海绵城市建设中碳排放核算研究进展及探析

当前,我国各地区全面开展海绵城市的规划与建设工作,对于海绵城市建设和运行过程中,其碳排放的情况及核算方法仍亟待深入研究与推进。本文分析了国外基于低影响开发(LID)、最佳管理实践(BMPs)、绿色设施(GI)和雨洪控制措施(SCMs)等方法基础上的碳排放过程研究,以及我国对于雨洪管理及相近领域中碳排放的相关研究进展,探讨我国海绵城市建设运行全过程中碳排放核算的的途径与要求,为我国海绵城市建设与规划中实施碳排放核算提供参考。     

浅谈海绵城市在北方寒地建设中的现存问题

海绵城市概念的提出是为了综合解决我国现在所面临的水环境问题,其本质是绿色发展,遵循低影响开发模式,但由于雨洪管理在我国兴起较晚,各种措施的应用都处于试运行阶段,我国海绵城市的建设仍面临诸多问题,尤其是北方地区,气候寒冷干燥,海绵城市的建设具有特殊性,本文主要针对北方地区在海绵城市建设中存在的问题进行讨论,海绵城市的建设会在这一系列问题的提出和探讨中得以进步和发展。     

常德市海绵城市建设示范区雨洪适应性评价与分区

雨洪适应性体现了海绵城市建设的底线约束与生态优先原则,是海绵城市规划中重要的评价标准。采用INVEST模型与GIS技术,进行了研究区的雨洪适应性评价、雨洪适应性的功能分区及安全水平分区。研究表明：（1）从水源涵养、土壤保持和水质净化三个方面进行雨洪适应性评价,并融合雨洪汇流路径与适应性等级,划分雨洪适应性功能分区,体现了雨洪适应系统的源间廊道与基本骨架视角。（2）雨洪安全格局是海绵设施空间形态上的表现,重构不同安全水平雨洪适应性空间,实现了“源—汇”平衡,形成城市雨洪安全系统。（3）雨洪适应性通过水文过程与空间格局耦合,体现了雨洪管控中从微观到宏观层面的协调,对提升城市应对不确定性冲击的自组织能力具有参考意义。     

广州海绵城市建设之智慧排水实践

“海绵城市”建设是我国现阶段城市雨洪管理的发展方向之一。扎实推动海绵城市建设,是增强城市防洪排涝能力的有力保障。广州作为全国首批海绵城市建设试点城市,以“上中下游功能区协调、大中小海绵系统结合、灰绿蓝设施交融提升”为技术思路,以“污涝同治”为主要手段,运用“+海绵”理念,系统化全域推进海绵城市建设。结合广州市中心城区排水管控的实践经验和成效,从广州市污涝同治、巩固治水成效的全新视角,探讨智慧排水管控,以期为开展进一步智慧海绵建设工作提供参考。     

国外雨洪管理对我国海绵城市建设的启示——以日本为例

近年来,我国城市雨洪灾害频发,造成的危害十分严重,引发了国内多方关注。当前,我国雨洪管理与海绵城市建设仍处在探索阶段,需要对外学习先进经验。本文通过梳理日本雨洪管理的保障体系、演进与发展历程、措施体系等方面,结合我国城市实际情况,提出了我国未来海绵城市建设的发展方向,认为未来应构建生态和经济协调发展的理念体系,灾害与资源环境协同治理的结构体系,以结构工程为主、非结构工程为辅的措施体系以及政府主导、社会参与的合作体系。     

浅谈建设海绵城市的发展现状

当今中国城市内涝问题严重,地下水位下降尚未得到缓解,水资源短缺的问题尚未得到解决[1]。海绵城市的提出正是建立在这些水问题的存在基础之上,旨在提出一个较为全面的解决方案,缓解我国水危机,从根本上解决我国目前所面临的水问题。本文从海绵城市发展背景出发,借鉴国外雨洪管理经验,深层次理解其内涵,阐述低影响开发主要技术,总结海绵城市现阶段发展状况,并对今后发展趋势尝试大胆预测,意在让人们更多的了解海绵城市,让更多学科的专业人士加入到海绵城市的建设中来,使海绵城市的建设更加完善,使人与自然共处更加和谐。     

