海绵城市行业分析报告.docx
- 文档编号:7651220
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:3.69MB
海绵城市行业分析报告.docx
《海绵城市行业分析报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《海绵城市行业分析报告.docx(28页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
海绵城市行业分析报告
2015年海绵城市行业分析报告
2015年10月
海绵城市的前世今生:
城市内涝对人身和经济带来严重影响,我国每年内涝导致受灾人数超过7000万,2010年更是高达2亿人。
2010-2014年因内涝造成的直接经济损失达1.24万亿元。
与此同时,我国的水环境日趋恶化,地下水污染严重,全国主要流域浅层地下水IV和V类面积占比高达59.49%。
地表水的短缺导致对地下水的超量开采、水位下降严重。
因此,海绵城市建设迫在眉睫。
自2013年至今,国务院和各个部委相继出台了系列政策,从海绵城市的目标规划、技术指南、监督考核、财政补贴、融资渠道、试点城市报批等各方面做了相关规定,推动海绵城市建设进入全新阶段。
◆揭开海绵城市真面目:
海绵城市相较于传统城市更加强调在城市建设中对原有生态环境的保护,通过源头消减、中途转输、末端调蓄,以控制径流总量、径流峰值、径流污染以及雨水的资源化利用为核心目标,实现城市的生态保护和可持续发展。
◆国外技术路径—LID为主流技术路线:
发达国家在海绵城市建设中代表性的有美国的最佳管理措施(BMPs)和低影响开发(LID)、英国可持续性排水系统(SUDS)、澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD)、新西兰的低影响城市设计与开发(LIUDD)。
以上四种路径本质上都是强调雨水资源的多角度调控与多重利用,以减少进入城市排水系统雨水径流量、减轻城市排水负担、来达到保持城市水文生态良性循环为目的。
◆我国的选择——LID:
低影响开发(LID)核心是维持场地开发前后的水文特征不变,其年径流总量控制率超过80%,是“块排”模式下的2倍以上。
◆政策密集出台:
2015年有关海绵城市建设的支持政策频繁公布,其中于2015年10月国务院出台的《关于推进海绵城市建设的指导意见》更是第一次从国家层面提出海绵城市建设的纲领性文件。
《意见》明确提出2020年、2030年城市建成区20%、80%以上的面积要达到目标要求。
按照目前全国5万平方公里的城市建成区、1-2亿元/平方公里计算,“十三五”海绵城市所涉及投资额达1-2万亿元。
而从投融资模式看,PPP将成为主导,采取明晰经营性收益权、政府购买服务、财政补贴等多种形式,鼓励政策性金融支持,吸引社会资本参与。
◆案例分析之—美国HighPoint社区改造工程:
由西雅图住房管理局推出,公用事业局参与设计,基于LID技术,打造接近自然水文的自然排水系统。
项目工期达5年,投资额5.5亿美元(私人出资51.8%,政府6.4%,免息贷款12.4%,PE基金10.2%,其他19.3%)。
通过改造后,径流量减少了99%,2年一遇的24小时暴雨实现无外排。
◆案例分析之—我国某市海绵城市建设:
通过LID,实现综合径流系数0.5,可渗透地面面积比例超40%,主要水质达到III类水,年SS去除率达65%。
总投资额25.1亿元,其中可经营性项目12亿元左右,通过PPP模式融资解决,非经营性项目由政府自行承担。
一、矛未出,政策先行
1、海绵城市的前世今生
2013年12月12日,习总书记在中央城镇化工作会议上发表讲话时谈到:
“在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的‘海绵城市’。
