城市雨水管理信息系统的基本架构

城市化进程对区域可持续发展,特别是对城市的雨水管理提出了一系列新的挑战。为应对这一挑战,就必须立足于自然水文循环的维系,因地制宜地对城市雨水实施信息化、智能化管理。在分析涉及城市雨水管理的必要性、可行性的基础上,本文提出了城市雨水管理系统的基本框架。这一以城市雨水为管理对象的信息系统首先要具备的功能是与城市自然条件相关的信息输出和管理,如地形、地貌、植被、土壤等基础数据的数字化、信息化,进而要考虑与雨水管理直接相关的参数输出和管理,如城市的水文区位、土地利用现状、平均降雨量、最大降雨历时、最小无降雨历时等。空间分析模块是该信息系统的核心,城市雨水管理模式的选择和布局都是建立在对上述各种相关数据实施空间分析的基础之上的。不同雨水管理模式和设施的实际应用效果可借助本系统进行模拟并实现可视化。

基于文献计量学的城市雨水管理发展研究

自20世纪60年代起,城市雨水管理问题便开始受到研究者的关注,相关研究在近50a日益增多,关注该领域的发展历程对未来研究具有指导意义。结合CiteSpace及Web of Science内置分析系统,对Web of Science中搜索到的与城市雨水管理相关的文章进行文献共被引分析、国家与机构合作分析、出版物来源分析。结果显示:研究主题渐渐从较为分散的城市排水系统问题分析、径流污染特征分析、径流污染源解析等转为更加综合的低影响开发理念及绿色基础设施效用分析,同时更多的因素如气候变化被考虑;美国、德国等发达国家在相关研究中占据领先地位,中国表现优异但影响力仍需提升;领域内存在众多高质量高产杂志但无明显领头杂志。最后依据CiteSpace筛选出的重要文献对未来研究提出了展望。

LID低影响开发的城市雨水管理方法综述

针对目前我国在雨水管理措施设计及利用上的欠缺,通过综述雨水管理先进理念和实践经验,结合国内城市发展的具体情况,对现有的雨水管理系统进行完善和系统化。

美国雨水管理标准剖析及其对我国的启示

我国城市雨洪问题日益突出,国家及地方相继出台了基于低影响开发和绿色雨水基础设施理念的城市雨水控制利用法规与标准。然而,与许多发达国家相比,我国城市雨水管理技术体系与标准仍不完善。在阐述美国城市雨水管理发展过程的基础上,重点对城市雨水管理标准体系构成、控制指标、制定原因、相互关系进行了剖析,提出我国多目标、多层次的雨水控制利用标准制定的几点建议。

美国雨水排放许可证制度对我国雨水管理启示研究

当下我国正大力开展海绵城市建设,各城市对于雨水控制与利用设施及管网进行全力新建改造的同时,国家与地方均相继出台了众多相关法规和标准,但相比于发达国家,我国城市雨水管理体系与标准仍不完善,对于细化到行业与分区域的雨水排放许可和标准尚有缺失。介绍美国各重要类别雨水排放许可证制度,结合我国现有的法规与标准进行分析,为我国细化深化雨水排放标准提出建议。

基于雨水蓄排结合的城市公园绿地规划设计方法及案例分析

公园绿地具有雨水下渗、滞留、调蓄等功能,但作为海绵城市核心内容的重要组成部分,往往缺乏与城市雨水管理系统建立联系。在总结首批国家海绵城市试点城市中部分公园绿地的径流控制与调蓄能力的基础上,梳理当前公园绿地布局选址、设计层面较少考虑雨水控制等问题,提出已建公园改造和新建公园规划的思路,以及干式和湿式两类公园绿地基于雨水蓄排结合的设计方法,并以某城市片区生态防涝体系构建为例进行分析,以期为城市公园绿地增强海绵效应提供参考。

我国海绵城市建设管理模式探析

梳理了英国、美国等7个国家的雨水管理措施发展历程,将中国海绵城市建设定位在雨水管理初级到中级阶段过渡时期。通过探讨4种典型环境经济政策的适用性,得出环境收费和排污权交易较适合我国海绵城市建设管理。

基于生态系统的适应在气候变化适应性城市多尺度合作雨洪管理中的实践——以哥本哈根为例

气候变化已成为城市可持续发展的关键挑战。面对该问题,越来越多的学者和从业者关注了基于生态系统的适应(EbA)概念,将其作为管理区域生态系统服务、提高生态系统服务适应能力的高效并且可持续的手段予以推广。然而,目前鲜有研究关注EbA措施在气候变化适应性城市建设中在多尺度上与各利益相关者的合作规划实践。通过定性方法弥补EbA在城市多尺度气候适应计划实践这一领域应用研究的缺失,以欧洲著名的气候变化适应性城市以及欧洲绿色首都哥本哈根市为研究对象,分析了EbA如何纳入当地气候变化适应计划并在多个尺度上予以实施。回顾了Eb A发展与其在欧洲的应用现状,分析了哥本哈根市气候变化适应政策以及Eb A在市域、社区、单体建筑3个尺度的合作应用,并且通过分析哥本哈根市第一个气候弹性社区的案例,阐释哥本哈根市如何通过政府、企业、公民等多方利益相关者的合作规划将Eb A措施应用于当地气候变化适应性城市建设。最后,总结了哥本哈根市多尺度气候变化适应合作规划中的Eb A实践经验:1)项目前的深入数据准备和分析;2)Eb A措施与城市空间景观设计的紧密结合;3)多个利益相关方协调,促进公众参与。加深了对EbA提升城市生态系统服务建设适应气候变化的城市的理解,并在面对气候变化挑战问题上,为包括中国城市在内的其他城市提供了启示与借鉴。

透水铺装设计与维护管理的关键问题分析

以透水砖铺装为例分析了透水铺装承载能力、渗透能力和滞蓄能力等方面在设计中的关键问题,对其中的重要设计参数展开讨论,提出透水砖铺装的设计方法和设计程序。对透水铺装维护管理中针对防止堵塞和保障渗蓄效果应采取的检查及清洗方法给出建议。

海绵城市建设的挑战与发展机遇

通过对我国海绵城市建设试点的调查,归纳出我国海绵城市建设在技术、环境、金融、社区和机构合作等方面存在的一系列问题和挑战。调查结果表明,受地理位置、社会经济条件以及其他因素影响,不同试点城市存在的问题和面临的挑战在形式、尺度和程度上呈多样性;然而,这些问题和挑战也表现出一些共性。最主要的挑战来自于各种不确定性和风险,包括各种海绵城市措施的适用性问题、功效和成本的不确定性、后期资金的投入问题、跨机构和部门的有效合作等。为此给出一些建议,包括全流域综合管理,传统雨洪基础设施和新型雨水管理措施灵活结合,尽快出台海绵城市建设相关的法规和标准,全面监测和评估海绵城市建设的经济和环境效益,寻求更广泛的融资渠道等。海绵城市建设各级政府主管部门与其他政府部门间的合作最为关键。只有更好的部门间合作、更适宜的教育以及更广泛的资金来源才能确保我国海绵城市建设取得预期效益并可持续推进。

太湖流域塘浦圩田水利体系对海绵城市建设的启示

当前海绵城市建设逐渐进入攻坚和扩大阶段,全国各地建设成效初显的同时也暴露出不少问题。塘浦圩田是太湖流域独特的农田水利工程,在区域防洪排涝、调蓄灌溉、生态环境等方面发挥重要作用。它是中华民族治水智慧的集大成者,其中蕴含的治水技术和工程哲学与当代海绵城市建设理念非常吻合。从空间格局、蓄排系统、治水思想等方面分析塘浦圩田水利体系中蕴藏的雨洪管理智慧,总结值得海绵城市建设借鉴的思路和方法,为后续建设提供有益的启示。

回归土地本质属性——通过打造海绵城市恢复城市弹性空间

在城市发展的过程中我们对城市的控制越来越多,对城市的要求也越来越高。但是人为对城市的控制并未达到期许的状态,城市快速的规划和发展反而将城市原本所在的土地封锁到一个密闭的环境下。一片土地原有的弹性空间随着城市的侵占逐渐丧失,本文探讨如何通过将海绵体系融入城市来恢复城市弹性空间。迁安市是国家颁布首批海绵城市试点之一,通过对迁安市海绵城市建设的研究,找到能够恢复迁安弹性空间的切入点。

关于雨水下渗回补地下水体积控制标准的探讨

通过雨水下渗来补给地下水对于维持和恢复健康的水文循环十分重要,许多国家都在雨水管理相关文件中强调应重视下渗,然而缺少量化的引导性指标使得政策的落实效果欠佳。美国部分州的雨水管理标准体系中设置了地下水回补体积控制指标,通过对其定义、标准及计算方法的梳理和分析,对中国海绵城市建设控制指标体系的完善、制定雨水下渗回补地下水指标的标准以及推进指标落地的统筹保障提出建议。

河泥与海泥陶粒填料生物滞留设施径流控制试验

为探讨河道疏浚泥(河泥)和海洋疏浚泥(海泥)资源化用于生物滞留填料的可行性,分别以河泥和海泥为主要原料制备陶粒,并以两种陶粒为填料搭建了生物滞留试验柱,通过径流雨水渗滤模拟试验,研究了两种试验柱在不同降雨重现期、不同降雨历时和不同污染物质量浓度条件下的运行效果。结果表明:河泥与海泥陶粒作为填料时,生物滞留柱中COD、TP、TN和NH_(3)-N的淋失量较低,污染物淋失风险较小;在降雨重现期为0.5 a时,河泥与海泥陶粒填料生物滞留柱出流时间分别为49 min和48 min,平均水量削减率分别为34.36%和44.87%,比传统砂土填料生物滞留柱分别提高了34.75%和75.96%;河泥与海泥陶粒填料生物滞留柱对污染物的削减效果明显,对COD、TP、TN、NH_(3)-N平均负荷削减率分别为50.27%、99.08%、50.72%、79.15%与54.20%、99.58%、55.43%、80.86%,均高于传统砂土填料生物滞留柱。

我国海绵城市内涵、问题与对策研究

海绵城市的建设,是我国秉持生态文明理念,大力推进绿色发展进程中的重要过程。本文就现代海绵城市的概念与内涵,海绵城市的国内现状与国外经验,海绵城市建设的问题以及海绵城市建设的建议对策四方面对海绵城市进行剖析。在探索海绵城市建设的深层定义和发现海绵城市建设中已有问题中,深入对水资源高效处理进行讨论,就问题的解决方案不断深化海绵城市建设的价值和意义,以达到生态环境保护与宜居城市建设共同发展的目的。

城市雨水减排管制与经济激励政策的思考

要彻底解决城市雨水的相关问题,除了工程技术手段之外,非技术手段也非常重要,它是技术手段得以实施的根本保障。国内外许多国家开始致力于科学雨水管理的研究,大量雨水管理政策涌现。在对美国、英国、德国、日本等国家的主要雨水管理政策进行比较的基础上,提出了我国城市雨水减排管制与经济激励的政策建议。

绿色屋顶:诗意与实用的并重,建筑与景观的协同——以加拿大温哥华会展中心扩建项目为例

近年来,随着我国城市化的飞速发展,也带来了一系列的环境问题,其中,大气污染、温室效应、水环境污染、水土流失以及生物多样性的破坏问题都在日益恶化。应对如此严峻和棘手的环境问题,除了源头控制,也必须在城市建造和设计上做出改善和创新。绿色屋顶便是众多生态环保措施中的一步。本文从设计的角度分析了绿色屋顶对于现代城市的生态意义,同时呼吁我国城市在借鉴国外生态设计的理念与技术的同时,结合我国不同的人文地理特质,总结和实践出适合中国城市的绿色屋顶设计方案。

生物滞留设施对城市雨水径流热污染的削减效应

径流热污染是水污染的重要方面,也是城市水体生态环境破坏的重要原因,生物滞留是缓解城市雨水径流热污染最有效的措施之一。通过不同填料的生物滞留实验,在人工模拟均匀降雨的条件下,探究了在不同降雨特征下不同填料生物滞留设施对城市雨水径流热污染的削减效果。结果表明,不同填料生物滞留设施热负荷削减效果从大到小依次为:炉渣、石英砂、陶粒、沸石;径流温度越高,所携带的热量越大,生物滞留设施的径流热污染负荷削减率也越高;体积削减对生物滞留设施削减雨水径流热污染的贡献大于热交换。

透水砖冻胀损坏试验研究

在寒冷地区,透水砖铺装的冻胀损坏一直是影响其寿命的主要因素之一。通过冻胀损坏试验,研究陶瓷透水砖、水泥透水砖在冻结过程中外观变化和冻胀应力的变化规律,对其抗冻性能进行评价,最后结合试验数据提出相应的抗冻胀技术改进措施。研究表明:陶瓷透水砖的抗冻性能优于水泥透水砖。在水饱和度为完全饱和、有侧限条件下,陶瓷透水砖的最大冻胀应力为1.42 MPa,水泥透水砖的最大冻胀应力为1.67 MPa;在水饱和度为完全饱和、无侧限条件下,陶瓷透水砖的最大冻胀应力为0.21 MPa,水泥透水砖的最大冻胀应力为0.22 MPa。透水砖的抗冻防治措施应从提高砖体强度和耐久性、降低水饱和度、应力释放和加强透水砖铺装后期维护管理等几方面采取综合措施。在分析有侧限、无侧限试验条件下透水砖冻胀应力的大小差值较大的基础上,提出干砂灌缝或设置伸缩缝、基层或垫层增设导水管(板)、增设辅助设施等透水砖铺装抗冻胀技术改进措施。

A New Approach to Urban Rainwater Management

Based on an analysis of our research results and the main problems relating to urban rainwater treatment, we propose a new approach to urban rainwater management in China. The necessity and feasibility of such a new approach are discussed. From an ecological point of view all components of the global system, including residents living in cities, have the same right to enjoy rainwater. Therefore, urban rainwater should neither be simply drained as waste water, nor be completely harvested as a kind of resource. The objective of this new approach is to maintain the natural hydrological cycle in urban areas during urbanization. When necessary, it could also be used to regulate the amount of runoff, evaporation and infiltration in a city in order to rehabilitate the hydrological cycle given the local conditions. Three basic principles should be adopted in rainwater management, i.e., separation of rainfall from sewage, limited utilization and small and decentralized facilities. Four methods can be used for urban rainwater management: rainwater harvest, rainwater infiltration, rainwater storage and rainwater pipes. The natural hydrological cycle in urban areas could be rehabilitated through rainwater management, which is of great importance for sustainable development of our cities.