【荷兰如何通过城市规划避免城市洪水的案例探析7200字（论文）】

荷兰如何通过城市规划避免城市洪水的案例分析摘要：降水的变化深刻影响着人类社会发展的方方面面。全球变暖背景下，随着水循环的剧烈变化，加大了突发极端暴雨的可能性，全球各地很多城市排水出现了诸多问题，尤其是城市内涝和水资源不足的问题十分严重，需要优化城市排水设计，促进城市健康发展。本文通过分析荷兰如何通过城市规划避免城市洪水，从海绵城市入手，分析海绵城市理念在城市排水设计中的价值体现，探究城市内涝产生原因，并提出了城市排水设计策略。关键词：海绵城市；城市内涝；城市排水设计目录TOC\o"1-2"\h\u32642引言 39821国外的雨洪管理理念 3277441.1美国的最佳管理措施和低影响开发技术 3318991.2澳大利亚的水敏感城市 3120501.3英国的可持续排水系统 4276902海绵城市理念及主要措施 4321572.1海绵城市理念 4236782.2海绵城市的工程措施 5322223海绵城市理念在荷兰城市排水设计中的重要性及价值体现 5145033.1改善自然环境 5247613.2提升城市水资源利用率 6326843.3缓解城市内涝及内旱 7153733.4减少城市水污染 7243673.5增强城市空间利用率 7166774城市内涝原因分析 7319094.1城市排水系统基础设施尚不完善 770864.2气候变化的影响 8104664.3城市雨水资源利用效率较低 8259955海绵城市理念下荷兰城市排水设计策略 8228385.1渗水设计 8158555.2滞水设计 9231745.3蓄水设计 9180896未来展望 1056247结语 108336参考文献 10引言近百年来，全球变暖已是不可辩驳的事实。随着全球气温升高，冰川融化导致更多水分加入水汽循环，大气平均水汽含量的增高，使外来水汽降水逐渐增多。由于全球经济的蓬勃发展，各国各地快速的城镇化以及不当的土地利用，导致城市非渗透性地面增加、自然渗透能力下降以及排水峰值和径流量逐年增加。城市生态、径流、流域等水文条件随之变化，进而反馈至气候系统，适逢全球变暖，导致城市内涝问题日益凸显。传统的城市雨水管理手段是利用雨水管网和排洪渠尽快将雨水排入就近水体，但超出水体的容纳限度后，排不出的雨水就会在城市形成内涝。对于这一问题的解决，国外有相应的理念和经验可值得借鉴，如美国的最佳管理措施和低影响开发、澳大利亚的水敏感城市设计和英国的可持续排水系统。中国在借鉴此类模式的基础上，提出了中国特色的雨洪管理理念：海绵城市，在经过多年的理论和实践后，目前已取得了长足的发展。因此，针对荷兰的城市防洪，本文主要基于中国的海绵城市防洪方式进行分析。1国外的雨洪管理理念目前，国外的雨洪管理已经发展多年，美国、英国和澳大利亚等国在结合本国实际的情况下，各自形成了不同的理念与技术。1.1美国的最佳管理措施和低影响开发技术美国在20世纪90年代首次提出最佳管理措施，这是一种将工程类和非工程类措施相结合，对污染水体进行综合防控的治理体系。工程性措施主要包括生物滞留池、雨水花园及下凹式绿地等水处理措施，非工程性措施是指通过立法、宣传和监督等手段，提高居民雨水处理管理意识，增加公众参与度。为解决最佳管理措施在末端集中处理不足的问题，低影响开发模式应运而生。低影响开发主要注重对雨水径流及污染负荷进行控制，并基于景观的策略，维持自然的水文环境，尽量减少雨水径流和污染对当前生态系统的影响。采用各种措施和技术，包括滞留、收集、渗透和过滤雨水径流，尽可能对雨水进行管理，使城市的水文功能更加接近于开发之前。1.2澳大利亚的水敏感城市20世纪80年代提出的水敏感城市主要是通过利用雨水处理、污水再利用、街道绿色植物的覆盖、软质地面的铺装等手段，尽量减少雨水对集水区自然水文行为的影响，同时保护地表水和地下水的水质。水敏感城市还通过减少排放污染水以提高自然环境的质量，通过收集并处理屋顶和地面的径流雨水，减少城市径流量和峰值流量，通过多用途的地、园林绿化以及将水融入景观，来增强视觉及社会、文化和生态价值。1.3英国的可持续排水系统可持续城市排水系统在20世纪90年代由英国学者提出，它是对集中式传统下水道系统等基础设施的补充，通过绿色屋顶、雨水花园和多孔路面等措施，最大限度地减少城市化对自然系统的影响，并提高城市中心对极端降雨事件的抵御能力。