海绵城市的功能及作用范文

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篇1

随着城市的飞速发展，城市中基础设施建设的步伐加快。城市中的路面建设亦随之发展扩大，路面的建设材料大多是沥青、混凝土等防水材料，导致城市中的雨水不能通过地面渗透到地下，又因为城市中的建设管理跟不上发展需要，防洪泄水系统不健全，导致雨季时，城市面临暴雨不能及时的通过管道排出，从而发生城市内涝。2014年国务院颁布了《海绵城市建设技术指南》，提出了海绵理论，为城市建设提供了理论基础，未解决城市生态问题提供了良好的决策，因此，运用海绵理论对城市湿地进行景观设计，是现阶段城市生态建设的重要任务。

1“海绵城市”的理论概述

海绵城市的表面意思是指希望城市能如同海绵一样，很好地适应环境的变化和面对各种自然灾害，具有良好的吸收和恢复能力。其主要作用是通过对下雨时的水进行吸收、储存，然后雨后加以利用释放，达到城市生态系统的良性循环。海绵城市的建设应该遵循生态系统平衡的原则，将自然存在的和人工建设相结合，在保障城市安全的前提下，实现城市最大限度的储水，再将雨水进行释放，从而维护了城市生态系统的平衡，避免了城市在暴雨时出现洪涝灾害。这样不仅可以促进城市对雨水资源的利用，而且可以保护城市的生态环境。

2基于“海绵城市”理论对城市湿地进行景观设计

2.1设计原则

2.1.1生态平衡的原则。城市湿地景观设计时应以生态平衡为基础，坚持保护生态环境和维持生态系统平衡的原则，合理地对城市的湿地进行开发和景观设计，将对城市生态环境的影响降到最低。2.1.2具备防洪功能的原则。城市湿地建设除了为人们提供休闲和娱乐的场所等功能，还应该具备一定的防洪储水的能力，是城市水循环系统的重要组成结构。雨季来临时，城市湿地能够具有吸水储水的功能，作为城市的储水基地，为整个城市在雨季建立一道安全防线。2.1.3与城市相结合的原则。城市湿地景观设计是城市景观设计的重要组成部分，在进行城市湿地景观设计时，要和整个城市的景观设计融合，利用点、线、面的设计方法，将城市湿地景观设计与城市相结合、统一，使整个城市的水体系统、景观设计更加完善。

2.2设计方法

在城市湿地景观设计中，汇集储存雨水的景观主要包括湖水、地面、绿地以及建筑，湖水可以直接吸收储存雨水，地面、绿地和建筑主要是通过汇集雨水，然后将雨水排放。可以优化集水景观，充分发挥其对雨水收集和净化的功能，减少雨水的径流，降低污染物的汇聚，从而保障雨水最终的汇集质量。其主要设计方法如下：2.2.1改善地面的铺设材质，提升地面的渗水能力。大多数地面采用沥青和混凝土等防水材料，这样的地面阻止了雨水的渗透，阻碍了水循环。因此，在进行地面铺设时，可根据不同景观的需要及功能对地面进行铺设。如部分地方可铺设透水混凝土或者砌体材料，也可铺设鹅卵石、碎石等材料，这样可以提高地面的渗透能力。在对地面进行铺设时，也可设计不同材料或者色彩的组合，不仅为景观带来美化的效果，也可以使地面能够集水渗水，促进水的循环。2.2.2改变绿地的建设方式，提高绿地的储水能力。在城市湿地景观设计时，都会建设相应的绿地，在绿地中种植乔木、灌木和草类等植物，这些植物不仅可以储存净化水分，还可以保护环境，减少水土的流失。在进行湿地绿地建设时，应该最大限度地保护天然绿地，使绿地具有自然之美。而人工绿地的建设部分，可以根据周围的环境进行设计，依据绿地的地理位置及地形特点，设计一些具有凹式形状的绿地，这样不仅可以使绿地在下雨时汇集雨水，也可以过滤雨水中所带的树叶等杂物，使之慢慢地渗透到地表，补充地下水。在下凹式绿地建设时可以建设“雨水花园”，即在下雨时形成雨水花园，在绿地中种植不同的植物，这样在雨季可以形成独具一格的湿地景观。在为下凹式绿地选择种植植物时，一定要结合湿地景观设计，选择具有吸附净化能力的，能在短时间内具有一定的耐涝、耐旱能力的本土植物。在城市湿地景观建设中的建筑屋顶主要功能是承接雨水。因此，针对建筑物屋顶的集水功能，可在其屋顶种植绿植进行覆盖，这不仅为湿地提供了一种独特的景观，还可以达到净化雨水的功能，促进雨水参与大气水循环。在屋顶上种植如爬山虎等依附生长的绿色植物，覆盖在屋顶，当雨水降临时，落在屋顶的雨水一部分被该植物吸收储存，一部分在阳关的照射下通过蒸腾作用挥发进入到大气中参与水循环。根据建设物的形态设计绿植，使之与湿地环境更好地融入在一起。

3城市湿地景观建设对海绵城市建设的作用

城市湿地景观建设是组成城市整体绿化系统的重要组成部分。城市湿地的建设不仅保持了生态系统的平，还使得整个湿地景观的生态系统接近于自然景观，从而维持大自然动植物之间的平衡和协调。城市湿地主要分为2种:一种是自然湿地，一种是人工湿地。在“海绵城市”的建设过程中，城市湿地景观建设不仅能够在雨季暴雨天气和河流涨水的时期具有储水的作用，还能够通过土壤、微生物以及植物净化雨水，通过植物分解雨水中的污染物，从而达到净化雨水的作用。城市湿地是天然的蓄水池，能够储存大量的水。因此，可以利用城市湿地存储水资源，将储存的水资源用来灌溉、养殖、绿化，从而提高了水资源的利用率，维护了生态环境系统的平衡，促进了经济的发展，城市的进步。通过城市湿地进行蓄水，还能够提高湿地周围环境的空气湿度、补充地下水资源。因此不论是自然湿地还是人工湿地，都能够促进生态平衡进而海绵城市建设的进程，使城市达到可持续发展的目标。

4结语

随着“海绵城市”概念的提出，城市湿地景观设计促进了海绵城市的建设，在海绵城市的建设中起着重要的作用。城市湿地是城市中雨水的汇集和储存之地，不仅能够美化城市，为人们提供良好的绿色的休闲环境，还能够保护环境，储水防洪，保持生物多样性，维持生态平衡。形成一个完整的水循环系统是“海绵城市”建设中的重要战略，在其建设规划中把湿地景观建设融入到“海绵城市”建设中来，使整个城市在自然中进行人工建设，将人工和自然相结合，依靠大自然的力量对城市湿地进行景观设计，有效地管理和规划自然资源，促进“海绵城市”的建设和发展的进程。

作者:余劲松 单位:重庆金三维园林市政工程有限公司

参考文献：

[1]李思逸,史梓潇.基于海绵城市建设的城市湿地景观设计[J].建筑工程技术与设计,2016(15):25-28.

篇2

关键词： 景观斑块；弹性修复；海绵城市；湿地

Key words： landscape patches；elastic restoration；sponge city；wetland

中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）20-0181-04

1 背景

城市景观是自然与人力在不同条件相互作用的产物。一个城市长期生产力、繁荣度和宜居性，从根本上由城市的可持续性（承载能力）和弹性（应对能力）决定。[1]我国以农业立国，在历史长河中，城市被良田所围绕，对于自然灾害与环境问题具有一定的防御能力。随着经济发展，昔日城市中的绿地斑块如农田、湿地、林地等被各类建筑、道路、广场等人工斑块所代替。城市化地表斑块变化的一个重要特征是不透水斑块取代了透水良好的自然斑块，自然水过程受到影响，城市环境恶化失去原有弹性，导致城市生态系统严重退化[2]。

过度开发使得城市景观破碎化，许多涵养水源的绿色弹性空间相继消失，城市绿网破坏，河流、湖泊等水体受到污染甚至断流。如此矛盾的局面正需要城市规划师在城市规划中找到人与自然和谐共处的关键点，建设具有良好生态基础设施系统的城市[3]，保护好城市的弹性景观斑块，通过绿色、蓝色以及灰色廊道的连接形成生态屏障，组建城市韧性（抵抗灾害的能力），从而创造弹性宜居的城市环境。

