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    中華人民共和國住房和城鄉建設部主管

    中國建設報社主辦

    規劃設計創新 引領長三角一體化綠色韌性發展
    2022-08-24 21:11:08    作者:呂永鵬 王磊磊

    綠色韌性是生命和自然的象征,綠色韌性發展已成為時代底色?!吨腥A人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出,提升長三角一體化發展水平。2019年11月19日,國家發展和改革委員會發布《長三角生態綠色一體化發展示范區總體方案》。如何破解區域協同治理技術難題,實現綠色、生態、低碳、韌性的系統治理,是長三角一體化建設過程中的重要問題。作為長三角地區城市發展建設領域重要的技術支持單位,上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司(以下簡稱“上海市政總院”)近年來做了一些有益的探索與實踐。

    系統整合規劃設計新思路

    新時代背景下,規劃設計工作的外延和內涵變得更豐富和多元。系統整合的規劃設計,要實現全生命周期低碳。通過規劃設計將上位法規、政策、理念、開發模式、體檢評估等內容與建設評估、反饋機制、運營管理等內容進行整合考慮,將各利益相關方、各專業技術人員及公眾訴求進行系統整合,以減少工程返工和降低運行成本,更好滿足各方需求。

    ImageFetcher (1).jpg長三角綠色韌性創新中心辦公大樓也是一座綠色建筑

    上海市政總院與江蘇武進綠色建筑產業集聚示范區管理委員會聯合發起并成立長三角綠色建筑與韌性城市產業技術聯合創新中心,在上海和武進打造雙總部;同時將聯合長三角乃至全國頂尖科研機構,共同為長三角一體化綠色韌性發展提供科技和產業化支持,這正是系統整合的規劃設計新思路。上海市政總院在多個項目中運用了新思路,在結合國家戰略的基礎上,取得了顯著成效。

    ●“雙碳”戰略的實踐與應用:

    中國(上海)自由貿易試驗區臨港新片區自成立以來,全力推進低碳城市建設。上海市政總院作為技術頂層設計單位,立足將新片區建設成為濱海韌性低碳的典范,從規劃層面引入低碳發展理念,助力實現“雙碳”?!吨袊ㄉ虾#┳杂少Q易試驗區臨港新片區生態環境發展“十四五”規劃》為低碳發展指明了總方向,明確了新片區將在能源、重點領域排放、綠色產業升級和綠色生態農業四個領域大力推進低碳建設。在綜合能源、綜合交通、環境衛生等一系列專業規劃中也涵蓋了低碳發展相關內容。上海市政總院支撐形成的“臨港新片區低碳化發展行動方案(2021~2025)”,確保低碳發展落到實處,取得實效。

    此外,上海市政總院在上海金山濱海旅游度假區、無錫蠡湖未來城、常州兩湖創新區、南京北站新片區、蕪湖政務區等地區均在開展低碳相關研究和實踐。

    ●資源循環理念的實踐與應用:

    一是江蘇南京渣土資源化項目。上海市政總院作為該項目總咨詢單位,針對“渣土處置難”和“筑路材料緊缺”兩大難題,通過堅持規劃引領,按照源頭減量、過程控制、末端利用的方式,開發研制了片區渣土資源化成套處理和生產裝備,投資運營了國內首座工程渣土資源化利用廠,基于動態配比設計方法和自主研發的高性能低碳固化劑,將工程渣土改良制備成道路工程用再生回填材料,消納工程渣土220萬立方米,具有處理能力強(日處理1萬噸)、再生填料強度高(高于規范要求2~3倍)和綠色環保等優點。通過片區渣土“內循環”,實現了“城市固廢”向“城市礦產”的綠色轉變,助力“建立健全綠色低碳循環發展經濟體系”。

    二是江蘇鎮江餐廚廢棄物及生活污泥協同處理工程。上海市政總院作為設計單位,堅持將污水處理廠污泥和餐廚垃圾協同厭氧消化,這樣可增大消化底物中有機物含量,提高厭氧消化污泥氣產量,協同處理還能降低單位投資和運行成本、節約用地。該工程是國內首個采用城市污水處理廠污泥和餐廚垃圾協同處理并成功運行的項目,建設規模為260噸/天,其中餐廚垃圾120噸/天(含水率以85%計)、廢棄油脂20噸/天、污水污泥120噸/天(含水率以80%計)。從2016年6月進泥調試并穩定運行至今,厭氧消化系統運行效果良好。沼渣作為生物炭土用于園林綠化種植土,產氣部分用于廠內污泥熱水解加熱和厭氧消化罐保溫,多余部分提純天然氣,產量達到4000標準立方米/天以上。該工程在有效解決食品安全和二次污染問題、提升地區環境質量的同時,為污水污泥和餐廚廢棄物的協同處理探索出一條能源化和資源化技術路線。

