第一篇：海綿城市瀝青力學性能分析 -

海綿城市瀝青力學性能分析

一、研究背景及意義

海綿本身有水分與力學兩個特征。水分特征指的是海綿吸水、保水、釋水等性質，力學特征指的是海綿本身的回彈、壓縮、恢復等性質。“海綿城市”概念是一種形象的表達，源自于行業內和學術界習慣借用“海綿”的物理特性來比喻城市的某種吸附功能，比喻城市吐納雨水的能力，其學術術語為“低影響開發雨水系統構建”(L0w impact development of rainwater system construction).多孔瀝青混合料（Porous Asphalt Mixtures）顧名思義是一種含有較多連通空隙（一般大于 15%）的瀝青混合料，由于其在排水、抗滑及降噪方面的優良使用性能，近幾十年來在歐洲、日本、美國得到了廣泛的應用。由多孔瀝青混合料面層與多孔排水基層組成的透水式路面可以將雨水轉移入地下，有效補充地下水，形成良好的生態系統循環；同時透水式路面亦可有效連通大氣環境與下部土壤基礎，增加水分的相互流通，而水在流通過程中可以很好地轉移熱量，最終起到降低路面溫度、減少城市熱島效應的目的。而飽水式路面可以在路面結構內部保存水分，當外界溫度升高，水分蒸發將改善沿途熱環境，緩和熱島效應。同時，對于降低車輛行駛噪音，改善道路兩側居民居住環境有較大益處。

但是，由于使用功能與傳統密級配瀝青混合料有較大差異，多孔瀝青混合料的更廣泛應用還存在很多問題。多孔瀝青混合料的物理特性（尤其是空隙率）嚴重制約著其功能性及耐久性。隨著使用年限的增加，混合料內部出現空隙破壞和堵塞，此時多孔瀝青混合料排水、降噪等功能將迅速減弱。對于季節性凍融地區，由于設計、施工不合理以及使用過程中環境與交通的影響，混合料可能會出現堵塞并導致路面積水，當溫度在冰點上下循環變化時，混合料又將面臨凍融耐久性問題。

故我們研究的問題主要針對的是海綿城市中，采用多孔瀝青路面的力學性能分析。

二、多孔瀝青混合料的力學模型

1、多空瀝青混合料粘彈塑性損傷本構方程的假設

(1)假設多孔瀝青混合料初始損傷為 0；

(2)多孔瀝青混合料的損傷主軸與應力主軸和應變主軸重合。

2、總應變的增量表示

在巖土材料中，材料在受力時的變形一般包括可恢復與不可恢復部分。在本研究中，總變形增量方程可寫為：

3、損傷模型

瀝青混合料在成型后內部結構即存在不同程度的缺陷與裂紋，盡管這些缺陷與裂紋在混合料內部是離散分布的，但在連續損傷力學中，材料的這些缺陷可使用連續的內部損傷場變量表示。在巖土領域的研究中，Weibull分布函數被一些學者用以描述巖土材料內部的損傷過程，其表達式為：假設損傷因子 D 變化率滿足 Weibull 分布，即：

因此，損傷因子可寫為

引入損傷力學中的有效應力概念，即：

4、粘彈性模型

對多孔瀝青混合料進行單軸壓縮時，采用的是位移控制模式，即保持應變速率不變，探討應力隨時間與應變的變化情況。已有研究表明，廣義 Maxwell 模型適用于描述恒應變率加載下的材料粘彈性行為。為簡化模型參數，選擇 2 個 Maxwell 模型與 1 個彈簧并聯，模型示意圖如下：

該模型的連續方程可使用積分形式表示：

對于恒定應變率施加荷載，上式中

即為加載速率。因此，該模型可以反映加載速率的影響。以上積分型本構方程當進行數據擬合和參數驗證時，需要對其離散化，即構建增量型本構方程，因此改寫為：

因此可得，5、塑性模型

對于巖土材料，一般情況下靜水壓力對材料塑性是有影響的。因此最終屈服函數選擇應用廣泛的 Drucker-Prager 模型，該模型屈服函數在π平面的投影為光滑連續的圓形，且考慮了靜水壓力的影響。其形式為

在選取塑性流動規則時，已有研究表明瀝青混合料的力學行為符合非關聯流動法則，即塑性勢函數 g 并不等于屈服函數 f。為了得到非關聯塑性模型，Drucker-Prager 塑性勢函數采用與屈服函數類似的結構形式，僅將其中的參數進行了更改：

為了更好地驗證模型，引入有效應力與有效應變的概念。對于本章的驗證試驗，加載模式為單軸壓縮。因此，有效應力為：

而有效塑性應變可用增量形式表達：

塑性模量的概念隨之可定義為：

因此可得，6、模型的驗證

可以看到模型在 0℃以上與試驗數據擬合較好。當溫度下降到-10℃時，由于瀝青混合料顯示出更多的彈性，其力學性能對加載速率依賴性減弱。

對于多孔瀝青混合料來說，經歷凍融后其強度逐漸降低，粘性開始喪失，混合料抵抗外力能力減弱，并且在凍融過程中其破壞形式主要為內聚力的損失。而多孔瀝青混合料的結構整體性主要靠瀝青膠漿或瀝青與集料間粘結性提供，因此凍融后其結構開始松散，最終導致坑洞等破壞。Huurman 等提出多孔瀝青混合料的破壞主要包括瀝青膠漿的斷裂和瀝青與集料界面粘結力的失效。按照前述分析，瀝青膠漿也是細集料與瀝青的混合物，由復合材料理論，兩者之間的界面交界處應是破壞的臨界位置。

三、瀝青與集料間的粘結性能

多孔瀝青混合料的凍融損傷歸根結底也是一種疲勞損傷，即外界溫度在 0℃上下循環變化時，冰凍荷載對混合料結構內部施加的周期作用。路面內部的溫度可近似認為呈正弦變化，因此施加到混合料內部結構上的荷載也可認為是正弦荷載。最終多孔瀝青混合料的凍融損傷問題就演化為在循環變化的冰凍荷載下，瀝青與集料的界面抗疲勞性能。

