全域推进海绵城市建设,消除城市内涝,打造宜居环境_任南琪VIP专享VIP免费

40 卷第 10
2020 10
环 境 科 学 学 报
Acta Scientiae Circumstantiae
Vol.40No.10
Oct.2020
收稿日期2020-09-25 修回日期2020-09-26 录用日期2020-09-26
基金项目面向 2035 的海绵城市建设理念与工程技术战略研究中国工程院 2017-ZCQ-6
作者简介任南1959) ,
教授E-mailrnq@ hit.edu.cn*责任作者
DOI10.13671 / j.hjkxxb.2020.0423
任南琪张建云王秀蘅2020.全域推进海绵城市建设
消除城市内涝
打造宜居环境
J环境科学学报4010 3481-3483
Ren N QZhang J YWang X H. 2020Promoting the sponge city construction widely to eliminate urban waterlogging and create livable environmentJ
Acta Scientiae Circumstantiae4010 3481-3483
全域推进海绵城市建设
消除城市内涝
打造宜居环境
任南琪1*张建云2王秀蘅1
1. 尔滨工业大学环境学院
城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨 150090
2. 南京水利科学研究院210029
摘要我国提出的海绵城市建设旨在解决由于城市高速发展和涉水基础设施不完善导致的城市内涝问题经过 4年的创新实践取得卓越成效
现已建设的 30 个海绵试点建设城市经受住了汛期暴雨考验针对试点建设过程中发现的我国在治理内涝方面存在的体制
技术和设施
等方面存在的不足
本文提出应全域系统化推进海绵城市建设善管理体制
进行系统性规划建设并智慧管控加强领域内的技术人才培
完善相关标准规范
开展雨洪控制的多学科交叉科学研究
关键词海绵城市内涝海绵设施雨洪控制
文章编号0253-2468202010-3481-03 中图分类X52 文献标识码A
Promoting the sponge city construction widely to eliminate urban waterlogging
and create livable environment
REN Nanqi1*ZHANG Jianyun2WANG Xiuheng1
1. State Key Laboratory of Urban Water Resource and EnvironmentSchool of EnvironmentHarbin Institute of TechnologyHarbin 150090
2. Nanjing Hydraulic Research InstituteNanjing 210029
AbstractThe sponge city construction proposed in China aims to solve the urban waterlogging caused by the city's rapid development and the inadequate
waterrelated infrastructure. After four years of innovation and practiceremarkable results have been achieved. 30 pilot sponge cities have withstood the
test of the rainstorm in flood season. In response to the deficiencies in the management systemtechnologyand facilities in the control of waterlogging
discovered during the pilot construction processthis paper proposes the following strategies The construction of sponge cities should be systematically
promoted across the region together with the improving of the management systemcarrying out systematic planning and construction and intelligent
managementstrengthening the training of technical talentsimproving relevant standards and regulationsand promoting multi-disciplinary research on
stormwater and flood control.