    ●韌性安全理念的實踐與應用:

    ImageFetcher (2).jpg浙江臺州數字孿生水務安全平臺,城市內澇預警調度系統

    一是浙江臺州數字孿生水務安全平臺項目。城鎮排水管網是城市安全運行的生命線,也是城市精細化管理的薄弱環節。排水行業管理中面臨“基礎底數排摸難、應急處置協同難、風險預測預警難”的問題,亟須通過數字化改革打通平臺壁壘,實現多跨協同的智慧排水一體化管控。上海市政總院立足智慧排水技術自主集成創新,依托數字孿生、AR、AI等技術,打造“源、網、站、廠、河”一體化智慧排水管控體系。借助三維GIS+BIM、傾斜攝影建模,打造透視之眼——地下治污“一幅圖”,實現地下管網運行可視化;鋪設水質、流量、液位等智能感知設備,構建感知之芯——運行預警“一張網”,對超標、過載、設施故障等各類風險進行分類分級告警,打通公共移動應用平臺,形成標準化閉環管理流程;接入在線監測、氣象預報,構建水力模型,形成智控之腦——研判決策“一片云”,精準識別管網淤堵、外水入侵、內澇風險等系統問題,變經驗調控為精準調控,實現城市排水運行智能化管理。該項目成功入選浙江省住房和城鄉建設廳數字化應用場景第一批試點項目清單、浙江省大數據局數字孿生建設首批試點,被列入2022年度臺州市數字化改革第一批最佳應用和臺州市數字政府最佳應用名單。

    二是超大城市自然災害綜合風險預警關鍵技術研究。自然災害綜合監測預警,對預防災害風險、增強特大城市應對自然災害的能力和提升城市韌性水平具有重要戰略意義。上海市政總院承擔的上海市科委《超大城市自然災害綜合風險預警關鍵技術與示范》課題,針對上海市常見的臺風、風暴潮、洪澇等自然災害類型,突出多災耦合,研究超大城市自然災害綜合風險預警的若干關鍵技術,聚焦城市重大基礎設施和典型社區,構建自然災害全要素態勢感知網絡,強化城市運行數據匯聚融合、綜合風險預警研判,創新自然災害預警服務模式,有效提升多災種和災害鏈全要素監測水平,增強災害風險精準預報能力,打通自然災害綜合風險預警“最后一公里”,最終實現預警信息靶向發布;上海市政總院承擔的上海市科委《基于多源遙感技術的城市內澇災害預警關鍵技術研究與示范》課題,聚焦城市內澇災害預警需求,基于高分遙感、北斗導航等數據產品和服務能級的提升,研發高分遙感數據處理和災害預警、復雜天氣下城市空域協同管理模型、重點區域時空數據離散與連續WebVR動態交互可視化等關鍵技術,開展多源遙感技術在城市管網內澇風險預警—響應中的應用示范,實現零交通癱瘓、零受災、零經濟損失的目標,為城市內澇災害防治提供技術與實踐支撐,助力上海韌性城市建設目標的早日實現。

    三是江蘇南京紫金山玄武湖片區多元安全韌性建設示范。在南京市系統化全域推進海綿城市建設過程中,以問題為導向,積極打造紫金山玄武湖片區多元安全韌性建設示范。以湖、庫、塘、河、溝、管、池等水體為載體,通過統籌協調流域片區“多水共治”,提高紫金山北麓—玄武湖流域片區洪澇安全韌性、水生態環境韌性、水資源保障韌性等,打造南京市中心城區韌性安全治理典范;以水為脈,提升區域水景觀,形成紫金山—河道—玄武湖景觀軸線,打造宜居、宜業、宜游的紫金山—玄武湖流域片區水系統。南京秦淮河流域(夫子廟片區)水環境綜合治理城市建設工程,通過源頭減排、雨污水管網系統整治、河湖水體綜合治理,實現片區“河、網、源”一體化治理,使片區河道水體水質指標穩定達到IV類水標準,保護水生態系統的多樣性和完整性,提高和保障片區水生態環境韌性安全。

    ●綠色生態理念的實踐與應用:

    ImageFetcher (3).jpg杭州余杭塘流域系統治理工程,余杭塘河治理后實景

    一是杭州余杭塘流域系統治理。杭州余杭塘流域面積24.76平方公里,項目貫徹“生態優先、綠色低碳”的建設理念,構建污染負荷減排和環境容量提升的TMDL(日最大負荷總量)控制體系,倡導“藍綠灰”水務設施統籌建設:藍色理水,結合區域防洪排澇體系,優化區域水網格局,分圩區構建5個獨立的水動力提升體系,制定“流域—圩區—流域”的全方位低碳配水換水方案;綠色凈水,將“生物調控”理論應用于流域治理工程,構建“沉水植物—微生物—底棲動物—魚類”的完整生態體系,綠色低碳重建河道棲息地,引導水生態系統恢復;灰色優水,基于城市建成區源頭污染控制短板,通過“前端分流+終端調蓄”,實現區域內旱季污水“零直排”,雨季大幅削減溢流入河污染量。全面統籌水務設施的管理調度,構建一張全過程、全天候監測的感知網絡,提供智慧高效運調“水管家”服務。

    二是安徽馬鞍山黑臭水體治理技術服務。馬鞍山地處長江中下游,是長三角城市群的重要成員、全國首批國家黑臭水體治理示范城市,擔負著高質量貫徹落實“長江大保護”的重要責任和歷史使命。上海市政總院進駐馬鞍山黑臭水體治理現場,切實踐行綠色生態理念,立足馬鞍山當地工業型、資源型、雨源型三大特征,謀劃水環境系統治理的頂層設計方案,創新實施十大攻堅行動、多源生態補水等措施,為馬鞍山的黑臭水體治理提供技術保障。通過三年的艱苦奮斗和通力協作,馬鞍山市實現了建成區范圍內35處黑臭水體長制久清,16條水系、91處水體水質基本達到V類水以上標準,水環境質量顯著提升;中心城區雨污系統全分流基本完成,旱季污水不下河、雨季污染有削減的目標初步實現;污水處理廠進水水質顯著提升,其中東部污水處理廠進水BOD5濃度從66毫克/升提升到了111毫克/升。城市整體生態環境明顯改善,群眾獲得感、幸福感明顯增強。

    創新支撐規劃設計方案落地

    “創新是引領發展的第一動力?!蓖七M長三角一體化綠色韌性發展,必須將創新作為規劃設計的核心要素。上海市政總院深諳此理,早在1978年就成立科研室,1994年成立科學研究所,2006年成立研發中心,2014年升格為研究院,現有專職科技研發人員260余人,專門在長三角綠色、生態、低碳、韌性等方面開展持續性創新研究,并在上海市委調研課題、國家科技重大專項、國家重點研發計劃、國家標準規范等方面都貢獻了智慧力量。

    在上海市委調研課題方面,系統謀劃一體化示范區綠色韌性發展之路。長三角生態綠色一體化發展示范區建設受到了上海市委、市政府的高度重視,2019年被列入市委調研課題,劃分了6個領域、25個子課題。上海市政總院作為建設領域技術支撐單位之一,深入調研分析了示范區的本底特色和區域問題,按照示范區目標要求,以區域生態保護和防洪安全為第一要務,系統提出了水環境、水利、固廢、景觀、軌道、道路、公共交通等領域的重大項目建設清單,為示范區基礎設施和重大工程建設提供了強有力的技術支撐。

    在國家科技重大專項方面,系統支撐區域綠色韌性基礎設施建設。金澤水庫是上海落實“兩江并舉、多源互補”水資源規劃格局、實現上海市西南五區集約化供水的重要舉措。針對水源地水質安全保障的需求,上海市政總院牽頭的國家科技重大專項“十三五”課題提出了基于綠色韌性基礎設施優先理念,實施從源頭、過程至末端全過程的雨水徑流控制策略和集成技術。在此基礎上制定了圩區全過程徑流污染防控策略,構建了集成多類型數據、多功能需求、多目標實踐的金澤水源地綠色基礎設施綜合管理評估平臺,完成了代表性區域的技術集成與示范。課題研究成果在水源地區域推廣實施后,年均入河徑流控制量960.37萬立方米,CODCr年均削減量59.39噸,科學支撐了水源地水質保護工作,也為長三角一體化示范區的雨水徑流污染防控提供了技術支持。

    在國家重點研發計劃方面,系統破解區域發展韌性與安全難題。以構建適用于我國的城市應對內澇韌性技術體系為目標,上海市政總院牽頭的國家重點研發計劃“城市內澇防治全過程耦合安全韌性技術研究”課題,提出了與韌性城市內涵互洽、涵蓋內澇災害形成—發生—恢復全過程的城市應對內澇韌性指標體系、城市應對內澇韌性定量評估方法與模型以及城市韌性提升策略設計方法,促進相關設施的運行管理模式由粗放型向精細化、數字化和智慧化方向轉變,為推動城市內澇系統化治理工作發揮建設性作用。

