李俊奇:海綿城市的誤區剖析與創新對策
要正確認識海綿城市與低影響開發的關系,明確海綿城市建設的內涵與邊界,以及與其他相關系統的銜接;
要因地制宜,針對突出問題科學合理的制定近期和遠期目標,正確認識目標和導向,問題和導向;
要明確海綿城市建設的系統構成、系統關系和工程體系,突破部門和專業的界限,統籌上游與下游、綠色與灰色等多重關系,科學制定規劃及實施方案。
一、海綿城市的內涵與邊界
不同專業背景有不同的理解。“海綿城市是個筐,啥都可以往里裝”?
章林偉、牛璋彬等,《淺析海綿城市建設的頂層設計》,給水排水,2017.9
近期12位業界專家對海綿城市內涵給了一個邊界。在此之前也看到過,有一個圖把國內外的系統都包括出來了,們大家都理解有沒有邊緣,到底邊緣在哪里,如果變成涉水系統或者是以涉水系統為核心的若干個戰略問題,這個反倒解決不了。應該以現代的城市雨洪管理或者是多目標的現代雨洪管理為核心的體系的構建加固它,所以我覺得不是一個無限去放大的邊界。近期把內澇和黑臭的問題作為重點,但是完全不限于這兩個。
二、海綿城市的建設目標
1、單一目標or綜合目標?
海綿城市建設就是內澇治理?
海綿城市就是黑臭水體治理?
點源不控制的黑臭水體治理等于零
非點源不控制的黑臭水體治理同樣等于零
既沒有內澇也沒有黑臭水體的城市不需要海綿城市?
現代雨洪管理的核心目標(徑流總量、徑流峰值、徑流污染、資源回用)
海綿城市建設的終極目標(水生態、水安全、水環境、水資源、水文化)
海綿城市肯定是多個目標,很多規劃文本中只在談排水防澇,所給出的系統名稱一直在說水量控制,而沒有說其他。有人說我這個地方沒有黑臭和內澇,是不是就不要叫海綿城市了?在沒有黑臭和內澇的情況下,我們建設海綿城市的目標到底是什么?這個會引起更深的思考。我自己覺得其實海綿城市的核心是水生態,黑臭和內澇僅是近期的一個目標,遠期看在基于發達國家過去三四十年發展到今天來看,面對的是以生態問題更為突出,所以我認為遠期目標海綿城市一定會指向水生態。
都說點源不控制的黑臭水體治理等于零,我覺得非點源不控制的黑臭水體治理同樣等于零,把所有的污水完全截流之后發現水體還是黑臭,徑流帶來的污染貢獻是非常大的,污水零排放的情況下你的水體也未必能達到你所期望的標準。現代雨洪管理的核心目標一直講四個要點:徑流總量控制、峰值控制、污染控制、資源回用,這里面提的終極目標實際上是排水。
2、“目標導向”和“問題導向”
新區問題未必就比舊區的少或輕;
新區同樣針對現實存在的問題,還需預見未來實施后可能出現的問題;
“問題、再問題.......”且“問題”與“目標”相輔相成。
舊城區以問題導向,有很多老城區沒有問題。在新區的時候是不是就不考慮問題了?城市同樣針對現實存在的問題,還需要預測未來的問題是什么。如果不考慮的話,現在的雄安新區,如果還不按照現在城市建設去建的話,如果未來一定會含著現在的問題。所以我覺得問題和目標導向兩個問題同時去出發和考慮,不是單一的。
三、海綿城市與低影響開發的關系
1、海綿城市就是低影響開發?
我們有時候會看到在規劃文本上使用“海綿設施”這個詞,“海綿設施”包括源頭減排的綠色基礎設施嗎?灰色設施是不是包含在其中?如果包含的話“海綿設施”這個提法可能會產生誤解。
2、對“低影響開發“內涵的正確認識
LID是否適用于任何地區?
低影響開發的“狹義”與“廣義”;
低影響開發等同于源頭減排?
LID能在全球推行得益于其是一個指導思想而非僅限于某些技術
四、年徑流總量控制率的合理性
高or低?中國(85%年雨量控制率)VS美國(95%年降雨場次控制率)對比;
年徑流總量到底是高了還是低了?中宣部提了70%,而且這個指標入到了國務院的文件。在中國,對接近200個城市的數據進行研究,可以發現如果按照85%年徑流總量控制率去跟美國的95%的指標進行對照,85%的標準大致是美國標準的0.7-0.8倍。在東京地區每一萬平米要求600的調蓄空間,高于現在的標準,所以這個標準不高。如果做不到的話一定是開發方式和創新思維還不夠。
指標分解的合理性?一刀切、拍腦袋?分解到單項設施?
