海绵城市

SPONGE CITY

海绵城市建设的背景解读

洪涝灾害已经成为困扰中国各大城市的新城市病,暴雨造成严重积水、交通瘫痪的窘境,并加剧了城市水污染及生态环境恶化等问题。近年的洪涝频现集中暴露出了城市规划、建设、管理的诸多短板,传统的“城市雨水快排”、“末端处理措施”已经不再适用。2013年12月,习总书记在中央城镇化工作会议上提出要大力建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”,由此中央正式提出“海绵城市”的这一概念,作为新型城市雨洪管理理念,也是城镇可持续发展的重要手段。

海绵城市建设政策支持一览

海绵城市建设已成为适应城市快速发展,从源头缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境的有效措施,引领着智慧城市建设的发展方向。

2014年10月,住建部发布《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行),指导全国海绵城市技术应用的开展,预示着我国城镇排水防涝系统的建设将由“修大管子”转向建设城市“海绵体”模式。

2015年4月,财政部、住房城乡建设部、水利部发布了《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》和《关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市的通知》。 由此,全国各地尤其是试点城市的海绵城市建设迅速开展起来。

2015年10月,国务院办公厅发布了《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》,提出:通过海绵城市建设,综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。

2016年2月,财政部、住房城乡建设部、水利部发布了《关于开展2016年中央财政支持海绵城市建设试点工作通知》,掀起第二轮海绵城市试点的申报。

2016年3月,住建部印发了《海绵城市专项规划编制暂行规定》,要求各地抓紧编制海绵城市专项规划,于2016年10月底前完成设市城市海绵城市专项规划草案。

海绵城市理念简介

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“海绵城市”是指通过加强城市规划建设管理,让城市像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统的作用,遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存储、渗透、净化雨水、补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将储存的水“ 释放”,并加以利用。

海绵城市是新型城市雨洪管理理念,国际上类似的雨洪管理技术体系还有美国的LID低影响开(Low Impact Development)、英国的SuDS可持续排水系统(SustainableDrainage Systems)和新西兰的LIUDD低影响城市设计与开发(LowImapact Urban Design & Development)等。

海绵城市建设理念和实现途径

打造海绵城市的六大途径

海绵城市建设的核心是借助源头分散控制,实现雨水控制与利用,即通过“渗、滞、蓄、净、用、排”六大步骤进行对雨水的高效管理,解决水危机及洪灾问题:

1. 渗 —— 是利用各种路面、屋顶、绿地从源头收集雨水
2. 滞 —— 是通过雨水花园、生态滞留区等方式滞留雨水,减缓雨水汇集速度
3. 蓄 —— 是通过蓄水池蓄积雨水
4. 净 —— 是通过植草沟、人工湿地等设施净化雨水
5. 用 —— 是把经过渗滤净化的雨水用于城市运营,如冲洗路面或浇灌绿化
6. 排 —— 是把多余的雨水通过溢流管道与市政排水管连通,实现雨水排放的目的

同时,按照对城市生态环境影响最低的开发建设理念,合理控制开发强度,在城市中保留足够的生态用地,控制城市不透水面积比例,最大限度的减少对城市原有水生态环境的破坏。

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八大“海绵体”设施

在海绵城市建设过程中,会建造大量的“海绵体”,如河、湖、塘等水系,及绿地、花园、透水路面等设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,剩余部分通过管网、泵站外排,从而缓减城市内涝压力。以下是八类常见的“海绵体”设施。

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绿色屋顶

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地面透水铺装

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下沉式绿地

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植被草沟

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雨水花园

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生态滞留区

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雨水调蓄池

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人工湿地

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绿色屋顶

绿色屋顶也称屋顶花园,是指在建筑物屋顶栽种植物,不与大地自然土层连接。绿色屋顶可增加城市植被覆盖率,美化环境,缓解热岛效应,也能对雨水进行截留、蓄水减排、削减污染与雨水资源化循环利用。

