海綿城市建設的國內(nèi)外實踐經(jīng)驗
【編者按】
追求城鄉(xiāng)建設和生態(tài)環(huán)境的和諧共存及城市的低碳生態(tài)發(fā)展是當前國際城市規(guī)劃發(fā)展的共同趨勢。各個國家和地區(qū)都在積極探尋城市的低影響開發(fā)模式。海綿城市是低影響開發(fā)模式重要的技術(shù)形式之一。近日,國家住房和城鄉(xiāng)建設部印發(fā)《海綿城市建設技術(shù)指南》,著力引導低碳生態(tài)的設施規(guī)劃和建設思維方式在城鄉(xiāng)建設上的綜合應用,推動我國城鎮(zhèn)排水防澇系統(tǒng)從灰色基礎設施向綠色基礎設施轉(zhuǎn)變。本輯聚焦歸納梳理國外海綿城市建設的經(jīng)驗和國內(nèi)省市的實踐探索,以資借鑒。
依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部《海綿城市建設技術(shù)指南》,海綿城市是指城市像海綿一樣,在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。建設具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態(tài)文明建設的重要內(nèi)容,是實現(xiàn)城鎮(zhèn)化和環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn),也是城市建設的重大任務。
海綿城市建設的重點是構(gòu)建“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)”,強調(diào)通過源頭分散的小型控制設施,維持和保護場地自然水文功能,有效緩解城市不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數(shù)增大、面源污染負荷加重等城市問題。德國、美國和日本是較早開展雨水資源利用和管理的國家,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已取得了較為豐富的實踐經(jīng)驗。近年來,我國的雨水資源化利用與管理逐漸起步,深圳、福建等地也開始規(guī)劃推動海綿城市建設工作。
國外經(jīng)驗
德國
德國是最早對城市雨水采用政府管制制度的國家,目前已經(jīng)形成針對低影響開發(fā)的雨水管理較為系統(tǒng)的法律法規(guī)、技術(shù)指引和經(jīng)濟激勵政策。在政府的引導下,目前德國的雨洪利用技術(shù)已經(jīng)進入標準化。
1、通過制定各級法律法規(guī)引導水資源保護與雨水綜合運用
德國的聯(lián)邦水法、建設法規(guī)和地區(qū)法規(guī)以法律條文或規(guī)定的形式,對自然環(huán)境的保護和水的可持續(xù)利用提出明晰的要求。聯(lián)邦水法以優(yōu)化生態(tài)環(huán)境,保持生態(tài)平衡為政策導向,成為各州制定相關法規(guī)的基本依據(jù)。1986年的水法將供水技術(shù)的可靠性和衛(wèi)生安全性列為重點,并在第一章中提出“每一用戶有義務節(jié)約用水,以保證水供應的總量平衡”以約束公民行為。1995年德國頒布了歐洲首個標準“室外排水溝和排水管道標準”,提出通過雨水收集系統(tǒng)盡可能地減少公共地區(qū)建筑物底層發(fā)生洪水的危險性。1996年,在水法的補充條款中增加了“水的可持續(xù)利用”理念,強調(diào)“為了保證水的利用效率,要避免排水量增加”,實現(xiàn)“排水量零增長”。在此背景下,德國建設規(guī)劃導則規(guī)定:“在建設項目的用地規(guī)劃中,要確保雨水下滲用地,并通過法規(guī)進一步落實。”雖各州的具體落實方式不同,但都規(guī)定:除了特定情況外,降水不能排放到公共管網(wǎng)中;新建項目的業(yè)主必須對雨水進行處置和利用。
2、積極推廣三種雨水利用方式
