城市雨洪管理低影响开发技术研究与利用进展

低影响开发(LID)作为一种新兴雨水管理技术,在消减城市雨洪和滞留污染物等方面效果显著.本文系统介绍了LID技术体系,综述了国外关于3类典型LID设施(生物滞留池、绿色屋顶和透水路面)对暴雨径流和主要污染物的消减效果研究,以及LID技术在模型模拟、成本效益分析和管理体系等方面的研究成果和经验;并在此基础上分析了目前LID技术存在的问题和研究的不足;最后从LID技术的研究方向、合理设计和科学管理等方面提出建议.旨在通过国外研究的成果和经验为LID技术在国内的标准制定和广泛实践提供科学依据和建议.
     

分散式绿色基础设施对我国海绵城市建设的启示及研究进展

我国正通过海绵城市建设缓解城市“水浸街” 和内涝问题, 发达国家的雨洪管理经验对海绵城市建设的发展具有重要参考意义。通过文献查阅与实地调研相结合的方法对比我国与意大利若干城市的雨洪管理现状, 并讨论两地管理模式的相似性。在分析两地城市绿地空间布局差异的基础上, 归纳意大利雨洪管理实践中对海绵城市建设具有参考价值的经验和启示, 结合地区现状, 为海绵城市建设提供针对性建议。两国都主要采取由上至下的雨洪管理模式。意大利城市的分散式的绿地充分发挥了植物对雨水的吸纳功能, 其私人绿地占比较大的特点也能有效释放政府部门的维护压力。我国城市的绿地则相对集中, 住宅小区内海绵设施存在维护不足的问题。对此, 应因地制宜通过分散式绿色基础设施建设提高城市雨洪管理效率、积极鼓励公众在海绵城市建设过程中的参与, 并通过参考发达国家经验完善海绵城市建设的管理模式。     

半湿润地区外源径流型海绵绿地设计方法研究——以迁安市滨湖东路绿地为例

海绵城市建设视角下的城市绿地在调蓄城市雨洪中承担着日益重要的角色,半湿润地区的海绵绿地具有显著特征,总结其设计方法可为风景园林行业的相关研究和实践提供参考。以河北省迁安市滨湖东路绿地的建设全过程为研究对象,以保障绿地的基本功能和消减绿地内外部径流为前提,将半湿润地区降雨特征 作为研究基础,提出半湿润地区外源径流型海绵绿地的设计方法。针对绿地内部的低影响开发（low impact development,简称 LID）体系,利用 Xpdrainage 软件对场地开发前、后进行不同重现期降雨条件下的径流排放过程的情景模拟,对比分析二者的径流总量、峰值流量和峰现时间。结论： 1）在不同重现期降雨量下,滨湖东路绿地调蓄雨水径流作用显著; 2）半湿润地区外源径流型海绵绿地在设计时须利用定性分析结合定量模拟的设计方法。     

基于低影响开发的滨海工业园区景观生态规划——以营口市沿海产业基地二期为例

工业园区的低影响开发(LID)是我国海绵城市建设的重要内容.本研究根据景观生态学原理,通过分析景观格局对水文过程的影响,探讨工业园区雨洪管控的生态空间结构优化方法.首先,根据滨海地区水文和地质条件对工业园区进行景观格局优化,梳理水系廊道,整合绿地斑块;然后,根据下垫面特征进行雨洪管控区域划分,确定不同管控分区的径流控制指标,并选择不同景观节点的LID技术措施,实现工业园区生态基础设施合理的空间配置.结果表明: 通过景观格局优化,工业园区内构建的生态网络加强了景观的连通性,多种LID技术的组合使园区径流控制率由45%提升至70%,其中,透水铺装、下沉式绿地、雨水花园、湿塘、植草沟面积占总面积的比例分别为1.3%、1.9%、0.2%、0.2%、0.1%.本研究能够为滨海工业园区的低影响开发建设提供新的思路和方法.     

基于韧性理念的中国城市雨洪管理研究热点与趋势

在中国洪涝灾害频发的背景下,海绵城市等雨洪管理实践有助于灾害的缓解,提高城市应对雨洪的“韧性”。韧性城市作为应对灾害风险的城市规划理念,已被应用于一些国家的雨洪风险管理中。本文基于韧性理念,运用科学计量分析工具CiteSpace梳理中国雨洪研究现状,从生态、工程、社会雨洪韧性3方面分析了雨洪管理热点与相关技术,发现在跨领域的雨洪系统管理、区域到街区间不同空间尺度用地调蓄管理方面存在不足,提出未来应构建以“生态-工程-社会”为核心,涵盖“区域-城市-街区”尺度,多技术集成为支撑的自适应韧性雨洪管理体系。     

基于暴雨径流管理模型(SWMM)的海绵城市低影响开发措施控制效果模拟

为解决城市化过程中遇到的水生态、水安全和水环境问题,以低影响开发(LID)为核心理念,我国提出了海绵城市这一新型城市雨洪管理概念.本研究利用芝加哥雨型和沈阳暴雨强度公式构建了不同重现期的降雨过程线,然后利用暴雨径流管理模型(SWMM)模拟分析了城市化前、城市化后和LID措施后3种情景方案的水文水质过程.结果表明: 随着降雨重现期的增大,LID措施减少的径流量逐渐增大,研究区径流量基本达到城市化前的水平.LID措施对总悬浮颗粒物(TSS)、化学需氧量(COD)的去除量较大,但TSS和COD排放量仍然远远高于城市化前,总氮(TN)和总磷(TP)的污染物排放量接近于城市化前的自然状态.随着雨强的增大,径流流速增大,LID措施消减的TSS、TP和COD量逐渐减小.     

“城市-街区”尺度下绿地景观格局对雨洪滞蓄效能的影响研究进展

在雨洪灾害频发和存量规划的背景下,阐明不同尺度下城市绿地景观格局与雨洪滞蓄效能间的关系与机制,成为实现有限城市绿地的最大雨洪滞蓄效能并提高城市防洪能力的关键科学问题。本文系统归纳了城市和街区尺度下绿地景观格局对雨洪滞蓄效能的影响要素、作用机制和尺度差异。并基于研究结论差异致因和研究不足,指出未来应增加流域尺度研究、拓展三维绿地景观格局的研究,还应分别聚焦城市和城郊区域,针对不同雨洪敏感区和街区结构,建立具有雨洪过程指示意义的研究指数集合,以定量揭示城市和街区尺度的绿地景观格局对雨洪过程作用机理,为城市规划及城市雨洪安全格局构建提供理论指导。     

城市雨洪管控需要生态智慧的引领

针对频繁发生的城市洪涝,我国提出了建设海绵城市的策略,然而海绵城市建设能否解决当今城市面临的困境仍然存在许多不确定性。本文从城市雨洪的两面性、城市洪涝灾害形成之根源、城市规划者的责任、生态智慧在城市雨洪管控中的重要性和海绵城市建设等方面做了深入阐述,希望在海绵城市建设中运用生态智慧去实现管控城市洪涝和雨洪资源开发利用的目的。     

基于GISP模型的城市绿色基础设施多功能性评估

绿色基础设施建设是加强城市生态弹性力的重要手段之一。绿色基础设施多功能性是实现城市生态系统服务功能综合效益最大化的前提,这一点已被众多学者认可。构建绿色基础设施规划(GISP,Green Infrastructure Spatial Planning)模型,基于绿色基础设施的雨洪管理、绿色空间可达性、净化空气、缓解热岛效应、景观连通性五大功能指标,开展城市绿色基础设施多功能性评估,明确合肥市绿色基础设施的高需求地区,探讨绿色基础设施不同功能之间的权衡和协同关系。结果表明:合肥市东北部对于绿色基础设施缓解城市热岛效应、净化空气的需求最强烈,城市一环区域对于绿色基础设施的雨洪管理需求最为强烈,城市东部、南部对于绿色基础设施的绿色空间可达性需求显著;总体而言,绿色基础设施选址的热点区域为城市一环内及东北区域;绿色基础设施的雨洪管理、缓解城市热岛和净化空气间存在着协同关系,与景观连通性之间存在着权衡关系;运用GISP模型评估合肥生态空间体系控制规划以及合肥市域空间绿道网络系统建设总体规划,规划中绿地选址不在绿色基础设施的高需求区域,也没有在战略上整合绿地多功能的生态系统服务、获得更大的生态弹性力。     

基于灾害链理论的山地城市雨洪适灾空间建构——以巫山县早阳新区城市设计为例

研究表明,山地城市雨洪与滑坡、泥石流等地质灾害密切相关,而提升雨洪灾害的适灾能力建设已成为应对山地城市次生灾害频发的迫切诉求。以灾害链相关理论为支撑,围绕致灾因子、孕灾环境、承灾体3个灾害链关键要素,分析、归纳山地雨洪的灾害链及其链式的灾害演化关系和灾变路径,并在此基础上提出“灾害链断链”和“城市空间减灾”2个层面的雨洪减灾规划策略,从而达到降低雨洪灾害链频次,减少灾情放大,增大城市安全性的目的;进而以巫山早阳组团城市设计为例,探讨雨洪减灾规划策略的实践应用,以期为山地城市防灾减灾能力建设提供相应的理论指导与实践借鉴。     

