首页» 全部新闻» 媒体视角»
城市像“海绵” 雨天不“看海”

  

  进入六月的北京城已经开启了“花洒模式”,时不时就来一场酣畅的降雨。对于雨水,我们一直有复杂的感情:一方面身处一座干旱的城市,我们渴望雨水滋养京城大地;另一方面,有过“7·21”暴雨成灾的惨痛经历,我们又希望京城能阳光蓝天常驻。其实,一座城市应对雨水最好的办法就是“小雨蓄起来,中雨排出去,大雨别成灾”,将蓄存的水充分加以利用,城市安全、生态、清洁,如同一块海绵。

  如今“海绵城市”的理念正被越来越多的城市采纳。在住建部组织下,北京建筑大学雨水团队作为主要编制单位,联合编写了《海绵城市建设技术指南》。该校雨水团队已经进行了20年的“城市雨水控制与利用”研究,包括雨水利用、内涝防治在内的一系列成果在北京市政府办公区、北航新校区、亦庄开发区等地得到成功应用。

  “海绵城市”研究

  从雨水利用起步

  从上世纪90年代中期开始,北京建筑大学汪慧贞、车伍和李俊奇就开始专注于雨水收集利用的研究,他们最初的切入点主要是针对北方缺水地区的雨水资源化。1998年,在北京市节水管理中心的支持下,他们开始了第一个正式的雨水利用课题研究。此后研究逐步深入,从微观到宏观,包括集蓄回用、径流污染规律、渗透补充地下水、雨水与水环境景观设计等。

  作为建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室主任,李俊奇说,如今20年过去,对“城市雨水控制利用”的研究已经经历了从资源化利用到污染控制,从内涝防治到生态保护,从单向技术到海绵城市规划建设等多个阶段。除了技术研究之外,团队还从政策制度设计方面进行探索,如雨水控制标准、雨水排放许可与雨水排放费等。

  在李俊奇的记忆中,年少时代,缺水、水质不好、洪涝在很多地方都非常突出。一直到现在,很多地区,城市化发展和新农村建设过程中有很多水系、湿地被侵占,不当的开发模式对雨水系统考虑得极为不够,导致了“城市看海”现象频频发生,这些都是雨水团队师生开展研究的缘起与动力。

  校内建起“水帘洞”

  人工模拟特大暴雨

  在建筑大学大兴校区的篮球场东侧,有一栋三层小楼,打球的学生来来往往,很少有人知道,这里面可以再现一个足以让孙大圣都受不了的“水帘洞”。这就是建筑大学的雨水综合实验楼,大量模拟降雨实验就在这里完成。

  团队成员王建龙老师告诉记者,实验室建筑面积1700平方米,由人工降雨大厅、径流雨水处理实验区、水生态实验室和分析测试平台四大部分组成。其中人工降雨大厅面积300平方米,降雨高度15米,可以逼真模拟从毛毛细雨到特大暴雨各级强度的降雨过程,“模拟‘7·21’那样的降雨强度毫无问题。设备启动后,整个大厅就能形成一个‘水帘洞’。”王建龙说。

  在降雨实验大厅内,有一条道路的横截面,包括沥青路面、渗水砖人行步道、绿化带等要素一应俱全,此外还有不同构造的雨水渗透铺装和不同坡度的雨水植草沟,可以真实再现降雨后雨水汇集、渗透地下等过程。“我们的实验降水汇集在地下室进行过滤等处理后还可以用于其他径流雨水处理实验,或者再次回输供下次模拟降雨实验,体现了环保理念。”王建龙说。

  为实战淋大雨是常事

  为等雨挨蚊咬最难熬

  从事雨水研究,离不开与天打交道。即使有模拟实验室,也不能错过老天给予的“实战机会”。雨天,当人们都在家中躲避电闪雷鸣的时候,团队的老师和学生往往最忙碌,他们带着采样瓶,穿着雨衣奔走在不同的监测地点。

  研究生李小静至今仍然记得2012年“7·21暴雨”那天的经历。那天她和秦祎、幺海博三人在亦庄的博大公园现场接雨监测。从当天下午开始,博大公园开始下雨,之后越下越大。到了晚上9点,降雨强度达到顶峰,“跟水整盆整盆往外倒一样,大家相隔几米,说话都听不清。”他们虽然每个人都穿着雨衣,但依然免不了全身透湿。接完所有的采样瓶,时间已经接近凌晨。他们用藏在包里的纸巾把水样瓶贴标签处擦干,逐一写上时间和地点,贴上防水胶带赶回学校。

