海绵城市的缺点大全11篇
时间：2023-07-31 16:51:48绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇海绵城市的缺点范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。
篇（1）
中图分类号：F291
文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）08-203-02
海绵城市，简单地来理解，就是城市像海绵一样，在降雨过程中将雨水收集起来，等待需要的时候在释放出来，用于灌溉、冲洗路面、补充景观水体。城市可以像海绵一样压缩和恢复，能够最大限度上地防洪减灾。城市的“海绵体”不仅包括小区建筑物的屋顶、植草沟、园林绿化、透水铺装等，还包括城市的各种水系，例如江、河、各种自然人工湖等。
传统城市，未能考虑城市降水资源的综合利用，只考虑到“排”。传统城市雨水通过管道将雨水快速排出城市。随着传统城市的不断发展，道路硬化增多，不透水的路面面积大大增加，盲目的发展使得雨水无法下渗到土地内，这样就造成了城市的内涝和径流污染发生次数大大增加。和传统城市不同，海绵城市可以有效地解决城市内涝问题，对于维持房地产开发前后的水文特征，维持人与自然的和谐发展有着极其重要的作用。
二、安阳市城市概况
河南省安阳市处于太行山脉与华北平原交界的过渡地带，地势总趋势为西高东低，自西向东呈阶梯式下降，大致以京广铁路为界，西部为山丘区，间有小型盆地，最高山峰海拔1632米。安阳市东部为冲击平原，最低洼地海拔高度为50米。地貌由山地、山间盆地、丘陵、平原、岗地、泊洼六种自然形态组成。
安阳市全市多年平均水资源总量为16.403亿m3，人均水资源占有量为322m3/人，亩均水资源占有量301m3/亩，低于河南省人均占有量470m3/人、亩均占有量400m3/亩的水平，分别为全国人均水资源占有量的七分之一，亩均水资源占有量的六分之一，属于水资源匮乏，供需矛盾严重的地区。
三、海绵城市的构成
海绵城市利用低影响开发雨水系统，使得开发前后的环境水文保持不变，能够使得城市像海绵一样吸收和释放雨水，达到调节环境的目的。低影响开发影响的种类有很多，以下就介绍几种低影响开发设施。
绿色屋顶，顾名思义是将植被种植于各类建筑的屋面、天台、露台等。绿色屋顶由建筑屋顶的结构层、防水层、保护层、排水层、隔离滤水垫层、蓄水层和种植基质、植被层组成。绿色屋顶可以有效地增加小区的人均绿化面积，以30万m2的住宅小区为例，假设屋顶面积为25%，则将近有7.5万m2的绿化面积；传统的屋面材料在视觉上观感较差，绿色屋顶则能带给人赏心悦目的感觉；绿色屋顶还能调节屋顶温度，研究表明，在夏日屋顶最高温度可达80摄氏度，而冬天最低可达零下20摄氏度，巨大的温差容易导致屋面材料老化，而绿色屋顶可以克服这一缺点，种植植被的屋面夏季温度通常可以保持在20～25℃，可以有效地防止屋面的老化变形，减小了屋面裂缝的可能，提高了建筑物的使用寿命。同时在冬季，绿色屋顶可以起到保温的作用，统计表明，冬季无绿色屋顶的屋面比有绿色屋顶的屋面温度低2.4℃；绿色屋顶可以有效地截留雨水，削减雨水径流总量，减少排水不畅和洪涝灾害。同时，绿色屋可有效的节约水资源，促进环境的保护和水循环的平衡；绿色屋顶可以吸收空气中的灰尘及二氧化碳，减少温室效应。植物可以通过光合作用及叶片的吸附等作用，对空气污染进行削减。同时，绿色屋顶可以通过绿化层的滞留、吸收，将屋顶的污染物有效削减。从而保护大气环境和水环境，免受破坏。
透水铺装是指将孔隙率较高、透水性较好的材料应用于道路路面。它可以使雨水进入透水铺装的内部，贮存适量的雨水或随内部的排水管道排出，减少洪峰流量，削减径流系数。透水铺装由土基、垫层、基层、过滤层、面层等构成。透水铺装可以有效的削减径流流量，使雨水迅速的入渗，减少洪涝灾害的风险；使得水资源得到有效的补充，利于生态环境的保护；透水铺装可以使路面无积水或有少量积水，从而增强道路的安全性能，保证了行人和驾驶人员的生命安全；透水铺装的较大孔隙不仅可以吸收噪音，还可以缓解温室效应，使得路面温度得到有效的降低，延长道路的寿命。
植草沟又称为植被浅沟，是一种种植有植被的具有景观欣赏性的地表沟渠，它可以通过重力流收集、转输和排放雨水。植被浅沟既是一种径流传导的设施，也可以与低影响开发的其他设施一起，输送径流雨水并且收集、净化雨水。植被浅沟根据构造的不同，共分为干式植被浅沟、湿式植被浅沟和转输型植被浅沟三种。植草沟可以有效地滞留雨水，促进土壤的渗透。同时，它还可以减缓雨水的流速，保持水土，削减径流量。植草沟对于污染物的去除和迁移也起到了较好的作用。
雨水花园通常建设在地势低洼的地区，由种植的植物来实现初期雨水的净化和消纳，是低影响开发技术的一项重要措施。雨水花园具有造价低、管理维护方便，易于与当地的景观所融合等特点。它被欧、美等多个国家广泛应用在居住小区、商业区等不同的地区。雨水花园主要由蓄水层、覆盖层、种植土层、人工填料层和砾石层等五部分组成。重金属、沉淀物等不同的污染物质随雨水径流汇入雨水花园。通过植物的吸收、微生物的作用等，将污染物去除。植物的根系，对土壤的净化也起到了一定的作用。雨水花园可以有效地去除氮、磷等污染物，与传统的措施相比，具有成本低、与周围环境融合度高、不产生其他污染等优点。
下沉式绿地有广义和狭义之分，广义的下沉式绿地除包括了狭义之外，还包括渗透塘、雨水湿地、生物滞留设施等；狭义的下沉式绿地，又叫下凹式绿地，低势绿地，指高程低于周围的路面或铺砌硬化地面约20cm内的绿地。下沉式绿地可以在降雨时，让雨水较大程度的入渗至绿地中，滞留大量的雨水，避免了传统方式中雨水管渠的阻塞、下水缓慢等问题。雨水中携带了较多的有机污染物和无机物等，随着雨水径流进入下沉式绿地。下沉式绿地可有效的阻断面源污染，使污染物得到削减。下沉式绿地的建设，减少了雨水检查井的修砌，避免了雨水井盖的偷盗事件，确保了行人的安全，防止伤人事故。
蓄水池指专门储存雨水的收集利用设施，同时它能够削减洪峰流量。蓄水池需结合当地的土质、地形等条件，可选用钢筋混凝土、砖砌等多种形式，用于地上或地下。蓄水池可用于具有雨水回用要求的小区等，回用的雨水可用于冲厕、浇洒绿地、景观用途等。
湿塘是指具有收集雨水和净化雨水的功能，是景观水体的一种。湿塘能够在平时发挥其景观功能，供人们休闲和娱乐。在降雨时，发挥雨水调蓄的功能。湿塘可以用在居住小区、公园、广场等具有较大空间的地方，对于生态保护和丰富居民生活有着重要意义。
四、构成海绵城市低影响开发小区案例研究
低影响开发的技术措施的探讨，主要是为了指导工程实践，为建设海绵城市奠定坚实的基础。下面通过对安阳市某小区的工程案例的模拟，探究低影响开发技术措施的环境效益、经济效益和社会效益，同时利于低影响开发技术措施的推广与应用。
御水园商住小区建设项目位于安阳市中华路与金沙大道东北角，项目规划总用地面积21.5公顷，规划总建筑面积71.07万m2，容积率2.47，建筑密度22.05%，绿地率达42.35%。项目主要由23栋高层住宅楼和17栋多层住宅楼组成，设计总户数约3295户。小区以水为名，小区内有河流通过，正符合了海绵城市合理利用雨水的初衷，河道的经过也有利于小区进行低影响开发。
现对该小区低影响开发的效果进行简单的评估，以判定低影响开发技术措施对于建筑小区的作用：在建筑小区的各个高层的屋顶建设绿化屋顶，种植适宜安阳市当地的种植植物，从而削减屋顶雨水径流量，减少径流污染，提高屋顶的美观及楼宇的舒适性。小区的人行道、广场等地、非机动车道均采用透水混凝土铺设，以促进雨水的尽快渗透，减少小区雨后的积水，确保行人的安全，降低小区的噪声，减少环境污染。小区绿化均设置为下沉式绿地，下沉深度比地面高程低约100mm左右，使雨水从路缘石的缺口处流入绿地。在小区设置雨水花园，从而减少雨水的径流总量，削减径流污染，提高居住小区的生活质量。
结论
安阳市是水资源匮乏的城市，水资源有着很大的不足，同时水资源污染的问题也十分严重。由于城市化进程的不断推进，居民小区拔地而起，不透水路面面积的增大，造成了安阳市部分低洼地区逢雨必涝的现象。本论文针对以上问题进行分析研究，得出以下结论：
海绵城市安阳市小区建设中应用是十分有必要的。海绵城市将传统的雨水管渠与低影响开发技术措施相结合，使得城市在小区开发前后的水文及生态环境特征保持不变，在抵抗自然灾害时，如同海绵一样，具有一定的“弹性”。在安阳市建设海绵城市，需要利用低影响开发技术措施从源头、中途和末端三方面进行控制。源头的控制，可以通过绿化屋顶、初期雨水弃流、渗透井、植被浅沟等措施实现；中途的控制，可以通过透水铺装、下凹式绿地、雨水沉淀池、滞留池等措施来实现；末端的控制，可以通过稳定塘、湿塘、人工湿地、渗透塘、雨水花园等措施来实现。
参考文献：
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[3] 张伟，王建龙，王思思.利用绿色基础设施控制城市雨水径流[J].中国给水排水，2011，27（4）
篇（2）
我国地域辽阔，不同地区的年降雨量、温湿度等气候条件差异极大，屋面绿化形式和采用的植物材料因此可能差别很大，需要根据实际情况进行调查、试验，作出适当选择。以北京为例，北京冬季温度低、风沙大，气候条件都不利于一些绿化植物的生长和存活；另外北京降水分布不均，可用水资源较少，无法提供大量灌溉用水。因此，形成节水型屋顶绿化模式是推进北京地区屋顶绿化的重要手段，而节水型屋顶绿化模式中，选择适合北京地区特殊条件的抗逆、耐粗放管护的植物配置，研究合适的管护技术是关键因素。
1屋顶立地生长条件及其对植物生长的影响
屋顶绿化因与地面绿化的环境条件存在较大差异，因此在植物的选择方面受到种种因素的限制。因此，屋顶绿化与地面绿化植物的选择也不一致，对养护的要求也就不同。
1.1顶环境对植物生长的有利影响
屋顶地处位置较高，被其他建筑物遮挡的部分比较小，因此接受日照的时间较长并且日辐射量较多，能够为植物的光合作用创造良好的环境。夏季，屋顶上的温度白天比地面温度高3～5℃，晚上则低2～3℃，这种较大的昼夜温差有利于植物内的有机物积累。
1.2屋顶环境对植物生长的不利影响
屋顶绿化由于荷载原因，种植用土要质轻且薄，而且屋顶的风力比地面要大得多，植物相对来说更容易失水；种植基质层较薄，再加上植物的根系浅，相对于地面植物来说易倒伏，对植物种类的选择造成很大限制，体大且量重的乔木及深根性植物须慎重应用。种植基质层薄也使其易受环境变化的影响，水分容量少导致易干燥、蒸发快，并且植物因与地面土壤隔离，不能够吸收水分，需要选用耐旱节水的植物种类，否则就必须有专门的屋顶绿化灌溉设施进行全方位的均衡灌溉，才能保证植物良好生长。
