月7-新时期海绵城市建设

王

浩中国水利水电科学

水资源流域水循环模拟与调控国家二零一五年十月一、海绵城市建设背景二、海绵城市建设任务报告提纲快速城市雨岛效应明显城市内涝频发传统城市建设重经济社会功能，轻生态服务功能（重社会，轻生态）一、海绵城市建设背景一、海绵城市建设背景1.

快速我国城镇化水平有了很大的提高， 设市城市已的136个发展到2011年的657个，其中直辖市从4个，计划单列市15个，地级市268个，县级市370个。城镇化率仅为10.6%，1980年为19.4%，2011年达到51.3%， 城镇常住人口已达6.9亿。一、海绵城市建设背景1.快速051015353025204045505518801900194020002020城市化率（%）年1948年1957年1977年19201840年以来1960

1980化发展变化规律2014年超过54%一、海绵城市建设背景1.

快速近年来，每年城镇人口净增超过2000万人，城镇化处于高速发展阶段一、海绵城市建设背景1.

快速城市建成区迅速扩大，1981年为7438平方公里，2000年为22439平方公里，2011年已达43000平方公里，平均每年增加1800平方公里，大致相当于增加一个市建成区面积。500004500040000350003000025000200001500010000500001981

1982

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20111981－2011年

城市建成区面积（平方公里）一、海绵城市建设背景1.

快速3.珠三角城市群5.川渝城市群陆地区逐步发展形成了十大城市群和十几个中小城市群8.中原城市群10.关中城市群6.辽中南城市群2.京津冀城市群4.山东 城市群1.长三角城市群7.长江中游城市群9.海峡西岸城市群一、海绵城市建设背景1.

快速城市发展在带来经济社会群聚红利的同时，也造成水循环过程的畸变和区域气候演变，各类水问题日益凸显。气候变化使得人类 全球变暖、，导致城市出现暴雨极值天气与天气增多等方面干旱的概率增加。一、海绵城市建设背景2.

城市雨岛效应明显降水天数变化观测事实表明，近50年来， 最大1d、3d雨量增减不明显，但短历时暴雨强度增加、 降水日数也在增加，尤其是在城市及周边地区，雨岛效应更加明显。一、海绵城市建设背景2. 城市雨岛效应明显城市雨岛效应一、海绵城市建设背景2.

城市雨岛效应明显观测事实表明，在市区及城市下风方的地区有降水量增多的现象。根据 汛期（5~9月）平均降水量分布图，最大降水量中心位于市区，向外逐渐减小，市中心的降水比郊区多约60mm。其他城市也观察到相同的结果。一、海绵城市建设背景2.

城市雨岛效应明显城区年雨量大于郊区雨量,增雨系数（城区/郊区）为1.04城区汛期(6～9月)雨量占年雨量比例增幅为3.35%

,

郊区汛期雨量占年雨量比例增， 使汛期雨量增加明显一、海绵城市建设背景3.城市内涝频发城市雨岛效应和下垫面产汇流过程畸变导致内涝现象频发。2007-2015年， 超过360个城市遭遇内涝，其中六分之一单次内涝淹水时间超过12小时，淹水深度超过半米， 、广州、济南等城市甚至发生了造成 伤亡的严重内涝。一、海绵城市建设背景，济南市遭遇特大暴雨，市区平均雨量134毫米，致使南部城区形成了类似山洪性质的街巷洪水。市区积水1米以上的路段达51处，部分低洼地段最大积水深度达4米，个别坡度较陡路段水流流速达3m/s以上，造成26人

。路面积水淹没汽车街道上急流起浪3.城市内涝频发一、海绵城市建设背景，广州特大暴雨，天河地区3小时降雨接近200毫米，远超排涝体系排涝能力，超过排涝标准的雨水全都往低洼地区汇集，造成低洼地区受淹，影响城区正常运行，导致6人

。3.城市内涝频发一、海绵城市建设背景2012

年7

月

21

日， 遭遇1951年有气象记录以来最持久的一次强降雨，造成79

人

，导致山洪暴发、京广铁路断运，京港高速最深积水达

6m，城区交通瘫痪、车辆被淹、供电中断等，160万人受灾。3.城市内涝频发一、海绵城市建设背景2013年9月11-13日， 暴雨，近3年来首拉最高等级红色 ，地铁进水、小区积水、40多条道路积水超过50厘米、交通几乎瘫痪。3.城市内涝频发一、海绵城市建设背景， 市首场暴雨造成市区内涝200处，局部地区积水深度超过1米，2人因灾

。30日傍晚至31日凌晨全市平均降雨125mm，最大累计降雨达318mm，红树林站最大1小时降雨量达115mm，是气象历史记录以来最大值。3.城市内涝频发一、海绵城市建设背景建设部对351个城市的内涝情况调研显示:213个城市发生过不同程度的积水内涝，占 城市62%，、 、广州、重庆、 、杭州、、西安等都出现过严重的内涝

。3.城市内涝频发一、海绵城市建设背景1961-2013年中国区域性降水事件频次变化12108月6份4201995

1997

1999

2001

2003

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2009

2011

2013年份杭州广州杭州、、广州的城市内涝发生情况（1995-2013年）1961-2013年，中国区域性强降水事件频次呈弱增加趋势2013年共发生14次，为1961年以来的最高值。内涝

一年超过3次的城市就有137个。多数城市已从“几年一涝”变成“一年数涝”。3.

