基于海绵当量的绿色雨水基础设施规划设计方法研究

绿色雨水基础设施作为海绵城市建设的主要设施,能够减少径流雨水的产生、外排以及发挥净化作用,但绿色雨水基础设施的种类较多,设施的控制效果及适用条件不一。为便于海绵城市绿色雨水基础设施的规划、设计、验收、考核及监测评估,提出了"海绵当量"的概念以及典型绿色雨水基础设施海绵当量的计算方法,并以北京典型片区为例进行应用验证。研究方法和结论可为绿色雨水基础设施规划设计优化及海绵城市建设效果评估提供技术支撑。     

绿色雨水基础设施在低影响开发模式下的应用

低影响开发是建设生态城市的必然要求,绿色雨水基础设施是低影响发开的重要手段之一,本文对下凹式绿地、雨水花园、植被浅沟、雨水生态湿地及透水路面等常见绿色雨水技术设施进行了介绍。     

北京市低影响开发设施植物应用现状与评价优化

植物是多种雨水源头减排设施基本的构成要素,其生长情况与应用效果很大程度上影响着海绵城市的功能和效果。以北京市21个海绵城市项目中72个低影响开发（LID）设施的植物景观作为研究对象展开建成后评估。通过实地调查法,对LID设施内植物的应用种类与频度、配置模式、观赏特性等方面进行分析;采用层次分析法从植物生态习性、雨水功能性与观赏性3个方面构建LID设施植物景观评价体系,并对10组典型设施的植物群落综合效益进行评价。结合评价分析结果,提出综合效益高的植物配置模式及优化思路,以期为北京市和中国北方地区LID设施的植物景观优化提供参考。     

土工合成材料在绿色雨水基础设施中的应用研究进展

土工合成材料用于不同类别的绿色雨水基础设施,主要发挥反滤(过滤)、隔离、防护、防渗、毛细屏蔽作用,从而提升设施渗透、调蓄、净化、利用和排放等能力。归纳总结了土工合成材料在不同绿色雨水基础设施中的主要作用、要求、性能及适用条件,重点分析了土工合成材料应用于渗滤设施、透水铺装等典型绿色雨水基础设施中的参数要求和改善作用,对绿色雨水基础设施中土工织物的防堵塞及维护问题、土工合成材料的选用、新型材料的应用方向提出建议。     

雨水花园设计要点剖析与应用实例

雨水花园是一种有效的雨水最佳管理实践措施,也是我国海绵城市建设优先推荐选用的技术措施,可有效净化雨水中的污染物,并实现水文削峰与调控功能,具有良好的景观效应和生态功能。首先根据不同区域与规模介绍了雨水花园的布局形式,然后结合不同应用条件,详细剖析了雨水花园蓄水层、过滤介质层、植物、进水与溢流系统等主要构造,并对比分析了雨水花园面积常用的确定方法;最后解析了墨尔本中心街道雨水花园设计实例,以期为国内雨水花园的设计提供参考。     

人工湿地在雨水处理与湖泊水质改善中的应用研究

湖泊是城市生态系统重要组成部分,对城市的生态化建设具有特殊的意义。但近年来我国城市湖泊污染严重,水质堪忧。面对城市人工湖泊的水质恶化,水资源短缺等问题,我们对雨水、微污染湖泊进行了研究,结果表明雨水是一种可以利用的资源。文中介绍了雨水利用的重要性、城市雨水污染现状及城市雨水的处理与利用方法和人工湿地净化雨水补充湖水、改善湖水水质的系统设计及湿地植物选择与景观配置。     

基于雨水的南方丘陵城市环境景观基础设施网络研究

针对雨水的南方丘陵城市环境景观基础设施网络问题,以雨水排泄和汇集为导向,以GIS为分析工具,计算出雨水汇集点和排泄路径的适宜性分析图,结合城市内现有环境,如公园、广场、废弃地、绿地等用地选择环境景观基础设施节点,根据现有城市用地布局、水系、道路系统,具体计算出这些环境景观设施廊道,构建一个多功能景观基础设施网络体系,在一定程度上缓解环境雨水内涝问题,同时又能改善城市景观环境,促进城市环境景观基础设施与城市环境基础设施的融合.     

