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          中國水務行業觀察者!

          防汛節水 墨爾本的海綿城市好在哪?
          更新時間:2020-09-29 來源:中國水工業互聯網微信公眾號

            一場大雨會給城市帶來什么影響?縱觀全球,不少知名城市都在極端氣象變化引發的洪澇災害面前“露了怯”,暴露了城市建設中的薄弱環節。
            為了實現城市發展和水環境的可持續發展,避免暴雨可能造成的人身、財產損失,建設海綿城市的理念已得到廣泛認可。澳大利亞墨爾本和丹麥哥本哈根的經驗或將帶來一定的啟發。

            營造和景觀融合的雨洪管理設施
            在城市發展中,澳大利亞很多城市都面臨城市防洪、水資源短缺和水環境保護等方面的挑戰。以墨爾本為代表,其倡導的 WSUD(Water Sensitive Urban Design)水敏性城市設計作為海綿城市建設理念中的一種,近年來逐漸使其成為城市雨洪管理領域的領軍城市。
            當前,發達國家的雨洪管理已從傳統的水量控制過渡到水量和水質并重,進一步推進雨水收集利用,并追求雨洪管理設施和城市景觀的有機融合,以實現城市發展和水環境的和諧與可持續發展。
            以墨爾本為首所倡導的水敏性城市設計于上世紀90年代在澳大利亞興起。當時,城市雨洪分流體系基本完善,通過建設污水處理設施,城市點源污染的排放基本得到控制。但是,人們期待的生態城市河道并未如期呈現,城市雨水徑流的面源污染成為改善河道生態健康所不能回避的問題。
            水敏性城市設計的一個重要原則是源頭控制。也就是說,水量水質問題就地解決,不把問題帶入周邊,避免增加流域下游的防洪和環保壓力,降低或省去防洪排水設施建設或升級的投資。雨洪水質管理措施,如屋頂花園、生態滯蓄系統、人工濕地和湖塘,也能在不同程度上滯蓄雨洪,進而減少排水設施的需要。綠色濱水緩沖帶在保證行洪的同時,能有效降低河道侵蝕,保持河道穩定性。雨水的收集和回用提供替代水源,降低了自來水在非飲用用途上的使用。打造景觀融合的雨洪管理設施設計,營造富有魅力的公共空間,提升城市宜居性。
            圍繞其城市雨洪管理的技術核心,澳大利亞持續進行了大量前沿研究和跨學科討論。墨爾本提出的水敏性城市理念中,還首次引入了雨水、地下水、飲用水、污水及再生水的全水環節管理體系。
            具體工程實踐中采用的水量控制措施,主要包括透水鋪裝、下凹綠地、地下儲水池及雨洪滯蓄水庫(人工湖、雨洪公園)等;水質處理措施主要包括道路雨水口截污裝置、植被緩沖帶、排水草溝、生態排水草溝,泥沙過濾裝置、泥沙沉蓄池、雨水花園、人工湖及人工濕地等。

            沼澤地變身水敏感性城市設計典例
            在墨爾本,愛丁堡雨水花園是當地海綿城市建設的一張突出“名片”。雨水花園位于愛丁堡公園內,既能為周圍的樹木、植被和運動場提供經過處理的灌溉雨水,又能為公園增加一道獨特的景觀,提高市民游客的游覽熱情。
            墨爾本曾經歷多年的干旱,而雨水公園的建設解決了當地飲用水和灌溉水的雙重危機。公園里有各種水景景觀和相應的設施,能夠收集、儲藏雨水,隨后進行水體凈化并通過分流管分流給需要的區域。水源經過過濾介質和各種植被的自然作用實現了凈化。
            經過設計,整個雨水花園每年能吸收16000公斤的固體懸浮顆粒,同時通過植物生長吸收160公斤的營養鹽、氮等一些元素,減少垃圾產量。同時,地下存水的過濾水將達20萬升,提供公園每年所需灌溉水的60%。
            而在另一個澳大利亞著名城市悉尼,維多利亞公園也是典型的海綿城市建設產物。維多利亞公園最早是一片沼澤地,后來成了賽車場,再后來成了汽車制造廠和海軍后勤中心。如今,它搖身一變,成了城市轉型更新和水敏感性城市設計的典例。
            現在的維多利亞公園社區是占地24公頃的綜合開發項目,為5000人提供中高密度住宅、商務及零售設施。與眾不同的是,那里的道路交通體系除了滿足交通功能之外,還是路面雨水收集和處理的基礎設施。道路綠化分隔帶中除了常見的行道樹之外,還設置了長滿植物、能夠進行雨水收集和滲透的景觀明溝。
            雨水經過植物和砂石過濾層后,先是被水管收集并儲存到社區公園里由四個水塘所組成的蓄水系統中,再經過濕地處理,最終被作為綠地澆灌和水景的水源重復使用。當水面因蒸發而下降時,自動系統便會用蓄水塘中的水進行補充。

