环境资源的协调发展 传统城市 改造自然利用土地为主改变原有生态粗放式建设地表径流量大增 海绵城市 顺应自然人与自然和谐保护原有生态低影响开发地表径流量不变 硬底化 抑制城市 呼吸 解读海绵城市 四项基本内涵 2 自然态 帮助城市 呼吸 10 imagebyWRT 美国费城 imagebyWRT 绿色基础设施再造海绵大地 2 2目标 让城市 弹性适应 环境变化与自然灾害保护原有水生态系统最大限度保护原有河湖水系 生态体系维持城市开发前的自然水文特征恢复被破坏水生态对传统粗放建设破坏的生态给予恢复保持一定比例的城市生态空间推广河长制 治理水污染低影响开发 LID 合理控制开发强度 减少对城市原有水生态环境的破坏留足生态用地 增加水域面积 促进雨水积存净化通过减少径流量 减轻暴雨对城市运行的影响 解读海绵城市 四项基本内涵 2 2 3转变排水防涝思路 年径流总量控制率概念示意图 解读海绵城市 四项基本内涵 2 径流总量不变 渗透 存储等峰值流量不变 渗透 调节等源头削减 过程控制 末端措施峰现时间不变 滞留 调蓄等 2 4开发前后场地的水文特征基本不变 解读海绵城市 四项基本内涵 2 3 1区域水生态系统保护与修复 途径一 二 a 重要生态斑块识别 b 生态廊道的构建 实现海绵城市 三项基本途径 3 c 划定全市域蓝线与绿线 划定河道蓝线 全面保护山体 水体 低洼地 湿地等生态敏感区 实现海绵城市 三项基本途径 3 d 水生态系统修复 系统的生态修复 e 人工湿地 重建城市之肾 实现海绵城市 三项基本途径 3 顶层设计 明确要求 城市总体规划 自然水文条件保护 紧凑型开发指标 提出LID理念及要求 专项规划 城市水系专项规划 供水 节水 污水 再生利用 排水 防涝 绿线 蓝线等 城市道路与交通专项规划 水文保护 红线内外LID系统布置 城市绿地系统专项规划 各类绿地及周边用地雨水控制利用等 绿色建筑 纳入评价标准或指标体系 控制性详细规划 明确规划区及各地块LID控制目标 统筹协调 系统设计 3 2城市规划区低影响开发 LID 途径三 实现海绵城市 三项基本途径 3 低影响开发雨水系统构建途径示意图 明确目标 层层落实 径流总量控制目标 径流峰值控制目标 径流污染控制目标 共同达到城市排水防涝系统设计标准LID转输与排放设施应符合相关规范的重现期要求 通过径流总量控制来实现 控制指标SS COD等 初期雨水污染总量削减 40 雨水资源化利用 雨水收集 存储 年径流总量控制率分区图 上海III区 75 85 3相关案例 高程分析图 地形南高北低 坑塘水系富集 五大集水区 宏观策略 构建水安全格局 完善生态基础设施 海绵城市宏观战略 生态基础设施先行 武汉五里界生态城 1 雨水收集系统 雨水收集系统排水图 建立以雨水收集为特色的三级廊道系统 依托植被浅沟 湿地泡泡 河道实现雨水的蓄滞与再利用 总平面图 西雅图自然排水系统规划 SEAStreet 2 ImprovingCreeksandWaterways foraHealthySeattle www seattle gov RestoreOurWaters 新科大 SUTD 3 新加坡科技设计大学 SUTD 是继新加坡国立大学 新加坡南洋理工大学 新加坡管理大学后 新加坡的第四所公立大学 新加坡科技设计大学的首批340名学生在2012年5月初正式上课 新科大将与世界两所顶尖大学 美国麻省理工学院和中国浙江大学合作 也让大学成为东西融会的枢纽 Sasaki 哈尔滨东部新城 群力总占地2733公顷 约30万人将在这里居住 仅有16 4 的城市土地被规划为永久绿色空间 公园占地34 2公顷 受周边道路建设和高密度城市发展影响 湿地面临着严重威胁 土人改变了为保护而保护的单一目标 从解决城市问题出发 利用城市雨洪 将公园转化为城市雨洪公园 哈尔滨群力雨洪公园 4 2014ASLA的通用设计荣誉奖得奖作品 解决两个主要问题 A 雨洪管理B 低维护材料和植物 万科建筑研究中心 Z TStudio 5 三角形花园 三角形花园 风车花园 4技术手段 控制目标 LID设施共有21种 按照功能作用基本上分为6个类型 1 流量控制雨水径流流量的调节 2 阻流在地下临时存储雨水 或在低洼地区允许定量排放 降低峰值流速 3 滞留在场地内存储雨水 便于固体悬浮物的沉淀 4 过滤通过多空的介质隔离雨水沉淀物 如砂子 须根系统 人造的过滤器 5 渗透雨水径流通过土壤垂直下渗 补给地下水 6 处理利用植物的修复和细菌的作用分解雨水中的污染物质 低影响开发 LID 