美国雨洪管理水文控制指标体系对我国海绵城市建设的借鉴时间: 2015-08-21信息来源: 作者:wyg_admin 责编:
我国对城市雨洪管理中水文控制指标体系的研究几近空白。2014年2月,北京市率先试行《雨水控制与利用工程设计规范》。2014年10月又发布《指南》。制定城市雨洪管理水文控制指标是海绵城市实施建设的关键环节。美国城市雨洪管理中水文控制指标体系对我国具有重大借鉴建议。
1.水文控制指标体系需要完善
我国《指南》中提出的径流总量控制指标与美国多州提出的径流总量控制指标相似,但并未进一步划分入渗、面源污染与河流侵蚀等三个具体控制指标。由于过度开发水资源,超采地下水,加之大规模的城市化,阻断天然降雨入渗,我国北方大部分地区河湖干枯,常年河流多已消失,造成诸多水资源与水生态问题。在这些地区明确提出入渗控制指标,可以有效缓解地下水资源短缺,改善河湖湿地生态恶化等问题,从长远角度改善我国干旱地区的水资源紧缺与水生态环境恶化等问题。
洪水控制指标是减少城市内涝的根本保障。若要达到《指南》中提出的“城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的‘弹性’,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水‘释放’并加以利用”必须采取洪水控制指标。这类指标是控制25~100年重现期的洪水,所需蓄滞容积很大。除利用河湖水系、天然低洼地之外,还可以发展多用途城市公共空间。每个城市都有各种需求与用途的公共开放空间。这些空间主要用途虽然不是城市雨洪管理,但如果在规划设计中尽可能将这类场地修建在自然低洼地并保护自然径流连接途径,则能在雨洪管理中发挥巨大作用。根据我国现状,内涝严重的城市应优先考虑多用途公共场地利用。若要达到海绵城市建设目标,各地应根据具体情况,逐步建立一套完整的、适合当地具体情况的水文控制指标体系,综合考虑地下水资源与河湖水系、面源污染、河道侵蚀、洪涝调控等。
2.加强基础研究
目前,国内外关于城市雨洪管理的信息很多,有助于各地政府制定水文控制指标。然而,这些信息也是一种诱惑,容易造成简单地借用其他国家地区的控制指标,而不考虑当地的具体条件以及外来指标在当地是否适用。水文控制指标的选取很大程度上取决于各地的地方特征,如水文状况、生态环境、气候条件、土壤构成、地形地貌,以及经济社会因素等。我国国土辽阔,各地区的区域特性相差很大。因此,各地区应该在借鉴其他国家和地区成功经验的基础上,深入研究本地区的具体特性:包括地表与地下水分析、水生态系统分析、城市化对洪水影响研究、不同频率的洪水灾害损失研究、气候影响与土壤渗透等研究。在深入开展基础研究的基础上,制定适合本地区具体情况且切实可行的水文控制指标。
3.建立数据库,增强数据共享
水文控制指标的确定不仅需要深入的基础研究,同时需要大量的实地观测与勘测数据的支撑,包括长期历史数据、未来变化预测数据和各种LID措施的时间-效益研究的资料。详细完整的数据与资料能够提高水文控制指标的精确度,并有利于在海绵城市建设过程中不断修改完善这些指标。各地应建立完整的数据库,加强数据的收集、分类、,储存与应用,同时应增强与其他地区、行业的数据共享,以充分发挥数据资料与科研成果在城市雨洪管理及其他领域的应用,避免重复性工作。
4.加强区域与部门间合作
城市雨洪管理中水文控制指标体系的确定与实施涉及城市环境保护、水生态系统,市政规划设计、水利、城市水务、道路交通园林等多个领域。各领域分属不同部门主管,在实际工作中,部门之间各有侧重,各有专长,而各自的管理目标、规范与方法也各不相同。只有加强各部门之间的沟通,相互配合,紧密合作,才能制定适合各领域的适当指标,并能确保全面实施。
城市化引起的雨洪问题涉及广泛,从地下水补给短缺到面源污染,河流侵蚀,直至城市及下游地区洪涝灾害频发。而针对不同的问题,采取的水文控制指标及实施措施亦不同。
美国的城市雨洪管理实践经历了近半个世纪的演变,从单一的场地蓄滞池塘控制径流峰值,发展到今天的多目标、多措施,因地制宜的完整水文控制指标体系。其间,有学术界做出的诸多研究,有工程界尝试的各类新型措施,有新技术、新材料的不断涌现,有各地政府撰写的多种导则指南,还有不断完善的各种法规政策。
我国16个海绵城市试点应将建立适合当地具体情况的水文控制指标作为探讨的重点之一。目前《指南》中仅提出了径流控制指标,虽然在很大程度上借鉴了美国EPA的出版物,但在结合中国具体情况方面尚有欠缺。此外,我国在LID的规划、设计、施工、运行、管理乃至技术措施方面均远落后于发达国家。因此,在我国目前的海绵城市试点建设中,各试点城市应全面设置各项指标的监测系统,高度重视基础研究,尽快确定适合各地具体条件且切实可行的水文控制指标体系,对海绵城市的发展形成正确的导向。
海绵城市要恢复自然渗透功能,必须采取入渗控制指标。雨水渗透涵养河湖水系、自然湿地,回补地下水,对于我国华北大部分干旱缺水和水生态环境退化城市尤为重要。因此,各试点城市应根据其具体情况,在《指南》中规定的径流控制指标中分离出适宜的部分作为入渗指标,并研究具体实施管理的措施以保护水资源生态健康。
以控制径流峰值和洪泛区管理为主的小量级洪水与极端洪水控制指标是解决城市内涝的根本保障。若要实现小量级洪水与极端洪水控制,离不开城市多用途空间的开发与其他基础设施在雨洪管理中的利用,如荷兰的雨洪广场、韩国的多用途雨洪隧道,加拿大多伦多的污水处理公园(地下污水处理厂,地面城市水景观公园)。每个城市都有各种空间和公共设施可以在洪水期间发挥蓄滞功能。我国应该开展在雨洪管理中充分利用城市其他空间及设施的研究,达到增强城市蓄滞能力的目的。
我国在现阶段全面采用美国水文控制指标体系的条件尚未成熟,但基础研究应该在海绵城市试点建设的同时即已开展。美国的经验显示,整个水文控制指标体系是不可分割的。多指标控制体系优于单一指标的关键之处在于:多指标体系中的每一项指标旨在解决特定的城市雨洪问题,可以分别采用适宜的措施来实现。如入渗、蒸发、过滤、存蓄、缓排、削峰等不同LID措施均有各自的适用性。以不同的措施解决不同问题可提高LID系统的整体效益。而单一指标相对笼统,在实践中难以操作。因此水文控制指标体系的理念和目标在海绵城市建设的初期即应提出,在实施过程中由各地掌握,实验完善,不断创造条件,逐步形成一套适合我国国情,适合各地具体情况的完整体系。
国家发改委国土开发与地区经济研究所 编发:王宇光