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海绵案例|秦皇岛—滨海旅游海绵城市的建设
来源:www.cqzrhj.com 发布时间:2023年12月26日
2022年5月,秦皇岛市顺利通过两轮评审,成功跻身“第二批国家海绵城市建设示范城市”。


在2022-2024年三年示范期内,秦皇岛市将围绕打造“安全韧性、生态循环、共建共享”的滨海旅游海绵城市,以海绵示范城市建设作为建设国际一 流旅游城市的重要抓手。


三年示范期内,秦皇岛市将投资30余亿元,完成市政道路、公园绿地、公共建筑、河道水系、雨水管网泵站及老旧小区改造等九大类海绵城市建设项目100多项,打造海绵城市建设的“秦皇岛模式”。


北戴河区中海滩路天籁鸣湾公园下凹式绿地



北戴河洋河口生态驳岸修复



海绵城市建设的“秦皇岛模式”



一、以项目建设为重点,着力构建山水城相融的生态空间格局


利用秦皇岛天然的“山、水、林、田、湖、海”生态基底,构建系统性生态空间格局,保护自然水系结构,实现水体良性循环。强化城市蓝绿线管控,完善城市排水体系,推进城镇排水系统厂网一体化运营,优化防洪应急保障体系,提升城市内涝应急处理能力。


北戴河新区健康产业园内下沉式下凹式绿



二、建设生态安全可持续的城市水循环系统



抓住海绵示范城市建设契机,综合统筹市政府投资和社会投资,强化问题导向,做好管网现状普查,针对性的实施包括城区雨水设施改造工程、老旧排水管网改造工程等公园绿地、自然廊道、排水通道建设、老旧管网修复等工程一百余个,不断完善“源头减排—过程控制—系统治理”的城市排水体系,整体提升城市水资源保障水平和防灾减灾能力。



北戴河新区汐溪的院子居住小区雨水调蓄空间



三、打造高 品 质绿色人居生活格局


统筹流域区域、城市、设施、社区四个层级,识别自然空间布局,发挥生态本底优势,进一步治理水土流失,做好水库、河道、洪沟等水体的治理,提升防洪应对能力。


新城区坚持目标导向严格落实海绵城市规划建设管控,老城区坚持问题导向重点解决城市内涝问题,构建城市蓄排平衡体系。有效发挥绿灰蓝设施效能,进一步做好洪涝潮系统治理。



运用“+海绵”理念,建设一批海绵型道路广场、社区游园、绿地公园等海绵示范项目,新、改建一批海绵小区,让更多群众享受到海绵城市建设成果。


海港区煤港里老旧小区广场透水铺装



秦皇岛市第七中学西校区内透水铺装



四、强化组织制度保障



为高效推进海绵示范城市建设工作,秦皇岛市坚持规划先行,以海绵城市专项规划为核心,涉水专项规划为依托,其他规划落实“+海绵”理念,形成了完善的海绵城市规划体系。


2022年2月10日出台了《秦皇岛市海绵城市建设管理办法》,要求在相关建设项目中严格落实海绵城市建设理念和指标要求,在规划、立项、设计、施工、验收等审批环节全过程管控。


秦皇岛市城市管理综合行政执法局牵头编制了海绵城市详细规划和专项规划设计导则、城市道路设计导则等“一规划八导则”及相关图集,建立起覆盖规划设计、建设管理、竣工验收、运营维护的海绵城市建设全过程管控制度体系。同步升级现有的智慧城市管理平台对海绵建设效果实施监测、管理和评估,实现海绵城市建设的区域全覆盖、过程全管控、效果全监测。


秦皇岛海滨生态恢复



项目位于河北省秦皇岛市渤海海岸,长6.4km,面积为60k㎡。整个场地的生态环境状况遭到了严重的破坏。沙滩被严重地侵蚀,植被退化,一片荒芜杂乱;之前的盲目开发破坏了海边湿地,使之满目苍荑。


整个场地分为三个区域:


一区:木栈道作为生态修复策略


木栈道位于多风的海岸,绵延5km长,分布有沙丘以及各种适应多样场地环境的植物群落。长期以来,海岸线被废弃、侵蚀和荒芜,让游客和居民难以靠近。


设计方案巧妙地设计了一条随海岸线蜿蜒的木栈道,将不同的植物群落连接在一起。木栈道不仅让游客在途中体验不同的植物群落,同时也作为一种土壤保护设施,保护海岸线免受海风、海浪的侵蚀。


因为采用了生态友好的玻璃纤维基础,木栈道能“漂浮”在沙丘和湿地之上。玻璃纤维基础是特别预制的容器,根据土壤状况可以事先填满沙子,也可以中空。这种创新的专利技术(设计师发明并拥有专利)不仅比传统建筑方法在自然环境中安装木栈道更加简易,同时,也把对环境的影响降到了最 低。


二区:湿地恢复与博物馆建设的结合


中心区新建有一座鸟类博物馆。它原先是退化的湿地,毗邻被列为国家级鸟类自然保护区的潮间带。



在场地建造作为教育设施的湿地博物馆,与远处的鸟类自然保护区相呼应。受潮间带的水坑景观启发,建筑废墟周围建成了泡泡来收集雨水,从而让湿地植物和动物群落得以生长,并能吸引鸟类觅食。受当地渔船在海上集体抛锚使船在风浪中保持稳定的启发,设计师设计了组合式的建筑及环境,湿地博物馆延伸进湿地,与景观融为一体。


三区:点状岛屿和生态友好的碎石堤岸


此区在项目的最东边,之前是一个由水泥堤防构成的公园,水泥堤主要是为了保护海岸线免受侵蚀,并用围截涨潮海水的方法来造湖。


再生设计策略包括拆掉水泥堤岸,用环境友好的碎石取而代之;同时修建一条木栈道取代硬质铺装,使用当地的地被植物来绿化木栈道沿线的地面。另外,湖心建了9个绿岛以丰富单调的水面,并为鸟类休憩和筑巢提供场地。


▼ 网站平面图:包含三段海岸再生涉及策略:停止土壤侵蚀,更新死亡植被,修复损坏的海岸线。并由教育设施多人们进行宣传。



计算机绘制的2区和3区的湿地恢复鸟瞰图,左上角是湖与岛,右边是湖中的教育设施。




 现状木板路与以前的样子比较。采用再生设计策略,并减轻因海滩被腐蚀而导致的植物死亡,使用了“浮动”玻璃纤维做木板路基础。



安装的生态敏感木桥已成为一个链接沿海生态系统的旅游景点和教育路线,在这里也能更好的观看海洋景色。



安装的生态敏感木桥已成为一个链接沿海生态系统的旅游景点和教育路线,在这里也能更好的观看海洋景色。



在以前交通不便,被严重腐蚀的地方现在已经变成了户外休闲的好地方。



 小平台,周围是柽柳。凉亭的选址时精心挑选的景观节点。



这是7个风景平台之一,这里吸引游客休息休闲,同时给他们提供一个生态教育环境。



修复的湿地和以前比较。场地以前是废弃的沿海公园,现在这些点状池塘容纳着场地的雨水径流。



 通过水泡捕获雨水,形成多样化的湿地,代替以前荒芜退化的海滩。



湿地博物馆被设计成为湿地的一部分,其连接形式来源与海上渔船遇风时靠锚保持稳定,同时享受着风。



湖景改建后与以前的对比。小岛成为鸟类栖息地,混凝土驳岸已被环保驳岸代替。



冬季,湖中的小岛。



以前的堤岸换成环保型抛石,还有木道,原生植被,完善的照明系统。



 以前的堤岸换成环保型抛石,还有木道,原生植被,完善的照明系统。




七里海潟湖湿地生态修复



北戴河七里海潟湖位于昌黎黄金海岸国家级保护区中南部沙丘带的内侧,是环渤海最 大的潟湖,属于典型的海岸潟湖地貌,是鸟类重要的迁徙驿站及栖息地。多年来因筑堤、围垦、养殖等人类活动导致湿地水面不断萎缩,潟湖湖盆面积已降至2.3平方公里,并且水质污染问题也日益严重。湿地污染已造成生态环境失调,自我调节功能降低,已不能为鸟类提供足够的生存空间。



