地下蓄水试水策略论文

2022-07-03

[摘要]哥本哈根通过智能化的雨水管理系统,将雨水储存到精心构建的“海绵体”设施中,或排放到其他安全区域,以最大程度地降低灾害损失、储存和利用淡水资源并优化城市生活环境;绿色交通建设主要是建设完善的骑行基础设施、出台全方位服务于骑行的政策和塑造骑行文化。今天小编为大家推荐《地下蓄水试水策略论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

地下蓄水试水策略论文 篇1:

变压器水喷雾灭火系统及其优化探析

摘 要:结合《火力发电厂与变电所设计防火标准》中的地11.5.4条规定:“单台容量为125MV·A及以上的油浸变压器、200Mvar及以上的油浸电抗器应设置水喷雾灭火系统或其他固定式灭火装置”,水喷雾灭火系统在变压器中应用设计差异性较为明显,为优化设计,节省设计费用,提升水喷雾灭火系统的性能,本文结合目前水喷雾消防系统在变压器中的设计应用,提出一些优化策略。

关键词:变压器;水喷雾灭火系统;优化策略

前言

在变电站中电力变压器是最为关键的电气设备,其中油浸式变压器的应用范围最为广泛,变压器作为绝佳的绝缘介质可以有效减少火灾的发生,但是如果变压器出现温度过高、短路等问题,就会造成火灾事故的发生,进而会造成巨大的财产损失,同时也可能会带来人员伤亡事件,根据变电站防火设计要求,对大于等于125MV·A的变压器除了要设置消火栓、移动灭火装置、消防沙池等没灭火设备,还应该设置如水喷雾消防系统等固定灭火设备,在变压器中设置水喷雾消防系统能有效应对变电站复杂的火灾事故。

1变压器水喷雾灭火系统的特点与工作原理

1.1 水喷雾灭火系统的特点

水喷雾灭火系统是一种高效的灭火系统,可以应对复杂的火灾事故,它是利用水雾喷头采用雾化技术将水滴进行雾化处理后实现灭火,同时水喷雾灭火系统也有防护冷却的功能,它构成极其精巧,主要由水源、消防水泵、雨淋阀组和水雾喷头等构成,主要有一下特点个:第一,可以应对火灾事故复杂且危险性高的灭火;第二,可以应对固体火灾事故,也可以扑灭液体、电气火灾事故;第三,水喷雾灭火系统不仅仅可以应对火灾,也可以实现快速的冷却,对火势也有控制作用。目前,我国电力领域、石化领域均配备了水喷雾灭火系统,在很多变电站中的应用十分广泛[1]。

1.2 水喷雾的灭火原理

水喷雾的应用原理主要包含以下方面:第一,表面冷却原理,利用水滴成雾的原理实现灭火,对于相同体积的水,将其利用雾化技术喷射出来,其辐射面积和威力会成百倍的增加,当雾化的水滴喷射到火灾面上,会让大面积的燃烧物质的表层温度迅速降低,且其温度会降低到满足物质热分解所需的温度临界点下,中断热分解,从而实现灭火;第二,窒息,在应用水喷雾灭火系统时,水雾在受到热传递作用后会分解成大于原体积近1700倍水蒸气, 从而降低燃烧面的含氧量,燃烧在缺乏氧气支持后,就中断燃烧,从而实现阻断火灾的目的;第三,乳化,应用水喷雾灭火系统在应对液体火灾时,其原理主要是利用水雾喷射的巨大冲击力,在火灾面形成巨大的搅动力量,从而让液体可燃物的状态发生乳化现象,利用乳化层阻断了火灾;第四,稀释,在应用水喷雾灭火系统应对水溶性液体火灾时,利用以上综合性的原理达到了灭火目的。水喷雾灭火系统在应对复杂性的火灾事故时,有极大的优势,大大提升了灭火效果[2]。

2 水喷雾灭火系统的设计

2.1 消防水泵

消防水泵的选择影响雾化效果,所以要合理选择和设计,一般结合水喷雾灭火系统的管网就可以确定其技术参数,结合系统的水流量进行确定,同时也要适当考虑总水头损失进行设计。

2.2 蓄水池容量确定

在变电站水喷雾灭火系统设计中,蓄水池是供水源, 其容量设计要合理充裕,一般结合变压器容量规格,雾化设备的喷头数量进行确定,一般其设计与这些参数成正相关,当然结合国家相关标准进行设计,其喷雾时长最低在0.4h ,要保持上水的持续性。

2.3 管道的选择

为了提升变电站水喷雾灭火系统的应用效果,一般系统管道的选择要选择专用管道, 地上环管式是最为常用的,且可以有效保护系统的其他设施,管道直径应该结合其他系统的应用技术进行选择,在保证应用效果的同时也考虑到一定的经济因素。

2.4 喷头的选择

喷头是变电站水喷雾灭火系统的重要设施,一般在选择时要结合喷头承压性能、水的流量和压力进行选择,对喷射的远程、效果也要通过实验后进行设计,其中离心雾化型水雾喷头是变电站水喷雾灭火系统中最常用的。在设计喷头时,应该结合以下要点:第一,要尽量远离带电设施;第二,喷头的水平距离和垂直距离要考虑到喷雾锥相交的要点;第三,尽量不要将喷头设置在变电站的上部;第四,水雾要避开高压套管;第五,对于变压器的其他设施要予以保护,如油枕、冷却器等。

3 变电站水喷雾灭火系统的优化

结合变电站的防火设计要求,单台容量为125MV·A及以上的油浸变压器、200Mvar及以上的油浸电抗器应设置水喷雾灭火系统或其他固定式灭火装置, 同时应该做好定期试喷,为提升变电站水喷雾灭火系统的性能,主要提出以下优化措施。

3.1 以閥门井代替雨淋阀室

以阀门井代替雨淋阀室,一方面可以降低设计成本,一方面也可以提高变电站水喷雾灭火系统的性能。以往在变电站水喷雾灭火系统的设计中,多采用在2台主变压器间设置雨淋阀室,其布设方式多采用集中布设,控制方式也是集中控制,由于设置雨淋阀时要和电气设备保持安全距离,在一定程度上增加了布设面积[3]。为了优化变电站水喷雾灭火系统,可以用分散式设置代替集中式设置,突出止回阀的性能,在每一个主变压器旁边设置阀门井, 其中阀门井包含止回阀两个、电动蝶阀一个、放空阀一个,当发生火灾时,要先打开变电站水喷雾灭火系统的电动蝶阀, 同时打开水泵可以实现灭火。这种布设方式节省了水成本,也节省了用地,其在后期的变电站水喷雾灭火系统维护上更加便利。

3.2 在主变压器旁边设置消火栓

将消火栓设置在主变压器旁,可以提升变电站水喷雾灭火系统的实用性,保证了变电站水喷雾灭火系统的应用,定期试喷工作比较难操作,可能会影响变电站水喷雾灭火系统的性能,所以在主变压器旁边设置消火栓解决了这一问题。主变压器周围已经设置了水喷雾灭火系统的水管,在此基础上增加一定数量的消火栓、水枪、消防水龙带, 可以提高灭火性能,同时所需费用不多。

3.3 在变压器横向处增加喷头

通过在变压器横向处增设喷头,可以提高灭火范围,保证变压器四周都有了喷头,通过全方位的水雾覆盖,可以迅速灭火,同时也方便了后期系统的维修,在喷头选择上可以选择水雾性较强的ZSTG11型喷头,喷头共有三层,每一层其喷射保护对象都不同,第一层和第二层的喷头主要对变压器和油坑进行防护,第三层喷头主要对变压器油枕等设施进行防护,同时还可以快速冷却油坑等火灾面。

3.4 做好防冻设计

在优化变压器水喷雾灭火系统的过程中,对于温度较低的地区要考虑到系统的防冻问题:第一,蓄水池如果设置于地下,要将其设置在防冻线以下,如果是地上蓄水池、半地上蓄水池,要设置相应的保温材料,才能保证供水;第二,水泵、阀体等设备,可以应用取暖设施预防水泵、阀体等被冻坏。如果这些设施设置于室外,要将其设置阀门井内以防冻,同时也可以在阀门井上加设保温盖子;第三,对管道的防冻,也可以采用线下埋设管道的方法,将其埋设在冰冻线以下;第四,对于其他露在地面上的管道设施,应该对定期排出管道中的水,避免管道冻裂。

3.5做好防腐设计

在防腐设计中,主要是对水管进行针对性设计,采用热镀锌防腐技术加以处理, 埋设于地下的管道可以涂抹热沥青进行防腐 通过防腐设计可以提升管道的寿命,也可以保证管道的通畅。

4结 语

综上所述,在变压器水喷雾灭火系统的设计和优化上,对系统不同部分都进行了优化处理,虽然在一定程度上增加了的成本,但是由于取消了雨淋阀室, 其成本比传统系统的造价低了很多,且提升了系统的灭火效果。

参考文献:

[1]雷强,金宇.一种变压器水喷雾灭火系统带电测试装置[J].设备管理与维修,2021(12):77-78.DOI:10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.06D.42.

[2]李人杰.油浸变压器水喷雾灭火系统计算方法[J].长春工程学院学报(自然科学版),2021,22(02):36-39.

[3]陈琳,唐忠达.变压器水喷雾灭火系统设计[J].电工电气,2020(07):72-74.