可持续城市排水系统具有减弱极端降雨事件的能力，并且能提供多种环境效益，包括减少气候变化影响，以及提供长期的生态和社会效益以及其他潜在的可货币化效益。2海绵城市理念及主要措施2.1海绵城市理念“海绵城市”雨洪管理理念的首次提出是在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》，并后续在北京、上海、镇江、白城及西咸新区等100多个城市和地区进行试点。海绵城市对绿色屋顶、雨水花园和透水路面等绿色基础设施和基于传统排水网络升级的可持续排水系统进行了整合，综合考虑了水质、水量、景观潜力和生态价值，并在最后对防洪系统进行了综合考虑，系统性地解决城市水环境、水安全及水生态问题。海绵城市与传统方法之间的区别在于“源头减少、过程控制、系统修复”的理念，通过系统的规划建设，采用“渗、滞、蓄、净、用、排”的方法，来实现海绵城市建设的综合目标。海绵城市主要涉及四个原则和概念，第一是使城市表面更好地吸收和储存雨水，减少雨水径流;二是通过水自净系统管理水生态环境，提供生态友好的滨水设计;其次是运用绿色基础设施对雨水进行净化、恢复、调节和再利用，帮助城市避免水和土壤污染，减少城市热岛效应;最后，利用透水路面在城市道路建设中保护和补充当地的地下水位，以保持健康的水生态。海绵城市是我国针对当前城市内涝问题所提出的城市发展理念，旨在解决城市的内涝以及水资源不足的问题。在传统城市建设中，常将所有路面进行硬化，非常容易导致大雨时，城市需要依靠各种人工设施来进行排水。而海绵城市理念则强调在城市中首先利用绿地、花园等进行排水。2.2海绵城市的工程措施目前，海绵城市的主要工程设施包括绿色屋顶、雨水花园和透水路面。绿色屋顶也被称为活屋顶或屋顶花园，在美国被用于低影响的开发项目，在英国被用于可持续排水技术，主要由防水卷材，排水系统层，过滤膜，土壤和植物等五个部分组成。建筑物顶部的植被种植能够有效减少雨水径流，减轻城市热岛效应，改善空气和水质，增加娱乐活动场地，还能改善野生动物栖息地的生活环境。雨水花园也称为生物过滤器或生物保留系统，被认为是可持续排水管理系统在实践中的可行解决方案，通常由排水层、过渡层、淹没区、过滤介质和滞留区五个部分组成。它能够减少径流量，过滤受污染的雨水，通过使用活性植物和沙质土壤层对污染物进行去除，增强地下水补给并维持溪流生态基础流量。透水铺装是利用透水材料来建造路面，以达到改善雨水渗透、减少地表径流、恢复土壤生态及冷却加湿自然环境等多种功能的海绵城市措施，它能够对整个生态系统都进行改善。尤其在减少径流方面，其性能甚至比包括绿色屋顶和雨水花园在内的其他海绵城市措施要更好，但在建设时应因地制宜，需要考虑透水路面堵塞和生命周期的问题。3海绵城市理念在荷兰城市排水设计中的重要性及价值体现3.1改善自然环境通过在市政给排水设计当中应用海绵荷兰城市理念可以有效改善荷兰城市生活以及荷兰城市环境，贯彻落实绿色可持续荷兰城市发展理念，进一步推动荷兰城市化发展。对我国目前的荷兰城市建设来说，市政给排水工程作为其中重要的一项环节，不仅承担着为人们提供日常生产生活用水，还负责排出荷兰城市中内涝，保障人民的正常生产生活，但是在以往的市政给排水设计当中，主要采用以排为主的设计方式，将荷兰城市中的雨水、生活用水等进行统一排出，缺少处理水、净化水的环节，就是在应用完水资源之后，直接将水资源进行排除，导致水资源被大量浪费。而荷兰城市建设对水资源有着极大的使用需求，而以海绵荷兰城市理念为核心的市政给排水设计，是以水资源为主体，通过加强对水资源的处理与净化，将处理过后的水用于工业或者生态等其他领域当中，提高水资源的利用效率，实现水资源的良性循环，以此来改善资源环境，保障荷兰城市生态环境平衡，促进荷兰城市的可持续化发展。3.2提升城市水资源利用率在传统荷兰城市建设模式中，由于在排水设计中对雨水利用没有足够重视，导致荷兰城市雨水利用效率极低。而在海绵荷兰城市理念中，重视对资源的储存和利用，强调对荷兰城市排水系统进行科学合理的设计和规划，促使荷兰城市有更强的储水功能，进而实现对水资源的有效利用。另外，海绵荷兰城市理念强调在荷兰城市排水设计中，需要实现对排水系统的优化，促使荷兰城市排水不再仅依靠各种人工管道，而是要在人工管道的基础上设计新的排水系统，从而促使荷兰城市排水系统实现升级（见图1）。