”至此,海绵城市进入公众视野,有关海绵城市的政策陆续出台:
2、海绵城市是生态城市的必然选择
(1)城市内涝对人身和经济的恶劣影响
今年来,我国北京、武汉、深圳、杭州、南昌等多个城市频繁出现城市内涝、炎热、地下水枯竭、水环境污染、雾霾污染等问题,对城镇居民生活造成了极大的影响。
我国每年内涝导致受灾人数超过7000万,2010年更是达到近2亿人。
而所造成的直接经济损失更是以数百亿计,2010-2014年五年累计损失达到1.24万亿。
我国城市内涝频繁的主要原因是城镇化建设过程中,追求速度、过于粗矿,城市排水防涝缺乏系统规划、标准体系不完善、排水防涝设施建设滞后、河湖水系被随意侵占。
(2)水环境恶化日趋严重
地下水污染严重:
在全国水资源调查结果显示,197万km2的平原区浅层地下水中,I类和II类水质的面积仅为4.98%,III类面积35.53%,IV、V类面积高达59.49%。
其中,太湖、辽河、海河、淮河等流域地下水污染最为严重,其面积额91.49%超标。
地表水的短缺导致对地下水的超量开采、水位下降。
在缺水的华北地区,地下水提供的水量占到总用水量的87%,每年地下水超采300亿立方米。
严重超采,导致水位下降,引起地面沉降、坍塌、地裂缝和海水入侵等环境问题。
二、揭开海绵城市的真面目
1、什么是海绵城市
海绵城市,是指城市能够向海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好额“弹性”,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。
海绵城市的总体特征是:
多目标功能、多层次技术、多个子系统的有机结合,通过对城市不同区域采取不同措施,来减少对城市原有生态环境的破坏。
2、海绵城市的建设路径分为三个层次
一是针对城市原有生态系统的保护;二是对已经开发区域的恢复和修复;三是对正在开发区域采取低影响开发。
三、国外海绵城市的技术路径选择
1、他山之石:
LID为主流技术路线
发达国家在20世纪70年代即已开始对城市雨水污染等问题开展研究,经过数十年研究和工程应用已形成系统的雨洪管理体系,具有代表性的包括美国的最佳管理措施(BMPs)和低影响开发(LID)、英国的可持续排水系统(SUDS)、澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD)、新西兰的低影响城市设计与开发(LIUDD)。
上述管理体系本质上均强调雨水资源的多角度调控与多重利用,以减少进入城市排水系统的雨水径流量、减轻城市排水负担、来达到保持城市水文生态过程良性循环为目的。
大部分海外国家均是以美国的BMPs与LID技术体系为基础,进而发展起来的,本质上仍属于低影响开发技术。
目前我国的雨水资源利用管理相对落后,尚处于起步发展阶段,99%以上城市均以快排为主。
因此,对美国、英国等西方发达国家雨水资源利用管理体系进行比较研究,对于把握我国雨水管理体系未来的发展演绎将有重大指导意义。
2、美国:
BMPs与LID技术影响深远
从美国城市雨水管理发展历程看,雨水管理理念经历了从排放到水量控制、水质控制、生态保护漫长的发展过程。
20世纪50年代末,美国城市雨水的管理理念类似于国内目前以直接“排放”做法,70年代后,逐渐意识到“以排为主”的方式不足以解决城市雨水造成受纳水体污染、城市洪涝等一系列问题,为更好地保护水环境,美国开始运用雨水调节、滞留等最佳管理实践(BMPs)削减城市径流污染总量和峰值流量,但BMPs更注重依靠管道末端设施如调节塘等集中管理雨水;进入90年代后,美国各州逐渐意识到“雨水源头管理的价值远大于后期治理”,因此雨水管理理念和技术的重点逐渐由BMPs末端向低影响开发(LID)源头控制转变,利用综合的绿色雨水基础设施(GSI),逐步构建径流污染、峰值流量与径流体积削减相结合的多目标控制体系。
