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雨水管理措施的国际比较以及中国海绵城市的建设现状

2021-11-30黄梓晴欧阳峰

皮革制作与环保科技 2021年14期
关键词:海绵雨水理念

黄梓晴,欧阳峰

(西南交通大学,四川 成都 611756)

1 引言

频繁的洪水和排水水质恶化导致的水资源不足是快速发展的城市地区面临的主要问题。在城市开发建设过程中,多以沥青、混凝土代替草地、林地,使得能够吸收雨水来防止洪水和污染的自然地面面积逐步减少,更多降水无法下渗而形成地面径流。城市热岛效应引起的暴雨频发和不透水面积增加最终导致了城市区域内涝严重,在雨季常出现城市“看海”的现象。

2 雨水管理措施的发展

2.1 国外雨水管理理念的发展背景

自20世纪60年代开始,许多国外学者就有在探究雨水管理问题,并逐步发展起来了一系列健全的雨洪管理保障措施以及相关的法律政策。其中最具有代表性的有1972年美国联邦水污染控制法提出的最佳管理措施(BMP)和1990年提出的低影响开发(LID)理念[1],以及英国于2004年提出的了《可持续城市排水系统(SUDS)的过渡期实践规范》[2]等,这些对解决雨洪问题都起到了关键作用,对我国雨洪管理系统的建立也有指导性作用。

2.2 国内海绵城市的建设背景

在夏季,特别是南方城市,经常发生由于高强度且持续性的降水,且水量超过城市自生的排水量,从而导致雨水聚集,发生“内涝”现象。究其原因,主要有大量农村居民来到城镇,使得农村耕地和森林、湖泊面积大量减少;土地被过度开发,使得下垫面硬化率不断提高,渗透能力降低;城市老城区的排水系统由于年代因素较为滞后,不能满足暴雨时的排水需求。因此,为了增强城市防洪抗旱能力,我国在2012年首次提出了海绵城市的概念,其意指通过构建低影响开发设施来改变城市由于密集的不透水地面而导致的雨水不能自然流入地下的问题,使雨水资源能够得到循环利用——下雨时渗水,干旱时释水。

3 国外雨洪管理的理念介绍

3.1 费城绿城净水计划

自上个世纪陆续提出BMPS与LID理念后,全美绿色基础设施规划得到了快速发展,其中费城提出的“绿色城市,清洁水源”(GCCW)规划是美国环境署通过的第一个最大单项绿色雨水基础设施[3]。该规划自2011开始实施,预计历时25年完成,目标到2036年将当地第一大污染源减少85%。费城水务部预计将在该规划上投资约24亿美元,主要分为三个方面:绿色雨水基础设施投入16.7亿美元,污水处理厂升级上投入3.45亿美元;以及4.2亿美元的灵活使用。在绿城净水计划早期阶段,费城水务局把城市下水道溢流区分为四个区域,每个区域都有专门的专家,负责让社区居民通过获得报酬的方式,参与到当地实施绿色基础设施的建设中。同时也与费城学区的教师及行政人员合作,发展“了解城市流域课程”,对中学生进行饮用水、废水和雨水等主题的教育。

今年正是费城实施绿城净水计划十周年之际,截止2021年6月,GCCW规划取得了巨大进展,完成了10年的污染减排目标,在城市中设置了超过800个站点,每年总共减少约1 000万吨溢流污水排入斯库吉尔河,比2011年增加了约21%。

3.2 日本城市水系统的发展

日本常年夏季多雨,冬季少雨,由于独特的地形和地势条件以及人均水资源的匮乏,日本政府从明治维新起,就对建立城市水系统开始了长达一百多年探索。从1868年到第二次世界大战,由于明治维新期间进行的现代化改革运动,带动了人口向城市聚集,工业和城市需水量迅猛增加,进而催生了日本现代供排水事业[4]。雨洪管理思路是以治水、防洪为目标,保障人民生命财产安全为目的。上世纪50~70年代,又称为黄金30年,随着战后日本经济的腾飞,大修各种水利工程和城市涉水管网。雨洪管理思路是将治水和利水相结合,引入水系一贯的管理制度。但在这一时期日本政府重工业,轻环境,为后续水污染问题的爆发埋下巨大隐患。