2 相关概念辨析

城市过度发展，生态环境变化，水土流失、洪涝灾害等“城市病”被广泛关注，传统观念中被认为是废弃物的雨水，也被重新审视，[4]人们逐渐意识到雨水作为一种可循环资源，影响城市居民的日常生活，关系城市的生态健康状况，塑造城市的景观斑块，组织城市的缓冲空间。城市绿色缓冲空间往往是城市弹性斑块的有机构成体，反作用于城市景观及生态系统，确保了城市的物、能平衡与资源的良性循环。（如图1）

2.1 海绵城市与弹性景观

海绵城市（Sponge City）是指城市能像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“韧性”与“回弹”能力，有效保护和修复城市水生态，缓解城市内涝，削减城市径流污染负荷，涵养城市水资源，复兴城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生态系统功能减少城市洪涝灾害发生。西方国家对雨水的利用由来已久，形成了最佳管理实践（Best Management Practices，简称BMPs）、低影响开发（Low Impact Development，简称LID）、水敏型城市设计（Water Sensitive Urban Design，简称WSUD）、绿色（雨洪）基础设施（Green Infrastructure，简称GI）等措施。这些都是海绵城市（Sponge City）雨水管理的重要理论基础。（如表1）。

弹性景观（Resilient Landscapes）是城市中用于抵抗自然灾害，维持城市生态系统稳定的重要韧性空间，强调基于人工参与的同时注重自然生态系统自我修复的能力。合理设计城市的弹性景观斑块，将不同功能的生态空间与雨水管理、生物栖息、公共休闲和审美需求相结合，连接城市“绿色”和“蓝色”斑块，为城市生态环境搭建起重要的生态保障屏障。城市湿地斑块构成城市景观，组织城市能源循环，如“海绵”一般，在应对城市生态失衡与自然灾难时，为城市生物提供安全庇护港，保护生物的多样性，保证城市景观的稳定与持续发展。

2.2 湿地斑块与弹性修复

湿地斑块是城市生态系统的重要组成部分，具有城市其他生态系统不可替代的多种生态服务功能，被认为是陆地生态系统的最佳利用方式。[10]国内许多学者认为，湿地（Wetland）是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带，是一种复杂的生态系统。城市湿地（Urban Wetland）是指位于城市中，由水文、地貌、植物、动物等要素构成的，要素之间相互联系相互作用形成的具有防洪、污水净化和气候调节等特定功能的一种水陆生态系统。[11-12]湿地斑块对城市的建设贡献主要在于连接了城市（人工斑块）与水域（自然斑块），形成了半自然半人工的中间过渡地带，是重要的城市水陆枢纽与弹性缓冲空间，是城市与自然间的天然屏障，具有以下的生态学意义：

2.2.1 疏导水流，涵养水源

对于城市，湿地斑块无疑是良好的水流“储藏器”，随着城市无序扩张，河渠硬化，防浪堤高筑屡见不鲜。城市给、排水不畅，下雨时地表径流增大，形成快速排水模式，水资源难以保存。[13]城市污水处理不当，水体受到污染，湿地斑块支离破碎，蓄水能力严重不足，导致城市土地河流的水源安全问题。

2.2.2 净化水体，形成良性水网

湿地的植物，在长期自然演替过程中，对水体中的污染物有着一定的过滤、吸附和降解作用。“以绿养水”的生态支持模式[14]，在其自身生态承载力允许条件下，会促进水循环，形成良性水网络。在城市生态环境中，许多湿地斑块以及绿地斑块被河流廊道等联系成绿网，对城市水流起到层层净化的作用，形成天然依水而生的缓冲空间。

2.2.3 可持续发展，形成城市综合“海绵体”

可持续发展，需要可持续经济，首要就是对环境的低影响开发，低成本维护，低干扰管理，让城市可以自由的呼吸，要做到这一点最重要是城市中水的资源化，从而进行景观的弹性组织与资源循环利用。[15]水流的循环利用带来的是能流的循环持续，既促进了城市的物质、能量循环，又可以调节城市的自然环境。[16]

将湿地的弹性修复融入城市建设中，恢复景观斑块在应对城市问题中的稳定作用，从广义的角度理解海绵城市理论，发挥城市绿河流湿地等水陆交界面对雨水的吸纳、缓解作用，充分发挥城市绿地斑块对自然灾害的预防和缓解的能力，采用融、滞、消、散等措施，建设具有自然缓解、自然容纳、自然重构的城市综合“海绵体”（如图2）。[17]

总体来说，湿地的弹性修复设计，需要城市在防御自然灾难时做到以下4方面内容：

①了解水资源的重要性及在城市生态系统中扮演的角色，形成城市应对自然灾害的屏障和缓冲空间；②调节城市旱涝的基础上，加强绿地应对灾害的能力；③以城市绿色空间涵养水源，从而调节城市生态，减少自然灾害；④形成绿色弹性景观斑块，化对抗为共生，使城市生态自我修复能力提升。

3 城市的弹性景观――湿地斑块修复设计

3.1 研究区概况

云南滇池是城市发展中与湖争地，导致城市生态破坏的例子。1950年-1970年随着“围湖造田”运动，滇池先后萎缩近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的启动，阻断水陆能量交流，沿湖湿地斑块严重破坏，城市生态系统失稳，蓄水、净水能力下降，自然灾害频发，昆明城市人居环境受到严重威胁。

研究区位于滇池湖岸东侧水陆交接处，北纬24°53′11″-24°53′34″，东经102°46′4″-102°46′30″，面积约24hm2，是斗南片区城市空间与滇池水域空间最后的生态屏障。研究区全年平均降雨789.6mm，有旱、雨季之分，降雨量集中于5-10月占全年降水量的86%-90%。随着斗南片区发展，城市生活生产废水肆意排放，导致滇池水体富营养化，维持该地区生态平衡的弹性景观――湿地斑块，在“造田”运动中消失殆尽，植被减少，生物生存环境受到威胁，研究区主要面临以下城市问题（如图3）：

①湿地退化，蓄水困难，内涝严重，交通受限。研究区较为平坦，在雨季后存在内涝问题，主要道路被雨水淹没，严重影响区域交通。湿地斑块退化，场地无法储存雨水，造成二次污染。

②水体富营养，水陆交接面硬化，生态失稳。作为水陆媒介的驳岸系统有着重要的生态学作用。研究区均为水泥驳岸，阻隔水陆物质能量传递，造成湿地景观斑块弹性缺失，水体富营养化严重。

③水体分离，排水困难，湿地斑块缺乏弹性。研究区水体分离，水网不联通，不能引导排水，造成雨季水体倒灌，植被受损，动物生境破坏，湿地斑块弹性不足，应对措施不够，无法达到湿地生态系统的自我修复与稳定。

3.2 弹性修复设计与措施

弹性修复，即在分析场地存在的主要城市问题基础上，运用生态设计、柔性恢复等方式进行场地各个景观斑块的修复和重建设计，以较低影响，增强其景观与生态系统应对生态扰动、人类活动及自然灾害时自我修复与重回稳定的能力。

通过对景观斑块的研究比较，依据研究区独特的水文、地理气候等条件，进行湿地生态系统的韧性修复，形成城市中良好的弹性景观斑块。尊重场地原有景观记忆，延续场地景观斑块的演变脉络，减少对场地的破坏。通过水体网络的重构组织场地绿地斑块的修复与更新引导场地产业的转型达到湿地景观斑块的韧性修复，做到低成本修复、少管理维护和弱生态破坏，营造良性、有序的城市景观过渡带。柔化城市边界，促进水陆生态系统物、能循环，形成依托于滇池周边城市的弹性湿地景观斑块。（如图4）基于对水陆交接带湿地斑块修复设计的研究，主要有以下几种方式：

3.2.1 整合地形，构建湿地骨架，通过水网联通形成弹性蓄水空间

在原有肌理基础上，根据场地降水、污染物种类等影响因素，利用研究区原有鱼塘，缓和边形成曲线水陆界面，增加水岸边长，创造供湿地鸟类等生物生存的小环境。增加观赏度的同时活化了水岸，使水、陆之间的物质、能量传递界面增长。

梳理地形，将研究区低洼内涝地块整理开发形成“湿地泡”，设置长淹没区、半淹没区域、偶尔淹没区域，与边界原有鱼塘链接形成净化网络，恢复湿地斑块的生态功能，创造动植物的生活生境，形成应对雨水的弹性空间。