绿色建筑小区雨水资源化综合利用技术

运用生态学原理设计绿色建筑小区已逐渐成为潮流,节水与水资源利用的问题正日益受到关注。绿色建筑小区雨水资源化综合利用技术集成优化了小区雨水收集与分散处理系统、雨水集中收集与处理系统、雨水渗透系统等技术,具有投资省、处理效果好、管理方便等优点,适合为今后的绿色建筑小区雨水资源化综合利用建设参考。     

北京市六环内绿色空间滞蓄雨水径流功能的变化评估

面对日益频发的城市内涝问题,科学认识绿色空间控制雨水径流的作用具有重要意义。论文以北京市六环内区域为研究区,评估了2000-2010年绿色空间滞蓄雨水径流的功能及其变化。结果表明：2000-2010年北京城市绿色空间减少198.49 km²,主要表现为农田和荒草地面积减小,五到六环内绿色空间缩减最为严重,且最大斑块指数（LPI）和聚集度指数（AI）均减小,景观破碎化趋势明显。绿色空间夏季滞蓄雨水径流量由2000年的1.32×10⁸ m³增加到2010年的1.46×10⁸ m³,但雨水滞蓄率相应地由23.43%下降到16.89%,这与绿色空间面积减小和景观格局变化有关。此外,五到六环内绿色空间滞蓄雨水径流能力最高,滞蓄率高达22%~32%,且逐年呈降低趋势;二到三环内绿色空间滞蓄雨水能力最低,需要重点加强暴雨内涝防治。这主要与不同环路内绿色空间的面积和斑块连通性有关。因此,建议优化调整北京市六环内绿色空间的组成结构和景观格局,充分发挥其滞蓄雨水径流功能,以降低城市内涝风险。     

探讨低影响开发技术在沣西新城的应用

以沣西新城为例,介绍了沣西新城为建设海绵城市采取的综合举措,分析了沣西新城暴雨管理和雨水综合利用的LID设施,得出雨水花园、生态滤沟、植生滞留槽、下凹式绿地、集料蓄水沟、中心绿廊等形成的四级雨水利用系统可有效削减雨水径流量、净化污染物、充分利用雨水。在满足绿地生态、景观、游憩和其他基本功能的前提下,建设沣西新城成为西北首个国家海绵城市建设试点示范城市。     

厦门市城市绿地雨洪减排效应评价

城市绿地在对雨水的渗透、滞留和调蓄方面具有非常显著的作用,能够有效削减城市的雨洪流量,缓解内涝压力.以海绵城市试点——厦门市为典型区,在日降雨数据、土地利用数据、土壤类型数据、城市绿地空间分布数据和城市建成区空间范围数据等多源数据的支撑下,系统评价了厦门市建成区城市绿地的雨洪减排效应.其中,雨洪减排效应的实物量通过SCS（Soil Conservation Service）模型进行评估,价值量则利用替代市场法进行估算.结果表明:2010年厦门市单位城市绿地削减的雨洪径流深为262.28 mm,削减的雨洪径流总量为4 385.40×104 m3,减排服务价值为2.75×108元;2015年单位城市绿地削减的雨洪径流深为335.77 mm,削减的雨洪径流总量为7 634.37×104 m3,减排服务价值为5.49×108元.城市绿地面积、降水量及其时程分配是影响城市绿地雨洪减排效应的关键因子,在其共同驱动下,2015年厦门市城市绿地的雨洪减排效应较2010年显著增加.研究显示,SCS模型在数据输入和参数率定等方面具有显著优势,能够在地理空间上连续模拟厦门市整个建成区的产流量,进而实现行政区单元和城市绿地类型单元雨洪减排效应的双重评价,3种城市绿地类型（乔木、灌木和草本）单位面积的雨洪减排效应并无明显差异,受绿地面积支配,厦门市80%的城市绿地雨洪减排效应由乔木绿地产生.      