20世纪90年代,美国东部马里兰州的乔治王子郡及西北地区的西雅图和波特兰市共同提出的基于微观尺度景观控制措施发展而来的“低冲击开发”雨水管理技术,通过分散的、均匀分布的、小规模的雨水源头控制机制,用渗透、过滤、存储、蒸发,以及在接近源头的地方截取径流等设计技术,来实现对暴雨所产生的径流和污染的控制,缓解或修复开发造成的难以避免的水文扰动,减少开发行为活动对场地水文状况的冲击。
LID策略的实施包含两种:
结构性措施和非结构性措施。
结构性措施,包含湿地、生物滞留池、雨水收集槽、植被过滤带、塘、洼地等;非结构性措施,包括街道和建筑的合理布局,如已增大的植被面积和可透水路面的面积。
LID通常需要结合多种控制技术来综合处理场地径流,主要分为保护性设计、渗透技术、径表流储存、径流输送技术、过滤技术、低影响景观等六部分。
3、英国:
以BMPs为基础进一步演绎
英国在1999年5月更新的国家可持续发展战略和21世纪议程的背景下,为解决传统排水体制产生的多发洪涝、严重的污染和对环境破坏等问题,在借鉴美国BMPs基础上,将长期的环境和社会因素纳入到排水体制及系统中,建立了可持续城市排水系统(SUDS)。
SUDS主要综合考虑城市环境中水质、水量和地表水舒适宜人的生态景观值,在设计时综合考虑径流的水质、水量、景观潜力和生态价值等;由原来只对城市排水设施的优化上升到对整个区域水系统的优化。
SUDS的技术措施类似于BMPs和LID中的技术,也可以分为源头控制、中途控制和末端控制三种途径,以及工程性、非工程性两类措施,这些技术和措施相互配合贯穿于整个雨水的管理链。
4、澳大利亚:
高度注重生态价值
水敏感性城市一词起源于西澳大利亚,用来描述一种基于水循环敏感性来进行规划和设计的城市,于20世纪90年代被提出,旨在应对长期干旱条件下的雨水管理问题。
水敏感性城市设计(WSUD)是澳大利亚对传统开发措施的改进,它强调通过城市规划和设计的整体分析方法来减少对自然水循环的负面影响和保护水生态系统的健康。
WSUD体系视城市水循环为一个整体,将雨洪管理、供水和污水管理一体化。
WSUD认为城市的基础设施和建筑形式应与场地的自然特征一致,此外还将雨、污水作为一种资源加以利用。
其关键性的原则有:
1)保护现有的自然特征和生态;2)维持集水区的自然水文条件;3)保护地表和地下水水质;4)降低供水管网系统的需求;5)减少排放到自然环境中的污水量;6)将雨、污水与景观相结合来提高视觉、社会、文化和生态的价值。
WSUD体系是以水循环为核心,主要是把雨水、供水、污水(中水)管理视为水循环的各个环节,这些环节相互联系、相互影响、统筹考虑,打破了传统的单一模式,同时兼顾景观和生态环境。
显然,雨水系统也是WSUD中最重要的子系统,必须具备一个良性的雨水子系统才有可能维持城市的良性水循环。
5、新西兰:
融合LID与WSUD之所长
新西兰的低影响城市设计与开发(LIUDD)体系,是由美国的低影响开发(LID)和澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD)发展而来的。
LIUDD体系最大化地发挥自然价值和减少沉积物、径流污染物和不透水面积;减小对水域、生物多样性的影响和能源、材料的使用。
可持续的区域及其发展以及改善城市流域的治理。
其多种理念的综合,包含低影响开发(LID)、小区域保护(CSD)、综合流域管理(ICM)、可持续建筑或绿色建筑(SB)等多种先进技术及理念。
6、我国的选择—低影响开发(LID)
(1)低影响开发原理
低影响开发(LowImpactDevelopment,LID)是指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征,也成为低影响设计(LID)或低影响城市设计和开发(LIUDD)。
其核心是维持场地开发前后水文特征不变,包括径流总量、峰值流量、峰现时间等。