作者:余真

地下蓄水试水策略论文 篇2:

哥本哈根的宜居城市建设

[摘要] 哥本哈根通过智能化的雨水管理系统,将雨水储存到精心构建的“海绵体”设施中,或排放到其他安全区域,以最大程度地降低灾害损失、储存和利用淡水资源并优化城市生活环境;绿色交通建设主要是建设完善的骑行基础设施、出台全方位服务于骑行的政策和塑造骑行文化。建议北京借鉴哥本哈根经验,进一步推进海绵城市建设,加大骑行推广力度,全面构建集排水、蓄水、绿化、休闲于一体的城市生态系统,打造人性化的自行车交通体系。

[关键词] 哥本哈根; 北京; 宜居城市; 海绵城市; 骑行城市

2016年9月,美国《大都会杂志》发布2016 世界最宜居城市排行榜,丹麦首都哥本哈根名列榜首。《大都会杂志》给出的评选理由是:哥本哈根城市建设突出了三个“优先”,体现了以人为本的都市设计理念:一是优先发展自行车交通基础设施,打造绿色交通;二是优先构建集排水与绿化为一体的气候区工程,建设海绵城市;三是优先发展城市步行道,将公园和休闲热点贯穿起来,提高公众舒适度。1以上三点也是哥本哈根建设宜居城市的重要思路,我们可以将其归纳为两个主要方面,即通过海绵城市建设和绿色交通建设,将城市功能与公众舒适度密切结合起来。因此,本文主要从海绵城市建设和骑行城市建设两个方面,集中介绍哥本哈根建设宜居城市的做法和经验。

未雨绸缪 打造海绵城市

哥本哈根建成宜居城市的一个重要举措,是在应对气候异常变化过程中提出的海绵城市建设。所谓海绵城市建设,就是将城市低洼地区开挖成大大小小的雨水贮存空间(海绵体),用于吸储汛期雨水、防止内涝,干旱时期则可以利用海绵体内的蓄水供市民使用。“海绵体”建设不拘一格,可以充分利用河、湖等自然水系,也可以建造绿地、暗渠、可渗透路面等人工设施。

哥本哈根一向多雨,市政府对雨水和内涝的治理也从未停止,但收效不大。2010年至2011年,哥本哈根连续遭遇3场暴雨,均导致严重内涝。2011年7月2日的特大暴雨甚至将市中心区域大部分街道和地下空间淹没,居民房屋和财产损失高达10亿欧元以上。根据联合国政府间气候变化专门委员会的分析预测,哥本哈根高强度降雨的发生频率会越来越高,如果不及时采取有效措施,未来一百年间哥本哈根由暴雨造成的损失将达到2011年的3倍以上。但是,单靠修修补补的治理方式显然已无法奏效。

于是,哥本哈根市政府决定通过创新设计,提出全面的气候应对策略,制定以建设海绵城市为主的综合治理目标。哥本哈根建设海绵城市治理内涝的基本思路,不是传统的盲目拓宽和改造现有地下排水管道,而是通过智能化的雨水管理系统,将雨水储存到“海绵体”设施中,或排放到其他安全区域,以最大程度地降低灾害损失、储存和利用淡水资源并优化城市生活环境。

哥本哈根地下海绵体和排水系统的建设。 地下海绵体和排水系统是建设海绵城市的主要组成部分,其构建遵循以下原则:在优化雨水管理、降低洪涝风险的同时,加强雨水资源利用、促进绿色宜居城市建设、保持城市水资源平衡。

一是通过修建透水路面减少路面积水。许多城市的路面是沥青的、不透水的地面,丧失了储水和下渗功能,增加了地表径流力度。据此,他们修建适合行人或车辆通行的透水路面加强地面的调水功能。在人口稠密的地区,将渗水砖应用于路面或地下停车场,在渗水砖下面开挖蓄水池和导水渠。在大型地下停车场的路面下方铺一层膜,通过管道将径流引入地下储水井。在城市主要街道,建立吸收雨水的“气候街道”,用渗水地砖替换沥青,地砖下面设置砺石组成的蓄水层。这样雨水就可以渗透到地下水含水层,遇到极端暴雨情况,大量雨水会滞留在地面下的蓄水层。

二是设立雨水和废水相互独立的排放系统,实现水道分离。哥本哈根不铺设专门的雨水管道,城市雨水更多利用各种可持续的城市排水系统在路面地表进行处理。本地市民选用自家的场地处理雨水,相关成本由政府进行补偿;或者通过地面将雨水引流至附近的公共区域,由本地水务部门进行处理。

三是大量建设蓄水池(海绵体),延缓雨水流失。由于公共下水道系统容量不足,哥本哈根在地表修建几何形的渗水坑或是下渗坑,然后在其表面用多孔材料包裹,再用土层和植被将其覆盖,这样可以让雨水更好地下渗。通过设置多个地下渗水坑,将雨水收纳起来,渗水坑饱和后,雨水仍可通过地下排水管道,汇集至更大的蓄水池或者河渠湖海,有效降低下水道溢流和积水洪涝风险。有些蓄水池直接建立在广场和公园空地,下雨时用作雨水收纳,晴天则可以用作网球场和羽毛球场等休闲娱乐区域。此外,道路延展带也被建成蓄水池。道路延展带由上下两段系统构成,上段用于收集落叶和沙砾,下段用于蓄水。雨水要渗过第一层的特殊土壤,以黏附或阻滞其中的有机或无机养分,然后渗入地下含水层。在极端暴雨情况下,雨水会首先通过支路排入地下的下渗沟,随后再排入下水道。

哥本哈根市政府还计划将市内湖泊建成地表蓄水池。最新规划是通过降低圣乔治湖的水位,将其转变为兼具蓄水功能的海滨公园。这样,就会为城市增加收集雨水的庞大空间,同时提升了城市的观光休闲价值。