滇池湖滨带湿生乔木湿地构建技术研究

采用以草本植物为主构建的湖滨湿地存在的主要问题是挺水植物繁殖速度快,生物量大,如每年不及时对死亡植株进行收割,会加快湖泊淤积速度,对湖泊水体造成二次污染;大面积湿地挺水植物的管护和收割,势必造成湿地管理强度和费用大幅提高。针对上述问题,文章重点介绍了在滇池草海湖滨带中以湿生乔木植物代替草本挺水植物的湖滨湿地构建技术现场试验研究成果,在湖滨带基底修复的基础上,选择垂柳、滇杨、中山杉、水杉、池杉和竹子等湿生植物开展现场试验,研究结果推荐适应能力较强、成活率较高和景观效果好的垂柳、中山杉为滇池湖滨带湿生乔木湿地构建的主要树种,为受损湖泊湖滨带生态修复提供借鉴。     

The value of urban ecosystem services in New York City: A spatially explicit multicriteria analysis of landscape scale valuation scenarios

Mapping, modeling, and valuing urban ecosystem services are important for integrating the ecosystem services concept in urban planning and decision-making. However, decision-support tools able to consider multiple ecosystem services in the urban setting using complex and heterogeneous data are still in early development. Here, we use New York City (NYC) as a case study to evaluate and analyze how the value of multiple ecosystem services of urban green infrastructure shifts with shifting governance priorities. We first examined the spatial distribution of five ecosystem services – storm water absorption, carbon storage, air pollution removal, local climate regulation, and recreation – to create the first multiple ecosystem services evaluation of all green infrastructure in NYC. Then, combining an urban ecosystem services landscape approach with spatial multicriteria analysis weighting scenarios, we examine the distribution of these ecosystem services in the city. We contrast the current NYC policy preference – which is focused on heavy investment in stormwater absorption – with a valuation approach that also accounts for other ecosystem services. We find substantial differences in the spatial distribution of priority areas for green infrastructure for the valuation scenarios. Among the scenarios we examined for NYC, we find that a scenario in which only stormwater absorption is prioritized leads to the most unevenly distributed ES values. By contrast, we find least variation in ES values where stormwater absorption, local climate regulation, carbon storage, air pollution removal, and recreational potential are all weighted equally.We suggest that green infrastructure planning strategies should include all landscape components that contribute to the production of ecosystem services and consider how planning priority alternatives generate different ecosystem services values.     

Integral stormwater management master plan and design in an ecological community

Urban stormwater runoff nearly discharges directly into bodies of water through gray infrastructure in China, such as sewers, impermeable ditches, and pump stations. As urban flooding, water shortage, and other environment problems become serious, integrated water environment management is becoming increasingly complex and challenging. At more than 200 ha, the Oriental Sun City community is a large retirement community located in the eastern side of Beijing. During the beginning of its construction, the project faced a series of serious water environment crises such as eutrophication, flood risk, water shortage, and high maintenance costs. To address these issues, an integral storrnwater management master plan was developed based on the concept of low impact development （LID）. A large number of LID and green stormwater infrastructure （GSI） approaches were designed and applied in the community to replace traditional stormwater drainage systems completely. These approaches mainly included bioretention （which captured nearly 85th percentile volume of the annual runoff in the site, nearly 5.4 x 10^5 m3 annually）, swales （which functioned as a substitute for traditional stormwater pipes）, waterscapes, and stormwater wetlands. Finally, a stormwater system plan was proposed by integrating with the gray water system, landscape planning, an architectural master plan, and related consultations that supported the entire construction period. After more than 10 years of planning, designing, construction, and operation, Oriental Sun City has become one of the earliest modem large-scale LID communities in China. Moreover, the project not only addressed the crisis efficiently and effectively, but also yielded economic and ecological benefits.     