Keywordssponge citywaterloggingsponge city facilitiesstormwater and flood control
随着
暴雨频发
我国很多
地区都面临着洪涝的目前城市
的诱因
很多
主要一是外洪进入城区或发生流域
性的
使城市排水河流的水位高涨而导致顶
出现排水不畅
城市积水二是由于城市高强度
开发
雨水径流
生态蓄水空间减少
是排水基础设施不
标准低
严重欠账
连正常降
一般降雨重现期 510 年一遇的降雨都不
效应对
从而产生内涝
外洪和高水位导致的水灾问题
国家相关
部门应抓紧研编制各重点流域洪水风险控制图
流域在不同等级降水情况下的排洪条件与
排水限制
合理调配水量分流
实现水利工程
设施建设运行与城乡规划建设管理之间有机衔接
市高强度开发及涉水基础设施不完善
导致的内涝问题2013 习近平总书记早已作出指
建设自然积存
自然渗透
自然净化的海绵
城市过在
过程和末端不同尺度上综合运
绿色
+
仿生与灰色工程措施
以智慧调
控为管控手段
实现对城市雨水径流总量
率和生态环境污染
使城市具有应对自
然灾害的
弹性
为落实习总书记的指示
环 境 科 学 学 报 40
精神
院及各部委相继出台海绵城市建设指导
意见和技术指南
中央财政支持了全国两批共 30
城市进行了海绵城市建设试点
1海绵城市理念建设的试点城市经受住
汛期暴雨考验The pilot sponge cities
have withstood the test of rainstorm in flood
season
2020 年多地发生城市内涝
率先开展海绵
城市建设的城市试点区应对暴雨能力显著提升
受住了汛期的考验深圳市
珠海市遭遇十年以来最
严重的
1
严重易涝点均未发生积水内涝现象
西乡市针对流域洪水和城市暴雨碰头导致的
城市内涝问题
采取
等措施建设
海绵城市
2020 65日发生的超过 30
遇的强降雨
市低洼处的积水深度和时间较以往
均减少了 70%今年入汛以来
宁波市总降雨量
较常年同期偏多 8
经过海绵化改造的道路在梅
雨期间未再发生以往
水浸街
的现象陕西省西咸
新区系统化推进海绵城市建设
2018 年以
经历 3个汛期考验
没有发生积水内涝现象
同时
绵城市建设创新了城市管理机制
变了城市
单兵作战的方式
在城市
建设中树立大局观
长远观
整体观
推动了技术创
新和
拉动了 GDP 有效投资30 个国家试
点城市完成海绵城市建设项目 4900 多个
累计
1600 多亿元
共申请技术专利 479
2我国内涝治理的体制和技术障碍The
system and technical obstacle of waterlogging
control in China
市在雨洪控制方面还存在体制
技术等诸多制约因素
突出体现在以下方面
1雨洪管理多龙治水从中央到地方
水系统的
规划
建设
管理
如地方政府治理水问题
涉及生态环境局
水利局
住建局
交通局
旅游局
园林局和国土资源
容易造成雨洪管控
从规划
调度与管控缺乏具有权威性的统一
管理指挥系统
2基础设施洪涝灾害属于城市
风险控制的大概率事件
不能
好了伤疤忘了疼
城市排水设施不足
建设标准低降雨重
现期不到 1
严重欠账
前人投入
需要匹配中长期资金
支持
前各方面投融资政策还缺乏更加有效的
支撑
地方积极性没有得到有效调动
3市水系统管理的通才技术人员
是一个有机的整体
城市内涝控制是一项复杂交错
的系统工程
在雨水调蓄削峰时需要与城市竖向
规划
蓝绿系统
已有的洪涝灾害防控体系等协调
在雨水径流污控制时需与水污染防治体系协调
综合利用时与水资源供给体系相互协调衔
接等人才培养体系严重缺乏这类人才的培
专业技术人员知识老化现象严重设计院
普遍按专业设置
相互割裂
难以综合统筹
4益优化的激励机制欠缺规划设计普
遍按照工程投资费用的比例进行计费
一定程度上
导致做大工程
拉高投资
生态优先
绿色发展
为原则的
少花钱多办事
的海绵城市建
设对设计和建设部门均不具有吸引力
3 点 建 议 和 意 见 Suggestions and
comments
2020 江流域的洪涝灾害和全球发生的疫
情的现实
说明城市
和治理体系应
对突发公共事国家应避免制定头痛医
头脚痛医脚的碎片
发挥我国制度优势
进海绵城市建设