    “十四五”期間,課題將針對既有城區逢雨必澇、大雨致澇、暴雨成災等突出問題,結合城市更新特點,通過源頭減排與排水系統提標耦合、排澇除險與自然空間耦合,集成適用于街區尺度城市更新場景下的水陸網一體化內澇系統治理技術,分別構建綜合考慮積水深度、退水時間和流速的內澇判定標準及內澇風險等級劃分標準,再輔以若干典型城市內澇風險評估實例,形成街區尺度城市更新場景下的內澇風險評估和風險圖繪制方法,指導城市科學應對、解除內澇風險。

    在國家標準規范方面,系統引領建設行業綠色發展。上海市政總院主編的多項國家標準規范,既結合了國家戰略、時代和行業發展需求,又聚焦了“生態、低碳、綠色、韌性”的設計理念。

    《室外給水設計標準》GB50013-2018全面修訂并及時吸納國家重大專項成果,通過技術要求和參數規定,積極落實節水優先、節能降耗、低碳綠色的國家戰略。在輸配水方面,從水力計算、漏損控制、分區計量等方面實現節水和節能?;谖覈镁佑谑澜珙I先地位,首次制訂《城鎮給水膜處理技術規程》CJJ/T251-2017,從設計通量、跨膜壓差、出水方式等方面規范了經濟合理的參數,有效保障了膜處理工程的長效低碳運行。

    在《城鄉排水工程項目規范》GB55027-2022、《室外排水設計標準》GB50014-2021和《城鎮內澇防治技術規范》GB51222-2017中更新了排水工程設計的理念和要求。在城鎮內澇防治體系中,除了工程性的排水設施組成,還納入應急管理,更加注重韌性,強調應急管理應聯合排水、氣象、水利、交通等多個部門共同參與聯動、分工協作,提高城鎮應對極端暴雨的韌性。在內澇防治設施的布局和設計中,體現生態環境保護與城鄉建設的統籌,保護和修復生態環境自然積存、自然滲透和自然凈化的空間與能力,提高源頭雨水的蓄滯、滲透和利用,充分利用自然水體的蓄排能力,在排水工程設計理念中落實綠色低碳。

    在污泥處理處置方面,《城鎮污水處理廠污泥處理穩定標準》CJT510-2017推薦污泥從減量化、穩定化、無害化基礎,走向資源化。上海市政總院還主編了《城鎮污水處理廠污泥處置—水泥熟料生產用泥質》CJ/T314及中國工程建設協會標準《城鎮污水處理廠污泥好氧發酵技術規程》T/CECS536、《城鎮污水處理廠污泥厭氧消化技術規程》T/CECS496-2017等系列,推動污泥資源化處置和利用。

    在長三角地區向全球城市區域不斷進階的過程中,基于“雙碳”約束并兼顧生態效益的綠色韌性一體化發展才是真正的高質量發展。作為規劃設計單位,要順勢而為,加強綠色韌性相關研究和實踐,不僅為促進長三角一體化高質量發展貢獻應有力量,更能促進自身更可持續發展。

    ?呂永鵬

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    博士,現任上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司研究院院長,入選水業杰出青年、上海市優秀技術帶頭人、上海市青年拔尖人才等人才計劃,承擔國家重大水專項等課題10余項,主參編國家標準10余項,主持長江大保護首批示范城市蕪湖、國家黑臭水體治理首批示范城市馬鞍山和國家海綿城市建設試點及示范城市上海、廈門、珠海和南平等10余座城市的技術服務項目。獲全國優秀城鄉規劃設計獎1項、上海市科技進步一等獎3項、上海市優秀工程咨詢成果一等獎1項。擔任《UrbanWaterJournal》等期刊的同行評議專家、華東師范大學兼職研究生導師、中國城鎮供水排水協會海綿城市建設專家委員會副主任委員、中國工程建設標準化協會海綿城市建設工作委員會副秘書長、上海市河長制辦公室技術專家組專家等。

    ?王磊磊

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    博士,上海市青年科技啟明星,現就職于上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司研究院,主要從事市政工程相關科研、規劃、設計工作。主持和參與國家重大科技專項、上海市重大科研項目等10余項,主持完成給水排水、流域治理等工程咨詢設計多項。獲上海市科技進步一等獎1項、上海市水務海洋科學技術獎二等獎2項、上海市優秀工程咨詢成果一等獎1項。發表學術論文19篇,獲得國家專利8項,參與編制國家及地方標準5部,參與撰寫學術著作2部。



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