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1、北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业论文北京理工大学珠海学院本科生毕业论文海绵城市目标下的设计规划研究学 院： 商学院 专 业： 工程管理 姓 名： 伍思颖 学 号： 160806101552 指导教师： 朱姣兰 职 称： 讲师 中国珠海二二年四月十日22诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业论文海绵城市目标下的设计规划研究是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日 期： 年 月 日摘 要随着城市化的扩张，自然界水循环过程遭到了破环，导致不少城市面临着水资源紧缺、水体恶化、城市内涝等问题。在
2、此背景下，国内学者开始效仿国外雨洪管理模式，提出可持续水循环思想，海绵城市应运而生。既有研究主要借鉴国外雨洪管理模式，没有因地制宜，导致我国海绵城市建设没有到达预期效果。为此，本文将对海绵城市目标下的设计规划进行研究分析，为后续相关研究提供参考。本文以广州市作为研究对象，对其海绵改造进行研究分析。首先，本文对国内外海绵城市的研究现况进行了整理，剖析了相关概念和理论，并且解读了相关案例。其次，对广州雨洪来源进行了分析，同时阐述了广州海绵试点现况。最后，以低影响开发理念为导向，把广州划分为老城区、新开发区以及湿地区三个主要模块，针对其区域特点，确定了设计方案，为海绵城市建设提供思路途径。关键词：海
3、绵城市；设计规划；雨洪管理；低影响开发AbstractWith the expansion of urbanization, the process of natural water cycle has been broken, resulting in many cities facing water shortage, water deterioration, urban waterlogging and other problems. In this context, domestic scholars began to follow the foreign rain and flood
4、 management model and put forward the idea of sustainable water cycle, sponge city came into being. The existing studies mainly draw lessons from the foreign rain and flood management mode, and do not adapt to local conditions, resulting in the sponge city construction in China has not reached the e
5、xpected effect. Therefore, this paper will study and analyze the design planning of sponge City, and provide reference for the follow-up research. This paper takes Guangzhou as the research object, and analyzes the sponge transformation. First of all, this paper summarizes the research status of spo
6、nge city at home and abroad, analyzes the relevant concepts and theories, and interprets the relevant cases. Secondly, the source of rain and flood in Guangzhou is analyzed, and the current situation of sponge pilot project in Guangzhou is described. Finally, guided by the concept of low impact deve
