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摘要:近年来,我国整体经济建设发展迅速,使我国快速进入现代化科学技术发展阶段。在现代城市发展过程中,城市硬化面积飞速扩大,导致大量雨水资源流失,排涝压力也越来越大,径流污染,生态环境破坏等问题,另一方面,城市的快速扩张带来更多的人口及更大的水资源需求,因此,利用海绵城市理念优化城市雨洪管理系统刻不容缓。。
关键词:海绵城市理念;城市雨洪管理系统;应用
引言
我国经济建设自改革开放发展至今,取得的成就和成果领先其它发展中国家,赶超发达国家。对于城市建设来说,市政给排水建设至关重要,而雨水排泄及收集系统在一定程度上影响市政给排水最终效果,决定着城市水资源利用率及水环境的好坏。因此,市政给排水设计必须创新思路和模式,即积极将海绵城市理念渗透于给排水设计中,指导做好城市雨洪管理系统的优化布局,以此推动城市生态环境的优化建设。
1海绵城市理念
海绵城市效应,是指城市的相关设施经过科学改造后,可以如海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面有良好的“弹性”,通过下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,可实现“自然积存”,“自然渗透”,“自然净化”三大功能,从而有效缓解城市水安全、水污染、水短缺、生态退化等问题,同时还可以进一步降低城市内涝现象的发生,改善城市水资源和水环境,调节小气候、恢复生物多样性,使城市成为人与自然和谐相处的自然环境。
海绵城市与国际上流行的城市雨洪管理理念与方法非常契合,如低影响开发(LID),绿色雨水基础设施(GSI)及水敏感性城市设计(WSLD)等,都是将水资源进行可持续利用、良性水循环、内涝防治、水资源防治、生态友好等作为综合目标。德国、美国、日本和澳大利亚等国家是较早开展雨水资源利用和管理的国家,经过几十年的发展,已取得了较为丰富的经验。
2 “海绵城市”的水文原理
传统的市政模式是“快排模式”(见图1-1),“快排模式”雨水排得多、
排得快,没有考虑水的循环利用。截止2014年,我国99%的城市都是快排模式,雨水落到硬化地面只能从管道集中快排,且许多严重缺水的城市大约有70%的雨水白白流失了。
“海绵城市”遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针,通过低影响措施及其系统组合有效减少地表水径流量,减轻暴雨对城市运行的影响,“海绵模式”雨水利用情况见图1-1.把雨水的“渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水”密切结合,统筹考虑内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目标。通过海绵城市建设可以实现径流总量和峰值流量保持不变(见图1-2),并且径流峰值的出现时间也可以基本保持不变。可以通过源头消减、过程控制和末端治理来实现城市化前后水文特征的基本稳定。
图1-2
3海绵城市理念应用在城市雨水排水设计中的作用
“海绵城市”建设的重点是构建“低影响开发雨水系统”,强调通过源头分散的小型控制设施维持和保护场地的自然水文功能,有效缓解城市不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重等问题。
3.1控制雨水径流总量及峰值
各类海绵城市技术及设施主要有:透水铺砖、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节池、植草沟、渗渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等。
通过以上各种雨水收集蓄存措施,大大减少了雨水的径流总量,雨水的径流总量关系到城市市政给排水中排水设施的选型及造价,雨水径流总量及峰值减少了,那城市市政排雨水系统选型可以适当减小。最关键的是减少的雨水径流量可以作为储存的水资源被城市利用。
3.2 控制雨水径流污染
径流污染控制是低影响开发雨水系统的控制目标之一,既要控制分流制径流污染物总量,也要控制合理制溢流的频次和污染物总量,污染物指标可采用悬浮物(SS),化学需要量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等
4海绵城市理念在市政给排水设计中的应用意义
通过海绵城市的相关理论,开展和应用具有海绵效应的设计内容,成为当前城市市政给排水工程发展的主要方向。借助海绵效应理论,实现人工干预的有效疏导,进一步优化对于自然资源的合理利用,可为城市的给排水系统缓解压力。同时对城市绿化、农作物灌溉、城市卫生等多方面,具有重要的作用和意义,可以进一步体现环保城市的发展理念,强化城市对于水资源的保护和利用,提高城市地下水源的补给能力,确保城市水资源循环利用体系的有效构建,有效保障城市的正常运转。
提升水资源的利用效率,水资源是人类生存与发展的基础资源,现阶段世界上水资源呈现出极度短缺情况,因此注重水资源问题是当前城市建设发展中存在的首要任务。传统的城市发展与设计中,对雨水资源的控制不足,造成雨水资源的利用率较低,而海绵城市理念的出现促使现阶段的雨水资源得到充分的利用,合理进行给排水系统设计,提升城市自身的蓄水能力,利用合理的措施将水资源重新利用,提升水资源的利用效率。同时,优化城市的给排水功能,不再局限于传统的给水管道与排水管道,构建全新的自然给排水系统,优化城市的给排水系统运行功能。2.优化城市环境降低水污染,人类在发展与活动过程中,对自然生态环境产生直接的影响,生态环境被破坏的较为严重,进而对水环境产生严重的污染,造成水资源的浪费,影响人类的发展。海绵城市理念的应用,可以有效的优化城市环境,降低人类活动对自然生态产生的负面影响,提升城市居民的生活质量。有效的降低水污染,提升城市自身的污水处理能力,改善市政排水工程,优化水体环境,促使城市实现可持续发展。
结语
城市的正常运作与规范化建设必须以稳定的给排水系统建设为前提。城市给排水系统受多方面因素影响,在城市道路设计中必须关注给排水设计,以海绵城市建设实现城市道路排水系统的优化布局,提升城市强降水的处理能力和水资源的循环利用,带动城市的持续良性发展与运作。
参考文献
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