2屋顶绿化植物种植结构层的选择
屋顶绿化是指在各类建筑物的顶端或露台处进行人工造园，在园内种植花草树木等，由于建筑物高低不齐，为了给人整体美感和层次感需要进行层次化设计，不仅能极大地提升城市绿化面积，还可以为植物提供一个合理的环境。
（1）除有些植物需要大量的水，而有些植物不需要太多水，因此需要进行防水设计，另外对于植物基质的选用需要给予高度重视。一般隋况下，基质是由种植土、肥料、草灰等各类物质按照某种比例混合而成，其中肥料可包含动物粪便或人工合成化肥，可为植物提供必要的腐植酸。基质中还需要包含可预防植物烂根并促使其大量吸收钙、镁等微量元素的物质，如膨胀珍珠岩。现阶段，市场上推出了一类保绿素，这类物质对植物产生了很多积极的意义，能有效预防植物枯萎并提高植物鲜亮度。
（2）大部分的区域都为全日照、太阳辐射强、风大，加上北京地区夏季气温高，湿度比南方低很多，夏季时，屋顶温度一般较高，种植层保湿的能力比较差；而冬季北京地区气温低，空气干燥，导致保湿性和保温性都较差。为此，屋顶绿化植物的选择可偏向抗逆性较强的植物，尤其是抗旱性和抗寒性都较强的植物。为了方便植物的种植、运输及后期养护，结合屋顶特殊的环境，可选用体型较小的乔木或草本科植物。
3节水灌溉技术
北京地区天然降雨量小而集中，大多数时间种植基质层很容易干燥。虽然选用的植物自身一般都有一定的耐旱能力，没有一种植物能够在干燥的土壤中长期生存，此时常常需要一定的灌溉。北京市的屋顶绿化项目在后期养护方面目前主要的灌溉方式是人工浇灌，采用节水灌溉技术的大约仅占26%。从以上可以看出节水灌溉技术与灌溉系统不受重视，不同的屋顶绿化可采用不同的灌溉方法。对于简单式屋顶绿化选用的植被都具有较强的抗旱性，规律的灌溉不仅浪费大量的水，而且效果不佳。采用滴灌的方法比较合适，这种方式水的利用率十分高。针对花园式屋顶的绿化，由于种植的植物多为花草，且受植物高度、种植密度的影响，一般不采用传统的灌溉方法，可应用喷灌方式。另外，对于那些复杂且面积比较大的屋顶可结合多种灌溉方法，主要是为了节约水资源并充分发挥水资源的作用，雨水、可再生水源等也可以作为灌溉用水源，只有这样才能在水资源压力很大的情况下积极建设屋顶绿化工程。屋顶绿化项目可行性有较为直接的影响。节水灌溉技术可以在满足植物生长的前提下提高水资源的利用率，同时还可以减少肥料中有机物在灌溉过程中的流失量，减少屋面被污染的几率。屋顶绿化的后期养护中适宜选用滴灌、微喷或渗灌等灌溉系统。
3.1滴灌
滴灌能把水直接送到植物的根部附近，并通过滴头使水慢慢滴出，保证水分能够有效率地到达根部并且被利用，使植物根部处于良好的生长条件，而同时由于远离根部的土壤保持干燥，也就很有效地降低土壤板结的几率。
滴灌的优点是能够经济用水，损失量少，自动化的程度高，能耗少；缺点是由于滴头的口径小，出水速度慢，因此对水质的要求比较高。
3.2喷灌
篇（3）
透水混凝土功能研究透水混凝土指内部结构能够形成连通孔隙，具有高渗水性的一种混凝土材料，又称作间断级配混凝土、开放孔隙混凝土等。高渗水性是其主要功能特点，此外，还具有以下功能：减轻城市排水系统压力，有效分配城市排水负荷，避免发生局部积水以及内涝情况，对济南等交通压力巨大、车辆众多的城市意义重大；改善地下水水位情况，通过透水混凝土的渗透作用，可将雨水通过混凝土层向基层和土壤中渗透，增加地下水补水量，尤其对于泉城济南，可很好的保持地下水位，确保泉眼正常喷涌；渗透入基层的部分雨水，可在晴好天气时进行部分蒸发，从而对城市的热岛效应起到较好的缓解作用；透水混凝土路面具有低噪声的特点，能够很好降低狭小区域内的车辆路面噪声，降低声污染对环境的影响，提高居民生活质量；渗透入地面的雨水，可避免与市政管网中的污水等接触，实现对降雨渗透的净化，避免二次污染；可提高城市行车安全，一方面，透水混凝土具有大摩擦力和小的摩擦力衰减梯度，一方面，下雨天气能够避免局部积水带来的车辆侧滑，最后，夜间行车时，局部积水带来的溅射以及反光现象能够得到很好的缓解。透水混凝土分类透水混凝土依据制备材料的不同，可分为以下两类：水泥透水混凝土。该种类型混凝土以高标号水泥作为胶凝材料，骨灰比3～4，水灰比0.2～0.35，孔隙率10%～25%，15～35MPa抗压强度以及3～5MPa的抗折强度。高分子透水混凝土。该种混凝土胶凝材料为橡胶、沥青等胶结材，以高强度著称，且橡胶、沥青等来源广泛，价格便宜。缺点是易老化、耐久性差，环境友好性差，高温条件下，易堵塞内部孔隙，渗水能力下降。透水混凝土参数分析透水混凝土在制备过程中，主要关注的参数为水灰比、骨料粒径、目标孔隙率、矿物掺合料和外加剂等。水灰比透水混凝土强度和透水性与水灰比有直接关系。当水灰比较小时，若保证一定的混凝土孔隙率，则成品试块中水泥含量会增多，而水的含量降低，导致试块硬化快，大幅降低透水混凝土中拌合物的流动性；同时，也会导致混凝土中粗骨料不能被完全包裹，导致空隙增多，虽然透水性能有所提高，但是混凝土整体强度下降。反之，当水灰比较大时，除对混凝土的透水性有负面影响外，混凝土强度也会受到较大影响。依据相关试验数据，透水混凝土的水灰比推荐取值范围为0.25～0.40。骨料粒径粗骨料堆积构成透水混凝土骨架，骨料粒径大小对混凝土强度、透水性都会有较大影响。当骨料粒径较小时，混凝土整体的比表面积增大，导致填充所需水泥浆增加，将会降低混凝土孔隙数和孔隙尺寸，从而影响透水混凝土透水性能；但是强度随着混凝土骨料粒径的减小反而会有所增加。当骨料粒径增加时，透水混凝土则表现出高透水性及适当的强度降低。依据相关实验数据，骨料粒径推荐值如下：石子：5～10mm，陶粒4.75～9.5mm，9.5～13.2mm，13.2～16mm。目标孔隙率透水混凝土孔隙率是影响透水性的关键指标，同时也对混凝土强度有较大影响。针对不同的混凝土需求，当弱化强度要求，强调透水性时，需要选取较大的孔隙率；反之，当以强度为主要目标时，则要控制孔隙率在一定范围以内。此外，目标孔隙率还与混凝土实际孔隙率直接相关。在进行目标孔隙率设计时，需选取适当孔隙率，例如15%、20%、25%。矿物掺合料和外加剂混凝土矿物掺合料的主要功能是减少混凝土中水泥的用量，同时在一定程度上提高拌合物的流动性能，防止出现泌水和离析现象，提高混凝土密实程度以及成品强度。常见的矿物掺合料有粉煤灰、二氧化硅微粉等。透水混凝土制备过程中的外加剂有多种，功能各异，主要包括可调节拌合物流动特性的减水剂、引气剂等；可调节凝结时间的缓凝剂、早强剂等；可改善耐久性的防水剂；其他性能改善的外加剂包括膨胀剂、防冻剂等。
橡胶集料透水混凝土配合比分析
配合比分析建设海绵城市符合国家提出的节约型和绿色型社会的要求，而采用橡胶集料透水混凝土进行城市道路建设，一方面能够缓解城市热岛效应，提高路面抗冻、抗压、抗腐蚀、抗裂等能力，另一方面，可以将城市中每年淘汰的废旧轮胎等进行重复利用。本文将对橡胶集料混凝土的最优配合比进行研究。据有关实验数据表明，混凝土制备过程中加入砂率为10%的中砂和50kg/m3橡胶集料，可明显提升混凝土抗压强度，同时能够获得1.47mm/s的透水系数。本文在研究中，参照《透水混凝土路面技术规程》（CJJ/T135－2009）和己有的透水混凝土配合比设计方法，对橡胶集料中的透水混凝土配合比选定水胶比0.3，进行对比试验，其中空白对照组为表1中的A组，未掺加任何集料，其余组别如表1所示。图1所示，为对上述5组进行强度测试的结果，结果表明，5组抗压强度平均值24.1MPa，最低21MPa，最高27MPa，强度符合要求。图2所示为5组数据透水系数测试结果，结果显示，透水系数大小依次为B＜E＜D＜C＜A，设计要求透水系数1mm/s，5组试样均满足要求。综合抗压强度测试以及透水系数测试结果分析，D组集料配比（10.5kg/m3）同时具备较高的抗压强度以及较高的透水系数，为该试验5组中最佳配合比。透水混凝土制备流程图3所示为透水混凝土制备流程。依据2.1节所得橡胶集料配合比，进行透水混凝土的制备。制备过程中，浆体粘聚性应足以保证包裹骨料后的形状，工程采用的判断标准为手攥观察坍塌度，50mm以内为合格，方能保证硬化后仍可维持多孔结构。与1.3节分析的水灰比同理，较稀或干硬的浆体都不能保证成品后的混凝土透水性能。
透水混凝土失效形式研究
透水混凝土在应用过程中，常见开裂、沉降、磨损、冻融等几种失效形式。主要原因如下。开裂。局部交通负荷恶劣，荷载超限可导致开裂。此外，不适宜的透水系数选择，或将导致透水速度过快，对基层土壤产生冲刷，从而形成局部基层凹坑，导致基层承载能力下降，导致开裂。温度对于开裂也有较大的贡献，由于混凝土并非各向同性材料，在受到高低温影响时，容易出现胀缩不均，从而引发开裂。沉降。排水过程中，基层较大范围的连续冲刷凹坑，会导致路面出现连续的沉降现象，影响行车安全。磨损。无论透水混凝土还是其他形式路面，在应用过程中，磨损为常见失效形式，主要原因是车辆超重，局部摩擦力过大或者车辆急刹车等情况，都会对路面带来一定程度磨损。冻融。冻融损害是透水混凝土特有的损害形式，主要由于孔隙中水饱和的相变带来的体积变化，会导致混凝土的破坏。对于冻融损害，透水混凝土本身一方面较难达到水饱和状态，另一方面，在制备过程中加入的引气剂等外加剂也能很好的防止冻融损害发生。
篇（4）
中图分类号：TU992 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0109-02
1 概述
近年，随着海绵城市的发展以及人们对于绿色建筑的关注度逐渐提升，雨水收集利用系统也愈发的体现了其在建筑系统中的重要性。但是由于常用的室外雨水收集池存在占地面积大，埋深要求高等缺点，尤其是对于一些位于市中心的改造项目，如何平衡用地紧张与雨水利用二者关系成为很多建设单位的关注点。本项目即在室外用地紧张的情况下，综合考虑设计雨水收集系统，解决了这一难题。
2 项目概况
常州市中医医院位于常州市天宁区的核心区域，西临城市主干道和平路，南临麻巷路，始建于1956年，是常州地区唯一一所集医疗、教学、科研、预防保健、急救于一体的三级甲等综合性中医医院。本次在现有院区内规划建设急诊病房综合楼，总建筑面积41993.36平方米，其中地上32309.77平方米， 地下9683.59平方米。床位数345张。主要使用功能为急诊急救、胸痛门诊、口腔门诊、中医康复及治未病、产科门诊、病房、行政办公等功能。地上19层，地下2层。
本项目由于与老楼共用院区，用地紧张，既要满足室外绿地面积及管线布置的需求，又要达到绿色二星年径流总量控制率55%的标准，考虑到室外院区无法设置安装雨水收集池，所以本项目通过在裙房屋面设置了一套雨水收集回用系统来解决这一问题。流程如下：首先主楼屋面雨水通过87式雨水管系统收集到7层裙房屋面减压初滤雨水箱中，雨水经过7层裙房屋面的减压初滤雨水箱进行减压并过滤大块颗粒物（5mm以上的颗粒物），然后进入到6层小屋面的雨水收集水箱，最后通过设置在6层小屋面的雨水消毒设备处理后，进入到室外浇洒系统进行院区的绿化。