城市内涝频发一、海绵城市建设背景内涝 最大积水深度超过50cm的城市占74.6%，积水深度超过15cm的超过90%；积水时间超过 的城市占78.9%，其中有57个城市的最大积水时间超过12小时。500大于0.5m0.15-0.5m300250城200市数150（个100）积水深度5000.5-1h大于12h250200城市150数（

100个）1-12h积水时间3.城市内涝频发海绵城市建设是重要应对举措2013年

平

在 城镇化工作会议上提出要建设“自然积存、自然渗透、自然净化的‘海绵城市’”2014年11月，住建部发布《海绵城市建设技术指南》2015年1月，财政、住建、水利三部门联合下发《关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市

》2015年4月， 等16城市被列入“海绵城市”试点二、海绵城市建设任务城市空间格局的再规划利用缓解城市内涝，增加雨水利用，降低径流污染（设目标缓解洪涝 ：通过天然河湖水域空间，把城市排水系统从“区域快排、末端集中”转变为“

分散、慢排缓释”增加雨水利用：针对洪涝雨水利害两重性，构建“格局合理、蓄泄兼筹、引排得当、环境优美、综合利用”的城市水系统。降低径流污染：城市初期雨水中轮胎细末、生活 污染、大气降尘、铅/镉重金属等污染严重。宜在表面铺装透水结构，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，让垫层具有吸附降解功能，消纳初期雨水的污染。（二）思想“一片天对一片地”，实现多层次多功能分流分滞在基本遵循自然产汇流规律的基础上，城市建成后实现“一片天对一片地”，利用城市空间对降雨“化整为零”进行收集和，其中空间利用是至关重要的内容。生态屋顶绿化建筑立面生态景观生态道路生态水池生态广场生态公园强渗透地面天然洼地蓄滞……多层次多功能分流分滞的竖向剖面结构0~8米8~30米30~50米1.生态屋顶对所有新建或可改造的房屋屋顶进行屋顶绿化(或微型菜园)，可有效

和拦蓄对应面积的雨水100~300毫米；建立空中储水层；同时还可以有效削减城市的“热岛”效应，美化城市，改善空气质量和减少环境污染。多层次多功能分流分滞多层次多功能分流分滞2.绿化建筑立面在城市房屋、围墙、立交桥等建筑立面上种植爬山虎等绿色藤本植物，并在建筑立面墙角处设置植草沟，可有效截留雨水100~150毫米；植草沟中的雨水经蓄滞入渗到土壤中，可供藤本植物吸收；增加光合作用，美化城市，改善空气质量。围墙绿化房屋立面绿化立交桥绿化3.生态景观对所有新建或可改造的绿化进行改造，实现旱可高效节

水灌溉，涝可快速下渗和滞排，本项措施可有效储、拦、收集、利用雨水150

～400毫米。植被吸水10毫米←排灌

100毫米←土壤吸水60毫米↑→生态沟储水100毫米*

渗灌60毫米多层次多功能分流分滞4.生态道路对所有新建或可改造道路和硬化地面预埋排灌一体管，将道路和硬化地面上的径流通过排灌管渗至

，可有效储、拦和收集对应面积雨水100～200毫米。多层次多功能分流分滞5.生态水池修改提高 消防水池的国家规范和标准，扩建

消防水库，新建人工蓄水池以及利用自然湖泊进行错峰调节，削弱径流峰量。多层次多功能分流分滞6.生态广场修改城市绿化、公建、休闲空间的国家规范和标准，科学合理的将城市新建或可改造的广场、小区活动中心广场改成下陷式多功能广场，汛期作为分洪储水的人工景观湖，少雨季节恢复广场和活动中心，应对城市特大暴雨洪涝。多层次多功能分流分滞7.生态公园例如 ：城区玉渊潭公园、紫竹院公园、龙潭湖公园周边建设大口径回灌井；四五环间约60个郊野公园兴建微地形调蓄容积，实现雨水零排放；年综合利用约330万方。长河进水闸紫竹长河多层次多功能分流分滞358.强渗透地面加大渗水路面、下凹式绿地、下凹式广场建设比例，发挥对雨水的下渗、截流、滞蓄作用。渗透铺装滞留设施与渗透铺装下凹式绿地多层次多功能分流分滞9.天然洼地滞蓄例如 ：结合西部地区山洪滞蓄要求，利用砂石坑建设西部蓄洪回补工程，新增雨洪水调蓄能力700万方，调蓄雨洪水，实现自然回补，涵养 水源。西黄村砂石坑多层次多功能分流分滞阜石路砂石坑屋面集雨路面集雨广场集雨绿地集雨回用回用回用回用回用回用处理奥运场馆雨水利用示意图奥运中心区屋顶、地面和绿地全部建设雨水设施，年可收集雨水105万m3，20年一遇的暴雨全部蓄集园内。多层次多功能分流分滞空间滞蓄利用雨洪在积水点多发、且对城市安全要求运行较高的地区分别建设滞蓄水涵，在城区下凹式立交桥区建设地下滞蓄利用空间。院低洼路段