  王建龙说,淋大雨还不算什么,最难熬的是等雨。有时候天气预报说有大到暴雨,他们赶紧去户外候着,以便监测。结果雨一直不来,但人又不能走开。到了夜里,蚊子的杀伤力惊人,有时干一趟活儿就“伤痕累累”,带着几十个包回来是经常的事。“但是从老师到学生,再苦再累也毫无怨言。”

  今年毕业的研究生张萍萍已经确认将前往北京师范大学读博深造。她说,自己在实验室三年收获颇丰,“不仅是学识,更有老师们和同学们展现出的严谨治学和敬业精神,使我终身受益。”

  亦庄被废弃沙坑上

  建起雨水调蓄公园

  在李俊奇团队看来,“海绵城市”在水量控制方面的核心包括三套系统:一是低影响开发系统,在中小规模降雨时,由房前屋后绿地、透水铺装、绿化带等组成的这套系统将大大缓解雨水进入管网的速度,利用自然对水进行净化处理,或回补地下,或集蓄回用;二是雨水管渠系统,在1至10年一遇的降雨级别,该系统利用城市管网和泵站,迅速排水,保障城市正常运行;最后就是超量雨水排放系统,也叫大排水系统,当出现诸如“7·21暴雨”这样超过管渠和泵站能力的降雨时,城市应当充分利用道路、沟渠进行转输,利用河湖水体进行调蓄和排水,降低公共设施和市民生命财产的损失。除此之外,还应做好与水利系统的衔接和水质控制等。

  北京从2013年起启动实施中心城区75座雨水泵站的升级改造,最终将建成61个调蓄池,蓄水能力将达21万立方米,相当于一个陶然亭湖水量。这样既能提高管渠系统的调节能力,又可以起到超量雨水排放系统的作用。

  从1998年到如今,“海绵城市”团队的研究成果已经开展了大量的工程应用。团队王文海老师从事的是水力学和流体力学的研究,针对城市降雨初期雨水较脏的现实,他发明了多套初期雨水弃流装置,通过程序控制尽可能多利用相对洁净的中后段雨水。这套系统在北京航空航天大学沙河校区、西城区科技馆等单位和项目中投入使用。

  此外他们还利用自然环境构建多功能雨水调蓄。在亦庄开发区,一个在2005年还是废弃的沙坑,如今已经被改造成一个水鸟栖息、步道环绕的开放式公园。其雨水蓄量可达50年一遇排水标准。“这个示范缓解了上游的内涝问题,也减轻了下游的防洪压力,同时还可作为集蓄回用和生态净化的生态水体,对北京这样的大城市具有重要意义。”李俊奇说。

  多管齐下防治内涝

  兼顾控水质护生态

  2014年10月,《海绵城市建设技术指南》正式发布,推动了海绵城市的建设,加快了城市雨水基础设施建设模式的转型。

  记者了解到,北建大“海绵城市”研究团队还参与编写了《城市排水工程规划规范》等多部国家相关技术规范标准,主持或参与国家和北京市等各级科研项目100余项。目前,团队正在主编“海绵城市绿地规划设计导则”等,正在为多个城市海绵城市规划建设提供技术咨询和工程实施指导。

  李俊奇说,城市内涝防治应多管齐下,首先要保证传统的管渠系统的正常运行,再结合源头减排系统和超量雨水蓄排系统共同发挥作用。除了技术手段之外,还应做好应急预警和调度管理。一定要防止只重视高楼大厦,而忽视地下管网,忽视水系保护,忽视绿色基础设施建设的倾向。

  他对记者坦言,“海绵城市”的建设任重而道远,不仅是控制水量,也包括控制水质、保护生态环境,不同的城市甚至一个城市的不同区域应结合问题导向采取不同的策略。他说,除了内涝防治外,径流污染控制也非常重要,雨水落地后冲洗城市地面,然后汇集到水体,污染不容小视,以北京为例,每年有5万到8万吨的化学需氧量是通过径流雨水带入河湖水体的。

  此外就是生态保护,“海绵城市”的建设途径包括保护、修复和建设。首先要保护绿地、水系不被侵占;要修复河道驳岸,尽量采用生态驳岸,要修复硬化地面,尽量采用能够渗水透水的路面做法;新建更是应按照对大自然低影响的开发思路进行,对一些封闭水体,在雨水汇流过程中还会通过地面携带大量热量,排入水体会形成热污染,对水生动植物的生存带来极大的威胁,“要让整座城市的运行与大自然和谐相处”。本报记者 张航 文并图 J067

时间:2016-06-14
阅读次数: