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DHI MIKE约战海绵城市

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发表时间:2016-08-23 11:57作者:城市规划综合设计分院 杨骏骅、杨志华、刘雨松来源:云南省城乡规划设计研究院网址:http://www.yncityplan.com


AlphaGo4:1 碾压李世石,老聂要脱帽致敬,世人更惊掉下巴。

同为AI,DHI MIKE,你能给逢雨必涝的城市带来什么?



撰文:杨骏骅、杨志华、刘雨松


7月,武汉为龙头大哥,全国至少已有150个城市发生了内涝。其实,每年雨季,“洪、涝、百年一遇、城市看海……”就成为网络热词与国人梦魇。恰逢一年看海季,且将规划骂个遍。

天灾兮?人祸兮?面对洪虐,脆弱的城市洪防是谁之过?作为一个从业有相当年头、有职业操守的老司机,我承认,规划师有过(虽然不全是规划师之过)。广域硬化、快速排水、集中消纳……曾经,更老的老司机教过我们应对城市雨洪的不二法门,几个大招武装起来,文本里烙上百年一遇的金字招牌,童叟无欺。

百年一遇来了,谈笑间……啊?淹了……纳尼?50年、连30年也……

为什么被淹?

“城市热岛效应”加剧,极端的超标暴雨频发是导致内涝的主要因素

天朝的快速建设加剧了“热岛”,而极端的超标暴雨频发更雪上加霜,让脆弱的城市苦不堪言。据EM-DAT统计,过去的三十年间,84%的灾害都与水力气象因素有关,其中雨洪(包括内陆与海洋)更是引发自然灾害的主要因素,气候变化可能会增加很多地区的灾害风险。

城市排水系统脆弱是内涝发生的直接原因

生活在光鲜亮丽的城市,我们总会被这繁华的“面子”所吸引,往往忽视了那些看不见的“里子”。“面子过得去,里子无所谓,重表不重里,重量不重质”的思维已让我们吃尽苦头。那些看不见的城市排水系统成为城市内涝发生的直接原因,管网设计建设滞后、高程衔接问题重重、管理维护不到位、设施老化破损……金玉其外,败絮其中啊。

城市排水理念误区,客观上加剧了内涝灾害的风险

曾几何时,“人定胜天”的思维鼓舞着我们大力改造自然,城市中修建大量的硬地和建筑,具有自然蓄水调洪错峰功能的洼地、池塘、湖泊、湿地被侵占,“快排”理念下以排水管渠代之……殊不知,我们挡了老天爷的路!!大规模硬铺的出现,使得地表径流增加,比表汇流时间变短,峰现时刻提前,峰值变大……蛮洪曰:街道广场任我行!

我们要用什么对抗城市洪涝?


NO!浩瀚工程谁堪重负!更非城城通用。有没有更经济、更生态的通则?有——海绵城市!


什么是海绵城市?


在街道广场小区放置海绵、建筑材料中加入海绵,用海绵无死角充盈城市,即雨即吸……咦,海绵宝宝?

非也!容小编抄一段官方释义:海绵城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用(小编案,还是要整一块巨型“海绵”嘛)。



这块巨型“海绵”怎么做?做多少?做出来放哪儿?

DHI MIKE来了!抱歉我们的主角现在才登场(DHI MIKE究竟是何方神圣——生于丹麦,致力于水、环境与健康领域的研究,适用于所有与水相关,从河流到海洋、从饮用水供水到污水排放的软件。当然,也是建设海绵城市之好丽友)。

怎么做?

