基于海绵城市概念下给排水系统构建问题探讨 欧春静

发表时间:2020/8/28   来源:《建筑模拟》2020年第9期   作者:欧春静
[导读] 随着社会的发展,水资源的短缺成为重大问题,海绵城市概念的出现和应用缓解了水资源紧缺问题。海绵城市作为现代城市雨洪管理的重要措施,通过建设城市内部的排水系统将城市内部的雨水的传统排放方式转化为储存和合理利用方式,不仅解决了城市内涝等灾害,还解决了一些城市的缺水问题。本文为给排水系统构建的完善工作提出几点建议,加速海绵城市的建设,给未来城市发展做出贡献。
        柳州市建筑设计科学研究院有限公司  广西柳州  545000
        摘要:随着社会的发展,水资源的短缺成为重大问题,海绵城市概念的出现和应用缓解了水资源紧缺问题。海绵城市作为现代城市雨洪管理的重要措施,通过建设城市内部的排水系统将城市内部的雨水的传统排放方式转化为储存和合理利用方式,不仅解决了城市内涝等灾害,还解决了一些城市的缺水问题。本文为给排水系统构建的完善工作提出几点建议,加速海绵城市的建设,给未来城市发展做出贡献。
        关键词:海绵城市; 给排水系统; 改造;
       
        现代社会发展日新月异,我国经济稳步发展,城市化进程也在加速发展,从城镇到城市的发展过程中,由于恶劣的天气状况,造成了一些洪涝灾害、径流污染和城市内部排水系统破坏增加等问题,这些问题在导致经济损失的同时,也大大增加了人员伤亡的风险。此外,我国是世界上水资源短缺的国家之一,当前,我国水资源的短缺问题变得越来越严重。,因此当前国家急切希望能有更为高深的科学技术来合理规划用水,解决目前这些祸患,解决我国水资源短缺问题,稳定我国人民的用水问题。
        1 海绵城市概述
        海绵具有极强的吸水、释水和保水能力。同时,海绵的恢复和回弹性质极佳,是一种非常常见的多孔吸水材料,海绵城市的比喻是为了突出城市在雨天时对水的吸收、渗入、储存和净化的强大能力,并且它还可以对存储的水资源进行循环利用。这样,城市就会具有很强的适应自然环境变化的能力,可以有效应对极端天气条件下造成的一些自然灾害,同时加强水资源的循环与利用,为城市的可持续发展做出贡献[1]。
        2 现状
        2.1城市给排水系统维护极为不便
        目前,中国大部分城市给排水系统在修建时的设计规范还不统一,因此建设标准存在明显差异,给维护工作带来许多困难。中国城市建设的发展越来越快,许多城市在短时间内就充满了钢筋混凝土,混凝土的密度高,雨水渗透性差,降雨天气会使地面难以渗水。这就导致雨天排水管的流量将大大增加,一旦流量超过城市给排水系统管道的内径,将很容易造成城市内涝问题。同时,城市给排水系统构建在地下,想要进行统一标准的更换和改建需要耗费极大的人力物力,给城市正常运转带来极大负担。
        2.2 城市给排水系统难以监控实时状态
        中国大多数城市都在不断推进城市现代化进程,同时城市的配套设施也在不断完善,却不能保证城市给排水系统的质量、性能和稳定性。造成这一问题的主要原因有两点,一点在于城市建设部门对地上城市的设施更加重视,却常常忽视给排水系统设施的维护和更新,以致排水系统经常缺乏维修和养护。另一点在于排水系统在地下,难以实时监控使用情况,只有发生大面积水管断裂或塌陷时问题才会显现,这对城市给排水系统的正常运行带来了许多隐藏危险。
        3 加强海绵城市概念下给排水系统构建问题的解决方法
        3.1 构建监测网络以实时监控给排水系统
        海绵城市建设思路是构建“源头减排-过程控制-末端治理”的全过程理念,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”多种措施,将自然途径与人工措施相结合,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源利用和生态环境保护[2]。海绵城市径流控制指标监测网络的构建首先需要在试点区域进行“全过程、系统化”监测。