系统流程图（如图1所示）：
3 雨水收集利用系统设备的选择
3.1 雨水收集系统计算
3.1.1 室内外雨水系统计算
采用常州市的暴雨强度公式：
q：暴雨强度L/（s・hm2）
T：重现期 a；
t：降雨历时 min；
屋面雨水量计算：降雨重现期按10a，降雨历时5min计算，q10=4.49（L/s・100m2）；
主楼屋面雨水量=ψFq=0.90*1600*4.49/100=64.66L/s
3.1.2 屋面雨水收集系统计算
公式：W=10ψFh
ψ：雨量径流系数
F：汇水面积（hm2）
h：设计降雨厚度（mm）
主楼屋面面积1600m2=0.16hm2
（1）雨水可利用量计算
参见10SS705《雨水综合利用》南京资料
降雨重现期按1a，最大降雨厚度45.6mm，弃流厚度3mm；
设计主楼屋面雨水收集量V=10*ψFhy=10*0.90*0.16*（45.6-3）=61.34m3
（2）总浇洒用水量
院区绿化面积：2600m2
室外绿化浇洒面积用水：Q=Qd*F=4*2600/1000=10.4m3
（3）院区道路面积：7500m2
室外道路浇洒面积用水：Q=Qd*F=4*7500/1000=30m3
总浇洒用水量W=10.4+30=40.4m3
（4）雨水收集池容积计算
V（61.34m3）≥W（40.4m3）
综上所述雨水收集池有效容积需大于等于61.34m3，水箱尺寸为5m*3.5m*4.5m（h），有效容积为65m3。
3.1.3 年径流总量控制率校核
已知条件：项目场地面积7783m2
参见南京55%年径流控制率对应设计控制降雨量11.5mm，场地综合径流系数：0.649， 室外院区80mm下凹绿地面积：200m2。
建设项目场地内设计降雨控制量：V=11.5/1000*7783=89.5m3
入渗实现控制率：1-0.649=0.351
实现降雨控制量：V1=89.5*0.351=31.41m3
下凹式绿地收纳容积：V2=200*0.08=16m3
通过调蓄收集回用措施的降雨控制量：V3=89.5-31.41-16=42.09m3
雨水收集池有效容积65m3>42.09m3，满足年径流总量控制率55%的要求。
3.2 雨水收集系统设备选型
3.2.1 雨水排水系统的选择与设计
根据计算，主楼屋面雨水按照十年重现期，设计排水量为64.66L/s，共设置5个DN100的87式雨水斗，设计排水能力为75L/s；减压初滤水箱进水管管径为DN250排水能力117L/s。七层裙房屋面雨水按照十年重现期，设计排水量为8.73L/s，考虑水箱事故发生的情况，在裙房屋面上设置2个DN200一个DN300的87式雨水斗，设计排水能力为96L/s，满足主楼屋面及裙房屋面的总排水量73.39 L/s的要求；六层小屋面雨水按照十年重现期，设计排水量为1.54L/s，考虑故障发生情况，共设置两个DN150的87式雨水斗，并且在女儿墙上开设一个据地面高100mm，长*宽为300*300的泄水口，设计排水能力为114L/s，满足主楼屋面及小屋面的总排水量66.2L/s的要求。
3.2.2 雨水水箱的选择与设计
根据计算，初滤减压水箱进水管管径为DN250，从主楼屋面至七层裙房屋面高差为50.7m，在雨水较大时，管道内雨水为半有压或有压流态，考虑安全因素，选择不锈钢作为水箱的材质，为了减少对水箱的冲击，进水管采用淹没出流，并且在出水口设置一个180°的向上回弯，在回弯底部开设一个De50的小孔，用于初期弃流及减压；初期污染较严重的雨水进入水箱后，先通过设置在水箱底部DN150的弃流管直接排到7层裙房屋面上，随着时间的推移，雨势逐渐增大，雨水通过设置在p压初滤水箱中打有5mm孔洞的过滤钢板网，进入到DN250的出水管里，出水管管中心距离水箱底450mm，保证弃流厚度，使进入到雨水收集水箱的雨水不存在较大的颗粒物；同时为了安全，分别在水箱中两侧各设置了一个DN250的溢水管，保证在流量较大时，也可以把超过溢流水位的雨水排到室外屋面上。减压初滤水箱作为中转水箱，设计储存不小于20%即13m3的雨水量，为了方便检修，高度不宜小于2m，故尺寸定为5m*2m*2m（h），有效容积为15m3。
减压初虑水箱剖面图（如图2所示）：
雨水从减压初滤水箱出来后，再经过设置在出水管的Y型过滤器，进一步对雨水进行过滤，随后进入到六层小屋面上的雨水收集水箱，同样考虑到安全因素，选择不锈钢作为水箱的材质，为了减少对水箱的冲击，进水管采用淹没出流，并且在出水口设置一个180°的向上回弯，在回弯底部开设一个De50的小孔，用于减压，并且在水箱中设置两根DN250溢流管，保证超过溢流水位的雨水可以及时排出。为了不影响建筑整体外立面效果，充分利用六层小屋面面积，雨水收集水箱尺寸为5m*3.5m*4.5m（h），设置两根DN50的出水管与雨水加压泵连接，经过加压的雨水先进入到全自动自清洗过滤器进行处理，再进入到紫外线消毒装置进行消毒后重力流进入到院区浇洒系统中，高差22m，经过处理后的雨水无需二次加压，即可满足浇洒使用需求。
雨水收集水箱平面图（如图3所示）：
4 结束语
篇（5）
多年专注于商务蓝牙耳机的Jabra这次终于结合自身优势推出了消费级无线音乐耳机。230克这不轻的体重源于金属部件的大量使用，让耐久度大大提升。同时加入了Jabra世界级的消噪技术，让人声表现真实自然。最绝的是耳机的左右单元都设计了接线口，除了可以随意左右走线之外，还拥有音源共享功能，最多可同时串联20个耳机，与朋友分享音乐，而音质不会有丝毫损耗。另外还与Dolby杜比合作推出了Dolby Digital Plus 音效增强技术，你只要下载Jabra Sound App，就可以体验杜比音效带来的震撼音乐。
KEF M500 2380
轻，是这款耳机给人的第一感受，装置了独特的KEF多维智能铰链，其轻质耐用的铝质框架完美贴合头形，方便折叠收拢，超轻铜包铝线音圈，仅为传统铜线一半重量，不仅提升高频延伸，也增强解析力。40 mm钕磁铁驱动单元的输出表现清晰、细腻，耳壳的调音板的每一个细孔都可以让你精确确定其位置，以便带来最优化的清晰度、动态感和重低音量感。无论是歌剧或流行音乐，都能尽情享受。
罗技UE 18 Pro入耳式隔音定制耳机
这一款绝对是UE目前的音质巅峰，配备 6 个平衡电枢、多个无源分频器和 3 个声学调谐扬声器，UE 18 PRO 无疑是当下的巅峰之作，呈现出细腻、清澈、纯粹和画面感。另外它还提供可选环境功能，允许进行舞台干扰，控制隔音效果。如果真的说起来唯一的缺点就是定制过程较为复杂：需要找到医生制造你的耳印膜，再发由美国原厂定制。不过话又说回来，若不是如此哪还称得上定制？
Klipsch MODE M40
主动降噪头戴式耳机
让人觉得眼前一亮的首先是它的动圈式双单元配置：左右两边钧有40mm中低音与15mm高音单体各一支，这样对音质的提升自然是显而易见，声音表现上，真实，基本上在所有频段里你都不会听到太多的音染现象，不会出现某S牌日货耳机的“闷头”现象。头梁与一流太阳镜采用的坚韧材料相同，具有卓越的抗折性能。耳垫采用高密度记忆海绵材料，长时间佩戴舒适。主动降噪功能，适合在飞机等有长时间噪音的场合使用，对音质的减损略为明显。不过当然在你关闭后，它依然还是一款顶级的HIFI耳机。
森海塞尔IE800
作为森海塞尔大热款IE8的后代产品，这款IE800完全打破了传统耳塞的常规，在耳塞材质的选用上摒弃了金属和塑料而选用了陶瓷。在我们看来，也许耐磨性和音质上都会得到一些提升。整体声音表现依然纯净、温暖，低频和高频的表现都非常令人满意，纵横声场依然是宽大自然。唯一想吐槽的是，导线采用了短线+延长线的设计方式，意味着这副耳塞便是传说中“我一扭你就掉”，耳机线容易脱落的麻烦货。
安桥Audio On The Go ES-FC300
作为驰名多年的音响品牌，安桥这次推出的第一款耳机ES-FC300采用了14.3毫米的动圈单体，低音表现平衡柔滑，中音效果饱满丰富。在线材上采用了类似BEATS的扁平弹性线材，使得耳机线缠结这一问题得到比较良好的解决。此外，安桥还专为智能手机和平板电脑的用户开发了一个APP，让用户能更快、更准确的调整频率响应。是的，这一点在现有的耳机厂商里真的很难得。
哈曼卡顿（Harman/Kardon） HARKAR-BT 蓝牙耳机
篇（6）
一、视觉检查法
简单的视觉检查是直接观察沿管线的路面是否有裂缝或凹陷，对不放空管段在地面作视觉检查，截污格栅是否清洗，检查沿管线的排入口，还可以检查气体的浓度和特殊的气味，适用于确定窨井内的局部损坏。检查完填写检查报告，做好记录。
镜检适用于简单的直管，不适用于较长管段。镜检能确定管道是否需要疏通和评价疏通结果，发现窨井附近的错位、径流受阻和塌陷等情况。
复杂的视觉检查是对管道进行的一种仔细检查，可以是人进入沟道的直接检查或者摄像机进入沟道行驶的间接检查。检查时必须注意几点：一是检查前必须清洗和放空沟道；二是确定管段的损坏情况，包括径流受阻、漏水、错位、机械磨损、腐蚀和涂层损坏、断面变形、裂缝和破损、管道破碎和坍塌等情况；三是检查助进设施，及时排除损坏，确保设备正常工作，注意工作安全。
1.间接检查
发达国家对管道的间接检查绝大部分是用自行彩电装置（摄像机远距离电眼）来进行。对这种装置的设计要求及工作环境是非常严格的，系统必须是防爆的，否则必须对管道作充分的通风，避免形成爆炸性混合气体。摄像机的图像在现场直接进行处理并作检查记录。所有有用的数据（如实验地点、管道材料、管道直径、损坏标示等）做好记录，与摄像机的图像一起记载备用。这种检查方法的优点：可用于检查不能行驶摄像机运载车的管道，在管道中人工消耗少，而且摄制的录像带可用于制订管道的修缮计划；其缺点是设备昂贵，管网较小时需租用车辆。
2.直接检查
进入管道内用眼睛直接进行的检查。除了做好笔记外，还应该用照相机或摄像机对损坏部分进行拍照。在管道内进行直接行走检查时，必须绝对遵守安全操作规章制度。其最大的优点就是比较直观，缺点是容易发生人身安全事故。无论哪一种检查必须对检查结果进行详细记录，以备查用。
二、定量法对管道的检查
要对管道的状况作完整的评价，仅用视觉法往往是不够的，因为有些损坏是不能用视觉发现的，如管道的接口部位不密封、严重渗水现象、隐蔽的非法排污口等。为了查出此类问题的沟道损坏可以用定量法对管道进行检查。
1.烟熏法
把烟鼓入封闭的管段，检查是否有烟冒出。这样不仅可以查出封闭段管道是否有渗缝，而且还可以查出污水管网上未知的和未经许可的非法接管。这种方法使用起来非常简单。
