基于海绵城市的兰州排水系统调研

1、 兰州理工大学城市规划原理结课作业 题目：基于海绵城市的兰州排水系统调研 姓名: 杨琼13310220 祁登川13310117 李成虎13310113 韩明岗13310117 魏域玺13310208 指导教师： 贾丽奇 基于海绵城市的兰州排水系统调研论文 摘要：近几年的快速城镇化带来了中国经济的飞速发展，促进了区域协调发展以及全社会的进步，但是同时，快速城镇化也带来了新的问题环境污染和资源短缺，尤其是水资源短缺。这种外延式的城市发展模式给城市带来了巨大的创伤，所以必须改变城市发展模式，转为内涵式发展和集约式发展。在生态文明建设中，海绵城市是一项重要内容，它具有自然积存、自然渗透和自然净化功能。

2、对于兰州本身水资源严重缺乏，而降雨又具有短时集中的特性，如何肥水不流外人田，海绵城市建设对这样干旱又易因暴雨而积水的城市，就具有重要的意义，如何利用雨水造福而非闹灾，成为当下亟需解决的问题。而“海绵城市”概念的提出，给这一难题的解决带来了新希望。关键词：海绵城市；绿色基础设施；低影响开发；地表径流引言:降雨积水影响居民生活 在兰州几乎每年七八月份都会出现暴雨天气，只要雨势稍大，积水就成家常便饭，随便就能没过脚脖子，使得多处路段被水淹没。暴雨造成的积水，在一些地方由于路面塌陷，甚至还造成了“海坑”。有的城市排水不畅，每次下雨一些地方都是海洋，这些老百姓已经习以为常了，可是竟然在这点海里还有“海坑

3、”，就有点说不过去了，需要服务部门增强管理服务意识，做到防患于未然，不要让百姓的人身财产安全受到城市积水的威胁。据了解，由于资金、技术等方面的原因，目前兰州市北滨河路中山桥、靖远路中段、邮电大楼十字、东岗东路西北油漆厂门口、西津西路肉联厂、西站双洞子路段、费家营十字、刘家堡广场、深沟桥涵洞、牌坊路立交桥下等地段，遇到强降雨仍易造成大面积积水。在西固区，积水最深处达到1.5米，导致许多车辆泡水，有网友戏称快来兰州“看海”。近几年市区曾发生几次强降雨，造成部分路段短时间积水，虽然没有造成重大损失和人员伤亡，但市区的排水能力堪忧。这样的尴尬为何屡现兰州，人们认为，一定是因为排水管管道老化，排水标准低

4、、排水系统建设滞后，我们的城市才一次次经受内涝的威胁。维克多雨果在悲惨世界中的名句“下水道是城市的良心”，现在被人们拿来指责“没良心”的排水系统。我们应当建设更好的城市排水系统，“尽快把水排出去”。这个“共识”是正确的吗？把目光完全盯着建设城市排水系统，未必是最有“良心”的选择。如何从根本上解决这一问题，考验着城市管理者的智慧。从传统城市的快排“尽快把水排出去”到城市发展到现在的“渗，滞，蓄，净，用，排”的六位综合一体采用下渗减排 （透水铺装、下沉式绿地、生物滞留设施）以及集蓄利用 : 蓄水池、雨水罐、湿塘、雨水湿地等的“尽量把水留下来”。由原来的排放量大于80%到现在的小于40%。 一 海绵

5、城市介绍 ： 1. 海绵城市的定义海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性"，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水"释放"并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。2. 海绵城市遵循的原则海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施

6、相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设"海绵城市"并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种"减负"和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志，我国海绵城市建设"时间表"已经明确且"只能往前，不可能往后"。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。确定的

7、目标核心是通过海绵城市建设，使70%的降雨就地消纳和利用。围绕这一目标确定的时间表是到2020年，20%的城市建成区达到这个要求。如果一个城市建成区有100平方公里的话，至少有20平方公里在2020年要达到这个要求。到2030年，80%的城市建成区要达到这个要求。 3. 海绵城市的设计理念 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。根据海绵城市建设技术指南，城市建设将强调优先利用植草沟

8、、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。其中包括：顺应自然，人与自然和谐，保护原有生态，低影响开发，地表径流量不变等原理。 4.海绵城市的配套设施建海绵城市就要有"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。 传统方式与推荐方式的

9、对比人们认为，一定是因为排水管管道老化，排水标准低、排水系统建设滞后，我们的城市才一次次经受内涝的威胁。我们应当建设更好的城市排水系统，“尽快把水排出去”。这个“共识”是正确的吗？维克多雨果在悲惨世界中的名句“下水道是城市的良心”，现在被人们拿来指责“没良心”的排水系统。把目光完全盯着建设城市排水系统，未必是最有“良心”的选择。我国的下水道主要学习了前苏联排水的经验，排水管口径小，不易应对骤增的大流量雨水。然而，如果为了解决城市内涝问题，把目光完全盯着排水系统的建设，反而有可能为城市环境带来更多糟糕的问题。 如宫殿般的日本下水道 到2008年，日本东京都对下水道管线是按照降雨强度最高达到50毫