盡管本文中對瀝青與集料界面系統進行疲勞試驗時采用的是剪切加載模型，為單向受力。但實際路面中界面應處于 2 維或 3維的受力狀態。因此參考以往研究提出界面在受疲勞荷載時損傷率滿足以下方程：

一般來說，D=1 代表承載能力的完全喪失。本文以瀝青結合料模量下降到初始模量的一半作為破壞的標志，因此可認為 D=0.5 為材料的破壞臨界點。對于周期循環加載過程，在時間增量內的損傷增量可寫為：

由于采用等幅值加載，本文假設單次加載循環對界面系統造成固定的損傷。因此疲勞壽命可表示為：

因為對集料與瀝青界面性能的研究是在不同溫度下進行，那么式中的參數也應與溫度密切相關。考慮到疲勞試驗僅對 3 種溫度進行了試驗，同時基于簡化模型的目的，假設式中參數與溫度線性相關，即：

最后，通過預測結果與實測數據進行最小平方差擬合，得到上述疲勞模型參數。

當瀝青為普通未改性瀝青時，瀝青材料自身的粘度較小，這時與其粘結的巖石材料化學成分就將有較大的影響。而當膠結材料為粘度較大的橡膠瀝青時，兩者之間的界面性能主要取決于瀝青自身的特性，而巖石成分的作用相對減小。這也說明，對于多孔瀝青混合料，在凍融荷載下結合料的性質非常重要。

四、研究展望

上述界面疲勞試驗盡管可以很好的表征復合材料抵抗外部低頻率溫度荷載的能力，但是由于試驗頻率較低，試驗時間過長，不利于更廣泛地應用。如何以簡單的性能試驗表征瀝青與集料間的凍融疲勞作用，需要進一步研究。

對于凍融作用下的多孔瀝青混合料，當內部冰凍荷載足夠大時，只需要數次循環加載就會產生界面破壞。而這個荷載對于不同溫度是不同的。

低溫下瀝青與集料界面開裂力學性能的研究需要進一步做下去。力學試驗由于條件所限，需要忽略集料的表面物理特性。對于多孔瀝青混合料，在凍融等外界荷載作用下，集料與瀝青間的界面以及瀝青膠漿應是最不利位置，由微觀凍融引起的損傷不可忽視。

五、參考文獻

1.吳丹潔，詹圣澤，李友華等，中國特色海綿城市的新興趨勢與實踐研究，2016.1.11； 2.郭鋒利，侯曙光，木質素纖維在高粘瀝青混合料中的分散工藝，2012.3.30； 3.王知樂，解建光，多孔降噪瀝青路面研究，2013.2；

4.蔣瑋，沙愛民等，透水瀝青路面的儲水-滲透模型與效能，2013.1；

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6.M.Huurman, L.T.Mo.Fatigue in mortar and adhesive zones;measurements, test interpretation and determination of model parameters[R].Laboratory of Road and Railway Engineering, Delft University of Technology, Delft, 2007.11；

7.關宏信，鄭健龍，瀝青路面粘彈性疲勞損傷分析，2008；

8.Liantong Mo, M.Huurman, Shaopeng Wu, A.A.A Molenaar.Ravelling investigation of porous asphalt concrete based on fatigue characteristics of bitumen–stone adhesion and mortar[J].Materials and Design, 2009,(30): 170179.9.易軍艷，基于界面行為的多孔瀝青混合料凍融損傷特性研究，2012.3； 10.韓宏偉，黃紹龍，丁慶軍等，運用高粘度改性瀝青配置OGFC的研究，2005.3；

第二篇：申論熱點分析：海綿城市

熱點分析：海綿城市

16城試點“海綿城市” 將獲大額中央補貼

21世紀經濟報道記者獲悉，包括南寧、濟南在內的16個城市將獲得中央財政補貼10多億元，用于海綿城市建設。這一補貼源于2014年2月31日財政部發布的《關于開展中央財政支持海綿城市建設試點工作的通知》一文。

該文指出，財政部、建設部、水利部將推進中央財政支持的海綿城市試點工作，中央財政對海綿城市建設試點給予專項資金補助，一定三年，具體補助數額按城市規模分檔確定，直轄市每年6億元，省會城市每年5億元，其他城市每年4億元。對采用PPP模式達到一定比例的，將按上述補助基數獎勵10%。

全國130多個城市參與競爭，最后經過篩選有34個進入初步名單。3月4日，3部委確定22個城市參與國家海綿城市建設試點城市競爭性評審答辯，最后有16個獲得海綿城市的資格。

4月2日晚間，根據財政部網站消息，海綿城市建設試點城市名單正式公布。根據競爭性評審得分，排名在前16位的城市分別是：遷安、白城、鎮江、嘉興、池州、廈門、萍鄉、濟南、鶴壁、武漢、常德、南寧、重慶、遂寧、貴安新區和西咸新區。

海綿城市，能充分發揮城市綠地、道路、水系等對雨水吸納、蓄滲和緩釋作用，有效緩解城市內澇，削減城市徑流污染負荷，節約水資源，保護和改善城市生態環境。

雨水要留下來且做好處理

根據財政部此前發出的通知，2015年有積極性的省份先推薦1個城市，各省份推薦城市后經過財政部、建設部和水利部進行資格審查，然后對通過資格審查的城市，在3月組織公開答辯，由專家進行現場評審，現場公布評審結果。

其中資格審核的要求的是：城市發展對排水防澇基礎設施建設、調蓄雨洪和應急管理能力需求強烈；試點區域總面積原則上不少于15平方公里，多年平均降雨量不低于400毫米；優先鼓勵舊城改造項目，包括城市水系統、城市園林綠地、市政道路、綠色建筑小區等。

21世紀經濟報道記者獲悉，本次重慶也入圍16個海綿試點城市，但是京滬津都沒入選。有專家指出，北京目前盡管在立交橋下開始設定蓄水池，但是主要是排水用的，與海綿城市還是有區別。

