镇江市海绵城市建设实践介绍

镇江市金山湖旧城区海绵城市建设介绍AnIntroductionoftheRealPracticeofZhenjiangSpongeCityConstructions江苏省镇江市规划设计研究院赵江Zhaojiang,JiangsuZhenjiangUrbanDesigning&PlanningInstituteMay2015JinshanLake解放路片区绿竹巷片区江滨片区ThePracticeofLIDDesignofJinshanLakesouthernshoresinZhenjiangCity《镇江市金山湖南岸区域3.8平方公里生态排水防涝、面源污染控制系统关键技术研究及工程示范》、金山湖南岸海绵城市实践镇江的海绵城市之路FeasibilityStudy•TheGoals:–Floodcontrolfor30-yearstormevent–Reduce70%nonpointsourcepollution(面源污染)•Approach:–Choose3.8km2studyareawhere4tanksareplannedandisultraurbanizedasthesite–Hydrologicalandhydraulicmodeling–PilotGSIinstallationsLessthan20%perviousNonpointPollution——CSO，Illicitconnections，IllegaldumpFloodrisk——Conveyanceundercapacity（1-yrstormevent）Goalofthisstudy:ImprovefloodcontrolReducenonpointsourcepollution·30-yrstormevent70%排水系统模型构建模型建立主要包括基础数据收集整理、监测点数据整理和参数率定三部内容MajorDrainageNetworkAbout30,000sub-catchmentsCurrentlyUnderdevelopment降雨特征数据975.01377.19tlg0267.393623.38167q）（）（P78.05.10tlg787.0116.2418q）（）（P采集了从1980～2010年之间5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min共九个历时的年最大雨量资料，对镇江市暴雨强度公式进行了修订，编制成果经市政府批准，正式启用。新暴雨强度公式为：q——设计暴雨强度[L/（s·hm2）]p——设计降雨重现期（年）t——设计降雨历时（min）为进行城市防涝系统规划，需考虑长历时暴雨的雨量计算。镇江市目前已编制了长历时（1440分钟）暴雨强度公式，如下。流量计位置流量计流量计位置流量计位置利用基础数据进行整理，生成SWMM模型，利用GIS基于地形特征对每一块屋顶、道路、庭院和绿地都进行识别，构建精细化模型下垫面分析图不透水率分析图地表坡度分析图示范小区模型参数率定甘露苑示范区8月14日降雨模拟与监测结果比较甘露苑示范区8月31日降雨模拟与监测结果比较甘露苑示范区9月12日降雨模拟与监测结果比较流域模型参数验证2014年8月31日-9月1日降雨参数验证结果管网运行状态分析对不同重现期下管网运行特征进行分析。设计暴雨包括按照镇江市最新暴雨强度公式计算的1年一遇2小时，2年一遇2小时，3年一遇2小时，5年一遇2小时，10年一遇24小时，20年一遇24小时，30年一遇24小时，50年一遇24小时降雨。不同重现期降雨特征见《镇江市降雨特征分析报告》。总径流量分析对不同重现期设计降雨情景下系统总体状况进行分析，包括总净流量、径流系数和径流峰值等。1年一遇2h降雨系统总径流过程50年一遇24h降雨系统总径流过程降雨情景总降雨量（m3）总径流量（m3）径流系数峰值流量（m3/S）1年一遇2h147250116924742年一遇2h1923101600041013年一遇2h2186801855331175年一遇2h25191021789514010年一遇24h68666057476718420年一遇24h79824067786821630年一遇24h86348073867423550年一遇24h945660815823259系统径流过程统计表10年一遇24小时降雨，积水不明显50年一遇24小时降雨管网负荷与积水点分布图绿竹苑地形和管网结构图综合分析内涝原因连续模拟分析江二社区SWMM模拟图江二社区改造后LID设施效果图甘露园、江二社区等研究探索技术可行性分析前期研究和工程实践经验在具体提出海绵城市建设工程方案之前，镇江已在做关于《镇江市金山湖南岸区域3.8平方公里生态排水防涝、面源污染控制系统关键技术研究及工程示范》项目的前期课题研究。径流总量控率按照75%计，对应设计降雨量（24小时）25.5mm计算LID调蓄容积后，分别用2小时设计雨型和24小时设计雨型进行径流削减模拟校核。结果表明，采用2小时设计雨型，径流峰值削减效果明显，且雨峰延后5~13分钟。对长历时、高重现期的灾害天气的排涝则应采用管网及地表径流等蓄、滞措施综合应对。径流控制率〉83%。江二社区现状：1）违章建筑较多，自建房屋风格杂乱；2）公共绿地被占用，变为硬质铺装；3）区域内部植物杂乱，整体效果不好；4）市政管线老旧混乱。本方案设计：1）重新布设雨水立管，避免居民污水进入雨水管道；2）将小区内部绿地改造为雨水花园，屋顶及路面雨水进入雨水花园下渗、调蓄、净化处理后再排入市政管网；3）部分非机动车道、人行道及停车场改造为透水铺装；4）局部点设置雨水罐收纳屋顶雨水。总平面布置图：例如：104栋-105栋庭院104栋-105栋庭院示范区域内部东南角——生态停车场模型模拟：采用SWMM模型（stormwatermanagementmodel，暴雨洪水管理模型）进行模拟，分别模拟现状及LID改造方案后雨水径流情况，选取最优方案。