哥本哈根地上海绵体建设——绿化屋顶。綠化屋顶是哥本哈根的一种重要蓄水海绵体,其建造原理一般是在楼顶铺设防水膜和根障层,再在上面覆盖一层生长基质,在生长基质上种植绿色植被。同时,还要建立配套的排水和灌溉系统。绿化屋顶具有储存、延滞、转移以及蒸发雨水的功能,可以实现对雨水的转移和利用。实际上,哥本哈根市政府早在2008年就开始鼓励市民在屋顶建造绿化屋顶以收集雨水,然后集中处理。2010年,哥本哈根通过了强制性的屋顶绿化政策,要求市内所有建筑物的平顶必须建设绿化屋顶,以配合实现2025年建成无碳城市的目标。

绿化屋顶建设在城市的中央商务区先行先试,效果明显。中央商务区人口稠密,车流量大,空地少,高层建筑多,很难在地面完成雨水收集工作。通过绿化屋顶转移雨水,一方面可以利用建筑外层管道将雨水导流入地面的雨水花园、渗水坑和地下排水管道,将屋顶与地面完美融合到一起;另一方面可以建成屋顶绿化带和屋顶生态圈,优化城市环境。屋顶绿化区域具有冷凝和蒸发作用,既能自动调节温度、减少人口稠密区的“热岛效应”,又能降低空调使用、减少碳排放。

与绿化屋顶相配套,哥本哈根还建立了智能雨水收集系统。屋顶的雨水经收集后通过排水系统转移至附近区域的地下集水池保存起来。这些雨水可用于灌溉办公楼接待大厅及楼顶和停车场顶部的绿化区域。为保障绿化屋顶的灌溉,屋顶配备了自动浇水系统。这种做法好处很多,可以在充分利用雨水的同时,减少雨水径流量、降低下水道的排水压力。

哥本哈根的暴雨管理计划。在综合前期治理经验和充分研究酝酿的基础上,哥本哈根于2013年正式推出气候调试计划,作为该市未来30年防范暴雨的全面规划。该计划拟投资13亿欧元,力争将30%至40%的暴雨水量分流或合流至排水系统,保护哥本哈根免受百年一遇量级的暴雨事件影响。该计划主要包括以下内容:一是绘制城市洪水地图。根据机载扫描技术收集来的地形数据,精确分析出哪里将发生水灾以及暴雨后雨水会流向哪些地表区域。根据这个地图,哥本哈根市政府制定了计划,详细描述了水灾风险、经济风险、敏感区域以及暴雨损害时的重点保护地区。二是利用数学模型,对暴雨带来的水灾风险进行动态分析。模型基于统计数据,分析水灾的经济影响以及可能采取的干預措施,以此避免或减少对基础设施、供水、卫生和建筑的负面影响。模型还可以基于成本收益分析,优化行动框架、评估未来100年的风险。三是制定一个与城市开发相结合的集成水资源解决方案,建设所谓的海绵城市。根据规划,整个哥本哈根市分为8个区域,针对各区域的不同集水区进行具象化规划,包括渗水、储水、导流、排涝、绿化和休闲空间建设等。具体而言,在低洼易受攻击区域的上游建设蓄留街道,把大量的雨水蓄留起来;把次要街道区域改造为绿色街道,建成可以蓄留雨水的洼地和透水路面(绿色街道可以渗入雨水,有利于排除积水和补给地下含水层的水量);公共活动空间建成中央滞留区域,这是该暴雨管理规划的核心要素;在道路中央的绿带中创建大容量雨水蓄留空间,雨水能够从周边的房屋和街道流向该绿色空间,在暴雨时形成“城市河流”;一些公园和广场同时作为泄洪场地,而在常规降雨和干燥季节则充当市民们的休闲娱乐空间;在一些由于地形条件制约而无法对雨水进行处理的区域,建设直径为3米的大型地下暴雨坑道。在人口密集、空间稀缺的都市里,这些多用途的空间在99%的时间里会作为游乐和休闲场所。

路权优先 建设骑行城市

从2008年至2011年,哥本哈根连续四年被国际自行车联盟评为“自行车之城”。2011年,哥本哈根居民中选择自行车出行的人口占比达50%,骑行距离达120万公里,几乎是通过地铁出行距离的两倍。在哥本哈根市中心,自行车的数量(56万)比市民的数量(52万)还多。在世界最繁忙的自行车道——哥本哈根的路易斯女王桥,每天有3.6万个骑行者通过。丹麦议会的工作人员中,有63%的人选择每天使用自行车上下班。哥本哈根成为“骑行城市”的直接结果,是减少了道路拥堵和尾气污染,显著提高了城市的宜居水平。

人性化的自行车路网建设和全方位的优惠政策。哥本哈根建设“骑行城市”的政策取向,是让骑行变得更加安全、便捷和更有吸引力,以便让居民从主观上自愿选择骑行、在客观上达到治堵和环保的目的。因此,哥本哈根市政府要求城市规划团队对汽车、自行车、行人以及公共交通进行统筹规划,并给予自行车优先发展的权利,最终形成了独具特色的绿色交通模式。

