智慧化海綿園區(qū)在世博城市最佳實(shí)踐區(qū)的實(shí)踐與展望

龔玲玲 呂宇航 張 詠 余岳峰

1.上海世博城市最佳實(shí)踐區(qū)商務(wù)有限公司2.上海交通大學(xué)

智慧化海綿園區(qū)在世博城市最佳實(shí)踐區(qū)的實(shí)踐與展望

龔玲玲1呂宇航1張 詠1余岳峰2

1.上海世博城市最佳實(shí)踐區(qū)商務(wù)有限公司2.上海交通大學(xué)

將上海世博城市最佳實(shí)踐區(qū)在推進(jìn)園區(qū)海綿化改造項(xiàng)目的創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)，與園區(qū)正在開展的智慧能源網(wǎng)技術(shù)示范項(xiàng)目建設(shè)相結(jié)合，從能源互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的理念出發(fā)，探討智慧化海綿園區(qū)在城市最佳實(shí)踐區(qū)的實(shí)踐與展望，為上海開展海綿城市與智慧城市建設(shè)工作相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)海綿城市的智慧化進(jìn)行有意義的探索。

海綿園區(qū)；智慧能源網(wǎng)；信息化

我國已將建設(shè)海綿城市作為城市建設(shè)和發(fā)展的重要舉措。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自如災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)可吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)又可將蓄存的水“釋放”出來加以利用。因此，建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，有利于轉(zhuǎn)變城市發(fā)展理念和建設(shè)方式，是實(shí)現(xiàn)城市和環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn)。海綿城市建設(shè)的核心是推行現(xiàn)代雨洪管理體系，達(dá)到修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)水資源，增強(qiáng)城市防澇能力，提高雨水資源利用量和效率、改善城市生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展的目的。

本文將上海世博城市最佳實(shí)踐區(qū)在推進(jìn)園區(qū)海綿化改造項(xiàng)目的創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)，與園區(qū)正在開展的智慧能源網(wǎng)技術(shù)示范項(xiàng)目建設(shè)相結(jié)合，從能源互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的理念出發(fā)，探討智慧化海綿園區(qū)在城市最佳實(shí)踐區(qū)的實(shí)踐與展望，為上海開展海綿城市與智慧城市建設(shè)工作相結(jié)合, 實(shí)現(xiàn)海綿城市的智慧化進(jìn)行有意義的探索。

1 世博城市最佳實(shí)踐區(qū)北區(qū)海綿化改造

世博城市最佳實(shí)踐區(qū)位于黃浦江西岸，規(guī)劃占地面積15.08 hm2。城市最佳實(shí)踐區(qū)是世博會后最集中保留上海世博會原貌的區(qū)域，傳承“城市，讓生活更美好”理念，致力于打造國際一流水平的綠色低碳園區(qū)。城市最佳實(shí)踐區(qū)按照海綿城市建設(shè)要求，以雨洪控制、生態(tài)環(huán)境改善、雨水資源利用、世博會遺留設(shè)施再利用為目標(biāo)，形成“滲、滯、蓄、凈、用、排”六位一體的綜合排水、生態(tài)排水技術(shù)措施，開展園區(qū)海綿化改造項(xiàng)目實(shí)踐。具體工程實(shí)施包括：實(shí)踐區(qū)北區(qū)6.28 hm2范圍內(nèi)改建高滲透性綠地系統(tǒng)和屋頂花園、垂直綠化，建設(shè)5個(gè)雨水收集截留井、利用并局部改造世博活水公園和雨水管網(wǎng)，即整修調(diào)節(jié)池、厭氧沉淀池、兼氧池、魚鱗池（人工濕地）、荷花池，新建荷花池雨水下滲系統(tǒng)。為低成本開發(fā)既有地塊、高密度街區(qū)海綿項(xiàng)目建設(shè)、改造和管理提供了可復(fù)制、可推廣的成熟案例經(jīng)驗(yàn)。

1.1 項(xiàng)目工程特點(diǎn)

（1）項(xiàng)目在既有設(shè)施上作最小化投資改造。園區(qū)海綿化改造項(xiàng)目因地制宜，在既有已建成地塊上實(shí)施。為選擇適宜的工藝路線，先行開展了實(shí)踐區(qū)雨洪控制綜合利用方案研究，充分利用現(xiàn)有設(shè)施，包括區(qū)域內(nèi)原有雨水管網(wǎng)末端增加5個(gè)截留收集井和部分管道改造；將園區(qū)內(nèi)成都活水公園改造為雨水調(diào)蓄，處理，利用，滲透的中心，大量節(jié)約項(xiàng)目投資和土地資源。項(xiàng)目設(shè)計(jì)中加入了較高密度的排水線槽，加強(qiáng)地表有組織的邊溝匯流能力，形成了“五井、六池、千立方、一張網(wǎng)”的全場地雨水收集格局。