中國城鎮供水排水協會副秘書長王嵐指出，海綿城市的最主要內容是兩個，即雨水要保留下來，其次是要做好處理。而做到這兩條的很少。“常德過去做這樣的工作已經很多年了，很多城市才起步。”她說。

常德市委書記王群在3月27日申報國家海綿城市建設試點城市競爭性評審答辯會上指出，常德共有河湖面積78萬畝，年均徑流總量1356億立米，占洞庭湖年均入湖徑流總量的48%。常德已經有了10年的探索與實踐，早年常德編制了《水城常德—江北城區水敏性城市發展和可持續性水資源利用整體規劃》，在此基礎上高標準編制了相關的20多個總體規劃和專業規劃。

今年2月，常德市委、市政府成立了海綿城市建設推進工作領導小組，計劃3年內在近42平方公里的中心城區范圍內實施海綿城市建設試點示范，加速打造生態宜居常德。

中央大額補貼

根據國家政策，入圍海綿城市將獲得巨額的財政補貼。其中常德將有望獲得超過12億元的國家專項補貼資金，是歷年來獲國家城市建設單項補貼最高的一次。

廣西地方媒體也指出，如果南寧入選海綿試點城市，南寧市在未來3年將獲得16.5億元以上 的國家專項補貼資金，用于進一步優化城市基礎設施、改善人居環境等方面的建設。

按照直轄市入選海綿試點城市，每年6億元的中央財政補貼，3年可以拿18億元。不過重慶是以兩江新區的名義申請海綿城市試點單位，是否3年能拿到18億，仍難定。

北京林業大學園林學院教授李飛指出，建設海綿城市，資金需求巨大。海綿城市對中國仍是新鮮事物，要做到雨水留下并不容易。南京過去實施雨污分離是需要的，“但是僅僅分離還不夠，關鍵是雨水能蓄住且以后被利用。”

海綿城市涉及到瀝青滲水以及公路地面滲水等功能，這需要使用特別的水泥和磚面，滲水的瀝青，涉及巨額的資金。

以常德為例，該市共有河湖面積78萬畝，全市年均降雨量超過1360毫米，預備進行海綿城市的試點區域可達118平方公里。到2014年底，常德市城區啟動的110多個項目中已完成36個，完成投資80億元。

用“海綿城市”終結“城市看海”

今年以來,我國已有41座城鎮遭受內澇。2012年有184座城市發生內澇,2013年234座城市內澇,2014年125座城市內澇,“城市看海”屢見不鮮。在國家氣象局日前舉辦的“直擊天氣——與科學家聊天”活動中,專家對“城市看海”做了詳細分析及應對措施,認為應通過建設“海綿城市”,撕下“城市看海”名牌。(7月29日《工人日報》)

“海綿城市”是個比喻說法,是指城市像海綿一樣,遇到降雨時就地滲透、吸收、存蓄雨水；遇到干旱時再將蓄存的雨水“吐”出來,加以循環利用,比如澆灌花草樹木、清洗城市道路和建筑等,可為城市節約大量水資源,緩解城市水危機。有人因此說,“海綿城市”讓城市像海綿一樣“呼吸”,更具生態魅力。

“海綿城市”確實可以讓“到城市看海”成為傳說。近年來,我們很多城市屢屢為逢雨必澇、暴雨淹城所困。為何?在現有城市狀態下,城市排水防澇水平長期滯后的痼疾難以根除。逢雨必澇之后則是旱澇急轉,城市又開始“喝渴”,為何?拼命造房、拼命開發的城市已無蓄水功能。

如果建成“海綿城市”,下雨時像海綿一樣把水“吸”住,干旱時再把水“吐”出來,不僅能提升城市的生態還原能力,而且能提升城市消化雨水的能力,緩解逢雨必澇,豈不妙哉?故而去年11月,住建部發布了《海綿城市建設技術指南》,鼓勵各地因地制宜,探索建設自然留存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”,根治城市內澇頑疾,而不是將雨水“一排了之”。

建“海綿城市”首先得有“海綿體”,“海綿體”從哪里來?一方面要保護好現有河流、湖泊、溝渠等“海綿體”。有些城市,在急功近利的賣地與開發沖動之下,不僅河湖周邊用地紛紛被開發商侵占,甚至還填湖遮河,在湖河及濕地上修房造屋。或無視湖河保護而淪為“臭水坑”、“垃圾場”。要建“海綿城市”,就要在現有河湖水系周圍劃一條清晰的保護線,還公共空間給市民。

另一方面,要大規模建設新“海綿體”。新建林地、河湖自不必說,在修建街道、廣場及停車場等公共區域時,不能一味地硬化路面,據說硬化地表對雨水的滲水率不足一成,而用滲水磚鋪設公共區域,滲水率高達六成。還應改變過去追求一馬平川而填坑平渠的不科學做法,因地制宜地建設下沉式綠地、公園、草溝、水景設施等。在東京和大阪,街頭小型公園、綠地和廣場無一例外地采用沉降式,雨水可輕易在此匯聚并滲入地下。

建設“海綿城市”一方面是讓雨水流得更暢——澇時能吸水,另一方面是讓留得更多——旱時能吐水。當我們的城市成了“海綿城市”,“城市之腎”河湖能正常代謝,“城市之肺”土壤能正常呼吸,或許就不會那么頻繁地“一邊喊渴,一邊內澇”了。期待“海綿城市”建設在我國風生水起。

建設“海綿城市” 促進人水和諧 “海綿城市”通過下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，可實現“自然積存、自然滲透、自然凈化”三大功能。“海綿城市”建設可有效地解決我省城市水安全、水污染、水短缺、生態退化等問題，應科學謀劃并將其付諸實施。

習總書記多次強調“城市要優先考慮把有限的雨水保留下來、優先考慮更多的利用自然力量排水，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。這表明，建設“海綿城市”已經成為黨中央、國務院的重大決策部署。海南建設國際旅游島和生態省，有條件也應該率先貫徹落實中央的決策部署，在城市轉型發展、城市生態文明建設上作出示范。