3.2.2 软化驳岸，路网修复，形成多级式水体净化模式

进行水循环交流，将防浪堤岸进行适度开口，形成沿堤内流湿地泡，在防浪堤外增加立体绿化，形成水陆生态廊道，解决水泥堤岸高筑的生态隔离问题，同时也阻止雨水倒灌造成的堤顶路塌方，路网断裂。运用厂区拆卸废料加工形成空中景观高架系统，为湿地恢复提供空间，借鉴海绵城市理论形成水网净化系统，通过过滤池、氧化池、潜流湿地净化泡、表流湿地净化泡、末端强化池等多级式水体净化池，形成弹性可淹没区，收纳雨水，在必要时业区转型后的花卉大棚浇灌使用。

3.2.3 更新地块产业，借鉴海绵城市等理论，形成水循环系统及景观修复机制

海绵城市是关于水循环的智慧，城市湿地作为弹性景观的重要组成部分，作为城市绿地斑块的缓冲空间，为城市的生态健康及经济发展做出贡献。在研究区中依据不同条件，设置雨水的储存装置利用自然集水槽与大棚集水设施，从源头留住雨水。

通过产业更新，在温室大棚区通过立体绿化、无土栽培等技术栽植花卉、中草药等植物。防止浇灌废料中氮、磷等物质流入场地水系统，抬高厂区地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水与浇灌用水，应用生态、物理等水处理方法，由湿地泡净化后排入研究区水网系统，既能够保证水体的自然循环，又能够最大限度的保护湿地、湖泊的水体安全。在湿地内部形成完整水循环系统，从而完成湿地斑块的景观修复，达到城市水陆交界带的柔性回归。

3.3 小结

对滇池斗南片区湿地斑块的修复研究，通过梳理研究区存在的主要生态问题，找到湿地斑块恢复的切入点，重构湿地斑块水网，以海绵城市理论研究入手，形成水循环系统网络，组织湿地斑块的柔性恢复，为动植物生存创造条件。另一方面，将研究区融入城市环境，尊重场地记忆，促使产业转型，把斗南片区的经济支柱产业――花卉贸易与地块产业衔接，形成特色鲜明集聚科研与生态旅游为一体的城市弹性斑块，达到水陆交接面湿地与城市发展的和谐，使城市中的景观斑块得到弹性修复，韧性重构及景观更新。

4 结语

城市发展对自然的掠夺造成绿地斑块支离破碎，水生态恶化、生物生境缺失，城市失去弹性和应对灾害的韧性。海绵城市理念对城市建设带来了健康发展的契机，为僵硬的城市加入地下和地上水系统的互动[18]。城市中的弹性景观空间、绿地斑块等在应对自然灾害时扮演着城市保卫者的角色。湿地作为城市景观斑块的一员，人们更应该意识到保护城市弹性空间与水环境安全的重要性与必要性。在城市弹性空间的景观修复研究中应该站在建设广义的“城市海绵体”水循环的角度上，对绿地斑块进行组织与重构，尊重场地精神，保证场地内部与外部生态循环的自我稳定。

湿地斑块是城市水岸空间的有机组成部分，提供城市中动物生存的必要环境。对城市湿地景观斑块的修复研究，既能对城市景观斑块的弹性进行重构，也能对城市的水安全、水循环和水环境进行恢复，达到城市生态系统的自我稳定与长久发展。湿地景观是海绵城市组成的一个重要环节，斑块间的连接性十分重要。单一的湿地仅仅是城市众多弹性景观斑块中的一员，对水循环、水网络的影响有限，需要在城市规划与设计中考虑绿色生态斑块、蓝色水体斑块与灰色基础设施斑块的连通性，通过韧性修复与设计形成统一的综合网络，才能使弹性斑块在城市的资源循环及应对自然灾害中达到生态效益的最大化。

参考文献：

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篇3

城市排涝管网是城市基础设施的重要组成部分，是衡量城市发展的重要因素，五莲县高度重视城市的排水设施建设，目前已基本完善市政主干管网设施建设，但排水建设仍存在一定的问题，城市内涝、水环境污染等现象一定程度上仍然存在。

随着近十年城市建设的快速发展，五莲县城区现有雨水管道227.41公里、雨污合流管道20公里，城区雨水管道密度每平方公里超过11公里。雨水管道将城区内所有雨水排放城市河流（主要为洪凝河、山阳河）中，城区洪凝河、山阳河河道总长度达到20公里，面积超过300万平方米，自2011年启动河道综合治理，通过河道清淤、砌筑护岸墙、敷设截污管道等工程措施，河道内基本消除垃圾和杂草，行洪断面标准超过到20年一遇，近几年暴雨时行洪顺畅，未发生较大险情。

二、排涝设施建管存在问题和困难

（一）排水设施规划缺乏前瞻性

随着城市建设的不断深入，排水设施建设标准出现新旧不兼容情况，旧的防洪排涝系统难以适应当前的功能需求。如五莲县近年来，虽然已经编制了防洪排涝专项规划，也配合城市道路的建设新建了42公里雨水管道，虽然设计时也考虑到当时的周边环境因素，但随着城市的扩张，尤其是硬化区域的快速增长，部分雨水管道不能满足快速排水需求。

（二）排水设施管理缺位。由于缺乏资金保障及技术支持，

养护单位很难掌握地下管网的实际状况，难以进行管道养护。此外，一些因素导致部分污水排入雨水管道，造成雨水管道排水断面减小，排涝能力削弱。如，五莲县老城区有20公里的雨污合流管道，同时部分小区单位未完全实现雨污分流，生活污水汇入雨水管道，下游的分流管道无法发挥作用，雨水管道积累了大量的淤积物，排水能力降低。

（三）海绵城市建设滞后。海绵城市建设难以全面推行。如五莲年降雨量在600-800毫米之间，虽说降雨量相对较高，但主要集中在6-9月主汛期，其他月份尤其是春季、秋末都会面临很重的干旱。而海绵城市体系既能减少排水，又能合理利用雨水，能显著降低城市洪涝灾害，但目前五莲县海绵城市建设比例还未达到30%，不能发挥出海绵城市降排的作用。 

（四）排水设施智慧化水平不高。实时监测是保证排水防涝管理工作有效性的重要举措，但受制于排水防涝信息化终端建设不足、与城市数字化管理的信息共享不足、信息化监测监测手段、观测精准度、大数据信息分析不足等因素，智慧化管理水平较低，不能及时掌握排水防涝情况。如五莲县利用公安天网、城市数字化管理平台等信息化技术对城市重要道路、关键易涝点进行实时监测，但因为智慧化水平不高，仍然存在滞后性，监控体系发挥不完全。

三、工作建议

篇4

在2013年12月12日中央城镇化工作会议中提出“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”，到2015年12月20日中央城市工作会议中再次强调“要提升建设水平，加强城市地上和地下基础设施建设，建设海绵城市”，短短几年时间，海绵城市已成为实现城市良性水文循环和可持续健康发展的新型城市建设模式。然而随着全国海绵城市建设全面展开，各城市面临从建设模式、前期规划、工程设计到后期绩效考核与运营管理各方面问题和挑战，如何因地制宜、合理高效地选择技术设施与产品成为突出问题和迫切需求。

1海绵城市的概念和作用

所谓的海绵城市指的是城市能够像海绵一样，对外界环境的变化有着较强的适应能力，且在应对自然灾害等方面具有良好的弹性，下雨时能够实现吸水、蓄水、渗水、净水等功能，旱季则可以将蓄存的水“释放”出来并加以利用，这部分功能主要是通过实现综合性“低影响开发雨水系统”的构建并完善。

具体来说，海绵城市建设的重要作用可以表现为以下3个方面：第一，保护水资源，打破传统“以排为主”的城市雨水管理思想，尽可能多地吸纳水资源，为城市所利用。第二，防治水污染，通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种生态化技术，减少雨洪初期雨水对水体的污染。第三，减轻洪涝灾害影响，通过减少径流系数的方式，使较大降雨量得到就地吸纳，降低城市内涝的影响。

2海绵城市建设过程中的难点问题

海绵城市建设是关系到国家生态文明、社会可持续发展和人民生命安全的大事，在全国上下拍手叫好之后却面临着很多困难和矛盾。在建设初期如果缺乏针对性的理性思考，一味跟风、模仿，不能及时反思和评价，则会造成极大的浪费，欲速则不达。

2.1“绿色海绵体”不足是全国普遍存在的问题

目前全国范围普遍存在“海绵体”不足的现象，主要是因为城市房地产开发过热，城市土地价值哄抬过高，开发商受经济利益的驱使进一步加速了土地的地产开发流向，造成了公共绿地面积减少，硬质地面增加，最终导致可以吸水的绿色海绵体严重不足，使国内的海绵城市建设缺少了基础实力。

