1、海綿城市：水生態文明社會海綿城市：水生態文明社會建設發展模式的若干探討 建設發展模式的若干探討 發言提綱發言提綱 1.關于生態文明社會建設與可持續發展 1.關于生態文明社會建設與可持續發展 2.城鎮化LID開發國際經驗、動向與國內發展 2.城鎮化LID開發國際經驗、動向與國內發展 3.我國城鎮化的低影響建設理念的若干思考 3.我國城鎮化的低影響建設理念的若干思考 4.海綿城市建設的主要科技問題的討論 4.海綿城市建設的主要科技問題的討論 5.小結：建設海綿城市的幾點建議 5.小結：建設海綿城市的幾點建議 1.1.關于生態文明社會建設與 關于生態文明社會建設與 可持續發展 可持續發展 若干認知：

2、人類文明的重大進步若干認知：人類文明的重大進步 人類經歷了人類經歷了原始文明、農業文明、工業文明原始文明、農業文明、工業文明三個階段，人類即將邁入新的生態文明階段。農業文明是“黃色文明”，工業文明是“黑色文明”，三個階段，人類即將邁入新的生態文明階段。農業文明是“黃色文明”，工業文明是“黑色文明”，生態文明就是“綠色文明”，生態文明是人類對工業文明進行深刻反思的成果，是人類文明的重大進步生態文明就是“綠色文明”，生態文明是人類對工業文明進行深刻反思的成果，是人類文明的重大進步。生態文明突出生態的重要，。生態文明突出生態的重要，強調尊重和保護環境、人類在改造自然的同時必須尊重和愛護自然，而不能隨

3、心所欲。強調尊重和保護環境、人類在改造自然的同時必須尊重和愛護自然，而不能隨心所欲。文明包括物質、政治、精神、生態等文明。文明包括物質、政治、精神、生態等文明。生態文明并不是要求人們在自然面前無所作為，而是在把握自然規律的基礎上利用自然，改造自然，為人類服務生態文明并不是要求人們在自然面前無所作為，而是在把握自然規律的基礎上利用自然，改造自然，為人類服務，在這一點上是與物質文明一致的。人類的發展不僅要講究代內公平，而且要講究，在這一點上是與物質文明一致的。人類的發展不僅要講究代內公平，而且要講究代際之間的公平 代際之間的公平 文化存在于人類生存的始終，文化存在于人類生存的始終，人類在文明社會之

4、前便已產生原始文化，文明則是人類文化發展的一定階段；人類在文明社會之前便已產生原始文化，文明則是人類文化發展的一定階段；廣義的“文明”是文化發展積極成果的總和廣義的“文明”是文化發展積極成果的總和，指良好的生活方式和精神風尚，物質文明、精神文明和政治文明達到較高水平。而，指良好的生活方式和精神風尚，物質文明、精神文明和政治文明達到較高水平。而狹義的文明是指與野蠻相對的社會體系狹義的文明是指與野蠻相對的社會體系。文明與文化的區別：文明與文化的區別：文化是人類征服自然、社會及人類自身的活動、過程、成果等多方面內容的總和，而文明則主要是指文化成果中的精華部分。文化是人類征服自然、社會及人類自身的活動

5、、過程、成果等多方面內容的總和，而文明則主要是指文化成果中的精華部分。2005年歐洲國家提出了2005年歐洲國家提出了新水文化宣言新水文化宣言(徐宗學譯，劉昌明校)，強調堅持(徐宗學譯，劉昌明校)，強調堅持水生態系統的“不惡化原則”。水生態系統的“不惡化原則”。若干認知：文明與文化的區別若干認知：文明與文化的區別 若干認知：關于景觀生態學若干認知：關于景觀生態學 基于景觀生態學原理的城市景觀河湖治理 基于景觀生態學原理的城市景觀河湖治理 景觀生態學研究景觀生物群落與環境條件之間復雜景觀生態學研究景觀生物群落與環境條件之間復雜的因果互饋關系，研究景觀結構、空間格局及其過的因果互饋關系，研究景觀結

6、構、空間格局及其過程間的相互作用及其尺度效應。程間的相互作用及其尺度效應。是生態文明建設的組分之一；是生態文明建設的組分之一；水土保持是小流域治理的基本單元。密切結合河道水、沙關系研究，做到水土保持是小流域治理的基本單元。密切結合河道水、沙關系研究，做到水土保持研究要”下河“，水土保持研究要”下河“，泥沙研究要”上岸“泥沙研究要”上岸“若干認知：城市是經濟社會發展的火車頭若干認知：城市是經濟社會發展的火車頭 預計：預計：2030年城市城鎮人口超過年城市城鎮人口超過 10億人。億人。三個主要問題：三個主要問題：？城市洪澇災害？城市洪澇災害？初雨面源污染？初雨面源污染？缺水雨水利用？缺水雨水利用