“海綿城市”的提出背景

改革開放以來，我國城市數量從1978年的193個增加到2014年的658個，城鎮化率達到54.77%，城市已成為人們生產生活的主要組成部分。與此同時，城市也面臨資源約束趨緊、環境污染加重、生態系統退化等一系列問題，其中又以城市水問題表現最為突出。

水安全問題。一方面，受“重地上、輕地下”等習慣思維的影響，城市排水設施建設不足，“逢雨必澇”成為城市頑疾，據統計，全國62%的城市發生過水澇。另一方面，傳統城市到處都是水泥硬地面，城市綠地等“軟地面”在豎向設計上又高于硬地面，雨水下滲量很小，也未考慮“滯”和“蓄”的空間，容易造成積水內澇，更嚴重的是，阻礙地下水補給，造成地下水水位下降、形成漏斗區。如2014年海口市漏斗區面積為726平方公里，比2004年增加了48平方公里，其中2008至2013年海口漏斗區面積持續擴大。

水生態問題。傳統城市建設造成大量湖河水系、濕地等城市藍線受到侵蝕，據調查，我國濕地面積比10年前減少3.4萬平方公里，海南東部沿海超過20%的濕地消失，土壤、氣候等生態環境質量下降。另一方面，城市河、湖、海等水岸被大量水泥硬化，甚至這種城市化水岸修筑模式已向鄉村田園蔓延，人為割裂了水與土壤、水與水之間的自然聯系，導致水的自然循環規律被干擾，水生物多樣性減少，水生態系統被破壞。

水污染問題。以海南為例，目前主要江河及湖庫水質保持優良，但是城市內河、部分入海河流水質問題始終沒有得到改善，據省環境監測中心監測，全省城市內河水質達標率僅51.4%。值得一提的是，目前的城市污水都是到下游、末端集中處理，長距離的污水管網工程，不僅耗費資金和地下空間資源，而且污水沿途“跑、冒、滴、漏”，以致污水處理廠負荷不足，又造成新的環境污染。

水短缺問題。海南降雨量充沛，人們很難聯想到缺水問題，然而事實上海南也季節性缺水、區域性缺水，如今年6月份的干旱造成多個城市用水告急，原因就是海南降雨在時間、空間上分布不均衡，加上島嶼地理上中間高、四周低，河短坡陡，水來得急、去得也快，而位于城市的自然調蓄空間大量被擠占，人工蓄水設施又不足，導致大量雨水白白流走。

建設“海綿城市”就是要系統地解決城市水安全、水資源、水環境問題，減少城市洪澇災害，緩解城市水資源短缺問題，改善城市水質量和水環境，調節小氣候、恢復生物多樣性，使城市再現“鳥語、蟬鳴、魚躍、蛙叫”等生態景象，形成人與自然和諧相處的生態環境。

“海綿城市”的基本認知

“海綿城市”讓城市回歸自然。

顧名思義，“海綿城市”是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”。“海綿城市”遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，從而實現“自然積存、自然滲透、自然凈化”三大功能。

“海綿城市”的本質是改變傳統城市建設理念。傳統城市習慣于戰勝自然、改造自然的城市建設模式，結果造成嚴重的城市病和生態危機；“海綿城市”則是順應自然、尊重自然的低影響發展模式。在城市排水上，傳統城市建設模式是以“快速排除”和“末端集中”控制為主要規劃建設理念，而“海綿城市”以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規劃建設理念，追求城市 人水和諧。

“海綿城市”的認識誤區。“海綿城市”是否要花很多錢？

從算大賬的角度出發，“海綿城市”不但具有社會效益、生態效益，更具有經濟效益，可謂花錢少、辦事好。一是“海綿城市”注重依靠自然力量滲水、蓄水、排水，大大減少了排水設施的工程建設量。二是傳統的大馬路、大廣場、排水設施維護費用高，“海綿城市”依托生態修復、生態處理，運行維護要求低、成本也低。三是“海綿城市”還能收獲雨水資源利用、污染源防治、暴雨內澇災害緩解等綜合效益，降低水環境污染治理費用以及城市內澇造成的巨額損失。

當然，我們不主張對老舊城區單獨進行海綿化改造，而是提倡利用老舊城綜合改造時，將“海綿城市”的理念融入進去，適當添置一些“海綿體”，這雖然會增加一些建設成本，但卻是城市生態修復所必須還的“舊賬“。

“海綿城市”是否要替換原來的排水系統？

當一個城市遇到降雨時，首先是城市各類“海綿體”吸水、滲水功能發揮作用，其次是蓄水設施吸納、調蓄，再次是隨著“海綿體”的飽和，就需要進入傳統排水系統排除。顯然，“海綿城市”對傳統排水系統不是取代，而是一種“減負”和“補充”，這也要求“海綿城市”建設要統籌低影響開發雨水系統、傳統排水系統及超標雨水排放系統，形成相互補充、相互保障的完整系統。

“海綿城市”的建設思路

轉變思想觀念。建設“海綿城市”是黨中央國務院的重要決策部署，也是城市建設領域的調結構、轉方式。“海綿城市”的建設需要全社會轉變觀念、形成共識，特別是各市縣政府作為城市建設的直接責任人，更需要充分認識到“海綿城市”建設的必要性、緊迫性并付諸實際行動，各個相關部門和行業也要同步推進。為此需要在不同層面開展大量宣傳、培訓工作，既包括住建、水務、國土等管理部門培訓，也包括規劃、設計、施工等專業培訓，還包括投融資政策和運作方式方面的培訓等。我廳將聯合省內主要媒體以及省委黨校開展多方位的宣傳培訓。

抓好微循環建設。可以對城市各類新建和改造項目，先啟動各類具有末端微循環功能的“海綿體”建設，如建筑、小區的雨水收集利用，城市下凹式綠地建設，道路、廣場采用透水鋪裝，污水處理盡量采用就近、生態模式等等，這些項目即使在大海綿系統未形成的情況下，也能單獨實施，且不妨礙未來系統化。

