綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施(GSI)

綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施(GSI)第一頁，共40頁。綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施GreenStormwaterInfrastructure海綿城市之GSI第二頁，共40頁。目錄1什么是GSI？2為什么采用GSI？3如何實施GSI？第三頁，共40頁?；疑玍S綠色What？灰色基礎(chǔ)設(shè)施VS綠色基礎(chǔ)設(shè)施第四頁，共40頁?；疑玍S綠色What？灰色基礎(chǔ)設(shè)施VS綠色基礎(chǔ)設(shè)施盡快排除徑流暴雨徑流量減少30-99%延遲暴雨徑流峰值5到20分鐘有效去除雨水徑流中的污染物補充地下水節(jié)省雨水回用成本美化環(huán)境，創(chuàng)造舒適生活空間改善城市熱島效應(yīng)第五頁，共40頁。內(nèi)涵與發(fā)展What？綠色基礎(chǔ)設(shè)施（GI）的概念可追溯到130多年前,美國紐約中央公園設(shè)計FrederickLawOlmsted的設(shè)計中就有綠色基礎(chǔ)設(shè)施理念的雛形。20世紀90年代,美國佛羅里達州土地征購和管理咨詢委員會把GI定義為：“對自然區(qū)域及其生態(tài)功能形成完整保護模式的標(biāo)準,以更好地實現(xiàn)多種利益(例如魚類和其他野生動物棲息地保護、娛樂空間保護、水源地保護等)”,實施綠色基礎(chǔ)設(shè)施有助于土地資源保護、廢氣排放控制、氣候調(diào)節(jié)、水資源調(diào)控、水源供應(yīng)、土壤侵蝕控制、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、廢物處理、污染控制、食物保障等?！婕俺鞘杏旰榭刂评妹绹?guī)劃協(xié)會:“GI是一種由諸如林蔭街道、濕地、公園、林地、自然植被區(qū)等開放空間和自然區(qū)域組成的相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò),能夠以自然的方式控制城市雨水徑流、減少城市洪澇災(zāi)害、控制徑流污染、保護水環(huán)境”。在城市區(qū)域內(nèi),這種網(wǎng)絡(luò)可以通過雨水花園、綠色屋頂、透水鋪裝和其他具有排水功能的城市景觀等方式延伸到城市每個角落,在社區(qū)和建筑環(huán)境中控制、保障、模擬自然的水文循環(huán)?！?guī)劃角度定義并強調(diào)雨洪控制重要地位基于雨洪控制利用在綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的重要地位和大量的實際工程應(yīng)用,西雅圖公共事業(yè)局提出了一個更為專業(yè)的術(shù)語——綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施(GSI),主要是指針對城市雨洪控制利用的一類綠色基礎(chǔ)設(shè)施,主要包括生物滯留池(雨水花園)、滲透鋪裝、綠色屋頂、蓄水池等?！鞔_定義GSI第六頁，共40頁。內(nèi)涵與發(fā)展What？綠色基礎(chǔ)設(shè)施起源于美國1990s，圖為位于西雅圖的世界第一個建設(shè)GSI的開發(fā)項目。第七頁，共40頁。內(nèi)涵與發(fā)展What？深圳大學(xué)佘年教授2007年開始在國內(nèi)推廣，并建立了國內(nèi)第一個實驗基地。第八頁，共40頁。原理What？GSI基本原理第九頁，共40頁。技術(shù)/場地What？場地層面根據(jù)應(yīng)用尺度劃分,GSI可分為場地、土地利用功能單元、區(qū)域或流域等三種從微觀到宏觀的應(yīng)用層次第十頁，共40頁。技術(shù)/場地What？場地層面庭院雨水系統(tǒng)生態(tài)屋頂雨水桶透水鋪裝雨水花園雨水收集設(shè)施第十一頁，共40頁。技術(shù)/場地What？第十二頁，共40頁。技術(shù)/功能單元What？土地利用功能單元層面第十三頁，共40頁。技術(shù)/功能單元What？道路雨水系統(tǒng)透水鋪裝下凹綠地生態(tài)草溝土地利用功能單元層面第十四頁，共40頁。技術(shù)/功能單元What？第十五頁，共40頁。技術(shù)/流域What？流域?qū)用娴谑?，?0頁。技術(shù)/流域What？流域?qū)用鏋I水景觀雨水系統(tǒng)雨水花園人工濕地第十七頁，共40頁。技術(shù)/流域What？第十八頁，共40頁。目錄2為什么采用GSI？1什么是GSI？3如何實施GSI？第十九頁，共40頁。雨水管理困境Why？城市雨洪管理的困境泵站的困境城市下穿隧道是內(nèi)澇的重災(zāi)區(qū)，傳統(tǒng)方法靠泵站強排。