NO-LID（改造前）6.2mm降雨量不外排LID（改造后）34.6mm降雨量不直排051015202511223344556677889100111122133144155166177188199210221232243254265276287降雨量（mm）降雨历时（5min）模型结论：经过LID设施处理，由原来降雨1小时后外排改善为降雨14小时后外排。资料显示：一年内实测降雨统计共113场，其中7场超过34.6mm，仅占6.2%。年总降雨量为1032.6mm，总外排量为173.5mm，仅占16.8%。注：以上年总降雨量及实测降雨量均参考2005年南京实测数据。年总降雨量及总外排量比较每场次降雨量（实测）1年一遇2h：降雨量（mm）降雨峰值时间（min）径流峰值时间（min)总径流量（m3）总径流峰值（m3/s）综合径流系数改造前37.540505980.240.85改造后37.540501980.070.28在1年一遇的情况下，可达到72%的降雨量不外排，达到了径流削减与污染控制的目标。5年一遇24h：降雨量（mm）降雨峰值时间（min）径流峰值时间（min)总径流量（m3）总径流峰值（m3/s）综合径流系数改造前146.61115112023300.290.85改造后146.6111511259700.150.35在5年一遇的情况下，总径流量削减了58%，径流峰值削减了48%，有效控制了外排流量。10年一遇24h：降雨量（mm）降雨峰值时间（min）径流峰值时间（min)总径流量（m3）总径流峰值（m3/s）综合径流系数改造前175.01115112028100.300.85改造后175.01115112512900.170.40在10年一遇的情况下，总径流量削减了54%，径流峰值削减了43%，且将暴雨峰值延后。降雨量（mm）降雨峰值时间（min）径流峰值时间（min)总径流量（m3）总径流峰值（m3/s）综合径流系数改造前220.01115112036000.300.87改造后220.01115112518900.290.4630年一遇24h：在30年一遇的情况下，总径流量削减了47.5%，径流峰值变化不大。2014年6月项目启动,示范工程2014年10月完成可研,预计2015年3月完成初步设计方案：LID措施+新建调蓄池，截流管道、河湖水质处理污染物总量削减水功能区目标、现状污染负荷及发展预测、削减指标、河湖水质修复及治理、污水截流管道优化、LID设施总量削减、初期雨水调蓄池削减。LID设施分布图LID设施断面示意图LID设施断面示意图LID设施断面示意图改造前停车场金山湖备用水源地排口整治工程Theprotectionofalternatewaterresourcesofzhenjiang面积0.9平方公里现状：15座厕所，25个雨水排口，59座雨水排口改造方案：1、雨污分流，取消直接排湖的所有排口，除金山寺西侧区域外，采用LID措施，2年一遇降雨不产生地表径流。2、对于金山寺西侧密集建筑采用排口截流，雨水往南排入封闭河道，调蓄处理后排外围官网；3、污水提升后排外围污水管解放路南段LID设计案例解放路位于镇江市老城区中心，是老城区最重要的南北向综合性干道，本次设计范围为解放路大市口以南端，总长度约1100米。现状道路两侧种植有20~50年树龄的法国梧桐树。结合雨水收集口布置雨水花园结合现状法桐设计雨水花园虹桥港黑臭河治理从2011年就已开始，工程方案包括老小区雨污分流，上游的污水截流工程，新建小区也按照雨污分流建设。由于部分小区混接、合流严重，主干道路的分流不能解决大部分合流污染入河问题。特别是雨后面源污染和溢流污水入河污染严重，河道水质大多为劣V类。新一轮的“一湖九河”水环境整治中，提出实施虹桥港引换水工程，自金山湖引水，新建引水管道到一夜河，改善虹桥港河道水质。为防止虹桥港污染物转移污染一夜河区域，实施虹桥港水质处理工程迫在眉睫。虹桥港概况1截污+水质处理+引水换水河道水质变差的根本原因是排污入河量大于水环境容量，可以通过截污削减入河污染物总量，然后采取河道水质处理和引换水来改善河道水质。截污主要为工程措施，包括截流管、初期雨水调蓄池和LID面源削减。虹桥港截污管道已经基本建成，主要为污水主干管加排口截流，保证旱流污水不下河，但截流倍数标准偏低。提高标准存在系统匹配和用地、施工困难等问题，费用巨大；初期雨水调蓄池费用巨大，选址困难，而且维护管理量大，国内缺少经验。引换水的主要问题是污染物转移，一夜河本身河道水质不容乐观，随着开发建设，也存在着治污问题。目前国内做河湖水质处理的案例不多，从了解情况看，还没形成完善的体系，很多景观公司尚处于生态概念阶段。治理技术路线2截污+水质处理+引水换水河道水质处理的误区国内生态景观公司往往以种植水生植物的自然生态方式来表现治污效果，有意无意误导水质处理的实质。植物在污染较重的河湖，其治污所起比重相对于微生物几乎忽略不计，景观沉水植物更是不耐污染负荷冲击，极易死亡损毁。生态景观治污应该是采取工程方案将污染物削减后的表现阶段和水质维护阶段。污染物入河后的水质处理是目前镇江河道水质处理的薄弱环节，采用人工强化的处理方式其处理效率远远大于自然生态效果，而且费用低廉。治理技术路线2河道水质处理如同城市污水处理厂的污水处理一样，如果不能彻底截污，那么就把河道当做处理池，直接上设备处理河水，据估算处理设施的投资不到截污工程的十分之一，工艺简单、几乎无土建投资，运行维护费用低。传统污水处理主要分为活性污泥法和生物膜法，河道处理以生物膜法为主，运行稳定，抗冲击负荷。河岸坡、河床本身就是生物附膜体，加上人工强化措施，几乎不用额外占地就可以处理河道水质。治理技术路线2因地制宜，以水质达标为目的，多技术综合处理主要技术和设备：自然河床曝气挂膜、人工强化挂膜、人工曝气膜法（生物浮岛反应器）、砾间、驳岸植物床技术。虹桥港水质处理方案3虹桥港可以划分为4段：金山湖