上世纪80年代——2014年,经济发展逐步放缓,水俣病、骨痛病和米糠油事件的发生使日本政府转换了治水思路,以源头治理为主。众议院全体议员于2014年3月27日一致通过了《水循环基本法案》,该法案于2014年7月1日正式实施,确定了以流域为单位对水资源进行综合管理。

4 我国特色海绵城市建设

4.1 海绵城市的发展

海绵城市这个理念聚焦全过程的雨水管理,相较于传统雨水管理措施中的减小下渗、增加径流;海绵城市理念是减少径流、增加雨水渗流[5]。中央财务部、住建部、水利部三部委陆续在2015年,2016年公布了30个城市作为第一二批次海绵试点城市[6];2021年三部委又新确立了20个城市为海绵城市建设示范城市。

4.2 萍乡市海绵城市的建设

江西萍乡市地处长江流域,人口数较少,每年4~8月多发生大到暴雨,为典型的江南城市。在城市建设过程中,主要面临几大困境:洪涝问题最为突出,几乎每年萍水河、五丰河以及白源河都会出现漫堤现象;其次部分时段部分河段的萍水河水质低于地表水Ⅳ类标准;最后萍乡缺水又留不住水,导致水资源缺乏问题。

基于以上的发展困境,萍乡在2015年抓住国家推行第一批海绵城市建设试点城市计划的机会,希望利用海绵城市理念重构和谐的人水关系,并于当年12月完成了专项规划的编制工作。该专项规划在指导萍乡对海绵城市建设过程中,主要抓住全域管控——系统构建——分区治理这条技术路线。在全域管控方面,统筹区域和城乡发展,梳理规划涉及市域层次、中心层次、主城区层次、近期建设区域层次四个之间的空间结构关系。在系统构建方面,利用“上截——中蓄——下排”雨洪蓄排系统构建水安全系统;从源头、过程、系统三个方面构建水环境系统规划方案;对于水生态系统,老城区源头减排海绵改造152个地块,新城区新建管控161个地块。在分区治理方面,划定6个项目片区开展海绵城市建设。

经过几年的建设,萍乡已经有效根除了城市内涝顽疾,自2017年以来,全市各内涝点无一发生内涝,河湖水质指标明显好转,水生态系统逐步恢复,屡次获得国务院,中央组织部的表扬和宣传。

4.3 厦门海绵城市的经验建设

厦门市环山面海,3~9月极端强降雨事件频出。海绵城市的建设需求主要表现在以下几个方面:本地水资源短缺;城市地理位置靠海,常受台风天气影响,容易产生内涝;主要溪流的部分河段水质污染严重。

2015年厦门市获选全国首批海绵城市建设试点后,次年专项规划编制完成。根据专项规划指导,厦门市海绵城市建设思路如下:(1)优先构建大海绵体系:提高城市外围绿化率和植被覆盖率,构建巨大的绿色海绵体。(2)精心建设小海绵体系:在小区规划、工程设计和建设过程中,提高小区内的雨水渗透率[7]。(3)新老城区因地制宜:对老旧小区运用海绵城市理念进行改造,在小区内铺设雨水花园,硬质路面改换成透水砖,增大小区绿化面积。

由于海绵城市建设涉及多个利益相关方,光依靠政府推动建设困难重重。厦门政府在规划阶段广泛征求群众意见,共收集意见有240余条;在设计阶段深入了解调查业主诉求,业主可全程参与到方案讨论、图纸会审、项目交底等。

5 总结

无论是BMPS与LID措施和SUDS措施,还是WSUD理念以及我国提出的海绵城市理念,追根溯源都是对城市水问题的研究,都是我们今后应长期坚持的城市生态发展理念。在我国海绵城市发展过程中,一方面要借鉴萍乡、厦门等试点城市的经验,其它城市因地制宜地将海绵城市理念运用在城市建设中;另一方面建立完善的雨水管理体系,推动我国城市建设的可持续发展。

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