2.2社会认知不够

我国是一个世界上严重缺水的国家。人们在遭受瞬时暴雨灾害的同时，并没有意识到雨水被大量排放所造成的严重后果，因此，对于立足于将雨水变害为利的海绵城市建设的认知也不够深刻。目前对于海绵城市建设的热情仅局限于相关政府、建设及设计单位。人们对于相关改造的必要性和造成的不便不认可不支持，也会影响建设进程。

2.3缺少相关政策法规的支撑

海绵城市建设作为一个新生事物，处于摸索尝试阶段。很多问题尚未预见，相关政策法规的出台也需要随建设的实践慢慢推进，需要在建设中总结分析，并实时调整。因此没有有力的政策法规支撑，没有建设行业标准的硬性要求，建设中会存在混乱和无法可依的状况，也会影响建设力度和成效。

2.4突袭式建设存在弊端和风险

海绵城市突袭式建设会给城市带来很多尚未预见的风险。比如，改造道路绿化带为海绵体的做法，在一定程度上缺乏理论支撑和安全评价，尤其对于济南等北方城市，植物品种普遍耐涝性差，夏季瞬时雨量大，可能给全市园林绿化造成灾难性后果。海绵城市建设需要改造原有市政设施，在一定程度上会破坏基础结构，因此需要进行严密的风险评估，避免改造中的人为灾难。积蓄雨水的后期净化处理和再利用不仅成本较高，处理效果和利用中也存在一定的安全风险。除此之外，还有很多问题会随着建设的深入和后期的应用逐步显现，需要各方面密切监控并及时处理。

2.5科技研发滞后

海绵城市建设在中国是一个新生事物，现有的经验和技术多为借鉴，自我研发需要大量经验的积累和分析，也需要全面评价建设效果，因此需要很长一段时间。而且研发需要专业人才和资金的大量投入，人才的培养更不是一日之功，因此国内的海绵城市建设还会有一个很长的艰难探索和成长阶段。

3海绵城市建设过程中的技术关键点

3.1因地制宜，合理确定规划控制目标和低影响开发技术选择

第一，通常情况下，规划控制目标是海绵城市建设的一个非常重要的选择因素，具体则可以分为径流峰值控制、雨洪利用、径流污染控制等多种可选条件。这些条件的选取，对城市建设的标准和实施效果具有决定性影响。加上各个城市的区域位置、水文特点以及气象条件等因素存在较大的差异，规划控制目标也就有一定的差别，因此要做到科学必选，因地制宜。此外，还可将径流总量控制作为海绵城市建设中重要的规划控制目标，并制定合理的实施策略。低影响开发主要对包括地块透水铺装率、下沉深度、下沉式绿地率以及绿色屋顶率等单项指标进行控制等。

第二，选择低影响开发技术应遵循资源节约、保护环境、因地制宜，经济适用等选择原则。合理选择低影响开发雨水技术及组合方式，包括截污净化系统、储存利用系统、渗透系统、开放空间多功能调蓄、径流峰值调节系统等原因。在这里，尤其要注意运用因地制宜原则，针对属于干旱缺雨城市，首先应对考虑吸纳收蓄和利用雨水，而针对南方多雨地区的城市，则应侧重于雨水的迅速收集与排放。

3.2依据投资来源，合理确定开发主体，严格落实海绵系统的设计、建设工作

政府部门统筹管理，市政、规划、国土、交通、水务、园林等职能部门在各相关规划编制过程中严格落实低影响开发雨水系统的建设内容。政府对城市道路、公共绿地等的低影响开发设施建设工程的投资，由当地政府筹集资金。社会投资项目由企事业建设单位自筹资金。政府可利用建设奖励机制，调动社会资本参与海绵系统建设。

3.3依据项目性质，建立并完善设施维护长效机制

依据职责分工，公共项目类低影响开发设施是由各相关部门负责维护，而针对社会投资类低影响开发设施，则是由所有者负责维护管理。日常维护和雨季前设施的检修维护则是由维护管理部门负责。

3.4加强政策引导、标准规范的制定

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雨水花园作为绿化生态蓄滞区，是自然形成或人工挖掘形成的浅凹绿地。由树皮或植被作为覆盖，具有蓄水、净水和收集雨水的功能，用来吸收屋顶或地面的雨水，通过将雨水滞留下渗来补充地下水，降低暴雨地表径流，是一种生态可持续的雨洪控制和雨水利用设施。主要应用于居住区、街道和城市广场、城市公园。居住区雨水花园不仅可以改善屋顶积水，还可以增加绿化面积。街道中的雨水花园主要是在人行道边设置绿化隔离带。雨水花园通过蓄水和净水的功能降低地表径流、降低雨水污染、实现雨水循环再利用，同时可以有效地缓解路面积水的压力。

雨水花园的建造结构

（1）蓄水层。主要是对雨水进行短暂的储存，蓄水层深度是影响设施储水能力的主要因素，蓄水层越深，储水能力越强。早期的设计手册要求设施蓄水深度为150毫米，一般要求积水在24小时内排干，如蓄水层深度增加则要求具有更高的渗透能力；但是，蓄水深度增加，不利于植物生长，也不能确保景观质量，建议设计时选择蓄水深度为150～300毫米。

（2）覆盖层。主要是用树皮进行覆盖，作用是保持土壤的湿度，避免土壤硬化影响雨水渗透，覆盖层的深度为50～80毫米。

（3）植被种植层。具有很好的过滤和吸附作用，在种植土表层铺树叶、树皮等覆盖物，防止雨水径流对表面土层的直接冲刷，减少水土流失。还可以使植物根部保持潮湿，为生物生长和分解有机物提供媒介，并过滤污染物，种植层所选的植物多为多年生草本植物。

（4）人工填料层。一般选用渗透性好的人工或天然材料，填料层是雨水花园的主体部分，设施通过填料的物理、化学和其中微生物综合作用削减径流污染。早期的设计手册推荐用渗透速率较高的沙质土壤作为填料，土壤掺沙会降低土壤的保水能力，不利于植物生长。因此，除了向土壤添加沙以外，还应添加锯末、木屑等有机质，提高其保水性能，提供适宜植物生长的条件。

（5）排水层。填料下层原状土壤渗透速率一般小于填料层，因此当地下水较高时，为避免上层填料饱和，需设置排水层，存储不能及时下渗的径流。排水层常由沙或者沙砾组成，深度通常取150～300毫米。中间可设置直径为10厘米的穿孔管，雨水渗透穿孔管可流入附近的河流。

雨水花园的植物配置

雨水花园在植物配置时，应选择适合本地生长的乡土植物，乡土植物适应性强，具有较强的去污能力，同时能彰显地方景观特色。此外，还应注意乔木与灌木等不同植物类型在旱季和雨季的合理搭配。

（1）吸收和净化污染物。污染物随着雨水渗入雨水花园，这些污染物包括重金属、营养物和沉淀物，雨水花园中的植物可以吸收和净化这些污染物，对土壤中氮、磷等物质净化，特别是能够对重金属拦截和清理。生长旺盛既耐干旱又耐水湿，去污效果强的植物，有美人蕉、芦苇、凤眼莲等，风车草、香根草等对土壤中氮、磷的去除及重金属吸收有一定效果。除此之外，还有一些植物可供选择：

乔木类：红枫、樟树、落羽杉等。

灌木类：对二氧化碳、氯气抗性很强的夹竹桃，绿地中有金边黄杨、金叶女贞、南天竹、木槿、杜鹃、海棠、紫薇、龙爪槐等。

草本：美人蕉、细叶芒等。

水生植物：慈姑、芦苇等。

草本植物：停车场及行道树树池下的草本植物有麦冬、玉带草等。

（2）选用适应能力强的植物。植物的选择既要适应湿地环境也要具有抗旱能力，要有较强的抗冻、抗热、抗虫害特性。

（3）选用具有观赏性的植物。雨水花园除了具有蓄水、净水的功能外，还应具有一定的观赏价值，遵循造园艺术的基本原则，植物的色彩与形态要与所处的环境相适应，同时要结合景观欣赏的季节性。

雨水花园的应用

（1）屋顶花园。城市中小区住宅建筑密度一般较大，可以将雨水花园的技术应用到屋顶花园中。屋顶的雨水污染程度小，雨水收集系统结构相对简单，运行成本低，为雨水收集提供了便利，屋顶花园与绿地雨水收集主要包括种植层、过滤层、排水层、防水层、保温层、找平层和屋面结构层。屋顶的雨水收集主要是通过雨水管流入滤水池，无须再重新设置其他雨水收集设施，滤水池要做好防水处理，避免破坏建筑结构，滤水池池内一般铺设卵石并种植植物，以过滤水中杂质，当滤水池的水超过其自身容量后，雨水会流入绿地。