(2)低影响开发(LID)与海绵城市的关系
在我国,低影响开发的含义已经延伸至源头、中途、末端不同尺度的控制措施。
广义来讲,低影响开发指在城市开发建设过程中采用源头消减、中途转输、末端调蓄等手段,实现城市良性水文循环,提高对径流的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能。
(3)低影响开发实现径流低排放率
构建低影响开发雨水系统,主要实现四个目标:
径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用,其中,径流总量控制是首要的控制目标。
(4)海绵城市(LID)的技术构架
低影响开发雨水系统的构建与所在区域的规划控制目标、水文、气候、土地利用条件等密切相关,选择低影响开发雨水系统的流程、单项设施或其组合系统时,需要进行技术经济分析和比较,优化设计方案。
地方政府作为项目的责任主体,应该做到审查监督的职责,确保低影响开发的正常实施。
7、政策密集出台,2015年是海绵城市元年
自2013年至今,国务院和各个部委相继出台了系列政策,从海绵城市的目标规划、技术指南、监督考核、财政补贴、融资渠道、试点城市报批等各方面做了相关规定,推动海绵城市建设进入全新阶段。
2015年10月11日,国务院办公厅发布《关于推进海绵城市建设的指导意见》,这是第一次国家层面对海绵城市建设提出的纲领性文件。
在意见中明确提出到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。
◆政策支持持续升温,海绵城市或入“十三五”规划:
我国90%以上的城市均以快排为主导致城市内涝不断,严重影响群众正常的生产、生活,国内城市给排水系统升级改造刻不容缓。
同时近年来国内宏观经济逐年下台阶,在调结构的大背景下房地产在投资中的作用逐年下滑,作为民生工程的海绵城市建设将成为稳增长的重要手段。
自14年底以来,技术指南、补贴政策、示范城市、建设指导意见陆续公布,高层领导更是多次提出要加速海绵城市建设,因为我们判断,海绵城市建设作为稳增长与保民生的最佳着力点,列入“十三五”规划概率高。
◆示范城市建设进入加速阶段,万亿投资催生板块趋势性行情:
国务院在指导意见中明确提出2020年城市建成区20%以上的面积达到海绵城市目标要求,截止13年底全国城市建成区面积达5万平方公里左右,按每平方公里1-2亿元的投资额计算,2015-2020年全国海绵城市将至少完成投资额1-2万亿元,有望催生板块趋势性行情,后续政策细则陆续出台及试点城市订单陆续落地将成为板块行情的催化剂。
从行业发展阶段来看,目前正处于示范城市项目加速建设阶段,考虑到3年的示范城市考核期,届时示范城市有望形成异地可复制的成熟商业模式,进而带动行业在18年后将进入加速建设阶段,届时相关上市公司业绩将迎来爆发式增长。
◆创新建设运营机制,PPP模式将成行业主导:
指导意见中明确提出要建立政府与社会资本风险分担、收益共享的新型合作机制,采取明晰经营性收益权、政府购买服务、财政补贴等多种形式,鼓励社会资本采用PPP模式参与海绵城市投资建设和运营管理。
从已公布的城市建设方案来看,以PPP模式运营的可经营项目在海绵城市中占比超50%,PPP模式的大范围推广一方面能解决政府融资难题,另一方面能获得合同的企业有望成为海绵城市项目建设的最大受益者,进而成为行业龙头。
推荐标的:
◆投资环节建议重点关注园林及市政建设两条主线:
参考已公布的海绵城市建设方案来看,雨落管断接和绿地建设工程与内河水系综合整治和河湖连通工程为海绵城市工程建设之重点,二者合计分担雨水径流量占比超70%,投资额占比超60%,为海绵城市建设中的最大两个单项。
因此,在投资环节我们建议重点关注园林及市政建设两条主线。
四、国内外海绵城市经典案例分析
1、国外:
美国HighPoint社区改造工程