7、若干認知：國內城鎮化發展快，問題很多若干認知：國內城鎮化發展快，問題很多 2.2.城鎮化LID開發國際經驗、城鎮化LID開發國際經驗、動向與國內發展 動向與國內發展 不同國情的不同國情的3個發達國家的經驗：3個發達國家的經驗：USA:最早提出最早提出LID理念與綠色基礎設施理念與綠色基礎設施 UK：英國水多，強調可持續排水英國水多，強調可持續排水SuDS AUSTRALIA：澳洲水少，強調水敏感城市澳洲水少，強調水敏感城市 表明不同自然與社經應有不同解決方案：表明不同自然與社經應有不同解決方案：中國中國是季風氣候國家，采用海綿城市“是季風氣候國家，采用海綿城市“Sponge City”USA

8、不同國情的3個發達國家經驗：不同國情的3個發達國家經驗：美國：美國：要求在源頭維持和保護場地自然水文功能、要求在源頭維持和保護場地自然水文功能、強調還原開發前水文循環 強調還原開發前水文循環 更多針對中小降雨事件控制徑流污染 更多針對中小降雨事件控制徑流污染 提出增強對流域大暴雨事件峰流量控制 提出增強對流域大暴雨事件峰流量控制 不同國情的3個發達國家經驗：不同國情的3個發達國家經驗：英國英國 UK：UK：Sustainable Drainage System（SuDS）Sustainable Drainage System（SuDS）英國水多，強調排水英國水多，強調排水 利用源頭管理方法對徑

9、流利用源頭管理方法對徑流和污染物進行控制和污染物進行控制 “排”的過程中體現可持續性“排”的過程中體現可持續性 全過程進行分級削減和控全過程進行分級削減和控制制 水質保護 生物多樣性 環境的舒適 水量調控 水質保護 水量調控 生物多樣性 環境的舒適 水質保護 水量調控 不同國情的3個發達國家經驗：不同國情的3個發達國家經驗：澳大利亞澳大利亞 Australia：澳洲水少，采取澳洲水少，采取水敏感城市設計（水敏感城市設計（WSUD:Water Sensitive Urban Design）基于 基于雨水源頭控制雨水源頭控制，減少了暴雨徑流，同時也增加供水，在城鎮化中，減少了暴雨徑流，同時也增加供

10、水，在城鎮化中采用新型采用新型的的節水技術節水技術。不同國情的3個發達國家經驗：不同國情的3個發達國家經驗：國內外有關海綿城市書刊大量出國內外有關海綿城市書刊大量出版，不勝枚舉，成為研究熱點版，不勝枚舉，成為研究熱點 Springer公司雜志出版：公司雜志出版：Resilience in Ecology and Urban Design Future City Volume 3,2013,pp 301-306，Date:14 Dec 2012 Sponge City 作者：作者：Ignacio F.Bunster-Ossa DS(法法)蘇菲蘇菲巴爾波巴爾波 伍業鋼伍業鋼 奈杰爾鄧尼特、安迪克萊

11、登 綜上所述，綜上所述，SC，SuDS，WSUD，綠色發展和水利部門的“水生態文明城市”等等的提法，都可以，綠色發展和水利部門的“水生態文明城市”等等的提法，都可以統一到統一到LID的的理念。的的理念。中國城鎮化的發展五個階段（根據周長青）中國城鎮化的發展五個階段（根據周長青）1.Before 1978:no plan 2.1978-1992:starting phases 3.1993-2002:enhancing phase 4.2003-2012:fostering phase 5.After 2012:innovatinge phase 197819801982198419861988

12、19901992199419961998200020022004200620082010201220140100020003000400050006000基礎設施固定資產投資（億元）年份 基礎設施固定資產投資（億元）197819801982198419861988199019921994199619982000200220042006200820102012201401020304050607080 城市化率（%）城市化率（%）1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 Urbanization process in China:investment&population ratio Urbani

13、zation process in China:investment&population ratio 國內發展：國內發展：Practices in China“今天，中國仍然是世界上最大的發展中國家。中國的人均國內生產總值僅相當于全球平均水平的三分之二、美國的七分之一、”“今天，中國仍然是世界上最大的發展中國家。中國的人均國內生產總值僅相當于全球平均水平的三分之二、美國的七分之一、”第四階段，第四階段，2000年初北京市就開始了城市總體規劃（2004-2020)，對雨洪利用作出規劃（取得國務院的批準）其中提出：2000年初北京市就開始了城市總體規劃（2004-2020)，對雨洪利用作出規劃（