（2）街道。可以选择透水性能好的材料，如透水砖或者石块铺砌，石块与石块之间填充泥土、煤灰等，可以通过改变排水坡度，将雨水引入两旁的雨水花园，通过绿地渗入地下，有效降低道路积水的压力。街道雨水花园的建设主要有两种形式，第一种是绿化带紧邻道路两侧，主要是人车混行的道路，可以在雨水花园的地方把道路侧石断开，形成雨水的流入和流出口；第二种是绿化带位于人行道路的一侧，由于人行道路分隔了市政雨水系统和雨水花园，所以要在人行道路下设暗沟，使市政雨水花园和市政雨水系统连接起来。

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【中图分类号】 TU984.2 【文献标识码】A

【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2016.21.004

近年来，我国城市水灾频发，造成了巨大的经济、财产损失，严重影响了城市的正常安全运行，并受到了媒体、公众和政府的高度重视。城市水灾包括城市洪灾和城市内涝，很多专家学者从不同的角度探讨了城市内涝的产生原因和解决途径，并各有建树。城市水灾产生的原因是多方面的，包括：政府的重视和投入、社会和市民的期望值等社会因素，气象条件等自然因素，防灾工程建设等工程因素，工程设施的运行、调度与管理等管理因素和民众的防灾减灾意识等多方面因素。目前来看，政府的重视和投入、社会和市民的期望值等社会因素都期望减少和避免城市水灾的产生，气候变化等自然因素可以通过科学的预测体现在防灾工程的建设标准之中。所以，笔者认为：建设高标准的防灾工程设施是最关键且最重要的防灾措施。有了高标准的防灾工程设施，才能有效地通过工程设施的运行、调度与管理等措施实现防灾减灾的目的。为了科学规划建设城市水灾防御工程，抵御城市内涝，本文仅从工程的角度探讨如何构架城市水灾防御工程的系统科学问题。

我国城市水灾的二元体系架构

人类从农耕社会逐步发展到现在以城市为中心的现代化社会，现代文明促进了城市的发展、壮大。城市是一个人口和社会财富高度集中的区域，为了提高城市的土地承载能力，城市从自然生态系统逐步转变为人工生态系统，它的生态安全、排水安全和防灾安全都依赖于相应的工程设施提供保障。目前，我国已经建设了比较完善的城市防洪工程和城市雨水排水工程。

滨水城市一般沿河、湖、海岸线等水体岸边建设有防洪、防潮堤坝，相关河流水系建设有高标准的防洪水库、堤坝和滞洪区以保护城市免受外部洪水的危害，城市防洪工程的设防标准与城市的重要性有关，设计依据是城市防洪工程设计规范。在设防标准以下，防洪工程应保证城市的防洪安全。目前，城市防洪工程已经有比较完善的规划设计标准体系和工程实践经验。

几乎所有的城镇规划建成区范围以内，都建有地下雨水排水管网或合流制管网，用来排除规划建成区以内的暴雨径流，保障城市排水安全。其作用是补偿城市建设过程中对地表排水沟渠的破坏、提高排水能力、保护城市免受暴雨灾害和为市民提供舒适的生存条件。城市雨水排水工程的设计标准、设计依据应符合城市排水设计规范。在设计标准以下，排水工程应保证城市的排水安全。目前，城市排水工程也已经有比较完善的规划设计标准体系和工程实践经验。

城市规划建设的防洪工程和雨水排水工程共同构成了我国城市水灾的二元体系架构。城市防洪工程由水利部门负责，有专业的人才培养体系和高等院校、工程规划建设的理论、技术标准体系以及运行维护机构。城市雨水工程由城建部门负责，同样有专业人才培养体系和高等院校、工程规划建设的理论、技术标准体系和运行维护机构。在两个体系都正常运转的条件下，为什么还会发生城市内涝灾害呢？其原因是城市雨水管网设计标准偏低，经常发生雨水排水系统“失效”工况，而且没有对超标雨水做出安排，任由超标的地表漫流雨水流到城市低洼地区造成内涝灾害，而城市的管理者处于没有任何解决之道的尴尬状态。

2012年，由住房与城乡建设部完成的亚洲发展银行技术援华项目“城市雨水管理与内涝防治”的咨询报告全面分析了我国法律、机构、技术和投资等方面存在的问题，并提出了解决问题的建议。研究发现，我国城市雨水排水设施设计标准偏低，超过雨水排水标准的内涝事件经常发生，且许多城市没有对超标雨水产生的地表漫流做出相应的工程安排。调研发现，发达国家采用两种方式解决导致城市内涝的超标雨水地表漫流问题：其一是建设高标准的城市地下雨水排水设施；其二是利用城市道路排除超标雨水，对超标雨水进行约束，设计标准可以达到“百年一遇”。我国的经济处在高速发展之中，即将迈入中等发达国家行列，国外发达国家的先进经验和技术值得借鉴，那么我们应采用哪种方式解决城市内涝问题呢？

我国一直以来都采用城市排水工程和城市防洪工程的二元工程体系架构来解决城市的水灾问题。2011年以前，主要采用排水管网工程排除城市雨水，没有对超标雨水做出工程安排。传统的思维方式是通过提高地下雨水管网的设计标准来解决城市内涝问题，可以学习的范例有我国香港地下雨水排水工程“50年一遇”的设计标准、英国伦敦“30年一遇”的设计标准。采用这种方式进行管网改造或重建的优点是没有理论和技术方法方面的困难，而缺点是大范围开挖对城市造成的负面影响以及管网沉积造成的运行维护费用增加，同时还应考虑地下空间利用等问题。因此，这种方式适合在新建城区进行探索。

《室外排水设计规范（2011版）》首次提出“内涝”的概念，在《室外排水设计规范（2014版）》颁布以前，一直将排水标准作为内涝的防治标准。因此，很多人将排水管网提标改造作为解决城市内涝的核心技术。《室外排水设计规范（2014版）》从顶层设计角度，建立了涵盖“源头控制体系”“排水管网系统体系”和“内涝防治体系”的城镇排水系统标准体系框架。根据该规范提出的体系框架，第二种建设与改造的方式是参考北美与澳大利亚等国家，建立城市排水、内涝防治和防洪三套工程体系架构，一并考虑城市雨水系统的防灾问题。内涝防治的工程措施包括源头的削峰调节池、利用道路纵坡排除超标地表径流的行泄通道、建立大型调蓄设施以及城市内河、湖的排涝泵站等。

两种解决方式的差别在于是将眼光局限于城市排水的范畴，还是从整个城市雨水系统的角度出发来构架工程系统。为深入探究，我们必须提高现有排水管网的设计标准，同时制定新的内涝防治标准，并且要与城市排水标准和防洪标准相衔接。

国务院2013年的《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》为科学防治城市内涝灾害提出了从规划做起的基本要求。2014年1月1日颁布的《城镇排水与污水处理条例》为科学防治城市内涝灾害奠定了法律依据。《室外排水设计规范（2014版）》为科学防治城市内涝灾害制定了防治标准。在《住房城乡建设部关于印发城市排水（雨水）防涝综合规划编制大纲的通知（建城[2013]98号）》的基础上，全国各地都在应用《城镇内涝防治技术规范》中提出的相关技术，积极编制城市排水（雨水）防涝综合规划。目前，海绵城市建设已经被提上城市排水防涝综合规划的议事日程。为了更好地将以上精神落实到工程之中，定义科学防治城市内涝灾害的设计工况就十分必要。国务院办公厅2015年出台的《关于推进海绵城市建设的指导意见》中要求：“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解，通过海绵城市工程建设逐步完善城市内涝防治工程体系。”

由于城市内涝是最近提出的概念，城市内涝灾害相关的基本概念一直困扰着工程技术人员和社会公众，因此应进行深入研究予以澄清。城市内涝灾害是城市水灾的一种，城市内涝灾害防御工程是城市水灾防灾工程的重要组成部分。