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地面透水铺装

在硬质地面可以通过透水沥青或植草网格砖等透水铺装材料实现雨水渗透,或通过道路侧的溢流口和水渠引入周边下沉式绿地进行净化处理,洁净的雨水可就地消化于水景观中,打造互动亲水景观。

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下沉式绿地

下沉式绿地又称为下凹绿地、低势绿地,典型结构为绿地低于地面5-25厘米,雨水溢流口设在绿地中央或与硬化地面交界处,是一种简单的雨水蓄渗、净化设施,常应用于道路、广场周围等位置,主要用于削减雨水径流污染,减轻洪涝灾害。

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植被草沟

植草沟为横切面呈三角形或梯形的带状下凹绿地,适用于道路两旁绿化隔离带等狭长地带,通常为带状转输雨水措施,亦可设计为绿地形式,成为集休闲绿化、转输渗留于一身的多功能区域。

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雨水花园

雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地,被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,同时带有景观美化作用。

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生态滞留区

生态滞留区与雨水花园类似,主要用于调蓄和净化雨水径流,但其土壤对于工程技术要求相当严格,对于土壤和工程排水结构也都有明确的要求,根据位置的不同可分为生态滞留带、生态树池、生态滞留池等。

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雨水调蓄池

雨水调蓄池是一种雨水收集储存设施,主要作用是削减雨水管渠峰值流量。该设施既能规避雨水洪峰,实现雨水循环利用,又能避免初期雨水对承受水体的污染,还能对排水区域间的排水调度起到积极作用。

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人工湿地

人工湿地是一种利用土壤、人工介质、水生动植物及微生物等作用净化雨水的设施,它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理,促进水中污染物质良性循环,发挥资源生产潜力,达到高效控制径流污染及景观美化的功能。

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国内外经典生态城区案例

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柏林波茨坦广场

德国柏林的波茨坦广场是欧洲最大的商业区,总占地6.8公顷,规划共可收集容纳15000立方米的雨水。通过屋顶和硬质地面收集到的雨水全部进入主体建筑和广场地下层的储水箱。在那里经过初步的过滤和沉淀, 经过沉淀的雨水进入各个大楼的中水系统用于冲厕、浇灌绿地、景观用水等。

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借鉴德国波茨坦广场商业区低影响开发理念,应用于桃浦智创城商业区海绵城市规划方案,以605商用地块为例,配合绿色屋顶、透水铺装和雨水花园等低影响开发措施,地下空间设置分散式蓄水池,收集雨水可直接回用于商业区景观和建筑。

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605商用地块

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波特兰雨水花园

美国波特兰雨水花园的造型就像一系列的跌水和小溪,同时包含一系列的水池和玄武岩的堆石。其间种植了大量的当地水生植物和水草,通过这些水池的沉淀、植物根系和沙石、土壤的过滤来处理雨水,不仅巧妙的解决了雨水排放和过滤的问题,同时还创造了优美的景观环境空间。

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借鉴波特兰雨水花园的经典案例,在桃浦智创城的绿地规划中,结合景观水体塑造层层叠水的蓄水空间,实现雨水排放与处理的完美平衡。

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新加坡碧山宏茂桥公园

新加坡加冷河-碧山宏茂桥公园占地62公顷,加冷河从笔直的混凝土排水道改造为蜿蜒的天然河流,实现了公园和河流的动态整合,展示了利用城市公园作为生态基础设施,与水资源保护和利用巧妙融合在一起,起到洪水管理、增加生物多样性和提供娱乐空间等多重功用。

借鉴其公园与河道结合的理念,在桃浦智创城新开一号河等水系的海绵城市规划中,采用生态堤岸、亲水廊道等方案,使河流和景观水体兼顾景观及防涝调蓄功能。

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桃浦智创城海绵城市专项规划

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桃浦智创城海绵城市总体建设思路

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桃浦海绵城市建设框架与目标

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实施计划与重点工程

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预期效益

桃浦智创城海绵城市总体建设思路

根据《上海市人民政府办公厅关于贯彻落实 <国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见>的实施意见》,“十三五”期间,上海各区县将建设不少于1个海绵城市建设试点区域,而作为上海市开展海绵城市建设试点的三大地区之一,普陀区桃浦智创城是上海市今后一段时期着力规划建设的重点区域之一。