14、取得國務院的批準）其中提出：“結合城市建設、城市綠化和生態建設，廣泛采用透水鋪裝、綠地滲蓄、修建蓄水池等措施，在滿足防洪要求前提下，最大限度地將雨水就地截留利用或補給地下水”示范：如西城區雙紫園小區等6個小區 “結合城市建設、城市綠化和生態建設，廣泛采用透水鋪裝、綠地滲蓄、修建蓄水池等措施，在滿足防洪要求前提下，最大限度地將雨水就地截留利用或補給地下水”示范：如西城區雙紫園小區等6個小區 （北京似在我國率先考慮“海綿”的城市）（北京似在我國率先考慮“海綿”的城市）中國城鎮化建設重點針對的三大水問題中國城鎮化建設重點針對的三大水問題 Flooding&inundation/waterloggin

15、g 相當多的相當多的城市缺水的同時，雨洪內澇與污水蔓延。城市缺水的同時，雨洪內澇與污水蔓延。2008至2010年間，全國有62%的城市發生過不同程度的內澇2008至2010年間，全國有62%的城市發生過不同程度的內澇，其中內澇災害超過3次以上的城市有137個，其中內澇災害超過3次以上的城市有137個 Water pollution/non-point 城鎮化初雨面源城鎮化初雨面源污染污染嚴重嚴重，河湖水系被隨意侵占，河湖水系被隨意侵占，生態退化;，生態退化;Rainwater catchment/haresting 全國2/3全國2/3的城市的城市缺水。雨水是資源，缺水。雨水是資源，而而硬化建

16、筑與河道渠化將徑流迅速排去硬化建筑與河道渠化將徑流迅速排去，使得大量寶貴的雨水資源白白流失。使得大量寶貴的雨水資源白白流失。國內城鎮化問題評價：國內城鎮化問題評價：發展快，環境、生態問題嚴重發展快，環境、生態問題嚴重 Urban growth in China is very fast resulting in great number of severe contamination and ecological degradation.2015年全國曾有130個城市申請試點。篩選16位城市作為試點：2015年全國曾有130個城市申請試點。篩選16位城市作為試點：遷安、白城、鎮江、嘉興、池州、

17、廈門、萍鄉、濟南、鶴壁、武漢、遷安、白城、鎮江、嘉興、池州、廈門、萍鄉、濟南、鶴壁、武漢、常德常德、南寧、重慶、遂寧、南寧、重慶、遂寧、貴安新區貴安新區和西咸新區 和西咸新區 2016年中央篩選14個財政支持試點城市：2016年中央篩選14個財政支持試點城市：北京市、天津市、大連市、上海市、寧波市、福州市、青島市、珠海市、深圳市、三亞市、玉溪市、慶陽市、西寧市和北京市、天津市、大連市、上海市、寧波市、福州市、青島市、珠海市、深圳市、三亞市、玉溪市、慶陽市、西寧市和固原市固原市。顯然30個城市的自然和社經條件差異非常大，各有代表性顯然30個城市的自然和社經條件差異非常大，各有代表性 （我們團隊參

18、加的試點為：（我們團隊參加的試點為：常德市常德市、固原市固原市（研究案例）（研究案例）In 2015-2016 30“Pilot-Sponge Cities”been selected for awarding subsidies by the Central government 已有30個城市通過了競爭性評審獲得國家財政資助，打響了中國海綿城市建設戰役。已有30個城市通過了競爭性評審獲得國家財政資助，打響了中國海綿城市建設戰役。3.3.城鎮化的低影響建設理念與城鎮化的低影響建設理念與若干思考 若干思考 大自然本身就是“海綿體”。隨著工業化、城市化的推進，“鋼筋混凝土”構建的城市建筑破壞了自

19、然“海綿體”。大自然本身就是“海綿體”。隨著工業化、城市化的推進，“鋼筋混凝土”構建的城市建筑破壞了自然“海綿體”。Sponge City 海綿城市：適合生態文明社會建設的目標 海綿城市：適合生態文明社會建設的目標 習近平主席關于海綿城市的科學論述：習近平主席關于海綿城市的科學論述：解決城市缺水問題，必須順應自然。優先考慮更多利用自然力量排水，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。解決城市缺水問題，必須順應自然。優先考慮更多利用自然力量排水，建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。必須指出：必須指出：習主席提出的海綿城市建設,是最為適應中國季風氣候特點的高瞻遠矚 習主席提出的海綿城市

20、建設,是最為適應中國季風氣候特點的高瞻遠矚 1)1)基于人與自然和諧和人水和諧的理念 基于人與自然和諧和人水和諧的理念 正確對待城市發展與自然環境保護之間矛盾的對立統一 正確對待城市發展與自然環境保護之間矛盾的對立統一 堅持在城市開發中維護自然水循環，在維護良性水堅持在城市開發中維護自然水循環，在維護良性水循環中開發城市；循環中開發城市；尊重自然規律，以自然恢復為主，人工修復與自然修復并舉 尊重自然規律，以自然恢復為主，人工修復與自然修復并舉 2)考慮自然與社經條件的因地制宜的城市化開發2)考慮自然與社經條件的因地制宜的城市化開發 城鎮化LID發展模式或海綿體的構建的地理分異性：-國際：因國情

