海绵城市(含做法图解 工程案例)_PPT.ppt

海绵城市建设 工程建设热点之一 1 海绵城市 的提出 海绵城市是指城市能够像海绵一样 在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的 弹性 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 海绵城市建设应遵循生态优先等原则 将自然途径与人工措施相结合 在确保城市排水防涝安全的前提下 最大限度地实现雨水在城市区域的积存 渗透和净化 促进雨水资源的利用和生态环境保护 在海绵城市建设过程中 应统筹自然降水 地表水和地下水的系统性 协调给水 排水等水循环利用各环节 并考虑其复杂性和长期性 习近平总书记作出重要指示 要优先考虑把有限的雨水留下 优先考虑更多利用自然力量排水 建设自然积存 自然渗透 自然净化的海绵城市 气候的变化与海绵城市 探索 海绵 理念回归自然让城市学会 呼吸 什么是 海绵城市 海绵城市 有什么作用呢 海绵城市 即比喻城市像海绵一样 在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的 弹性 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 从而让水在城市中的迁移活动更加 自然 2 海绵城市建设的重点 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城市问题 海绵体 既包括河 湖 池塘等水系 也包括绿地 花园 可渗透路面这样的城市配套设施 海绵城市 让城市像海绵一样 呼吸 更具生态魅力 海绵城市建设示意图 海绵城市建设要点 3 海绵城市建设的意义 好处一 吸住集中降水 告别 城中看海 目前 我国大多数城市都是快排模式 雨水落到硬化地面 只能从管道里集中排出 强降雨一来 大家就感觉修多粗的下水管道都不够用 许多严重缺水的城市 就让约70 的雨水白白流失了 建设海绵城市 在暴雨来袭时 城市能够像海绵一样将雨水储存起来 暴雨过后 再让雨水缓慢地流出 从而避免短时间内大量雨水带来城市内涝问题 好处二 雨洪利用 节约水资源当城市成为 海绵 时 降雨时城市吸饱了水 而在干旱缺水时 就可以将储存的水释放出来 并加以利用 损有余而补不足 让城市将本就珍贵的水资源运用得更加平衡 以北京为例 自打造 海绵城市 以来 仅2014年就累计收集利用雨水量2781万方 相当于14个昆明湖 好处三 生态与经济并重 改善城市生态环境 海绵城市 建设非常注重对天然水系的保护利用 保护河 湖 池塘等水系 改善了城市的生态环境 缓解城市缺水和热岛效应 调蓄设施又往往与城市既有的绿地 园林 景观水体相结合 净增成本 比较低 还能大幅减少水环境污染治理费用 降低城市内涝造成的巨额损失 另外 海绵城市 建设大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量 经济效应可观 海绵城市建设在美国等发达国家已实施多年 国外经验已证明 海绵城市建设在城市雨水管理方面行之有效 4 海绵城市建设工作提出5点要求 2015 5 29建设部会议 一是要确立目标 要争取把70 左右的雨水在当地积蓄 渗透 目标一旦确定 就不能动摇 达不到海绵城市的建设目标 不是一个现代的城市 也不是一个宜居的城市 二是要千方百计地把雨水留下 要借鉴国内外经验 敢于发明 敢于创造 因地制宜利用好自然恢复 人工工程等办法留住雨水 三是要推进区域整体治理 雨水的收集 渗透涉及方方面面 必须在一定地域范围内统筹考虑 系统治理 不仅要划定区域 更要明确区域内的径流控制要求 借鉴国外做法 研究实施雨水排放收费制度 建立责任制 只有局部治理好了 整体才能治理好 四是要总体规划 分布实施 要按照海绵城市建设的目标要求 设置若干自然的 人工的工程项目 必须把目标要求工程化 具体化 一项一项抓好落实 五是各级住房城乡建设部门 各个城市要切实把海绵城市建设提上工作日程 全面规划 全面建设 全面启动 住房城乡建设部要加强指导 