海绵城市源头设施效能提升与布局优化关键技术研究与实践
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- 项目简介
在海绵城市建设过程中,如何实现源头设施的本地适宜性选择与多效能协同优化是国际性难题。海绵城市源头设施是从源头对雨水径流水量和污染物进行控制,体现了海绵城市的内涵,是海绵城市建设中实现源头减排的关键环节。而海绵城市源头设施规划和建设是涉及面众多的系统工程,在实际建设工程中存在不少理论和方法问题有待突破。自2013年以来,项目团队“产-学-研-用”紧密合作,提出了海绵城市源头设施比选与布局优化理论,突破了源头设施效能提升、多目标布局优化以及全生命周期效能量化评估等关键技术难题,建立了海绵城市源头设施“比选-优化-评估”的全生命周期技术和方法体系。
经科技成果鉴定,由任南琪院士为组长的专家组一致认为该成果技术路线科学合理,社会环境效益巨大,整体上达到国际先进水平。 - 主要技术内容
(1)创新点
1)提出了海绵城市源头设施比选体系与典型源头设施效能提升技术和方法。在国内初步建立了中国海绵城市源头设施数据库,提出多目标条件下海绵城市源头设施比选体系,根据源头设施对降雨径流的控制效果,有针对性地提升了典型海绵城市源头设施的性能。
2)开发了基于地表特征的年径流总量控制率优化分解模型,提出了不同尺度源头设施布局优化技术体系。实现了地块尺度上基于地表特征的年径流总量控制率指标优化分解。进而从场地尺度和区域尺度分别提出基于模拟模型和多目标优化方法的海绵城市源头设施的布局优化方法,实现了不同尺度海绵城市源头设施选址、规模、布局的优化。
3)构建了海绵城市源头设施生命周期环境与经济集成量化评价方法。综合考虑源头设施不同生命周期阶段的环境与经济效能,实现了不同尺度源头设施建设环境与经济综合效能的量化分析,识别了关键影响因子,有针对性地提出了降低环境影响与经济成本的有效措施。
图 项目主要技术成果示意图
(2)应用推广情况
项目研究成果应用至北京、上海、珠海、固原、庆阳等国家海绵城市试点城市,苏州、昆山、常州省级试点城市以及天水、中山、唐山等示范城市。
本项目编制《海绵城市低影响开发设施比选方法技术导则(T/CECS 866-2021)》、《海绵城市建设技术标准(DG/TJ08-2298-2019)》、《海绵城市建设技术标准图集(DBJT08-128-2019)》、《海绵城市规划编制与评估标准(DB11/T 1742-2020)》等地方和行业标准正式发布实施,为规范我国海绵城市规划、设计、建设和运行提供了技术保障。
(3)经济、社会效益情况
相关研究成果已获得:1)授权专利19项;2)计算机软件著作权6项;3)编写标准指南规范5项(地方标准4项,团体标准1项);4)编写专著3部;5)发表中英文学术论文45篇(SCI论文28篇,中文核心期刊17篇)。项目研究成果2014年被列为中美能源和环境十年合作框架(TYF)的八项重要成果之一;模型成果作为海绵城市建设试点考核评估附件由住建部下发,支持了我国30个海绵城市国家试点城市的建设和评估。中国国际电视台、东方卫视、福建卫视、中国建设报等多家媒体对项目成果推广应用的国家海绵试点区建设效果进行了多次报道,国内社会环境效益显著。