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适用于“海绵城市”的水文水力模型概述
作     者_____蔡凌豪
关键词____--
摘     要_____
适用于“海绵城市”的水文水力模型概述
Introduction of Hydrological and Hydraulic Models for “Sponge City”
蔡凌豪
CAI Ling-hao
摘要:当下中国正面临着从城市内涝到水资源水生态乃至整体生境的多重危机,为了应对危机,海绵城市的理论和建设得到了空前的重视。水文水力模型是海绵城市建设的重要技术保障。讨论了海绵城市的内涵和层级结构,以及水文模型对海绵城市建设的重要意义。从流域、河流、城镇和海绵单元4个层级对适用于海绵城市的水文模型进行了分类图解,简要概括了各个模型的基本功能、适用范围和在中国国内的研究实践状况以及局限性,并认为水文水力模型的应用对于提高风景园林学科的科学性有着重要的价值。
关键词:海绵城市;雨洪管理;绿色雨水基础设施;水文模型;低影响开发;最佳管理措施
Abstract: China now is facing multiple water crises including urban water logging, the water environment and ecology threat, even the overall ecological system hazards. In order to treat with the crises, theory and construction of “sponge city” has been brought forward. Hydrologic and hydraulic model is an important technique support to build “sponge city”. In this paper, we will explore the meaning and hierarchy of “sponge city”, as well as the importance of hydrological models and hydraulic models. From four levels including watershed, river, urban and “sponge composition”, hydrological models and hydraulic models for “sponge city” are classified and diagramed. The paper then briefly summarizes the basic function of each model, the scope of practice and research in China and their limitations. At the last part, we will discuss the value of utilizing hydrological models and hydraulic models to improve scientificity of landscape architecture.
Key words: Sponge City; Storm Water Management; Green Water Infrastructure; Hydrologic Model; Low Impact Development; Best Management Practices
1 海绵城市的内涵与层级结构
1.1 中国建设海绵城市的背景概况
当下中国正面临着从城市内涝到水环境水生态乃至整体生境的多重危机。我国所处的地理位置和气候带决定了降雨时空分布的不均匀性,随着快速的城镇化过程,人口增加、产业发展、城市建成区的快速扩张和流域生境的加速破坏,传统的基于地区、功能、部门分割的水资源管理方式和大尺度工程化的“灰色”基础设施已经无法应对这些日益严重的危机。
在全面建设生态文明的背景下,中国提出大力建设“海绵城市”。随着2014年11月《海绵城市建设技术指南》发布,2014年底至2015年初,海绵城市建设试点工作全面铺开,并产生第一批16个试点城市。
1.2 国外城市雨洪管理的系统策略
海绵城市建立在国内外雨洪管理及生态学科等方面取得的理论成果及实践经验基础之上,20世纪70年代起,西方先进国家已经提出多种解决城市内涝和水生态危机的策略,并逐渐形成了多个系统解决方案,其中较完善的有3个:(1)美国“最佳管理措施”(BMPs)、“低影响开发”(LID) ;(2)英国“可持续排水系统”(SUDS);(3)澳大利亚“水敏感城市”(WSUD)。
它们具有一些共同的特征,包括:
(1)强调城市和自然系统的完整性和系统性,综合分散小规模的源头控制机制技术措施、效仿自然排水方式的绿色基础设施和传统雨污管网基础设施相结合,进行城市雨洪从源头到终点的全周期控制和管理,尽量减少城市发展对环境的影响,并恢复和保护自然生态系统的原有状态和功能。
(2)建立在多部门和多学科的研究和协作之上:在国家各级管理机构的协调下,综合了水利学、生态学、城市规划学、交通、给排水、风景园林学、建筑学等多学科的研究,在规划过程中,多学科进行深入协作。
(3)建立完善的基础数据库,研发针对各气候和土壤分区的雨洪模型。如美国国家农业部、美国国家环保署的网站上可以查询美国各地的气候、地质、土壤、植被、水文资料,并研发和免费提供各类从简单的计算工具(如National Stormwater Calculator)到复杂的物理模型的科学分析工具。
(未完待续)
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