青岛海绵城市建设研究张皓杰答辩

答辩人：张皓杰青岛海绵城市建设研究指导教师：王炳军专业：水利水电工程2012级学院：土木工程建筑学院Page

2摘要和关键词：摘要：

进入二十一世纪以来，我国缺水状况日益严重，许多城市正面临着水资源短缺，水质污染，洪涝灾害，水生物栖息地丧失等多种水问题，甚至在一些城市形成了既怕水又缺水的尴尬局面。这些问题共同之处是系统性、综合性，亟需一个综合全面的解决方案。在人的生命财产安全日益受到威胁的今天，城市设计作为一种空间设计手段，应该不仅仅仅局限于解决空间景观层面上的问题，更应该致力于改善安全问题和生态问题。在这一背景下，“海绵城市”的提出融合了城市综合水管理与城市空间设计，符合我国目前紧迫的需要。因此，研究以此作为切入尝试将“海绵城市”的理念和方法应用于我国城市设计中，并提出其在我国应用的总体框架。以此为基础，研究将“海绵城市”的方法实际的应用于青岛市黄岛经济开发区的项目中来对其有效性进行探讨。关键词：海绵城市、低影响开发雨水系统、城市雨洪管理Page

3目录：第一章：绪论01第二章：海绵城市的概念和发展及现状02第四章：国内外经典案例解析04第五章：关于青岛市建设海绵城市05第六章:总结06第三章：海绵城市的设计方法03参考文献07Page

4第一章：绪论第一节：“海绵城市”研究内容和背景Page

5第一章：绪论第二节：研究目的和意义研究目的研究意义海绵城市的建设有利于改善城市环境、降低城市建设成本、减轻城市内涝现象、缓解城市水资源短缺的问题、适应国家的战略需求，科学的处理好城市水资源利用和管理领域的问题。本研究的主要目的是为将在国内外兴起的海绵城市和水敏性城市建设方法为青岛市设计规划提供合适的指导和借鉴，通过深入了解海绵城市特征、关键技术以及支撑体系，更科学地解决城市中水问题，优化城市的水生态环境质量，为建设宜居的海绵城市城市、可持续发展城市提供必要的理论依据和操作方法。Page

6第二章：海绵城市的概念和发展及现状第一节：海绵城市的相关概念

海绵城市，又称低影响开发雨水系统（LowImpactDevelopment，LID），是指城市在适应环境变化和应对自然灾害等方面，可以像海绵一样具有良好的“弹性”，遇到有降水时能够就地或者就近吸收、蓄滞、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；当干旱缺水时有条件地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”。

设计理念，

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”为主要规划设计理念。设计原则，应遵循生态优先等原则，即把自然途径与人工措施结合起来，在确保城市排水防涝安全的同时，尽最大可能实现雨水在城市内的蓄存、渗透、净化和利用，促进雨水资源的充分利用和对生态环境的保护。Page

7第二节：海绵城市的发展及现状第二章：海绵城市的概念和发展及现状现代海绵城市132海绵城市古已有之

在历史上，几千年长期的水资源管理及与水旱灾害斗争的过程中，古代文明不断的适应改造和优化城市与本地的水矛盾关系，在很大程度上减缓了水灾害对自己城市的影响，积累了丰富的具有朴素生态价值的经验，增强了人类适应水生态的能力，也留下了大量城乡的水适应性景观建筑。青岛市提出建设海绵城市2014年，青岛市提出建设海绵城市，目前，岛城正在加紧步伐制定和完善“海绵型”城市建设规划，加强城市水利工程的建设，因地制宜地收集、利用雨洪水，下雨的时候“存起来”，天旱时给岛城“解解渴”。近代海绵城市的国内外发展

总体来说，海绵城市还处在发展的初期，即使在发达国家，在实施和管理上还有许多不完善的地方，有很多人认为实施海绵城市的必要条件是通过地方和政府间的合作，然而，一部分学者认为对政府间合作的必要性现在还没有综合的评估来证明。Page

8第三章：海绵城市的设计方法第一节：运用海绵城市的必要性和可行性

必要性：近些年来，由于降水不均，径流污染等原因，导致我国水问题日益严重，不断加重大型城市的缺水状况，长此以往，缺水现象不仅影响人们的健康，进而可能会威胁社会稳定，当下如何寻找到一条切实可行的道路，对国家的可持续发展至关重要。

可行性：技术上是可行的，国内外已有比较丰富的经验可供参考借鉴；经济上是可行的，国家对此方面的重视，给予一系列的政策和资金上的照顾。设计方法：海绵城市的低影响开发，主要是通过对雨水的渗透、储存、调节、传输、截污、净化等功能有效地控制径流总量、径流峰值和径流污染。倡导“渗、滞、蓄、净、用、排”相结合。Page

9第二节：收水措施第三章：海绵城市的设计方法

雨水花园是自然形成或人工挖掘的浅凹绿地，可以用于汇聚并吸收来自屋顶、地面和街道的雨水，通过植物和土壤等综合过滤作用使雨水得到净化，并使之逐渐渗入地下，涵养城市中的地下水。

雨水花园有狭义和广义之分，狭义的雨水花园又称为低势绿地、下凹式绿地、下沉式绿地，广义的雨水花园除了狭义的下沉式绿地之外，还包括洼地、雨水花园、雨水塘、雨水湿地、多功能调蓄等生态雨水设施。文章中主要讲述下沉式绿地的参数确定和优化设计及评价方法。Page

10第三章：海绵城市的设计方法第二节：收水措施透水铺装结构图透水铺装效果图

透水铺装是建设海绵城市的一条非常重要的源控制措施，透水铺装的总体原则是收集、储存和处理雨水径流，进而弥补地下含水层，这对提升城市地下水位，维持城市的整体水文调蓄功能具有极其重要意义。透水铺装的结构一般分为：面层、基层、底基层和垫层，每层结构都有不同的生态结构功能，透水铺装的关键是孔隙率，要求透水铺装后的孔隙率不小于8%,文章中主要研究透水铺装各层的功能和几种常用的透水铺装材料。Page

11第三章：海绵城市的设计方法第二节：收水措施生态树池

生态树池是一种能够净化雨水，而且能进行储水，进而树木能够进行自吸，达到浇灌效果的生态型树池。

除以上措施外，文章中还介绍了生态滞留区、人工湿地、生态树池、街边生态滞留区，创意落水管、渗透池、植草沟等等，在实际工程中，需要将各种收集雨水的措施相结合，形成联合的系统，共同收集雨水。植草沟

植草沟是欧美国家针对暴雨后径流造成的城市面源污染治理研究得到的一种成果，该技术旨在是解决城市面源污染。创意雨水连

创意雨水链可以理解为一种代替传统落水管的新型雨水管道，利用水壶，将雨水暂时收集在径流过程中，充满创新与现代的气息。生态树池植草沟创意雨水连Page

12第三章：海绵城市的设计方法第三节：蓄水措施绿化屋顶结构图绿化屋顶结构图绿化屋顶实景图绿化屋顶实景图绿化屋顶不但具有降温隔的作用，而且还能美化环境、净化空气、改善局部气候，此外还能丰富城市的俯仰风景，弥补建筑物占用的土地面积，极大地提高了城市的绿化覆盖率，更重要的是可以在雨后长时间含蓄雨水，是一种值得大力推广的海绵城市建设方式。绿化屋顶结构从下往上依次为耐根穿刺防水层、排（蓄）水层、隔离过滤层、基质层、种植层。论文中详细介绍个各层的规范要求，以及对土壤和植被种类的选择。Page

13第三章：海绵城市的设计方法第三节：蓄水措施雨水桶和地下水箱是规模较小的雨水收集、沉淀、具有简单的净化功能。在建设密度较高的区域或老旧城区可以设置位于地下的储水箱，用于储存区域内的雨水，避免地面积水，特制储水箱在储水的同时还能被动吸水，在地下透水箱蓄满后也可以增加下渗。但在我看来，雨水桶和地下水箱的应用还存在较多问题尚未解决，应用存在困难，例如水箱的防渗、净化、防淤和清理等等。Page

14第三章：海绵城市的设计方法第四节：用水措施水是地球上自宝贵的资源，收集雨水后用途广泛，但是雨水资源化在我国处于初级阶段，除在关注和推动水资源储集方面缺少资金的投入外，技术还较落后，缺乏系统性，更缺少法律、法规保障系统等问题。城市雨水资源化是一个复杂的过程，不是一朝一夕就能实现的，但其确实能缓解水资源的严重不足。Page

15第四章：国内外经典案例解析第一节：墨尔本的水敏性城市设计澳大利亚是全球最干燥的大陆之一，又是一个高度城市化的国家，面对这种水资源极度紧张的困境，澳大利亚政府很早之前就极力倡导WSUD水敏性城市设计（WaterSensitiveUrbanDesign）和相关持续的前沿研究。WSUD是结合了城市水循环——供水、污水、雨水、地下水管理，城市设计和环境保护的综合性设计。澳大利亚的WSUD之所以能取得如此辉煌的成就，在很程度上依靠政府强有力的政策，包括监管措施和奖惩体制，各州、市政府都建立了完善的城市雨洪管理监管体系，同时在规划设计和建设管理等方面颁布了诸多技术标准和规则。如果由于受限于狭窄空间，当建设方的设计方案不能容纳足够的WSUD工程设施时，建设方要向墨尔本水务局提出申请。经审批后，建设方必须交付一定补偿金后才可得到豁免，补偿金最终由水务局用于相应流域下游的雨洪设施建设投资。其在监督管理方面的政策及法律法规十分值得我国学习借鉴。Page

16第四章：国内外经典案例解析第二节：美国低影响开发技术低影响开发街道效果图低影响开发街道实景图低影响开发是一种“创新的雨洪管理办法”通过设计创造水文功能景观，模拟场地水文功能，综合利用场地水文功能设计和污染物防治措施，来补偿土地开发对当地水文水质的影响，强调源头控制的思想。绿色街道是低影响开发技术（LID）的重要组成部分。城市街道虽然占地面积并不大，但是街道像血管一样贯穿了城市各个区域。其技术主要包括生态截留土壤、暗渠、堰、路边雨水花园和人行道种植池、透水铺装和人行道树盒等。Page

17第四章：国内外经典案例解析第三节：德国海绵城市建设德国“海绵城市”建设成效十分显著，得益于发达的地下管网系统、和规划合理的城市绿地建设，德国的地下管网的发达程度与排污能力处于世界领先地位。德国城市大都拥有现代化的给排水设施，不仅可以高效排水排污，还具有平衡城市生态系统的功能。“洼地—渗渠系统”是德国海绵城市的代表工程，它能使各个就地设置的洼地、渗渠等设施与带有孔洞的排水管道相连，形成分散的雨水处理系统。低洼的草地能短期储存下渗的雨水，渗渠则能长期储存雨水，从而减轻城市排水管道的负担。德国雨水系统对径流的处理主要可分为源头控制、中途转输、末端调蓄三个过程，其对面哥过程都异常重视。此外，德国领先世界的雨洪建设和管理体系还需要借助于政府的经济上激励和严格管理的政策以及对平民的补助支持，德国城市结合当地降水状况与业主拥有的不透水地面面积，计算出每户应缴纳的雨水费，由相应的行政主管部门收取，采取雨水处理措施的用户可获得减免优惠。Page

18第五章：关于青岛市建设海绵城市青岛市提出海绵城市

青岛是全国十四个沿海港口进一步开放的城市之一,近年来由于城市和工业的发展,加上八十年代以来持续干早少雨,引起青岛市供水不足。目前，水资源供需矛盾十分突出,已经影响了青岛市工业发展,不少工厂被迫停产、限产,居民用水压到最低限度,影响人民生活,以及外贸和旅游事业的发展。青岛已成为我国北方缺水最严重的城市之一,水已成为城市建设和经济发展的主要制约因素，水资源是其它任何资源不能代替的宝贵资源,对青岛来说,在某种意义上讲比能源还要重要，随着青岛市城市建设和经济的发展,合理解决水资源供需矛盾,将具有十分重要的战略意义。目前，岛城正在完善制定“海绵型”城市规划，加强城市水利工程建设，因地制宜地收集、利用雨洪水，下雨的时候“存起来”，天旱时给城市“解解渴”。根据提案和专家建议，青岛提出划定“蓝绿线”建“超级海绵”，大力提高“海绵体”的规模和质量。通过科学合理划定城市的“蓝线”、“绿线”等开发边界，保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响。其次，逐步恢复和修复已受到破坏的“海绵体”。最后，在城市开发建设过程中创建一定规模的“海绵体”。青岛市的目标是实现75%的雨水就地消纳利用。到2020年城市建成区25%以上的面积达到目标要求；到2030年城市建成区80%以上的面积达到目标要求。Page