21、不同而異：-國際：因國情不同而異：-國內：因地區不同而異。-中國是季風氣候國家，降水時空變異特大，需要-國內：因地區不同而異。-中國是季風氣候國家，降水時空變異特大，需要采用海綿城市實現LID是合理的發展模式。采用海綿城市實現LID是合理的發展模式。海綿城市理念：維護良性海綿城市理念：維護良性/健康水循環/健康水循環 海綿城市理念：用海綿城市理念：用“海綿海綿”的概念來比喻自然系統的的概念來比喻自然系統的洪澇調節能力，指調節河水之豐欠，緩解旱澇災害洪澇調節能力，指調節河水之豐欠，緩解旱澇災害，使雨水就地蓄留、資源化，與城市中的公園系統、濕地系統一起，形成統一的水生態基礎設施自然，使雨水就地蓄留

22、、資源化，與城市中的公園系統、濕地系統一起，形成統一的水生態基礎設施自然保護系統。讓城市降雨時能有效蓄水、防洪澇、不保護系統。讓城市降雨時能有效蓄水、防洪澇、不污染，干旱時釋放蓄水，自然地起到調節作用。污染，干旱時釋放蓄水，自然地起到調節作用。主要科技涉及跨/多學科，主要包括與水生態相關主要科技涉及跨/多學科，主要包括與水生態相關的學科（如水文水資源、園林生態）、土木建筑科的學科（如水文水資源、園林生態）、土木建筑科學（如城市規劃設計與工程等等）。是一個系統工程、與經濟社會學綜合集成研究的科學領域。學（如城市規劃設計與工程等等）。是一個系統工程、與經濟社會學綜合集成研究的科學領域。3)3)根據

23、系統觀在宏觀、中觀與微觀層面把握建設海綿城市 根據系統觀在宏觀、中觀與微觀層面把握建設海綿城市（1）（1）宏觀層面宏觀層面著眼于整個城鎮流域或所在區域的水著眼于整個城鎮流域或所在區域的水循環完整性，不能局限于建成區，要分析區域性水循環完整性，不能局限于建成區，要分析區域性水安全格局。結合地理信息系統、遙感技術、水文學、生態學、災害學、景觀規劃等多學科知識，進行水資源量、水質、洪澇等多重風險分析，為城市總體規劃提供理論依據。實行城市規劃、土地利用、水利等多個部門協同工作，劃定水生態功能區，總體把握城市生態建設與恢復的方向。安全格局。結合地理信息系統、遙感技術、水文學、生態學、災害學、景觀規劃等多

24、學科知識，進行水資源量、水質、洪澇等多重風險分析，為城市總體規劃提供理論依據。實行城市規劃、土地利用、水利等多個部門協同工作，劃定水生態功能區，總體把握城市生態建設與恢復的方向。3)3)根據系統觀在宏觀、中觀與微觀層面把握建設 根據系統觀在宏觀、中觀與微觀層面把握建設 （2）（2）中觀層面中觀層面主要研究城鎮、縣區或其他城市功能主要研究城鎮、縣區或其他城市功能區尺度上，合理布局、建設維護良性水循環的LID區尺度上，合理布局、建設維護良性水循環的LID模式。在解決城鎮總體及其不同功能區的物理性、生態與環境問題方面，應基于宏觀尺度的風險分布和水生態功能格局，用流域水文模型、系統調控、空間優化等方法

25、，定量分析不同LID措施布局對水量、水質的響應能力，構建相應的模式和模型，為海綿城市的效應與效果做出評估（例如模式。在解決城鎮總體及其不同功能區的物理性、生態與環境問題方面，應基于宏觀尺度的風險分布和水生態功能格局，用流域水文模型、系統調控、空間優化等方法，定量分析不同LID措施布局對水量、水質的響應能力，構建相應的模式和模型，為海綿城市的效應與效果做出評估（例如我們在常德市的LID措施布局采用的評估模型）我們在常德市的LID措施布局采用的評估模型）3)3)根據系統觀在宏觀、中觀與微觀層面把握海綿城市建設 根據系統觀在宏觀、中觀與微觀層面把握海綿城市建設 （3）（3）微觀層面微觀層面是指對LI

26、D具體措施，包括是指對LID具體措施，包括:海綿城市“自然積存、自然滲透、自然凈化”功能設計的關鍵技術。特別是分層土壤-植被系統的降雨入滲、土壤水分運移、地下水出流、污染物削減規律的應用；不同LID措施下墊面的“自然滲透”是產流定量的基礎，蒸發和土壤水運移定量分析是“自然積存”的根據；分層土壤-植被綜合體的彌散對流是定量分析“自然凈化”的關鍵:在工程實踐中，點尺度核心理論的研究對于城市建成區點、線形LID措施的再設計有重要意義；水循環基本理論的應用，對城鎮擴張區面狀生態基礎設施或公園、濕地的設計和科學評估是重要的依據。海綿城市“自然積存、自然滲透、自然凈化”功能設計的關鍵技術。特別是分層土壤-

27、植被系統的降雨入滲、土壤水分運移、地下水出流、污染物削減規律的應用；不同LID措施下墊面的“自然滲透”是產流定量的基礎，蒸發和土壤水運移定量分析是“自然積存”的根據；分層土壤-植被綜合體的彌散對流是定量分析“自然凈化”的關鍵:在工程實踐中，點尺度核心理論的研究對于城市建成區點、線形LID措施的再設計有重要意義；水循環基本理論的應用，對城鎮擴張區面狀生態基礎設施或公園、濕地的設計和科學評估是重要的依據。4 4.海綿城市建設的主要科技問題的若干討論.海綿城市建設的主要科技問題的若干討論 科學原理是良性城鎮水循環 “6+2”1.permeability 2.Retard 3.Storage 4.Cl

28、ean 5.Usage 6.Drainage Saving connect 海綿城鎮的“6+2海綿城鎮的“6+2”：滲、滯、蓄、凈、用、排，滲、滯、蓄、凈、用、排，節、連節、連 。海綿城市建設的海綿城市建設的8個重要研究內容 8個重要研究內容 暴雨暴雨發生頻率、時空分布變化規律與防洪除澇工程的標準與設計 發生頻率、時空分布變化規律與防洪除澇工程的標準與設計 降雨降雨入滲入滲規律、滯蓄雨洪能力計算與攔蓄工程的的標準與設計 規律、滯蓄雨洪能力計算與攔蓄工程的的標準與設計 河湖連通的生態防護，包括水系河湖連通的生態防護，包括水系流通流通性與蓄水域面積與容積及工性與蓄水域面積與容積及工程的標準與設計

29、程的標準與設計 調蓄降水的調蓄降水的地下水地下水埋深的確定與三水聯合調控、利用工程的標準與設計 埋深的確定與三水聯合調控、利用工程的標準與設計 雨洪雨洪雨水資源利用雨水資源利用潛力計算、利用方式與有效利用工程的標準與潛力計算、利用方式與有效利用工程的標準與設計 設計 地表水與地下水體地表水與地下水體水質變化水質變化過程，達標率控制工程的標準與設計 過程，達標率控制工程的標準與設計 節水減排節水減排、廢污水回收、處理與再生水利用及工程的標準與設計、廢污水回收、處理與再生水利用及工程的標準與設計 基于LID理念的海綿城市化發展與基于LID理念的海綿城市化發展與綜合治理與管理綜合治理與管理模式。模式

30、。海綿城鎮建設技術系統與主要設施海綿城鎮建設技術系統與主要設施 雨洪調控：雨洪調控：減少城鎮內澇 減少城鎮內澇 防治污染：防治污染：河道管道分流 河道管道分流 雨水利用：雨水利用：雨水的資源化 雨水的資源化 適應技術適應技術：高效節水系統：高效節水系統 管理體制：管理體制：最嚴格三指標 最嚴格三指標 科學規劃科學規劃：按十六字方針：按十六字方針 低影響開發主要設施：低影響開發主要設施：透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調節塘、調節池、植草溝、滲管生物滯留設施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、

31、調節塘、調節池、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設施、人工土壤滲濾、高效節水等等設施。/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設施、人工土壤滲濾、高效節水等等設施。具有多個功能低影響開發單項設施:例如 具有多個功能低影響開發單項設施:例如生物滯留設施的功能生物滯留設施的功能除滲透補充地下水外，還可削減峰值流量、凈化雨水，實現徑流總量、徑流峰值和徑流污染控制等 除滲透補充地下水外，還可削減峰值流量、凈化雨水，實現徑流總量、徑流峰值和徑流污染控制等 技術系統的內容,技術系統的內容,海綿城鎮建設的主要海綿城鎮建設的主要工程技術與材料 工程技術與材料 Designing&materials 考慮以下主

32、要技術考慮以下主要技術（非全部，供參考）（非全部，供參考）1.城鎮水文監測預報系統城鎮水文監測預報系統 2.暴雨計算與雨洪計算模型暴雨計算與雨洪計算模型 3.生態園林規劃與工程設計生態園林規劃與工程設計 4.下沉式綠地及城市濕地公園規劃設計下沉式綠地及城市濕地公園規劃設計 5.耐水濕、吸附凈化能力強的植物材料耐水濕、吸附凈化能力強的植物材料 6.城鎮污水管網、排水防澇工程與材料城鎮污水管網、排水防澇工程與材料 7.透水性鋪裝與保水建筑材料透水性鋪裝與保水建筑材料(如仁創集團等如仁創集團等)（續）（續）8.綠地匯聚雨水、蓄洪排澇規劃設計綠地匯聚雨水、蓄洪排澇規劃設計 9.中水、再生水等非常規水源