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桃浦智创城规划范围北起沪嘉高速路,南至金昌路,西起外环线,东至南何支线,规划面积约为419.84公顷。桃浦智创城开展海绵城市的规划建设,对于实现“产城深度融合、低碳绿色生态、城市设计人性化”的发展理念,具有重要意义。

桃浦智创城海绵城市建设与城市排水防涝体系建设、景观提升、生态环境改善、城市功能转型调整紧密结合,并与桃浦智创城21世纪新型城区的定位相协调。同时,桃浦智创城海绵城市建设还与市民的日常生活密切相关,应积极引导公众参与海绵城市建设,提高参与热情,发挥社会公众的智慧和创新能力,营造一个全民参与的创新型社会。

桃浦海绵城市建设框架与目标

桃浦智创城海绵城市系统构建将结合当地的高绿地率,发挥“渗、滞、蓄”的功能,从而达到雨水源头“净”的目标,为雨水“用”创造良好条件,减少雨水的直接外排量,并结合绿地规划,充分利用滨水生态绿地的雨水净化作用、河道的雨水调蓄作用,以城市河湖水域与岸线管控和综合整治,防洪排涝体系建设、水资源优化配置和高效利用,水资源保护和水生态修复、水土保持、水管理能力建设为重点,逐步构建“格局合理、蓄泄兼筹、水流通畅、环境优美、管理科学”的海绵城市末端保障体系,打造水清、岸绿、鱼游、景美的绿色生态新城。

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海绵城市建设的总体目标是立足于区域现状,结合海绵城市与排水防涝系统建设要求,通过实施方案的进一步细化明确建设任务。结合上海市《实施意见》以及《上海市海绵城市建设指标体系(试行)》、《上海市海绵城市建设技术导则(试行)》的相关要求及桃浦智创城的水文地质条件、建设现状和规划目标等,

桃浦智创城的年径流总量控制目标具体如下:

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根据桃浦智创城城市结构划分、功能特点、市政基础设施规划、绿化率、建设开发密度等情况进行分析,将整个桃浦智慧城分为三大一级分区、11个二级片区和17个三级分区。

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在此基础上对径流控制率指标进行分解,结合各分区的用地类型构成,计算得到分区的雨水径流控制目标。根据各类用地年径流总量控制率指标,计算各规划分区年径流总量控制率指标。

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实施计划与重点工程

通过对规划地块、道路和河道水系等海绵城市实施方案进行梳理,居住小区、公共建筑、绿地广场等规划地块内海绵城市项目共计150项,市政道路类海绵城市项目共计9项,河道水系类海绵城市项目共计5项,市政排水类海绵城市项目2项。这些项目的顺利实施,将为打造桃浦智创城海绵城市打下坚实的基础。

结合建设进度和海绵城市实施条件,采取“分期实施、区域辐射、示范带动”策略,分阶段、分区域、分类型开展海绵城市工程的建设,逐步推动桃浦智创城海绵城市建设工作。近期的打造重点是“一区、一带、一路、一池、一河、一廊”六大海绵城市建设工程。

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一区:南李苑小区

南李苑小区位于桃浦智创城东南角,建于2009年,小区设施相对较新,物业完整,建筑包括多层和高层,绿地面积和停车场等空地较多,可结合小区开展多种类型的海绵城市技术措施的应用。

通过对小区进行高位花坛、透水铺装、下沉式绿地、植被浅沟、雨水花园等结构改建,实现对雨水的收集和回用——用于小区内道路冲洗及绿化浇灌等,并融合园林元素的设置,提升小区的景观品味。

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一带:桃浦中央绿地

桃浦智创城中心位置的绿地是本规划中体量最大、最复杂、最具系统性的工程,项目位于沪嘉高速以南,西起敦煌路,东至景泰路,北面紧邻桃惠路,南侧为真南路,整体为狭长形公共绿地,合计面积为496725.28平方米,是承载了生态、健身、休闲娱乐、公共活动等功能,涵盖了商业、道路、公园、水系等的综合体。