7、lopment, Guangzhou is divided into three main modules: old urban area, new development area and wetland area. According to the regional characteristics, the design scheme is determined to provide the way of thinking for the construction of sponge city.Keywords: Sponge City;Design planning;Stormwater
8、 management; Low impact development 目 录第一章 绪论11.1 研究背景和意义11.2 海绵城市的国内外研究现状21.3 研究内容、方法及技术路线3本章小结4第二章 海绵城市设计规划相关理论与实践研究52.1 相关概念52.2 相关理论基础62.3 相关案例研究7本章小结8第三章 广州市雨洪管理现况与问题93.1 广州市城市雨洪来源分析93.2 广州市海绵城市试点现况分析123.3 广州市海绵城市设计规划的难点14本章小结14第四章 海绵城市目标下的广州市规划设计研究154.1 广州市海绵城市建设目标154.2 基于海绵城市目标下的广州规划设计研究15本章小
9、结19第五章 结论与展望205.1 结论205.2 展望20参考文献21致 谢22第一章 绪论1.1 研究背景和意义1.1.1研究背景1、 城市水资源短缺在城镇化快速发展的大时代下，中国水资源稀缺形势日益凸出。根据水利部官方统计的数据，我国淡水资源位居世界第四位，人均水资源量只有2300m，仅为世界平均水平的四分之一。按现在人口增长率推算，预计到十年后，人均水资源量会减少540m，距离国际公认的人均水资源紧张指标1700m只有一线之差。全国660座城市中有400多座城市缺水，三分之二的城市存在供水不足，其中缺水比较严重的城市有110个1。我国水资源地区分布呈现为南多北少。北方地区年中降雨量少，
10、降雨时间短，导致其地区性水资源长期贫乏；南方则拥有丰富的淡水资源，但城市雨水径流污染严重，水资源同样紧张。2、 城市洪涝频发近年来，全国各地雨洪灾害频发，其外在原因，是短时间内特强降雨量超出了老化的城市排水网络所能承受的范围，城市内涝一触即发。然而，其内在诱因，是由于城镇化的快速推进，城市中的海绵体被不断蚕食，地面不透水面积大幅增加，地面雨水渗透功能逐步丧失。不透水地表的渗透率只有15%，是自然地表的三分之一，约55%的雨水会形成径流，造成大量雨水资源浪费。遭遇特大暴雨时，降水量超出城市排水系统的设计值，就会形成内涝。3、 城市水资源污染严重我国多地的水域均受到不同程度的污染。根据查数据显示，
11、我国118个城市中，地下水受到重度污染的城市占了总数的40%2，只有3个城市的地下水水质达到标准。水污染导致水体的使用率大打折扣，加剧了我国水资源危机。水体污染主要来源于企业工业污水、社区生活污水以及农业畜牧粪便的排放。其中，工业污水是水域污染的首要元凶，排放的水体含有大量重金属化学物，具有污染范围广、毒性大、难分解等特点。生活污染仅次于化学污染，各式的洗涤剂富含氮磷元素，导致水体富营养化，水质恶化。伴随城市化的快速推进，生活污水的排放量开始不受控制，前所未有地迅速增长，正在发展为一个巨大的污染源。4、 海绵城市的提出粗狂式的城市化发展，给环境带来了一系列水生态问题和雨洪灾害，促使人们研究能缓
12、解和阻碍自然恶化和城市洪水影响的建设设施，海绵城市应运而生，成为当代城市建设的热门话题。2013年12月12日，习总书记在中央城镇化工作会议中把海绵城市提上了日程，提出“利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”的战略方针3。2015年中旬，海绵城市正式步入实践阶段，16个城市被纳入首批海绵试点4。目前，海绵城市已发展成为城市建设的必然趋势。1.1.2研究意义海绵城市建设能有效缓解我国目前水资源紧缺的严峻局势，对解决城市发展与生态环境二者之间的矛盾有着重大意义。而海绵城市建设的关键在于其设计规划，一个海绵改造项目能否取得成效在于它有没有一个符合当地环境的设计规划。合理的配置
