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出版者:重庆大学

作者:王春燕//张勤

出品人:

页数:399

译者:

出版时间:2011-8

价格:43.00元

装帧:

isbn号码:9787562448761

丛书系列:

图书标签:

• 给水排水
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• 工程设计
• 施工技术
• 供水排水

《城市雨水径流管理与绿色基础设施实践》 内容简介 本书系统阐述了城市雨水径流的产生机理、对城市环境的影响，并深入探讨了当前雨水径流管理面临的挑战与机遇。作者结合国内外前沿理论与大量实际工程案例，全面介绍了绿色基础设施在雨水径流管理中的应用，为城市雨水管理提供了一套可持续、生态友好的解决方案。 第一部分：城市雨水径流的认知与挑战 第一章：雨水径流的形成与特征 1.1 降雨过程的科学解析： 深入剖析降雨的类型、强度、历时、空间分布等关键要素，以及其对地表径流产生的影响。 阐述蒸发、截留、下渗、地表漫流等过程，以及不同地表覆盖（如植被、土壤、不透水面）对这些过程的影响。 介绍雨水径流的量化模型，包括经验模型、物理模型和数据驱动模型，并分析其适用性与局限性。 1.2 城市化对雨水径流的影响： 详细论述城市化进程中，不透水面的扩张（如道路、屋顶、广场、停车场）如何显著增加雨水径流量和峰值流量。 分析城市不同区域（如老城区、新区、工业区、居住区）的雨水径流特征差异。 探讨城市热岛效应、空气污染等对降雨过程和径流水质的潜在影响。 1.3 雨水径流的污染组成与来源： 系统梳理城市雨水径流中常见的污染物，包括悬浮物（泥沙、尘土、垃圾）、溶解性有机物（动植物残渣、油类）、重金属（汽车尾气、工业排放）、营养盐（化肥、动物粪便）以及病原微生物等。 分析这些污染物的空间和时间分布特征，以及其主要来源，如道路冲刷、建筑工地、工业生产、生活垃圾等。 探讨污染物在雨水径流中的迁移、转化与累积机制。 1.4 雨水径流对城市环境的影响： 水文影响： 阐述径流增加导致的城市内涝、河流洪泛、地下水位变化、河道冲刷侵蚀等问题。 水质影响： 分析污染物输送至水体后，对地表水和地下水造成的水质恶化，影响饮用水源安全和水生态系统健康。 生态影响： 探讨径流侵蚀造成的土壤流失、栖息地破坏，以及污染物对水生生物的毒性效应。 社会经济影响： 评估内涝造成的财产损失、交通中断、公共卫生风险，以及水质下降带来的环境治理成本。 第二章：传统雨水径流管理模式的局限性 2.1 “灰色基础设施”的构建与挑战： 详细介绍传统的雨水管网系统、溢流池、泵站等“灰色基础设施”的设计理念、技术标准与建设模式。 分析其在应对极端降雨、提高雨水收集效率方面的优势。 深入剖析传统模式的局限性：初期雨水污染物的截留能力不足、管网容量限制、易造成下游水体污染、建设与维护成本高昂、对城市景观的负面影响等。 探讨“灰色基础设施”在城市快速发展和气候变化背景下面临的设计与运营挑战。 2.2 “末端治理”的困境： 分析传统的“末端治理”模式，即在污染汇入受纳水体前进行集中处理，其在降低雨水径流污染物总量方面的有效性。 阐述末端治理设施（如污水处理厂）的设计流量限制，以及在暴雨期间的超负荷运行问题，导致大量未经处理的雨污混流直接排入环境。 探讨末端治理的经济成本、土地占用以及对生态环境的间接影响。 2.3 可持续性与韧性的不足： 总结传统模式在应对日益严峻的城市水环境问题时的不足，尤其是在提高城市水系统韧性、适应气候变化以及促进城市可持续发展方面的欠缺。 指出传统模式往往忽视了雨水作为一种宝贵资源的潜在价值。 第二部分：绿色基础设施与雨水径流管理 第三章：绿色基础设施的理念与原则 3.1 绿色基础设施的定义与内涵： 界定绿色基础设施（Green Infrastructure, GI）的概念，将其理解为一种利用自然过程和生态系统服务来管理雨水径流的策略。 阐述绿色基础设施的核心理念：源头减排、过程控制、生态净化、多功能性、韧性构建。 对比绿色基础设施与传统“灰色基础设施”的异同，突出GI的生态化、分散化、多效益特征。 