应对城市雨洪危机的郊野公园营建策略探析——以夹河郊野公园为例

基于城市雨洪和中国郊野公园的发展概况与现状问题,结合国内外研究与实践阐述了郊野公园应对城市雨洪危机的必要性。以获得国际、国内多个奖项的烟台市夹河郊野公园项目为例,在剖析城市水问题的基础上确立设计目标与理念,提出了高效能应对城市雨洪与低成本建设郊野公园的营建策略,并从水资源、水安全、水环境和水生态方面总结了项目绩效。最后提出了新时代郊野公园建设的要求,以期为同类研究和项目实践提供有益借鉴与参考。     

亚热带季风区城市典型绿化屋顶的径流削减效应

屋顶绿化能够削减暴雨径流,降低城市内涝发生频率,促进可持续雨洪管理。针对亚热带季风气候区典型绿化屋顶的全年径流削减效应,以南京为研究区,以简易型、花园型两类绿化屋顶为研究对象,基于1年现场观测数据及水量平衡方程,分析屋顶雨水的滞蓄、蒸发与径流量随季节变化规律及其关键影响因子,采用SCS-CN模型计算绿化屋面的径流曲线数(CN),并估算城市尺度大面积屋顶绿化的暴雨径流削减效果。结果显示,简易型、花园型绿化屋顶全年径流削减率分别为42%和60.7%;径流削减效应的四季排序为春季冬季秋季夏季,平均径流削减率依次为78.6%、47.5%、33.2%、32.9%(简易型)及98%、84.3%、49.5%、48.1%(花园型);土壤基质层对雨水截留起主导作用,分别占径流削减总量的52%和62%;雨量和雨强是影响径流削减效应的关键因子,与径流削减率均呈显著负相关关系(P0.01),初始土壤湿度与简易型绿化屋顶的径流削减率呈显著负相关(0.01P0.05),但与花园型的径流削减率无显著相关性;基于全年77次降雨事件的降雨量-径流量数据测算得到简易型和花园型绿化屋顶的CN值分别为92和88;若南京主城区所有建筑屋顶面积的60%实施两类绿化,则其全年径流量可分别削减2.8×10~7 m~3和4.2×10~7 m~3。以上研究结果可为城市雨洪管理和海绵城市建设提供科学依据。     

基于环境效能的屋顶绿化研究性设计——以同济大学屋顶花园为例

当前国际前沿的屋顶绿化研究表明,屋顶绿化的城市能源和城市生态环境等环境综合效能越来越受重视。结合屋顶绿化全生命周期分析,提出基于环境效能的“预研究、深化设计、效能评估”的屋顶绿化研究性设计,并将此设计方法应用于实际案例Joy Garden屋顶花园中,对其进行风环境和日照模拟,初步设计出3种方案,从安全性、环境效益和全生命周期的角度评价并确定最佳方案,在此基础上进行基于环境效能的深化设计项目建成后的效能评估结果表明,案例屋顶花园在建筑节能、雨洪管理、改善城市热环境、增加城市生物多样性等提高环境效能方面均起到一定的积极作用。     

雨洪调蓄视角下的城市人工湖水量平衡景观设计方法研究

作为水生态基础设施之一的城市人工湖,可以通过自身水量平衡的调节实现雨洪调蓄功能。但是当前城市人工湖规划建设普遍存在水量难以维持的矛盾。在厘清城市人工湖水量平衡基本原理与空间尺度的前提下,借助城市人工湖与自然湖泊水文循环过程的对比研究,构建出人工湖水量平衡过程,进而分析其8项水量平衡要素的影响因子及调控可行性,并从风景园林专业可控的视角,将城市人工湖水文循环过程与景观要素进行耦合,建立起以水量平衡为目标的城市人工湖景观设计导则,通过“空间结构对位”和“物质载体对应”2个设计步骤实现水量调控。以期为城市人工湖水量保持的现实问题提供普适性的规划设计方法体系,拓展水生态基础设施研究领域的范畴,为“海绵城市”的建设提供理论借鉴与实践参考。     