德國的雨水利用技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)日漸成熟,目前德國的城市雨水利用方式主要有三種:一是屋面雨水集蓄系統(tǒng),收集的雨水經(jīng)簡單處理后,達到雜用水水質(zhì)標準,主要用于家庭、公共場所和企業(yè)的非飲用水,如街區(qū)公寓的廁所沖洗和庭院澆灑。如法蘭克福一個蘋果軋汁廠,把屋頂收集下來的雨水作為工業(yè)冷卻循環(huán)用水,成為工業(yè)項目雨水利用的典范。二是雨水截污與滲透系統(tǒng)。道路雨洪通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水。德國城市街道雨洪管道口均設有截污掛籃,以攔截雨洪徑流攜帶的污染物。城市地面使用可滲透地磚,以減小徑流。行道樹周圍以疏松的樹皮、木屑、碎石、鏤空金屬蓋板覆蓋。三是生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)。小區(qū)沿著排水道修建可滲透淺溝,表面植有草皮,供雨水徑流時下滲。超過滲透能力的雨水則進入雨洪池或人工濕地,作為水景或繼續(xù)下滲。
3、采用經(jīng)濟手段控制排污量
為了實現(xiàn)排入管網(wǎng)的徑流量零增長的目標,在國家法律法規(guī)和技術(shù)導則的指引下,各城市根據(jù)生態(tài)法、水法、地方行政費用管理等相關法規(guī),制定了各自的雨水費用(也稱為管道使用費)征收標準。并結(jié)合各地降水狀況、業(yè)主所擁有的不透水地面面積,由地方行政主管部門核算并收取業(yè)主應繳納的雨水費。此項資金主要用于雨水項目的投資補貼,以鼓勵雨水利用項目的建設。雨水費用的征收有力地促進了雨水處置和利用方式的轉(zhuǎn)變,對雨水管理理念的貫徹有重要意義。
4、建立統(tǒng)一的水資源管理機制
德國對水資源實施統(tǒng)一的管理制度,即由水務局統(tǒng)一管理與水務有關的全部事項,包括雨水、地表水、地下水、供水和污水處理等水循環(huán)的各個環(huán)節(jié),并以市場模式運作,接受社會的監(jiān)督。這種管理模式保證了水務管理者對水資源的統(tǒng)一調(diào)配,有利于管理好水循環(huán)的每個環(huán)節(jié),同時又促使用水者合理、有效地用好每一滴水,使水資源和水務管理始終處在良性發(fā)展中。
美國
美國的城市雨水管理總體上經(jīng)歷了排放、水量控制、水質(zhì)控制、生態(tài)保護等階段,雨水管理理念和技術(shù)重點逐漸向低影響開發(fā)(LID)源頭控制轉(zhuǎn)變,逐步構(gòu)建污染防治與總量削減相結(jié)合的多目標控制和管理體系。
1、立法嚴控雨水下泄量
美國國會積極立法保障雨水的調(diào)蓄及利用。1972年的聯(lián)邦水污染控制法(FWPCA)、1987年的水質(zhì)法案(WQA)和1997年的清潔水法(CWA)均強調(diào)了對雨水徑流及其污染控制系統(tǒng)的識別和管理利用。聯(lián)邦法律要求對所有新開發(fā)區(qū)強制實行“就地滯洪蓄水”,即改建或新建開發(fā)區(qū)的雨水下泄量不得超過開發(fā)前的水平。在聯(lián)邦法律基礎上,各州相繼制定了《雨水利用條例》,保證雨水的資源化利用。同時,美國聯(lián)邦和各州還通過總稅收控制、發(fā)行義務債券、聯(lián)邦和州給予補貼與貸款等一系列的經(jīng)濟手段來鼓勵雨水的合理處理及資源化利用。
2、強調(diào)非工程的生態(tài)技術(shù)開發(fā)與綜合應用
美國的雨水資源管理以提高天然入滲能力為宗旨,最為顯著的特色是對城市雨水資源管理和雨水徑流污染控制實施“最佳管理方案(Best Management Practice,BMP)”,通過工程和非工程措施相結(jié)合的方法,進行雨水的控制和處理,強調(diào)源頭控制、強調(diào)自然與生態(tài)措施、強調(diào)非工程方法。
在城市雨水利用處理技術(shù)應用上,強調(diào)非工程的生態(tài)技術(shù)開發(fā)與綜合運用。在城市雨水資源管理和雨水徑流污染控制第二代“最佳管理方案 (BMP) ”中強調(diào)與植物、綠地、水體等自然條件和景觀結(jié)合的生態(tài)設計,如植被緩沖帶、植物淺溝、濕地等, 大量應用由屋頂蓄水或入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統(tǒng),以獲得環(huán)境、生態(tài)、景觀等多重效益……20世紀90年代,美國東部馬里蘭州的喬治王子郡及西北地區(qū)的西雅圖和波特蘭市共同提出的基于微觀尺度景觀控制措施發(fā)展而來的“低沖擊開發(fā)”雨水管理技術(shù),通過分散的、均勻分布的、小規(guī)模的雨水源頭控制機制,用滲透、過濾、存儲、蒸發(fā),以及在接近源頭的地方截取徑流等設計技術(shù),來實現(xiàn)對暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制,緩解或修復開發(fā)造成的難以避免的水文擾動,減少開發(fā)行為活動對場地水文狀況的沖擊。