13、和海绵体系设计，能把区域本身的优势完美发挥，实现高效调洪。本通过梳理国内外雨水管理相关理论，以及对可持续水生态案例的研究，对广州在海绵城市目标下的设计规划予以探索，并提出相关规划途径与方法，为广州市建设海绵城市提供新思路。1.2 海绵城市的国内外研究现状1.2.1 国外的研究现状十九世纪下半叶，伴随着第二次工业革命人类开始进入电气时代，西方发达国家加快了城市化的进程，雨水引起的“城市病”也随之而来，人们开始对此展开了研究。经过多年来的实践和经验，许多西方国家已经拥有一套自己成熟的雨水管理体系。其中，美国、德国、澳大利亚的雨洪管理成就较为突出，具有代表性。美国人民最早意识到水生态环境问题，制定了
14、首部雨洪管理的措施最佳管理措施（BMPs），在BMPs的基础上又延申出了低影响开发理论（LID），主张在保护和恢复原有生态环境的原则上，消洪减流。随后，美国对LID继续深化研究，美国绿色建筑协会于1999年规定暴雨管理的规划标准，相关政策法规也随之出台。如今，LID理论已被各国广泛应用。德国的海绵城市建设成效显著，得益于其发达的地下管网系统和地下蓄水池。德国境内共修建了515000公里的排水管道，雨水通过地下混合管道的雨污分流处理，最后流进蓄水池，实现高效集水的目标。学者Whelans于1944年把水敏感性都市（WSUD）概念引入澳大利亚，20世纪末政府颁发实践指南，建立国民雨洪管理共识。另外
15、，CRC研究中心通过多个项目证实了湿地可以有效降低雨水中氮含量。21世纪初期，澳大利亚关于WSUD有了技术上的突破，利用生物过滤技术创建雨水花园，爱丁堡公园是其标志性产物。现阶段WSUD已步入稳定期，澳大利亚政府成立了专门的国际合作研究中心鼓励各界学者突破研究瓶颈。1.2.2 国内的研究现状海绵城市在我国受到广大的关注，结合了美国LID核心理论技术和国外既有雨洪管理成果，国内学者针对海绵城市建设作出了大量的研究。俞孔坚教授以海绵比喻生态原始的调洪能力，指出海绵城市建设的优点。莫琳以绿地和水系为对象，探讨城市绿色海绵的应用，为实现雨水资源化提供了新思路。王敏和王云航以坑塘作为研究对象，通过解剖多
16、个案例论证坑塘系统在雨洪管理中的应用，为拥有坑塘资源的地区海绵建设提供可行性分析。张亚峰综合分析了传统排水系统和LID理念下建筑雨水系统的区别，从屋面、地面雨水收集系统、雨水调蓄系统、雨水循环系统这几方面入手阐述如何将传统排水系统转变为LID理念下的建筑雨水系统，提出需要解决的问题5。张炜和车伍等人以下凹式绿地作为主体，通过收集汇总土壤渗透系数、周边水文环境等资料，探讨出下凹式绿地的设计方法，并且研究出图解法简化计算过程，为后续的海绵城市建设提供了设计数据和便利。在恶劣生态环境的形势下，我国开展了海绵城市试点项目，截止至今，我国已有65个城市经过“海绵改造”，其中上海世博会城市最佳实践区、深圳
17、光明新区、昆山高山区南圩水环境管理等项目取得了不俗得成绩，但部分试点城市仍然出现内涝现象，由此可见我国海绵城市建设还是不够成熟，海绵城市探索之路依然任重而道远。1.3 研究内容、方法及技术路线1.3.1研究内容1、结合海绵城市体系在国内外的成功案例，研究在广州建设海绵城市的设计规划方案。2、如何利用广州的先天地理条件优势，恢复城市本身的生态滞、净、用功能。3、透水铺装、植被缓冲带、雨水花园等一系列海绵措施的应用。1.3.2研究方法1、文献研究法通过大量阅读海绵城市的相关文献，总结各方的观点以及解决的问题。在此基础上，提出研究对象存在的问题，给出设计规划思路。2、归纳总结法对相关雨洪管理理论与成
