海绵城市研究综述

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2023-07-11

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摘要:随着中国的快速发展,城镇化速度加快,工业化速度增快,水文循环破坏严重,降雨量日益增大,导致各个城市(例如武汉、北京等)相继出现内涝...


1、从传统排水系统到海绵城市


随着中国的快速发展,城镇化速度加快,工业化速度增快,水文循环破坏严重,降雨量日益增大,导致各个城市(例如武汉、北京等)相继出现内涝,说明传统的沟渠、管道排水已经超出自身排水负荷。


海绵城市研究综述


传统的排水方式主要是通过沟渠、管道排水,此种方式虽然能够解决即时的雨量,但当沟渠、管道已经没办法满足径流要求时就扩大管径与沟渠的横断面,造成了经济投资巨大且效果也不明显。加之,传统的排水模式由于人类的不合理排污方式也容易造成管道堵塞,导致排水不畅,最终形成内涝。近年来,海绵城市作为新兴的排水方式,在各个领域都引起了相当大的关注。海绵城市主要由海绵网络构成,它主要包括带有渗、滞、蓄功能的海绵体,净功能的水处理系统,用、排水储用系统的复合系统[2]。海绵城市包括建设用地和非建设用地的改造。在建设用地主要通过改造建筑屋面,平屋面宜采用屋顶绿化的方式蓄存雨水,不能回收利用的雨水,应就近引入建筑周围绿地或考虑作为景观水体补水;非建设用地采用公园湿地、附属绿地等作为海绵体,加快雨水的排出,加速下渗的速度,加快径流的排泄。


绿地公园是海绵城市的一种,它主要是通过在表面铺设易渗透的植被,加速雨水下渗,在中部种植植被,当雨水经过地面径流渗入绿地公园后,经过植被的过滤和简单处理后,雨水流入储存结构,以备洗车、浇灌之用。这种形式的海绵体,不仅减少了管道、灌渠的载流压力,同时也加快了雨水的排放,不会对城市造成内涝,同时合理提高了雨水的利用率,减少泥污含量。


2、海绵城市在国外的发展与现状


2.1海绵城市在美国的建设


BMP(最佳管理措施)、LID(低影响开发)和GI(绿色基础设施)是美国海绵建设的主要内容。


美国的最佳管理措施包括工程与非工程措施[5]。工程措施主要是通过增加植被和湿地的缓冲区以降低污水地表径流速度,再拦截污染物,降解污染物。非工程就是靠大量宣传海绵城市的相关知识,促进海绵城市的正确使用和实施。低影响开发模式主要是在建设建筑物时尽量与当地气象相符合,将降雨量改到最小,比如三峡大坝的建立,虽然起到了调蓄功能,但是对于重大雨量的增加也是再所难免。绿色基础建设,由水系、湿地、林地公园、农场、森林等组成的相互联系的网络。它们相互协调,维持着生态和谐发展,防止自然灾害的发生。


2.2海绵城市在德国的建设


德国的海绵城市在技术和法律法规方面都是最健全的。经过几百年的发展已经形成较为全面的排水系统。而且在规划之初,考虑了内涝和雨污分流的问题。在滞蓄工程方面,也是考虑到利用雨水截留、污染物拦截等来减轻径流负荷。在德国柏林,每个户大都设有雨水利用设施,截留下来的雨水经沉淀,过滤再次用于洗车等用途。而且他们的道路等也都采用透水性较好的材质,最大限度的让雨水下渗,避免形成雨水堆积。在工程传播方面通过各种方式鼓励性的倡导共民合理利用雨水资源,提高雨水利用率。


2.3海绵城市在日本的建设


日本人东京的法律法规制度完善,通过预测暴雨的降临从而减少城市内涝带来的灾害。日本的基础设施建设相当严密,他们不像中国的制度,对于向管道投掷污染物,倒垃圾等行为都是明确禁止的,而且有专门的惩罚制度。同时日本的清污技术也是比较发达,针对洪水风险区人口密度高、资产密集的情况,实施了加固堤防、拓宽河道等一系列泄洪和防洪设施工程,其宗旨都是让河流与自然环境相适应。


3、海绵城市现存的主要问题


3.1对于构建海绵城市的宣传力度和法律法规建设不足当前由于传统排水方式的深入人心,很多人对于海绵城市这个名词观念并不熟悉,这就需要政府和相关部门相互配合加大宣传力度,改变公民的传统观念,同时加强法律法规建设,明确禁止向绿地公园表面仍垃圾,同时禁止环卫工人在清洁路面的同时将垃圾扫至绿地表面,造成绿地公园渗透能力下降,同时也会造成污染。


3.2 对雨水的收集率低


我国海绵城市的建设主要是针对内涝的形成同时提高雨水的利用率。但是由于现阶段的技术有限,导致对雨水的收集率仍然不高,问题的关键可能出在海绵体的选择,导致渗透效果不佳。其次,还有的问题出在海绵体净化能力问题上,对雨水的净化能力不佳,导致被污染过的雨水进入河体,污染河体。


3.3 海绵城市的建设者能力欠缺


由于海绵城市是新兴的排水系统,在这方面还有许多地方需要改进,很多领域都还没有参透,所以在这方面的人才也是欠缺的。由于人才的欠缺导致海绵城市并不能大兴的发展,在实际建设和管理中仍存在很多问题,不能将海绵建设同自然生态相结合起来,达到最高的排水能力。同时,由于建设者能力的欠缺,也会影响他们的工作积极性和实际操作的准确度。


4、海绵城市在中国的发展前景


4.1 投资低,工程量较小


海绵城市的实施只需要海绵体,即种植一些渗透性较好的植物,充分将地面雨水下渗,减少坑洼,相比于传统的排水模式(管道或沟渠)既节省了经济,又减少了人力、物力的投资


4.2 海绵城市在提高中国抗内涝方面起着重要的作用


就目前中国的发展水平来看,中国目前处于发展中国家,在海绵城市建立的技术方面还不够成熟,但是海绵城市在13个试点城市[35]取得的成就足以对中国研究者启示,督促着中国科研人士向海绵城市建设方面进行考研。


4.3 海绵城市与传统排水模式并存


对于一些降雨量较大的城市,可以考虑将海绵城市与传统的排水方式并存运行,这样不仅可以提高效率也能将海绵体充分利用,减少海绵城市的建设投资。


5、结语


城市雨洪的危害关乎我们每一个人,是限制我国生态发展的主要因素。海绵城市的建设是一项有助于减少内涝,提高雨水利用率,调节生态系统的工程。想要充分发挥海绵体的作用,必须依靠我们全体人民,同时借鉴国外的先进技术和研究方法,结合自身情况,因地情况实施不同的方案,打造一个宜居的城市,减少雨洪对城市居民造成的危害和不便。


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