第一篇: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?!?/p>
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?;驘o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?!昂>d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?!昂>d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??梢詫Τ鞘懈黝愋陆ê透脑祉椖?,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?!昂>d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。
第二篇:高考熱點復習---海綿城市專題
海綿城市專題
山東省微山縣第三中學 宋永峰 *** 272095
一、選擇題
讀圖,回答1~2題。
1.上圖的雨水處理方式所起到的作用主要是
①緩解城市缺水 ②減少雨水和污水的匯流 ③有利于實現雨水的資源化 ④緩解城市的熱島效應 ⑤緩解城市內澇
A.①②④⑤ B.②③④⑤ C.①③④⑤ D.①②③⑤ 2.“建筑雨水利用”對水循環環節的影響,正確的有 A.調節地表徑流 B.調節水汽輸送
C.增加大氣降水 D.增加水循環中的蒸騰
讀圖,回答3~5題。
甲圖
乙圖
3.乙圖的這種變化主要是由甲圖中哪些環節引起的 ①a 增加 ②b 減少 ③c 增加 ④d 減少 A.①② B.②④ C.①③ D.②③ 4.上述水循環環節的改變還讓城市容易發生內澇,據統計2012年我國有184座城市發生內澇,2013年234座城市內澇,2014年125座城市內澇,有關城市內澇的原因敘述正確的是 ①城市地表硬化面積過大導致地表徑流增加 ②城市化帶來的“雨島效應”,易導致降水強度增大 ③城市建設導致市區蒸發量減少
④城市排水管網不完善,城市規劃趕不上城市化發展 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
5.為了解決城市內澇頻繁問題,我國打造海綿型城市(海綿型城市,是讓城市像海綿一樣,下大雨的時候吸水,干旱的時候把吸收的水再“吐”出來)。下圖中城市綠地建設,符合海綿型城市要求的是
“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。下圖是城市道路綠化帶景觀圖片。讀圖,完成6~7題。
6.4幅圖中的城市道路綠化帶,最能體現海綿城市建設理念的是 A.圖a B.圖b C.圖c D.圖d 7.“海綿城市”建設的主要目的是
①減少城市用水量 ②促進雨水資源利用 ③增強城市排水能力 ④緩解城市內澇
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
華北平原從20世紀70年代開始,大規模開采地下水,破壞了地下水的平衡,下表為華北平原某些城市采用地下水數量統計,讀表,完成8~9題。
8.根據表中的數據顯示,上述地區最嚴重的生態問題是 A.土壤鹽漬化 B.海水入侵 C.出現地下漏斗區 D.水循環遭到破壞
9.為防止表中所示生態問題的進—步惡化,可采取的措施有 ①建立高耗水項目管理制度 ②合理開采,做到采補平衡 ③規劃地下水禁采區 ④跨流域調水
⑤“海綿城市”建設
A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.①③④⑤ D.①②③④⑤
二、綜合題
10.2015年10月5日,廣州市白云區環洲五路上,一輛轎車淹在水里。當日,受臺風“彩虹”外圍環流影響,廣州大部地區出現持續暴雨,部分街道出現“水浸街”。
材料一:雨后街道積水景觀圖
圖(1)
材料二:不同地表降雨損失量隨時間變化圖(降雨損失包括植物截留、下滲、填洼與蒸發等)
圖(2)
材料三:鹿特丹水廣場圖
圖(3)
該水廣場順地勢而建,由形狀、大小和高度各不相同的水池組成,水池間有渠相連。平時,水廣場是市民休閑娛樂的廣場;暴雨來臨,就變成一個防洪系統。雨水流向地勢更低洼的水廣場,街道上就不會有積水。所有水池布成一張循環網絡,雨量大時,從大水池中分流到溝渠,雨量小時,水又回流入小水池。雨水不僅能在水池間循環流動,還能被抽取儲存為淡水資源。
(1)有專家認為:“‘雨島效應’是誘導和強化城市暴雨的因素之一,特別是在汛期,容易使城區出現強度大的降水,造成城市區域性內澇?!睆臒釐u效應的角度分析說明城市“雨島效應”的形成。(2)根據圖(2),判斷降水30分鐘后草地的降水損失量大約是混泥土方磚地的多少倍?根據圖(1)、圖(2),并結合實際分析北京出現內澇的原因。
(3根據材料三分析,鹿特丹水廣場對解決城市水資源問題的積極意義。請你提出解決城市內澇的措施。
11.讀圖文材料,回答下列問題。