33、利用技術中水、再生水等非常規水源利用技術 10.補充地下水回灌技術補充地下水回灌技術 11.城鎮熱島效應與人工增雨技術城鎮熱島效應與人工增雨技術 12.濱海城鎮的海水利用，包括冷卻與淡化技術濱海城鎮的海水利用，包括冷卻與淡化技術 13.海綿城鎮生態、環境凈化等效應計算技術海綿城鎮生態、環境凈化等效應計算技術 14.生態經濟綜合效益的評估技術。等等生態經濟綜合效益的評估技術。等等 Designing&materials 考慮以下主要技術考慮以下主要技術 海綿城鎮建設的主要工程材料與技術 海綿城鎮建設的主要工程材料與技術 海綿城市雨洪模型開發海綿城市雨洪模型開發 當前，我國城市雨洪模型的應用以國外

34、模型為主，當前，我國城市雨洪模型的應用以國外模型為主，例如SWIM,MIKE-URBAN,STORM等 例如SWIM,MIKE-URBAN,STORM等 迫切需要開發適用于我國國情且在功能上能夠滿足迫切需要開發適用于我國國情且在功能上能夠滿足海綿城市規劃和設計需求的城市雨洪綜合模擬系統 海綿城市規劃和設計需求的城市雨洪綜合模擬系統 全球氣候模式全球氣候模式原型觀測原型觀測原型觀測原型觀測過程機理過程機理過程機理過程機理多源信息集成多源信息集成多源信息集成多源信息集成多過程綜合多過程綜合多過程綜合多過程綜合模式耦合模式耦合模式耦合模式耦合系統集成系統集成系統集成系統集成多尺度綜合模擬多尺度綜合模

35、擬多尺度綜合模擬多尺度綜合模擬區域水循環模式區域水循環模式水水水水水管理問題水災害問題水生態問題水污染問題水短缺問題不確定性資料稀缺性時空變異性氣候變化氣候變化氣候變化氣候變化氣候變化氣候變化人類活動人類活動人類活動人類活動人類活動人類活動水系統水管理水系統水管理水系統水系統水系統水系統水管理水管理水管理水管理流域分布式水循環模式流域分布式水循環模式HIMSHIMS水循環綜合模擬系統總體框架 水循環綜合模擬系統總體框架 Hydro-Informatics Modeling(HIMS)流域水循環綜合模擬系統：海綿城市應用案例 流域水循環綜合模擬系統：海綿城市應用案例 城市雨洪模型在海綿城市建設中

36、有著廣泛的用途：城市雨洪模型在海綿城市建設中有著廣泛的用途：防洪排澇風險評估；低影響開發措施設計；排水設施設計；雨洪資源利用潛力評估與高效節水 防洪排澇風險評估；低影響開發措施設計；排水設施設計；雨洪資源利用潛力評估與高效節水 城市雨洪模型在海綿建設中的作用城市雨洪模型在海綿建設中的作用 城市雨洪模型在海綿建設中的作用城市雨洪模型在海綿建設中的作用 HIMS海綿城市雨洪模型定制開發海綿城市雨洪模型定制開發 城市雨洪模型在海綿建設中的作用城市雨洪模型在海綿建設中的作用 HIMS海綿城市雨洪模型原理海綿城市雨洪模型原理 主要方程：單元產流：主要方程：單元產流：tAYQEfPYPRfiiiiirii

37、i/103WAeCBtEQWtCii)1(0864.021單元產污：單元產污：道路匯流：道路匯流：三維水動力學方程三維水動力學方程模型模型 2LFQqmm5.05.05.023/1222FQLIAVm5.03/1225.05.0222278.0/2mQIAFLVL 坡面匯流：管道匯流：坡面匯流：管道匯流：gAqUxTAssxAAhKKKhxQAxgAtQgAqxQtAXf1)(1cos)()(cos)(1102河道匯流：馬斯京根方程河道匯流：馬斯京根方程模型模型 參數的確定：利用便攜式野外人工降雨器在北京、濟南、拉薩等城市進行了上百場次試驗，確定了城市不同土地利用類型下HIMS模型產匯流參數。

38、地面地面 類型類型 各種屋頂、混凝土和瀝青路面各種屋頂、混凝土和瀝青路面 大塊石砌路面大塊石砌路面 級配碎石路面與廣場級配碎石路面與廣場 干砌磚石和碎石路面干砌磚石和碎石路面 非鋪砌土地面非鋪砌土地面 綠地和草地綠地和草地 R 0.45 0.87 1.05 1.11 1.14 1.19 r 0.36 0.62 0.72 0.77 0.79 0.84 HIMS海綿城市雨洪模型參數研發海綿城市雨洪模型參數研發 降水-產流產污實驗現場 HIMS application 案例研究：常德市案例研究：常德市 湖南省省轄市，省域副中心城市，環洞庭湖生態經濟圈核心城市之一。城區面積85 km2。2014年末人