海绵城市
智慧水
发展理念
充分利用大数据5G
人工智能AI
等信息化
增强城市防涝减灾能力
促进城市
高质量发展
持续发展
产生长远社会
经济与环
境效益
1系统化推进海绵城市建设
系统解决城
市内问题
拉动地方经济发展以城市和城市群为
对象
按照多学城市水文水循环
水系统工程
市灾害防治
城市生态环境
城市规
城市福利与社) ,
将海绵城市建设作
市经济发展与城市水问题二者之间矛盾的
关键措施
按照国办发201575 号和中发2016
6号文件要求
2030
城市建成区 80%以上的
面积要达到海绵城市建设的目标要求
实现城市综
合治理
智慧城市和绿色发展
家继续加大资金支持力度
拨千斤
的作用
采用
以奖代补
绵城市建设的积极性
加大涉水基础设施建
拉动地方经济匹配中长期金融支持
2843
10 期 任南琪等全域推进海绵城市建设
消除城市内涝
打造宜居环境
绿色
地方债的支持力度地方政府应完善社会
资本的回
优化流程
增强对社会资本的吸
引力
2明确机构事权
中央和地
明确牵头推进城市雨洪控制的部门
地方党
建立统筹的行政管理机构
跨越基层行政
区域划分
城市管家
的机制体制
探索建立
规建管衔接的管理
规划一张图
建设一
盘棋
管理一张网
3系统性规划建设和智慧管在现有国
土空间规划体系下
明确将海绵城市规划纳入总体
规划
统筹现行绿线
蓝线规划
基本生态控制
线规划等
促进蓝绿空间的融合
灰绿结
即人工强化设施与自然生态设施结合 详细规
他专项规划编制过程在规划层面统筹解决
海绵城市建设涉及的水及生态的各项控制指标
设计要求在建设层面
落实习近平总书
记关
绿色的指示精神
充分发挥植
土壤
河湖水系等对城市雨水径流的积存
净化
综合运用和有机结合绿色仿
生与灰色
完善排水管网基础设施建设
实现雨水源头减排过程末端调蓄建立大排
统应对超强降雨30 ~ 50
100 年一遇
的降雨利用大数据数值模拟和人工智能等先进手
实现从数字化
数字化工程设计
到智慧化
管控
各设施之间的联合调度运行
建立不同
尺度的应急预警体系与应急机制
4城市水系统工程学科和专业
加强城市
制及城市生态环境整治的专门技术人才培
鉴于城市
水环境
水生态和水资源方面
多学科交
宏观管控人才严重匮乏和重大急需
建议尽快在高建立城市水系统工程学科和专业
融合水文
河流动力学
市政工程
生态环境
景观设计
城市规划
大数据与人工智能等多方面
知识
适应雨洪控制和海绵城市建设的复合型
人才开展职业培训
加强对建设规划
工程设计
行管理等在职人员
提高技术和管理人员的能
力和水平
5完善标准规范
海绵城市试点经验
尽快修订
制定国家
地方及行
业的相关
建立评价机制与方法
指导海绵城市规
运维和评价
统化海绵城市建设建立以专业协会为
平台的标准规范协
基于国内外标准进行梳
理研究
协调衔接的规范标准制修
订工机制设立专项科研资金
开发和整编本土化
的雨水管理模型
集成开发国际先进的城市雨洪控
制规划评估
辅助设计和管控平台
开展城市的气
候变化适应性研究
致谢Acknowledgements 文是在中国工程院咨询项目基
础上完成感谢中国科学院夏军院士
中国工程院候立安
在成文过程中多次提出的宝贵建议感谢中国城镇
供排水协会章林伟
深圳市城市规划设计研究院任心欣给
的大力支持
本文也得到了住建部城建司水务处牛璋
生态环境部水生态环境司地表水处王谦等的支持
一并表示感谢
责任作者简介任南琪1959) ,
博士
教授
中国工程
院院士
主要研究方向为污水废水处理和海城市. E-mail
rnq@ hit. edu. cn
3843
第40卷第10期2020年10月环境科学学报ActaScientiaeCircumstantiaeVol.40,No.10Oct.,2020收稿日期:2020-09-25修回日期:2020-09-26录用日期:2020-09-26基金项目:面向2035的海绵城市建设理念与工程技术战略研究(中国工程院2017-ZCQ-6)作者简介:任南琪(1959—),男,教授,E-mail:rnq@hit.edu.cn;责任作者DOI:10.13671/j.hjkxxb.2020.0423任南琪,张建云,王秀蘅.2020.全域推进海绵城市建设,消除城市内涝,打造宜居环境[J].