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中华人民共和国住房和城乡建设部主管

中国建设报社主办

规划设计创新 引领长三角一体化绿色韧性发展
2022-08-24 21:11:08    作者:吕永鹏 王磊磊

绿色韧性是生命和自然的象征,绿色韧性发展已成为时代底色。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出,提升长三角一体化发展水平。2019年11月19日,国家发展和改革委员会发布《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》。如何破解区域协同治理技术难题,实现绿色、生态、低碳、韧性的系统治理,是长三角一体化建设过程中的重要问题。作为长三角地区城市发展建设领域重要的技术支持单位,上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司(以下简称“上海市政总院”)近年来做了一些有益的探索与实践。

系统整合规划设计新思路

新时代背景下,规划设计工作的外延和内涵变得更丰富和多元。系统整合的规划设计,要实现全生命周期低碳。通过规划设计将上位法规、政策、理念、开发模式、体检评估等内容与建设评估、反馈机制、运营管理等内容进行整合考虑,将各利益相关方、各专业技术人员及公众诉求进行系统整合,以减少工程返工和降低运行成本,更好满足各方需求。

ImageFetcher (1).jpg长三角绿色韧性创新中心办公大楼也是一座绿色建筑

上海市政总院与江苏武进绿色建筑产业集聚示范区管理委员会联合发起并成立长三角绿色建筑与韧性城市产业技术联合创新中心,在上海和武进打造双总部;同时将联合长三角乃至全国顶尖科研机构,共同为长三角一体化绿色韧性发展提供科技和产业化支持,这正是系统整合的规划设计新思路。上海市政总院在多个项目中运用了新思路,在结合国家战略的基础上,取得了显著成效。

●“双碳”战略的实践与应用:

中国(上海)自由贸易试验区临港新片区自成立以来,全力推进低碳城市建设。上海市政总院作为技术顶层设计单位,立足将新片区建设成为滨海韧性低碳的典范,从规划层面引入低碳发展理念,助力实现“双碳”。《中国(上海)自由贸易试验区临港新片区生态环境发展“十四五”规划》为低碳发展指明了总方向,明确了新片区将在能源、重点领域排放、绿色产业升级和绿色生态农业四个领域大力推进低碳建设。在综合能源、综合交通、环境卫生等一系列专业规划中也涵盖了低碳发展相关内容。上海市政总院支撑形成的“临港新片区低碳化发展行动方案(2021~2025)”,确保低碳发展落到实处,取得实效。

此外,上海市政总院在上海金山滨海旅游度假区、无锡蠡湖未来城、常州两湖创新区、南京北站新片区、芜湖政务区等地区均在开展低碳相关研究和实践。

●资源循环理念的实践与应用:

一是江苏南京渣土资源化项目。上海市政总院作为该项目总咨询单位,针对“渣土处置难”和“筑路材料紧缺”两大难题,通过坚持规划引领,按照源头减量、过程控制、末端利用的方式,开发研制了片区渣土资源化成套处理和生产装备,投资运营了国内首座工程渣土资源化利用厂,基于动态配比设计方法和自主研发的高性能低碳固化剂,将工程渣土改良制备成道路工程用再生回填材料,消纳工程渣土220万立方米,具有处理能力强(日处理1万吨)、再生填料强度高(高于规范要求2~3倍)和绿色环保等优点。通过片区渣土“内循环”,实现了“城市固废”向“城市矿产”的绿色转变,助力“建立健全绿色低碳循环发展经济体系”。

二是江苏镇江餐厨废弃物及生活污泥协同处理工程。上海市政总院作为设计单位,坚持将污水处理厂污泥和餐厨垃圾协同厌氧消化,这样可增大消化底物中有机物含量,提高厌氧消化污泥气产量,协同处理还能降低单位投资和运行成本、节约用地。该工程是国内首个采用城市污水处理厂污泥和餐厨垃圾协同处理并成功运行的项目,建设规模为260吨/天,其中餐厨垃圾120吨/天(含水率以85%计)、废弃油脂20吨/天、污水污泥120吨/天(含水率以80%计)。从2016年6月进泥调试并稳定运行至今,厌氧消化系统运行效果良好。沼渣作为生物炭土用于园林绿化种植土,产气部分用于厂内污泥热水解加热和厌氧消化罐保温,多余部分提纯天然气,产量达到4000标准立方米/天以上。该工程在有效解决食品安全和二次污染问题、提升地区环境质量的同时,为污水污泥和餐厨废弃物的协同处理探索出一条能源化和资源化技术路线。