我国的城市水灾防灾工程体系

城市水灾防灾工程体系包括城市雨水的管理、排除和防止河水倒灌或洪水泛滥的一整套工程设施，这一整套工程设施是防治城市内涝灾害的重要基础条件。

为了实现城市排水（雨水）防涝工程体系防灾、减灾的目的，并考虑到定量化规划、设计该工程体系，我国参考国际发达国家的经验和本国具体实践，按照雨水的流动方向，从上游到下游将城市水灾防灾工程体系划分为5个单项工程：源头控制工程（海绵城市建设――低影响开发部分）、雨水排水管网工程（小排水系统）、内涝防治工程（大排水系统上游）、排涝工程（大排水系统下游）和防洪工程。5个单项工程互为上下游关系，定量化共同分担防止内涝灾害发生的责任。

源头控制工程。降落到城市规划区范围以内的降雨，在小区或街坊内产生地表径流，地表径流的量取决于用地性质和地表覆盖种类。科学地规划建设各种用地性质的雨水径流过程，可以有效地控制进入雨水管网的流量过程线特性。

源头控制工程采用调蓄或增加入渗等低影响开发（LID）和雨水利用典型技术，主要设计参数为降雨量（mm）。常用的设计调蓄水量为10～30mm，实际降雨量小于设计值时，源头控制工程将所有降雨蓄存在建设小区以内。实际降雨量超过该工程的设计值后，该工程会失效，将产生向源头控制工程以外的排水过程。

从原则上讲，通过工程设施可以将全部的降雨滞蓄在进入雨水管网之前的地表径流阶段，但是，在大城市寄希望于通过源头控制工程解决城市内涝问题可能是不经济和不安全的。采用源头削峰技术可以有效解决超过雨水排水管网能力的雨水外排问题，还应对有关问题进行深入研究。

雨水排水管网工程。在城市规划范围以内，都要求建设城市雨水管网，来排除设计重现期以内的暴雨径流，以保证城市居民在降雨期间出行方便。降落在城市规划区内的暴雨，产生地表径流后，从建筑小区、工厂、学校、单位等区域设计地面流向道路，并通过道路边沟进入设置在路边的雨水口，之后进入地下雨水管网系统，雨水管网收集地表径流以后排向下游的受纳水体（排涝工程或防洪工程）。由于城市雨水管网的设计重现期与城市内涝防御工程设计重现期相比有很大差别，并且都比较低，所以北美和澳大利亚等国称城市雨水管网为小排水系统（minor drainage system）。在我国的规划设计理念中，超过雨水管网排水能力的暴雨径流可以暂时蓄存在地表低洼处，待暴雨过后或管网有富余排水能力时再排出，所以在超过管网排水能力的大暴雨条件下，一定会产生城市区域内积水问题。

根据推理公式法设计理论，城市雨水管网的主要设计参数是设计暴雨强度（mm/min或l/s.ha），常用的设计重现期为2～5年。如果将设计标准提高到30～100年，有很多新的问题需要探索，尤其是对下游排涝设施的影响。

内涝防治工程。城市规划区范围内产生积水问题是一种自然现象，超过城市雨水管网排水能力的暴雨径流聚集在城市低洼地区，造成一定经济或财产损失，即产生内涝灾害。城市内涝灾害是一种发生在城市规划区范围内新的自然灾害，是改革开放以后经济发展带来的新问题，确定城市内涝防治标准、建设城市内涝防御工程是保护市民财产和保证城市快速、安全运行的重要前提。我国原有的城市规划设计理论不包含城市内涝灾害防治的内容，所以内涝防治工程规划建设是一种新的需求。为了科学构建城市内涝工程防灾体系，《室外排水设计规范（2014版）》列出了城市内涝综合防治标准，设计重现期范围在20～100年，远远高于城市雨水管网设计标准的2～5年。美国、日本、欧盟等国家均对内涝设计重现期做了明确规定。我国在此之前没有专门针对内涝防治的设计标准，《室外排水设计规范（2014版）》修订增加了控制地面积水方面的内容，并规定了内涝防治系统设计重现期和积水深度标准，用以规范和指导城市内涝防治工程的设计。

发达国家和地区均建有城市内涝防治系统，北美和澳大利亚等国称为大排水系统（major drainage system），主要包含雨水明渠、坡地、道路、深隧、内河河道和调蓄设施等。由于我国行政管理和专业分工与国外有一定的差异，排涝工程和防洪工程由水利部门负责，城市排水和城市内涝防治工程由建设部门负责。城市内涝防治工程包括行泄通道和调蓄设施，其中行泄通道由道路和大排水通道组成，将超过排水管网排水能力的地表径流排入下游水体。

城市区域内规划设计的道路除了保障交通运输的任务以外，还应承担排除雨水的任务，即：排除自身产生的暴雨径流、排除上游和周边区域产生的暴雨径流以及作为输送超标雨水的行泄通道。雨水口和检查井都设置在道路之上，源头区域产生的地表径流只能通过道路才能进入雨水管网，超标的暴雨径流一般都聚集在道路之上，只能通过科学合理地设计道路的坡度和断面才能及时排除。因此，道路设计方法的改进和创新是构建城市内涝防治工程体系的关键。

排涝工程。城市排涝工程是保证城市运行安全的工程设施，是城市雨水管网和城市内涝防治工程的下游排水通道，由河道和排涝泵站等工程设施组成，是保证城市雨水排水工程和城市内涝防治工程正常工作的重要工程设施。

城市排涝工程采用与暴雨强度相关的排涝模数进行设计，设计标准一般为设计重现期20年，设计依据一般为城市或区域的水文手册，主要由水利工程师负责设计。

排涝工程的设计水位超过城市雨水管网和城市内涝防治工程的下游设计水位，就会对城市雨水管网和城市内涝防治工程的排水造成顶托，影响排水能力。如果水位过高就会通过城市雨水管网和城市内涝防治工程设施倒灌进城市规划区范围以内，形成严重内涝灾害。

目前城市排涝工程的设计方法是从农田排涝实践发展而来，排水时间等设计参数还应该从城市的需求来考虑，模型技术的推广应用也应予以重视。

防洪工程。城市防洪工程是保障城市安全、保证城市免受洪水灾害的工程设施，由水库、河道和滞洪区组成。它是城市排水、防涝和排涝工程的下游排水通道，对城市内涝防治的作用非常重要。

城市防洪工程一般采用设计流量作为设计参数，设计标准一般为50年以上，设计流量通过对观测河流的洪峰流量进行数理统计的方法确定，设计水位是城市排水、防涝和排涝工程的重要设计参数。水位超过洪水设防标准以后，所有的排水设施，包括城市排水、防涝和排涝工程都会失效，将产生严重洪涝灾害。对此，应研究包括城市雨水排水工程在内的所有影响因素的水力模型，全面评估各种情况下城市的防灾能力。

城市水灾防灾工程体系各个组成部分的相互关系

源头控制工程、雨水排水管网工程（小排水系统）、内涝防治工程（大排水系统上游）、排涝工程（大排水系统下游）和防洪工程这5个单项工程共同分担防止内涝灾害发生的责任，5个单项工程缺一不可。目前，我国内涝灾害频发以及对内涝灾害认识混乱的根本原因是由于内涝防治工程缺失和整个系统的不完善。科学构建适合我国国情的城市水灾防灾工程体系，并建立各个组成部分的相互边界关系，对于提高城市防灾能力来说十分重要。

城市排水（雨水）防涝系统的规划建设涉及到城市防洪排涝、内涝防治、城市排水、低影响开发、雨水利用和合流制改造等多个研究领域，与水利工程、市政工程、市政道路工程和环境工程密切相关。目前，由于各个领域的交叉衔接等问题，造成很多概念混淆。为保证我国排水（雨水）防涝系统的规划建设工程实践沿着正确的方向发展，笔者认为应通过学习国外发达国家的先进经验，结合我国的实际技术经济条件，建设5个单元工程体系，依据中国国情建设城市水灾防御工程规划的体系架构。

内涝防治工程是城市内涝防灾的主体。城市排水（雨水）防涝系统包括城市洪水灾害的安全处置、城市内涝灾害的安全处置和城市排水安全。城市化发展过程中片面追求发展速度以及地上、地下不和谐的发展倾向，导致了近年来中国城市区域内涝灾害频发，这不仅严重影响城市居民的正常生活，也对城市的安全运行和城市的良性可持续发展构成了挑战。在我国，城市防洪由水利部门负责，经过几十年的建设已经形成比较完善的体系。城市内涝灾害防治和城市排水由城建部门负责，已经建成的城市排水管网只能排除小重现期条件下的降雨径流，能够应对高重现期条件下内涝灾害的防御体系几乎是空白。城市雨水排水标准普遍偏低，虽然已经制定了城市内涝防灾标准，但是缺乏相应的工程体系建设经验，同时预警机制不够健全、部门之间缺乏协调联动等，暴露出了城市内涝风险管理体系的不完善。