19第五章：关于青岛市建设海绵城市第三节：对青岛市建设海绵城市建议（一）建立健全完善的法律法规2013年，我国出台了排水领域的第一部具有法律效力的行政法规《城镇排水与污水处理条例》，次年，住房城乡建设部又出台了《海绵城市建设技术指南:低影响开发雨水系统构建(试行)》,但是仅依靠这两部文献是远远不够的，需要更加详细具体的规范，尤其是适用于青岛地区的法律规范，让海绵城市的建设成为有法可依。（二）加强宣传教育海绵工程是分散式的民间工程，而非集中式的集权工程，它需要全民参与，各级宣传部门应积极主动宣传海绵城市建设的相关理念、规划、影响等，教育宣传应结合环境保护生态文明建设向普通民众宣传海绵城市的相关常识，增强全民的海绵城市建设参与意识。（三）积极引进国内外先进的海绵城市建设经验他山之石，可以攻玉，我们要积极学习发达国家建设海绵城市的先进经验和工程措施，派遣专家实地参过学习，引进国内外相关专业的人才，开展相关技术交流和研究，培养居民对于海绵城市建设的意识，因地制宜，寻求高效利用雨水的道路。Page

20第五章：关于青岛市建设海绵城市第三节：对青岛市建设海绵城市建议（四）促进发展规划与水文功能相结合青岛市建设和经济发展应在资源环境承载力允许的范围内开展，而不是通过改变自然形成的地形地貌、水文功能、景观格局，盲目的进行规划设计，如削山造城、削山造机场、平原造山等。发展应充分考虑各种自然特征，减少发展对环境的影响，不仅能够降低开发规划成本，而且有助于降低生产和生活中的各种费用，同时促进人类社会与自然界、生态系统之间物质、能力、信息的良性互动，避免洪水、泥石流、干旱等自然灾害的发生。（五）提高资源环境管理的统筹性人工不透水层对于降水的阻碍是增加水污染、土壤污染和大气污染等的重要原因。对于眼前各种环境问题的治理不能局限于问题的表面，而是从它们形成的原因、发展机制及持续性管控手段等进行综合考虑，兼顾不同尺度的生态效应，避免“头疼医头，脚疼医脚”治理模式。（六）明确工程设施推广的着力点在工程设施推广方面，认真学习指南要求，明确每项工程的具体目标，通过各类提高城市透水率工程措施的应用，达到减少暴雨径流量、延缓地表径流洪峰生成时间、减少面源污染以及涵养地下水的目的；通过绿地透水优化措施、城市硬化区域透水优化措施以及入渗、存储设施等，以入渗、过滤、蒸发和蓄流等方式，使地块开发后透水率尽量接近或优于之前的状态。Page

21第五章：关于青岛市建设海绵城市第四节：几条对青岛市适用的工程措施（一）推广使用雨水花园建设得益于有利的地形条件和有效的管理办法，青岛也已广大的绿化面积而闻名，近年来，青岛发展速度加快，新城区飞速建设，大面积公园迅速建成，但是建设标准未使用海绵城市的要求，建议在今后建设公园时参照海绵城市雨水花园的建设方法，在公路绿化带等推广使用下沉式绿地，方便收集和利用雨水，增加区域内下渗，充分发挥雨水花园的作用，减少浇灌用水。也可对现有公园进行海绵城市改建，对中山公园、鲁迅公园、唐岛湾公园、北海公园、马濠公园等改变其过于平坦的地形，参照以上建设方法和标准，改建下沉式绿地。（二）增大透水铺装的面积

虽然青岛的绿化面积位居大多数城市的前列，但是对于透水铺装，青岛市建设并不完善，主要问题是，透水铺装面积小，透水铺装效果差，随着新城区的飞速建设，不透水面积大大增加，区域内水文环境已经被改变，部分地区已经形成比较明显的热岛效应，针对这种情况，主管部门有必要强制要求在广场、道路、停车场等建设时使用透水铺装，减少地表径流，增加下渗，保障地面的透水性。Page

22第五章：关于青岛市建设海绵城市第四节：几条对青岛市适用的工程措施（三）倡导绿化屋顶在青岛，商品楼是居民主要的住所，