推广先进经验 不断将这项工作推向深入 5 国外案例简介 德国柏林波茨坦广场水环境设计 经典 海绵城市 景观设计 德国的城市雨水利用方式主要有三种 一是屋面雨水集蓄系统 收集的雨水经简单处理后 用于家庭 公共场所和企业的非饮用水 二是雨水截污与渗透系统 道路雨洪通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水 三是生态小区雨水利用系统 小区沿着排水道修建可渗透浅沟 表面植有草皮 供雨水径流时下渗 超过渗透能力的雨水则进入雨洪池或人工湿地 美国的雨水资源管理以提高天然渗入能力为宗旨 强调与植物 绿地 水体等自然条件和景观结合进行生态设计 如植被缓冲带 植物浅沟 湿地等 大量使用由屋顶蓄水或入渗池 井 草地 透水地面组成的地表回灌系统 以获得环境 生态 景观等多重功效 日本雨水利用最具特色的技术手段是建设雨水调节池 在传统的 功能单一的雨水调节池的基础上发展了多功能调蓄设施 具有设计标准高 规模大 效益投资高的特点 在非雨季或没有大暴雨时 这种雨水调节池还可以全部或部分地发挥城市景观 公园 绿地 停车场 运动场 市民休闲集会和娱乐场所等多种功能 新加坡一向有 花园城市 的美誉 作为一个雨量充沛的国家 年降水量达2400毫米的新加坡利用遍布全岛的蓄水池和系统性布设的排水道解决城市内涝问题 以新加坡滨海堤坝为例 它将蓄水池与大海隔开 防止蓄水池内的水受潮汐影响 当降雨较强而海水处于低潮时 闸门会降下 将过量的雨水排放入海 如果涨潮时降大雨 闸门则维持紧闭 工作人员转而启动巨型排水泵 将过量的雨水排入海洋 6 海绵城市 做法图解 海绵城市是指城市能够像海绵一样 在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的 弹性 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 海绵城市建设应遵循生态优先等原则 将自然途径与人工措施相结合 在确保城市排水防涝安全的前提下 最大限度地实现雨水在城市区域的积存 渗透和净化 促进雨水资源的利用和生态环境保护 在海绵城市建设过程中 应统筹自然降水 地表水和地下水的系统性 协调给水 排水等水循环利用各环节 并考虑其复杂性和长期性 VEGETATEDROOF绿色屋顶 COMMERCIALRAINWATERHARVESTING雨水收集利用 RESIDENTIALRAINWATERHARVESTING住宅集雨设施 TREEBOX集雨树箱 RAINGARDEN雨水花园 PERMEABLEPAVING透水广场路面 BIORETENTIONCELL街道生态调节池 INFILTRATIONSTRUCTURE地下渗透储水结构 WETPOND湿地 池塘 CONSTRUCTEDWETLAND人工湿地 VEGETATEDDETENTIONBASIN植被集雨盆地 VEGETATEDSWALE生态调节沟 SANDFILTER砂滤装置 过滤重点污染源 7 海绵城市 案例A 低影响开发 其主要是通过对雨水的渗透 储存 调节 传输 截污净化等功能有效地控制径流总量 径流峰值和径流污染 如果说传统的城市开发斩断了雨水的自然循环路线 那么低影响开发就是使用一系列景观与工程手法使城市的排水能模拟自然对雨水的吸收 储存 蒸发 使城市的排水系统遵循雨水循环规律 雨水花园做为低影响开发最为常见的设计手段 如今已延展出了多种形式 狭义的雨水花园仅为规模有限 结构简单的浅凹绿地 适用于小区或私宅绿化 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 雨水花园 而广义的雨水花园则可囊括具有调蓄和净化雨水径流能力的下沉式绿化设施 如下图中的墨尔本爱丁堡雨水花园 在调蓄的同时运用生物净化手段对径流进行阶梯式处理 为其所在公园提供了大量灌溉水 和雨水花园具有相同功能的措施还有生态滞留区 但较前者不同的是 生态滞留区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 