环境科学学报,40(10):3481-3483RenNQ,ZhangJY,WangXH.2020.Promotingthespongecityconstructionwidelytoeliminateurbanwaterloggingandcreatelivableenvironment[J].ActaScientiaeCircumstantiae,40(10):3481-3483全域推进海绵城市建设,消除城市内涝,打造宜居环境任南琪1,,张建云2,王秀蘅11.哈尔滨工业大学环境学院,城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨1500902.南京水利科学研究院,南京210029摘要:我国提出的海绵城市建设旨在解决由于城市高速发展和涉水基础设施不完善导致的城市内涝问题.经过4年的创新实践取得卓越成效,现已建设的30个海绵试点建设城市经受住了汛期暴雨考验.针对试点建设过程中发现的我国在治理内涝方面存在的体制、机制、技术和设施等方面存在的不足,本文提出:应全域系统化推进海绵城市建设;完善管理体制,进行系统性规划建设并智慧管控;加强领域内的技术人才培养;完善相关标准规范,开展雨洪控制的多学科交叉科学研究.关键词:海绵城市;内涝;海绵设施;雨洪控制文章编号:0253-2468(2020)10-3481-03中图分类号:X52文献标识码:APromotingthespongecityconstructionwidelytoeliminateurbanwaterloggingandcreatelivableenvironmentRENNanqi1,,ZHANGJianyun2,WANGXiuheng11.StateKeyLaboratoryofUrbanWaterResourceandEnvironment,SchoolofEnvironment,HarbinInstituteofTechnology,Harbin1500902.NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210029Abstract:ThespongecityconstructionproposedinChinaaimstosolvetheurbanwaterloggingcausedbythecity'srapiddevelopmentandtheinadequatewater-relatedinfrastructure.Afterfouryearsofinnovationandpractice,remarkableresultshavebeenachieved.30pilotspongecitieshavewithstoodthetestoftherainstorminfloodseason.Inresponsetothedeficienciesinthemanagementsystem,technology,andfacilitiesinthecontrolofwaterloggingdiscoveredduringthepilotconstructionprocess,thispaperproposesthefollowingstrategies.Theconstructionofspongecitiesshouldbesystematicallypromotedacrosstheregiontogetherwiththeimprovingofthemanagementsystem,carryingoutsystematicplanningandconstructionandintelligentmanagement,strengtheningthetrainingoftechnicaltalents,improvingrelevantstandardsandregulations,andpromotingmulti-disciplinaryresearchonstormwaterandfloodcontrol.Keywords:spongecity;waterlogging;spongecityfacilities;stormwaterandfloodcontrol随着极端气候变化加剧,暴雨频发,我国很多地区都面临着洪涝的挑战.