在哥本哈根的交通设计中,自行车道被作为重要组成部分给予重点考虑。城市规划团队将自行车道设计成两种,一种是独立设置的专属自行车道,一种是与汽车伴行的路侧自行车道。专属自行车道包括在机动车单行道上设置自行车双向通道、跨越铁轨和河流等的自行车通道以及天桥、地道等自行车道。从2011年开始,哥本哈根还建立了多条长度在10公里以上的“自行车高速公路”,在城市郊区的大型居民区与市中心之间建立起直达线路,方便了居民通过骑行进出城市。哥本哈根的路侧自行车道也非常发达,总长度超过350公里,是该市自行车交通网的重要组成部分。市政当局通过在路侧自行车道进行路面抬高处理和加装物理隔断等方式,有效防止了机动车占道,保障了自行车路权,同时大大加强了骑行的安全性。

哥本哈根在打造高速便捷的自行车交通网络的同时,在道路管理上也向自行车道倾斜。例如,冬季下雪时,市政府要求自行车道的扫雪工作要优先于一般的汽车车道,这一举措保证了80%的哥本哈根骑行者在雪天仍可坚持使用自行车出行。哥本哈根还设计了专门的自行车红绿灯,保证骑行者享受道路优先权,通常是给予自行车至少4秒的信号优先(或者在公交优先路口给予自行车同样优先权)。早高峰时段,只要骑行者保持和大多数人一致的速度(20km/h),从郊区到市中心就可以一路绿灯(晚高峰时段则是从市中心到郊区一路绿灯)。此外,哥本哈根自2010年起允许乘客免费将自行车带上地铁和火车,并在地铁站和换乘点配备大规模的自行车停放设施和维修设施。在这种全方位服务设计下,骑车出行已成为哥本哈根最经济、最健康、最快捷的出行方式。

为确保自行车道基础设施及其配套服务设施的健康持续发展,哥本哈根还对自行车基础设施建设进行了持续稳定的资金投入。2010年以来,哥本哈根市政府对自行车设施的直接投资每年平均为1250万美元,丹麦王国政府的财政支持大约每年为250万美元。2014年,政府对自行车设施的总投入约为4100万美元。总体上看,哥本哈根每年用于自行车设施的投资约占其城市道路基础设施总投资的三分之一左右。

骑行文化的塑造。完善的基础设施和全方位的政策配套是哥本哈根建设骑行城市的重要组成部分,但还不是全部。对于丹麦这样的发达国家而言,骑行是一种极易被替代的出行方式。只要人们仍将通勤快慢与驾驶汽车联系起来,推广骑行就不会很容易。因此,改变大众对移动能力的认识也是一项重要工作。基于这一原因,政府必须使公众相信,骑行是一种健康向上的生活方式,发展骑行会对公民和社会带来巨大效益,这就需要塑造一种骑行文化。几十年来,哥本哈根市政府注重塑造骑行文化,造就了今天的骑行城市。

骑行在哥本哈根是有传统的。从19世纪80年代起,哥本哈根居民就骑自行车上班。到20世纪上半叶,哥本哈根已成为不折不扣的骑行城市,各个阶层的人都选择自行车作为主流代步工具,自行车甚至成为一些职业的标配。20世纪60年代,私家车成为新生活的象征,汽车成为哥本哈根的主要交通工具。但是,汽车的迅速发展带来了空气污染、交通堵塞和交通事故等严重问题,于是,哥本哈根居民又开始怀念过去的骑行生活。政府抓住时机,积极宣扬和培育骑行文化、复兴骑行传统。哥本哈根市政府主要通过三个方面推动骑行文化建设:让在城市中骑行成为可能,保障骑行者的效率与安全,让骑行运动富有魅力。

骑行运动的魅力主要从骑行带来自由、骑行带来健康、骑行减少污染和拥堵等方面提炼和凝聚。自行车赋予人们更多的行动自由,使人们可以离开城市的狭窄空间,进入郊区呼吸新鲜空气;同时,骑行可以作为一种便捷运动和锻炼身体的方式,帮助人们舒展肢體,增强身体活力,对外展示精力充沛的形象。因此,哥本哈根将骑行与自由、健康等积极向上的价值观联系在一起。杜绝污染和拥堵的“无车日”也受到骑行爱好者的欢迎。在政府引导下,骑行爱好者大力呼吁建设“无车城市”。他们组织居民投票,支持建设一个干净和无车的首都。他们开展大型品牌宣传活动,把骑行者的正面形象刊登在广告牌和互联网上,邀请骑行者参与新自行车项目。在这种有意识的营销活动推动下,骑行理念再次风靡哥本哈根,并形成了独具特色的骑行文化。其结果就是骑行者群体日益庞大,哥本哈根向着更加清洁和更加健康的宜居城市不断发展。

哥本哈根经验对北京的启示

一是进一步推进海绵城市建设,构建集排水、蓄水、绿化、休闲于一体的城市生态系统。北京从2006年就开始着力推进“集雨型绿地”建设、打造可收集和利用雨水的“海绵型城市”,并在奥林匹克森林公园、园博园、颐和园、北京植物园、月坛公园等多个公园建成雨水收集系统,在居住区和道路桥区等的绿地内建成渗透井、渗水边沟和蓄水沟等设施,取得了一定的集雨调水效果。借鉴哥本哈根建设海绵城市的经验,建议北京市将“海绵城市”建设全面导向构建集排水治涝、蓄水用水、绿化休闲于一体的新型城市生态系统。具体而言,建议在大型商务区和居民区推广绿色屋顶建设;在城市街道修建渗水路面和下层蓄水沟池;在交通要道修建中凹侧凸且可渗蓄水的泄洪通道;在人口稠密的居民区修建地下蓄水设施;在大型体育中心、公共广场和公园修建多功能蓄水娱乐中心。收集雨水的项目应有针对性地分区域建设,将雨水管理纳入城市总体规划项目中。这样,不仅可以达到排水治涝的目的,还可以利用雨水维护城市水资源的总体平衡,大幅优化城市生态环境,打造更高水平的和谐宜居之都。

二是进一步加大骑行推广力度、打造人性化的自行车交通体系。北京也曾是著名的骑行城市,但随着经济的快速发展,自行车作为出行工具逐渐被私人汽车取代,由此带来的交通堵塞、交通事故和交通污染等问题也开始困扰北京。为解决上述问题,北京提出了低排放和大公交的交通发展思路,自行车出行作为这一发展思路的一部分得到推广。于是,北京市出台了公租自行车交通方案,并鼓励民间资本推动骑行发展。这种做法有了一定效果,但还有潜力可挖。建议继续加大租用自行车的投放数量,开辟更多的租还站点,尤其是增加交通枢纽、重要商务区、居民小区、学校、医院和商场等公共场所的自行车站点。在加大公租自行车投放数量的同时,进一步鼓励、支持和规范民间资本营运的共享单车投放市场。进一步构建和优化自行车路网结构。目前,北京市自行车道的规划和标识取得了很大进展,有效推动了骑行人数的增长。建议在坚持既有做法基础上,进一步增多和贯通自行车道,建立贯穿北京的自行车路网。为保障骑行安全,建议全面增加自行车道的隔离保护设施,在提高安全性的同时提高自行车通行效率。借鉴哥本哈根为骑行者“开绿灯”的模式,提高自行车出行效率,鼓励更多人选择骑车出行。打造积极向上的骑行文化,全民开展“骑行健康”“骑行时尚”“骑行环保”的骑行文化营造和宣传活动,组织群众性的“无车日”骑行活动,促使积极向上的骑行理念深入人心。

[参考文献]

[1]The City Of Copenhagen:Cloudburst Management Plan 2012[R].The City Of Copenhagen:Technical and Administration,2012,10.

[2]Novotny V,Brown P.Eds.Cities of the Future[M].London:IWA Publishing,2007.

[3]袁媛.基于城市内涝防治的海绵城市建设研究[D]. 北京:北京林业大学, 2016.

[4]徐艳文.哥本哈根的骑行风潮[J].文体用品与科技,2012(11).

(作者简介:高尚涛,外交学院副教授、中东研究中心主任;杨颖、潘越、张权春子,外交学院硕士研究生)

责任编辑 / 高 斌

作者:高尚涛 杨颖 潘越 张权春子

地下蓄水试水策略论文 篇3:

我看《黄河治理开发规划纲要》

解放以来,黄河治理和开发,成绩显著:下游五十年堤防牢固,没有出险成灾;上中游建成了八座拦河坝电站,支流一百六十余座水库,对于防洪、灌溉、发电、供水各方面效益巨大。新灌溉面积增加了八倍,水库总容量已达四百一十亿立方米,其中有效容量三百亿立方米,发电装置功率三百七十四万千瓦,平均年发电量一百七十六亿千瓦,沿河居民得到充分的水资源利用。但河仍未治,为什么?我认为:首先,现规划的错误认识,如同有史以来和当今水利专家以及关心黄河治理的学者一样,大家普遍地认为,黄河“水少沙多”为其“突出特点”(见纲要7页),把它看作一条“害河”,认为治黄必以防洪为主,在“蓄、塞、浚、疏”四法中只能用蓄塞两法,即用水土保持、拦河蓄水蓄沙及加高加固堤防以堵塞可能发生的破堤泛滥。庶不知它乃是我国甚至世界上最优的“利河”。兹以我国公认的利河长江和它作一比较。

长江比黄河流域面积大二点三倍,年流量大十六点八倍,而在中下游所造成的人类最宝贵的冲积平原反而只有一半。长江冲成的十二点六万平方公里供水充足,是多么宝贵呀!而黄河只冲成二十五万平方公里土地,可耕种两季,虽用水感不足,更觉其宝贵!假使人们细想何以黄河能淤出如此大量的土地,正是由于其水少沙多,其含沙浓度极高的黄水已淤成了二十五万平方公里的土地,我们要尽力据以淤灌它,而且希望它继续淤出更多的土地,以适应我国人口之众多的情况。如今长江每年只能淤出一千多亩田地,人们嫌其太少太慢,而我们对黄河更应寄以厚望。我们希望黄河有更多的水土冲下来,而不是保持在上中游而不下来。水土保持的目的是保持那里肥沃的表土,是应该的,是合理的。但是河槽里的黄土尽可冲下来,以饷下游,两者并不矛盾。