维护良性水循环的城镇化LID模式:海绵城市规划方法与技术初步探讨

海绵城市是低影响开发模式(Low Impact Development,LID)的重要途径,也是解决我国城市水问题的重要举措。论文从良性水循环理念的角度,针对城市防洪排涝、面源污染控制以及雨洪资源化利用等三大核心问题,以城市雨洪模拟技术和LID优化技术方法为重点,探讨了支撑海绵城市实施的关键技术方法,构建了具有自主知识产权的城市雨洪模型;并以首批海绵城市试点常德市为例进行了应用研究。研究得出:现状常德城区径流系数在0.33~0.81之间,平均值为0.64;按确保年径流总量控制目标的实现,采用渗、滞和蓄等多种LID消纳各地块径流,城区90%的地块均能达到控制目标,下沉式绿地、透水铺装和绿色屋顶总面积分别为496.75、1 338.15和613.21 hm2,占各地块面积的3.9%~31.4%之间。污染负荷SS削减率在45.0%~47.7%之间,平均削减率为46.1%。常德城区通过实施LID措施,雨洪径流和污染负荷的输出量将显著降低,基本能够达到控制目标。研究为常德海绵城市规划设计提供了重要技术支撑和理论依据,为我国海绵城市规划方法和技术研究提供了参考。     

从城市雨洪资源角度看“海绵城市”的建设

"海绵城市"的重点是对雨水进行合理的利用,从而避免城市出现洪灾,减少污染出现的机率。西方很多发达国家都采用了这样的措施对雨水进行回收利用,不但避免了洪灾,还改善了生态环境。笔者从城市雨洪资源的角度分析了"海绵城市"的建设,具体如下。     

不同开发模式下城市雨洪及污染模拟研究进展

近年来,城市化进程的加快加剧了城市洪涝灾害及面源污染问题,建立有效的、适合中国城市发展状况的雨洪及面源污染模拟模型,可为海绵城市规划和建设提供有力支撑。总结了典型城市雨洪及面源污染模型的计算方法,对比了各模型对城市传统开发和低影响开发模式的模拟结果。低影响开发模式较传统开发模式,对城市地表径流水量、水质有较好地调控效果。同时,探讨了各模拟软件的现状和不足。为提高模型的适应性和模拟的准确性,城市雨洪及面源污染模型在模拟计算时需强化具体的量化方法、考虑多种影响因素并对模型模拟结果进行不确定性分析。未来研究的重点应侧重于:从宏观尺度上,研究和开发水文学-水力学、水量-水质耦合模型、提高雨水监测技术、强化3S技术耦合能力;从微观尺度上,耦合土壤孔隙介质变化过程中水流和溶质迁移过程模型。同时,结合低影响开发水文与水质改善情况,模拟过程中可进行经济、环境和社会效益分析,为区域水土环境保护决策提供定量依据。     

低影响城市雨水生态系统的构建

对低影响开发(Low Impact Development,LID)的原理,综合管理措施(Integrated Management Practices,IMPs)的种类和适用条件以及低影响开发场地规划设计的原则与设计程序进行了分析,提出构建我国基于低影响开发的城市雨水生态系统,介绍了低影响城市雨水生态系统的设计方法。低影响城市雨水生态系统可保护城市自然水循环,实现资源和环境的可持续发展。     

生物滞留设施对雨水径流氮磷污染物净化机理和运行优化方式研究进展

生物滞留设施是城市雨水管理和海绵城市建设的典型技术措施之一,其对城市雨水径流中氮、磷污染物的净化机理和控制效果受到研究人员广泛关注。通过系统梳理生物滞留设施对不同形态氮、磷的净化机理研究进展,分析了传统生物滞留设施对雨水径流中氮、磷污染物的控制效果;进而从设施填料组合与配比、淹没出流区设置、碳源添加和填料填装方式4个方面,系统分析了生物滞留设施对雨水径流中氮、磷污染物净化效果的提升方式和效果。基于目前研究的不足和海绵城市建设中实际工程技术需求,从生物滞留设施对雨水径流氮、磷污染物控制方面展望了未来重点研究方向。     

全域推进海绵城市建设,消除城市内涝,打造宜居环境

我国提出的海绵城市建设旨在解决由于城市高速发展和涉水基础设施不完善导致的城市内涝问题.经过4年的创新实践取得卓越成效,现已建设的30个海绵试点建设城市经受住了汛期暴雨考验.针对试点建设过程中发现的我国在治理内涝方面存在的体制、机制、技术和设施等方面存在的不足,本文提出：应全域系统化推进海绵城市建设;完善管理体制,进行系统性规划建设并智慧管控;加强领域内的技术人才培养;完善相关标准规范,开展雨洪控制的多学科交叉科学研究.     