设施 1 实际操作中 单一的LID设施往往达不到应对百年一遇洪水的要求 这就需要建立一个整体性的LID网络 实现雨洪处理 1 流量控制 流量控制装置贯穿整个网络 使用范围较广泛 主要作用是减少表面径流和管道排放 2 雨洪接收 直接接收雨洪 进行初级处理 并将雨水径流导入下一层设施3 过滤收集 此类设施主要通过收集和过滤功能 在最终处理前分流雨水 处理污染 保证下一级设施的安全运转 4 渗透处理 此类设施通过渗透方式 将雨水径流导入地下 并通过生物方式处理雨水中的污染物 建立动植物群落 流量控制 1 大尺寸管道 2 流量控制装置 流量控制 3 干洼地 4 地下阻留装置 流量控制 雨洪接收 6 雨水涵道 8 滞留池 流量控制 雨洪接收 9 过滤草带 10 地下过滤砂床 流量控制 过滤收集 11 地上过滤砂床 15 渗透暗沟 流量控制 过滤收集 16 树池过滤 17 雨水花园 流量控制 渗透处理 19 生态植草沟 21 人工湿地 流量控制 渗透处理 低影响开发模式在城市开发中的应用 从单体建筑 地产 街道 公共空间 最后共同构成一个LID网络 建筑地产街道公共空间 LID如何在建筑中应用 屋顶材料墙面设施地面设施 低影响开发模式在城市开发中的应用 沥青玻纤瓦 薄膜屋顶及处理过的木质屋顶收集的雨水具有高度污染 会引起癌症 神经错乱等病症 收集的雨水经处理只能用于景观观赏植物灌溉 粘土瓦屋顶 金属屋顶 绿色屋顶三种屋顶收集的雨水可直接用于可食用的植物的灌溉 经过滤和消毒可作为饮用水使用 建筑中的LID设施 径流收集面位于树木附近有叶片过滤网的排水槽有沉积物收集的落水筒 连接到地下停水处或直接连接到蓄水池连接到蓄水池的管道 典型的为4英寸初次冲刷装置 碎片和沉积物拦截雨水入口检修和维护通道蓄水池溢流管 连接到灌溉系统或补给地下水的渗沟景观灌溉过滤器可选择的沙滤灌溉和加压泵灌溉系统供水线树叶与碎片过滤筐软管水龙头带有过滤系统的可选择的灰水和饮用水连结 LID模式在建筑中的应用 建筑地产 property 街道公共空间 1 我们如何引入生产性景观 2 我们怎样最小化不透水铺装面积 3 我们怎样增加生物多样性 4 我们怎样增加场地内的渗透 低影响开发模式在城市开发中的应用 工业草坪 传统草坪 1 过度施肥 比农民种地用的除草剂还要多2 维护费用高昂 美国平均一个夏天用水为10000加仑3 修剪会减少50 的氮肥4草坪护理每年会花费40billion 400亿 相当于越南2003年的GDP总值 生产性草坪 LID草坪 1 0 33英亩的生产性草坪 可以生产养活六口之家的蔬菜 2 促进营养物质的循环 LID草坪可以促进氮化细菌的繁殖 有利于含氮化合物的分解3 土壤回填 其中12 5 为食物残渣 12 8 为院子配料 这些都可以再被吸收再利用 Productivelandscape引入生产性景观 生产性景观具有多方面的优势 用生产性景观替代传统的工业草坪景观 Imperioussurface可渗透性铺装 利用可渗透性铺装材料 替代传统的不可渗透性铺装 最小化不可渗透性铺装面积 多孔沥青 可渗透性混凝土 连锁铺砖 橡胶铺装 砂石系统 植草砖 不透水铺装对地表径流的影响 Increasebiodiversity增加生物多样性 减少不透水铺装的面积不透水铺装不利于雨水的下渗 在暴雨事件中污染物质与硬质表面的接触非常集中 会导致复合污染 透水铺装可以增加就地下渗 防止将污染物传到另外的地方 透水铺装应用于处理网络的最初 在径流到达二级LID设施前 便于降低流速 过滤沉淀 透水铺装可以应用于停车场 偶尔使用的车道 不适用与交通量大的区域 强化草坪和地块与LID处理设施的结合雨水花园是在已存草坪内增加就地下渗的较好的方法 它利用低洼地天然的收集特性 以及对干燥和湿润天气的适应性 除了景观效益外 雨水花园还可以通过植物的吸收等作用 促进污染物质的分解 对于停车区域树池可以转变为暴雨径流的处理设施 通过消减和消除限制 下沉的岛屿可以从不透水的铺装接收暴雨 用节水型植被代替高养护的植被工业草坪需要移植 铺设 化学肥料 除草剂 燃料及设备 废物管理等是巨大的 然而他们的根系较浅 只能提供较少的下渗和生态服务 节水草坪可以提供显著的经济和环境效益 例如增加生物多样性 生产食物 就地下渗 低维护等 一个多组分混合的原生草是已经适应了一个地区的气候和能够作为一个稳定的植物群落的存在 天然草地提供外观相同 只需要每三至五周修剪一次 针对单个block透水铺装 Periouspaving 降低径流速度雨水花园 