城市化VS氣候變化城市化的快速發(fā)展與極端氣候變化同時發(fā)生。水量VS水質(zhì)一方面河道缺水，另一方面河道水質(zhì)差，造成河道上下游矛盾。第二十頁，共40頁。城市化VS氣候變化Why？城市化2013中國城市化率53.7%（國家統(tǒng)計局）聯(lián)合國《世界人口展望2008》和《世界城市展望2011》進行估算，2050年中國人口有可能約為14～15億，城市化率約為77%～81%，城市人口約為11～12億；第二十一頁，共40頁。Why？城市化VS氣候變化硬化地面增加北京第二十二頁，共40頁。Why？城市化VS氣候變化水循環(huán)改變第二十三頁，共40頁。Why？城市化VS氣候變化氣候變化20世紀90年代以來我國年降水量年際變異性增大（波動性增大，極端天氣增多）平均年雨日呈顯著減少趨勢（降雨日數(shù)減少）暴雨日數(shù)呈顯著增加趨勢（暴雨日數(shù)增加）第二十四頁，共40頁。Why？城市化VS氣候變化應(yīng)對措施城市化VS氣候變化城市化的快速發(fā)展與氣候變化同時發(fā)生。提高排水管道標(biāo)準修建地下調(diào)蓄池修建巨型地下深邃綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)對第二十五頁，共40頁。Why？城市化VS氣候變化1、＂能蓄水1.1萬立方米，可以匯集周邊2平方公里的雨水＂，即使按徑流系數(shù)50%，1.1萬方也只能收集11mm的降雨。2、1.5m3／s流入池中，1.1萬方需要大概兩小時，積水又大多是短時強降雨時發(fā)生。3、池中還有退水管線排河。為什么不直排？4、增加管徑。多少管道增加了？一直到排水口？現(xiàn)實嗎？第二十六頁，共40頁。Why？城市化VS氣候變化規(guī)劃大型地下蓄滯設(shè)施規(guī)劃地下廊道進排水口深層排水調(diào)蓄廊道第二十七頁，共40頁。Why？水量vs水質(zhì)水量VS水質(zhì)一方面河道缺水，另一方面河道水質(zhì)差，造成河道上下游矛盾。城市地區(qū)土地利用/土地覆被的強烈變化,還深刻影響著地表水和地下水的相互轉(zhuǎn)化過程,硬化地表阻斷了雨水的自然滲透及補給地下水的有效通道。由于地表水遭受越來越嚴重的污染,面對日益增多的工業(yè)、生活用水需求,人類轉(zhuǎn)而對地下水無節(jié)制的進行開采。滲透量的減少與地下水的過度開采,使得城市地下水位不斷下降,導(dǎo)致了諸如“地下漏斗”等的一系列環(huán)境負效應(yīng)。水量第二十八頁，共40頁。Why？水量vs水質(zhì)合肥地面下陷許昌軌道彎曲2014.8.11人民日報第二十九頁，共40頁。Why？水量vs水質(zhì)水量VS水質(zhì)一方面河道缺水，另一方面河道水質(zhì)差，造成河道上下游矛盾。高強度的城市建設(shè),改變了城市的物質(zhì)遷移生態(tài)過程,使得城市非點源污染負荷量的劇增(Makepeaceetal.,1995;LineandWhite,2007),導(dǎo)致河流水質(zhì)和生態(tài)功能退化(NovotnyVandOlemV,1994;Corwinetal.,1997)。隨著工業(yè)和生活污染源等點污染源得到有效控制,降雨徑流沖刷地表帶來的非點源污染己經(jīng)逐漸成為受納水體污染的主要來源(Duda,1993),加重了城市水質(zhì)性缺水的局面。根據(jù)美國環(huán)保局(U.S.EnvironmentalProtectionAgency,USEPA)的研宄,美國有60%的河流以及50%的湖泊污染與非點源污染密切相關(guān)(USEPA,2005)。來自我國環(huán)境保護部2003年的數(shù)據(jù)表明,我國流經(jīng)城市的河段90%受到了嚴重污染,75%的湖泊出現(xiàn)了富營養(yǎng)化水質(zhì)第三十頁，共40頁。Why？水量vs水質(zhì)大雨為城市洗凈了地面，卻留下了骯臟的“洗地水”，這些臟水如果全部匯入河流，可謂清潔了地面卻污染了河水。第三十一頁，共40頁。Why？泵站的困境泵站的困境城市下穿隧道是內(nèi)澇的重災(zāi)區(qū)，傳統(tǒng)方法靠泵站強排。城市防洪規(guī)劃和排水(雨水)工程規(guī)劃應(yīng)對暴雨的指導(dǎo)思想均是傳統(tǒng)的“以排為主”的雨洪管理理念,采取管網(wǎng)工程(灰色基礎(chǔ)設(shè)施)“硬排水”模式(程江,2007)將雨水幾乎全部通過城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)收集、排放至受納水體。這種單純依賴人工工程設(shè)施的雨洪管理理念和排水模式,缺少相應(yīng)的自然生態(tài)雨洪調(diào)控設(shè)施,使得由城市下墊面硬化帶來的短時雨水管網(wǎng)排放壓力劇增,加之管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的不合理、排水設(shè)施的不健全和建設(shè)標(biāo)準較低以及維護管理等因素,往往造成暴雨徑流短時高峰無法及時排放,加劇了城市暴雨內(nèi)澇的發(fā)生頻率。