大力推廣綠色建筑。綠色建筑在“海綿城市”建設中起基礎性的作用。從小區下凹式綠地、綠色屋頂、建筑物內蓄水裝置或周邊小型、分散的蓄水設施抓起，積極為雨水利用及回補地下水提供滲透路徑，充分利用各類自然條件，推進建筑節能、節地、節水、節材，創建綠色小區、綠色社區。

加強規劃引導管控。省級利用“多規合一”契機，融入“海綿城市”的理念，強化對森林、水系、湖泊等大海綿體的保護，強化城市綠線、藍線等劃定。各市縣應將“海綿城市”的要求貫穿于城市總體規劃、專項規劃、控制性規劃的全過程，并轉化為具體管控指標，在城市中保留足夠的生態用地，控制城市不透水面積比例，最大限度減少對城市原有水生態環境的破壞。

創新城市投融資模式。“海綿城市”既有普通建筑、小區等社會領域里的工作內容，又有城市公園、廣場等公共領域里的內容。對社會領域內容，應通過法規規章以及適當獎勵等措施，組織社會力量去自行實施，政府加強監管評估來確保落實；對公共領域里的項目內容，除財政直接投入實施外，也可以由政府制定具體的操作辦法，采取ppp模式等引進社會資本參與。

制定標準規范及鼓勵政策。結合國家《海綿城市建設指南》，制定我省“海綿城市”建設的技術標準、規程規范，爭取出臺一部地方綜合性法規，以保障“海綿城市”主要指標和管控措施的落實。同時制定相應的政策，鼓勵應用新技術、新工藝和新產品的研發、生產制造和施工應用，力爭培育一批“海綿城市”新型產業和創新型企業，為城市產業結構調整做出貢獻。

第三篇：海綿城市介紹

海綿城市介紹

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，從而讓水在城市中的遷移活動更加“自然”。

海綿城市建設應遵循生態優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護。在海綿城市建設過程中，應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性，協調給水、排水等水循環利用各環節，并考慮其復雜性和長期性。

建設海綿城市，首先要扭轉觀念。傳統城市建設模式，處處是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”設施來排水，以“快速排除”和“末端集中”控制為主要規劃設計理念，往往造成逢雨必澇，旱澇急轉。根據《海綿城市建設技術指南》，今后城市建設將強調優先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規劃設計理念。

建設海綿城市就要有“海綿體”。城市“海綿體”既包括河、湖、池塘等水系，也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設施。雨水通過這些“海綿體”下滲、滯蓄、凈化、回用，最后剩余部分徑流通過管網、泵站外排，從而可有效提

第四篇：海綿城市簡介

海綿城市簡介

海綿城市就是讓城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的海綿性，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。海綿城市循環收集與釋放詳見圖1.1。

圖1.1 海綿城市循環收集與釋放示意圖

最近，海綿城市成了城市建設領域的一個熱詞，為什么要建設海綿城市、海綿城市會給我們的城市和百姓生活帶來哪些好處、海綿城市又將如何實現?

海綿城市的理念，應該滲透到城市建設的各個方面。海綿城市建設可以更好地實現雨洪利用、排水防澇以及河流整治，不僅局限于某一個方面。它是一個系統工程，以修復城市水生態、涵養城市水資源、改善城市水環境、提高城市水安全、復興城市水文化等為目標。

海綿城市建設如何具體實施?遵循“滲、蓄、滯、凈、用、排”這“6字箴言”，是落實海綿城市理念的措施。

1.海綿城市--滲

海綿城市由于城市下墊面過硬，到處都是水泥，改變了原有自然生態本底和水文特征，因此，要加強自然的滲透，把滲透放在第一位。其好處在于，可以避免地表徑流，減少從水泥地面匯集到管網里，同時，涵養地下水，補充地下水的不足，還能通過土壤凈化水質，改善城市微氣候。而滲透雨水的方法多樣，主要是改變各種地面鋪裝材料，改造屋頂綠化，調整綠地豎向，從源頭將雨水留下來然后“滲”下去。

傳統的城市開發中無論是市政公共區域景觀鋪裝還是居住區景觀鋪裝設計中多數采用的都是透水性差的材料，所以導致雨水滲透性差，而在這一方面可以通過透水鋪裝實現雨水滲透，或通過水渠和溝槽將雨水引流至街道附近的滯留設施中。

傳統城市開發建設中道·占據了城市面積的10%-25%，而傳統的道·鋪裝材料也是導致雨水滲透性差的重要隱私之一，除了景觀鋪裝方面可以通過透水鋪裝實現雨水滲透之外，還可以將園區道路、居住區道路、停車場鋪裝材料改為透水混凝土，加大雨水滲透量，減少地表徑流，滲透的雨水儲蓄在地下儲蓄池內經凈化排入河道或者補給地下水，減少了直接性雨水對·面沖刷然后快速徑流排水對于水源的污染。

海綿城市建設措施不僅在于地面，屋頂和屋面雨水的處理也同樣重要。在承重、防水和坡度合適的屋面打造綠色屋頂，利于屋面完成雨水的減排和凈化。對于不適用綠色屋頂的屋面，也可以通過排水溝、雨水鏈等方式收集引導雨水進行貯蓄或下滲.對于不適用綠色屋頂的屋面，也可以通過排水溝、雨水鏈等方式收集引導雨水進行貯蓄或下滲。

2.海綿城市---蓄

即把雨水留下來，要尊重自然的地形地貌，使降雨得到自然散落。現在人工建設破壞了自然地形地貌后，短時間內水匯集到一個地方，就形成了內澇。所以要把降雨蓄起來，以達到調蓄和錯峰。而當下海綿城市蓄水環節?有固定的標準和要求，地下蓄水樣式多樣，總體常用形式有兩種：塑料模塊蓄水、地下蓄水池。雨水蓄水模塊是一種可以用來儲存水，但不占空間的新型產品；具有超強的承壓能力；95%的鏤空空間可以實現更有效率的蓄水。配合防水布或者土工布可以完成蓄水，排放，同時還需要在結構內設置好進水管、出水管、水泵裝置和檢查井。雨水收集池是由水池池體、水池進水沉沙井、水池出水井、高、低位通氣口，出水水管、水池溢流管、水池曝氣系統等幾部分組成。