        通过人工监测或在线监测获取特定降雨条件下的径流流量和水质数据,对不同海绵设施、不同用地类型、不同排水分区的管网节点或雨水排口进行实地监测。全面、科学地评估各层级径流指标的满足情况,从而掌握海绵城市建设中试点区域在雨水径流控制和水循环利用方面的改善情况。
        1)源头监测:监测试点区域的各种海绵设施进出水口水量及水质情况,为海绵城市建设效果评估提供依据。源头监测点的布设目的是监测水量和水质等基础数据,对海绵设施的径流控制效果和污染物削减率进行核算和收集。
        2)过程监测:对试点区域内典型地块排口、关键管网节点达标情况进行整体评估,典型地块排口的径流流量和水质监测可为海绵设施的组合应用效果评估提供过程数据。过程监测点的布设目的是监测水量、水质数据对地块内的径流控制效果和污染物削减率进行评估,同时对部分区域存在的内涝点进行监测。
        3)末端监测:根据试点区域的排水分区或区域整体,排水分区排口可为不同用地类型的地块组合对径流指标控制提供过程数据,区域总排口评估整个海绵城市试点区域内径流指标满足效果。末端监测点的布设目的是对试点区域整体水量进行监测,评估区域内的径流控制效果。
        3.2 监测网络构建流程
        监测网络构建分监测点位的空间布局和评估基础数据的获取两个部分:第一部分,监测点位的系统化布局,“源头-过程-末端”3个层级的监测点位组成监测网络;第二部分,监测点位对应的评估基础数据获取,评估基础数据包括监测点位对应的海绵设施、地块和排水分区的径流指标、服务面积、坡度、特征宽度等。
        1)研究区域资料收集。调研试点区域的海绵城市建设目标和指标,确定该区域整体径流控制指标以及各排水分区、用地地块的类型、面积和规划设计的场次径流总量控制率、设计降雨量、场次径流污染削减率等数据。
        2)研究区基础数据需求分析。布置径流指标监测点位时应考虑试点区域雨水管网的布设方式、管网走向、管网之间的衔接方式等信息,区域内各地块用地类型以及该地块各种海绵设施布设比例、位置和海绵设施布设方式等数据。除此之外,还应了解各地块的坡度、面积以及排水分区的分界线等信息。获取这些数据和信息需要对该区域雨水管网图、用地规划图、DEM高程图等涉及到不同用途、不同文件类型的基础数据进行耦合、提取分析。
        3)监测点位布置。根据该区域现有管网数据以及对应的用地规划数据,可得到管网节点或入河口与海绵设施、建设地块、排水分区之间的拓扑关系[3],结合“源头-过程-末端”3层级监测点位的布置原则和方法,从众多管网节点中筛选出有代表性的、可系统化、全面评估海绵城市径流控制效果的监测点位,组成监测网络。针对管网混接点、合流制排口等问题,在选择监测点的时候尽量避开此类排口,或者通过监测临近区域点位的水量核减该部分水量。
        4结论
        综上所述,在发展海绵城市的过程中,科学合理地建设排水系统非常重要。在建设排水系统时还应当建设同步的监测管理系统,以增强对给排水系统的管理。我们要加强雨水资源管理利用工作,建设有利于城市发展,又符合城市需求的海绵城市。
        参考文献:
        [1]宋珊珊.基于低影响开发的场地规划与雨水花园设计研究[D].北京林业大学,2015.
        [2]魏保平,柏云. PPP模式驱动海绵城市建设:以镇江市海绵城市项目为例[J].中国投资,2016(6):72-74.
        [3]朱玲,由阳,周鑫杨. 排水分区尺度的海绵设计及径流协调方法探讨[J].给水排水,2018,54(1):56-60.
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