●韧性安全理念的实践与应用:

ImageFetcher (2).jpg浙江台州数字孪生水务安全平台,城市内涝预警调度系统

一是浙江台州数字孪生水务安全平台项目。城镇排水管网是城市安全运行的生命线,也是城市精细化管理的薄弱环节。排水行业管理中面临“基础底数排摸难、应急处置协同难、风险预测预警难”的问题,亟须通过数字化改革打通平台壁垒,实现多跨协同的智慧排水一体化管控。上海市政总院立足智慧排水技术自主集成创新,依托数字孪生、AR、AI等技术,打造“源、网、站、厂、河”一体化智慧排水管控体系。借助三维GIS+BIM、倾斜摄影建模,打造透视之眼——地下治污“一幅图”,实现地下管网运行可视化;铺设水质、流量、液位等智能感知设备,构建感知之芯——运行预警“一张网”,对超标、过载、设施故障等各类风险进行分类分级告警,打通公共移动应用平台,形成标准化闭环管理流程;接入在线监测、气象预报,构建水力模型,形成智控之脑——研判决策“一片云”,精准识别管网淤堵、外水入侵、内涝风险等系统问题,变经验调控为精准调控,实现城市排水运行智能化管理。该项目成功入选浙江省住房和城乡建设厅数字化应用场景第一批试点项目清单、浙江省大数据局数字孪生建设首批试点,被列入2022年度台州市数字化改革第一批最佳应用和台州市数字政府最佳应用名单。

二是超大城市自然灾害综合风险预警关键技术研究。自然灾害综合监测预警,对预防灾害风险、增强特大城市应对自然灾害的能力和提升城市韧性水平具有重要战略意义。上海市政总院承担的上海市科委《超大城市自然灾害综合风险预警关键技术与示范》课题,针对上海市常见的台风、风暴潮、洪涝等自然灾害类型,突出多灾耦合,研究超大城市自然灾害综合风险预警的若干关键技术,聚焦城市重大基础设施和典型社区,构建自然灾害全要素态势感知网络,强化城市运行数据汇聚融合、综合风险预警研判,创新自然灾害预警服务模式,有效提升多灾种和灾害链全要素监测水平,增强灾害风险精准预报能力,打通自然灾害综合风险预警“最后一公里”,最终实现预警信息靶向发布;上海市政总院承担的上海市科委《基于多源遥感技术的城市内涝灾害预警关键技术研究与示范》课题,聚焦城市内涝灾害预警需求,基于高分遥感、北斗导航等数据产品和服务能级的提升,研发高分遥感数据处理和灾害预警、复杂天气下城市空域协同管理模型、重点区域时空数据离散与连续WebVR动态交互可视化等关键技术,开展多源遥感技术在城市管网内涝风险预警—响应中的应用示范,实现零交通瘫痪、零受灾、零经济损失的目标,为城市内涝灾害防治提供技术与实践支撑,助力上海韧性城市建设目标的早日实现。

三是江苏南京紫金山玄武湖片区多元安全韧性建设示范。在南京市系统化全域推进海绵城市建设过程中,以问题为导向,积极打造紫金山玄武湖片区多元安全韧性建设示范。以湖、库、塘、河、沟、管、池等水体为载体,通过统筹协调流域片区“多水共治”,提高紫金山北麓—玄武湖流域片区洪涝安全韧性、水生态环境韧性、水资源保障韧性等,打造南京市中心城区韧性安全治理典范;以水为脉,提升区域水景观,形成紫金山—河道—玄武湖景观轴线,打造宜居、宜业、宜游的紫金山—玄武湖流域片区水系统。南京秦淮河流域(夫子庙片区)水环境综合治理城市建设工程,通过源头减排、雨污水管网系统整治、河湖水体综合治理,实现片区“河、网、源”一体化治理,使片区河道水体水质指标稳定达到IV类水标准,保护水生态系统的多样性和完整性,提高和保障片区水生态环境韧性安全。

●绿色生态理念的实践与应用:

ImageFetcher (3).jpg杭州余杭塘流域系统治理工程,余杭塘河治理后实景

一是杭州余杭塘流域系统治理。杭州余杭塘流域面积24.76平方公里,项目贯彻“生态优先、绿色低碳”的建设理念,构建污染负荷减排和环境容量提升的TMDL(日最大负荷总量)控制体系,倡导“蓝绿灰”水务设施统筹建设:蓝色理水,结合区域防洪排涝体系,优化区域水网格局,分圩区构建5个独立的水动力提升体系,制定“流域—圩区—流域”的全方位低碳配水换水方案;绿色净水,将“生物调控”理论应用于流域治理工程,构建“沉水植物—微生物—底栖动物—鱼类”的完整生态体系,绿色低碳重建河道栖息地,引导水生态系统恢复;灰色优水,基于城市建成区源头污染控制短板,通过“前端分流+终端调蓄”,实现区域内旱季污水“零直排”,雨季大幅削减溢流入河污染量。全面统筹水务设施的管理调度,构建一张全过程、全天候监测的感知网络,提供智慧高效运调“水管家”服务。

二是安徽马鞍山黑臭水体治理技术服务。马鞍山地处长江中下游,是长三角城市群的重要成员、全国首批国家黑臭水体治理示范城市,担负着高质量贯彻落实“长江大保护”的重要责任和历史使命。上海市政总院进驻马鞍山黑臭水体治理现场,切实践行绿色生态理念,立足马鞍山当地工业型、资源型、雨源型三大特征,谋划水环境系统治理的顶层设计方案,创新实施十大攻坚行动、多源生态补水等措施,为马鞍山的黑臭水体治理提供技术保障。通过三年的艰苦奋斗和通力协作,马鞍山市实现了建成区范围内35处黑臭水体长制久清,16条水系、91处水体水质基本达到V类水以上标准,水环境质量显著提升;中心城区雨污系统全分流基本完成,旱季污水不下河、雨季污染有削减的目标初步实现;污水处理厂进水水质显著提升,其中东部污水处理厂进水BOD5浓度从66毫克/升提升到了111毫克/升。城市整体生态环境明显改善,群众获得感、幸福感明显增强。

创新支撑规划设计方案落地

“创新是引领发展的第一动力。”推进长三角一体化绿色韧性发展,必须将创新作为规划设计的核心要素。上海市政总院深谙此理,早在1978年就成立科研室,1994年成立科学研究所,2006年成立研发中心,2014年升格为研究院,现有专职科技研发人员260余人,专门在长三角绿色、生态、低碳、韧性等方面开展持续性创新研究,并在上海市委调研课题、国家科技重大专项、国家重点研发计划、国家标准规范等方面都贡献了智慧力量。

在上海市委调研课题方面,系统谋划一体化示范区绿色韧性发展之路。长三角生态绿色一体化发展示范区建设受到了上海市委、市政府的高度重视,2019年被列入市委调研课题,划分了6个领域、25个子课题。上海市政总院作为建设领域技术支撑单位之一,深入调研分析了示范区的本底特色和区域问题,按照示范区目标要求,以区域生态保护和防洪安全为第一要务,系统提出了水环境、水利、固废、景观、轨道、道路、公共交通等领域的重大项目建设清单,为示范区基础设施和重大工程建设提供了强有力的技术支撑。

在国家科技重大专项方面,系统支撑区域绿色韧性基础设施建设。金泽水库是上海落实“两江并举、多源互补”水资源规划格局、实现上海市西南五区集约化供水的重要举措。针对水源地水质安全保障的需求,上海市政总院牵头的国家科技重大专项“十三五”课题提出了基于绿色韧性基础设施优先理念,实施从源头、过程至末端全过程的雨水径流控制策略和集成技术。在此基础上制定了圩区全过程径流污染防控策略,构建了集成多类型数据、多功能需求、多目标实践的金泽水源地绿色基础设施综合管理评估平台,完成了代表性区域的技术集成与示范。课题研究成果在水源地区域推广实施后,年均入河径流控制量960.37万立方米,CODCr年均削减量59.39吨,科学支撑了水源地水质保护工作,也为长三角一体化示范区的雨水径流污染防控提供了技术支持。

在国家重点研发计划方面,系统破解区域发展韧性与安全难题。以构建适用于我国的城市应对内涝韧性技术体系为目标,上海市政总院牵头的国家重点研发计划“城市内涝防治全过程耦合安全韧性技术研究”课题,提出了与韧性城市内涵互洽、涵盖内涝灾害形成—发生—恢复全过程的城市应对内涝韧性指标体系、城市应对内涝韧性定量评估方法与模型以及城市韧性提升策略设计方法,促进相关设施的运行管理模式由粗放型向精细化、数字化和智慧化方向转变,为推动城市内涝系统化治理工作发挥建设性作用。