并且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 如同下图街边生态滞留区 通过对街豁口将路面径流引流至收水区进行蓄留 假设比起调蓄下渗径流 更需要收集 输送和排放径流的话 则可以设置植草沟 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 由于水流速度相对较快 在植草沟内应以石头铺于底部防止土壤侵蚀 如果植草沟的竖向坡度较大超过4 则应设置消能坎减缓水流 可以根据风格设计不同的消能坎 下图中的消能坎为河中卵石铺置而成 如果说以上的几个措施都更适用于绿化空间较小的区域 那么渗透池则适用于绿地面积较大的开阔空间 渗水池能有效地削减径流峰值 补充地下水 同时可以设计为草坪绿地 在天气晴朗的时候供居民放松 与渗透池规模相近但功能不同的人工湿地是对雨水调蓄与净化的措施 其可以将雨水花园 植草沟等措施收集的雨水进行集中净化 与其他处理手法一起形成多功能的雨水调蓄系统 打造怡人的湿地景观 除了设于绿地的雨水管理措施 在硬质地面可以通过透水铺装实现雨水渗透 或通过水渠和沟槽将雨水引流至街道附近的滞留设施中 净化的雨水可以就地消化于水景观中 打造互动的亲水景观 对于不适用绿色屋顶的屋面 也可以通过排水沟 雨水链等方式收集引导雨水进行贮蓄或下渗 低影响开发措施不仅在于地面 屋面雨水的处理也同样重要 在承重 防水和坡度合适的屋面打造绿色屋顶 利于屋面完成雨水的减排和净化 雨水桶是规模较小的雨水收集 沉淀 净化设施 设于地面之上用于住宅等建筑密度较低的区域 在建设密度较高的区域可以设置位于地下的储水箱 特制的可渗透地下水箱在储水的同时也具有被动收水的功能 城市排水设计缺乏雨洪风险意识 超标暴雨致使内涝成灾 城市排水与防洪排涝脱节 排涝与防灾规划与城市总体规划及城市竖向规划脱节 仅靠单纯增大工程设施规模并不能完全解决城市内涝问题 案例B 海绵城市 城市排水防涝存在问题 ProblemsonUrbanDrainageandFloodDrainage 与水利排涝的关系产汇流过程不完全相同 超标降雨易产生积水 较小面积降雨 管道 渠道 泵站 处于汇流前段 封闭管渠 强调快排 具有抗短历时暴雨冲击的能力 大区域排涝 河流 湖泊 涵闸 泵站 位于蓄排后段 开敞空间 能发挥蓄洪作用 市政排水 水利排涝 Runoffgenerationandflowroutingprocessesarenotarenotidenticalcompletely 与城市规划的衔接 排水设计不能强调快排 应渗蓄滞净用排并重 与水利排涝脱节 是城市内涝的重要原因 排水 涝防与规划的衔接排水系统不仅仅与水利工程设施的衔接 也应是与城市总体规划 用地规划和竖向规划的衔接 城市规划设计缺少风险意识 河网密度不够或者城市竖向不合理 地表径流入河不畅 导致城区内涝 城市排涝系统应与城市用地规划 城市竖向规划结合 1 合理的水面率和河网密度河网密度不足的区域 低洼绿地 公园 广场 景观带等公共设施和用地都可以作为城市排涝系统的蓄洪场所和行洪通道 Urbandrainagesystem acombinationofurbanland useplanningandverticalplanning 2 科学的城市竖向科学合理的城市竖向将地表径流引入河道 增加水景蓄洪LID水质净化城市景观 结合城市总体规划 用地规划 竖向规划 规划设计城市排涝系统 案例C 海绵城市 雨水收集系统 雨水进入管网系统之前需经过LID设施处理 地表导流是重要的设计内容 多专业共同协调 构建雨水收集 排放系统 1 雨水未经处理前不得随意排入雨水管 2 尽可能不用管道 暗涵排水 daylight 3 渗 滞 蓄 净 用 排技术综合应用 4 排水形式多样 草沟排水 雨水花园 地表导流 透水铺装 洪涝溢流及主干排水管道等 5 城市竖向及河道水系规划是排水设计的重要内容 海绵城市 雨水收集系统 雨水进入管网系统之前需经过LID设施处理 地表导流是重要的设计内容 多专业共同协调 构建雨水收集 排放系统 海绵城市 雨水收集系统 