基于SWMM模型的城市已建区排水防涝提标改造途径探讨

随着城镇化建设高质量发展,城市排水防涝标准也在逐渐提高,因此,如何实施已建区排水系统的提标改造,是城市有机更新重要建设内容之一。以北京某已建区域为研究对象,提出了针对排水系统的排水能力和内涝防治标准GB 50014—2021《室外排水设计标准》统筹提标改造的方案,并借助于SWMM模型进行了方案优化评估。结果表明:通过海绵城市建设,在80%年径流总量控制率条件下,现状管网的排水能力可由1年一遇提标至2年一遇。在上述方案基础上,通过模拟评估内涝防治重现期(P=20 a)条件下雨水管网的过载情况,进一步提出并比较了调蓄池集中布置和分散布置2种方案,模拟结果表明:调蓄池末端集中布置无法解决上游区域管网的冒溢问题,而调蓄池分散式布置,可有效消除现状冒溢点,实现现状区域的内涝防治标准提高至20年一遇目标。因此,在已建区排水防涝提标改造过程中,根据场地空间条件,可优先考虑采用海绵城市建设与调蓄池分散式布置相结合的方式实现排水防涝提标改造目标。     

黑龙江省海绵城市建设及应对措施研究

一直以来城市水环境都是人们热议的话题。直到上个世纪美国,澳大利亚等国家率先实行了各自的城市雨洪管理体系并在各个地区得到了显著的成效后,这个问题才慢慢得以解决。中国自2012年海绵城市概念提出后,全国众多城市积极参与建设。黑龙江省在2015年也加入到了这个行列中,但由于地理,经济等条件因素限制一直进度缓慢。因此根据对当前黑龙江省在建设海绵城市过程中可能遇到的问题的分析,希望能够通过人才引进,完善海绵城市建设体系等措施来探索出一条符合区域发展的海绵城市建设道路。     

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。     

透水砖铺装对雨水径流热污染控制效果实验

随着海绵城市的快速发展,透水砖铺装在实际工程中得到了广泛应用,但其对雨水径流热污染控制效果尚缺乏系统研究。采用人工模拟降雨方法,以不透水沥青路面为参考,研究了透水砖铺装系统对雨水径流温度的削减效果,具体包括透水砖铺装表面外排雨水径流温度、渗透出水温度以及各结构层的温度变化。实验结果表明:当重现期为5年一遇,透水砖铺装面层初始温度为35,42,47 ℃时,与不透水沥青相比,透水砖铺装面层外排径流温度可削减1.4~1.8 ℃,且面层初始温度越高,外排雨水径流温度越高,渗透出水温度也越高;透水砖铺装各结构层可削减渗透部分雨水径流的温度,渗透出水温度相对于径流温度降低3.5~5.2 ℃;降雨强度对透水砖面层外排雨水径流温度有显著影响,而对渗透出水温度影响较小。因此,透水砖铺装可有效削减雨水径流对城市水体的热污染。     

基于低影响开发的雨洪管理研究现状和趋势研究

降雨径流是影响城市河流水质以及发生内涝的主要原因之一,传统的雨水管理模式已经不能适应现代城市的发展,低影响开发是基于模拟自然水文状况的原理,采用源头控制来消减、利用和延缓径流以及控制径流污染的一种分散的、多样性的、景观化的微型控制单元。国内低影响开发的工程实践还比较少,在借鉴国外有关低影响开发的设计方法、效果监测以及模型模拟方面的理论同时,国内还需要开展长期效果监测来建立自己的设计参数数据库以及研究适合国内的设计决策支持工具。     

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.     

上海市系统化全域推进海绵城市建设体系与技术研究

经过全国30个海绵试点城市4年多的创新实践,城市生态环境明显改善,试点成效显著。在总结试点经验的基础上,为进一步贯彻落实国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》的目标要求,住房和城乡建设部在2020年重点工作部署会议上明确提出要"系统化全域推进海绵城市建设"。结合上海市在全市范围内系统化推进海绵建设的研究与实践,特别是临港试点的经验,从系统化体系建设、系统化全域推进、临港试点后全域推进等方面进行研究,以期为其他城市系统化全域推进海绵城市建设提供借鉴。     

汇流路径对SWMM模型水量模拟结果的影响

随着城市雨水管理信息化的快速发展,数学模型逐渐在城市雨水系统规划设计中得到广泛应用,但模型的模拟精度已成为制约其广泛应用的瓶颈问题之一。以某低影响开发（low impact development,LID）雨水系统为例,基于SWMM模型,系统分析了不同重现期条件下,低影响开发设施占比和汇流路径的差异对雨水径流水量控制效果的影响。模拟结果表明:与不考虑汇流路径相比,考虑汇流路径时雨水径流外排总量削减率为4.32%~26.53%,峰值削减率为38.46%~61.40%。因此,汇流路径对雨水径流外排总量和峰值流量影响均较大,且随着LID设施占比升高而增大,随着降雨重现期的增加而降低。在场地开发过程中,可以通过合理的汇流路径设计,提高场地中LID设施对雨水径流的控制效果。同时,在利用模型对场地雨水控制利用效果评估时,也应充分考虑汇流路径对模拟结果的影响。