材料一:“海綿城市”,是指城市像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,干旱缺水時將蓄存的水“釋放”并加以利用。這種“生態治水”的新方式,突破了“以排為主”的傳統雨水管理理念,有助于防止城市內澇。
傳統模排”與?!皾B、凈、用、比”
材料二:式“快綿城市滯、蓄、排的對
(1)分析海綿城市對減輕城市內澇的作用。(2)簡述海綿城市建設的生態意義。
1.答案:D 解析:建筑雨水利用對緩解城市熱島效應作用不大,城市熱島效應主要是人類的生產和生活活動排放大量的熱量引起的。2.答案:A 解析:建筑雨水利用”減少了地表徑流。3.答案:A 解析:乙圖中城市化后的洪水過程線時間提前,主要是自然狀態下容易下滲,且地表植被具有含蓄水源,減緩地表徑流的作用。所以,乙圖的這種變化主要是由甲圖中的地表徑流(a)增加和下滲(b)減少引起得。4.答案:B 解析:城市內澇與城市建設導致市區蒸發量減少無關,且城市熱島效應讓城市的蒸發比自然狀態更旺盛。5.答案:A 解析:海綿型城市,是讓城市像海綿一樣,下大雨的時候吸水,干旱的時候把吸收的水再“吐”出來。所以綠地的位置應該較低,為下凹綠地。6.答案:A 解析:a圖中既有綠化帶又有排水設施,下雨時能及時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用,最能體現“海綿城市”建設的理念。7.答案:C 解析:“海綿城市”建設的主要目的是促進雨水資源利用和緩解城市內澇。8.答案:C 解析:超采地下水容易出現地下漏斗區。9.答案:D 解析:為防止表中所示生態問題的進—步惡化,可采取節流和開源兩種措施。節流措施:建立高耗水項目管理制度;規劃地下水禁采區;合理開采,做到采補平衡。開源措施:跨流域調水和“海綿城市”建設。10.答案:(1)人類活動排放大量余熱和地表的硬化,使城市成為“熱島”,促使空氣對流上升;城市上空多降水所需的凝結核;城市增加地表空氣運動摩擦力,使降水系統停留時間延長。(2)7~8倍 該季節北京降水過于集中;北京地勢低平,三面環山的地形和城市熱島效應,有利于氣流抬升運動。城市建筑使綠地(裸地)減少,造成降雨損失量銳減,地表徑流會在短時間內集聚而形成雨澇;城市地下排水管道設計不合理,不能及時排泄下滲的地下水,甚至出現噴涌現象,加劇城市雨澇的形成。
(3)該水廣場能遵循水循環原理,降低對洪水的滯洪和泄洪能力,減少城市內澇發生,減少水資源的浪費,加強水資源的回收利用。建立氣象災害預警措施;加強政府在災害面前的管理和應急能力;加強民眾防災減災意識的培養;加強排水系統等基礎設施的建設。解析:(1)主要從城市熱島效應促使空氣對流上升,城市污染物多,上空多降水所需的凝結核,以及城市增加地表空氣運動摩擦力,使降水系統停留時間延長三個方面分析。
(2)對圖(2)可知,降水30分鐘后草地的降水損失量大約對應38毫米,混泥土方磚地大約對應5毫米,所以降水30分鐘后草地的降水損失量大約是混泥土方磚地的7~8倍。該季節北京降水過于集中;北京地勢低平,三面環山的地形和城市熱島效應,有利于氣流抬升運動。城市建筑使綠地(裸地)減少,造成降雨損失量銳減,地表徑流會在短時間內集聚而形成雨澇;城市地下排水管道設計不合理,不能及時排泄下滲的地下水,甚至出現噴涌現象,加劇城市雨澇的形成。
(3)該水廣場能遵循水循環原理,降低對洪水的滯洪和泄洪能力,減少城市內澇發生,減少水資源的浪費,加強水資源的回收利用。11.答案:(1)海綿城市在下雨時吸水、蓄水、滲水,最大限度地實現雨水在城市區域的儲存和滲透,減少了地表徑流。(2)“海綿城市”建設減少地表徑流,緩解城市內澇。加強蓄水能力,促進雨水資源利用。下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,干旱缺水時將蓄存的水“釋放”并加以利用,緩解水資源緊缺現象,是“生態治水”的新方式。解析:(1)主要從吸水、蓄水、滲水,減少地表徑流方面分析。(2)從緩解城市內澇和雨水資源化利用兩個方向分析即可。
第三篇: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??紤]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
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第四篇: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
第五篇: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?,F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%??稍O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。