（2）項(xiàng)目積存調(diào)蓄能力強(qiáng)。項(xiàng)目以徑流總量和徑流污染控制為目標(biāo)設(shè)計(jì)了總調(diào)蓄容積1000m3，其中包括5個(gè)排水分區(qū)的雨水收集井調(diào)蓄容積80 m3；利用成都活水公園的調(diào)節(jié)池、厭氧沉淀池、魚鱗池（人工濕地）、荷花池的調(diào)蓄容積740 m3；在規(guī)劃新建的實(shí)踐區(qū)北樓，新建調(diào)節(jié)池和凈水池250 m3，同時(shí)能滿足3天內(nèi)全部下滲、綜合利用的目標(biāo)。

（3）項(xiàng)目做到自然凈化。海綿化改造項(xiàng)目采用厭氧沉淀加人工濕地凈化相結(jié)合方法，厭氧沉淀20～40 h，人工滲濾濕地（水平潛流式）作為主體工藝，將植物塘、植物床分級串聯(lián)，一方面提高雨水處理效率，另一方面具有生態(tài)和景觀效果。活水循環(huán)包括小循環(huán)和大循環(huán)，小循環(huán)做到池河聯(lián)動(dòng)、充分曝氧，大循環(huán)則溢流至調(diào)節(jié)池，再次進(jìn)行水質(zhì)處理。

（4）項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)自然滲透。海綿化改造項(xiàng)目對荷花池進(jìn)行改造，將荷花池西北部區(qū)域17m×5m面積的不透水底板鑿開，鋪設(shè)17m×5m×0.7m（長×寬×高）的碎石層，并在其上部設(shè)置直徑為0.60 m的11根下滲導(dǎo)管，然后用混凝土重新澆筑封閉；下滲管可人工啟閉，需要下滲時(shí)，蓋板打開，荷花池內(nèi)的水通過下滲管引入碎石層中下滲；晴天為保持荷花池內(nèi)的景觀用水，將下滲管上部的蓋板關(guān)閉。通過改造，實(shí)現(xiàn)了自然滲透功能。

1.2 項(xiàng)目實(shí)際效果

上海世博城市最佳實(shí)踐區(qū)海綿化改造項(xiàng)目實(shí)際效果體現(xiàn)在下面3個(gè)方面：

（1）成功實(shí)現(xiàn)5年一遇降雨不積水，100年一遇降雨不內(nèi)澇。城市最佳實(shí)踐區(qū)北區(qū)原先排水標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇，暴雨積水時(shí)有發(fā)生，對實(shí)踐區(qū)環(huán)境造成影響。通過海綿項(xiàng)目建設(shè)，削峰效果明顯，成功實(shí)現(xiàn)小雨不濕鞋、強(qiáng)降雨不積水、特大暴雨不內(nèi)澇目標(biāo)。

（2）成功實(shí)現(xiàn)全場地雨水收集，年雨水滲透及利用率達(dá)85%以上。項(xiàng)目建成前，世博實(shí)踐區(qū)內(nèi)的活水公園景觀補(bǔ)水、園區(qū)綠化灌溉、道路和環(huán)衛(wèi)設(shè)施沖洗，全部使用自來水。自來水用水量平均每月達(dá)到5 000多t。項(xiàng)目建成全場地雨水收集后，自來水用量明顯下降現(xiàn)在可以基本不再使用自來水，月均節(jié)約水費(fèi)接近3萬元左右。

（3）顯著提升區(qū)域人居環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“人文海綿”目標(biāo)。城市最佳實(shí)踐區(qū)集中處理和滲透雨水的活水公園成為周邊居民、公司白領(lǐng)休閑小憩的“城市親水客廳”，荷花池水光瀲滟，魚鱗池（人工濕地）植物郁郁蔥蔥，人與自然和諧共處。

2 海綿化項(xiàng)目監(jiān)控管理系統(tǒng)

作為國內(nèi)首個(gè)全生命周期管理的海綿項(xiàng)目，還設(shè)計(jì)安裝了計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)、完善了后評估體系，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的管理可視化、要素可計(jì)量、狀況可核查、效果可評估目標(biāo)，增強(qiáng)了項(xiàng)目科學(xué)管理水平，為實(shí)現(xiàn)海綿城市信息管理的高效化和決策的智能化提供了可能。