既然老天爷怒了,我们就应该拨正“快排”的悖论,尽力去恢复自然大道原先的样子——增加地面下渗、减少径流、削弱洪峰。于是,海绵城市的低影响开发模式来了——通过对雨水的渗透、储存、调节、传输、截污净化等功能有效地控制径流总量、径流峰值和径流污染,让我们的城市更贴近自然。

取代“快排”模式的Keypoint是低影响开发(LIDLow Impact Development)雨水系统构建,各类低影响开发技术又包含若干不同形式的低影响开发设施,主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、渗透塘、渗管/渠、生物滞留设施、湿塘、雨水湿地、植草沟、植被缓冲带、蓄水池、调节池、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等。

LID设计效果主要通过每个LID设施的径流削减量来体现,LID措施对地表径流污染负荷流出的削减作用,主要体现在LID 措施减少了地表径流水量,从而降低对地表累积污染物的冲刷能力。

运用DHI MIKE,可以直接得到调蓄的水量与设计调蓄水量的百分比,而这个数据就代表了LID设施的效果,方便我们判断LID设施设计尺寸、设计位置是否合理。

做多少?

“海绵”做多大?需要从水量和水质两方面来进行评估。

水量上,评估在不同降雨条件下,城市载体能容纳多少水量,复核城市海绵体空间判断方案是否满足指标。

推算年径流控制率下的降雨量

水文过程计算

调蓄能力复核


水质上,通过模拟污染物的产生、流动和运移过程,计算排水分区内污染物削减以及LID设施对污染物的削减作用,最终计算每个排水分区的污染物负荷累积量。

地表径流污染负荷计算


放哪儿?

海绵宝宝好是好,我们把他放哪?

运用DHI MIKE,我们能够对整个城市的降雨条件下的内涝风险进行评估,找到那些风险等级高的区域和节点进行重点强化保障,在这些地方放上我们的海绵宝宝。

管网模型搭建


河网水系模型搭建


城市基础地形模型搭建


边界条件加载

管网系统排水能力评估


河道防洪风险评估


城市易涝点分布评估


城市内涝风险评估

等一等,DHI还有大招——通过集合一维河道综合模型、分布式水文模型、城市水管理模型、生态模型、海绵城市辅助工具等数学模型工具,构建决策支持系统,辅助解决城市黑臭水体问题,是不是感觉又刷新了你的眼界?


在《保山市中心城区排水防涝综合规划》中,DHI MIKE 牛刀小试,一剑封了小编之喉。现状洪涝安全问题分析针针见血(这也能算出来?汗!)、繁重且易出错的人工计算变成一键搞掂(我发誓已经使出洪荒之力,但并不是所有理科男都长于计算)、设计结论与成果可通过模拟看到直观的效果进而不断修正与优化(膜拜!)……幻想着可能的汇报效果,砖家缓缓点头、BOSS殷切鼓励、公务美眉投来欣赏之秋波……内牛满面啊,昔日尝为甲方舌剑剁成狗肉之酱的背锅侠加班侠键盘侠,瞬间立感高大上的职业逼格回归了。

原来我们的城市应该是、也可以是这样的……

呷一口重口味普洱、点一支红塔山、闭眼往椅背上一靠,仿佛见到阿大师(AlphaGo)携手DHI MIKE,面带微笑在高处俯视着我……一句话,感谢AI带我装逼带我飞……AI将改变规划师的工作方式、将改变我们的城市、将改变我们的生活。

后记云南省城乡规划设计研究院,是我省第一批运用DHI MIKE 软件辅助城市排水安全问题研究的设计院,已承接多个城市的海绵城市相关设计业务。愿携你之手,共建美丽安全的宜居城市!



部分运用DHI软件的已编或在编项目:《保山市中心城区排水防涝综合规划》、《安宁市城市排水防涝专项规划》、《楚雄州永仁县城排水防涝专项规划》、《大理州永平县城排水防涝专项规划》、《红河州绿春县城海绵城市建设专项规划》

规划编制部门:城市规划综合设计分院

海绵城市建设课题研究组:任洁、郑建国、饶曙民、杨志华、杨骏骅、王先明、黄江峰、何建荣、吴晟炜、方俊、谢辉、刘雨松、王学义、计灵骏、李铎、李俊君、张颖、冯云峰、官立红、李国俊、马国良、张淳熙静、潘建峰




编辑制作:云南省城乡规划设计研究院 信息网络处