3海綿城市---滯

其主要作用是延緩短時間內形成的雨水徑流量。例如，通過微地形調節，讓雨水慢慢地匯集到一個地方，用時間換空間。通過“滯”，可以延緩形成徑流的高峰。具體形式總結為三種：雨水花園、生態滯留池、滲透池、人工濕地。

雨水花園是指在園林綠地中種有樹木或灌木的低洼區域，由樹皮或地被植物作為覆蓋。它通過將雨水滯留下滲來補充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過吸附、降解、離子交換和揮發等過程減少污染。其中淺坑部分能夠蓄積一定的雨水，延緩雨水匯集的時間, 土壤能夠增加雨水下滲，緩解地表積水現象。蓄積的雨水能夠供給植物利用，減少綠地的灌溉水量。

概念上來講生態滯留區就是淺水洼地或景觀區利用工程土壤和植被來存儲和治理徑流的一種形式，治理區域包括草地過濾，砂層和水洼面積、有機層或覆蓋層、種植土壤和植被。生態滯留區在對于土壤的要求和工程技術上的要求不同于雨水花園，形式根據場地位置不同也較為多樣，如生態滯留帶、滯留樹池等。植淺草溝具有輸水功能，具有一定的截污凈化功能。適用于徑流量小及人口密度較低的居住區、工業區或商業區、公園、停車場及公共道路兩邊，可以代替路邊的排水溝或者雨水管渠系統。植草溝溝頂寬0.5～2m，深度0.05～0.25m，邊坡（垂直：水平）1:3～1:4,縱向坡0.3%～5%。可設置在雨水花園、下凹式綠地前作為預防處理。

雨水塘是滲水洼塘即利用天然或人工修筑的池塘或洼地進行雨水滲透，補及地下水，雨水塘能有效地削減徑流峰值。但雨水塘護坡需要種植耐濕植物，若雨水塘較深（超過60cm)護坡周邊就要種植低矮灌木，形成低矮綠籬，消除安全隱患。同時整個雨水塘系統還要形成微循環才能防止水體腐壞。

雨水濕地人工雨水濕地是一個綜合的生態系統，它應用生態系統中物種共生、物質循環再生原理，結構與功能協調原則，將雨水花園、生態滯留池收集的雨水進行集中的凈化。而且其具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運行費用低等特點，極其適合海綿城市建設中多出應用。

4海綿城市---凈 通過土壤的滲透，通過植被、綠地系統、水體等，都能對水質產生凈化作用。因此，應該蓄起來，經過凈化處理，然后回用到城市中。雨水凈化系統根據區域環境不同從而設置不同的凈化體系，根據城市現狀可將區域環境大體分為三類：居住區雨水收集凈化、工業區雨水收集凈化、市政公共區域雨水收集凈化。根據這個三種區域環境可設置不同的雨水凈化環節，而現階段較為熟悉的凈化過程分為三個環節：土壤滲濾凈化、人工濕地凈化、生物處理。

土壤滲濾凈化：大部分雨水在收集時同時進行土壤滲濾凈化，并通過穿孔管將收集的雨水排入次級凈化池或貯存在滲濾池中；來不及通過土壤滲濾的表層水經過水生植物初步過濾后排入初級凈化池中。

人工濕地凈化：分為2個處理過程，一是初級凈化池，凈化經土壤滲濾的雨水；二是次級凈化池，進一步凈化初級凈化池排出的雨水，以及經土壤滲濾排出的雨水；經二次凈化的雨水排入下游清水池中，或用水泵直接提升到山地貯水池中。初級凈化池與次級凈化池之間、次級凈化池與清水池之間用水泵進行循環。

雨水凈化系統三大區域環境分別是：

A.居住區雨水收集凈化：居住區雨水收集凈化過程中由于居住區內建筑面積和綠化面積較大，雨水沖刷過后大量水體可以經生態滯留區、雨水花園、滲透池收集起來經過土壤過濾下滲道模塊蓄水池中，相對來說雨水徑流量較少。所以利用海綿城市雨水收集系統將雨水惠存、下滲、過濾然后經過生物技術凈化之后就可以大量用于綠化灌溉、沖廁、洗車等方面。

B.工業區雨水收集凈化：工業區有別于居住區，相對來說綠地面積較少，硬質場地和建筑較多，再加上工業產物的影響，所以在海綿城市雨水收集和凈化環節就要格外注意下滲雨水的截污環節。經過承載海綿城市原理的園林設施對工業污染物的過濾之后，雨水經過土壤下滲道模塊蓄水池，在這個過程中設置截污處理對下滲雨水進行第二次的凈化，進入模塊蓄水池之后配合生物技術再次凈化后再次的循環利用到冷卻水補水、綠化灌溉、混凝土攪拌等方面。

C.市政公共區域雨水收集凈化：市政公共區域雨水收集凈化對比前兩個區域環境有著不一樣的方面，綠地面積大，不同地區山體高程不同所以導致徑流量不同，并且河流、湖泊面積較大，所以減緩雨水沖刷對山體表面的沖擊破壞和對水源的直接污染是最為重要的問題。就上述問題來講，市政區域雨水凈化在雨水收集方面要考慮生態滯留區和植物緩沖帶對山體的維護作用以及對河流、湖泊的過濾作用。在雨水調蓄方面主要使用調蓄池來對下滲雨水進行調蓄，凈化后的水一方面用于市政綠化和公廁沖廁，一方面排入河流、湖泊補給水原，解決了水資源短缺的問題。

5海綿城市---用

在經過土壤滲濾凈化、人工濕地凈化、生物處理多層凈化之后的雨水要盡可能被利用，不管是豐水地區還是缺水地區，都應該加強對雨水資源的利用。不僅能緩解洪澇災害，收集的水資源還可以進行利用，如將停車場上面的雨水收集凈化后用于洗車等。我們應該通過“滲”涵養，通過“蓄”把水留在原地，再通過凈化把水“用”在原地。

