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海绵城市

张辰:用系统思维重新审视排水系统与海绵城市

发布日期:2017-08-28

近年来,“海绵城市”成为基建领域的热词。在上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 党委书记/总工、全国工程勘察设计大师张辰看来,这是一个重新审视城市排水系统的机会,需要用系统理念统筹协调。8月22日,在2017(第九届)上海水业战略论坛中,张辰向与会人员详细阐述了“排水工程建设的系统思维观”。

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本文根据嘉宾发言内容整理,未经本人审阅。

我在上海市政总院从事工程设计三十多年,但目前来看,我们的城市基础设施还是很落后。我曾经要求提高我们的排水标准、提高污水处理厂的标准等,但是很多领导听了以后,都会提出疑问:要投入多少?取得的效果是多少?因此这些提议都被放在了后边。好在总书记提出海绵城市建设的理念,如何抓住这个机遇、趁势而为,提高整个排水行业标准,建立内涝防御体系等,是我们需要重点思考的问题,也是实现排水工程建设系统思维观的一个抓手。

海绵城市建设是系统理念

无论是李克强总理,还是习近平总书记,都提出了“让城市有面子,更要有里子”的建设宗旨,现在到了注重里子的时候。如何注重里子?我认为需要注意以下几点。

树立三段论观念:包括源头减排设施、排水管渠设施、排涝除险设施。源头控制方面,国家标准体系做了一个很重大的修订,现在国家基建标准有1200多项,做工程建设,怎么能想到这么多规范?为此,我们也参照了国外的一些室内和建筑小区的排水规范。排水管渠方面,大家都在说黑臭水体整治,其中管网是最大的问题,这方面要进行大量的探索和改造。另外,我们还要构建一个排涝除险设施,今年颁布的内涝防治技术规范,确定超大城市排水建设标准是一百年一遇,特大城市标准是五十年到一百年一遇。这方面,都给我们做城市排水工作创造了很好的前提。

达到四大目标:城市排水工作一定要有系统的理念,考虑到方方面面的工作,达到系列综合目标,即:小雨不积水,大雨不内涝,河道不黑臭,热岛有缓解。

协调五大专业:海绵城市建设需要规划、建筑、绿地、道路、水务等专业共同协调。海绵城市不仅是给排水行业的事情,但我们没有跨界的条件,无法指挥道路怎么设计、绿地怎么做。只有各个专业相互协同、相互配合,才能够把海绵城市的系统理念建立起来。

牢记六字箴言:分别为渗、滞、蓄、净、用、排。其中,构建系统的理念,更要牢记后四字。

同样,黑臭治理也要有一个系统治理的体系,需要控源截污、内源治理、生态修复、活水保质、长治久清等各方面工作的配合。我们在上海做临港海绵试点,总面积79个平方公里,是全国30个试点城市中最大的一个。刚开始,我们发现小区里雨污混接非常严重,不光是底楼,甚至二楼的洗涤废水也都排到雨水管道,流入河道中。而临港是雨污分流的地区,如何体现我们的分流制排水体制优势?我认为应当正视问题,以问题为导向,用系统思维来一步步推进工作建设。

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海绵城市规划是系统方案

水生态目标:要有水生态的目标,从源头提出年径流总量控制率的计算。但现在排水工程的上游——管网方面,还没有健全这些理论,应该与时俱进,推进完善。

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水安全:提到水安全,管网是重点。从内涝防治设施三段论角度而言,源头控制有渗透、转输,包括植草沟、渗透管渠等多种手段;源头污染也要尽量在源头控制,排水管渠也要发挥排涝除险功能。应急管理方面,不仅仅要提高水务自动化程度,建设信息化平台,还要思考如何将下水管道各种信息提供给市民,包括各个排水系统内涝情况、水位信息等。

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水环境:在水环境治理中,从污染物的调查评估到水环境容量的计算,以及水质的模拟到污染控制,要形成整个系统理念。比如面源污染消减了多少、对整个水体的改善是多少,都要建立体系。用模型把整个城市虚拟建造好以后,才能够把系统工作一步步推进。

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在这些理念的指导下,我们编制了上海海绵城市规划,包括到2020年,按1000km2计的建成区中,完成约200km2区域的海绵城市建设;到2030年,80%建成区实现海绵城市建设要求。在这个规划中,也有聚焦和系统思想的体现。如针对上海临港 79平方公里的海绵建设工作,其中老城区7.35km2,主城区建成区44.08 km2,其它为生态建设用地及备用地。目前,建成区年径流总量控制率只有58%,目标是要达到80%。这就有考虑到各方面的工作配合。

在上述因素的考量下,我们确定了从中心到周边的示范分区类型,包括湖泊水体生态保护净化示范区、商务街区海绵工程建设示范区等7种。原来我们用传统的理念做,现在考虑的是如何海绵化,如用一个绿化隔离带和临港森林相结合,形成了生态廊道雨水自蓄净化池。

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内涝防治是海绵城市建设重要组成

内涝防治是海绵城市建设的重要组成部分。这一块,过去我们一直诟病国家的标准、规范师出多门,但其实美国也是这样,美国联邦法律1972年颁布了清洁水法,从点源污染、面源污染等方面做了一些控制,但其他多个联邦政府部门,如环保署、陆军工程兵团、高速公路管理署等,也都制定了相应的法律。所以说不要仅诟病法规,只要相互协同好,都能够取得很好的效果。

在美国,规划和设计阶段后期,项目排水系统的设计计算和图纸都要接受严格的审批,否则整个项目都不能获得施工许可。不同地区的排水标准,往往存在很大的差异,但只要这些差异与联邦政府制定的强制性法律法规没有冲突,地方标准就是有效的。我国现行标准也做了这方面的转变,以后可能只有37本强制规律法规,其他非强制的标准灵活度较高。

最后再说一下我们遵循的内涝防治设计规范的一些设计原则。它提出了城市防涝排水系统的十二条基本原则,其中第四条表示,雨水径流的出路,是一个空间分配的问题。对于特定的降雨事件,水量是不可压缩的。因此,排水规划必须有足够的空间,为后续做调蓄池,以及源头减排、内涝排涝除险等提供基本保障。第十一条和十二条中提到,泄洪通道和河道漫滩,应受到最大程度的保护。因为突发雨情的流量是难以预测的,一定要为这些控制手段留出空间。仅这一条还不够,还需要为河道漫滩和泄洪通道预留足够的侧向移动空间,避免对公共和私人设施造成损失。

近年来,城市的内涝的灾害频发,需要我们反思,这也是一个机遇。我们要思考如何设立系统的理念,把源头减排、排水管渠等标准规范制定作为依托,适当提高排水管网标准,填补国内内涝防治标准空白,同时加强与城市防洪等专业的衔接,逐步建立起适合我国国情、涵盖源头控制的管网优化和内涝防治综合体系,保障城市排水安全和城市水环境质量,促进城市可持续发展。