各个单项工程的责任。由源头控制工程、城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程和城市防洪工程共同组成应对城市水灾的工程体系，应明确它们之间的边界条件，以便分清责任。

城市防洪工程的边界条件是保证城市的过境河流和水系不泛滥成灾，即：防止外洪威胁城市的安全，从流域层面保证河流行洪通道通畅，蓄滞洪区工作正常；从城市层面应保证城市安全，防止外部洪水泛滥进城。主要由地方政府的水利部门和国家水利部负责，国家和地方的防汛抗旱指挥部负责协调防汛、抢险和救灾事项。

城市排涝工程是城市防洪工程的重要组成部分，城市排涝工程的设计标准是保证排除城市涝水的设计水平，是城市区域降雨径流可能排入受纳水体的限制性条件。

城市排水工程的边界条件是保证在小重现期暴雨（一般地区2～5年）的条件下，城市区域不产生严重积水，不影响城市的正常运行。主要由地方政府的城建部门（或水务局）和住房与城乡建设部负责规划、建设、运营和管理。

城市内涝防治工程的边界条件是保证在大重现期暴雨（一般20～100年）的条件下（与城市内涝防治工程设计标准有关），城市区域不产生内涝灾害，不影响城市的正常运行。城市内涝防治工程的上游边界条件是城市排水工程，即超过城市排水管网排水能力的降雨产生的地表径流进入城市内涝防治工程，下游边界条件是城市防洪工程（排涝工程），即城市河流水系等所能够接纳的城市区域的降雨径流水量。因此，城市应建设排除或蓄存超过排水工程排水能力、小于内涝防治工程建设标准的暴雨径流的工程设施，保证在发生城市内涝防治工程建设标准以下的暴雨事件时不发生内涝灾害。笔者认为，该项工程应由地方政府的城建部门（或水务局）和住房与城乡建设部负责规划、建设、运营和管理。

源头控制工程、城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程和城市防洪工程5个单元工程体系构成一个完整的应对城市区域洪、涝灾害的工程系统，它们相互联系、相互影响，是一个有机的整体，缺一不可。由于我国缺乏足够的经济实力，无法效仿香港将排水、防涝、防洪三套工程合为一套，按照防洪工程标准建设同时具有防洪、排水和城市内涝防治功能的排水工程。我国现有的排水工程建设标准偏低，也学不了英、美等国建设高标准的城市排水工程和城市防洪工程，辅助建设部分城市内涝防治工程设施的方式。我国可以参照澳大利亚建设三套工程体系的经验，结合我国具体实践，创新性地构架中国防治城市区域洪、涝灾害的工程系统，科学规划建设城市排水工程、城市内涝防治工程和城市防洪工程三套工程体系，即5个单元工程。

各个单项工程的相互关系。源头控制工程、雨水排水管网工程（小排水系统）、内涝防治工程（大排水系统上游）、排涝工程（大排水系统下游）和防洪工程这5个单项工程共同承担防止城市内涝灾害发生的责任，5个单项工程缺一不可。其中任何一个环节出现问题都会导致城市区域严重积水，并引发城市内涝灾害或城市下游发生洪水灾害。

城市附近的水利工程是城市排水工程的下游受纳水体，目前排水工程和水利工程的设计衔接关系是水利工程的设计水位，一旦水利工程的实际运行水位超过设计水位，城市区域内的雨水就无法顺利排入下游水体，就会产生由洪水引发的城市内涝灾害。在大暴雨期间城市区域产生的大量积水就相当于流域的滞洪区，对削减下游河道的洪峰流量有一定好处。如果不加评估就增加向河流排放的洪峰流量，就会产生由城市内涝导致的下游洪水灾害。

在规划设计城市雨水管网时，应根据规划用地地表情况确定径流系数，因为该径流系数决定了城市雨水管网的排水能力。如果在管网建成后改变了用地特性，增加了不透水地表的比例，就会出现由地表特性改变导致雨水排水管渠工程提前失效和实际排水标准变低的现象。

工程失效。当实际运行工况不能满足设计工况条件，如实际的暴雨超过了排水和防涝工程设计的能力，或者下游受纳水体水位超过了设计水位，都会导致排水（雨水）防涝工程失效。对此，应该建立评估方法和评估程序对城市产生内涝灾害的原因进行科学评估，分清责任，对城市内涝灾害造成的损失建立追责和问责机制。

规范标准的衔接问题

在源头控制工程、城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程和城市防洪工程5个单元工程体系中，设计标准的表述方式不同，大体可以分为3类：源头控制工程采用降雨量；城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程采用降雨强度，用重现期表示设计标准；城市防洪工程采用观测洪峰流量的重现期。源头控制工程只能计算出总调蓄水量，没有数理统计的重现期设计标准概念，也无法计算出设计流量，因此对于高重现期极端暴雨事件的应对能力应慎重对待。城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程都采用降雨的重现期来确定设计标准，《室外排水设计规范（2014版）》已经推荐采用年最大值法采集暴雨样本资料，为协调3个工程的设计标准奠定了基础。如果采用相同的基础暴雨资料，应采用同样的资料整理方法，则在相同设计标准条件下，暴雨强度值应该是相同的。城市防洪工程的设计标准与其他工程的标准不同，没有对应关系。

采用年最大值法采集暴雨样本资料，设计工况条件下假设有充沛的前期降雨，因此源头控制工程设计调蓄水量对城市排水工程、城市内涝防治工程和排涝工程的影响很有限。

城市防洪工程、排涝工程与城市排水工程和城市内涝防治工程的设计标准衔接可以简单地处理成设计工况的水位衔接，将来可以采用流量演算的方法进行流量通行能力的衔接。

结论

为了科学构架城市排水防涝工程体系，结合我国国情和现行的规范标准体系，本文提出了5个单元工程体系架构的设想，并探讨了5个单元工程的组成、分担的任务、相互关系和设计标准衔接问题。

源头控制工程以调蓄降雨量为设计参数，无法与排水工程的设计暴雨强度相衔接。

城市排水工程、城市内涝防治工程和排涝工程都采用设计暴雨强度作为设计参数，并且采用相同的年最大值采样分析方法，设计标准和设计计算方法应进行协调，以保证系统的安全性和可靠性。

在总体框架下，应科学划分5个单项工程的任务和上下游边界条件，各个单项工程应完善其设计计算方法，并建立完善的监管体制，明确产生城市内涝的工程原因。

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5种原因导致运动损伤

忽略器材使用说明

很多人在使用公共健身器材的时候，没有仔细看使用说明，只是一味地照着别人的姿势去做或者靠自己琢磨，也不知道在这种健身器材上锻炼能达到什么效果，甚至健身几年来，却叫不出器材的名称。

随时随地都做压腿锻炼

有些人会选择在一些位置比较高的器械上进行压腿练习，由于此器械不是为压腿而设计的，就很容易导致腿部肌肉过度拉伸，或者单腿时重心不稳，导致身体其他部位受伤。即使选择了正确的器械，如果准备活动不充分，也很容易引起肌肉拉伤。

管理不当，破损程度大

很多公共健身器材管理和维护并不健全，损坏程度比较严重，使用损坏的器械来做运动，安全无法保障，也会给身体带来伤害。

跟着别人做动作

公共健身器材有很多人使用，可不同的人使用健身器材时，力量、速度、幅度都是不同的，如果勉强自己跟别人做同一个幅度、频率的动作，也很可能导致肌肉损伤。

没有辅助设施

有一些高空攀爬的运动，根据要求应该在设备下方配备海绵、缓冲垫等设施，防止由于上臂力量不足导致的坠落摔伤。但是，基本上公共健身器材都修自水泥地面，软性的缓冲设施都没有，一旦中老年人使用，意外发生就会导致骨折甚至造成颅内出血等严重后果。

