基于多目标优化与综合评价的海绵城市规划设计研究 陈建业

发表时间:2021/8/4   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:陈建业
[导读] 现阶段,我国城市化进程的推进速度之快、规模之广,在带来巨大经济效益的同时,也产生了一定的城市水资源利用问题

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        摘要:现阶段,我国城市化进程的推进速度之快、规模之广,在带来巨大经济效益的同时,也产生了一定的城市水资源利用问题,如不加大对该问题的重视程度,则会对人们的居住环境造成影响。基于此,本文结合海绵城市设计理念,并对其进行多目标优化与综合评价展开深入探讨和研究,旨在促进海绵城市的建设合理性,供广大从业者参考。
        关键词:海绵城市;城市规划设计;城市建设


        引言:建筑工程的数量在经济发展的催化之下越来越多,城市地面的不透水率逐年上增,同时下垫面的渗透能力持续降低,自然系统对水源的调节能力也呈正比例下降趋势。海绵城市有着非常先进的管理技术,能够对大流量的水径进行把控,排水系统的运作效率较高,能够削减径流,并合理控制污染物的排放量,进而保障用水安全。
        一、海绵城市规划理念
        海绵城市的设计理念在一定程度上打破了原有的城市设计理念,传统城市在建设时主要以平面扩张式发展方式为主,而海绵城市则不同,而是注重对纵向空间进行发展,非常注重对地面及地底的改善,并在改善地面功能的基础上再进行城市建设,将城市用水作为优先解决问题。海绵城市中的“海绵”部分指的是城市中的排水系统,海绵式排水系统能够对路面雨水、积水等水源进行有效吸收和再利用,在路面之上可以通过种植绿植或特殊装置对雨水进行存续、净化以及缓释等一系列功能,这在很大程度上使水循环系统得到改善,并对排水系统的功能性进行更全面的升级和优化,使城市内涝等问题能够得到有效地控制,进而降低其影响带来的损失。保护、合理利用水资源是人们亟需解决的问题,所以,在对海绵城市进行规划以及建设时,相关建设人员需从各个角度、全面的将各类因素进行分析和总结。在不同的地域、海绵城市建设会面临不同的问题,应对各区域的降水、径流、水循环系统等方面予以全面考虑,才能最大化体现海绵城市的建设优势。
        二、海绵城市的设计规划要点
        (一)地域因素
        从海绵城市的设计要点来看,要体现其设计的多目标性,需要综合各类因素进行综合评价,并根据评价结果制定相关建设方案。我国幅员辽阔,有非常多样的气候类型,并且各类型的差异性非常大,城市建设会因地理位置、地势特征、气候条件、环境等方面面临不同的问题,其中,水源问题占据最为重要的位置。
        在开展海绵城市的规划时,相关工作人员一定要根据实际情况出发,切忌模仿完全不同类型的城市做法,这样非常不利于海绵城市的建设,并且无法达到预期设计目标。通常来看,南方区域由于气候问题存在部分湿地,而“海绵”的功能和作用则与其类似,但近些年的城市建设速度较快,各类型的基础设施以及房地产开发建设规模越来越大,导致具有湿地功能的区域失去了天然的排水系统,导致水体发生污染,城市的内涝问题愈加严重。针对南方城市,在进行海绵城市设计时,设计人员应对蓄水功能以及排水疏导功能加强建设,同时还应考虑到水体净化问题,以及高效建立防洪装置。
        而对北方城市来看,地表径流量对比南方较少,不过北方的耕地面积十分巨大,所以耕地用水以及生活用水较大,非常规水资源的利用率不高,而且水污染问题的解决措施不够完善、并且解决效果较差。但在近些年,由于气候问题,北方城市会出现较短时间的强降雨天气,以至于形成大面积积水现象,而这种情况刚好与海绵城市的建设条件相似,城内若下雨也不会出现严重积水现象,大雨则不内涝,水体正常等。所以,从南北区域不同情况来看,海绵城市的有效建设能够对原有城市排水系统的功能进行全方位的改善,并以此加强对水资源的利用效率,最大限度的改良传统排水模式,对水源能够起到一定的净化作用,进而打造更加适合人们生存的生态海绵城市[1]。