3.2 绿色基础设施的设计原则： 就地消纳与利用： 强调雨水应尽可能在其产生的区域内被渗透、蒸发或储存，减少汇入管网的量。 生态适宜性： 设计方案应充分考虑当地的气候、地形、土壤条件、植被类型及生态敏感性。 多功能性： GI不仅能管理雨水，还能提供改善城市景观、增加生物多样性、降低城市热岛效应、提升居民生活品质等多种效益。 集成化设计： 将GI与城市规划、土地利用、景观设计、建筑设计等进行整合，实现系统性的雨水管理。 适应性与弹性： GI的设计应具备一定的灵活性，能够适应未来气候变化和城市发展的需求。 3.3 绿色基础设施的效益评估： 环境效益： 详细量化GI在减少径流量、降低污染物负荷、改善水质、增加地下水补给、提升生物多样性、降低城市热岛效应等方面的作用。 社会效益： 分析GI对提升城市宜居性、增加休闲空间、改善公众健康、增强社区凝聚力等方面的积极影响。 经济效益： 评估GI在降低传统基础设施建设与维护成本、减少内涝损失、提高土地附加值、创造绿色就业机会等方面的经济价值。 综合效益： 强调GI的协同效应，即多种效益的叠加与增强，使其成为一种更具成本效益和可持续性的城市水管理解决方案。 第四章：常见的绿色基础设施技术类型 4.1 渗透型技术： 渗透花园/雨水花园（Rain Gardens）： 介绍其结构、选址、植物配置、土壤改良等关键技术要点，以及其在截流、渗透、净化雨水方面的功能。 透水铺装（Permeable Pavements）： 详细阐述透水混凝土、透水砖、透水沥青等材料的组成、性能、施工工艺与维护要求，以及其在道路、停车场、广场等不透水区域的应用。 植草沟（Vegetated Swales）： 论述植草沟的横断面设计、坡度控制、植被选择与维护，以及其在缓流、渗透、过滤雨水中的作用。 绿色屋顶（Green Roofs）： 介绍种植型屋顶（屋顶绿化）和覆盖型屋顶（如砾石层）的构造、种植系统、排水与防水措施，以及其在截留雨水、减少径流、隔热保温等方面的效益。 4.2 蓄滞型技术： 雨水蓄水池/雨水滞留池（Rainwater Harvesting Systems/Detention Basins）： 介绍不同类型的雨水收集与储存构筑物，包括地下式、地上式、分散式、集中式等，以及其在调蓄洪峰、收集雨水用于回用的功能。 湿地（Constructed Wetlands）： 阐述人工湿地的设计原则、类型（如水平流、垂直流）、填料选择、植物配置，以及其在雨水深度净化、污染物降解、生态修复方面的强大功能。 雨水花园与渗透池的组合应用： 探讨如何通过组合设计，增强雨水的截流、渗透、滞留和净化效果。 4.3 生态净化型技术： 生物滞留池（Bioretention Cells）： 介绍其与雨水花园的相似性，但更侧重于通过特殊的土壤介质和植被来高效去除污染物。 生态缓冲带/河岸绿化（Vegetated Buffer Strips/Riparian Buffers）： 论述其在拦截地表径流、过滤污染物、稳定河岸、改善水质方面的作用。 城市森林与植被缓冲（Urban Forests and Vegetated Buffers）： 强调大面积的绿地、树木对减少地表径流、增加蒸散发、改善城市微气候的整体性贡献。 4.4 分散式雨水管理（Low Impact Development, LID）： LID的整体理念： 将上述多种GI技术进行有机结合，在社区、街区、建筑等尺度上实现分散式、网络化的雨水管理。 LID的实施策略： 强调从源头控制，将雨水管理融入城市规划、建筑设计、景观设计全过程。 LID在中国城市的应用前景： 探讨LID在中国快速城镇化进程中推广应用的可行性与挑战。 第三部分：绿色基础设施的规划、设计与实践 第五章：绿色基础设施的规划与选址 5.1 城市雨水径流管理规划： 需求分析： 如何通过模型和监测数据，分析不同区域的雨水径流量、峰值流量和污染负荷，确定管理目标。 空间规划： 如何将GI的规划纳入城市总体规划、详细规划、绿地系统规划中，识别适宜的GI建设区域。 容量分析： 如何评估不同GI技术的雨水管理能力，并根据管理目标进行技术组合与布局。 