39、口143萬人，城市化率為45.89%。年降水量1200-1900mm。綜合實力位居湖南省前列，榮獲國家園林城市、國家環境保護模范城市等稱號。城區已經啟動110多個涉水項目。2015年成功入圍全國“首批海綿城市建設試點城市”。Changde 關鍵問題：關鍵問題：復雜下墊面條件復雜下墊面條件下下雨洪多種產匯流過程耦合模擬雨洪多種產匯流過程耦合模擬 不同地塊不同地塊LID措施綜合優化及效果評估措施綜合優化及效果評估 項目來源于項目來源于“常德市海綿城市專項規劃”，“常德市海綿城市專項規劃”，也是我國第一批海綿城市專項規劃之一。也是我國第一批海綿城市專項規劃之一。HIMS海綿城市雨洪模型開發海綿城市雨

40、洪模型開發 研究區徑流系數 分布模擬結果 研究區徑流系數 分布模擬結果 模型應用：模型應用：常德市海綿城市試點常德市海綿城市試點規劃設計 規劃設計 Objective of annual precipitation capture rate(75%-85%)模型定制應用：常德市海綿城市試點模型定制應用：常德市海綿城市試點規劃設計 規劃設計 20年一遇設計暴雨中心城區易澇點水深分布模擬 20年一遇設計暴雨中心城區易澇點水深分布模擬 中心城區低影響開發措施后 年徑流總量控制率模擬 中心城區低影響開發措施后 年徑流總量控制率模擬 HIMS 模擬：模擬：設計暴雨、房屋路面、管網參數等設計暴雨、房屋路面

41、、管網參數等不同條件下的雨洪過程影響的分布式模擬與評價。不同條件下的雨洪過程影響的分布式模擬與評價。常德海綿城市規劃常德海綿城市規劃構建經驗：構建經驗：城市低影響開發雨水系統構建 強制性指標：年徑流總量控制率。引導性指標：下沉式綠地、透水鋪裝、綠色屋頂率 城市超標雨水排放通道構建 通過城市內河、大的調蓄水體、城市大排水通道等大排水系統應對。嚴格保護城市坑塘水體 城市水系構建，包括河道、河岸 山洪防范體系、城市超標雨水排放骨架 城市自然水系機理、城市水系調蓄空間 城市水環境治理 雨污分流、建設截污干管、分流制 城市水生態治理 水生植物修復技術、生態護岸 城市生態格局構建與保護 山體、林地、田園、

42、濕地公園、綠線、內河水系 中國海綿城市市場規模預估中國海綿城市市場規模預估 （根據中規院）（根據中規院）2020年，城市建成區2020年，城市建成區20%以上的面積20%以上的面積達到目標要求，達到目標要求，將有1.8萬億元投資規模；將有1.8萬億元投資規模；2030年，城市建成區2030年，城市建成區80%以上的面積80%以上的面積達到目標要求，達到目標要求，建設資金規模近8萬億元 建設資金規模近8萬億元 固原市是貧困地區、民族地區、革命老區 第一批國家新型城鎮化綜合試點城市 “絲綢之路”上的重要節點城市 地處黃土高原中西部、寧夏南部 全市城鎮化率43.1%中心城區建成區面積44平方公里，人

43、口28萬 水資源極其匱乏 Public-Private Partnership(PPP)海綿城市海綿城市PPP模式案例模式案例-固原固原(Guyuan City)選擇合適的社會資本 按照2:8股權比例成立PPP項目公司 簽訂PPP項目協議 項目公司負責PPP合作期內固原市海綿城市的設計、融資、建設與運營 劉昌明劉昌明 翟浩匯翟浩匯 主編，主編，1998 劉昌明劉昌明 李麗娟李麗娟 主編，主編，2003 顧斌杰顧斌杰、張敦強、潘云生、楊廣欣、黃冠華、左強，、張敦強、潘云生、楊廣欣、黃冠華、左強，2001 劉昌明劉昌明 翟浩匯翟浩匯 主編，主編，1998 劉昌明劉昌明 李麗娟李麗娟 主編，主編，2

44、003 90年代開始雨水資源化部分研究成果 劉昌明劉昌明 翟浩輝翟浩輝 主編，主編，1998 劉昌明劉昌明 李麗娟李麗娟 主編，主編，2003 顧斌杰顧斌杰、張敦強、潘云生、楊廣欣、黃冠華、左強，、張敦強、潘云生、楊廣欣、黃冠華、左強，2001 解決城市缺水問題可通過雨水資源化技術實現解決城市缺水問題可通過雨水資源化技術實現,包括包括90年代以來我國開展的雨水利用研究工作，年代以來我國開展的雨水利用研究工作，例如雨水資源化研究發表的雨水利用研究報告”例如雨水資源化研究發表的雨水利用研究報告”5.幾點小結與建議幾點小結與建議 實現兩個百年的強國戰略，城市化是必由之路，海綿城市建設是重大的舉措。實