其次,我们要理解,我国是全世界水资源最丰富的国家,外国人说我们只有全球百分之七的耕地却养活着百分之二十二的人口。就是说我们能以少量的耕地充分利用水资源以养活偌大人口。凡国家的水资源消耗主要是用在农田上,约占百分之八十——八十五。我国夏季海洋湿暖气团登陆的占百分之七十的全年水量,多半由农作物利用掉,部分多余的成为地面流即径流,集流成江河,连同地下潜流,成为河中的川流。川流乃是残余的水资源,部分可以抽起来用于灌溉、工业和生活用水。由科学院张光斗、陈志恺等提出的水资源,定义为所谓江河出口综合的年水量,竟不包括植物蒸发量这一大笔水量,于是得出我国水资源贫乏,在全世界排行第六的错误结论。

我国在淮河以南及东南部水量有余,两广年种三季作物,江淮两季半,缺的是耕地,不是缺水。黄淮海也勉种两季,东北种一季,利用冬雪融水亦已足用。全国唯有西北真正缺水,而可耕地很多,俗称“有水便是地”。总的说来,我国最缺的是可耕地,通过调节多年平均年水量尚能养活偌大人口。明白这点,若正确地运用水资源,黄河“水少沙多”,不是坏事。

第三,我们要认清,地区水土保持、干流造坝等都是对个别工程(infrastructure)的设计规划。而流域规划除应包括这些个别工程外,是对整体流域的运筹(System engineering俗误译为系统工程)、是对整个河道,例如对黄河上下游全面整体的规划。

水土保持对于上游地区农业完全必要,也可能大体上做到。但因黄土层在风沙堆积的过程中陆续降雨被形成了许多垂直孔洞,可以高达几十米。一遇大雨,这些孔洞同时被雨水充满。临近河岸的黄土层常一片一片地剥落下来,形成直壁。所以平面或斜面上的表土及洼沟水土可以被保持不动,但大片黄土仍可落入河道里。

当水流经过河床,一定会挟带一定量的泥沙同行。许多测验都证实输沙率略和流率的平方成正比,除飞流尽河干,否则河中必有沙流,故凡河床质为泥沙的河道只要有清水的河流,泥沙一定会输向下游。

水土保持作为农业的措施是可以而且应该做得到的,但把它作为“拦排放”治河方法中的重要策略是做不到的,也是完全错误的。拦河筑坝以蓄水沙,如小浪底坝,只有有限期的效果,经济上不合理,亦非良策,实际上这种做法是把沙多易淤的困难留给子孙。

第四,从整体运筹的角度来看,凡是河流的上游必然在被冲刷,下游在被淤积的过程中。这是指对一长段河流、经过相当长的过程而言,分析用的是统计的方法,而不是对一定地点、当一定时刻用数学力学方法分析的结果。以两道长堤夹住河流,在下游欲将挟带下来的泥沙全部排出去,途中水流渐减,坡降渐平,路途加长,沿途不淤是不可能做到的。所以“拦、排、放”中排的策略是错误的。以堤防排沙,直出河口,中途不淤,是不可能的。

明末潘季驯用过束水攻沙的治河法没有成功。论理用于个别河段未始不可。但束水后河段上下两端落差将加大,坡降将加陡,若许多河段这样做,水面纵断面将超过河道自然落差所许可。这又是一个只适用于个别工程,却不能用于下游河道整体运筹的治河方法。

第五,在黄河整体运筹的拦、排、放诸策略中,藉水土保持拦沙于中游既不可能,泥沙不可能不下送到郑州以下;两堤束流期望排沙出海而不淤中途又不可能;于是只能指望滞洪区和滞洪水库以放出太大的洪水了。正如《纲要》四十四页所述:“分洪运用的风险和经济损失很大”,“存在问题较多”。于是加筑小浪底水库,先拦沙二三十年,成为对付这水少沙多的害河,作为防洪的策略,以免继续加高加固悬河两堤。这里显然没有想采用疏浚的治河方略,因为欲增加过洪能力,疏浚太费,惟有加高堤最方便而省钱。

第六,人们普遍地主张采用拦排放的治河法,不理采拦排无效、放又风险,却忘了这河曾淤出了世界上最大的三角洲——二十五万平方公里(其他世界三角洲最大的如珠江三角洲等只有一万多公里)它还淤塞了海河、淮河的尾部,成为一望无际的仅次于巴西亚马逊河下游平原的世界大平原。这华北大平原除了自然降水、太行山下来的山西余水外,两季种植仍嫌水缺。黄河北行时原曾路过这里,其后运河曾长期作为南北运输大动脉。如今黄淮海平原缺水,当然要考虑将黄河作为干渠南北分流。而黄河治理规划却规定,河应在两堤约束下排沙,全河流水被派定担任尽量输沙出海的任务,以免河身继续淤高。按整体运筹的原理,黄淮海平原的水利建设和整治黄淮海河道原是一件事的两方面。人民责备我们把一件事孤立起来分为两种规划:“只知一条线,不管两大片。”这种策划殃成了目前黄淮海平原缺水缺肥,华北水道不通航的现实。历来学术上普遍性的错误认识,使国民经济遭受莫大的损失,未有甚于此者!

