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格尔木市海绵城市建设专项课题研究成果公示
发布时间:2025/06/19 10:32:19
发布单位:市政府办公室
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为深入贯彻落实习近平总书记关于海绵城市建设的重要指示精神,紧紧围绕青海在生态保护、责任担当和发展潜力3方面的核心定位,我市于2022年5月成功竞争入围全国第二批系统化全域推进海绵城市建设示范城市,在建设过程中根据我市特点,提出了“生态立市、绿洲兴城”总体思路,积极探索适合本土的建设模式和技术路径,开展了本底数据研究类、技术参数研究类、模型参数类三大类十项海绵城市专项课题研究,为海绵城市建设提供基础数据,保障常态化海绵城市建设顺利开展。现我市正式发布10项专项研究课题并予以公示,10项课题文本附后。

一、本底数据研究类

1、格尔木市雨水径流污染特性及控制策略研究

针对格尔木市气候特征和城市发展特点,结合路面沉积物污染调查和模拟降雨实验研究,监测分析不同下垫面、不同区域雨水径流污染特性,解析格尔木市径流污染物组成和分布特征,并提出适用性的雨水径流污染控制策略。

课题研究成果表明雨水径流中污染物浓度SS为894~4105mg/L,COD在111-774mg/L, 氨氮1.9-6.4mg/L,TP在0.18-2.95mg/L;污染水平整体高于北京、苏州等东部城市,与西安市历史调查结果相当,商业区有机物、氮、磷浓度较高(COD>700mg/L),物流区氮污染较高(NH3-N>4mg/L ),工业区以重金属污染为主(Pb显著超标),公建区SS较高(>3000mg/L)。

课题阐明了格尔木市地表径流污染组成和分布特征,形成了适用于格尔木市特征的雨水径流污染控制策略,根据污染调查成果提出沉泥槽体积和初期雨水弃流量等海绵设施设计参数建议,为海绵城市技术导则和标准图集的编制提供理论支撑。

2、冰雪融水和地下水对海绵城市建设的影响研究

针对格尔木冰雪融水和高地下水位的特点,通过水文推理并结合地下水位监测设备得出地下水位变化情况,结合地表水水位等情况,构建“河道-地面-地下水”耦合模型,研究结果表明格尔木、水资源总量为9.8亿m3,其中,地表水8.7亿m3,地下水7.2亿m3,重复量为6.1亿m3,市区地下水位的年内变化与格尔木河流量基本同步,格尔木河的渗漏补给,占地下水补给总量的85%以上。提出上蓄:利用水库蓄滞冰雪融水和南部山区降水,控制渗透水量、中储:将冰雪融水和降水储存为地下水,形成优质的地下水库、下用:适当开采地下水,实现地表与地下统筹调蓄、联合调度的地下水调控措施。揭示流域水循环规律,指导水灾害防治与水资源利用,构建流域大海绵格局。

3、气候变化情境下格尔木降雨特征不确定性分析及雨水系统气候适应力强化研究

针对格尔木市年降雨量不均等问题,结合格尔木市自然地理情况,对降雨特征与现状适应性进行分析,通过分析历史降雨变化,发现年降雨场次有所减少,但降雨强度逐渐增加,未来百年一遇峰值雨强分别可达到约1mm/min、1.5mm/min和1.8mm/min,通过SWMM模拟了不同降雨情景下的排水性能,未来需要关注金锋路西部、昆仑路中部以及江源南路一带的雨排建设,通过迭代优化算法,发现源头控制优化可以显著减少溢流点数量,系统控制优化方案给出了各渠段的优化结果,应对极端降雨事件时表现良好。

该项目旨在解决海绵城市建设中降水参数缺乏与内涝风险不清晰的问题,最终将研究成果在建设项目中实现成果转化,为格尔木韧性应对强降水提供科学基础,使城市具备较强的缓冲空间和自我修复能力。

二、技术参数研究类

1、高原干旱少雨地区的植物选型研究

针对格尔木市干旱少雨、土壤盐渍化程度高,传统海绵城市植物无法在格尔木存活等问题,通过选取海绵设施典型植物(如马莲、鸢尾等)进行实验室实验,通过30个已建工程案例,根据现场调研,专家打分、问卷调查等形式,筛选出适宜格尔木的44种植物,将上述44种植物通过生物滞留柱实验,研究了其对生物滞留水质水量的控制效果,最后经层次分析法构建格尔木市植物类型评价体系,总结出选型原则,黑麦草、大花萱草等7种植物因生长适宜性及水质水量控制效果不达标,不适宜在格尔木海绵设施中种植。