45、現兩個百年的強國戰略，城市化是必由之路，海綿城市建設是重大的舉措。基于人與自然和諧，充分發揮自然恢復力，修復水生態系統，提高城鎮的宜居環境（基于人與自然和諧，充分發揮自然恢復力，修復水生態系統，提高城鎮的宜居環境（10億以上人口）。億以上人口）。幾點結論與建議：幾點結論與建議：我國海綿城市建設需要結合宏觀、中觀、微觀三個層面協同發展，維護城鎮流域水循環的完整性，完善規劃與建設設計。我國海綿城市建設需要結合宏觀、中觀、微觀三個層面協同發展，維護城鎮流域水循環的完整性，完善規劃與建設設計。不僅要利用水文、水力、生態、城市規劃學知識實現海綿城市“自然積存、自然滲透、自然凈化”的功能，還應結合景觀規劃

46、、設計等新的方法、理念，不僅要利用水文、水力、生態、城市規劃學知識實現海綿城市“自然積存、自然滲透、自然凈化”的功能，還應結合景觀規劃、設計等新的方法、理念，幾點結論與建議：幾點結論與建議：海綿城市的科技內涵與技術應用因地理環境海綿城市的科技內涵與技術應用因地理環境而異，尤其在中國地區差異很大，應因地置而異，尤其在中國地區差異很大，應因地置宜，海綿城市科技有巨大的創新空間。加強“海綿體”水循環各個環節機理、工程與材宜，海綿城市科技有巨大的創新空間。加強“海綿體”水循環各個環節機理、工程與材料的科技創新+應用示范。料的科技創新+應用示范。海綿城市的建設與管理，是跨多學科的系統海綿城市的建設與管理

47、，是跨多學科的系統工程，必須實行城建與水利學科、生態園林工程，必須實行城建與水利學科、生態園林科技的的協同與合作。科技的的協同與合作。幾點結論與建議：幾點結論與建議：加大R&D，實現海綿城市科技創新發展,加強監測+實驗研究，制定海綿功能技術規范與評估標準、海綿城市綜合管理制度。加大R&D，實現海綿城市科技創新發展,加強監測+實驗研究，制定海綿功能技術規范與評估標準、海綿城市綜合管理制度。至2030年估計中國海綿城市的市場規模大約為8萬億元，如何科學制定PPP模式，是我們面臨重大研究課題。至2030年估計中國海綿城市的市場規模大約為8萬億元，如何科學制定PPP模式，是我們面臨重大研究課題。幾點結

48、論與建議：幾點結論與建議：PPP有一系列模式：包括了有一系列模式：包括了BOTTOTBOOTPFI等數十種變形模式等數十種變形模式。財政部文件明確認可的包括。財政部文件明確認可的包括OM（委托運營（委托運營）MC（管理合同）管理合同）BOT（建設（建設-運營運營-移交）移交）BOO（建設（建設-擁有擁有-運營）運營）TOT（轉讓（轉讓-運營運營-移交）移交）ROT（改建改建-運營運營-移交移交）中外三個海綿城市典型案例的模式框架和實施要點總結如下：表1 海綿城市典型案例總結 Table 1 Case summary of sponge city 項目名稱項目名稱 技術經濟指標技術經濟指標 模式

49、框架模式框架 實施要點實施要點 濟南市海綿城市濟南市海綿城市PPP項目項目 總投資總投資38.5億元，占試點項目總投資的億元，占試點項目總投資的51.3%，含三個匯水分區，含三個匯水分區 BOT+TOT模式，合作模式，合作期期15年（含建設期）年（含建設期）流域打包；政企共同出資組建項目公司；收益來源多元化；按效付費；綜合評標流域打包；政企共同出資組建項目公司；收益來源多元化；按效付費；綜合評標 固原市海綿城市固原市海綿城市PPP項目項目 總投資總投資38億元，占試點項目總投資的億元，占試點項目總投資的51.3%，BOT+ROT模式，合作期模式，合作期15年（含建設期）年（含建設期）機制建設；投融資結構設計；協同推進；風險分擔；物有所值；財政承受能力機制建設；投融資結構設計；協同推進；風險分擔；物有所值；財政承受能力 喬治王子郡海綿城喬治王子郡海綿城市市PPP案例案例 1.2億美元億美元 DBFOM模模式，合作期式，合作期30年年 發行免稅債券；公眾繳納雨污費發行免稅債券；公眾繳納雨污費作為收益；向當地企業傾斜作為收益；向當地企業傾斜 中外三個海綿城市典型案例的模式框架和實施要點 中外三個海綿城市典型案例的模式框架和實施要點 THANK YOUTHANK YOU！謝謝各位 謝謝各位 落實生態文明建設 落實生態文明建設 態態 文文 明明 建建 設設 生生