景观规划导向的绿色基础设施研究进展——基于“格局—过程—服务—可持续性”研究范式

中国目前处于新型城镇化与生态文明建设的重要时期,引入绿色基础设施（Green Infrastructure,GI）规划框架对协调城市发展与生态保护具有重要意义。基于景观生态学中“格局—过程—服务—可持续性”研究范式,对近年来中国内外GI规划进行针对性综述,利用该范式对相关研究的理论来源与进展进行梳理。研究表明：GI格局研究中,景观格局指数是应用最为广泛的方法。针对于景观连接度,形态学空间格局分析等结构连接度评价方法具有计算简单、适用性广的优势,但缺乏明确的生态学含义;图论等功能连接度则针对特定的生态过程,是GI格局与生态过程的重要联系,将是下一步研究重点。GI生态过程研究借鉴生态网络的理论与方法,其规划步骤可分为核心区选取、阻力面构建、潜在廊道识别三部分。GI生态系统服务研究中,生物物理量模型与经济计量模型广泛应用于调节、供给与支持服务评价中,而文化服务评价则将问卷调查作为基础数据获取的重要途径。另外,生态系统服务需求研究涉及到生态系统服务的实际需求与使用偏好,相关定量评价方法以及成果的实际应用有待进一步探索。GI景观可持续性研究中,在明晰GI提供的生态系统服务总量的基础上,服务间权衡与协同效应已成为GI规划中的重要考量,而情景规划可以有效模拟GI生态系统服务的动态变化。最后,GI规划应将提升景观可持续性作为规划目标,据此研究提出了重视格局与过程相互影响机制的基础研究、加深GI生态系统服务需求端研究、明晰生态系统服务间协同与权衡效应、将GI与实际规划结合四项研究展望。     

优化模型在污泥处理厂选址中的应用

在我国大中城市,污水处理厂的不断兴建使污泥处理问题应运而生。采用混合整数优化模型可以解决污泥处理厂的科学选址问题,达到科学布点、合理运输、节省投资费用的目的。在传统厂群规划模型的基础上将目标规划、周密的约束条件等融于其中,并采用对于线形规划和非线性规划问题适用的LINGO软件进行求解。根据东莞市拟建的36个污水处理厂污泥产生预测情况,对污泥处理厂的设置进行了分析预测,详细对比了建一个、两个、三个污泥处理厂的运输费用、投资费用、运行费用等,最终确定兴建两个规模均为800t/d的处理厂,其位置分别位于东莞市厚街镇和常平镇,为厂址选择和规模提供了科学依据和保障。     

基于流域协同的国土空间雨洪安全格局构建方法

近年来愈发频繁的洪涝灾害暴露出城市建设与雨洪安全之间的矛盾已不容忽视,以防洪基础设施为核心的防灾规划和以各类景观生态基础设施为核心的海绵城市规划,需要内涵和方法的转变。以“多规协同”为理论基础,提出在国土空间规划背景下,雨洪安全格局构建的核心内涵应该是“协同关系”的构建,即不同规划要素之间不仅在空间布局上协调无冲突,更重要的是能够导向同一的目标与结果。基于该内涵,提出了国土空间雨洪安全格局构建方法的理论框架,应以雨洪安全要素的识别为前提,通过强制性约束措施和引导性联动措施构建雨洪安全要素与国土空间结构、资源用途和支撑系统的协同关系,最终实现不同空间尺度上雨洪安全目标的落实与格局的形成。为更好地诠释该理论框架,以江西省万载县城关镇镇域国土空间规划为案例,探索并检验该理论框架在实践中的可操作性及应用价值,以期为落实国土空间雨洪安全格局的目标提供新的思路和理论依据。     

长春市主要街路代表性植物叶片铅含量分析

应用火焰原子吸收光谱法,对长春市14条主要街路交通密集地段两侧绿化带中采集到的12种代表性植物叶片的铅含量进行了分析。结果表明,植物叶片的铅含量范围在8.20 mg/kg～58.5 mg/kg之间,平均值为19.7 mg/kg。木本植物叶片的平均铅富集能力略低于草本植物,并且木本植物叶片平均铅含量的空间变异性较大;木本植物中杨树叶片的平均铅富集能力最强而榆树最低,草本植物中绣线菊的叶片平均铅富集能力最强而八宝景天最低;草本植物中绣线菊的叶片在所有供试植物叶片中平均铅富集能力最强,其次为木本植物中杨树的叶片,而草本植物中八宝景天的叶片平均铅富集能力最低。不同植物在同一街路以及同种植物在不同街路之间其叶片的铅含量都不同。