公共健身器材用法简介

公共健身器材主要有跑步机、组合单杠、平衡滚筒、旋转健腰器等，看看怎样使用它们，才是正确的。

跑步机

锻炼部位：锻炼下肢的肌肉、髋关节、膝和腰部肌群力量以及活动度,同时有助增强心肺功能。

注意：双手应紧握横杠，防止摔下；双腿摆动幅度不宜过大，避免肌肉拉伤。

组合单杠

锻炼部位：增强上肢及背部肌肉力量，可牵拉手腕、上肢肌群等，增强关节的柔韧性与灵活性。

注意：双手紧握横杠，防止摔下受伤。

平衡滚筒

锻炼部位：可增强心肺功能及关节柔韧性，提高人体的平衡与协调能力。

注意：紧握横杠，待平衡滚筒静止时，才能上、下器械，运动开始时要慢，然后逐渐加快。老年人身患心血管疾病、椎动脉型颈椎病、耳石症、易晕车或晕船者不能使用该器械。基本不建议老年人使用该器材锻炼，掌握不了平衡协调很容易跌倒。

旋转健腰器

锻炼部位：活动腰部关节，放松腰背肌肉。尤其适用于腰部活动障碍、腰肌劳损及周身疲乏等症。

注意：扭转时腰部要有所控制，幅度不宜过大。切记手始终不要离开手柄，要保持扭腰的转角在45度以下，扭转速度要缓慢和均匀，才能做到健身而不伤身。

腰背按摩器

锻炼部位：按摩腰、背部肌肉，疏通经络，调整相关脏腑功能，提高人体抗病能力。人体紧靠按摩器，上下左右缓慢运动。该器材特别适合于老年人。

注意：用力适中，动作要由缓到快。

单人健骑器

篇8

中图分类号：TU336.2 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）36－0032－02

1前言

我国木结构建筑有着悠久的历史，早在3 500年前就已经形成了用榫卯连接梁柱的木结构框架体系，到盛唐逐渐成熟，现在许多大型的古代木建筑都没有坏。现在的桁架结构经过传统的设计和加工技术，逐步进入现代胶合木结构自行设计与加工应用阶段。随着越来越多的建筑使用木结构，木建筑的防火措施尤为重要。

2木结构建筑出现火灾的原因

2.1木结构建筑耐火等级较低

许多的木结构建筑，经过多年的干燥，木材构件成了全干的，含水量很低，极易燃烧，特别是一些枯朽的木材，由于质地疏松，在干燥的季节遇到火星也会起火，且一旦起火，屋顶内部的烟和热不易散发出去，容易使温度积聚，迅速导致“轰燃”。在发生火灾时，建筑的梁、柱、椽等构件表面积大，木材的裂缝和拼接的缝隙多，大多数情况下通风条件都较好，有些建筑建在山地之间，发生火灾后火势蔓延快，燃烧猛烈，极易形成立体燃烧。很多木建筑中的可燃、易燃物多，火灾荷载远远高于现行国家标准所规定的火灾负荷量，火灾危险性极大。

2.2木结构建筑密度大，无防火间距

很多木结构建筑的修建随意性较大，缺乏统一的规划和整体布局，多数为成片修建，防火间距严重不足，且大多数木结构建筑都是以各式各样的单体建筑为基础，组成各种庭院。在庭院布局中，基本采用“四合院”和“廊院”的形式，这两种形式都造成了建筑布局密集，缺少必要的防火分隔和安全距离，如果其中一处起火而得不到及时有效的控制，毗连的木结构建筑很快就会出现大面积燃烧，形成“火烧连营”的局面。此外，一些建筑的跨度大、空间大且高位窗口多，在火灾情况下，极易形成“烟囱”效应。

2.3火灾扑救困难

很多木结构建筑位置往往距离最近的消防站也要数十公里，无法依托城市的消防基础设施，而且一旦建筑发生火灾，火势就会迅速蔓延，此时城镇消防站也没有办法。有些地区道路崎岖，消防车根本无法通行，更无法形成环形消防车道。此外，缺乏消防水源，多数木建筑附近没有消火栓，无法依托城市消防管网，自动灭火系统更是无从谈起。总之，木结构建筑的消防设施不健全，缺乏自防自救能力，既没有足够的训练有素的专职消防队员，也没有安装有效的消防设施，一旦失火，不能及时扑救，使得小火酿成大祸，这些因素都给火灾扑救工作带来了很大的困难。

3木结构建筑的防火措施

3.1建筑木材的阻燃处理

建筑木材经过阻燃剂处理后，可有效降低木材燃烧概率。阻燃剂的阻燃途径主要有：抑制木材高温下的热分解、抑制热传递和抑制气相及固相的氧化反应。由于阻燃途径是相辅相成、相互补充的。一种阻燃剂往往具有一种以上的阻燃作用，并有侧重。因此，在木材阻燃剂配方中一般都选用两种以上的成分进行复合，各成分相互补充，产生阻燃协同作用。常用的木材阻燃剂主要有：磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和硼系阻燃剂等。经过阻燃处理的木材，抗火性明显提高，木构件表面火焰的燃烧速度降低，相应地提高构件的耐火极限，改变其燃烧性能。因此，建议少数民族聚居区的建筑木材应经过阻燃处理后再建筑。

3.2建筑木材的表面防护

表面防护是在最后加工成型的木材及其制品上涂覆阻燃剂或防火涂料，或者在其表面包覆不燃性材料，通过这层保护层达到隔热、隔氧、抑制燃烧的目的。这是目前对木材进行防火保护最有效的方法。据文献记载：早在20世纪60年代，我国就已研制出了非膨胀型防火涂料，如过氯乙烯防火漆等，建筑都是通过涂料本身的难燃性或不燃性，或者通过涂层在火焰下释放出不燃气体，并在表面形成釉状物的绝氧隔热膜来保护基材。20世纪80年代，又陆续研制出各种膨胀型防火涂料，用作木质材料的饰面型防火保护层。膨胀型防火涂料受热后，会形成多孔性的海绵状炭化层结构，具有很好的隔氧隔热保护作用。将其涂刷在可燃建筑结构上，遇小火不燃烧；火势不大时，具有阻滞延燃能力，从而减缓火焰传播速度；离开明火后能自行熄灭，可提高材料的耐火能力，防止火灾迅速蔓延扩大，但不能完全阻止和消灭火灾。有资料报道，建造木制房屋时，在墙体和天花板上安装防火石膏板，可使整个木结构组合墙体的耐火极限长达2 h。少数民族聚居区可通过在建筑木材上涂表面防护材料，以此来增加木材的耐火时间，提高材料耐火能力。

3.3建筑木构件的结构设计

参考文献得知：通常情况下，只有在温度达到250 ℃时木材才会燃烧。一旦着火，木材在火势凶猛的情况下将以0.64 mm/s的速度炭化。炭化层将木材内部与外界隔离并提高木材可承受的温度，使构件内部免于火灾。因此，按照参考文献的数据，可以计算得出：在一场持续30 min的大火中，木构件的每个暴露表面将只有19 mm因炭化而损失，其余的绝大部分原始截面则保持完整无损。通常情况下，大型建筑结构中都包含大规格的梁或柱，其本身就具有很好的耐火性能。这是因为木材的导热性能低，且大构件表面燃烧所形成的碳化层会进一步隔绝空气和热量的作用，以延缓木材燃烧的速度并保护其余未烧着的木材。这使得大块木材要燃烧很长时间才会引起结构的破坏。也即，当采用大截面构件时，若尺寸达到一定的要求就可以得到较高的耐火极限。一般而言，木构件截面越大，防火性能越好。木结构的防火设计主要是根据设计荷载的要求，结合不同树种的木材在受到火焰作用时的炭化速度。通过规定结构构件的最小尺寸，利用木构件本身的耐火性能来满足所需的耐火极限要求。

3.4木结构建筑的防火设计

按照《建筑设计防火规范》（GB 50016－2006）的有关规定，木结构建筑的防火设计构造可以设计。主要是通过对木结构的使用范围、长度、面积、防火间距进行控制，并在建筑中制作好必要的安全措施（如防火墙、安全出口等），这样可以有效避

免木建筑的火灾发生，即使出现火灾，也可以有效控制火灾的蔓延，把火灾的损失降到最低，并且在短时间内使人员得到安全疏散。所以对少数民族聚居区进行建筑设计时，为了将建筑火灾降到最低，必须充分考虑到木结构建筑的使用功能、建筑内人数、发生火灾时逃生的难易程度以及防止火灾蔓延的方法等，而不仅仅是简单的把建筑做好就行。通过合理的结构设计和构造措施来控制火势的蔓延，使木结构建筑满足防火要求才是最重要的。

参考文献

1 姚利宏等.木结构建筑防火的研究现状［J］.木材工业，2007（05）：45～46

2 吴必龙、李颖.木结构建筑的节能和防火性能分析［J］.林业科技，2008（03）：78～79

On the Wooden Structure Fire Protection Measures