哥本哈根屋顶绿化政策将推动城市向绿色城市转变

绿色屋顶项目通过释放屋顶空间的利用潜能,满足人们应对气候变化的挑战、在越加拥挤的城市中的公共场所进行休闲娱乐的需求,以及需要更加环保城市的同时,建造道路、停车场及其他类型建筑的需求。屋顶绿化是一种独特的解决途径,能够为人们带来众多益处,因此它也被认为是城市开发中最具有可持续发展、最能适应气候变化的手法之一。它是工业化城市向环保类型城市转变的关键。为推进这一进程,我们必须关注屋顶绿化的重要性,并将其纳入未来城市规划政策之中。     

美国LEED-ND/SITES/LPS雨水管理评价标准对中国海绵城市绩效评价的启示

面对中国如火如荼的海绵城市建设,如何评价其建设成效成为新一轮的关注热点。中国针对该领域的专项评价标准也在近几年相继出台,其中最新版《海绵城市建设评价标准》（征求意见稿）于2018年7月发布。选取美国绩效评价标准中的“社区开发LEED 认证（简称LEED-ND）”“可持续场地倡议（简称SITES）”和“景观绩效系列（简称LPS）”中关于雨水管理的评价标准,与中国海绵城市的考核办法和评价标准进行比较,最后从评价指标的补充、评价方式的完善和评价细则的扩展3方面针对中国《海绵城市建设评价标准》的评价体系提出改进建议。     

海绵城市规划政策及建设适宜措施研究

为了更好地推动海绵城市的建设与实施,促进城市内部雨洪管理模式与城市生态环境的发展,本研究梳理了中国海绵城市政策的发展历程,以华南地区的海绵城市为主要研究对象, 并以4种海绵城市相关专业专家为调查对象,从环境危机感、责任归属感、优点认同、政策拥护以及海绵城市的建设措施方面进行问卷调查。首先建立“危机—行为”理论模型并利用结构方程分析法揭示相关专业人员对环境问题的意识、对海绵城市政策的拥护程度数理关系。其次,分析适宜华南地区建设的海绵城市措施,得出“竖向结合天然河道”的建设措施具有最高的区域针对性。同时,基于区域发展现状与区位环境特征,提出可融入政策的措施制定方法,为相关政策与实施策略的制定提供依据和参考。     

海绵城市规划及景观生态学启示——以盘锦市辽东湾新区为例

随着我国城市面积不断扩张,我国许多城市面临着水资源短缺、地下水储量不足、水质污染和内涝的问题.针对这些城市水环境问题,我国2015年提出“海绵城市”建设.本文以辽宁省盘锦市辽东湾新区为例,依据《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建(试行)》,通过对典型区进行下垫面及各地块用地类型分析,结合研究区地形、水文、降雨强度等因素,选取低影响开发(LID)措施对研究区海绵城市规划进行设计.结果表明: 研究区达到整体目标控制率(年径流总量控制率大于75%)时,下沉式绿地率为1%～31%,下沉式绿地总面积达13.73 km²;透水铺装率为1%～13%,透水铺装总面积达2.29 km².本研究能够为海绵城市规划设计提供案例,对景观格局与过程研究也提供了新的思路和方法.     

“海绵城市”建设的关键科学问题与思考

"海绵城市"是学术界、政府和企业界特别关注的热点之一,具有有效防止城市雨洪灾害、改善水生态和水环境、提高生物多样性等多方面的服务功能,有助于城市社会经济发展。在目前全国范围内发生城市内涝的严重情况下,科学地进行"海绵城市"建设显得尤为重要。对"海绵城市"的研究背景、概念与内涵、建设途径、主要技术、国内发展现状等进行了总结和归纳,并提出"海绵城市"建设的关键科学问题,并进行深入思考,建立"SPONGE"框架来概括整个"海绵城市"的建设内容,为今后的"海绵城市"研究和建设提供参考。     

城市雨洪管理实践需要生态实践智慧的引导

生态实践智慧是人类(个人、人群乃至社会)在对人与自然互利共生关系深刻感悟的基础上、成功从事生态实践的能力,是一种选择"正确的"生态知识成功进行"为善的"生态实践的能力。生态知识只有通过成功的生态实践,才可能转化为生态实践智慧。生态实践智慧通过巧妙连接各类生态知识与整体实践行动,不仅自古以来就引导着人类应对雨洪管理实践,还成就了众多造福万代的雨洪管理工程。在当下我国城市雨洪管理的实践中,它应该而且能够继续成为有效的引导者。