图1海绵城市理念下城市排水系统通过在市政给排水设计当中运用海绵荷兰城市理念，运用生态化的手段对水资源加以处理和进化，使水资源能够实现重复利用，以此来提高水资源的使用效率，保障水资源能够满足荷兰城市发展需求。雨水是我国获取水资源的主要途径之一，但是在以往的市政给排水当中，却缺乏对雨水的可再生利用，而是采取统一的方式将生活用水、雨水进行统一排出，虽然这类水资源并不能满足人们的日常生活用水，但却能够很好地满足我国社会的其他领域。而且我国并不能长期地处于降水状态，在有丰水期的同时也有枯水期，在海绵荷兰城市理念当中通过在丰水期对雨水进行收集、处理并进行合理储存。同时，在枯水期存在有水资源的使用需求时，将水资源进行合理使用，以此来提高水资源的使用效率，实现对水资源的科学管理。由此可见海绵荷兰城市理念在市政给排水设计中的重要性。3.3缓解城市内涝及内旱很多荷兰城市产生的内涝或内旱问题都可以通过海绵荷兰城市建设得到解决。在我国雨季往往会出现内涝问题，尤其是我国南方地区荷兰城市，内涝问题更加严重。如果排水系统无法满足排水需求，荷兰城市就会出现内涝问题，从而给荷兰城市带来巨大的经济损失，影响荷兰城市的健康发展。而通过海绵荷兰城市理念进行荷兰城市排水设计，使荷兰城市在雨季将一部分雨水储存起来，然后在旱季到来时进行利用。这样不仅能够解决荷兰城市的内涝问题，而且可解决荷兰城市内旱问题，使荷兰城市整体功能得到优化，促进荷兰城市的健康发展。3.4减少城市水污染荷兰城市的快速发展对生态环境造成了冲击和破坏，水资源也产生了严重的污染问题，导致荷兰城市水资源短缺，进而影响人类的健康发展。在荷兰城市排水设计中应用海绵荷兰城市理念，对荷兰城市环境产生积极影响，减少人类活动对水资源的污染，改善荷兰城市居民的生活环境，同时提升荷兰城市水资源利用率。3.5增强城市空间利用率随着荷兰城市化进程的不断推进，荷兰城市人口数量也在一定程度上有所增加，从而对市政给排水系统造成了极大的压力，甚至出现系统损坏，严重影响人们日常的生产生活用水。而通过在市政给排水设计当中应用海绵荷兰城市理念，对荷兰城市人口数量、荷兰城市用水需求等数据进行科学计算，科学推测市政给排水设计的建设规模同时结合荷兰城市的发展规划，做到合理增强荷兰城市的空间利用效率。4城市内涝原因分析4.1城市排水系统基础设施尚不完善随着荷兰经济的发展，城市化建设日新月异。从近些年的实际情况来看，荷兰的城市化发展还处于摸索发展阶段，在城市排水系统建设标准、城市防洪标准等方面尚存在一些问题，还需要进一步优化和完善。由此，早期完成建设的城市在排水系统方面存在着排水管标准较低等问题。除此之外，很多城市排水系统还存在管道以及其他设备年久失修、设备老化等问题，导致排水系统排水功能不断降低。同时，对排水系统进行维修往往需要投入大量资金和人力，增加城市的工作量以及难度。另外，由于城市的扩张和人口的增加，城市用水量不断上升，导致城市水资源不足。因此，必须转变城市建设思路，在海绵城市理念指导下，优化排水系统设计，解决城市内涝问题。4.2气候变化的影响随着全球总人口数的逐年增加，对资源的开发程度逐渐提升。由于对资源的不合理开发，不仅浪费自然资源，而且导致自然生态环境遭到破坏，促使全球气候产生变化。近些年来，由于全球气候变化的影响，全世界出现极端天气和气候异常的频率不断上升，给人类的生存、生活带来了严重影响。对于荷兰任何一座城市而言，排水系统的排水能力往往具有上限，如果排水系统中部分管道承载能力达到上限，就会使其他管道出现问题，从而导致整座城市出现内涝，造成经济损失。4.3城市雨水资源利用效率较低在生态环境良好的地区，人类的干扰较少，在降水过程中，大部分雨水渗透到地下，其余雨水则会随着地表径流流失。渗入到地下的雨水补充地下水，在地下形成暗流，流入江河，最终流入大海。而大海中的水则在蒸发作用下以水蒸气的形式重新回到陆地上空，形成降水，即大自然的水循环。通过这样的循环促使降水对地下水进行补充。但是在城市中，因为道路硬化导致雨水无法渗入地下，只能在地面形成径流并通过人工排水设施排出城市，导致地面水量增加。在降水量较小时，人工排水系统能够快速将雨水排出，但是如果降水量超过排水系统上限，就会造成城市内涝。5海绵城市理念下荷兰城市排水设计策略5.1渗水设计基于海绵城市理念，城市排水设计需要进行渗水设计。