第七,不破不立,通过否定拦排放策略,人们会自然地认为黄河分流是必要的。河在郑州以下原属隆凸的三角洲地貌,其干流和各流派分布于全洲。世界上治理三角洲,无不分流淤沙。广东三水以下的珠江、埃及开罗以下的尼罗河、罗马尼亚土耳恰以下的多瑙河、印度孟加拉下的恒河、巴基斯坦苏库尔以下的印度河,无不多道分流出海。黄河既已淤高,分流排沙乃据高建领之势,能自动刷深河槽,理由如下:

干流若和支流在同一平面上分海,则其含沙浓度将相等,两者流率支流较小,由于输沙率和流率平方略成正比,水平分流将使大河加淤。但我们总可以从高槽上调节出流,从而刷深河槽。这需要支流闸门既有溢流口,又有孔口,使其能任意调节,支流闸门上游须加修一段平行的堤,堤脚及叉口宜打钢板樯,设计要策安全。闸门须设两道,一在大河堤内,一在支流两堤间。

第八,分流道要在中水和枯水时都长期行水,洪水时有节制地放水。首先打开人民胜利渠闸门,引黄河水沙分人到运河,直到天津。中途设站置闸,分流淤灌河北平原东部,以解决当前缺水之急。现在干的运河已高出地面四米以上,不必掏挖,任其继续淤高后,将来整理成为郑州到天津的高速公路的路基,不再输水。同时开始勘测设计新的淤灌渠道,恢复南北大运河,分水人渠道。路线大致取老沙河、接清凉江,顺黑龙港现有洼道,将来把卫运河搬下来。

这个最上游的郑州分流闸很大,不但分流入人民胜利渠,另在口下再分三口,分别淤灌天然渠、文岩渠及柳青河一带广大地区,其中下游接全堤河等。现有位山等闸须重新改造,口槛大大降低,设有堰口及底下的孔口。同时打开与大运河交口的黄河南北两闸分流南北,将来济运河用水,并淤灌东平、梁山等洼地。河水顺势南下,毋须抽取江水逆流北上。黄河在交口分流刷深槽底后,可能不设船闸通行。其他闸口待上列各闸分流取得工程经验后陆续打开。河以南上游的分流支脉应以贾鲁河、涡河为主,陆续打开,凡遇泥沙地宜先用河底粗沙淤灌打底,再在上面淤灌细泥。目前黄泛区一带最缺粗沙,排水不良。

第九,凡淤灌渠道必须设计用复式断面,过水流率必须长期淹盖两边滩地断面,否则闭闸停流。主槽两岸边必须护住使不坍塌。这样的螺旋流水(helicoidal flow)会长期淤滩刷槽,毋须掏挖清河。这些黄委工程师已在南岸试筑过,积有经验。在未来大运河及大渠道上应能设计出恰当的复式断面和经济坚固的护岸设施,使长期内主槽不淤且自动掏深,而两岸滩地自然淤高,能维持较长时期再易新线新渠。

人们必然能建成精致的分流闸和分流渠道,这是黄河分流策的根据。在一段时期分流淤灌后黄河槽身自然浚深,毋须加高堤防来防洪了,于是河治。人们欢迎更多的泥沙下来,水土保持工作应改由农业部领导。下游会自然地淤灌增肥,并造成更多的耕地。人们将额手称道:黄河乃是世界第一大利河!它以最少的流水造成最多的土地,它作为干渠,自流灌溉。

至于黄淮海河流整治与平原经济开发这一更大范围的整体运筹,请参阅《华北地区水资源合理开发利用》(水利出版社出版,第37页)《论黄淮海河的治理与华北平原的整体开发》,不赘。

第十,关于华北缺水问题,东线调用江水,所需抽水功率太大,不合经济,而且沿途拦截用水,竟无法实施。目前调用些丹江口水是合理的,但不可加高丹江口大坝,以免增多淹没地,且安康水害已说明汉水卵石造害巨大,原已沉积满汉水的卵石尚不知如何处理,不宜扩大其灾害。

作者认为,从嘉陵江略阳以上或可引来约两万平方公里面积上两百亿立方米中一百亿立方平的水,导入黄河或黄淮之间的耕地,或许可能,但笔者从未实测或详研,只是一种建议。如若可行,则工程较简便。作者不赞成经过黄河沿太行山引水北行。不如借用滹沱河水经十公里人大沙河北行,再在滹沱河下游用黄河分流水归还。华北大平原须利用浅层地下水的预蓄及灌溉节水,可以解决全区的用水。

西线北调江水是最合理的计划,如今黄河已建有八个水坝发电,多引一立方米水,可以节节增加电力,可能是合理的长远计划,这可引雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江,甚至西藏的雅鲁藏布江。这就可解决全华北、西北的用水,黄河永不断流。

作者:黄万里

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