10、米来设计的，但往往一些暴雨或台风天气的降雨量什至会超过100毫米。不过值得一提的是，近年来，虽然东京遇到不少这样的天气，但是还没有发生过洪涝灾害。我们都知道在森林、农田等自然环境中不会形成积水灾害。这是因为暴雨时，雨水可以直接渗入土壤中，在城市化进程中，由于城市道路、硬质景观、建筑屋面等大量非渗透性表面的扩大，以及对河湖等自然水体的填埋、河道大量采取硬质化处理等，城市原有的生态系统受到了极大的扰动。城市化之前，降雨时因为土壤的涵水缓冲作用，大量的雨水并不会迅速汇入地下水系，河流的水位不容易在短时间内大起大落。城市开发之后，裸露的土壤面积大大减少，因为雨水无法渗入土壤而形成的在城市地表流动的水流

11、，被称之为“雨水径流”。 二 海绵城市的建设 低影响开发低影响开发（Low Impact Development，LID）指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征，也称为低影响设计（Low ImpactDesign，LID）或低影响城市设计和开发（Low Impact Urban Design andDevelopment，LIUDD） 。其核心是维持场地开发前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等 。从水文循环角度，要维持径流总量不变，就要采取渗透、储存等方式，实现开发后一定量的径流量不外排；要维持峰值流量不变，就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰

12、值时间。发达国家人口少，一般土地开发强度较低，绿化率较高，在场地源头有充足空间来消纳场地开发后径流的增量（总量和峰值） 。我国大多数城市土地开发强度普遍较大，仅在场地采用分散式源头削减措施， 难以实现开发前后径流总量和峰值流量等维持基本不变，所以还必须借助于中途、末端等综合措施，来实现开发后水文特征接近于开发前的目标。 1).城市建成区内主要工程：（1）渗：建设绿色屋顶、可渗透路面、砂石地面和自然地面，以及透水性停车场和广场等；（2）滞：建设下凹式绿地、广场，植草沟、绿地滞留设施等；（3）蓄：保护、恢复和改造城市建成区内河湖水域、湿地并加以利用，因地制宜建设雨水收集调蓄设施等。（4）净：建设污

13、水处理设施及管网，初期雨水处理设施，适当开展生态水循环及处理系统建设；在满足防洪和排水防涝安全的前提下，建设人工湿地，改造不透水的硬质铺砌河道、建设沿岸生态缓坡。（5）用：按照“集散结合、就近处理、就地循环”的原则，建设污水现生利用设施；建设综合雨水利用设施等。更新改造使用年限超过50年、材质落后、漏损严重的老旧管网等。（6）排：进行河道清淤，有条件的地区拓宽河道，开展城市河流湖泊整治，恢复天然河湖水系连通；新建地区严格实施雨污分流管网建设，老旧城区加快雨污分流管网改造；高标准建设雨水管网，加大截流倍流；加快易涝立交桥区、低洼积水点的排水设施提标改造等。 2).城市建成区外主要工程：（1）防洪

14、：因地制宜，建设防洪堤坝、涵闸，分洪和蓄滞洪设施等，构建完善的城市防洪体系；（2）水源地建设与保护：加强水源地保护、应急备用水源地建设等；（3）水源涵养工程：水源涵养林、湿地、水源地水土流失综合治理等。采用透水材质铺设的“透水路面”（permeable pavement），在屋顶铺上土壤并种植低矮植物的“绿屋顶”（green roof）等。在道路旁边打造一系列透水的、植栽多样化的低洼区域“生态草沟”（bio-swale），能够生态滞留与吸收雨水的浅凹绿地“雨水花园”（rainwater garden）,等。这些措施都能让场址内的雨水径流减速。在屋顶落水处放置收集雨水的“集雨桶”(rain ba

15、rrel)等。以上方式称为“可持续性城市排水法”（sustainable urban drainage）或“自然排水法”（natural drainage）这样的处理方式可以有效地控制雨水径流，减轻雨水径流污染，并且收集储存的雨水还可以用于景观灌溉等用途，相应地减少了对可饮用水的消耗。基于城市排水建设的发展，“海绵城市”的设想开始浮出水面。美国的一些城市在若干年前就开始了“海绵城市”的尝试。通过降低柏油路面的宽度（即减少不渗水面积），在道路两侧设置生态草沟，以及开展关于自然排水系统的生态教育等手段，实践城市排水的可持续性设计。数据显示，“以一般降雨强度（一年中发生几率为50%的暴风雨）来设计的

16、街道，可以成功吸收98%的雨水径流量。”这个数据意味着自然排水系统在设计、维护良好的情况下，甚至有可能达到传统的排水效率。同时生态草沟中的植物和土壤可以有效吸收一部分污染物。 2014年11月国家住建部出台海绵城市建设技术指南，提出要建设“海绵城市”（eco-sponge city）。这个概念非常形象，以“蓄水”代替“排水”的“海绵体”，可能是原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠，更可能是人们在新的生态价值观引导下设计的一系列生态草沟、雨水花园、绿色屋面等设施。通过“海绵体”的下渗、滞蓄、净化、回用，雨水的剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力，减轻水质污染