所收集的雨水可用于：建筑施工、綠化灌溉、洗車、抽水馬桶、消防、景觀用水。

6海綿城市---排

利用城市豎向與工程設施相結合，排水防澇設施與天然水系河道相結合，地面排水與地下雨水管渠相結合的方式來實現一般排放和超標雨水的排放，避免內澇等災害。有些城市因為降雨過多導致內澇。這就必須要采取人工措施，把雨水排掉。當雨峰值過大的時候，地面排水與地下雨水管渠相結合的方式來實現一般排放和超標雨水的排放，避免內澇等災害。經過雨水花園、生態滯留區、滲透池凈化之后蓄起來的雨水一部分用于綠化灌溉、日常生活，一部分經過滲透補給地下水，多余的部分就經市政管網排進河流。不僅降低了雨水峰值過高時出現積水的幾率，也減少了第一時間對水源的直接污染。

第五篇：海綿城市論文

海綿城市及其海綿城市規劃

【摘要】當今中國正面臨著水資源短缺，水質污染，洪澇災害，水生物棲息地喪失等多種水問題。這些水問題綜合癥是系統性、綜合的問題，亟需一個更為綜合全面的解決方案。“海綿城市”理論的提出正是立足這一背景。本文從水資源、水環境、水安全等方面深人分析了河北省面臨的現狀問題，指出河北省建設海綿城市的必要性：全面提升城市功能，落實新型城鎮化戰略；徹底解決城市水問題，推動水安全戰略。并在現狀關鍵問題與建設海綿城市必要性的基礎上，提出了河北省建設海綿城市的規劃建設保障：一套格局規劃指標管全局，一副生態安全格局定基礎，三層海綿分區作指引，多重規劃體系促保障。1前言

近些年來，逢雨必澇，漸演變為我國大中城市的痼疾，為了解決這個問題，國家先后發布相關通知和政策，要求建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。總書記在中央城鎮化工作會議指出“解決城市缺水問題，必須順應自然在探索新型城鎮化的道路上，通過河流治理，讓城市變成可以自由深呼吸的海綿城市”。2015年10月《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》（國辦發〔2015〕75號）指出到2020年，城市建成區20％以上的面積達到海綿城市建設目標要求；到2030年，城市建成區80％以上的面積達到海綿城市建設目標要求。海綿城市建設通過對雨水“滲、滯、蓄、凈、用、排”等方式的處理，在系統層面、全過程對雨水徑流進行管控，使城市具有吸水、持水、釋水的水力特性。河北省是北京向西部地區輻射、轉移推進過程中的第一省份，建設海綿城市為整個北方缺水地區的全面開展提供了積極的示范與推動作用。2 河北省現狀問題分析

2.1 水資源整體匱乏，利用形式單一，雨水利用能力欠缺

河北省是嚴重的資源型缺水省份。多年平均水資源量為203億m^3，人均水資源占有量為31lm^3，是全國平均值的1／7，不及國際上公認的人均1000m^3缺水標準的1／3，甚至比不上以干旱缺水著稱的中東和北非地區。

自然因素方面，因為雨水是河北省水資源的主要來源，也是影響河北省水資源周期性變化的主要因素。水資源最多的年份往往是降水量較多的年份，而缺水年份則完全對應于干旱年份，水資源和氣候降水有較強的正相關關系。在全球氣候變暖的背景下，河北省近年的氣候狀況也發生了明顯的變化，干旱化趨勢愈加明顯，水資源日益緊張，降雨量在時空上分布嚴重不均，存在著明顯的地域差異。根據對河北省1997-2006年10年的降水量的分析，僅2003年為偏豐年，其他時期均為平水、枯水、偏枯年。

并且20世紀50年代以來，由于山區人類活動改變了流域內的植被、地面形態和地下水埋深，增強了流域調蓄能力，延長了產流、匯流時間，使得降雨入滲和土壤的蒸發量加大，地表徑流減少；平原區主要由于淺層地下水位普遍下降，土壤包氣帶增厚，使產流量相應減少。致使地表水和水資源總量都在急劇減少。自1950年代起，河北省水資源量呈逐漸減少的趨勢，由304.7億立方米減少到128億立方米，減少幅度達58%。

通過海綿城市建設，采用調蓄池、天然雨洪公園等措施，對雨水進行有效收集利用，同時新建再生水廠，提高再生水生產能力，可替代部分市政綠化、河流景觀等方面用水，緩解水資源短缺的狀況。采用滲水鋪裝、下沉綠地等低影響開發措施，減少硬質路面比例，從源頭控制雨水，補給地下水，緩解地下水超采壓力。2.2 水質污染嚴重

工業上，河北省工業發展處于快速上升階段，污水處理效率低，城市污水處理廠管網建設不配套，部分污水處理廠因種種不能達到設計規模能力，投融資渠道不暢等現象，對水環境構成污染威脅。

農業上，河北省作為農業大省，農業化肥和農藥使用量過多，這樣，不但會造成土壤肥力下降、土地質量退化，而且化肥中的有害成分還通過土壤滲透到地下水中造成水資源的污染。另外農膜污染也是農業水資源污染的一種，農膜材料的主要成分是高分子化合物。在自然條件下難以分解。

生活上，居民產生的生活 廢水其實只有很少一部分經過處理，大部分都是未經過處理直接排入了河流等，從而導致了地表水的污染。

2.3 水資源供需矛盾突出

一方面，20世紀80年代以來，河北省連續多年干旱，降水量較常年減少，且水質污染嚴重，致使可供用水量減少； 另一方面，不斷發展的國民經濟對水的需求日益增加，水資源的供需矛盾日益突出。河北省人口、耕地和水資源總量與全國相比，人口占全國的 5.37%，耕地占全國的 8.61%，而現狀水資源總量，僅占全國（第一次水資源評價）的 0.72%，人均畝均水量均為全國平均值的 11%左右。

盡管河北省對地表水資源開發利用程度已大大超出國際社會公認的40％的合理限度，但是其供需缺口還是相當大的。根據有關水資源部門評價，河北省南水北調中線供水區現狀（2006年）平水年(P=50％)缺水量60～80億m，偏枯年(P=75％)缺水量100～120億m3，2.4 地下水過度開采