城市最佳實(shí)踐區(qū)海綿化項(xiàng)目利用雨水感應(yīng)模塊、翻斗式雨量計(jì)、計(jì)數(shù)器、電動(dòng)閥門等裝置，可實(shí)現(xiàn)如下系統(tǒng)監(jiān)控管理功能：（1）降雨自動(dòng)感知，實(shí)現(xiàn)場地降水的自動(dòng)監(jiān)控；（2）初雨定量拋棄，從傳統(tǒng)15分鐘初雨棄流轉(zhuǎn)為初期降雨3 mm精確拋棄，最大程度收集了雨水資源；（3）系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)量，在雨水調(diào)節(jié)池設(shè)置分級補(bǔ)水水位，精確控制旱季自來水補(bǔ)水，為雨水存蓄留足空間；（4）運(yùn)行智能節(jié)能，設(shè)置調(diào)節(jié)池高水位報(bào)警，將信號與雨水輸水泵控制關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)停泵，節(jié)約系統(tǒng)能耗。圖1為雨水收集井監(jiān)控畫面，可對雨水收集量和水質(zhì)、收集井水位以及水泵和閥門進(jìn)行監(jiān)控。圖2為荷花池監(jiān)控畫面，可以對荷花池的水質(zhì)、水位、循環(huán)泵和下滲進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動(dòng)“報(bào)數(shù)”，自我管理、自主分析，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無人值守、自動(dòng)高效運(yùn)行的目標(biāo)。城市最佳實(shí)踐區(qū)海綿項(xiàng)目專管員通過互聯(lián)網(wǎng)，便可隨時(shí)檢查系統(tǒng)運(yùn)行，對用水情況和系統(tǒng)的跑冒滴漏及時(shí)排查，系統(tǒng)運(yùn)行和管理效率大幅度提高，初步實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)+海綿城市的“智慧海綿”。

圖1 雨水收集井監(jiān)控畫面

圖2 荷花池監(jiān)控畫面

3 智慧化海綿園區(qū)展望

上海世博園區(qū)已進(jìn)入后世博開發(fā)發(fā)展階段，相繼開展了信息化專項(xiàng)規(guī)劃研究和智慧能源網(wǎng)技術(shù)集成與示范研究。世博園區(qū)信息化發(fā)展的總體目標(biāo)是：以信息化支撐世博園區(qū)成為具備低碳、智能、高效、協(xié)同、創(chuàng)新特點(diǎn)的“宜人、宜居、宜商”的智慧園區(qū)，成為具有國際影響力的“生態(tài)智慧城市示范區(qū)”。世博園區(qū)在智慧能源網(wǎng)技術(shù)集成與示范研究中的目標(biāo)是：以先進(jìn)測量技術(shù)和新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)世博園區(qū)電力、燃?xì)?、水?wù)和熱力等能源與資源信息的統(tǒng)一管理；開展世博園區(qū)智慧能源網(wǎng)技術(shù)示范，實(shí)現(xiàn)園區(qū)能源和資源利用的更安全和更高效；以大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)，建立多目標(biāo)能源系統(tǒng)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)智慧能源系統(tǒng)的智能節(jié)能服務(wù)?？蓪⒊鞘凶罴褜?shí)踐區(qū)開展的園區(qū)海綿化實(shí)踐與世博園區(qū)總體信息化專項(xiàng)規(guī)劃以及智慧能源網(wǎng)技術(shù)示范項(xiàng)目相結(jié)合，為智慧化海綿園區(qū)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

目前，世博城市最佳實(shí)踐區(qū)海綿化項(xiàng)目已有計(jì)量監(jiān)控管理系統(tǒng)，并完善了后評估體系，其主要功能是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，從園區(qū)海綿項(xiàng)目的后評估績效考核出發(fā)，對園區(qū)雨水收集量、水質(zhì)、收集井水位、水泵以及電動(dòng)閥門等進(jìn)行監(jiān)控，提供了基于安全和權(quán)限控制、多方位的海綿項(xiàng)目信息化管理，實(shí)現(xiàn)了對于相關(guān)信息的錄入、查詢等功能，為智慧化海綿園區(qū)建設(shè)打下了基礎(chǔ)。由上海市科委創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目資助的“智慧能源網(wǎng)技術(shù)集成與示范研究”課題就落地在城市最佳實(shí)踐區(qū)，課題將構(gòu)建水務(wù)監(jiān)測信息系統(tǒng)，系統(tǒng)將納入園區(qū)典型用戶的用水量監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與傳輸，建立用水動(dòng)態(tài)監(jiān)管體系，以便提高用戶的用水效率，智慧能源網(wǎng)系統(tǒng)可以作為園區(qū)海綿智慧化的載體。

展望未來世博園區(qū)開展智慧化海綿園區(qū)的建設(shè)，即是在園區(qū)海綿化實(shí)踐中融入智慧城市的理念和能源互聯(lián)網(wǎng)的概念, 通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù), 把各種各樣的集中或分布式的能源、綠色設(shè)施和海綿園區(qū)建設(shè)設(shè)施協(xié)同起來, 從而使海綿園區(qū)的建設(shè)與管理更加高效和智慧。智慧化海綿園區(qū)建設(shè)將考慮以下2個(gè)方面。