日本
日本是個水資源較缺乏的國家,政府十分重視對雨水的收集和利用,早在1980年日本建設省就開始推行雨水貯留滲透計劃,近年來隨著雨水滲透設施的推廣和應用,帶動了相關領域內(nèi)的雨水資源化利用的法律、技術(shù)和管理體系逐漸完善。
1、發(fā)揮規(guī)劃和社會組織作用
日本建設省在1980年通過推廣雨水貯留滲透計劃來推進雨水資源的綜合利用,1992年頒布的“第二代城市下水總體規(guī)劃”正式將雨水滲溝、滲塘及透水地面作為城市總體規(guī)劃的組成部分,要求新建和改建的大型公共建筑群必須設置雨水就地下滲設施,要求在城市中的新開發(fā)土地每公頃土地應附設500立方米的雨洪調(diào)蓄池。1988年還成立了民間組織“日本雨水貯留滲透技術(shù)協(xié)會”。這些計劃、規(guī)劃和非政府性的組織為日本城市雨水資源的控制及利用奠定了基礎,保障了雨水資源化的實施。
2、注重雨水調(diào)蓄設施的多功能應用
日本的雨水利用的具體技術(shù)措施包括:降低操場、綠地、公園、花壇、樓間空地的地面高程;在停車場、廣場鋪設透水路面或碎石路面,并建設滲水井,加速雨水滲流;在運動場下修建大型地下水庫,并利用高層建筑的地下室作為水庫調(diào)蓄雨洪;在東京、大阪等特大城市建設地下河將低洼地區(qū)雨水導入地下河;在城市上游側(cè)修建分洪水路;在城市河道狹窄處修筑旁通水道;在低洼處建設大型泵站排水等等。其中,最具特色的技術(shù)手段是建設雨水調(diào)節(jié)池,在傳統(tǒng)的、功能單一的雨水調(diào)節(jié)池的基礎上發(fā)展了多功能調(diào)蓄設施,具有設計標準高、規(guī)模大、效益投資高的特點。在非雨季或沒有大暴雨時,多功能調(diào)蓄設施還可以全部或部分地發(fā)揮城市景觀、公園、綠地、停車場、運動場、市民休閑集會和娛樂場所等多種功能。
3、加大雨水利用的政府補助
日本對雨水利用實行補助金制度,各個地區(qū)和城市的補助政策不一。例如東京都墨田區(qū)1996年開始建立促進雨水利用補助金制度,對地下儲雨裝置、中型儲雨裝置和小型儲雨裝置給予一定的補助,水池每立方米補40-120美元 ,雨水凈化器補1/3-2/3的設備價,以此促進雨水利用技術(shù)的應用以及雨水資源化。
日本雨水管理圍繞多功能調(diào)蓄設施推廣應用經(jīng)歷了以下階段:準備期(20世紀70年代),政府對多功能調(diào)蓄設施進行了一些研究和示范性的應用;發(fā)展期(20世紀80年代),政府對多功能調(diào)蓄設施開展廣泛的應用并進行經(jīng)驗總結(jié);飛躍期(20世紀90年代),多功能調(diào)蓄設施得以廣泛應用,在多方面取得了顯著成效。
國內(nèi)海綿城市探索
深圳:研究、規(guī)范、示范三位一體實踐低沖擊開發(fā)理念
早在2004年,深圳市就引入低沖擊開發(fā)理念,積極探索在城市發(fā)展轉(zhuǎn)型和南方獨特氣候條件下的規(guī)劃建設新模式。十年來,通過創(chuàng)建低沖擊開發(fā)示范區(qū)、出臺相關標準規(guī)范和政策法規(guī),以及加強低沖擊開發(fā)基礎研究和國際交流,低沖擊開發(fā)模式在深圳市的應用已初見成效。
1、開展相關技術(shù)交流與研究
2004年深圳市舉辦了第四屆“流域管理與城市供水國際學術(shù)研討會”,深圳市水務局與美國土木工程師協(xié)會和美國聯(lián)邦環(huán)保局簽署包括流域管理、面源污染控制和低沖擊開發(fā)的技術(shù)交流與合作協(xié)議框架。深圳市光明新區(qū)低沖擊開發(fā)示范區(qū)成為國家水體污染控制與治理科技重大專項“低影響開發(fā)城市雨水系統(tǒng)研究與示范”項目的基礎研究與示范基地。通過將課題研究、國際交流與自身實踐相結(jié)合,促進城市雨水系統(tǒng)建設理念從快排為主到“滲、滯、蓄、用、排”相結(jié)合的轉(zhuǎn)變,為探索“自身可持續(xù)、成本可接受、形式可復制”的低沖擊開發(fā)模式奠定基礎。
2、編制完善地方相關導則規(guī)范
