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    因地制宜,如何借鑒國際成功的海綿鄉村經驗

    2019/9/19 16:18:54      點擊:
    上海水處理設備www.esdzu.com】本文以紐約、墨爾本、東京和新加坡這四個在海綿鄉村規劃領域具有先進理念和成功實踐的國際鄉村為研究對象。對紐約綠色基礎設施建設、墨爾本水敏感性鄉村設計、東京強降雨應對戰略和新加坡ABC水計劃的理念和實踐情況進行整理和分析,指出這些鄉村在海綿鄉村建設過程中,如何以低影響開發作為核心理念,因地制宜地根據各個鄉村的實際需求提出不同的建設偏重點。

    1美國紐約綠色基礎設施建設

    1.1理念

    美國是早開展鄉村降雨徑流污染控制研究的國家之一,這一領域有豐富的經驗和基礎。最初主要是針對流域管理研究最佳管理措施(BestManagPractic簡稱 BMP而后提出低影響開發(LowImpactDevelop簡稱 LID理念,最終逐漸發展擴大為綠色基礎設施(GreenInfrastructur簡稱 GI理念。

    LID理念下,美國的紐約、費城等鄉村均通過構建綠色基礎設施的規劃、建設和管理體系,以推進 LID模式的鄉村建設。綠色基礎設施不同于激進灰色雨水基礎設施,利用綠色空間網絡系統中既有的綠化來管理降雨徑流。綠色基礎設施注重自然元素和綠色元素。

    1.2規劃目標

    為推進綠色基礎設施建設,紐約市提出綠色基礎設施計劃(GreenInfrastructurProgram這一計劃包括對城市的街道和人行道、公共建筑、私人建筑等設施通過彌補計劃進行更新改造和維護使用。紐約市每年發布綠色基礎設施年報,純水設備保養對綠色基礎設施的情況進行追蹤和資產管理,統計并更新全市的不透水面情況,并制定下一年不透水面改造計劃。

    紐約市綠色基礎設施計劃的目標是2030年,通過管理處置相當于合流制排水區 10%不透水面產生的1英寸的雨水,從而減少合流制污水的溢流(CombinSewerOverflow簡稱 CSO這一計劃每五年期待實現的目標如圖 1所示。

    1.3建設戰略

    紐約市在進行綠色基礎設施規劃時,優先考慮在合流制排水區域內現狀水體水質未達到規范的區域進行綠色基礎設施建設,希望可以有效地控制合流制污水溢流且提高水體水質,同時消除或控制這些區域對灰色基礎設施的依賴。

    具體的綠色基礎設施實施推進工作中,紐約市的戰略是首先考慮在道路、綠地布局綠色基礎設施的可能性,依照匯水區面積測算設施能力需求并進行設計;其次考慮在新建地塊布局綠色基礎設施的可能性,通過減免排水稅等方式鼓勵綠色基礎設施的建設;最后考慮在已建地塊改造、增設綠色基礎設施的可能性,通過政府投資與減免排水稅的雙重方式推進設施建設(圖 2

    由于政府管轄權屬、土地私有制等因素,紐約市在推行綠色基礎設施過程中,尤其注重其管理權限內的道路和綠地系統的綠色基礎設施建設。如其在交通部門的公共街道許可匯總中專門增加了一條規定,來推動道路綠色基礎設施的建設(圖 3

    1.4經驗小結

    紐約市綠色基礎設施建設以具體的實施項目為重點,綠色基礎設施推進過程中的主要經驗,可以總結為以下幾條:

    1以不透水面積為目標,把綠色基礎設施建設落實到每一個項目中。每年以年報的形式統計完成不透水面積的改造情況,并制定下一年度不透水面積改造項目實施計劃表,來指導全市綠色基礎設施項目的展開。

    2基于互聯網大數據,實現每個項目的全生命周期追蹤記錄。紐約市在2015年建立了紐約綠色中心”NYUGreenHUB可為全市的綠色基礎設施建設進行全生命周期追蹤并提供資產管理服務。對每個項目,除了跟蹤前期的規劃、設計、建設情況,項目建設完成后,還要堅持對項目實施效果的追蹤。通過大量外地數據收集、分析、總結,為后續的規劃設計提供技術支持。

    3對已建設施開展及時維修,保證每個設施繼續發揮作用。對政府管轄范圍內的綠色基礎設施,由相關的排水和綠地系統部門承擔起設施維修責任,充分發揮綠色基礎設施的作用。

    2澳大利亞墨爾本水敏感性鄉村設計

    2.1理念

    20世紀 90年代,澳大利亞的雨洪分流體系基本完成,鄉村點源污染基本得到有效控制,但鄉村水環境仍然沒有達到人們期望的健康清潔的狀態。為此,墨爾本首先提出并建議水敏感性鄉村設計(WaterSensitUrbanDesign簡稱WSUD理念,將水循環管理融入鄉村規劃和設計階段,從各個層面包括街道、區域尺度等,通過盡可能堅持自然狀態的水循環來維護水環境。

