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1、如何让城市不如何让城市不再再“看海看海”第五章 问题研究 改革开放以来，我国城镇化进程迅速。然而，近些年来，每逢雨季，我国自北向南，一些城市内涝问题严重，人们戏称到城市看海。如何发挥土壤蓄水功能，是解决城市看海问题的重要方面之一。新课导入新课导入城市内涝城市内涝学习目标学习目标分析土壤蓄水功能缺失对城市洪水的影响，说明土壤对蓄积分析土壤蓄水功能缺失对城市洪水的影响，说明土壤对蓄积雨水和减轻洪涝灾害的意义。雨水和减轻洪涝灾害的意义。从对雨水下渗、净化、蓄积、利用等方面，说明雨水花园的从对雨水下渗、净化、蓄积、利用等方面，说明雨水花园的作用。作用。从雨水花园到海绵城市，认识城市雨洪控制思想的发展；
2、结从雨水花园到海绵城市，认识城市雨洪控制思想的发展；结合自然环境，探究建设海绵城市的具体方法和途径。合自然环境，探究建设海绵城市的具体方法和途径。资料一资料一 城市洪水与土壤蓄水功能缺失城市洪水与土壤蓄水功能缺失 土壤截留的降水越多，降水通过它流到河流所需要的时间就越长，削减了洪峰，因此降低了洪灾的风险。1米厚的多空隙土壤截留300毫米的降水量。用沥青或者混凝土之类的不透水层覆盖的土地，降水无法向土壤下渗。城市中大面积的土地表面被硬化，一旦发生强降雨，产生的径流量很容易超过排水系统的排水能力，积水成涝。2012年7月21日，北京市平均降雨量170毫米，在局部地区造成重大暴雨洪涝灾害。72172
3、1北京特大暴雨北京特大暴雨u受季风气候影响，雨季多暴雨，且近些年随着全球变暖，极端天气频发，大暴雨、特大暴雨概率增大。u城镇化发展迅速，城市面积扩展快，植被覆盖率下降，湖泊湿地面积锐减，调蓄功能下降。u城市下水道等排水设施标准较低，跟不上城市化的步伐。u城市大面积土地表面被硬化，暴雨时绝大部分降水形成径流，且产流快而急。近些年来，我国很多城市为向内涝问题较为严重？近些年来，我国很多城市为向内涝问题较为严重？思考思考1993年2018年广西柳州城市化进程广西柳州城市化进程某地区相同降水量下的城市化前后水循环对比图某地区相同降水量下的城市化前后水循环对比图 下渗、地表径流、地下径流、蒸发1.1.城
4、市大面积土地表面被硬化，改城市大面积土地表面被硬化，改变变了水循环的了水循环的那些环节？那些环节？城市道路城市道路 地表径流量增大；流速快；洪峰早；洪峰流量大、水位高2.2.与城市化前相比，一次暴雨过程中，城市化后与城市化前相比，一次暴雨过程中，城市化后地表径流在流量、流速等方面有何变化？地表径流在流量、流速等方面有何变化？资料分析资料分析 土壤厚度、土壤孔隙度；土壤越深、孔隙度越大，土壤需水量越大。3.3.土壤蓄水量大小主要取决于土壤的哪些结构特土壤蓄水量大小主要取决于土壤的哪些结构特性？性？城市道路城市道路 北京地处华北平原，土层深厚；干季时间长，土壤含水量低，孔隙度大；降雨时，通过下渗，
5、土壤可吸纳大量雨水，降低地表径流量。延缓地表径流汇集时间，可大大减轻洪涝灾害风险。4.4.以北京为例，说明土壤对蓄积雨水和减轻洪涝以北京为例，说明土壤对蓄积雨水和减轻洪涝灾害的意义。灾害的意义。资料分析资料分析资料二资料二 雨水花园雨水花园 20世纪90年代，美国的一个新建住宅区为每栋住宅配建30-40平方米的蓄积雨水的场地，称为雨水花园。经过数年的追踪监测，发现雨水花园平均减少了75%-80%地面雨水径流量。此后，世界各地开始建设各种各样的雨水花园。雨水花园雨水花园也被称为生物滞留区域生物滞留区域，是指在园林绿地中种有树木或灌木的低注区域，由树皮或地被植物作为覆盖。它通过将雨水滞留下渗来补充
6、地下水并降低暴雨地表径流的洪峰，还可通过吸附、降解、离子交换和挥发等过程减少污染，是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。雨水花园结构示意雨水花园结构示意 雨水花园通过滞留雨水和地表径流实现增加下渗，通过植物吸收、土壤和其它填充物过滤与吸附、微生物分解等作用实现净化雨水，通过植物吸收、土壤蓄积作用实现涵养水，通过浇灌植被、弥补公共用水等实现雨水资源化。1.1.从对雨水下渗、净化、蓄积、利用等方面，说明雨水花园的作用。从对雨水下渗、净化、蓄积、利用等方面，说明雨水花园的作用。雨水花园构造示意图雨水花园构造示意图资料资料分析分析 增加湿度、调节气温，为鸟类、昆虫、土壤生物提供栖息地。为人类活动提