目前城市“看海”的诱因很多,主要归结为:一是外洪进入城区或发生流域性的洪水,使城市排水河流的水位高涨而导致顶托,出现排水不畅、城市积水;二是由于城市高强度开发,雨水径流速率加快,生态蓄水空间减少,特别是排水基础设施不足,标准低、严重欠账,连正常降雨(一般降雨重现期5~10年一遇的降雨)都不能有效应对,从而产生内涝.针对外洪和高水位导致的水灾问题,国家相关部门应抓紧研究编制各重点流域洪水风险控制图,明确各流域在不同等级降水情况下的排洪条件与排水限制要求,合理调配水量分流,实现水利工程设施建设运行与城乡规划建设管理之间有机衔接.针对城市高强度开发及涉水基础设施不完善导致的内涝问题,2013年习近平总书记早已作出指示,即“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”.通过在源头、过程和末端不同尺度上综合运用“绿色”+“蓝色”仿生与灰色工程措施,以智慧调控为管控手段,实现对城市雨水径流总量、峰值、频率和生态环境污染的综合控制,使城市具有应对自然灾害的“弹性”和“韧性”.为落实习总书记的指示环境科学学报40卷精神,国务院及各部委相继出台海绵城市建设指导意见和技术指南,中央财政支持了全国两批共30个城市进行了海绵城市建设试点.1以海绵城市理念建设的试点城市经受住了汛期暴雨考验(Thepilotspongecitieshavewithstoodthetestofrainstorminfloodseason)2020年多地发生城市内涝灾害,率先开展海绵城市建设的城市试点区应对暴雨能力显著提升,经受住了汛期的考验.深圳市、珠海市遭遇十年以来最严重的“龙舟水”,降雨量较往年增加了近1倍,试点区历史上严重易涝点均未发生积水内涝现象.江西省萍乡市针对流域洪水和城市暴雨碰头导致的城市内涝问题,采取“上截、中蓄、下排”等措施建设海绵城市,在2020年6月5日发生的超过30年一遇的强降雨,城市低洼处的积水深度和时间较以往均减少了70%以上.今年入汛以来,宁波市总降雨量较常年同期偏多8成,经过海绵化改造的道路在梅雨期间未再发生以往“水浸街”的现象.陕西省西咸新区系统化推进海绵城市建设,自2018年以来已经经历3个汛期考验,没有发生积水内涝现象.同时,海绵城市建设创新了城市管理机制,改变了城市建设分散实施、单兵作战的方式,在城市建设中树立大局观、长远观、整体观,推动了技术创新和产业升级,拉动了GDP有效投资.30个国家试点城市完成海绵城市建设项目4900多个,累计投资1600多亿元,共申请技术专利479项.2我国内涝治理的体制和技术障碍(ThesystemandtechnicalobstacleofwaterloggingcontrolinChina)我国城市在雨洪控制方面还存在体制、机制、技术等诸多制约因素,突出体现在以下方面.1.雨洪管理多龙治水.从中央到地方,水系统的规划、建设、管理严重分割,如地方政府治理水问题涉及生态环境局、水利局、住建局、交通局、旅游局、园林局和国土资源局等多部门,容易造成雨洪管控从规划、建设、调度与管控缺乏具有权威性的统一管理指挥系统.2.基础设施建设仍有欠账.洪涝灾害属于城市风险控制的大概率事件,不能“好了伤疤忘了疼”.我国大多数城市排水设施不足,建设标准低(降雨重现期不到1年)、严重欠账.防涝基础设施建设具有前人投入、后人受益的特点,需要匹配中长期资金支持,但目前各方面投融资政策还缺乏更加有效的支撑,地方积极性没有得到有效调动.3.缺乏城市水系统管理的通才技术人员.城市是一个有机的整体,城市内涝控制是一项复杂交错的系统工程,其在雨水调蓄削峰时需要与城市竖向规划、蓝绿系统、已有的洪涝灾害防控体系等协调,在雨水径流污染控制时需与水污染防治体系协调,在雨水综合利用时与水资源供给体系相互协调衔接等.我国的人才培养体系严重缺乏这类人才的培养;现有专业技术人员知识老化现象严重;设计院普遍按专业设置,相互割裂,难以综合统筹.4.费用效益优化的激励机制欠缺.规划设计普遍按照工程投资费用的比例进行计费,一定程度上导致做大工程、拉高投资,以“尊重自然、生态优先、绿色发展”为原则的“少花钱多办事”的海绵城市建设对设计和建设部门均不具有吸引力.3几点建议和意见(Suggestionsandcomments)2020年长江流域的洪涝灾害和全球发生的疫情的现实,说明城市“韧性”、“弹性”和治理体系应对突发公共事件的重要性.