18、功案例进行整理归纳，为论文提供理论支撑。3、比较研究法通过对比传统城市雨洪管理方法和海绵城市处理雨水的方法，突出海绵城市建设的优越性。4、实例分析法把收集的气象水文数据等基础资料进行分析，结合海绵城市建设成功案例，分析出适合广州的“海绵体”。1.3.2技术路线图1.1 技术线路图本章小结在这一章中，本文介绍了海绵城市在国内外的发展现状，指出了我国面临的雨洪问题和水资源问题，明确地说明了研究意义、目的、方法以及具体内容，提出广州市在海绵城市目标下的设计规划思路。第二章 海绵城市设计规划相关理论与实践研究2.1 相关概念2.1.1 雨洪管理雨洪管理是上世纪70年代西方发达国家研究雨水问题过程中提出
19、的一个概念，体现了人们对雨水资源管理思维从低层次向高层次的过渡。总的来说，雨洪管理是把防洪作为单一建设目标的思想升华为把雨水多目标化和系统化的一种管理方式。雨洪管理主要涵盖了城市防洪排涝、雨水资源化利用和雨水径流污染控制等几个方面6。其具体内容是在相关条文准则的管束下，通过合理的规划、设计、管理等方式把雨水就地消纳，有效缓解洪涝引起的城市病。2.1.2 海绵城市海绵城市，也称为“水弹性城市”，其内涵与美国LID内容相近。随着城市化发展的推进，自然生态承载力不断减弱，逐渐失去“弹性”，海绵城市基于此背景下诞生。顾名思义，海绵城市就是帮城市塑造上一层海绵肌体，使城市可消化突如其来的自然灾害，不至于
20、一触即溃。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，实现雨水在城市中自由迁移7。图2.1 海绵城市示意图海绵城市建设是对雨水的综合管理，注重雨水的滞、渗、蓄，充分施展出城市绿地公园、街道、水系等对雨水的呼吸吐纳作用，从而大大减轻城市排洪负担。如今，海绵城市的可持续生态理念已被广泛应用于我国水利工程和市政工程，成为城市规划建设的新指引。2.2 相关理论基础2.2.1 最佳管理措施（BMPs）1、 最佳管理措施的概述最佳管理措施最早可追溯到上世纪七十年代，该措施最初被应用于水利和农业方面，由于国外城市雨洪问题日渐突出，因此，BMPs随之被应用到城市雨洪管理中。2、最佳管理措施的
21、组成BMPs由非结构性和结构性两部分组成。前者通过政策、宣传等方式来提高人们雨洪管理的意识，完善雨洪管理机构；而后者主要专注于雨水渗、滞、蓄、净、排各环节的控制，主要通过以下三种措施实现对径流的控制：（1） 源头控制在雨水径流源头区域通过设置绿色屋顶、低洼滞留池等措施，将雨水尽可能地就地滞留和消纳。此外，据调查显示，径流初期雨水的污染物含量随径流的时间增长而飙升，而后期径流的污染物含量较为稳定8，所以在源头控制污染物排放率，可以极大地减少径流的污染。（2） 传送控制传送控制主要通过延长径流的路径以达到增加渗透面积、降低流速的目的，例如设置植草沟、台阶型植被带这类型设施。（3） 尽端控制是一种在
22、径流的末端的减洪措施，它的存在主要是保护下游河道，常见的措施有雨水湿地、蓄水池等大型海绵体。结构性措施和非结构性措施相辅相成，缺一不可。2.2.2 低影响开发（LID）1、 低影响开发的概述低影响开发理念是第二代BMPs的衍生物，它可以说是BMPs的一个分支，该概念于上世纪90年代正式登上了历史的舞台。与BMPs相比较而言，二者的主流思想都是滞留和减缓，但LID更侧重于模拟自然水文循环，在保留原有动植物栖息地的基础上，采取一系列的生态修复手段，使其形成可持续的水循环生态系统。2、 低影响开发的主要技术措施LID主要应用的技术有：低冲击景观、径流下渗、净化和生物滞留池等。而最常见的具体措施有：绿
23、色屋顶、透水铺装、下凹式绿地。（1）蓄水池大部分城市建筑都会设置地下蓄水池，随着时代科技的创新，国外一些停车场设计上加入了雨水收集系统，成为新型的蓄水池。经过处理后的雨水可以用于绿化灌溉，是一种绿色可持续的措施。（2）透水铺装常见的透水铺装有透水砖、鹅卵石、嵌草砖等，常用于园林道路和公园广场等承载量较小的道路，可以增大地表透水性，加快雨水渗透速度。（3）下凹式绿地指低于周边地面10cm20cm的绿地，利用重力作用使雨水流入其中，对雨水起到调蓄和净化作用，可以缓解暴雨后城市积水问题。其应用范围广、景观性高、后续维护费用低，雨水湿地、湿塘、生物滞留池是下凹式绿地的最常见的展现手段。3、 低影响开发