    WSUD將鄉村水循環作為一個整體,從社會、環境和經濟效益動身,將雨洪管理、供水和污水管理進行一體化管理,統籌考慮,打破了單一的管理模式,同時兼顧景觀和生態。WSUD主要原則有三條:

    1河道維護,促進鄉村發展的同時維護鄉村生態系統,提升鄉村的宜居程度。

    2降雨徑流源頭處置,減少降雨發生的進入排水系統的水量和頻率,并提高徑流進入河道的水體質量。

    3經濟集約的基礎上保持效益的大化。WSUD會發生很多效益,如分區供應、宜居性和安全性的提升。同時,WSUD可以通過縮小管徑、利用原位處置方式逐步取代大尺度排水管網系統等方式,減少排水設施提升改造的本錢。

    降雨徑流源頭處置方面,WSUD提倡對流域內的雨水進行分散式處理(圖 4相較于傳統大型、集中式的處置設施,雨水在源頭進行分散式的處置,可以有效地減少雨水排入河湖水系的體量,同時提升水質,減輕下游水體的水體維護壓力;分散性處置設施的外地化處理,可以更有針對性、更有效率地處理雨水;對整個雨水處置系統來說,純水設備保養分散性處置設施可以通過分散降低設施整體的風險(圖 5此外,分散性處置設施還有利于雨水處置處置體系的分階段實施,增加可操作性,減少對防洪排水設施的建設或升級改造的投資,降低整體利息等。典型的分散式處理是通過一系列設施的有機組合,達到合理的雨水處置效果。

    降雨資源化利用方面,WUSD提出制定鄉村降雨徑流收集利用方案,包括收集、治理、貯藏和利用。針對不同來源的雨水,制定的方案也不盡相同。

    2.2規劃目標

    墨爾本 2030戰略中,墨爾本提出鄉村降雨徑流收集利用的邊境,應在其整個鄉村發展邊境的范圍內(圖 6對于鄉村發展邊境外的農村及自然區域,應盡可能地限制鄉村開發,堅持其自然降雨徑流過程。

    為了保證 WSUD提出的鄉村降雨徑流收集利用相關措施的有效實施,澳大利亞的環境維護和遺產委員會(EnvironProtectandHeritagCouncil簡稱 EPHC制定了澳大利亞水循環利用指南:降雨徑流收集利用》AustralianGuidelinforWaterRecycling:StormwatHarvestandReus提出維護公共健康和環境、管理降雨徑流風險的規范和最佳實踐措施。另外,墨爾本當地議會也制定了相應的水敏感鄉村設計指南,提出原位降雨徑流處置設施的水質目標,如表 1所示。

    2.3經驗小結

    相較于紐約在推動綠色基礎設施建設中關注單個項目的開展與實施,墨爾本提出并實踐水敏感性鄉村設計的理念,關注及其全生命周期的循環與保護?偨Y墨爾本的水敏感性鄉村設計在降雨徑流管理領域的實施經驗,有以下幾點:

    1墨爾本提出降雨徑流管理應當在鄉村發展的邊境內。鄉村發展邊境外的郊區與農村,降雨徑流管理應當堅持自然降雨過程。

    2墨爾本在降雨徑流管理中尤其注重對水質的提升和水環境的維護。這是由墨爾本提出 WUSD現狀和初衷決定的隨著排水系統和區域排水條件的逐步完善,降雨徑流管理的關注重點,應當從水量向水質逐漸轉變。保證水安全的基礎上,更多關注水環境和水生態的建設。

    3墨爾本提出從水的全生命周期動身,對其各個過程進行一體化管理。將降雨徑流管理、供水、污水處置等系統統籌管理,更好地解決與水相關的問題。

    3日本東京強降雨應對政策

    3.1理念

    日本在降雨徑流治理方面的工作主要偏重于即建設鄉村泄洪系統和雨水地下貯存系統,提高市政系統與建筑物地下儲水設施的調蓄能力,純水設備保養并通過將儲蓄雨水回用于澆灌和沖洗的方式,提升水資源利用的效率,達到鄉村節水的效果。20世紀 90年代初,日本修改了建筑法》要求大型建筑物和大型建筑群必需建設地下雨水貯存和再利用系統。

    東京的降雨徑流管理政策是以應對短歷時強降雨為核心治理對象,以提升城市的排水除澇能力為具體實施途徑的具體措施包括兩類:

    1提升河道和排水設施的調蓄能力,使其可以應對每小時 75毫米降雨發生的暴雨徑流。

    2分析內澇發生的高危區域,建設相應的地下蓄水設施。

    3.2規劃目標

    東京在2007年制定了應對暴雨的基本政策,提出針對暴雨徑流的規劃目標是30年內的目標是完全消除每小時 50毫米降雨造成的鄉村積水,近期的目標是消除每小時 50毫米降雨造成的大范圍鄉村積水危害事件,并積極推進每小時降雨達到75毫米情況時新的應對政策方案的制定。

    通過積水風險分析,東京針對積水高危險的20個地區,現有雨水排水設施的基礎上,增加重點地區流域淺埋干管的鋪設。同時對發生鄉村積水內澇危害影響較大的大規模地下街道等,純水設備保養制定應對每小時降雨達到75毫米的應急方案措施。積水高危區域(如地下購物中心等)排水設施被提升改造為可以應對強度逾越每小時50毫米降雨(圖 7

    2013年發生積水危害事件后,東京在同年 12月制定了暴雨對策下水道緊急計劃。為了2020年東京奧運會和殘奧會的圓滿舉行,東京都又劃定了四個每小時降雨量 75毫米對策地區六個每小時降雨量 50毫米擴充對策地區和六個小規模緊急對策地區并制定相應的對策。

    2014年,東京對其暴雨對策基本方針進行了修訂,將原來 50毫米 /小時的規范,提升至75毫米 /小時(多摩地區為 65毫米 /小時)暴雨重現期從“3年一遇提升至“20年一遇這一目標提升過程中,主要衡量的不同目標下,提升規范所需的經濟投入與該規范下可能受災房屋修復所需資金的投入產出比,從經濟的合理性動身,將規范確定為 75毫米 /小時。

    東京的綜合治水對策根據區域范圍大小或權責大小,將 75毫米 /小時的降雨目標細分到流域、區域內部河流和排水系統,以及民宅和建筑,有利于各個系統的排水能力提升和總體目標的達成(圖 8

    3.3經驗小結

    1東京十分注重降雨徑流管理在水平安和水資源領域的作用。將 蓄有效地結合,保證鄉村水安全的同時,有效提升鄉村的水資源利用率。

    2東京在制定降雨徑流治理目標對策的過程中進行了大量的基礎數據分析,充分考慮了可行性、平安性、經濟性等多種因素。通過對積水范圍、純水設備保養積水危害性等不同方面的分析,結合鄉村綜合防災以及經濟可行性,制定了其暴雨徑流管理的目標。

    3針對重點區域或重要活動,東京專門制定了相應的強降雨應對戰略。提升基本規范的同時,通過一定的應急設施和緊急措施,減少內澇災害帶來的危害。

    4新加坡—ABC水計劃

    4.1理念

    2006年,基于水敏感鄉村設計理念,新加坡在充分考慮自然經濟條件的基礎上提出了ABC水計劃 [5]Active,Beautiful,CleanWaterProgramm致力于將新加坡的排水系統、運河、河道和水庫在實用功能外轉變成休閑和團體活動的焦點,促進人們更親水、樂水

    新加坡現狀是已建成包括 32條主要河流、超越 8000千米水道和 17個水庫的排水系統網絡。為了充分發揮這些排水設施的能力,新加坡公共事業局(PUB2006年提出了一項可繼續降雨徑流管理計劃—ABC水計劃(圖 9這一臨時戰略提出通過治理水環境,不只提高水體的質量,同時提高生活的質量;通過整體考慮排水系統、水道和水庫周邊的環境,發明具有明信片般美麗風景的濱水公共活動空間,以供人們休閑娛樂。

    4.2規劃目標

    新加坡進行降雨徑流管理的主要目的

    1減輕內澇災害,識別現有排水系統或河道中的單薄環節并加以改善;

    2對于已開發區域增長的降雨徑流,純水設備保養使其符合現有的排水規范并恢復被損壞的排水管網系統。

    4.3經驗小結

    1整體性的降雨徑流管理。

    新加坡終年平均降雨量超越 2400毫米,其 2/3國土面積被劃為排水流域。這些流域的雨水均通過排水系統和河流收集,并被引導進入 17個水庫作為供應水源。認識到激進擴大運河的措施和現有的排水系統不能有效地解決降雨徑流問題,尤其是高度開發地區,新加坡除了實施過程中增加處置措施外(如提升排水系統能力、分散運河建設、建造集中式調蓄池和調蓄塘等)還積極地開展源頭處置措施(如建造分散式調蓄池和調蓄塘、雨水花園等)和末端措施,以便更好地進行降雨徑流管理和內澇預防(圖 10