        (二)区域划分
        我国部分城市类似北京、上海等发展十分成熟的一线城市,它们由于城市配套设施的建设度非常高,所以它们在一定时间并不会有海绵城市这种大规模的建设内容。海绵城市的综合建设,首先要对城市内现有资源的利用率进行全面考虑,并对有难度的关键区域进行科学规划,提高建设质量。其次,在城市内建立透水装置或设施,提高地面渗水率。同时,通过污水处理厂对水体进行初步处理,并对排水的管道进行合理改造,加大生态装置——绿色植被的植入数量,通过这些方法能够有效对水源起到基础净化作用,以改善用水情况。建设方面,可以着重设置下凹式绿地、对屋顶进行改造、以及建立雨水的调蓄中转站等,以增强城市内蓄水量。如新建城市想要融入海绵城市理念,包括土地资源开发利用率较低的区域,以及基础设施尚处在初步阶段、且各类装置建设都不完善的地区。这种区域相比一线城市而言更容易打造海绵城市,其建设工作内容也较容易开展,因为该城市受到水体的影响较小,海绵城市所需的大型设施的设立进程也会比较顺畅。原生态系统本身具有一定的海绵功能,其中河流支流、湿地、绿化带等水生态区域都能够对水源进行涵养作用,将水体予以一定程度的净化,并促进水循环系统运作效率的提高。针对生态区域,应主要以保护其海绵功能为主、不应过度建设和开发。城市中为提高交通效率,拓宽道路距离,建立了许多立交桥,这种高架桥由于占据了一定空间,所以它能够迅速将雨水进行收集,但是此收集方式对水体造成的污染较为严重,导致其利用率不高。基于此,高架桥区域可融入海绵功能,降低水污染,削减水流在传输过程中产生的动能。
        三、海绵城市具体建设措施
        (一)提高非常规水源的有效利用率
        非常规水源包括雨水等自然水源,在进行海绵城市的设计与建设过程中应充分考虑到对这类水体收集、利用率,并不断研究雨水的有效收集手段以及能够将雨水资源进行转化、利用的途径,技术人员应最大限度的对雨水资源进行开发,改善城市用水短缺的问题。从当前我国城市建设情况来看,各城市对雨水资源的收集率及利用率并不高,这造成了水资源的浪费。而大部分城市建设则主要以混凝土为主,该材料对雨水的径流以及净化作用能够起到非常严重的阻碍作用。而海绵理念的设计能够对城市的路面进行改善,以提高对雨水的净化、存蓄作用。
        (二)加强排水管道的基础功能
        具体到我国城市,主要的排水设施为排水管网,而这些排水管网系统的建设规模较小、并且更新频率极大,更换管道的人工成本较高,流程复杂。从长远来看,排水管线已经无法满足城市排水需要,并呈现一定的改造难度加大的现象。而海绵城市的有效建设能够对此类排水设施起到一定的压力缓解作用,进而提高蓄水抗洪等能力。
        (三)做好维护管理
        若想有效建设并发展海绵城市,这离不开政府部门的主导宣传作用,所以,有关部门应充分发挥带头、监管作用,协同建筑工程企业共同制定建设标准及规范。同时,政府部门应下发较为完善的规章制度,对海绵城市的建设与管理提供政策支持[2]。
        结论:
        总的来看,由于城市化进程推进速度过快,城市地面的天然排水功能正逐年下降,这对我国城市水资源利用、水循环等方面加大了考验力度。海绵城市的建设理念、能够对雨水问题进行全方面的处理,并对城市中的雨水资源进行净化、储存,高效解决城市内涝,以改善城市水质,促进水资源问题的解决。
        参考文献:
        [1]刘伟勋. 基于海绵城市建设的合流制溢流污染控制系统多目标优化研究[D].北京建筑大学,2020.
        [2]高瑄. 施工管理多目标优化在海绵城市建设项目中的应用研究[D].西安理工大学,2019.

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