24、的意义（1）LID技术能够有效地减小雨水径流量，并且可以延迟大约5-20分钟的暴雨径流峰值9。（2）LID技术可有效净化雨水，分解雨水径流中的磷、油脂、氮、重金属等污染物。（3）LID能把雨水资源化，大部分雨水就地消纳蓄存，净化处理后供给城市再利用。2.3 相关案例研究2.3.1 上海市浦东新区老旧小区改造案例 该项目位于上海市浦东新区，小区建于上世纪九十年代，受到当时的建设理念影响，区内屋内和路面垫层硬化严重，是小区雨水径流的主要来源。1、 规划方案在总体规划上，项目主要通过控制屋面雨水径流、地面雨水径流和提高绿地蓄水能力这三方面来实现小区的雨水管理。具体的设计内容包括：（1）排水沟改造小区
25、改造前，采取采用明沟排水模式。降雨时，雨水透过屋面立水管排入明沟内，当雨量较大时，就会超出明沟汇集能力，雨水溢出路面，增大了路面径流。项目把小区的排水明沟改造为渗透排水沟，新建的沟道在雨水转输的过程中，水沟底部的渗透材料可以消化掉部分雨水，其余雨水会通过管道汇入附近的沉式绿地储存起来。（2）小区道路改造改造前，区外市政道路比小区道路高出1030cm，小区相当于一个低洼区，遭遇强降雨时，小区会成为外部雨水的汇集地。针对此情况，项目把小区道路更换为透水性铺装材料，削减路面径流。同时，适当地提升路面标高，使其高于小区绿化，雨水径流在重力作用下流进天然蓄水池，从而降低雨水径流量。（3）小区绿地改造小区
26、的绿地改造主要采用雨水花园和下沉式绿地这两项常见的海绵措施。值得一提的是，雨水花园内设计了一个溢流井，当雨量超过绿地储蓄能力时就会溢流至雨水管道，既能保证排水效率，又能确保植被正常生长，不被淹坏。2、 效益分析小区经过改造后，雨水综合径流系数降低了0.08。数据显示，新建雨水花园、下沉式绿地和渗透沟，合计可滞留和消纳约200立方米的雨水Error! Reference source not found.。2.3.2 新加坡JTC清洁科技园JTC清洁科技园占地面积50公顷，是首个坐落在热带雨林的商业园区，在推动全球可持续性生态发展方面发挥着的重要作用。科技园的中心区域被设计为一个占地5公顷的裕廊
27、生态园，它担任着园区心肺的重要角色。生态园主题之一的淡水沼泽森林可以储存65%的雨水，它在整体的设计上充分体现对大自然的尊重，原有的生态栖息地和自然地形统统被保留了下来。设计者利用现场的地形，把雨水引入生态洼池进行净化，净化后的雨水会通过路边的排水渠道流入沼泽湿地之中，进行二次净化处理，被重新利用成为厕所冲刷用水。此外，园区内的园建材料，均来源于其他项目的建筑材料回收利用。JTC清洁科技园不仅体现了低影响开发理念，还实现了人类与自然可持续共生的愿望。本章小结本章首先阐述了雨洪管理以及海绵城市的定义，解释两者之间的联系与区别，然后介绍了海绵城市相关理论基础，最后对上海市浦东新区案例和新加坡JTC
28、清洁科技园这两个海绵城市建设案例进行研究分析。第三章 广州市雨洪管理现况与问题3.1 广州市城市雨洪来源分析3.1.1 暴雨强度大、雨量多 广州属于典型的亚热带海洋性气候城市，位于珠江下游，年内雨量充沛，易受台风袭击。图3.1 2000年-2018年广州市全年累计降雨天数图3.2 2000年-2018年广州市全年累计暴雨天数由图3.1和图3.2数据得出，平均一年内，广州市降雨天数占总天数的28.9%。其中，暴雨占比0.46%，近年呈上升趋势。广州雨季集中在夏秋季节，占全年降雨量的75%左右。在短时间暴风雨的袭击下，广州经常遭受城市内涝。2018年6月7日，广州受热带风暴级台风“艾云尼”影响，持
29、续降雨11小时，平均雨量249.7mm，最大雨量270mm11，达到历史高位。由此可见，强度大、历时短、范围集中的降雨是广州雨洪的不可抗力的自然原因。3.1.2 城市地面硬化严重广州是广东聚集人口主要承载地之一，根据统计局数据显示，广州常住人口年均新增40万以上12，日益增长的人口与土地需求形成矛盾，导致建成区不断向植被地区和水域地区扩张。图3.3 1986年-2018年广州市植被面积变化图图3.4 1986年-2018年广州市土地利用变化图上图是广州市1986年至2018年植被、水体、建成区、裸土面积的变化趋势。从整体上看，建成区面积呈现稳步上升趋势，水体面积变化平稳，小幅度降低。而植被面积