（1）智能化運(yùn)行管理，具體為對排水和雨水收集智能控制， 實(shí)現(xiàn)智慧排水與雨水收集; 對管網(wǎng)和一些海綿設(shè)施的進(jìn)水口或溢流口進(jìn)行監(jiān)測, 判斷其是否堵塞或滲漏并實(shí)時(shí)反應(yīng); 對水體污染情況監(jiān)測, 實(shí)現(xiàn)智慧水污染控制和治理; 對雨情和積水情況實(shí)時(shí)監(jiān)測, 達(dá)到荷花池滲透孔自動(dòng)預(yù)判實(shí)時(shí)開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)防洪排澇預(yù)警，滲透量最大化;對用水量進(jìn)行智能控制, 實(shí)現(xiàn)雨水的高效利用。

（2）智慧化績效評價(jià)?？冃гu價(jià)是一個(gè)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、比對的過程, 完全可以結(jié)合智慧化理念, 發(fā)揮傳感器、3S、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算在監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算等方面優(yōu)勢, 建立包含多種指標(biāo)的績效評價(jià)模型, 如年徑流總量控制率、雨水資源利用率、城市面源污染控制率、城市暴雨內(nèi)澇災(zāi)害防治水平等指標(biāo)。

4 結(jié)論

世博城市最佳實(shí)踐區(qū)按照海綿城市建設(shè)要求，以雨洪控制、生態(tài)環(huán)境改善、雨水資源利用、世博會遺留設(shè)施再利用為目標(biāo)，形成“滲、滯、蓄、凈、用、排”六位一體的綜合排水、生態(tài)排水技術(shù)措施，開展園區(qū)海綿化改造項(xiàng)目實(shí)踐，可積存調(diào)蓄能力強(qiáng)，做到自然凈化，實(shí)現(xiàn)自然滲透，顯著提升區(qū)域人居環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人文海綿目標(biāo)”的實(shí)際效果。

世博城市最佳實(shí)踐區(qū)海綿項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的管理可視化、要素可計(jì)量、狀況可核查、效果可評估目標(biāo)，增強(qiáng)了項(xiàng)目科學(xué)管理水平，為實(shí)現(xiàn)海綿城市信息管理的高效化和決策的智能化提供了可能。

展望未來世博園區(qū)開展智慧化海綿園區(qū)的建設(shè)，可以將在城市最佳實(shí)踐區(qū)開展的園區(qū)海綿化實(shí)踐與世博園區(qū)總體信息化專項(xiàng)規(guī)劃以及智慧能源網(wǎng)技術(shù)示范項(xiàng)目相結(jié)合，為智慧化海綿園區(qū)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。即是在園區(qū)海綿化實(shí)踐中融入智慧城市的理念和能源互聯(lián)網(wǎng)的概念, 通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù), 把各種各樣的集中或分布式的能源、綠色設(shè)施和海綿園區(qū)建設(shè)設(shè)施協(xié)同起來, 使海綿園區(qū)的建設(shè)與管理更加高效和智慧。

寶山月浦工業(yè)園區(qū)循環(huán)化改造有序推進(jìn)

近日，寶山月浦工業(yè)園區(qū)企業(yè)上海圖博可特石油管道涂層有限公司與上海晅晢新能源科技有限公司就光伏發(fā)電項(xiàng)目簽署合作協(xié)議。隨著協(xié)議的順利簽訂，該項(xiàng)目將正式開工建設(shè)。

光伏發(fā)電項(xiàng)目的成功實(shí)施，不僅預(yù)示著月浦工業(yè)園區(qū)在循環(huán)化改造道路上邁出堅(jiān)實(shí)一步，而且，也取得了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和綠色環(huán)境效應(yīng)的雙豐收。

Practice and Prospect of Intelligent Sponge Park in Expo City Best Practice Area

Gong Lingling1, Lv Yuhang1, Zhang Yong1, Yu Yuefeng2
1.Shanghai Expo City Best Practice Area Business Co.，Ltd 2.Shanghai Jiaotong Univesity

The author integrates innovation and experiences of promoting sponge park renovation project in Shanghai expo city best practice with construction of intelligent energy network technology demonstration project. From concept of energy internet network and smart city, the article discusses practice and prospect of intelligent sponge park in city best practice area for Shanghai carrying out sponge city with smart city construction to realize meaningful exploration on intellectualization of sponge city.

Sponge Park, Intelligent Energy Network,Informatization

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.12.002

（寶山區(qū)經(jīng)委）