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桃浦中央绿地的建设体现对城市生态环境影响最低的开发建设理念,利用多种措施从源头控制雨水径流量和初期雨水面源污染,实现可持续水循环。同时结合整体布局,在绿地中设置生态湿地、景观空间蓄水池和下沉式运动场等设施,解决地下空间和周边雨水的存储。

园路透水铺装和中途转输系统

桃浦中央绿地中的道路采用透水铺装,绿地的低处布置生态滞流区。绿地及道路的雨水通过重力流进入透水铺装,部分雨水渗透地下,多余雨水自流或汇流至道路旁边或附近的植草沟或雨水管道中,转输至生物滞流区,经生态沟渠井处理后接入景观湿地、河道或蓄水池中,以此解决桃浦中央绿地内涝问题。

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观景蓄水池

桃浦中央绿地607地块内的景观水系中的亲水平台被作为景观蓄水池,旱期蓄水池可供游客观赏,雨期周边雨水通过植草沟或管道流入蓄水池中,起到存储雨水的作用。

下沉式运动场

桃浦中央绿地608地块中设有下沉式运动场,可作为作为应急调蓄使用,并配有溢流设施,小雨时雨水通过植草沟流入景观水体,当雨量超过设计流量时,雨水通过溢流口进入下沉式运动场,以削减峰值流量。

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地下空间蓄水池

桃浦中央绿地608、607、614地块拟建地下空间,并在地下空间的下层设置蓄水池,用以消纳部分地下空间的雨水。

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一路:古浪路

古浪路(真南路——敦煌路)为桃浦智创城东西向的规划次干路,总长约1336米,宽44米,包含中心分隔绿化带、机动车道、机动车隔离带、非机动车道和人行道。选择结构极具代表性的古浪路进行改造,对于其他道路的海绵城市建设具有重要的参考价值。

通过把人行道和非机动车道改造成透水铺装路面,将雨水导入中心绿化带、机非隔离绿化带及人行道绿化带,通过植草沟、下沉式绿地、生态滞留区、雨水花园、生态树池等措施,将雨水排入管道,达到源头减量的目的,同时结合景观结点,创造美观的空间,并加入海绵城市理念宣传教育信息展示。

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一池:雨水调蓄池

为了适应桃浦智慧城的建设以及满足城内水功能区划对河道水质的要求,规划了具有“截污纳污”“削峰蓄洪”“雨水回用”等功能的雨水调蓄池,选址位于长河路以南、武威路以北,服务范围包括西块和东块的雨水系统,面积约为350平方米。调蓄池位于桃浦中央绿地内,紧邻人工湖,兼具了雨水拦截与景观提升两大功用。

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一河:新开1号河

桃浦智创城拟在中部规划一条东西走向、长达2016米、贯穿整个区域的清水廊道——新开1号河。建设滨水绿道,打造生态驳岸,营造江南水景,同时在河域中设置生态浮岛,构建一个由水生动植物、微生物构成的沿河植被过滤带,对雨水进行天然生态净化。

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一廊:敦煌路综合管廊雨水舱

结合综合管廊规划,将敦煌路雨水管道纳入综合管廊,在管廊西侧设置雨水舱。通过雨水管与综合管廊相结合,采用雨水舱形式,一方面满足雨水管道的排放流量要求,也可利用雨水舱收集周边区域雨水,提高排水防涝能力。

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预期效益

根据相关监测结果,海绵城市设施的年径流污染控制率可达40%,通过自然积存、自然渗透、自然净化,显著削减了面源污染,有效改善水质环境质量。另外,海绵城市建设还能促进雨水下渗,有效涵养地下水,缓解地面下沉。

桃浦智创城的海绵城市建设,不仅从源头控制,改善内涝防治能力,提升雨水资源化利用率,减少雨水管理运行维护成本,同时结合公共水景的设计,对改善人居环境,提升城区内涵,塑造良好绿色生态城区形象从而增强社会凝聚力,也起到重要作用。