30、与裸土面积波动程度较大，整体均呈现降低趋势，城市自然海绵体大幅减少。自然水循环规律由于城市地面硬底化而发生变化，改变后的场地雨水无法快速自然渗透，这是近年内，广州内涝越发频繁的人为原有之一。3.1.3 排水系统跟不上城市发展广州排水标准严重滞后是导致城市雨洪问题的一个重要原因，据统计显示，广州市雨水设计重现期采用2-3年的标准，但市内超过一半的排水管网设计重现期低于此设计数值，整体排水网络不达标，部分城中村区域甚至没有排水管网。另外，水利部门和市政部门执行的排涝规范不一样。前者主要负责城市排涝，后者主要负责城市排水，所以水利部门执行的标准高于市政部门13。当广州面对“山竹”“天鸽”等特大台风暴
31、雨时，雨水无法及时排入江河，造成城市看海的景象。3.2 广州市海绵城市试点现况分析3.2.1 海珠湿地公园1、海珠湿地概况广州在海珠湿地公园的项目上取得了极大的成功，该项目被评为“全球标杆性湿地公园”，在海绵城市建设领域极具代表性。经规划后的海珠湿地与珠江联通，雨水通过11个水闸实现在海珠湖和珠江两地的自由迁移，对海珠区的东南部调洪有着重要的意义。当广州处于旱季时，水闸就会关闭，储存在湿地的水分就会通过自然蒸腾作用，令城市空气湿度增加，缓解热岛效应的影响；而当城市处于雨季时，管理方就会提前打开水闸，把水释放到珠江，为海珠湖腾出空间，以便容纳暴雨带来的大量雨水，有效防止城市内涝。海珠湖的库容量约
32、为200万立方米，珠江一天发生两次潮汐，相当于海珠湿地每天的调节能力为400万立方米14。2、海珠湿地效益分析（1）社会效益海珠湿地建成后，海珠区东南部城市看海等内涝现象得到明显改善。与之相比，中西片区只能依靠附近窄小的河涌排洪去水，效果不尽如人意。江燕路和南泰路交界、海珠区赤沙大街等区域仍是近年来内涝的黑点。（2）经济效益政府把海珠湿地的万亩果园征收为国有，并且返聘村民管理果园。这一创举，既可为城市“保肺”，又可为村民“保胃”，有效促进社会经济发展。（3）生态效益海珠湿地建成后，为多种动物提供了栖息、迁徙和繁殖的场所，其生态多样性得到了较大程度的提升，鸟类物种的增加的幅度最为明显，较2012
33、年增长了115%。调查显示，目前海珠湿地检测到的鸟类有155种，其中省级保护鸟类12种，候鸟43种Error! Reference source not found.。3.2.2 147条黑河整治广州市海绵城市建设规划其中一条为：城市中心市区雨污分流率达到56%。为此，147条黑臭河涌被列入治水计划，要求整治后，水质达到国家V类水标准。目前，大部分河涌经过规划治理后，初见成效。但是番禺区大山东涌、罗岗涌和白云区环滘河、棠景沙涌、黄编涌这五条河涌尚未达标，整治仍需努力，水质有待提高。本次治水项目虽然取得了阶段性成效，但由于农业养殖污染和化学工业污染防治难度大，偷排情况时有发生，水质存在返黑返臭的
34、风险。为此，市河长办对全市黑臭河涌进行了动态评估，视水质变化进行措施调整，抓好雨污分流的源头，为建设海绵城市做好前期准备。3.2.3 天河智慧城天河智慧城是广州海绵城市建设的一个示范性工程。本文通过以下两点对天河智慧城进行建设前后对比分析。1. 雨洪调蓄状况图3.4 1986年-2018年广州市土地利用变化图由上图可以看出，建设后的天河智慧城水域湖泊面积略有减少，河流面积约为原本面积的三倍，水库库容量增加了14.18万m，能够有效削减洪水，缓解了下段河段的雨洪调节压力。规划建设前，雨后常有积水滞留，不能满足重现期为10年的降雨建设规划后，雨后基本无积水情况出现，还能满足50年一遇的暴雨。2.
35、水质现况天河智慧城规划建设前，规划区内水体污染较为严重，大部分河水水质长期处于为劣V类状态。其中，龙洞水库更为评被规划环评评为重度污染。天河智慧城建成后，水质没有达到规划预期的目标。根据广州市环保局的监测结果，车陂涌流域水质依然处于劣V类。新塘水库的水流经过大观湿地的植物净化处理后，水质得到明显的改善，从劣V类上升为地表水IV类标准。3.3 广州市海绵城市设计规划的难点（1） 受到改造资料缺失等因素的限制广州市开发年代久远，自改革开发后，无论是市政道路或者排水系统都经历了多次改造，设计资料不全，设施陈旧以及改造区市民的不理解这些情况都增加了海绵城市设计规划的难度。（2） 建筑密度大，可改造空间