2.水压试验法
在两端封闭的管道内灌水，测量管中的水压，在监测的一定时间内观察压降变化，如果出现大压降说明管道漏水，对压力管可以施加较大的试验压力。这种方法适用于比较短的管段，而且检查用时比较长。
3.空压试验法
在两端封闭的管道内充满压缩空气，测量封闭管段的气压，观察气压变化。与水压试验法相比，这种方法测试时间比较短、费用比较低。
三、损坏的修复
如果在管道检查中发现有损坏的部分，就必须采取措施进行修复，使管道恢复正常。在安排实施修复措施时，必须考虑如下几点： 造成损坏的原因； 损坏的形式、地点和程度； 损坏的数量和后果； 沟道的特性，如运行方式、大小、水力负荷、埋深、使用年限、材料及位置； 土壤及地下水情况。
根据管道的损坏情况，修复的方法主要有以下几种：
维修：主要修复有明显域界的损坏，也是最简单的修复措施。
整修：主要修复一些大的管段或重叠出现的损坏。
重建：在原来的地点或新的地点重新建造管段，原来的设施停止运行。维修及整修管道的方法有多种，一般由专业施工单位来实施。
四、事故保护和劳动保护
由于排水管道中的污水通常能析出硫化氢、甲烷、二氧化碳等有害气体，易造成人员伤亡，尤其是硫化氢浓度超标后，在几秒钟内可损害人的中枢神经，致人死亡。另外煤气管道失修可导致煤气渗入管渠，造成爆炸隐患。近年来，在人工管内清淤（含泵站、污水厂集水池、污泥池）及新旧排水管道接管井下打口时，频发多人伤亡事故。甚至在中水检查井、附近有化工等有毒有害废水的自来水检查井内作业，也发生过人员伤亡事故，教训深刻。因此养护作业人员必须增强安全意识，要配备必要的气体检测仪、劳保用具、安全用具（安全绳、鼓风机、对讲设备、氧气呼吸机等）。排水管理部门要舍得在安全检测、安全保护设备和器具上的投入。
在管道作业中可能发生的危险及应对措施有如下几种：
来源于交通的危险：由于管道（窨井）的维修点大多被布置在马路上，为了减少来自地面交通带来的危险必须设置相应的路标和护栏。
滑倒和绊倒的危险：在管道内装扶手或栏杆以防滑倒。
危险气体：污水中所含的物质在沟道内会很快形成气体，如CH4、CO2、H2S，管道内的氧气也会被有害的气体排挤掉。当进入管道时必须携带相应的保护面罩和警报器，并保证足够的通风。
爆炸的危险：污水中产生的甲烷能使管道内的空间变成爆炸性的空间。另外，可能还有煤气管道泄漏因素。
突然来水的危险：遇降雨，或因作业段上下游管道封堵不严密，气囊、挡墙的损坏，会导致突然来水的危险。
感染的危险：污水中有细菌和病毒，可能会危害健康。高压冲洗管道时会形成污水水雾。为了减少感染危险，必须带保护面罩。
由活动部件造成的危险：构筑物中的活动部件（如闸门和阀门等）对人是一种危险。
为了避免伤害操作人员，在进入管道时要由负责人员说明危险性，对操作人员作遇到危险时的行为指导，备好相应的急救和监测设备，并且到时必须使用。每次作业都要作记录，严格按照操作规程执行，尤其要执行下井作业票制度。
必须准备防范危险的工具： 正压式空气呼气机；通风设备，在较长时间的作业时，用鼓风机强制通风比带保护面具更适宜；救生带、保护设备、提升机、救生绳；人身保护用具（安全帽、手套、安全胶鞋、工作衣、警示服）；防爆工具和灯具；人工井下作业时，必须设专职安全员负责警戒及监督。
参考文献：
[1]孔凡铭，朱明珍，等.排水沟道系统的养护[J].中国给水排水，2006（20）：93-96.
[2]张志军.邯郸市排水系统运行状况分析[J]. 中国给水排水，2009（4）：15-18.
[3]陈锐.城市排水系统运行安全性分析[J].城市管理与科技，2007（2）：55-57.
我国首个三维城市地图“天津三维城市”4月上线
本刊综合报道 4月26日，我国首个三维城市地图“天津三维城市”上线。“天津三维城市”是国家批准的我国首个在互联网上的三维城市信息，由天津市与国家测绘地理信息局共同建设，从城市中心的高楼大厦、道路设施到农田村镇、山区地貌都能直观显示。“天津三维城市”提供的地理信息最短每半年更新一次，将为市民出行、旅游等方面提供服务。用户将可以在天地图和北方网网站上在线全方位浏览天津的三维城市全貌。
天地图是国家测绘地理信息局建设的地理信息综合服务网站，它包含了中国区域最全面、最权威和最详实的数据，以门户网站和服务接口两种形式向公众、企业、专业部门、政府部门提供24小时准确、方便的不间断“一站式”地理信息服务。未来，天津将成为“天地图”产业发展的改革先试先行区，通过建设天津滨海地理信息创新园，形成从数据采集、培训到的完整产业链模式，为“天地图”未来发展奠定更好的基础。
链接
放眼看世界——发达国家先进排水系统建设
本刊综合报道 夏季来临，进入多雨期。城市排水系统又进入考验期。在国外，为防范城市内涝，城市排水标准普遍较高，纽约是“十至十五年一遇”（注：一年一遇指每小时可排36毫米雨量）的标准，东京是“五至十年一遇”，巴黎是“五年一遇”标准。
■巴黎：世界一绝的“地下城”
巴黎的地下排水系统被称作“地下城”。据统计，巴黎的地下水网道均位于地下50米以下，设计纵横交错，密如蛛网，并且像河一样可以行船，其总长近2400公里，宛如这座大城市的消化系统，堪称世界一绝。巴黎的地下井盖就多达2.6万个，蓄水池也有6000座之多，每天有1300多名专业人员负责维护这座地下城市的正常运转，其科学性、历史性与实用性均可以成为世界各大都市的楷模。
■东京：建世界最先进排水系统
日本是个台风多发国家，首都圈地区也常降暴雨，却很少出现内涝。首先，东京设有先进的降雨信息系统来预测和统计各种降雨数据，再进行各地的排水调度。其次，暴雨后路上不积水得益于人工建造的“川”。类似壕沟的“川”密布东京都，排涝作用非常大，所有细小水道都通往“川”，再通过比“川”更深更宽的地下水道通入东京湾进海。此外，东京投巨资，耗时14年（1992年—2006年）建成了堪称世界上最先进的下水道排水系统——首都圈排水道，其排水标准是“五至十年一遇”，全长6.3公里，包含5根直径30米、深60米用管道联通的竖井和1个调压水槽，系统总储水量达67万立方米。
■伦敦：河流下方建排水隧道
英国首都伦敦的排水系统建于19世纪中期，距今超过150年历史。1865年，伦敦共修建了超过20000公里的排水工程，构成了伦敦排水系统的基础。2007年，伦敦政府投入17亿英镑实施“泰晤士隧道”方案，即在泰晤士河下方建设一条长35公里、最深处达75米的“深层排水隧道”。隧道将连接34条位于“污染最严重”地带的下水道，有效阻止未经处理的污水在降雨的时候流入泰晤士河。2011年，伦敦泰晤士河水务公司又投资36亿英镑修建一条近40公里长的超级污水排水沟，据称能有效吸纳污水，并能解决泰晤士河100年的污染问题。
■柏林：推行“雨水费”制度
篇（7）
中途分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0191-01
高层建筑是社会经济发展很科技进步的产物。随着城市的发展，城市用地紧张，市区低价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更是高层建筑越建越高。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样性，而且在高度上也有大幅度增长。然而一次又一次的地震灾难及教训，警示着我们。高层建筑设计及材料是工程设计面临的迫切任务。
高层抗震可选用的材料：
一、框架抗震结构
框架―剪力墙结构，俗称为框剪结构。主要结构是框架，由梁柱构成，小部分是剪力墙。墙体全部采用填充墙体，由密柱高粱空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。（1）、加强框架的角柱。角柱是连结纵横框架的枢纽，要增加框架的空间整体性，就要加强角柱的抗剪性能。（2）、沿周圈框架平面按K形支撑和X形支撑布置一定数量的钢筋砼抗剪墙板或配筋砌块抗剪墙板，能有效克服框架的剪力滞后现象，显著提高框架的整体性和抗推刚度，减少结构的整体侧移，特别有利于减小层间侧移。但这种结构的延性较差，因此，可以在墙板上开十字形结构竖缝使之出现薄弱部位，形成延性耗能墙板。（3）、设置偏交斜撑等赘余杆件，用弯曲耗能代替轴变耗能，其中折曲撑由钢纤维砼杆制造，偏心连结支撑可用钢杆或劲性钢筋砼杆组成。在强烈地震作用下，一方面可利用这些赘余杆件的先期屈服和变形来耗散能量，另一方面当赘余杆件破坏或退出工作后，使得结构由一种稳定体系过渡到另一种稳定体系，引起结构自振周期的改变，以避开地震卓越周期的长时间持续作用所引起的共振效应。
.在框剪结构中，保护和改善剪力墙的抗震性能是关键。增加多道抗震防线和延性耗能机构是提高结构抗震性能的有效途径。协调各构件的刚度、承载力和延性相匹配，可大大提高框剪结构的空间整体性能和抗震可靠度。
二、加气混凝土
加气混凝土是一种轻质多空，保温隔热，防火性能良好，可腚，可锯，可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。加气混凝土是以硅质材料（砂、粉煤灰及含硅尾矿等）和钙质材料（石灰、水泥）为主要原料，掺加发气剂（铝粉），通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。 因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔，故名加气混凝土。英文：Autoclaved aerated concrete （AAC）。分类从广义上来讲是所有加了气的混凝土，包括加气混凝土砌块，泡沫混凝土及加了引气剂的混凝土。狭义上的讲就是加气混凝土砌块。一般根据原材料的类别、采用的工艺及承担的功能进行分类。加气混凝土按形状，可分为各种规格砌块或板材。加气混凝土按原料，基本有三种：（水泥，石灰，粉煤灰加气砖）；（水泥，石灰，砂加气砖）；（水泥，矿渣，砂加气砖）加气混凝土按用途，可分为非承重砌块、承重砌块、保温块、墙板与屋面板五种。加气混凝土的特性由于加气混凝土具有容重轻、保温性能高、吸音效果好，具有一定的强度和可加工性等优点，是我国推广应用最早，使用最广泛的轻质墙体材料之一。性能优点：质轻 防火 隔音 保温 抗渗 抗震 环保 耐久 快捷 经济
高层框架建筑。多年的实践证明。加气混凝土在高层框架建筑中的应用是经济合理的，特别是用砌块来砌筑内外墙，已普遍得到社会的认同。抗震地区建筑。由于加气混凝土自重轻，其建筑的地震为就小，对抗震有利，和砖混建筑相比，同样的建筑，同样的地震条件下，震害程度相差一个地震设计设防级别，如砖混建筑在达7度设防，它会受破坏，而此时加气混凝土建筑只达6度设防，就不会破坏。1975年海城地震时，30余幢多孔混凝土建筑展害轻微，而邻近的砖混建筑则震害严重；1976年唐山地震时，北京市白家庄的一栋五层加气混凝土承重楼，自重仅700kg/m2，当时处于地震烈度为6度强的情况下，震后没有出现新的裂缝，而在50m处的四层混合结构的住宅，下部却产生大斜裂缝。严寒地区建筑。加气混凝土的保温性能好，它200mm厚的墙的保温效果相当于490mm厚的砖墙的保温效果，因它在寒冷地区的建筑经济效果突出，有竞争力。软质地基建筑。在相同地基条件下，加气混凝土建筑的层数可以增多，经济上有利。 加气混凝土主要缺点是收缩大，弹性模量低，怕冻害，因此加气混凝土不适合下列场合，温度大于80℃的环境，有酸、碱危害的环境；长期潮湿的环境，特别是在寒冷地区尤应注意。3抗震防水建筑材料；4碳纤维复合材料；具有抗拉强度高，密度小，耐腐蚀性和耐久性好等优点。5缓冲抗震材料；聚乙烯，EVA，EPE，橡胶，海绵等。6高速公路地下防潮抗震材料――XPS挤塑板7一种隔热抗震幕墙复合材料――由内层板，中间层，聚氨酯发泡塑料，外层板，蜂窝支架组成。
三、结束语
经济安全是抗震设计的重要技术政策。从长远来看，如何从我国高层建筑抗震设计现状及国际高层抗震设计发展趋势出发，探求一种新型的结构与材料的应用，应该成为地震区高层建筑的发展新方向。
参考文献：
[1]《抗震结构设计》（化工版） 抗震结构设计
篇（8）
一、萍乡、新余和我市的相似之处
（一）地理区位优劣势相近。一是萍乡、新余系江西省西部和中西部的地级市，与我市一样都不靠近沿海,均属内陆三线城市；二是比邻（融入）中心城市经济区。萍乡比邻长株潭城市群经济区，新余跻身鄱阳湖生态经济城市群、我市是沈阳经济区的副中心城市。
（二）人口、GDP规模相近。萍乡市人口187万，新余市人口120万，我市人口152万，均属100—200万人口规模的城市。十以来，GDP累计总值萍乡市为5071亿元，新余市为5474亿元，我市为5320亿元，生产总值相近，增速相近。
（三）均为资源型城市。萍乡是因煤而兴的城市，曾经有着“江南煤都”的美誉，2007年被国务院列入第一批资源枯竭型城市；新余市是国内著名的以钢铁为基础的老工业城市，2012年被国务院列入第三批资源枯竭型城市。我市是驰名中外的“煤铁之城”，上世纪九十年代煤资源枯竭后，形成了“一钢独大”的产业格局。
(四)环境优美、山川锦绣，旅游资源丰富。萍乡市有全国重点保护单位2处，省市重点保护单位67处，著名风景区武功山集雄、奇、峻、秀于一身，有南方罕见的十万亩高山草甸和众多瀑布群；萍乡义龙洞被誉为“天下第一洞”。新余市著名风景名胜有仙女湖、仰天岗森林公园、孔木江湿地公园等，其中仙女湖景区流泉飞瀑多，动植物种类繁多，乔被誉为“亚洲最大的亚热带树种基因库”，2002年列入第四批国家级风景名胜区名单。仰天岗森林公园山谷幽幽，怪石嶙峋，翠竹如画，有诸多巧夺天工、神奇美妙的自然景观。我市拥有国家、省级风景名胜区26处，其中著名的有：世界文化遗产——桓仁五女山高句丽山城；亚洲最大的天然溶洞——本溪水洞；东北道教发祥地——九顶铁刹山；国家森林公园——关门山等，集山、水、林、泉、洞为一体，素有“燕东胜境”之称。
（五）都在城市转型方面进行了探索实践。2008年萍乡市全面实施转型战略，萍乡“因为煤、不唯煤、延伸煤、跨越煤”，充分结合产业发展实际，提出了重点打造冶金、机械电子、煤炭综合利用、新能源、生态文化旅游、生物医药等十大接续替代产业。新余因钢设市，缘矿而兴，2011年列入第三批资源枯竭型城市后，大力培育新型产业体系，提升产业核心竞争力。优化工业内部结构，着力打造新能源、新材料和钢铁深加工产业“三足鼎立”产业格局。2009年,本溪市委、市政府基于东北老工业基地振兴和沈阳经济区“双重国家战略”,从总体上对本溪未来主导产业发展和城市内涵特征进行了准确定位,明确提出了大力发展钢铁深加工、生物医药、原生态旅游三大产业，建设“三都”的奋斗目标和发展思路，,即建成“中国钢都”、“中国药都”和“中国枫叶之都。
二、萍乡市、新余市转型升级的做法及成效
萍乡、新余分别依托煤炭资源、钢铁资源均有着一段辉煌历程。但当资源日趋枯竭时，在经济发展方式转变的大背景下，作为江西省3个资源枯竭型城市中的两个，面对重重压力，他们加快转变经济发展方式，着力推进城市转型，让百年老城迸发出新的生机和活力。
萍乡、新余两市的产业升级、城市转型，主要有以下三种模式。
（一）产业延伸与更新的“老树发新芽”模式
萍乡、新余在转型升级过程中充分运用产业延伸与产业更新相结合的复合模式，大力发展接替型产业，在原有企业基础上进行转产，或在原有产业发展的基础上继续发展并延伸相关的产业工业、拓宽其产业链，大力开发原有资源型产业的新兴产品，并广泛利用新技术进行深加工和精处理，为其原有主导产业的永续发展开辟出一条新路子。
素有“江南煤都”之称的萍乡煤矿，是中国代近工业史上的“十大”厂矿之一。上世纪七八十年代企业鼎盛时期，江西省40%的原煤、30%的钢铁产自萍乡。2008年萍乡市全面实施转型战略以来，一方面稳定煤炭生产，逐步降低原煤产量，一方面积极致力于非煤生产，狠抓多种经营，形成新的经济增长优势。萍矿根据转产发展的需要，坚持老厂技改与新项目建设并重，对水泥厂和矸石电厂进行了技术改造和扩建，新建了浙江永庆热电厂和萍乡浮法玻璃厂。其中全国煤炭系统最大转产项目之一的浮法玻璃厂，填补了江西工业的一项空白。萍矿还依靠科技进步，开发出6110型豪华空调大客车、乳化炸药和全自动乳化炸药装药机、客车空调、玻璃钢冷库系列、FBT系列保温涂料、402不锈钢焊条和557特种焊条等新产品，由于科技含量高，质量好，为企业赢得了信誉和效益。近年来，萍矿相继组建了中鼎国际工程有限责任公司、中煤科技股份有限公司、安源玻璃有限公司（浮法玻璃厂）、安源管道实业股份有限公司等6个子公司。开创了科技研发、承包工程、对外投资、进出口贸易、劳务输出五项业务齐头并进的良好格局。从“一煤独大”，向多元支撑转变。萍矿为企业转型探索了一条出路。
新余钢铁股份有限公司，是国内乃至世界知名钢铁企业。2010年，全球钢铁企业产量排名36位，国内排名16位。船板的产量、市场占有率 2007 、2008 年连续两年位居全国首位。自2011年开始城市转型之初的 “新钢独大”，到现如今配套企业聚集，新余在打造传统产业高地上，画出浓墨重彩的一笔。近年来，新余着力做好做强产业链文章，全力推动钢铁产业招商和下游装备制造产业据商，引进冷轧钢带、汽车零部件、特钢精深加工等配套项目，让旧动能焕发新生机。2017年全市新签5000万元以上装备制造产业项目33个，签约金额106亿元，投资30亿元的装备制造产业园、投资20亿元的宁夏锦绣物流装备项目、投资10亿元的联天桥梁钢项目、投资10亿元的新能源汽车用电工钢项目等一批优强项目接连落户。 钢铁产业已逐步改变了“新钢独大”的局面， 形成了以新钢集团为核心，百余家钢铁企业相配套的产业集群，2017年钢铁产业主营业务收入完成720亿元。
（二）引进新兴技术及产业的“另起炉灶”模式
萍乡、新余两市经济转型，在保留原有主导产业“根基”的同时，也注重植入新兴产业的“血液”——发展替代型产业，即与原有的主导产业不同，重新开辟新的经济增长点，极力发展新兴产业以及现代服务业。
1.依托经济开发区，大力引进发展新兴产业、无烟工业。萍乡经开区、新余高新区作为两市经济发展主战场、对外开放主平台，始终坚持全域开放、全面开放，不断招大引强、招强引优，产业集聚效应和产业竞争力进一步提高。十以来，萍乡经开区累计引进省外投资亿元以上的项目95个，实际进资530亿元；新余市高新区已引进并开工170个重点项目，实际引资488亿元，另外引进外资24亿美元。
位于萍乡经开区的江西省长益光电有限公司总投资8亿元、目前在国内光电行业排名第二，年产5000万套手机数码镜头等产品，已成为华为、OPPO、VIVO等国内一线手机厂商的主要供应商，还远销日本、韩国和欧洲各国。江西网是科技有限公司是萍乡市经开区2018年5月投产的电子信息龙头企业，该公司主营万兆交换机、智能路由器、无线网卡等产品，产品销往国内28个省市区和海外50多个国家。今年预计销售收入8亿元，利税2000万元。
扶上市、育龙头、抓创新，新余高新区着力打造新动能高地。近几年来，采取创新升级、上市融资、战略合作、集中优势资源等措施，推动以锂电、手机触控、LED为代表的新制造经济实现了迅猛发展。2017年三大产业主营业务收入同比分别增长50.6%、40.2%和358.8%，其中锂电产业成为当前新余众多产业中最具发展潜力的优强产业，锂盐产量占全国、全球的份额分别达到34.28%和17.97%。产业结构的更加优化，新旧动能的加速转换，带来的是新产业新动能茁壮成长。目前，新余市光电信息、装备制造、生物医药、节能环保、绿色食品等新兴产业正在迅速崛起。全市现有主营业务收入过百亿元企业3家，过10亿元企业25家，过5亿元企业42家，战略性新兴产业占规模以上工业的比重达65%。当前，新余已初步形成了以钢铁深加工、新能源、光电信息、装备制造等产业为主导，多元支撑的新型产业体系。
2.减“黑”增“绿”，大力发展生态旅游及环保产业
萍乡市大力推动增绿工程，不断修复矿区生态环境。森林覆盖率从2007年的61.9%提升到2017年的66.9%。特别是在海绵城市建设中，萍乡市通过建设雨水花园、下沉式绿地、湿地公园，配置了乔、灌、草多种植物群落和园林植物景观，使城市生态得到了有效恢复；通过武功山景区、杨歧山景区、玉湖公园、聚龙公园等的建设，极大提升了城市魅力，迅速壮大了旅游业。旅游收入由2007年不足全省的2.1%，提高到了现如今的10.4%。在推动增绿工程的同时，萍乡通过政策引导、规划引领，大力发展绿色产业。一批曾经在煤炭行业赚取了第一桶金的煤老板趁势而为，纷纷“洗脚上岸”，逐渐从地下走向地上，投身于高效农业、乡村旅游、现代物流等产业。曾经的煤老板彭建鹏就是绿色产业的参与者、受益者之一。从2006年开始，他主动跳出煤炭行业，先后投入5000多万元兴办了一家体验式茶场，年产茶叶6000公斤，年销售收入700多万元，其旗下的“万龙松针”高端茶还入选中国名优名茶名录。2015年竣工投产的格丰科技材料有限公司，是一家新型环保公司，销售收入从当年100万元、2016年的1000万元到2017年3亿元，快速实现“三级跳”。如今，环保产业已经成为助推萍乡城市转型的新引擎。目前，全市共有64家节能环保企业投产，2017年完成主营业务收入122亿元，利税14亿元。
新余市牢固树立和认真践行绿水青山就是金山银山的理念,坚决打好污染防治攻坚战,还自然以宁静、和谐、美丽。坚持以最严的标准加强生态保护。推进“保家行动”常态化。坚决把好项目准入关,从源头上防止环境污染和生态破坏。在修复生态治环境的同时，新余市大力发展旅游这一朝阳产业，提出“打造全国一流的文化生态休闲旅游胜地”和“将旅游业打造成全市转型升级的支柱产业”的战略目标，适时出台了加快推进旅游产业优化升级的意见和奖励办法等政策性文件。市财政安排了1000万元旅游发展资金，各县区也相应设立专项资金。2015年，依国家5A级景区标准建成的现代休闲观光农业博览园——台湾兰花博览园开园；全国首个集超自然观光、穴居体验及洞穴养生的溶洞之都——中国洞都开业；亚洲最大亚热带植物园——新余国家亚热带植物园纳客……2018年，受在仙女湖录制的央视七夕晚会强烈影响,新余城市光旅游和乡村休闲旅游旅游蓬勃发展,旅游业接待游客和旅游收入均增长22%，预计全年新余旅游及相关收入150亿元，创外汇收入850万美元，接待总人数1300万人次，从业人员10万人，逐步建成布局合理、功能完善、特色鲜明的旅游产业体系。
（三）产学研合作发展模式
作为典型资源型城市的萍乡、新余非常缺乏人力资本，而人才的缺失也限制了技术的研发开拓，进而导致缺乏自主创新能力，技术水平低下造成资源利用效率低、污染严重，经济效益与环境效益都达不到一般发展指标。所以，萍乡、新余两市在城市转型升级中，深刻认识到要想提高自主创新能力，提高可持续发展能力，必须加快人力资本内流以及企业人才的培训，所以产学研合作是其转型的必经之路。
实现产学研合作，首先建立人力资本支撑体系，通过完善高等院校以及研究院的人才培养体制，培养出具有创新能力的新型复合型人才。除了加强对人才的理论知识教育，更注重了对其的实践能力的培养。其次，建立企业技术支撑体系，通过加大对企业开发研究新技术的资金支持力度，鼓励企业对相关方面的研究；同时注重了与国际合作，在吸引外来资金、外来技术的同时，注意与当地资源条件的有效结合，通过开展中小企业与大型国企的合作竞争，整合企业资源，使之转型成更适合新技术开发利用的企业系统。再次，在实现产学研合作的同时，发挥好政府的引领导向功能。
萍乡转型以来，通过产学研合作，连续4届8年获全国科技进步先进市称号，2013年被科技部列为“科技创新试点城市”。并与北京大学、南京大学等14所高等院校和研究所签订合作协议、目前全市共有52家规模以上高新技术企业。高新技术产业增加值占工业增加值的比重上升为40.5%。安源管道实业有限公司是由萍乡矿业集团安源实业股份有限公司与哈尔滨工业大学星河实业有限公司合资设立的现代化企业，投资两亿元。该公司生产的钢骨架塑料复合管由哈尔滨工业大学有全部知识产权，获得45项国家实用新型专利，2项美国专利，被列入国家级科技成果重点推广计划项目和国家重点新产品，并且因其先进性被若为“管道制造业的一场革命。这种管道集钢材与热塑料两种材料的优点于一身，克服了金属管附压不耐腐、纯塑料管耐腐不时压的缺点，具有防腐与环保等综合性能，可广泛应用于市政给水、燃气、石油、化工和矿山等行业。安源管道公司目前在全国钢骨架复合管行业综合实力排名第二，拥有12条生产线，产品销往除西藏以外的三十多个省市区，并出口欧美等10余个国家。2017年生产Dn600型直管2000余公里，主营业收入150亿元。
位于新余的江西赛维LDK太阳能高科技有限公司十分注重产学研之间的合作，2005年成立之初，除与上海交通大学、 南昌大学建成联合实验室和研究中心外，还与清华大学、浙江大学、南昌航空学院、中国中材集团公司、北京京运通公司等单位组建起战略联盟，共同构筑起光伏太阳能领域的产学研协作平台。2012年，赛维LDK太阳能高科技有限公司建立了博士后研究工作站，2017年，建立了院士工作站，签约中科院院士2人，拥有外籍专家和博士10人、国内光伏相关专业博士42人，高端研发人员共计120余名。围绕企业发展急需解决的重大关键技术难题，组织院士、博士及其团队开展联合攻关，在赛维LDK共同开展技术转化工作，推动了赛维LDK的飞速成长。经过8年的快速发展，江西赛维LDK成长为世界第二大光伏制品生产商，2011年实现主营业收入6000亿元，硅片产能世界第一。
在转型过程中，萍乡市、新余市借助国家产业结构调整和“央企入赣”、“民企入赣”的东风，扶持壮大电瓷、陶瓷、钢铁深加工、装备制造等传统优势产业，培育新材料、新能源、机械制造、电子信息等战略性新兴产业，萍乡擦亮了“中国工业陶瓷之都”“中国电瓷之乡”品牌。昔日“江南煤都”已经成功嬗变，成为今日之“赣西明珠”。新余市是世界最大的锂盐生产基地和硅片生产基地，虽然近年来遭遇了世界光伏危机，但新能源之都的霸主地位仍不可撼动。
三、对我市产业升级的几点启示
（一）树立工业强市理念不动摇，做大做强支柱产业。积极应对经济新常态，立足当前、着眼长远，坚持“工业强市”发展理念不动摇，大力推动新型工业化，以结构调整为主线，积极构建门类齐全、优势突出的工业发展体系。集中优势资源做大做强钢铁深加工产业，着眼高附加值产品，积极推动绿色发展，促进钢铁产业链向高端延伸，引进电工电气设备及其它通用设备产品高端化企业，发展机械制造产业，建设区域性先进制造业基地；加快推进生物医药产业规模化、集聚化建设，强化产能释放，树立发展优势产业集群的理念，拉延产业链和拉近产业群，积极发展工业包装、物流等配套产业；提高集约化和绿色化发展水平，促进新型建材产业转型升级。转变观念，大力培育和发展复合金属新材料、电子信息、以及生物医药等战略新兴产业。
篇（9）
中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：
1引言
随着城市的大规模发展，高大空间的开发建设也日益增多，出现了大量的高层建筑，相应出现了大量大截面框架柱，模板工程已成为混凝土结构中越来越重要的一个分项工程。研究与推广应用先进适用的模板技术，对于加快工程进度、保证工程质量和降低成本和实现文明施工上均能发挥重要作用。
2工程概况
中国建设银行洋桥计算机业务楼工程位于北京市南三环中路，是一栋高档办公楼。结构形式为框架-剪力墙结构。该工程中框架柱最大截面为1200×1200，楼层高度为4.5～4.8m，且柱截面尺寸随楼层高度呈间断变化，由1200×1200（地下）1100×1100（1～10层）1000×1000（11～16层），另外，混凝土设计强度为C60、C55高强混凝土。该柱每层为18根，考虑到施工进度及模板加工改造需要的周期，现场配置6套1200柱模，2套1100柱模，等到地下柱子施工完后将1200柱模改制成4套1100，2套1000交叉使用，确保施工顺利进行。该工程质量目标为“国优”，因此，对质量、观感等各方面要求颇为严格。
3施工方案设计
3.1方案比选
框架柱模板体系主要有3中：①定型钢模板，其优点是整体刚度高、混凝土成型效果好、周转次数多等，其缺点是存在一次性投入钢材量大，且占用塔吊时间长、安装速度较慢，精度较差，混凝土表面存在气泡多、易污染铁锈等问题；②定型木模板，其优点是混凝土成型效果好，一次性投入较少。缺点是整体刚度差，周转次数少，安装时间长，耗费人工多，木方、材料浪费较严重；③采用定型钢框木模板，其特点是安装精度高，混凝土成型效果好，周转次数多，施工简便快捷，工效高等特点。经比较论证，决定采用模板方案③，并在逐渐的施工实践中，对其技术工艺进行不断的创新、改进，形成技术成熟、性价比高的模板配板设计方法及应用技术。
3.2设计原理及构造
3.2.1因工程质量目标定位较高，在模板选型初期，摒弃了木模而选用大钢模。但大钢模在施工中存在施工吊装困难（工程场地异常狭小，剪力墙配置全钢大模板，主体施工只有一台塔吊），面板变形后难以更换且混凝土浇筑完毕后气泡较多的缺点。在综合考虑提高施工质量、方便施工的前提下，确定模板采用定型钢框胶合板这种形式。
3.2.2面板选用进口维萨板（WISA）胶合板，其参数特点为：酚醛树脂覆膜、表面光滑易脱模、沸水煮泡不开胶、周转次数高（20～80次）、防水、防腐、低甲醛释放基板、全桦木胶合板，北欧寒带桦木单板十字交叉粘结，厚度公差为±0.1mm。
3.2.3考虑到传统的木模与钢管背塄刚度不够而容易发生变形涨模的问题，背塄采用双向定型钢框，钢框纵向背楞为10号方钢，水平加强背楞为双10号槽钢，水平及竖向背塄焊接连接。为方便模板调节，按照最大柱截面尺寸1200mm×1200mm设计，中间偏下几道竖向背塄间距设置较小，两侧两道间距较中间几道大，在调整截面尺寸时，拆除最两侧背塄向中心移动再进行螺栓连接。为保证柱混凝土浇筑成型后表面的观感质量，面板选用18厚维萨板。
3.2.4相邻模板接茬为企口缝，一侧为双层面板，上层面板宽＝柱宽，底层面板＝上层面板＋2×（100+18）mm，其作用是形成整体大企口、安装方便，还可以作为上层面板的保护面，假如上层面板板面出现损坏，可以翻转后再利用；另一侧为单层面板，面板宽＝柱宽+2×18mm。背塄上间隔500mm焊接L型角钢，在其上通过沉头木螺丝与面板连接。见图3.2.4。
3.2.5因在吊装及清理过程中模板面板底脚容易开裂，将模板底部整体焊接6mm钢板作为面板防护底座。见图3.2.5。
3.2.6钢框木模板紧固采用穿Φ20（T）螺栓于外侧水平背塄上，替代了传统模板设计中采用穿墙螺杆外套PVC管的连接紧箍模板的工艺，从而有效防止了螺栓孔眼周边漏浆及减少了后期孔眼封堵等问题，大大改善了混凝土柱的外观效果。
4主要施工技术措施
4.1 模板安装：
4.1.1大截面钢框木模板施工工艺流程：测量放线涂刷模板脱模剂模板安放就位穿对拉螺栓、组拼调整、紧固检查验收。见图4.1.1。
4.1.2 模板安装前，将模板表面清理干净并涂刷水性脱模剂。
4.1.3将柱子的四面模板按设计就位好后开始组拼，按照放好的定位控制线调整就位，并使其各面竖向垂直，对角线相等。在模板拼装时，企口部分要求硬拼，不允许粘贴海绵条。
4.1.4 穿入Φ20螺栓固定柱模，保证面板企口部位完全结合且垂直对齐。紧固完成后，应对模板体系进行整体校正。
4.1.5依据控制线对整体柱模板的位移偏差、垂直偏差、扭向等全面校正，并安装钢管斜撑固定在预埋在楼板中的钢筋环上。
4.1.6 检查柱模板的安装质量，最后进行群体柱子支撑杆的紧固工作。
4.2 模板拆除及维护
4.2.1 柱模板拆除时，应先拆除模板之间的对拉螺栓及连接件，再拆模板斜支撑。以防操作人员攀爬背楞拆除螺栓造成模板倾覆伤人。
4.2.2柱模板拆除时要从上口外侧开始轻击背塄，使模板后倾与柱体脱开，检查无误后方可起吊模板。
4.2.3柱模板吊装前要仔细检查卡具是否卡牢，必要时附以外力测试牢固程度。吊装过程中信号工要和吊装工人默契配合。
4.2.4柱模拆除后及时清灰，人工用小铲刀将模板上浆清理干净，对面板破损处可用铁腻子进行修复，并在修复腻子上刮2遍清漆。
4.2.5 柱模板拆下来后堆放到楼层指定地点，其上不得堆放重物，面板不得被污染或损坏。
4.2.6柱模钢框背楞上的混凝土残留物应及时清理干净，定期检查钢框构件的连接情况。对拉螺栓、螺母等相关辅件应及时进行清理、保养。
5实施效果