近年來,北京、廣州、南京、上海、成都等中國大中城市不斷出現(xiàn)城市內(nèi)榜的情況。第三十二頁，共40頁。Why？泵站的困境第三十三頁，共40頁。目錄3如何實施GSI？1什么是GSI？2為什么采用GSI？第三十四頁，共40頁。How？GSI類型綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施強調(diào)體系性的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間包括BMPs—GSI(最佳管理措施)、LID—GSI、傳輸型GSIBMPs—GSI是集中式、終端控制的核心GSI,它不是GSI的全部,但是對于區(qū)域雨洪管理的影響最大,在城市雨洪生態(tài)管理中起著不可替代的關(guān)鍵性作用,其建設(shè)、管理和維護一般由政府主導(dǎo)。LID-GSI是每個土地開發(fā)單元或地塊的就地/分散式、源頭與過程控制的小型GSI,LID-GSI的建設(shè)、管理和維護一般由政府委托或要求建設(shè)方、業(yè)主(使用者)承擔(dān)。傳輸型GSI—般是指綠色道路、綠色水道及生態(tài)型管網(wǎng)設(shè)施,它們將BMPs-GSI、LID-GSI串聯(lián)成一個有機的網(wǎng)絡(luò),共同形成完整的GSI體系。第三十五頁，共40頁。How？總體規(guī)劃的GSI綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施總體規(guī)劃的技術(shù)流程在城市總體規(guī)劃的規(guī)劃愿景下,在GIS技術(shù)環(huán)境下,針對區(qū)域雨洪水文生態(tài)過程進行分析模擬,得出綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施總體規(guī)劃的重點區(qū)域。進行適宜性評價,判別出重點雨洪生態(tài)管理區(qū)域內(nèi)BMPs—GSI的空間位置、組分及其關(guān)系,構(gòu)建雨洪管理景觀安全格局,并指導(dǎo)城市總體規(guī)劃的優(yōu)化調(diào)整以及城市開發(fā)建設(shè)。第三十六頁，共40頁。How？控制性規(guī)劃的GSI綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施控制性規(guī)劃的技術(shù)流程結(jié)合綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施總體規(guī)劃成果,基于城市控制性規(guī)劃的規(guī)劃愿景,運用有效(不)透水面理論和雨洪生態(tài)管理角度下的城市下墊面分類方法,在利益相關(guān)方調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,確定情景規(guī)劃的組合情景方案,并通過水量平衡分析,得出不同情景方案對應(yīng)EPA占規(guī)劃區(qū)的面積比例指標(biāo),并通過模型對情景結(jié)果進行模擬驗證,選定最終的規(guī)劃方案。USCSWEMEPA/NEIA第三十七頁，共40頁。How？修建性規(guī)劃的GSI綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施修建性規(guī)劃的技術(shù)流程由于修建性規(guī)劃階段已進入規(guī)劃實施與項目管理層面,根據(jù)實際情況,有些時候可以將修建性規(guī)劃與擴初設(shè)計、施工圖設(shè)計結(jié)合進行。綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施修建性規(guī)劃的主要內(nèi)容是對所在地塊的GSI提出具體的安排和詳細規(guī)劃設(shè)計。相關(guān)的國家/行業(yè)標(biāo)準與規(guī)劃設(shè)計規(guī)范以及GSI的設(shè)計與工程技術(shù)、效益評估(建設(shè)成本、場地要求、運行效率、維護與管理成本等)是綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施修建性規(guī)劃階段的主要參考依據(jù)?！毒G色建筑評價標(biāo)準》(GB/T50378-2006)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400~2006)《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GB 50014-2006)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB 500