36、有限生态建筑、居住密度等概念在近十年才被关注，在此之前，广州建筑普遍存在建筑密度大、绿化率小的特点，城中村情况尤其明显，握手楼随处可见。绿化是海绵建设的重要载体，有限的绿地面积局限了海绵城市的规划改造空间。本章小结本章首先分析广州雨洪成因，然后对广州海珠湿地、治水工程和天河智慧城这三个海绵试点作出了评价分析，最后指出了广州市海绵城市规划设计的难点。第四章 海绵城市目标下的广州市规划设计研究4.1 广州市海绵城市建设目标2016年，政府发文规划把广州打造成高密度建设地区海绵城市，建设岭南生态都市。根据广州现在的雨洪管理状况，确定了以下设计目标：（1） 老城区改造后，中小雨不积水，暴雨不内涝；（2
37、） 建成区，城市热岛效应有所缓解；（3） 规划后，实现雨水资源化，可循环再生；（4） 提高湿地的水系水质，改善水生动植物的栖息环境；4.2 基于海绵城市目标下的广州规划设计研究基于LID低影响开发理念，本文遵循以下几个设计原则以规划广州的海绵建设：（1） 生态优先，保护本底保护原有绿化湿地，恢复并发挥天然海绵体的自然生态水循环功能，把建设开发对生态环境的影响降到最低。（2） 因地制宜，多规融合结合广州岭南地区特点，协调道路规划、城市绿地规划、城市水系规划的相关目标要求，制定出有广州特色的海绵城市。（3） 统筹规划，分类实施本文把广州大体上划分为三个区域：老城区、新开发区和湿地区域，根据区域需求
38、和问题，设计规划出相应的海绵措施改善区域内的水生态环境。4.2.1老城区设计规划越秀区、荔湾区、海珠区统称为广州老三区，由于开发年代比较早，排水系统不健全，水体水质不稳定，街区内巷原本的麻石铺装大部分被永久性水泥路面所取代，排水性能下降，一旦降雨，便如童谣所言“落雨大，水浸街”。综合考虑广州老城区现况，为了避免大范围施工造成扰民，设计主要以增加区内雨水收集措施为主，以缓解老城区内涝问题。在此方面，可借鉴澳大利亚的水敏性都市和日本透水装置，两者均在雨水收集板块有着深入的研究。针对广州老城区的雨洪现状，该区域海绵城市建设的规划设计主要有以下两项措施：1、 停车场雨水花园图4.1 停车场改造前现况图
39、图4.2 停车场改造后示意图根据此情况，可以把停车场可以改造成透水植草砖生态滞留带，用于收集雨水。设计主要把包围绿地的不透水砖更换为多孔透水砖，雨季来临的时候，雨水径流通过透水砖进入生态滞留池。生态滞留池相当于一个简易净化系统，由卵石面层、生态滞留土层、碎石基层构成。卵石面层可以把落叶等径流携带的中大型垃圾过滤掉，还起到美化景观作用；生态滞留土层，顾名思义，就是把雨水暂时储蓄在内，进行生物净化；碎石层起到基层的作用，承载压力，同时可以沉淀砂石。经过净化过滤的雨水，会汇集到城市原有排水系统中，作为城市绿化灌溉用水。2、 透水路面铺装可以把老城区的道路可以改造成透水性路面来提高雨水渗透率，减低雨水
40、沉积对市民出行的影响。像人行道、园林景观绿道这些对承载力要求较低的道路，可以采用透水砖铺装；而对承压要求比较高的道路，可以选择透水性混凝土铺设，常用的材料有高承载露骨料透水混凝土，具有高透水性、高承载力、抗冻能力好等特点。雨水透过面层的孔隙迅速渗入基层、路基之中，排水速率高达每米每小时31-52升，效率远优于城市排水装置。日本在很多年前，就已经把透水铺装应用于城市建设当中。东京和广州一样，经常受到台风袭击，但雨后罕见有积水，城市交通正常。反观广州，由于暴雨造成的交通瘫痪数不胜数。由此可见，日本的透水性铺装公路和人行道透水砖措施值得我市参考。4.2.2新开发区设计规划广州新开发区有天河、萝岗、南
41、沙等地区，本文着重选取天河作为新开发区设计规划的对象，为提高雨水的消纳能力，主要规划措施有以下两项：1、设置绿色屋顶考虑到天河区高层建筑居多，且大多数为新建楼宇，屋顶承载力和防水能力良好，因此，挑选符合条件的楼宇进行绿色屋顶改造。绿色屋顶建设工程量小，工期短，只需把土壤混合物置于防水膜和排水系统上，然后种植吸水性和耐旱性植物。经过规划改造后的屋顶，可以有效地减少或消除中小型风暴的径流，吸收的雨水通过蒸发和植物呼吸作用将其释放回大气。根据数据统计，生态屋顶可以降低室内温度2摄氏左右，对城市热岛效应起到缓解的作用。Henry Ford工厂再开发项目是绿色屋顶建设一个成功的例子。2000年，福特汽车