中国建设银行样桥B座计算机业务楼工程通过使用该模板体系：①模板的吊装、调节固定速度加快。每根柱子两个工人安装完成仅需5min，从而使得竖向结构施工速度得到加快，对整个工期的保证作出了一定贡献。②模板周转速度快、次数多。模板周转次数：（4+16）×3=60次（地下4层，地上16层，每层分三个流水段施工）。③模板资金投入减少。柱子模板仅投入一个流水段的模板，周转使用后的模板还未出现开裂、损坏现象，钢框无变形。④混凝土质量效果好。从浇筑后的柱混凝土观感上可以看到，使用此模板体系后，较以往的高强大体积砼气泡减少，表面平滑美观，柱角顺直，截面尺寸偏差为0mm，整体效果得到很大提高。
结束语
该大截面钢框木模板独特的设计和应用在建行计算机业务楼工程施工中证明，具有以下特点。
1）现场安装速度快、周转率高、从而大大降低了模板摊销费用。
2）模板整体刚度高，拼缝严密，即保证了清水混凝土效果，又省去抹灰，降低了成本。
3）值得一提的是大截面柱体上没有对拉螺栓孔眼，截面尺寸无偏差，混凝土外观效果及好，符合实际使用要求。
4）该模板重量较轻，施工时可选择就近堆放在楼层作业面上，这样可减少塔吊高空吊装频数，节省塔吊台班费用。
参考文献：
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综合已有研究,将城市化过程中对区域水循环和水文过程产生的影响以及由此引发的水文现象称为城市化水文效应.从水文过程的本身来看,城市化带来的水文过程效应主要包括:城市降雨过程特征突变、城市耗散强度增大以及城市产汇流过程畸变等.对于城市降雨过程,众多研究表明,城市市区内的降水量显著高于郊区降水量,城市周围降水时空趋势性分布十分明显.其主要原因是城市化对水分和能量收支的影响,这些影响被称之为城市“热岛效应”、“雨岛效应”、城市“干/湿岛效应”等.其中,城市“雨岛效益”和“干/湿岛效应”与城市“热岛效应”密切相关.在城市“热岛效应”方面,Gedzelman等人、Champollion等人、Bottyan和Unger、Nadir基于城区和郊区的气温观测数据分别研究了美国纽约、法国巴黎、匈牙利塞巨(Szged)、苏丹喀土穆等城市的热岛效应,发现纽约城市热岛效应最强,城区和郊区的气温差最高可达8℃.张景哲等人、周淑贞对北京、上海的“热岛效应”做了系统研究.在“热岛效应”定量模拟方面,日本学者Kimura和Takahashi,Toshiaki和Kazuhiro建立了人工热排放(包括汽车尾气、工业废热、人工取暖等)的精细模拟模型,绘制了较为详细的逐日和年际人工热排放变化图.香港城市大学Chan教授建立了考虑热岛效应的城区温度变化修正曲线.在“雨岛效应”方面,黄国如和何泓杰,王栋成等人在济南的研究表明:“雨岛效应”导致城市增雨率约为10%;曹琨等人选取1959~2007年上海市龙华站降水、气温资料及青浦、嘉定降水资料,运用累积曲线、距平统计和相对偏差对比等方法对上海地区降水量进行统计分析,发现“雨岛效应”主要集中于汛期5~10月,市区降水平均年增长率为郊区的1.6倍;目前,在国际上关于“雨岛效应”具有2个基本观点:一是城市化导致城区高强度降水增加;二是城市化及其工业污染产生的气溶胶导致城区降水减少.第一种观点的代表性研究在墨西哥城,Jauregui和Romales通过1941~1985年的数据分析,发现夏季城区“>20mm/h”的高强度降水明显增加,而同时期郊区雨量站的降水没有显著变化.第二种观点的代表性人物是Daniel,他基于NOAAAVHRR数据和历史降水数据分析得出“城市化和工业污染导致区域降水量减少”.这两派观点看似矛盾,实际具有科学上的内在一致性,城区点上极端(高强度)降水增加,是以面上其他区域降水的减少为代价的,因为区域水汽通量条件并没有发生大的变化,“点”上多必然导致“面”上少.在“干/湿岛效应”方面,目前的研究主要集中在对长时期、大范围气象观测资料的对比分析上,Katharine等人基于全球1973~2003年系列5°5°分辨率的逐月地表湿度分布数据分析发现,城市化及其他人类活动导致地表水汽含量(绝对湿度)明显增加.Brown和Degaetano基于美国145个气象站的逐小时湿度数据分析了美国1930~2010年的地表湿度演变趋势,发现绝对湿度普遍增加,相对湿度在城市和郊区表现不一样,东部、中部和西部表现也不一样,大体是东部城市呈现“干岛”,西部城市呈现“湿岛”.顾丽华等人利用4个气象站1961~2005年水汽压、相对湿度的资料,对南京市的城市干岛和湿岛效应进行了全面、细致的研究,发现南京在平均相对湿度和水汽压上表现为明显的干岛效应,随着城市规模的发展,南京城市干岛效应总体为增强的趋势;在浙江丽水和福建厦门,潘娅英等人和张少丽等人的研究也得到了“城市干岛”的结论.在城市蒸散发研究方面,已有研究认为,由于城市化进程使植被、土壤等下垫面条件被不透水硬地面替代,持水下垫面的减少会导致蒸发量的减少.倪广恒和敬书珍基于遥感技术研究了城市蒸散发过程与土地利用/覆盖的响应关系;吴炳方和邵建华基于遥感影响建立了区域蒸腾蒸发量的时空推演方法,该方法在流域大尺度范围内应用较好,但其空间分辨率较低,对城市区的模拟精度受到限制,而且也没有考虑城市人工取用水的蒸发耗散.Qin等人将下垫面分为5类(耕地、城乡居工地、陆生植被区、水生植被区、未利用土地),分别提出了各项ET的理论与计算方法,在城市耗水计算中综合运用了用水定额、耗水系数和水量平衡法.在耗水率计算方面,李彦东认为“工业和生活用水的蒸发耗水率不超过10%”.孟凡贵在博文“制度性干旱”的附文中()测算北京市区工业和生活蒸发耗水仅为133mm,由此推断城市单位面积水耗远比农田小,对水源的贡献远比农田大,这一计算忽略了城市中水回用及复杂的循环转化消耗过程,结果偏小.“制度性干旱”的观点一度引起学术界的争论.中国科学院南京土壤研究所张佳宝研究员()在接受《科学时报》采访时说:“(孟凡贵)之所以能得出一些令人触目惊心的结论,是因为该文在计算各项水资源消耗量时有一些问题”.以上争论从一个侧面反映了学术界和社会公众对蒸发耗水的关注.总体来看,目前城市蒸散发对自然侧、大尺度的研究较多,对考虑城市耗用水过程的综合蒸散发过程的研究还比较少.
1.2城市化伴生的水环境及水生态效应
从历史的发展来看,城市化和工业化往往导致城市环境恶化,生态受到较大破坏.中国目前处于工业化中后期和快速城市化时期,城市环境和生态质量逐渐成为制约社会可持续发展的重要因素.其中,水环境和水生态是城市生态环境体系的重要组成部分.2007年,经济合作与发展组织(OECD)的“中国环境报告”指出,中国在经济迅速发展的同时,环境质量水平大幅度下滑,“与世界上最贫穷的国家近似”.根据中国人民共和国环境保护部《2013中国环境状况公报》,中国已有超过30%的主要河流、70%的湖泊和20%的沿海水域遭到严重污染,尤其是河流流经城市段的污染最为严重.同时,城市区域地下水污染问题不容忽视,地下水水质优良的比例仅占37.3%.水环境和水生态恶化不仅对居民饮用水安全构成威胁,也是城市实现可持续发展,经济稳定增长的绊脚石.因此,近些年来,城市化、工业化伴生的水环境与水生态效应相关研究成为城市水文学领域的热点之一.在城市水环境方面,以水环境承载力研究为着眼点,Zacharof等人,Schütze等人在此基础上提出了水环境纳污能力计算、水环境过程演变模拟等模型和污水处理系统的实施监控方案.水环境纳污计算模型可以定量求解水环境承载力,对城市建设决策,可持续发展提供有力依据.郭怀成和唐剑武以山东临淄为例,建立了该区水环境系统动态预测与决策模型,由模型获得定量化水环境承载力,以研究城市水环境与社会、经济综合协调发展战略及对各协调策略进行评价.崔凤军采用系统研究方法,利用城市水环境承载力指数分析城市水环境,对策略变量做出预测、优化,并利用系统动力学模拟手段进行了实证研究.左其亭等人提出了计算城市水环境承载能力的“控制目标反推模型”(COIM模型),同时以郑州市为应用范例,介绍城市水环境承载能力计算模型应用及水环境调控对策制定.水环境和水质过程演变研究主要从污染物性质,污染事件的过程与方式等方面认识环境恶化与水质劣变过程的演化机理,同时提出相关防治对策.张学勤和曹光杰就城市水质问题提出了节约用水、控制点源和面源污染、加强城市绿地建设、生态修复城市水体等改善城市水环境质量的具体措施.任玉芬等人通过对不同城市下垫面的分析,研究了屋面和路面等不透水面以及绿地3类城市主要下垫面形式的降雨径流污染.Zheng等人通过动态建模方法,研究城市雨水径流多环芳香烃(PAH)的污染评估.Gnecco等人研究了在城市表面的降雨污染,分别调查了屋顶和路面污染情况.结果显示在路面径流中最显著的污染物为溶解形式的Cu,Pb和Zn的重金属;关于屋顶径流,锌浓度是非常高的.Vizintin等人使用结合过程的模型,测定考虑城市水循环的城市冲积含水层地下水污染.在城市水生态方面,相关研究结合城市生态建设管理实践,通过水与其他生态要素的统一分析,为城市生态可持续发展提供决策依据与科学建议.早期的城市生态建设规划主要考虑城市结构、形态设计等,忽视了能源的节约和环境的保护,直到20世纪90年代初,城市水问题、水环境和水生态的研究才逐渐受到重视.Kattel等人认为,城市生态是一个联合的整体,是建筑、土地利用、城市绿地、道路、湿地、栖息地及岛屿等不同的组合聚集在一起形成的,维持城市生态,保障城市可持续发展十分重要.Gbel等人提出了拟自然的城市水文生态管理方法,并评估了这种管理模式下城市地下水的响应规律.王沛芳等人提出了水安全、水环境、水景观、水文化和水经济五位一体的城市水生态系统建设模式.Wang等人研究了青岛崂山区水资源和生态环境的综合管理,对于城市居民区的废水排放,为预防水体富营养化和藻类的营养物质汇集,人工湿地和沿岸水生植物形成了缓冲地带.周文华等人以北京市为例,探讨了城市水生态足迹的内涵和4种典型城市水生态足迹的发展轨迹,提出了基于城市生态需水量的水生态足迹的核算方法.刘武艺等人定义了基于城市水生态系统健康的生态承载力,提出了“基于城市水生态系统健康的生态承载力-压力量化模型”,并根据理论模型设计了计算模型.综上所述,城市水环境与水生态效应研究不单单局限于水资源本身,需要结合城市整体建设规划,考虑经济和社会因素.在水环境治理方面,水环境承载力具备了一定的研究基础,今后主要的研究方向应该侧重于污染物的运移转化,以及污染事件和水质劣变过程机理的认识和模拟等方面.水生态研究作为城市生态建设的重要部分,则紧密结合了经济、社会等各类因素.城市生态需水量、城市生态承载力等研究都已开展.在城市生态建设日益得到重视的情况下,水生态学的研究将以可持续发展为目标,为统筹规划、综合管理提供理论依据.