下凹式立交桥泵站河道空间滞蓄利用雨洪工程示意图莲花桥空间雨洪滞蓄利用多层次多功能分流分滞西蓄东排

南北分洪

两廊深滞两条廊道总长约100公里，蓄滞能力可达800万立方米为减轻准降雨给城区“东排”增加的排涝压力，根据中心城河流水系特点及近年积水分布情况，提出：在城市西部建设以分流消峰为主的排水廊道。在城市东部建设以蓄滞为主的调蓄廊道。北小河坝河亮马河朝阳公园

东西郊砂石坑

二道沟

部通惠河

蓄新开渠

滞水衙沟

东南郊灌渠

廊新丰马草河

西

肖太后河

道部

大羊坊沟分马草河

流葆李沟

廊道永定河永定河西郊砂石坑新开渠水衙沟新丰马草河马草河葆李沟永定河北小河坝河亮马河朝阳公园二道沟通惠河东南郊灌渠肖太后河大羊坊沟西部分流廊道东部蓄滞廊道西部分流廊道（深隧）西部深隧系统解决城市南部凉水河水系内涝问题，消减洪峰，降低河道水位，主要包括：西客站暗涵过流能力小的“瓶颈卡口”问题丰草河流域建成区面积增大，入河流量增加问题排涝标准提高，流量增加莲花河、玉泉营等立交桥积水东部滞蓄廊道（深隧）东部深隧系统解决四大排水体系东部内涝问题。增加雨洪滞蓄，控制下泄，加强流域间的联合调蓄。主要包括：局地暴雨，降雨在南北流域分布不均问题中心城排涝标准提高至50年一遇后，沿途流量增加，导致温榆河、北运河出口流量限制问题十里河等立交桥积水问题广州市 深隧系统（“一主七副”，86.4公里）大坦沙、东至大濠沙岛的主隧道（30

km）石井河分支隧道29.4km西濠涌分支隧道3.6km东壕涌分支2.0km荔枝湾涌分支1.9km沙河涌分支8.3km猎德涌分支4.1km车陂涌分支6.1km调蓄容积165.2万m3，并结合竖井建设5座排涝泵站、5座污水处理厂，对初期雨水进行处理，消减70%的污染；缓解广州市城区“内涝”问题，提高相应流域城市排水干渠排水标准，由现在的0.5到1年一遇提高到5到10年一遇。（三）主要任务任务一： 建设任务二：排水设施建设任务三：科学调度管理城市 ：既包括河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施任务一： 建设有效保护现有河湖全面修复受损大力构建城市新建设（1）有效保护现有河湖-对布设断面或

点，实时-划定天然 河道、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等的管理、保护范围对河湖管理范围和水利工程馆管理保护范围确权划界，界定涉水生态敏感区保护范围，提出保护措施-分析岸坡地质条件及水文情势，对重要区域提出防护措施，设置警示标志保护现有确权划界及敏感区保护重要区域防护划定河湖空间保护范围监测措施（2）全面修复受损1重建生态友好型水利工程：摸清现有

现状，对于非经常挡水、抗冲性要求不高的渠化河堤及衬砌河床进行改造、更新，复建、恢复生态河岸带2水系恢复：恢复水文循环特征，与园林、绿地和景观水体结合，营造适度的生态空间3修复污染严重水体：控源截污，涵养水源，净化水体，在坡地采取水保措施（3）大力构建城市新点状 扩建：蓄水池在城市小区或公园里设 下或半 的雨水蓄积池，将小区屋顶的雨水、花园地面的产流收集起来，用于无雨日的绿地灌溉。（3）大力构建城市新河湖水系 拓展河湖构建与连通蓄滞洪区海绵功能开发整合增加河流水系集蓄、滞留、承泄能力；在中下游建设生态缓冲带，在入河口恢复滩/湿地研究河湖连通的可能性及连通方案，提高城市水体流动性及调配灵活性，在非汛期将蓄滞洪区作为特殊发挥滞留、承泄、净化能力注意滨水功能的多样性和混合性，创造亲水活动空间，体现空间层次，错落有致线状 扩建：河湖水系面状扩建：绿地及透水地面（3）大力构建城市新下沉式绿地分布透水铺装分布南宁任务二：排水设施建设12重现期(a)日常投入发生频率高，对宜居有影响