Raingardern 传递 处理任何暴雨事件的冲击 对1 10年一遇的暴雨事件进行下渗节水草坪 Xeriscapelawn 利用节水草坪替代工业草坪 可以处理 下渗10 25年一遇的暴雨事件 单个建筑与公共空间的连接带 midblockeasement 透水铺装 Periouspaving 降低径流速度雨水花园 Raingardern 传递 处理任何暴雨事件的冲击 对1 10年一遇的暴雨事件进行下渗河岸缓冲带 Xeriscapelawn 河岸缓冲带对于上游的发展特别重要 BlockDesign模式 绿色街道greenalleyblock流量控制 Flushcurbs 通过水流控制装置 将水均匀分布于处理设施中透水铺装 Periouspavings 减少不透水铺装面积 从街道上过滤 削弱暴雨径流雨水花园 生态植草沟 Raingardern bioswale 在1 10年的暴雨事件中 利用雨水花园 生态植草沟处理径流 若要应对10 50年一遇的暴雨事件则需要和下级处理设施相连 Block前面的类型frontageblocktype透水铺装 Periouspavings 减少不透水铺装面积 从街道上过滤 削弱暴雨径流流量控制 Flushcurbs 通过水流控制装置 将水均匀分布于处理设施中雨水花园 生态植草沟 Raingardern bioswale 在1 10年的暴雨事件中 利用雨水花园 生态植草沟处理径流 若要应对10 50年一遇的暴雨事件则需要和二级处理设施相连 1 最小化不透水铺装面积2 最大化生态服务功能 1 成熟的树冠 能覆盖至少50 的道路面积2 每个单独的树池 最小应占一个停车位的大小 10 X20 Parking停车场 中心式 条状式 边界式 像素式 Parking公园 PixelatedParking像素化停车场 针对Commercialparking 减少路缘石对水流的限制 利用下沉式树池或生态植草沟来收集 过滤雨水 可应对1 10年的暴雨事件 如果土壤排水不良 应用地下滞留池或地窖等地下存储设备应对10 20年的暴雨事件 利用大型管道连接生态植草沟与下渗低洼地或滞留池 可以在25 50年一遇的暴雨事件中 保留或下渗地表径流 ReduceimpervioussurfacesbypixelatingtheparkingsurfacewithLIDpavingandlandscapes 利用LID铺装或景观将停车场表面分割 从而减少不透水表面积 Parkinggarden停车场公园 针对停车场外观不美观的问题 在停车模块中心构建雨水花园 在1 10年暴雨事件中处理 下渗径流 在10 50年一遇的暴雨事件中 通过大型号 多孔的管道 从雨水花园到处理设备传递雨水 利用剩余空间作为渗透盆地 随着下渗作用消除径流中含有的污染物 Reconfigureconventionalparkinglotmodelstoservethehydrologyofthesite wherecarssitintheirowntreatmentbasins 重新配置常规的停车场形式 每个停车单元都有一个单独的处理洼地 建筑地产街道公共空间 1 Howcanwetransformthestreetrightofway 如何正确改变街道 2 HowcanweintegrateLIDlandscape 怎样与LID景观结合 3 Howcanweemploycurbalternatives 如何选择路沿石的形式 低影响开发模式在城市开发中的应用 Componentsoflowimpactstreet低影响街道的组成部分 路沿石类型的选择传统城市街道的路沿石可以引导暴雨径流到达低洼地LID沿石可以均匀分配流量至附近的处理设施 尽可能多的保留雨水 软基础设施在到达处理系统前 降低地表径流的流速 街道可以通过透水铺装系统来完成减弱和过滤径流的目的LID设施 像沿石区域的扩展 Curbextension 在街道的特定区域建立新的雨水花园 植物 而不是管道LID用兼种植物或一组湿地植物群落 来吸收暴雨径流中的污染物 而不是把污染的径流转移到别的地方 LID种植就地减弱 处理径流 允许滞留和下渗缓解热岛效应 节约处理成本 保证水体质量 Curbalternatives路沿石形式的选择 从点源流 平均分布式表流 Designforurbantree城市中的植物 根据USDA森林组织研究报告 由于土壤的压实和恶劣的种植条件 城市中树木的生命周期约少于10年 1 种植池大小 小型街道 最小种植池6英尺主要街道 种植池8英尺2 