現在有很多在進行分解指標,地塊綠地率比較高,那多分解指標,另一塊較低就少分解指標,為什么是這么一個道理?基于什么去考慮?在分解的同時是否違反了公平性的原則,如果排水許可制度法制化的時候,是不是意味著現在做的排水對各個地塊是不公平的。如果要求公平的是不是就是一刀切的標準,是不是就是一樣的標準?現在有很多城市就是這樣,如果做不到就付費。對建成區最重要的一句話就是遵循最大限度可行性原則,而不是所謂的某一個指標。
指標如何落實?考慮新城、老城的不同條件。
極端小降雨事件對雨水年徑流總量控制率的影響
極端小降雨的雨量貢獻比率(極端小降雨總量占多年總降雨量的比例)
≤2mm的降雨事件的降雨量
全國31個典型城市的極端小降雨的雨量貢獻比率平均占5.2%,酒泉最高為21%,其余均小于11%。
干旱到濕潤地區的雨量貢獻比率呈現遞減趨勢,分別為14%、8%、5%、3%。
極端小降雨事件扣除前后對設計降雨量的影響對比
計算不同城市的85%徑流總量控制率對應設計降雨量的取值
設計降雨量的減小值平均為0.9mm,不足1mm,其中最大的為1.3mm(海口)、最低僅為0.4mm(拉薩)
極端小降雨的場次貢獻比率(極端小降雨的場次數與多年總降雨場次數的比率
不同于雨量貢獻比率,N場小降雨與N場中大暴雨場次貢獻率是相同的。
全國31省典型城市的極端小降雨事件的場次貢獻率平均高達46%。
接近一半的降雨事件屬于極端小降雨事件。
極端小降雨事件扣除前后對設計降雨量的影響對比
采用PERCENTILE函數統計法,計算不同城市的95%的24h降雨場次控制率對應設計降雨量的取值。
結果表明95%的24h降雨場次控制率對應設計降雨量平均相差10.6mm。
極端小降雨事件對統計結果造成的影響不容忽視。
極端大暴雨事件扣除前后對設計降雨量的影響對比
統計全國31個城市扣除極端大暴雨事件后85%徑流總量控制率對應設計降雨量的減小值。
去除0.5%極端暴雨后,南方、北方、西北、青藏的設計降雨平均降低4.4mm、3.5mm,1.3mm,0.5mm。
去除0.1%極端暴雨對設計降雨量的影響較小,31個城市平均減小值為1.3mm。
南、北方濕潤多雨地區的徑流總量控制率計算可考慮扣除0.5%的極端大暴雨事件。
五、排水防澇能力的提高主要靠排水管渠嗎?
是否一定要增大城市管渠系統的規模?高標準老城區如何達標?滿城挖?
豎向
大排水系統?
要提高,但是有時候提高也無濟于事。最重要的是做好大塊的系統,不是說今天要廢除管網,如果做好了可以不做管網,假設在管網完全失效的情況下這個城市的內澇工作到底怎么樣。大區塊非常重要,這個地方對內澇而言遠遠高于排水管網系統。
六、污染的控制
通過“合改分“一刀切的方式解決合流制問題?老城區合改分的條件。
科學合理的CSO控制系統的構建。目標、措施、規模。
徑流污染只是控制初期雨水?初期雨水、初期沖刷的概念,包括源頭沖刷、管渠沖刷,受降雨、管網結構、匯水面等多重因素影響,不是簡單的控制“初期雨水”。
本身我們降低污染控制的貢獻如果那么大的話,不進行污染控制的話可能還是問題。很多地方一直在說初期雨水,管網末端不能解決初期雨水。解決污染問題單解決幾毫米的雨水是不行的。
七、海綿城市的綜合系統構建
海綿城市綜合系統構建,要么是技術單一,要么就是碎片化和缺乏整體性、系統性的考慮。以水定城,那要不要退建還水呢?要處理好地下地下、上游和下游,局部和整體的關系。大排水系統構建不一定靠設施,有些設計好了也能做得很好,除了調蓄、排水、地下地上一體結合也可以做好。我也不認同大排水系統和排水防澇系統是一樣的,大排水系統更大一些。
1、對海綿城市認識、建設目標的誤區導致綜合系統構建的缺失
技術單一,碎片化,缺乏整體性、系統性
源頭徑流控制系統、管渠系統(包含CSO控制系統)、大排水系統、水利防洪系統
海綿設施?海綿工程體系的構建,LID工程、排水防澇工程、CSO控制工程等……
2、系統的銜接問題
多個控制目標的銜接、多專業的銜接、多部門的銜接
“以水定城”、“退建還水”……
源頭、管渠、大排水、防洪,各個子系統之間的銜接
多方面關系:地下與地上的關系、上游與下游的關系、局部與整體的關系、綠色與灰色的關系……
3、大排水系統的構建問題
大排水系統等于排澇除險系統嗎?
大排水系統一定需要通過具體設計的工程措施才能實現嗎?
4
內澇防治綜合系統組成:源頭徑流控制系統——排水管渠系統——大排水系統;
規劃設計順序:大排水系統——排水管渠系統——源頭徑流控制系統。
小結
正確認識海綿城市建設與低影響開發的關系,明確海綿城市建設的內涵與邊界,及與其他相關系統的銜接;
因地制宜,針對突出問題科學合理的制定近期和遠期目標,正確認識“目標導向”與“問題導向”的關系;
明確海綿城市建設的系統構成、系統關系和工程體系,突破部門和專業的界限,統籌上游與下游、綠色與灰色等多重關系,科學制定規劃及實施方案。
本文根據北京建筑大學環能學院李俊奇院長在“2017中國城市水環境(池州)論壇”上題為《海綿城市的誤區剖析與創新對策》的演講整理而成,未經本人審閱。
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