17、。 目标：透水性地面75%绿地率30%（其中下凹式绿地70%）径流系数0.45 传统方式与推荐方式的对比目标： 人均20m2 绿地率40%，绿化覆盖率50% 透水性地面75%（其中下凹式绿地70%） 径流系数0.15 三 案例分析-北京奥林匹克公园奥林匹克森林公园是集旅游观光、休闲娱乐、体育健身等多功能为一体的北京最大的公共公园。公园共占地约680公顷，属温带大陆型半湿润季风气候，是亚洲最大的城市绿化景观。奥林匹克森林公园以五环路为界，公园分为南、北两园，横跨五环路的生态廊道是中国第一座跨城市高速公路的人工模拟自然通道，将南北两园连为一体。南园占地约380公顷，以仰山、奥海、人造湿地等大型山水

18、景观为主;北园占地约300公顷，以花田野趣、雨燕塔、大树园等小型溪涧景观为主。奥林匹克公园中心区是2008年北京奥运会的核心区域，南临北四路，北临科荟路，西临景观路，东临湖边东路，占地面积84.7 hm2，周边是奥运会的主要场馆。基于水体自然净化的雨水利用 下渗为主，回收为辅先下渗净化，再回收利用留在地下，留在绿地，留在水系标准高25年一遇24小时降雨量（81-151mm） 透水铺装地面约17公顷 下凹式地形17公顷，滞蓄雨水，减少灌溉量水系滞蓄16.5公顷雨洪集水池9个，容积7200方 下沉花园蓄洪沟调蓄8000方渗滤、收集管网长60多公里雨水利用新组件研发，共安装560套下沉花园在2007

19、年初施工期间、2008年奥运期间（1h降雨量108mm）、2011年6月23日的暴雨（超过20年一遇标准）。下沉花园各项设施运行正常，地面没有出现任何积水的现象。6.23雨后，蓄洪涵水深1.3m，蓄水容量约为4700方，水质清澈，可就近用于奥运水系补水。示范工程控制范围内，67mm以下日降雨可实现无径流外排，全部滞蓄在区域内；小于33.55mm的次降雨量时，蓄水池收不到水。奥运后年平均雨洪利用总量40万方，外排量为8万方，排放到奥运湖。收集的雨水主要用于绿化、喷洒道路路面、冲洗广场以及水系补水等。历次暴雨未见任何积水。雨洪利用率高达80%。混凝土透水砖：以碎石、水泥为主要原料，经成 型工艺处理

20、后制成，具有较强的渗透性能。植草地坪：是通过钢筋将用模具制作出来的混凝土块连接起来，形成一个整体，再在空隙中填满种植土，播种或栽种草苗的施工工艺。露骨料透水混凝土：是由粗骨料、水泥和水拌制而成的一种孔隙均匀分布的蜂窝状结构混凝土，有足够的强度和良好的透水性，能够将雨水渗透到地下，起到改善地下生态，减少地表径流，节省能源的作用。风积沙透水砖：主要是靠破坏水的表面张力来透水。透水砖和结合层材料完全采用沙漠中的风积沙，是一种变废为宝的新技术，这种材料的使用在雨水下渗的过程中还能起到很好的净化过滤作用。 木塑地面：是以锯末、木屑、竹屑、麦秸、谷糠、椰壳、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸杆等初级生物质材料为

21、主原料，利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点，配混一定比例的塑料基料，经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环再生利用、健康环保、形态结构多样的基础性材料。 嵌草石板汀步：工艺简单，施工方便，可适应地基变形，石缝中植草，并很容易生长。下凹式绿地：比周围路面或广场下凹50100mm，路面和广场多余的雨水可经过绿地入渗或外排。增渗设施采用PP透水片材、PP透水型材、PP透水管材以及渗滤框、渗槽、渗坑等多种形式。 下凹绿地 ：绿地比周围路面或广场下凹50100mm，路面和广场多余的雨水可经过绿地入渗或外排。增渗设施采用PP透水片材、PP透水型材、PP透水管材以及渗滤框、渗槽、渗坑等多种形式，绿

22、地均通过地形设计，增强渗水能力。树阵、树池 ：为美观考虑，每棵树之间采用不透水铺装，其中参合有透水的沟槽收集雨水，沟槽由透水砖和透水垫层铺装而成，其下埋设透水花管，将水汇集到收集管道收集后引入专门的蓄水池存蓄，可用于绿地灌溉 四 兰州海绵城市的研究及未来建设意见 1. 兰州生态廊道的构建2.建筑雨水利用与中水回用 庭院雨水系统 生态屋顶 雨水花园 雨水桶 透水铺装 雨水收集设施道路雨水系统 透水铺装下洼绿地 生态草沟景观水体雨水系统 雨水花园 人工湿地1).路面改造： 公园、广场硬地和人行道等采用透水砖和透水材料。2).把现有屋顶改造和未来屋顶设计为绿色屋顶3).在城市建筑与小区、道路、绿地和广场内广泛应用下沉式绿地建筑LID设计与改造目标：绿色屋顶