国家应避免制定头痛医头脚痛医脚的碎片化解决方案,发挥我国制度优势大力推进海绵城市建设,强化“海绵城市、智慧水务”发展理念,充分利用大数据、5G、人工智能(AI)等信息化手段,增强城市防涝减灾能力,促进城市高质量发展、可持续发展,产生长远社会、经济与环境效益!1.全域系统化推进海绵城市建设,系统解决城市内涝问题,拉动地方经济发展.以城市和城市群为对象,按照多学科系统思维(城市水文水循环、城市水系统工程、城市灾害防治、城市生态环境、城市规划、城市福利与社会发展等),将海绵城市建设作为缓解城市经济发展与城市水问题二者之间矛盾的关键措施,按照国办发【2015】75号和中发【2016】6号文件要求,到2030年,城市建成区80%以上的面积要达到海绵城市建设的目标要求,实现城市综合治理、智慧城市和绿色发展.建议国家继续加大资金支持力度,发挥“四两拨千斤”的作用,采用“以奖代补”方式,调动地方推进海绵城市建设的积极性,加大涉水基础设施建设,拉动地方经济发展;匹配中长期金融支持,加大284310期任南琪等:全域推进海绵城市建设,消除城市内涝,打造宜居环境绿色金融、地方债的支持力度.地方政府应完善社会资本的回报机制,优化流程,增强对社会资本的吸引力.2.明确机构事权划分,破解体制障碍.中央和地方应明确牵头推进城市雨洪控制的部门,地方党委、政府建立统筹的行政管理机构,跨越基层行政区域划分,采取“城市管家”的机制体制,探索建立规建管衔接的管理体制,做到“规划一张图、建设一盘棋、管理一张网”.3.进行系统性规划建设和智慧管控.在现有国土空间规划体系下,明确将海绵城市规划纳入总体规划,统筹现行绿线规划、蓝线规划、基本生态控制线规划等专类规划,促进蓝绿空间的融合,灰绿结合(即人工强化设施与自然生态设施结合);详细规划及其他专项规划编制过程在规划层面统筹解决海绵城市建设涉及的水及生态的各项控制指标、布局、设计要求等内容.在建设层面,落实习近平总书记关于自然、生态、绿色的指示精神,充分发挥植被、土壤、河湖水系等对城市雨水径流的积存、渗透、净化和缓释作用,综合运用和有机结合绿色仿生与灰色工程技术,完善排水管网基础设施建设,实现雨水源头减排-过程控制-末端调蓄;建立大排水系统应对超强降雨(30~50年、甚至100年一遇的降雨).利用大数据数值模拟和人工智能等先进手段,实现从数字化规划、数字化工程设计,到智慧化管控,推动各设施之间的联合调度运行,建立不同尺度的应急预警体系与应急机制.4.建立城市水系统工程学科和专业,加强城市雨洪控制及城市生态环境整治的专门技术人才培养.鉴于城市水安全、水环境、水生态和水资源方面多学科交叉、宏观管控人才严重匮乏和重大急需,建议尽快在高校建立城市水系统工程学科和专业,融合水文气象、河流动力学、市政工程、生态环境、景观设计、城市规划、大数据与人工智能等多方面知识,培养适应雨洪控制和海绵城市建设的复合型人才.开展职业培训,加强对建设规划、工程设计、运行管理等在职人员培训,提高技术和管理人员的能力和水平.5.完善标准规范,开展雨洪控制科学研究.总结海绵城市试点经验,尽快修订、制定国家、地方及行业的相关技术标准与规范,建立评价机制与方法,指导海绵城市规划、设计、建设、管控、运维和评价,支撑全域系统化海绵城市建设.建立以专业协会为平台的标准规范协调机制,基于国内外标准进行梳理研究,形成科学统一、协调衔接的规范标准制修订工作机制.设立专项科研资金,开发和整编本土化的雨水管理模型,集成开发国际先进的城市雨洪控制规划评估、辅助设计和管控平台,开展城市的气候变化适应性研究.致谢(Acknowledgements):本文是在中国工程院咨询项目基础上完成.感谢中国科学院夏军院士,中国工程院候立安、王超院士,在成文过程中多次提出的宝贵建议.感谢中国城镇供排水协会章林伟、深圳市城市规划设计研究院任心欣给予的大力支持.此外,本文也得到了住建部城建司水务处牛璋彬、生态环境部水生态环境司地表水处王谦等的支持,在此一并表示感谢.责任作者简介:任南琪(1959—),男,博士,教授,中国工程院院士,主要研究方向为污水废水处理和海绵城市.E-mail:rnq@hit.edu.cn.3843

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