2016年养殖池塘和水稻田



一、项目背景


2016年经国家海洋局批准,七里海潟湖湿地生态修复工程正式成为蓝色海湾整治行动的试点项目。技术团队开展了大量的前期分析研究,经过不同领域的专家反复论证,提出采用岸线修复、水体治理、植物群落优化三项主要干预方式,以实现湿地生境恢复的最终目标。


1987-2015年七里海潟湖演变过程



二、实施历程


本项目始终坚持“以鸟为本”的理念,针对潟湖湿地生境恢复进行多维度的推演。鸟类作为“本地居民”,因此针对其生境需求、生存喜好进行统计观察,建立基础鸟类数据库。根据核心恢复鸟类的品种,研究所需栖息环境,充分倾听鸟类、海洋、环境、植物等方面专家的意见,划分出六种栖息地类型,包括树林、灌草丛、浅草丛、泥滩、沙滩、水面,从而建立了潟湖湿地的平面及竖向生态系统。


潟湖鸟类栖息地类型




△栖息关系示意图



湿地水深与栖息地关系——水深小于1米的浅水区可以孕育种类更丰富的植物,同时也可涵养更多的水生生物。



高低潮位示意图



不同的潮位下均保证栖息地的有效驻留空间。


离岸滩涂示意图



增加边缘曲折且呈分散布局的离岸滩涂,可为鸟类提供更多的觅食空间以及繁殖空间,并具有较强的抗侵蚀能力。




2016年项目实施前平面& 修复工程总平面图



实施的过程虽缓慢曲折却充满期待,深信飞鸟终将归巢于碧海蓝天间的美好家园。在清淤疏浚期间,偶遇钉子户8枚鸟蛋(4枚蛎鹬蛋和4枚金眶鸻蛋)。现场立即叫停施工,将鸟巢周边妥善保护。甲方、设计、监理、施工在确保鸟类不受惊扰、自然繁衍生息的方面,高度统一,真正践行了“以鸟为本”的初心。




位于东岸的蛎鹬蛋&金眶鸻蛋(来源于网络)



三、修复效果


七里海潟湖湿地的修复工程已于2020年7月6日完工,岸线整治5.43公里,清淤疏浚125万立方米,退养还湿450公顷,修复植被68公顷。



西北岸修复效果(现场航拍)



东岸修复效果(来源于网络)



2019年12月,火烈鸟首 次在七里海被发现。鸟类作为生物多样性的指征性物种,濒临灭绝的火烈鸟和斑嘴鹈鹕的回归,见证了湿地修复工程已初见成效,同时也验证了设计理念的科学性。



滩涂上的火烈鸟悠然踱步(来源于网络)



群鸟自由嬉戏



河东片区内涝综合解决方案



一、 项目背景


为解决河东片区内涝和雨污合流溢流问题,秦皇岛市优先将建设项目安排在短板突出的河东片区的老旧城区内,采用基于低影响开发的技术手段,从源头上控制雨水径流和峰值,将90%以上的降雨就地消纳,不仅可以有效应对30年一遇的强降雨,而且达到了不需要建设两套管网的雨污分流效果。



二、内涝成因分析和方案制定依据


1、内涝成因分析


河东片区在遭遇强降雨时局部内涝积水严重,主要集中在河北大街以北大部分区域、建设大街沿线及秦皇东大街沿线,积水水深可达0.5~1.0 m,在半日至一日内不缓解。同时,河东片区还存在明显的水环境问题,雨水排口有污水混入,严重影响受纳水体水质。



① 基础设施建设不完善:河东片区建设年代久,虽已有布局相对完善的雨水管网系统,均排入新开河。但管网建设标准低,重现期仅为0.5~1 a,排水能力严重不足。同时片区内仍存在雨污分流不彻底的情况,部分污水混入雨水管网,造成水环境污染。


② 地表径流未得到合理控制:河东片区建设密度大,下垫面硬化比例高,绿化率均值仅为8%,雨水自然下渗和汇集的通道被阻断。大雨易形成内涝,地表径流携带大量面源污染。


③ 滨海城区特殊的城水关系:河东片区西侧紧邻新开河入海口,是城市主要的排洪河道,降雨时新开河整体流量大,通常还伴随下游海域涨潮,入河口水位在降雨初期就会被河水淹没管口,严重阻碍市政排水,甚至产生倒灌加剧城市内涝。