5.2 适宜性评估与选址： 场地条件评估： 考虑地形、坡度、土壤渗透性、地下水位、现有管网状况、周边环境等因素。 土地利用与社会经济因素： 评估地块的可用性、成本、居民接受度、现有基础设施的整合性。 生态敏感性分析： 避开重要的生态保护区域，并考虑GI对周边生态环境的影响。 GIS与遥感技术在选址中的应用： 如何利用地理信息系统和遥感数据进行大范围的场地筛选与评估。 第六章：绿色基础设施的设计与工程实施 6.1 精细化设计要素： 雨水花园与生物滞留池： 详细设计水文计算、土工结构、植被选择、灌溉与排水系统、溢流控制等。 透水铺装： 关注材料性能、结构层设计、施工工艺、砂砾层厚度、透水层孔隙率控制等。 植草沟与生态河道： 设计横断面、坡度、植被覆盖率、边坡稳定、防冲刷措施等。 绿色屋顶： 明确种植介质、排水层、防水层、隔根层、灌溉系统、承重设计等。 6.2 工程实施的关键环节： 施工工艺与质量控制： 强调GI施工与传统工程的不同之处，如对土方工程、材料选择、植被栽种的精细化要求。 与传统基础设施的整合： 如何将GI与现有的排水管网、道路、建筑等进行有效衔接，避免冲突。 初期建设成本与长期效益的权衡： 分析GI的建设成本，并强调其长期运行成本低、效益显著的特点。 6.3 监测与评估： 设计监测方案： 确定监测参数（如径流量、水质、地下水位、植被生长状况等）、监测频率与布点。 数据收集与分析： 对监测数据进行整理、分析，评估GI的实际运行效果，与设计目标进行对比。 反馈与优化： 根据监测结果，及时调整GI的设计与运行管理策略，持续改进其性能。 第七章：绿色基础设施的运行、维护与管理 7.1 运行管理策略： 日常巡查与维护： 建立定期的巡查制度，检查GI设施的完好性、植被生长状况、堵塞情况等。 清淤与杂草清除： 对可能发生的淤积进行清理，保持渗透功能，及时清除影响生长的杂草。 植被管理： 根据植物生长规律，进行修剪、施肥、病虫害防治等，确保植被健康生长，提高生态功能。 设施维修与更换： 对损坏的构件、材料及时进行维修或更换。 7.2 考核与评估： 绩效考核： 建立GI设施的运行绩效考核体系，评估其在雨水管理、生态效益、美观度等方面的表现。 长期监测： 持续监测GI设施的长期运行效果，为优化管理提供数据支持。 7.3 社区参与与公众教育： 提升公众意识： 通过宣传、培训、示范项目等方式，提高公众对GI重要性的认识。 鼓励居民参与： 鼓励居民参与GI的日常维护与管理，形成社区共同管理的模式。 建立管理机制： 探索适合不同城市和社区特点的GI管理体制与运行机制。 第八章：绿色基础设施的政策、法规与未来展望 8.1 政策与法规支持： 完善法律法规体系： 推动将GI纳入城市规划、建设、环保等相关法律法规，明确其地位与作用。 制定技术标准与规范： 建立统一的GI设计、施工、验收、维护技术标准。 激励机制： 探索财政补贴、税收优惠、绿色认证等激励措施，鼓励GI的推广应用。 雨水收费与管理： 借鉴国际经验，探索与GI相配套的雨水收费政策，引导雨水资源化利用。 8.2 跨部门协作与多方参与： 加强部门协同： 促进城乡建设、环保、水务、园林、规划等部门的沟通与合作。 鼓励社会资本参与： 吸引社会资本投资GI项目，形成多元化的投入机制。 推广技术创新： 支持GI相关的新材料、新工艺、新技术的研发与应用。 8.3 未来展望： 智慧化GI： 探讨利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现GI的智能化监测、管理与优化。 海绵城市建设： 将GI作为海绵城市建设的核心要素，系统性地解决城市水问题。 韧性城市构建： 强调GI在提升城市应对气候变化、自然灾害等风险能力方面的作用。 全球视野与经验借鉴： 学习国际先进的GI理念与实践经验，为中国城市雨水管理提供启示。 本书旨在为城市规划师、景观设计师、工程师、环境管理者以及所有关注城市可持续发展和水环境治理的读者提供一套全面、深入、具有实践指导意义的绿色基础设施解决方案，共同推动城市向更安全、更健康、更宜居的方向发展。

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