    2突出源頭滯蓄與治理。

    A BC水計劃理念主要集中在源頭處置,即通過延緩降雨徑流的方法,雨水進入公共水體前對其進行處置等。

    整體降雨徑流管理系統中,ABC水計劃的主要目的提高排水系統應對逾越設計降雨量的強降雨時的靈活性,尤其是降雨滯留系統(如蓄水池、外表塘等)對強降雨徑流洪峰的削減。

    新加坡作為一個高度鄉村化的國家,其開發區域不透水面積占比大,導致強降雨時,鄉村化流域的峰值徑流量可能逾越公共排水系統設計的能力,引起驟發的內澇洪水。源頭處置設施如原位的分散式滯留池或滯留塘,能夠提供短期調蓄容量,起到削減峰值流量、延緩徑流時間的作用。

    A BC水計劃鼓勵在開發時建設原位滯蓄設施和雨水收集系統。除了削減洪峰,調蓄池還可以和雨水收集系統結合,為非飲用再生水提供儲蓄量,用于灌溉、普通洗滌等。純水設備保養此外,ABC水計劃的設計特色是收集、利用雨水前,對其進行自然處置來提升水質。

    2014 1月開始,新加坡要求所有開發者在開發地塊內設計原位滯留設施(如滯留池或 ABC水計劃相關設施)對徑流峰值進行管理,其進入公共排水系統前進行貯存或延緩徑流。洪澇風險防范要求提升的情況下,這些原位滯留設施可以滿足排水系統的提標需求。

    3體現生態與親水性設計理念的鄉村水體優化改造。ABC計劃將親水型設計理念貫穿始終(圖11提倡水體生態修復、水體社會效益增值、濱水休憩空間建設。具體途徑包括:

    流域用地控制。結合水體環境容量和景觀要求,確定流域內地塊屬性和開發強度,實現水景觀與城市景觀的和諧共存;

    河道綠化。原有混凝土護岸的基礎上,進行河道綠化建設,形成生態護岸;或使用生態石籠(GreenGabion等方式,實現河道景觀優化與生態改善;

    土壤生物工程。包括河道底泥生態系統重建、護岸生態系統建設等;

    親水活動空間、濱水生活休憩區建設。與城市規劃、設計相結合,推進清潔、低維護、美觀的鄉村濱水空間建設。

    此外,還通過宣傳、教育、鼓勵性政策等非工程性措施,對水體環境、水生態等進行保護。

    5結語

    海綿鄉村建設中,規劃應當起到引領作用。純水設備保養海綿鄉村建設在國尚處于起步階段,規劃編制過程中,需要充分借鑒國際先進經驗。

    從紐約、墨爾本、東京和新加坡的案例中,可以看到與海綿鄉村類似的鄉村發展理念或綜合治水理念被提出及實施過程中,源頭治理和低影響開發是核心理念之一。不時擴展和延伸海綿鄉村意義的同時,也需要牢牢掌握其內核要義,做到不本末倒置。

    從上述案例可以發現,紐約的綠色基礎設施計劃從合流制排水的老舊城區開始推行,墨爾本明確提出WSUD實施邊境在其鄉村發展邊境內,東京的強降雨對策以大型商場等重點地區為主要對象,新加坡的ABC水計劃的實施對象為高度鄉村化區域。因此,推行海綿鄉村建設過程中,應當將海綿鄉村建設界定在鄉村發展邊境內,且建設重點或試點建設區應當在開發強度高的鄉村核心區域;對郊區和農村等開發強度不高的地區,應當以保護為主,防止海綿鄉村設施的過度建設。

    各個鄉村(國家)海綿鄉村建設中,都是從最迫切的實際需求動身,每個鄉村的關注重點有所不同,如紐約關注合流制排水區,墨爾本關注水質的提升,東京關注內澇危害,以及新加坡注重親水性、景觀性。對國內各個鄉村進行海綿鄉村規劃時,也需要以問題為導向,通過對鄉村或區域的需求分析,因地制宜地制定海綿鄉村規劃。

    此外,紐約、墨爾本、東京和新加坡在進行海綿鄉村建設過程中,建設目標的設定或修改、建設規劃的制定等,都經過了大量數據的積累和分析,將環境效益、社會效益和經濟效益統籌考慮。項目建設后的維護和追蹤中,同樣累積了大量的基礎數據,為后續項目的推進和建設都起到良好的數據支撐作用。國的海綿鄉村建設尚處于起步階段,大量基礎數據欠缺,更需要注重數據的積累和分析,為規劃建設目標制定、設計參數確定等提供更理性的數據支持。

    本文通過對多個具有代表性,同時又各有特色的國際鄉村的海綿鄉村建設理念與實踐的分析,歸納總結出每個城市的建設核心理念和側重點,希望能夠把海綿鄉村建設的國際經驗介紹給讀者,協助我國海綿鄉村規劃建設更合理有序地進行。

    本文由上海皙全水處理設備網提供任何人和單位不得轉載盜用。 上海水處理設備, 純水設備  上海純水設備純水設備保養

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