7、供休闲观赏景观，保护排水管道，降解污染。影响区域自然地理环境，如在山城雨水花园可缓解水土流失，在干旱区雨水花园可抑制沙尘等。2.2.雨水花园有哪些作用？雨水花园有哪些作用？雨水花园雨水花园资料资料分析分析补充补充 雨水花园各层解读雨水花园各层解读u蓄水层蓄水层 为暴雨提供暂时的储存空间,使部分沉淀物在此层沉淀,进而促使附着在沉淀物上的有机物和金属离子得以去除。其高度根据周边地形和当地降雨特性等因素而定。一般多为100250 mm。u覆盖层覆盖层 一般采用树皮进行覆盖,对雨水花园起着十分重要的作用,可以保持土壤的湿度,避免表层土壤板结而造成渗透性能降低。在树皮土壤界面上营造了一个微生物环境,有利
8、于微生物的生长和有机物的降解,同时还有助于减少径流雨水的侵蚀。其最大深度一般为50 80 mm。u植被及种植土层植被及种植土层 种植土层为植物根系吸附以及微生物降解碳氢化合物、金属离子、营养物和其他污染物提供了一个很好的场所,有较好的过滤和吸附作用。一般选用渗透系数较大的砂质土壤,其主要成分中砂子含量为60%85%,有机成分含量为5%10%,粘土含量不超过5%。种植土层厚度根据植物类型而定,当采用草本植物时一般厚度为250 mm 左右。种植在雨水花园的植物应是多年生的,可短时间耐水涝,如大花萱草、景天等。大花萱草大花萱草景天景天u人工填料层人工填料层 多选用渗透性较强的天然或人工材料,其厚度应
9、根据当地的降雨特性、雨水花园的服务面积等确定,多为0.5 1.2 m。当选用砂质土壤时,其主要成分与种植土层一致。当选用炉渣或砾石时,其渗透系数一般不小于10-5 m/s。u砾石层砾石层 由直径不超过50 mm 的砾石组成,厚度200 300 mm。在其中可埋置直径为100mm 的穿孔管,经过渗滤的雨水由穿孔管收集进入邻近的河流或其他排放系统。通常在填料层和砾石层之间铺一层土工布是为了防止土壤等颗粒物进入砾石层,但是这样容易引起土工布的堵塞。也可在人工填料层和砾石层之间铺设一层150 mm 厚的砂层,防止土壤颗粒堵塞穿孔管,还能起到通风的作用。资料三资料三 海绵城市海绵城市 2012年，我国提
10、出海编城市的概念，希望城市能够像海绵一样，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，以此提升城市生态系统功能，并减少城市洪涝灾害的发生，2014年年底，中央政府决定支持海绵城市的试点工作。多空隙，易渗水 抗压、耐磨、防滑、不易被侵蚀 环保、美观、舒适 易维护1.1.推想海绵城市对面材料的特点。推想海绵城市对面材料的特点。资料分析资料分析 一是海绵城市控制与洪要具有跨尺度、综合性、全时段、全要素的特点；二是要侧重于对原有自然生态系统的保护和恢复，力求通过生态建设使城市自然水循环能够保持原有的水文特征；三是要实现城市防洪防涝、水资源利用、水环境保护与水生态修复的有机结合，使城
11、市能够减缓或降低自然灾害和环境变化的影响，具有良好的弹性和可恢复性。2.2.从雨水花园到海绵城市，对城市雨洪控制的思想有哪些发展？从雨水花园到海绵城市，对城市雨洪控制的思想有哪些发展？资料分析资料分析 一是多暴雨、地势低平的城市；二是降水季节变化大，容易形成旱灾的城市。当然，作为城市可持续发展模式，海绵城市具有广泛的地区适用性，因而不能草率的说有明显雨洪的地区如干旱地区不适宜建设海绵城市。3.3.在什么条件下的城市宜建海绵城市？在什么条件下的城市宜建海绵城市？资料分析资料分析 从雨水花园到海绵城市，人们找到了一条解决城市看海问题的有效途径，这有可能成为城市建设的一场革命。针对我国的大多数城市，解决看海问题存在哪些现实困难？如何应对？大家一起探讨吧。问题探讨问题探讨现实困难：现实困难：东部季风气候，暴雨频率高；城市化快速迅速；地域环境差异大，城市建设差异大；雨水花园建设成本高；材料要求高.应对措施：应对措施：加强海绵城市的研究，因地制宜进行城市规地划与建设.课堂总结课堂总结如何让城市不再如何让城市不再“看海看海”城市洪水与土壤蓄水功能缺失城市洪水与土壤蓄水功能缺失雨水花园雨水花园海绵城市海绵城市