土壤条件 理想的种植土壤为砂质土壤透水铺装下为结构性土壤3 市政设施 市政设施管道远离植物根系 Streettypes街道的类型 狭长的街道 绿色街道 公共街道 生态大道 风景林道 从地方街道 主干街道 Skinnystreet狭长街道 Createnarrowerstreetstoreducerunoffloadingandsubstituteperviouspavingforimpervioussurfacestoencouragestormwaterinfiltration 建立更窄的街道减少径流负荷 利用可渗水铺装代替不可渗透性的铺装 鼓励径流下渗 将路缘石切割允许雨水流入路缘扩展区或者是其他的LID设施 在1 2年的暴雨事件中 沿路缘构建树池过滤箱 以便削弱雨水径流连接成一个系列 或利用多空管道连接到雨水花园 以便应对更大的暴雨事件 利用路缘扩展区来重建停车车道 这将减少不透水面积 在10 25年的暴雨事件中鼓励下渗 西斯基尤街波特兰俄勒冈州 Sharedstreet公共街道 移除路缘石 允许水平表流 替代建立有轨道的径流 利用街道边界处的透水铺装 过滤带及雨水花园来进行停车 娱乐 这样可以过滤 下渗1 10年的暴雨事件 利用人工湿地来下渗或处理10 50年的暴雨事件 建立雨水管理和社会空间相结合的机会 Designlocalstreetsaslandscapesthatbalancethesocialneedsofpedestrians transit andstormwatermanagement 作为景观来设计地方街道 同时平衡行人 运输 雨水管理的需求 威灵顿街洛杉矶 加利福尼亚州 美国 Sharedstreet公共街道 人行道 生态植草沟 可渗透停车场 街道 人工湿地 街道 可渗透停车场 剖面图 Eco Boulevards生态大道 利用树土墩或检查坝来削弱或滞留径流 在1 10年的暴雨事件汇总 允许雨水下渗 利用切割的路缘石或者其他的缘石形式让雨水流入中间的LID设施 在10 50年的暴雨事件中 在径流流入传统的系统之前 结合生物沟来处理暴雨径流 Createstreetswithgreenmediansthatalsodeliverwatertreatmentservices 建立中间具有绿带且含有雨水处理功能的街道 奥克塔维亚大道洛杉矶 加利福尼亚州 美国 Eco Boulevards生态大道 剖面图 人行道 过滤带 可渗透自行车道 中央带 雨水带 中央带 可渗透自行车道 生态植草沟 可透水停车场 地方街道 树池过滤 人行道 Parkways风景大道 Improvethestreetright of wayakintoagreenwaylandscape 改进街道 类似于绿道的景观 东方大道路易斯维尔 肯塔基州 美国 建筑地产街道公共空间 1 Howcanwedeveloptoensureconservation 开发时 如何保证保护环境 2 Howcanwetransformparks 如何转变公园 3 Howcanwetransformgreenways 如何转变绿道 低影响开发模式在城市开发中的应用 ConservationDevelopment保护式开发 Preservenativevegetation sensitiveecologicalhabitat andopenspacebyusingconservationdevelopmenttechniques 通过利用保护性开发技术保留本土的植被 敏感的生态栖息地和开放空间 TreatmentParks处理公园 Introducestormwatermanagementasanotherecologicalservicedeliveredbyurbanparks 将雨水管理作为另一个由城市公园承担的生态服务功能 在公园的边界利用过滤草带来过滤 削弱来自不透水铺装的雨水径流 在1 10年的暴雨事件中 利用雨水花园来连接过滤草带和更大的处理设施 10 25年的暴雨事件中 利用渗透性低洼地和人工湿地来处理和渗透城市暴雨径流 25 50年的暴雨事件 滞留 娱乐 过滤 蒸发 避难所 栖息地 蒸发 气候调节 WaterHarvestingParks雨水收集花园 Recyclestormwaterrunoffasirrigationforhighmaintenanceparks suchascommunitygardensandsportsfields 回收径流雨水作为高养护公园灌溉用水 例