            全球宜居城市曾在一場暴雨后“癱瘓”
            打開任何一張全球宜居城市榜單,丹麥哥本哈根都赫然在列。越來越多的城市正以哥本哈根為榜樣重新進行規劃與治理。有意思的是,哥本哈根“涅盤之路”的起點恰恰來自一場暴雨。
            2011年7月2日,哥本哈根全市大面積區域遭受嚴重洪澇災害侵襲,24小時之內降雨量達30到90毫米,暴雨淹沒了城市中心區域大部分的城市街道和地下空間。當日的哥本哈根幾乎癱瘓:公交中斷、通信中斷,下水道都是死老鼠;空氣中泛著霉氣,垃圾無法處理,救護車難以抵達……保險公司為此支付10億歐元,以賠償暴雨造成的房屋和財產損失。
            據經濟學家分析,如果不采取任何措施,未來的100年間,由于氣候變化引起天氣的劇烈變化造成暴雨事件的破壞力,將對城市造成現在損失的3倍。哥本哈根以此事件作為城市創新設計的契機,決定制定綜合的氣候適應型策略,新型海綿城市的暴雨規劃方案由此而生。在確保城市有能力抵御未來暴雨事件的同時,該規劃方案力圖為哥本哈根提供更多的“藍綠空間”,增加城市的生物多樣性。
            海綿城市建設需要一個較長的過程,根據計劃,該暴雨管理規劃將在未來30年間完成。不過,隨著城市治理理念的更新,如今的哥本哈根已經發生了不小的改變。未來,即使內澇無法及時排出,海綿城市的“海綿體”也能化整為零,避免大面積積水。“海綿體”包括河、湖等水系,綠地、可滲透路面等配套設施。
            痛定思痛的哥本哈根并未盲目擴張城市現有的排水系統,而是將雨水分散在綠地等滯留區域中。通過低影響開發雨水系統構建模式處理城市的邊角地帶,譬如干道附屬綠地、廣場、公園、體育場館、住宅綠地。以水資源利用為核心進行重塑,在低洼區域開挖更多雨水貯存空間,非汛期可以供市民休閑,汛期則作為雨水滯留池。
            與此同時,哥本哈根的海綿城市規劃對接了城市現有的項目方案,統籌協調城市綜合治理。比如,將街邊綠化作為暴雨時的蓄水緩沖。他們將非機動車道建設和海綿城市暴雨管理相結合。通過最常見的明挖法,在現有自行車道下挖一條溝渠,以預制混凝土做出一長條儲水空間,最后蓋上預制混凝土板。作為一個高效、大容量的系統工程,這樣的設施可以加快街道排水,減小暴雨對低洼敏感區域的影響。

            通過大數據模型進行暴雨管理規劃
            哥本哈根的暴雨規劃方案為城市立下了一個不小的目標:保護城市抵御百年一遇的暴雨侵襲。
            哥本哈根城市由兩個行政部分組成:哥本哈根和腓特烈斯貝。過去的30多年以來,安博工程咨詢公司一直都在規劃和設計城市污水處理基礎設施系統以及為城市服務的兩家廢水處理廠。他們的目標是控制污水的排放,實現污水的全部處理,創建擁有優良水質條件的港口和海岸環境。
            正因為此,哥本哈根擁有了詳細的各區位水利基礎設施的數據,并借助綜合的計算機建模,預測進入兩家廢水處理廠的雨水及其徑流以及雨水溢流至溪流和港口的流量。2011年的暴雨事件也恰巧為該數據模型提供了實際檢驗機會。
            基于已有信息和模型計算,哥本哈根暴雨管理規劃得以開展。以腓特烈斯貝行政區為例,在氣候適應框架之下進行的暴雨管理規劃重點關注于城市的低洼部分,確保未來城市開發的可能性,并創建可持續性的排水基礎設施,以保證暴雨期間洪水水位在10厘米以下。
            如此龐大的城市建設計劃,公眾的參與自然不可缺少。在哥本哈根,暴雨管理規劃以及系列計劃的通過,首先要經由嚴格的審查和討論過程,然后進入優先考慮程序以及決策階段。正如城市其他規劃和建設項目一樣,該過程將包含所有相關的市政利益相關者的參與,并允許公眾反映意見。相關工程公司還為此決策審核通過的過程準備了詳盡的成本效益評估。
            社會經濟學分析結果顯示,這種關注于提升城市整體宜居性的設計大大超越了其建造和維護的費用。盡管在30年中需要投資13億歐元,但在預防城市洪澇災害、降低損害方面的收益將大大超越其投資。
            哥本哈根經驗表明:城市空間正被新的氣候問題深刻地影響著,為了解決氣候問題,城市空間反過來也可以發揮重要的作用。海綿城市建設不是一個單純的目標,而是作為城市治理理念和發展方向,貫穿于城市建設的始終。


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