本课题丰富了格尔木植物类型,提高海绵设施的应用效果,进而推广到西北地区全域,最终将研究成果应用在2024建设项目中实现成果转化,提升海绵设施效果和景观效果。

2、土壤盐渍化海绵设施适宜性研究

针对格尔木地区土壤盐渍化导致透水铺装等反盐碱化现象严重、植物生长受限等问题,本课题通过改变土壤盐渍化程度,在实验室模拟透水铺装和下凹式绿地等对雨水径流和径流污染物的削减效果,并结合实地监测长时间运行后的透水铺装的运行参数和径流污染去除效果等,提出土壤盐渍化改良措施,从一定程度上改善格尔木土壤盐渍化严重的问题,最终形成适合西北盐碱地域海绵城市构建与景观生态改善成套技术。

3、基于保水节水的雨水生物滞留材料选择、结构优化和系统运维研究

格尔木市地处干旱地区,降雨量少,保水节水是格尔木市海绵城市建设中重要的一环。通过实验室小试实验研究生物滞留设施淹没区高度、填料类型、灌溉频次等因素对生物滞留设施保水节水的效果,研究发现400、600℃煅烧下牛粪生物炭对格尔木市重金属吸附效果最好;玉米秸秆生物炭在成品生物炭中吸附效果好;在重金属污染地区,例如矿业公司附近的生物滞留设施选择厚度600mm,砂土+玉米秸秆生物炭(50mm)+沸石(50mm,<8)填充;沙土+污泥(50mm)+沸石(50mm,<4)(经济性好)保水性最好,厚度600mm的生物炭、椰糠保水效果次之;污泥、生物炭对各污染物去除效果好。最终得出生物滞留设施在格尔木市布置的最优效果并将研究成果应用到未来海绵城市建设项目中。

4、干旱地区基于自然的大-小-微雨水系统协同规划设计模式研究

针对格尔木市雨污管网合流、雨水管网不健全等问题,基于格尔木市自然条件构建多目标分析模型,结合竖向控制系统布置大-小-微排水系统,对重现期30年,历时180分钟的降雨进行模拟,得出微排水系统应该接纳7mm左右的降雨,小排水系统接纳15mm的降雨,大排水系统接纳15mm以上的降雨。评估了“大—小—微” 系统不同组合下的系统效能,随着LID设施的控制率提高,管道系统与LID设施的协同作用可以极大地提升排水效率。课题结合格尔木市降雨和自然现状,识别格尔木市大、小、微系统,并将其整合,形成防洪排涝、管网补短板、末端调蓄为一体的综合系统。

5、格尔木雨水综合利用与灌渠系统多目标性能提升

针对格尔木市降雨量少、灌渠布置丰富等问题,通过课题的实施利用灌渠对格尔木雨水进行收集利用,得出当灌渠与5年一遇的雨水管网系统协同排水时,其设计重现期总体可达到30年一遇,根据灌渠和绿化带的相对位置,分为绿化带旁和绿化带内的灌渠,设计了四种灌渠衔接方案,分别提出黄河路、柴达木中路、盐桥路、江源路、察尔汗路灌渠的问题及建议,识别灌渠系统的易堵区域,如黄河路段、江源路段、盐桥南路两侧,并给出清淤维护建议。

三、模型参数研究类

1、基于Infoworks模型的少雨地区绿灰设施适宜性研究

针对仅靠绿色设施难以完全达到海绵城市建设效果的问题,突破传统单一设施治水局限,聚焦干旱少雨地区绿灰基础设施协同增效。根据基础数据搭建Infoworks ICM模型,观测其现状污染和内涝情况,通过设置灰色和绿色设施,对比前后效果,优化设施布局,综合考虑其价格占地面积等因素,得出海绵设施最优布局方案及灰绿比,提升其适宜性。将研究成果应用在建设项目中实现成果转化,为西北其他城市的海绵城市建设提供有利参考。

2、西北高原干旱少雨地区海绵城市建设适应性指标研究

针对格尔木地区气候、土壤等本底条件,研究符合地区特点的海绵城市建设适应性指标,对海绵城市建设指标体系进行构建,确立“水生态修复、水环境提升、水安全保障、水资源利用”的综合建设目标,并依次对各项措施进行分析,确定该建设指标体系的可行性,为格尔木后续海绵城市建设提供合适的指标体系。

课题结合《中央对地方转移支付区域绩效目标表(2022-2024年)》,构建海绵城市建设评价体系,确定海绵城市建设具体适宜性指标,指导后续海绵城市建设。


2025年6月17日


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