42、公司开启了工厂再开发的可持续发展项目。项目的核心是一个10英亩的绿色屋顶，可以吸收落在屋顶50%的降雨量，为建筑提供天然隔离层，从而降低建筑的能源成本，一举多效。屋顶排出多余的雨水，经由排水管收集后在工厂内重复利用。2、建立雨水再生利用系统天河区地势呈漏斗形，四边高，中间低，是广州的洪涝黑点之一。利用天河天然的低洼地势，可以在道路广场、停车场等公共区域下方修建雨水蓄水池。仁创分布式蜂巢结构地下隐形水库在国内享誉盛名，集“截污、调蓄、净化、利用”四位于一体，被应用于国内多个海绵城市建设，我们可以借鉴个中设计的精妙之处。图4.3 仁创分布式蜂巢结构地下隐形水库 四个核心系统根据天河区雨洪现况，结合
43、设仁创分布式蜂巢结构地下隐形水库的核心内容，设计雨水回用的具体流程为：雨水径流雨水蓄水池机械过滤紫外线消毒清水箱供给天河公园景观灌溉、附近道路浇洒及企业日常利用。4.2.3湿地区域设计规划广州湿地资源丰富，坐拥19个湿地公园，占广州总面积一成。湿地可以说是大型海绵体，对雨水的调蓄能力强大。广州大部分的湿地主要靠附近的河涌供给水养护，就像海珠湿地万亩果园，灌溉用水主要来源于土华涌。但是河涌水质不理想，会对湿地造成污染，所以本文规划在湿地与河涌的交界建植被缓冲带，净化水质。植被缓冲带通过植被拦截和土壤下渗作用，可以减缓地表径流速度和净化水体，起到保护湿地的作用。图4.4 植被缓冲带示意图如上图所示
44、，植物缓冲带设计有三部分组成，分别是消能沟、生态种植带和植草沟。消能沟内置消能石，起到一个过滤作用，把大颗粒物体沉淀在内；生态种植带主要吸附化学物质，通过水中微生物的反硝化作用和植物本身的吸收作用，氮浓度大大降低；植物沟的设计对水体起到一个二次净化的作用，确保流入湿地的水质优良。本章小结本章主要为海绵城市目标下的广州市规划设计研究提供思路和方向。首先设立了四个海绵建设目标，然后介绍了设计规划的四个原则，最后把广州市划分为老城区、新开发区和湿地区域，针对这三个区域的现况去进行海绵城市建设的设计规划。第五章 结论与展望5.1 结论面对我国现在严峻的水资源形势，建设海绵城市刻不容缓。我国对低影响开发
45、的研究时日尚浅，对该核心技术应用及拓展有待提高。本文从城市水文角度切入，通过梳理并总结国内外相关实践案例，尝试构建广州在海绵城市目标下的规划体系，具体包括：（1）分析了广州洪管理现况，总结出造成广州内涝的原因；（2）阐述了广州海绵城市试点的现况，分析规划前后对雨洪情况的调控影响；（3）设定海绵城市建设目标，并介绍了规划设计的原则；（4）最后结合国内外相关的海绵城市案例及其规划思路，把广州划分了老城区、新开发区以及湿地区三个区域，针对区域雨洪管理现况，制定了雨水花园、绿色屋顶等海绵措施规划设计，为今后广州海绵建设规划提供思路方向。5.2 展望海绵城市建设不是项单一的工程，是促进人类发展和水生态环
46、境和谐共处的有效途径。希望我们能突破海绵技术的关口，在评价指标方面能和国际看齐，不断拓展海绵城市建筑概念的范畴，将中国海绵城市的建设推动到新的发展高度。根据我国现阶段对海绵城市建设的研究与发展，笔者提出以下三个建议：（1）资金来源多元化中国海绵城市建设资金主要依赖政府补助，缺乏其他资金来源。一个成功的项目，资金技术缺一不可，为此，我们需要丰富海绵建设的资金来源。在这一方面，我们可以借鉴国外的 “水资源税收”形式，通过增加公共收入以强大我们海绵城市背后的资金弹药储备。（2）打造有中国特色的海绵城市打造海绵城市不是一朝一夕的事，不会立竿见影，一蹴而就。不能急于求成，而生硬照搬他人的经验做法。城市不
47、同，其水文空间分布、变化规律也不尽相同。希望我们可以根据自身城市特点，制定出有中国特点的海绵规划方案，从而缓解水资源紧张的国情。（3）提高国民雨洪管理的意识海绵城市建设的进程，很大程度上取决于国民雨洪管理思想的深度。如果只注重建设，而忽略这项非结构性措施的话，只会治标不治本，走回“一路建设一路破坏”的旧路子。只有提高国民可持续发展的意识，才是海绵城市长久发展之道。参考文献1 钱易，刘昌民. 中国城市水资源可持续开发利用M.北京：中国水利水电出版社，2002.2 李玉中, 王海燕. 城市水污染防治策略J. 河南水利与南水北调(11):39-40.3 仇保兴.海绵城市（LID）的内涵、途径与展望J.建设科技.2015（01）:11-1