“十四五”期间,课题将针对既有城区逢雨必涝、大雨致涝、暴雨成灾等突出问题,结合城市更新特点,通过源头减排与排水系统提标耦合、排涝除险与自然空间耦合,集成适用于街区尺度城市更新场景下的水陆网一体化内涝系统治理技术,分别构建综合考虑积水深度、退水时间和流速的内涝判定标准及内涝风险等级划分标准,再辅以若干典型城市内涝风险评估实例,形成街区尺度城市更新场景下的内涝风险评估和风险图绘制方法,指导城市科学应对、解除内涝风险。

在国家标准规范方面,系统引领建设行业绿色发展。上海市政总院主编的多项国家标准规范,既结合了国家战略、时代和行业发展需求,又聚焦了“生态、低碳、绿色、韧性”的设计理念。

《室外给水设计标准》GB50013-2018全面修订并及时吸纳国家重大专项成果,通过技术要求和参数规定,积极落实节水优先、节能降耗、低碳绿色的国家战略。在输配水方面,从水力计算、漏损控制、分区计量等方面实现节水和节能。基于我国膜应用居于世界领先地位,首次制订《城镇给水膜处理技术规程》CJJ/T251-2017,从设计通量、跨膜压差、出水方式等方面规范了经济合理的参数,有效保障了膜处理工程的长效低碳运行。

在《城乡排水工程项目规范》GB55027-2022、《室外排水设计标准》GB50014-2021和《城镇内涝防治技术规范》GB51222-2017中更新了排水工程设计的理念和要求。在城镇内涝防治体系中,除了工程性的排水设施组成,还纳入应急管理,更加注重韧性,强调应急管理应联合排水、气象、水利、交通等多个部门共同参与联动、分工协作,提高城镇应对极端暴雨的韧性。在内涝防治设施的布局和设计中,体现生态环境保护与城乡建设的统筹,保护和修复生态环境自然积存、自然渗透和自然净化的空间与能力,提高源头雨水的蓄滞、渗透和利用,充分利用自然水体的蓄排能力,在排水工程设计理念中落实绿色低碳。

在污泥处理处置方面,《城镇污水处理厂污泥处理稳定标准》CJT510-2017推荐污泥从减量化、稳定化、无害化基础,走向资源化。上海市政总院还主编了《城镇污水处理厂污泥处置—水泥熟料生产用泥质》CJ/T314及中国工程建设协会标准《城镇污水处理厂污泥好氧发酵技术规程》T/CECS536、《城镇污水处理厂污泥厌氧消化技术规程》T/CECS496-2017等系列,推动污泥资源化处置和利用。

在长三角地区向全球城市区域不断进阶的过程中,基于“双碳”约束并兼顾生态效益的绿色韧性一体化发展才是真正的高质量发展。作为规划设计单位,要顺势而为,加强绿色韧性相关研究和实践,不仅为促进长三角一体化高质量发展贡献应有力量,更能促进自身更可持续发展。

•吕永鹏

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博士,现任上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司研究院院长,入选水业杰出青年、上海市优秀技术带头人、上海市青年拔尖人才等人才计划,承担国家重大水专项等课题10余项,主参编国家标准10余项,主持长江大保护首批示范城市芜湖、国家黑臭水体治理首批示范城市马鞍山和国家海绵城市建设试点及示范城市上海、厦门、珠海和南平等10余座城市的技术服务项目。获全国优秀城乡规划设计奖1项、上海市科技进步一等奖3项、上海市优秀工程咨询成果一等奖1项。担任《UrbanWaterJournal》等期刊的同行评议专家、华东师范大学兼职研究生导师、中国城镇供水排水协会海绵城市建设专家委员会副主任委员、中国工程建设标准化协会海绵城市建设工作委员会副秘书长、上海市河长制办公室技术专家组专家等。

•王磊磊

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博士,上海市青年科技启明星,现就职于上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司研究院,主要从事市政工程相关科研、规划、设计工作。主持和参与国家重大科技专项、上海市重大科研项目等10余项,主持完成给水排水、流域治理等工程咨询设计多项。获上海市科技进步一等奖1项、上海市水务海洋科学技术奖二等奖2项、上海市优秀工程咨询成果一等奖1项。发表学术论文19篇,获得国家专利8项,参与编制国家及地方标准5部,参与撰写学术著作2部。



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