在渗水设计中需要充分结合城市已有的设施，具体如下。1）城市景观渗水设计在传统城市建设中，大部分城市景观主要是为城市公共区域或者居民住宅区域提供服务，因此城市景观分布不均。同时，城市景观设计中所使用的铺装材料往往透水性不足，从而影响了雨水向地面下渗的速度。因此基于海绵城市理念，在城市景观设计中应选择具有高渗透性的铺装材料，同时充分结合景观附近的各种水渠等排水设施，提升排水设施的排水作用，实现对城市雨水的引流，促使城市雨水进入城市储水设备中。总体上，通过城市景观渗水设计可以有效提高雨水的渗透速度。2）在排水设计过程中，通过合理布局增加一定的雨水排放通道，或扩大排水管网直径，从而有效地将雨水排到城市的蓄水设备中。另外，可以在城市原有排水系统的基础上，建立地下排水隧道系统。排水系统不能携带的雨水可以排入隧道内，降低排水系统的压力，从而解决城市内涝问题。5.2滞水设计目前，水资源短缺已经成为城市需要解决的重要问题之一。因此，在城市排水设计中需要进行蓄水设计，以更好地利用雨水资源。1）降低绿化高度从当前城市实际情况看，城市绿化带高度往往超过城市路面，导致降水时城市路面聚集大量雨水，并随路面进入城市排水系统中，无法实现有效存储雨水。由于绿化带高度超过路面，因此在绿化带中形成雨水径流，从而将泥土带入排水系统中，这样不仅会使排水系统出现堵塞问题，而且导致水资源污染问题。因此，在蓄水设计中，应降低绿化带高度，使路面和绿化带之间高度相对合理，保证路面的雨水能够流入绿化带中，从而实现对雨水的储存。2）绿化区域建设比如建设雨水花园，不但能促进城市生态环境的改善，还能实现雨水储存。3）构建绿色屋顶绿色屋顶可以减少雨水径流，从而降低城市产生内涝的概率。绿色屋顶可有效提升雨水蒸发量，改善城市空气质量。通过绿色屋顶还能使雨水进入地面蓄水池中，实现水资源的存储。5.3蓄水设计蓄水能够帮助城市更好地利用雨水资源，从而缓解排水问题和水资源不足问题，因此，在城市排水设计中应做好蓄水设计。1）蓄水模块设计蓄水模块作为一种新型蓄水产品，具有强大的水资源存储能力。同时蓄水模块所占空间较小，不会对城市空间产生较大影响。在实际设计过程中，需要增加镂空空间比重。同时要将排水系统和蓄水系统充分结合，在两者之间设置水泵、水管等设施，从而实现对水资源的有效存储。整体上来看，蓄水模块设计不仅可以存储更多水资源，还能将经过处理的水资源用于消防或城市道路清洁，提升城市水资源的利用效率。2）地下蓄水池设计在设计过程中，要保障各种基础设施的完善，还可以设计一定数量的植草沟，提升雨水存储效果。3）雨水蓄滞塘设计雨水蓄滞塘设计可将雨水收集池、蓄水池以及渗水结合起来，使城市排水和蓄水两方面功能相结合，缓解城市蓄排水压力。6未来展望海绵城市建设是现代城市化建设的一种重要理念，将可持续发展与雨洪管理相结合，能够对城市的防涝排洪及生态环境保护起到重要的作用。中国通过借鉴国外成熟的雨洪管理体系，并在此基础上形成了海绵城市理念，主要的工程措施包括透水铺装、雨水花园及绿色屋顶等。但是，海绵城市在建设中也面临着各种挑战，海绵城市的相应工程产品及设备尚未在国内有成熟的产业链，不能完全满足建设需要，与此同时，还存在缺少设计及施工的技术规范及标准、公众对于海绵城市知之甚少、现有的商业建设运行模式也不成熟以及规划建设过程中组织与管理不明确的的问题，这些都是对海绵城市建设发展的阻碍。虽然海绵城市建设存在各种挑战，但还有很多学者在这个领域辛勤耕耘，解决各种难题，相信在不久的将来，具有中国特色的海绵城市会在全球遍地开花，对于荷兰城市的防洪有着巨大的借鉴价值。7结语目前，荷兰全国城市普遍面临着内涝和水资源短缺问题，亟需对城市排水设计进行优化。在海绵城市理念指导下，城市排水设计在尽可能少地改变城市原本排水系统的基础上，通过渗水设计、滞水设计以及蓄水设计促使城市排水系统得到优化，提高城市雨水资源利用效果，不仅可以有效解决城市内涝问题，还能够缓解城市水资源不足问题，促进城市健康发展。参考文献[1]ChenXiao,YangYin,ZhangChen,HuRui,ZhangHaoyu,LiBeixing,ZhaoQinglin.Valorizationofconstructionwastematerialsforpavementsofspongecities:Areview[J].ConstructionandBuildingMaterials,2022,356.[2]ZhuTiantian,LiuFutian,LiYingjie,PangBo,ZhangZhuang,YuHongbing.ThefluctuationofgroundwaterlevelunderthebackgroundofSpongeCityConstructioninthepilotareainTianjin,China[J].ArabianJournalofGeosciences,2022,15(20).[3]ZhaoZi-Tong,ChengHou-Ming,WangSheng,LiuHai-Yan,SongZi-Ming,ZhouJun-Hui,PangJi-Wei,BaiShun-Wen,YangShan-Shan,DingJie,RenNan-Qi.SCC-UEFAS,anurban-ecological-featurebasedassessmentsystemforspongecityconstruction[J].EnvironmentalScienceandEcotechnology,2022,12.[4]PengXiao,HengXianpei,LiQing,LiJianxia,YuKongjian.FromSpongeCitiestoSpongeWatersheds:EnhancingFloodResilienceintheSishuiRiverBasininZhengzhou,China[J].Water,2022,14(19).[5]LiWentao,WangHao,ZhouJinjun,YanLin,LiuZilong,PangYali,ZhangHaijia,HuangTianyi.SimulationandEvaluationofRainwaterRunoffControl,Collection,andUtilizationforSpongeCityReconstructioninanUrbanResidentialCommunity[J].Sustainability,2022,14(19).[6]ThomsAnna,KösterStephan.PotentialsforSpongeCityImplementationinSub-SaharanAfrica[J].Sustainability,2022,14(18).[7]TongPeihao,YinHongxi,WangZhifang,TriversIan.CombiningStormwaterManagementandParkServicestoMitigateClimateChangeandImproveHumanWell-Being:ACaseStudyofSpongeCityParksinShanghai[J].Land,2022,11(9).[8]LuoPingping,ZhengYue,WangYiyi,ZhangShipeng,YuWangqi,ZhuXi,HuoAidi,WangZhenhong,HeBin,NoverDaniel.ComparativeAssessmentofSpongeCityConstructinginPublicAwareness,Xi’an,China[J].Sustainability,2022,14(18).[9]GanMingxin,LiTongfang.SpongeCityPlanningandInformationSystemDevelopmentBasedonGeographicInformationFuzzyProcessing[J].ComputationalIntelligenceandNeuroscience,2022,2022.[10]LiYue,GengHuacai.Studyonsustainabledevelopmentandconstructionofkarstmountaincitybasedontheconceptofaspongecity[J].WaterScienceandTechnology,2022,86(6).[11]WangYang,LiQingying,Zuo