2014年中國水資源公報中顯示，2014年全國總供水量6095億m3，占當年水資源總量的 22.4%。其中，地表水源供水量4921億m3，占總供水量的80.8%；地下水源供水量1117億m3，占總供水量的18.3%；其他水源供水量57億m3，占總供水量的0.9%。如圖4。而北方省份地下水供水量則占有相當大的比例，其中河北、河南、北京、山西和內蒙古5個省（自治區、直轄市）地下水供水量占總供水量約一半以上。而2007年河北省水資源公報中，全省供水量201.83億立方米，其中地表水工程供水量39.21億立方米，占總供水量的19%，地下水開采量162.08億立方米，占總供水量的80%，其他水源供水量0.54億立方米，占總供水量的1%。由此可見，河北省的社會經濟發展用水主要靠加大地下水超采量來維持的。使深層淡水水質局部遭到破壞；淺層地下水位普遍降低，加之地表河流、水體干涸，造成濕地面積減少，土壤沙化加重；地下水位下降，增大了地表污水對地下水體的入滲。2.5城市排澇系統滯后，內澇頻發，試點區處內澇高風險區，易澇點較多

河北省暴雨一般多發生在盛夏7—8月份，降雨強度大，排水系統滯后，幾乎每年都會發生大小不等的洪澇災害，給河北省帶來不同程度的損失。河北省當前的排水管網排澇能力不足，不滿足一年一遇的排水管網比例較高，整個省份的排澇標準也不高，處于內澇高風險區域，25％處于中風險區，基礎設施滯后，排澇能力整體較低。通過海綿城市建設，可以加快推動和改造排水防澇設施，盡快滿足新國標以及各類海綿城市建設標準，提高城市排水防澇能力。河北省海綿城市建設的必要性 3.1 全面提升城市的功能

建設用地增長逐年突破已有規劃，快速城鎮化的過程中的問題逐步凸顯，城市新區發展較快，綠色化生態化基礎設施稍顯滯后，新區內澇問題逐步凸顯，東部新區防洪體系欠缺；城中村密度過高、人居環境質量亟待提升，公共綠地空間不足；部分河道、防洪溝兩側城中村、棚戶區散布，區域環境質量堪憂。

有必要分區域、分重點、因地制宜地開展海綿城市建設，加強海綿型建筑與小區、海綿型道路與廣場、海綿型公園與綠地、綠色蓄排與凈化利用等設施建設。通過海綿城市建設，全面提升城市新區、各類園區、成片開發區的城市建設水平；開展危房改造和老舊小區改造，逐步改善老城區人居環境質量；有機更新城中村、棚戶區，落實新型城鎮化戰略，全面提升城市功能。

3.2徹底解決城市水問題，推動水安全戰略 河北省所涉及的城市水問題，覆蓋全面，特點突出。常規水資源有限，雨水、中水等非常規水資源利用不足；城區內季節性河流較少，水體流動性較差，受水量和污染排放雙重影響，部分河道水質不佳，呈現黑臭。受降水特性和老城排澇設施滯后等影響，河北省有近9％的區域處在內澇高風險區，新城區防洪體系亟待完善；中心城區生態化岸線比例較低，地下水超采嚴重，約50％的區域屬地下水嚴重超采區。有必要通過海綿城市的建設，從水資源、水環境、水安全、水生態等層面入手，解決河北省面臨的核心水問題，保障城市水安全戰略順利實施。海綿城市規劃建設策略

通過一套規劃指標、一副生態安全格局、三層海綿分區、多重銜接體系等構建河北省海綿城市建設框架，以海綿城市建設理念引領河北省城市發展，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等低影響措施，實現雨水資源的自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。

4.1一套規劃指標管全局

以年徑流總量控制率作為海綿城市建設核心指標，從水生態、水安全、水環境、水資源、制度建設及執行情況、顯示度六個方面搭建河北省海綿城市建設指標體系。

4.2—副生態安全格局定基礎

規劃在識別山、水、林、田、湖等生態本底條件的基礎上，結合生態敏感性評估，構建海綿城市的自然生態空間格局。基于“廊道一基質一斑塊”的生態本底進行要素識別，主要為河流廊道，自然保護區、林草生態系統、城市綠地系統、植被覆蓋度、地質災害敏感性等，構建海綿城市的空間格局體系。

4.3多重銜接體系促保障 4.3.1 規劃銜接保障

落實海綿城市建設要求的規劃內容，應當分層級、分步驟地納入到城市總體規劃、相關專項規劃、控制性詳細規劃、修建性詳細規劃等法定規劃中，成為法定規劃的有機組成部分；從而使整個城市規劃體系中能夠系統性、綜合性地體現海綿城市規劃建設的理念、原則、方法、以及技術措施。從而加大城市徑流雨水源頭減排的剛性約束，充分發揮自然排水系統、生態排水設施、道路、綠地等的雨水調蓄作用，使城市建設用地成為具有吸水、蓄水、凈水和釋水功能的“海綿體”，實現城市開發后的水文特征接近開發前，減輕市政雨水管網的壓力，有效緩解城市澇，削減城市徑流污染負荷，提高雨水資源化利用效率，修復城市水生態系統。

4.3.2 監測考核保障

結合住建部《海綿城市建設績效評價與考核辦法（試行）》，根據運行監測數據，利用統計分析、模擬分析手段，對已建項目進行工程效益的自評估與內部考核，保障如期全面達到住建部考核要求。績效評估內容包括項目進展情況與設施運行情況，按排水分區進行總體控制和分解，由項目實施情況由下而上核算。建立在線監測系統，為海綿城市建設的制定《河北省海綿城市建設績效考評辦法》，構建海綿城市建設考核制度。

5小結

本文分析了河北省現狀面臨的主要問題，為全面提升城市功能，落實新型城鎮化戰略，徹底解決城市水問題，推動水安全戰略，提出了“一套規劃指標管全局，一副生態安全格局定基礎，三層海綿分區作指引，多重銜接體系促保障”的海綿城市建設規劃策略，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等低影響措施，實現雨水資源的自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。