在國家標準《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400-2006)的基礎上,深圳編制了一系列關于低沖擊開發(fā)的地方技術(shù)規(guī)范。包括:①《雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》,適用于深圳市的建筑與小區(qū)、市政道路、工商業(yè)區(qū)、城中村、城市綠地等雨水利用工程的規(guī)劃、設計、管理與維護,規(guī)定了雨水利用工程的系統(tǒng)組成、設施種類以及設計準則,比較詳細地給出了徑流污染控制、雨水入滲和雨水收集利用的設計方法,并以附錄形式給出徑流污染控制設施示意圖;②《深圳市再生水、雨水利用水質(zhì)規(guī)范》,規(guī)定了深圳市再生水、雨水利用的水源要求、利用水水質(zhì)標準以及水質(zhì)監(jiān)測方法;③《深圳市低沖擊開發(fā)技術(shù)基礎規(guī)范》(在編),適用于深圳市低沖擊開發(fā)及雨水綜合利用工程的規(guī)劃、設計、施工、管理和維護,規(guī)范要求低沖擊開發(fā)設施應與項目主體工程同時設計,同時施工,同時使用。
3、創(chuàng)建國家低沖擊開發(fā)示范區(qū)
針對我國低沖擊開發(fā)建設模式缺乏規(guī);瘧煤蛯嵶C的現(xiàn)實困境,2009年起,深圳市政府與國家住房和城鄉(xiāng)建設部開始推動深圳市光明新區(qū)低沖擊開發(fā)示范區(qū)的創(chuàng)建工作,編制完成《光明新區(qū)低沖擊開發(fā)雨水綜合利用示范區(qū)整體工作方案》。2011年9月,住房城鄉(xiāng)建設部將光明新區(qū)列為全國低沖擊開發(fā)雨水綜合利用示范區(qū)。示范區(qū)的具體創(chuàng)建工作從2010年開始,通過典型示范項目建設和追蹤后評價,逐步完善相關管理條例和技術(shù)手冊,到2020年全面建成低碳示范區(qū)。
福建:以省域?qū)m椥袆雍图夹g(shù)指南引導海綿城市建設
為減緩因城市不透水地表增加引發(fā)的城市內(nèi)澇等系列生態(tài)問題,福建省政府開展了提高城市透水率專項行動。福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳近日組織編制了試行的技術(shù)指南,圍繞提高透水率的主要實現(xiàn)途徑,從規(guī)劃設計優(yōu)化和工程措施推廣方面,分別提出在規(guī)劃設計中貫徹透水理念的設計要點和要求。
1、明確海綿城市建設的具體途徑
指南明確了提高城市透水率的途徑包括加強城市綠化、推廣透水性鋪裝和強化雨水生態(tài)管理。加強城市綠化的主要方式包括通過因地制宜多建設城市濕地公園、郊野公園、小綠地、小公園等構(gòu)建完整的城市綠色透水網(wǎng)絡;通過采用雨水花園、植草溝等下凹式綠地建設形式,提倡屋頂綠化,提高綠地的雨水滯留和滲透能力;提倡建設城市片林,綠地內(nèi)宜多種植喬木、灌木等涵養(yǎng)水分能力強的植被。推廣透水性鋪裝材料是將目前采用的不透水硬化法改為透水硬化法,使建筑室外地面、道路、廣場和停車場等成為可透水地表,以便雨水入滲回補地下水。強化雨水生態(tài)管理主要是利用植物、礫石、沙土等自然要素,通過建造生物滯留池、滲井、滲透溝、砂濾池和采用透水路面、過濾帶、植草溝、屋頂綠化等措施,對不透水地表產(chǎn)生的降雨徑流進行蓄留、過濾、傳輸、滲透等,實現(xiàn)對地表徑流污染物的處理和地下水的補給,緩解因不透水地表面積增加引發(fā)的一系列城市和生態(tài)問題。
2、明確規(guī)劃設計目標和任務
指南提出,規(guī)劃設計優(yōu)化要以建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”為目標,將透水型城市發(fā)展理念融入規(guī)劃全過程,將低影響開發(fā)、精明增長、生態(tài)網(wǎng)絡、生態(tài)補償?shù)壤碚搩?nèi)化到城市規(guī)劃的各個層面,在城市化快速發(fā)展的同時,有效地控制城市不透水地表面積,提高城市透水率。
3、明確工程設施推廣的著力點
在工程設施推廣方面,指南要求,通過各類提高城市透水率工程措施的應用,達到減少暴雨徑流量、延緩地表徑流洪峰生成時間、減少面源污染以及涵養(yǎng)地下水的目的;通過綠地透水優(yōu)化措施、城市硬化區(qū)域透水優(yōu)化措施以及入滲、存儲設施等,以入滲、過濾、蒸發(fā)和蓄流等方式,使地塊開發(fā)后透水率盡量接近或優(yōu)于之前的狀態(tài)。此外,還要充分考慮城市空間布局,綜合利用綠地、水體等自然條件,優(yōu)化園林景觀設計,增加園林景觀的雨水生態(tài)管理功能。
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