1.3城市化水文过程机理研究
城市化水文过程机理研究是城市水文研究的另一重要分支,这部分研究可划分为“自然”和“社会”2个方面.“自然”方面重点研究天然降水在城市复杂下垫面上的运动转化和消耗过程;“社会”方面则集中于城市供用水方式和排水过程特征等领域.“自然”方面早期主要关注城市暴雨洪水及市政排水设计等工程问题,中国部分高校为此开设了“城市水利工程”专业.近期关注城市水文内在机理与模拟预测等基础科学问题,包括不同城市下垫面的降雨-径流关系、城市产汇流集成模拟、城市暴雨洪水的源头控制(Perrine等人),代表性成果包括Smith等人,Ragab等人,Amaguchi等人,Naftaly等人,Thomas等人,Yang等人,Ramier等人.研究结果表明,城市化对天然水循环的影响作用主要集中在以下几个方面:
(1)城市化进程改变了天然的下垫面条件,隔断了地表、土壤与地下的水文联系,在一定程度上改变了区域的产汇流特性;
(2)城市化进程破坏了已有的水文格局,改变了原有的水生态系统平衡,对城市生态环境造成一定程度的影响;
(3)城市化进程从整体上改变了城市水文系统的调节能力,增大了城市洪水内涝的发生风险.“社会”方面,已有研究重点关注城市供水安全,研究不同城市单元的用水量及其影响因素以及城市水体水质劣变与驱动机制研究等.Mercedes等人对巴塞罗那居住区游泳池的用水量进行了分析,发现城市游泳池的用水约占了总用水量的10%,富人区游泳池相对较多,人均用水量也更高一些.Rachelle等人通过澳大利亚金海岸城132个家庭的用水观测和行为分析,研究了有无节水意识对最终生活用水量的影响.Peter和Denny对澳大利亚布里斯班城市资源消耗(水资源、能源、住房)的决定因素的半定量分析表明,用水量的决定因素主要取决于收入水平,个人节水意识对片区用水量的影响较小.Angela和Thomas研究了西班牙马洛卡旅游度假区的用水量,指出高端旅游度假区人均用水量最高,其原因之一就是其私家花园的用水量占到了夏天总用水量的70%,大众旅游度假区的花园用水量占30%,城市居住区约占20%.刘家宏等人、左其亭剖析了中国城市生活用水指标的演变机理,建立了考虑气候、经济发展水平等因素的城市生活用水指标计算模型.城市水质劣变和污染负荷驱动机制是“社会”侧的新的研究热点.Chebbo和Gromaire通过法国巴黎一个名叫“LeMarais”的城市试验小区的综合观测,定量分析了下水道系统的污染负荷,分别估计了径流,废污水和下水道的沉积物对总污染负荷的贡献.Campisano等人利用数学建模和实验观测,研究了下水道的冲洗脉冲波对管道沉积物的冲刷效应.李家科等人从机理模型、统计模型和概念模型3个方面进行了归类整理,梳理总结了城市面源污染估算的主要方法和模型,系统地阐述了城市地表径流污染的过程机理与描述方案.
1.4城市水文过程模拟模型
城市水文过程模拟模型研究主要集中在城市产汇流与暴雨内涝过程方面,已有研究认为城市化导致城市产汇流机制和产汇流特性均发生改变.Urbonas等人绘制了城市暴雨径流系数与城市不透水面积比例的相关关系图,表明随着城市下垫面不透水特性的增强城市产流系数迅速增大.Brun和Band研究表明,城市不透水面增加0.1~1倍,产生的地表径流将增加2~5倍.Seth等人在美国对高度城市化流域和自然流域进行对比研究后发现,城市化区域降雨径流峰值要比自然流域高出30%以上,同时,城市化区域径流衰退系数要比自然流域低40%左右.Mark等人和Schmitt等人解析了暴雨洪水时城市表面流和下水管道流量之间的相互作用.我国学者在城市产汇流和洪涝研究领域主要集中在对城市降雨和径流的预报上.许有鹏等人以我国南方城市地区为例,借助“3S”技术平台,对区域径流过程进行了模拟,结论表明快速城市化导致区域不透水率增加,河网滞蓄能力下降,区域径流深度和径流系数增大.由于水文过程的复杂性和不确定性,原型观测的难度较大.随着计算机技术和数学模拟技术的发展,借助区域或者流域水文模型对城市化过程中的水文过程进行模拟越来越受到研究者的重视.Lhomme等人建立了基于GIS的城市地表产汇流模型.Vieux和Bedient用数值方法分析了人口稠密的城市化地区洪水预报的不确定性.Valeo和Ho分析了目前融雪模型的一些问题,建立了以野外实验得到的城市融雪参数为基础的融雪模型,解决了城市地区的融雪问题.Berthier等人用二维数值模型来确定土壤在城市集水区径流的形成中的作用,发现土壤出流的贡献可以占到径流总量的14%.城市水文过程模拟模型基本上可以分为以下几类:
(1)概念性水文模型;
(2)物理性水文模型;
(3)水动力模型.其中,水文模型将城市水循环系统看做一个“黑箱”或者“灰箱”系统,借助输入-输出响应关系或者具有一定物理机理关系的方程来描述系统的水文过程和水循环行为.此类模型结构简单,对输入数据和参数的要求不高,便于普及应用,缺点在于模拟精度受到一定的限制,模拟过程的时空尺度不宜太小.水动力学模型对城市水文过程进行了显式刻画,利用地表水动力学方程,管道流体运动方程等对城市水循环过程进行模拟计算,大大地提高了模拟精度,并且可以显著降低模拟的时间尺度.但是由于建模过程需要大量复杂的输入数据和参数,限制了模型的广泛应用.当前,城市水文和水动力模型层出不穷,但每一种模型都具有其独特的适用范围.这些模型在特定区域和特定工况条件下取得了较好的研究成果.总结来看,SWMM模型、InfoWorks模型和MIKE模型是应用成功的典型.SWMM模型的全称是城市暴雨雨水管理模型(StormWaterManagementModel),是由美国环保局于20世纪70年代初开发的.该模型可以模拟城市区域次降雨径流过程,包括城市地面暴雨径流的过程响应以及在城市排水系统的水力运动过程等.模型问世以来,被广泛地应用于世界各地的城市规划和管理中,在城市暴雨径流预报模拟、污水排放的环境效应分析以及城市雨水污水排水设计等领域均有应用.我国学者针对SWMM模型开展了广泛的应用研究,刘俊和徐向阳利用SWMM模型对天津主城区外环河以内的主要河道进行了建模计算,得到了研究区重要河道断面的流量过程.陈鑫等人对郑州市主城区的暴雨径流过程进行了模拟,并对研究区设计排涝标准和排水重现期进行了分析.InfoWorks模型由英国Wallingford集团负责研发.该模型的最大特点是可以仿真模拟城市水循环过程,对城市管网的水流过程模拟能力比较强大.我国学者近些年来也积极引进该模型.姚宇建立了城市工业园区排水网络模拟模型,仿真模拟城市排水管网的运行性能.张伟分析了城市排水管网的水力特性,并模拟管网水流的沉积规律,为城市管网防淤塞管理提供有力工具.MIKE模型是丹麦水资源及水环境研究所(DHI)的产品.DHI是非政府的国际化组织,基金会组织结构形式,主要致力于水资源及水环境方面的研究,拥有世界上最完善的软件、领先的技术.MIKE模型家族中有一款专为城市水系统量身定做的模拟工具-MIKEURBAN模型,其前身为MIKEMOUSE模().MIKEURBAN是模拟城市排水,污水系统的水文,水力学和水质等集成工程软件,它集成了城市下水系统中的地表流,明渠流,管道流,水质以及泥沙传输等计算模型,具有强大的城市水循环及伴生过程模拟能力.文献检索显示,MIKE系列模型目前在国内已有广泛的应用,但是MIKEURBAN模型的应用还不是很多.随着我国城市化的迅速推进,基于城市水循环调控与城市水生态系统保护修复的需要,MIKE-URBAN模型会有更广阔的应用前景和提升空间.
2城市水文学发展趋势
城市水文研究是通过分析城市化对于降水、城市下垫面产汇流规律、城市暴雨洪水以及供需水、水资源保障、水环境、水生态等方面的影响机制,来实现对城市气候成因分析、洪水预测计算、污染事件防控、景观生态系统建设、雨洪资源化利用等目的.通过以上国内外文献检索可以发现,城市水文学兴起于20世纪80年代,主要开展城市化的水文效应、城市水文机理与模拟等方面的研究.目前学术界对城市热岛效应的研究结论基本一致,对产生“热岛效应”的机理认识也比较清楚.研究手段已从数据对比法(包括城/郊观测数据对比、城区长系列历史数据对比)上升到模型模拟和实验室模拟阶段,建立了一系列能够反演城市“热岛效应”的统计模型、能量平衡模型、数值模型、解析模型和物理模型.目前对城市夏季“雨岛效应”的研究结论基本一致,对“雨岛效应”的产生机理认识也比较统一.但对城市干/湿岛效应的研究结论在不同地区并不一致,这与城市水循环的复杂性、城市所在区域气候背景的差异性,以及水分相变过程与能量平衡(显热/潜热转化)过程的高度契合性密切相关.城市干/湿岛效应与城市蒸散发密切相关,欲从机理上阐释干/湿岛形成的原因,必先弄清城市蒸散发的机制及其各项水分来源.城市水文机理与模拟方面,“自然侧”的降水-产汇流研究比较系统,已建立了包括城市屋面、硬化地面、城市绿地等复杂城市下垫面的降水-蒸发-径流定量模拟模型.“社会侧”的用水规律和需求预测研究也比较多,剖析了收入水平、节水意识、生活习惯等因素对城市用水量的影响,建立了考虑气候、经济发展水平等因素的城市生活用水指标计算模型.对城市人工取用水的耗水机理研究较少,在城市综合耗水强度“是高还是低”的定性认识上还存在激烈争论.目前对工业、生活及城市景观生态用水消耗的定量计算做了一些探索,定量方法主要是经验性的耗水系数法,尚没有建立具有物理机制的城市用水蒸发耗散模型.从城市化的发展趋势、水资源消耗的空间分布,以及城市化对水分收支影响等关键科学问题来看,城市综合耗水的内在机理研究将是现代城市水文学研究的前沿和热点,该方面研究获得的城市蒸发耗水的定量计算成果,可以建立水分相变过程(蒸发)的能量吸收(潜热)与气温(显热)的关系模型,从而架起城市蒸发耗水与能量收支之间的桥梁,为解释不同地区、不同季节、不同湿度条件下城市热岛效应的强弱奠定科学基础.理论上,蒸发耗散强度大(相对于郊区)的城市,其热岛效应弱,反之则强,因为蒸发吸收显热,对温度升高具有抑制作用.在应用方面,随着城市内涝问题的日益凸显,城市建成区短历时暴雨洪水的精细模拟预测、城市水文极值事件的定量描述、“海绵型”社区建设(低影响社区)模式及其水文响应规律等也是城市水文研究重要方向.城市水文学理论的发展过程中还存在很多问题需要解决,目前国内在机理和模型上的研究还要朝以下几个方面努力:首先,要重视水文效应机理研究.之前诸多研究结果表明:城市水文效应存在明显的区域性,不同地区存在不同的水文现象.把握城市水文效应的规律性并开发定量模拟模型是今后工作的重点.如城市暴雨产流过程的时空精细化模拟,重点要探究城市“雨岛效应”、“干湿岛效应”对城市局部气候的定量化影响,提高降雨预报精度和预见期.其次,要发展多学科交叉及应用研究.做好城市水文学研究必须涉及多个领域、学科的交叉合作,城市水文研究不仅与大气科学密切相关,还与环境科学、生态学及社会科学、城市规划等学科领域相互关联,只有协调好学科间的相互关系,领域之间互相合作,才能更好地认识和理解城市水文效应机制.最后,要把握好气候变化对城市水文过程的响应.全球变暖已经成为科学界不争的事实,诸多学者认为全球变暖现象对于城市水文过程及水生态系统存在一定的影响,相对于其他系统而言,城市系统对于气候变化的影响更加脆弱,因此分析气候变化对于城市水文过程的影响十分必要.
3结论与展望
城市水文学是水文学的一个重要分支,20世纪80年代正式独立成为一门学科,早期重点关注城市排水工程设计等水文计算问题.21世纪以来,随着城市化进程的加快,城市水文学面临的问题更趋复杂,学科研究领域逐渐拓宽,囊括了城市化伴生的水环境与水生态效应、城市水文过程机理解析和过程模拟等内容.近30年来,城市水文学在城市水文与伴生过程模拟、城市水资源配置与高效利用、城市防洪减灾等方面取得了丰硕成果,基本形成了一套完整的机理、模型和实验观测方法.但是,目前城市水文学还有诸多问题存在争议.随着气候变化和城市化进程的推进,这些问题逐渐受到广泛关注.
(1)城市区域局部气候变化与极端天气事件频发问题.目前,城市区域的“热岛效应”、“干岛效应”和“湿岛效应”受到学界广泛认可,但上述效应的产生机理以及定量表征方法研究还很不充分.