雨水进入管网系统之前需经过LID设施处理 地表导流是重要的设计内容 多专业共同协调 构建雨水收集 排放系统 海绵城市 雨水收集系统 雨水口设计 1 雨水口不宜设在硬制铺装上 道路 广场 小区内的雨水口尽可能引入绿化带内 海绵城市 雨水收集系统 雨水口设计 1 雨水口不宜设在硬制铺装上 道路 广场 小区内的雨水口尽可能引入绿化带内 溢流高度设置在最大储水深度处排入下游的处理设施或者允许的排口溢流方式 海绵城市 雨水收集系统 雨水口设计 1 雨水口不宜设在硬制铺装上 道路 广场 小区内的雨水口尽可能引入绿化带内 海绵城市 雨水收集系统 雨水口设计 2 雨水口收集能力要和城市内涝防治要求匹配 并具备放堵塞能力 建议一般设2个 稍有间距 高程错开 海绵城市 雨水收集系统 雨水口设计 3 进雨水口前的开口型式多样 保证过水能力 海绵城市 雨水收集系统 雨水口设计 3 进雨水口前的开口型式多样 保证过水能力 道路径流进口处 底部排水Underdrain 无底部排水 有底部排水 案例D 海绵城市 透水铺装 透水铺装有很多种 Inter block 什么样的铺装叫透水铺装 WeBringEngineeringtoLife 透水铺装的种类 透水混凝土 透水沥青 透水混凝土剖面 WeBringEngineeringtoLife 透水铺装的种类 PlasticReinforcingGrids PG 朔料模块 碎石填空 空隙的土壤中种草 什么样的铺装叫透水铺装 研究问题1 透水铺装减少径流吗 WeBringEngineeringtoLife Villanova透水铺装监测 Villanova透水铺装监测数据 雨量 46mm应该产生的径流为 31mm观测到的出流 1 3mm透水铺装渗透 30mm 96 WeBringEngineeringtoLife SwansboroPICPstudy 0 5m砾石层 Swansboro监测数据 从2004年3月到12月没有出流5次降雨 50mm 2in 最大降雨 88mm 3 5in 90次降雨 0 25mm AverageCurveNumber 44LimitedbyrainfalltotalRationalCoefficient 0C 结论 透水铺装减少径流 这已经被多地证明 澳大利亚加拿大英国德国新西兰美国中国 到底减少了多少径流呢 FromBeanetal 2007bCN 越高 径流越多标准的不透水铺装CN 98 WeBringEngineeringtoLife 问题2 不同的透水铺装减少的径流是否不同 答案 原则上没有或者不太多 WeBringEngineeringtoLife 四个闭合的不同透水铺装 Collinsetal 2008 Kinston NC透水混凝土CGP 填沙PICP填碎石 13 孔隙率PICP填碎石 7 孔隙率对照 沥青 四种透水铺装 WeBringEngineeringtoLife 径流减少的 WeBringEngineeringtoLife WeBringEngineeringtoLife 问题2 不同的透水铺装减少的径流是否不同 答案 他们仅仅是造价或者是使用寿命不同 但是在径流减少或水质处理 上没有什么不同 WeBringEngineeringtoLife 问题2 不同的透水铺装减少的径流是否不同 仅仅有一点不同 填沙的水泥块 记住 水泥块和石块差不太多 但是对水质处理有好处 这说明PICP组合和缝隙大小影响不大 13 缝隙 7 缝隙 WeBringEngineeringtoLife 这两种组合对径流减少影响不大 但缝隙是否还能再小呢 原位压实的土壤上建造透水铺装 原位土壤渗透率几乎为0 但建造透水铺装后有所改善 WeBringEngineeringtoLife 出流 地表径流 排水 WeBringEngineeringtoLife 案例E 小区试点 社区现状 1 违章建筑较多 自建房屋风格杂乱 2 公共绿地被占用 变为硬质铺装 3 区域内部植物杂乱 整体效果不好 4 市政管线老旧混乱 现状调查 方案设计 本方案设计 1 重新布设雨水立管 避免居民污水进入雨水管道 2 将小区内部绿地改造为雨水花