④ 雨污混入污水管网,雨污混流水溢流:由于雨水无法正常排出,倒流进入污水管网并稀释原有污水,污水厂站无法承载大量低浓度污水,停止接收污水管来水,污水管网开始产生雨污混流水的溢流。由于建设大街和秦皇东大街下埋设的污水管是进入污水厂站的末端管网,溢流情况在这两条街最为严重。


2、方案制定依据


河东片区内涝整治最 大的挑战就是周边受纳水体均为敏感水域,而根据城市发展及海绵城市建设要求,片区应能够应对30年一遇降雨不内涝,对应降雨量210 mm;城市雨水排入河道需达到地表Ⅳ类水标准。如果采取强排的模式,水质达不到排放标准,如果采用调蓄池,不仅造价高,而且无地可用。所以采用分散式绿色雨水基础设施可能同时解决内涝和水质问题。


在高密度老城区采用分散式绿色雨水基础设施有以下优点:减少场地径流总量,削减峰值流量,延迟峰值达到时间,去除初期雨水中的悬浮物(SS)、总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、机油和重金属,提升老旧小区景观效果,为城市生物提供栖息地,节省建设成本。


因此首先采用SWMM软件构建项目区域的水文模型,采用现状1∶500地形数据、管网物探数据及河道水位监测数据,进行模拟分析。模型校核采用2022年8月18日实测降雨数据,结果显示的内涝积水区域与现场调研情况基本一致。


校核后的模型采用30年一遇24h设计降雨(210mm)、新开河50年一遇洪水水位(1.4m)、市政雨水排口全部淹没在水下作为边界条件,对分散式绿色雨水基础设施实施前后进行模拟,实施前总溢流量为约为3万m3,实施后内涝区域几乎消失(图3)。



3、基于自然的内涝综合解决方案


首先将河东片区分为5个子汇水区,根据模型结果,算出每个子汇水区的溢流量,然后根据溢流量多少和积水地点决定采用哪类绿色雨水基础设施。图4为5个子汇水区的溢流量,从图4可以看出,子汇水区3、4溢流量很少,所以绿色雨水基础设施的布置主要分布在子汇水区1、2、5。




子汇水区1的溢流量最 大,占整个河东片区溢流的67%,而汇水区最北面有一个废弃的体育场,可用来改造成雨水湿地公园,调蓄2.1万m³的雨水。湿地采用0.2~1m不等的深浅交替设计,创造厌氧耗氧的水环境,在末端设置高效脱氮除磷的生物滤池,水力停留时间为48h。


子汇水区5溢流0.71万m³,占整个河东片区溢流的24%,大部分溢流区域都是道路排水能力不足造成的。


排水能力不足的原因之一为排口位于新开河常水位之下,河水在暴雨期间受潮位影响,造成顶托。原因之二是由于新开河属于敏感水体,有些排口为了不让初期雨水排入新开河,干脆用盖门封死,造成超标雨水无处可排。为解决这个难题,在有限增加排水管网(主要是雨污分流)的情况下,构建基于缝隙透水为主的海绵骨干网络,特别是在内涝严重的道路一端,采用缝隙透水线性滞留带,将局部雨水就地消纳。



子汇水区2溢流0.22万m³,占整个河东片区的7%,主要内涝点为学校和街道。解决方案是针对小区、学校进行海绵改造,将公共空间下沉蓄水。海绵骨干网络主要由缝隙透水、生物滞留设施、下沉式绿地组成,其中缝隙透水30384㎡,生物滞留设施4548㎡,下沉式绿地3107㎡,可调蓄0.56万m³雨水。





子汇水区3和子汇水区4溢流仅仅占河东片区溢流的2%,而且是局部积水,所以大部分问题可以通过小区和公共空间海绵改造解决。


河东片区的海绵骨干网络主要由分散式绿色雨水基础设施、管网和末端处理设施组成。以绿色雨水基础设施为主,通过错峰、延长径流路径和滞蓄来解决内涝和水质净化问题。管网多用于雨污分流,末端设施如湿地和高效生态滤池则同时兼顾调蓄峰值和水质处理功能。


END


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