HighPoint社区位于美国华盛顿州西雅图市,因包括西雅图市海拔最高的地点(最高点海拔160米)而得名。
社区始建于19世纪40年代。
二战时期曾有大批国防建设工人居住在这里,支持波音和美国海军的太平洋舰队。
二战结束后,HighPoint成为贫民居住地,到20世纪90年代,当地居民中低收入家庭依然占绝大多数。
该地是西雅图最为多元化的社区,吸纳了大量来自东南亚及东非的移民。
本世纪以来的HighPoint改造工程堪称西雅图乃至全美最成功的城市翻新改造工程,该项目最显著的特征即运用了低影响开发模式,HighPoint社区也因此而扬名。
(1)改造目标及理念
改造计划由西雅图住房管理局(SeattleHousingAuthority)推出,旨在使HighPoint成为一个适宜不同收入阶层民众居住、多种族融合的多元化、和谐社区,同时,新修的街道、公园及便利设施更加科学合理地融入西雅图市。
具体来说,拆除该社区原有的住房、道路,在129英亩(约合52.2公顷)的规划区域上新建1600个居住单元,容纳4000位居民,来代替二战期间建造的716栋补贴性住宅,同时兴建商业区、社区中心、图书馆等设施。
HighPoint社区的自然排水系统(NaturalDrainageSystem)是HighPoint改造计划的重要组成部分,西雅图公用事业局(SeattlePublicUtilities)参与设计。
HighPoint社区人口密度大,地处朗费罗流域(LongfellowCreekWatershed)。
朗费罗溪长4英里(约合6437米),流域面积为1720英亩(约合696公顷)。
该流域为三文鱼洄游敏感流域,是西雅图市最有价值的资源之一,需小心保护,避免开发改造后当地水文特征恶化。
如果朗费罗溪被污染,会导致回流至此处的三文鱼死亡,对当地生态和经济均不利。
因而,HighPoint社区必须有高质量的雨水管理系统,当暴雨天来临时,能有效减缓雨水冲刷,减少并净化城市径流,确保流入朗费罗溪的雨水足够清洁。
具体地,西雅图公用事业局要求同时做到:
有效防治内涝、合流制排水系统溢流(CombinedSewerOverflows,CSO)污染控制、清理沉积物、保护溪流栖息地和濒危动物、防止气候变迁。
为达到上述目标,西雅图公用事业局的开发理念基于低影响开发技术(LID),打造出接近于自然水文的自然排水系统。
搭建自然排水系统的关键在于模仿自然生态环境,例如,运用低洼地来收集、过滤雨水,运用景观池塘和湿地来积蓄雨水,使得整个系统建成后能像森林草地一样运作。
为实现规划目标,西雅图住房管理局与公用事业局达成的共识包括:
(1)每一个开发地块必须有径流控制指标
(2)指定每一个开发地块的规范和要求(3)制定场地排水技术标准,并与开发商拿地的许可证挂钩(4)政府和业主必须共同维护自然排水系统、人行道及开放式空间。
在这些前提下,双方进一步委托Mithun、SvR、NakanoAssociates三家公司完成整体项目的设计和施工。
(2)项目融资模式和投资进程
项目从提出到完工历时10年,总投资超过5.5亿美元,采用PPP模式融资。
最早的资金来源于政府拨款,1999年,美国住房与城市开发部(U.S.DepartmentofHousingandUrbanDevelopment)向西雅图住房管理局提供了1.35亿美元的HOPEVI专项拨款,用于支持该市4个住宅小区的改造工作。
其中,3500万美元被用于HighPoint的改造工程,作为该项目的启动资金,约占项目总投资的6.4%。
项目吸引了2.85亿美元的私人投资,是其最主要的资金来源,占总投资的51.8%。
Mithun、SvR、NakanoAssociates三家公司均以PPP模式参与项目建设。
HighPoint改造工程分为两期,第一期于2005年10月完工,第二阶段工程于2009年完工。
自然排水系统建设同步进行,西雅图公用事业局于2007年开始监测自然排水系统的运行状况。
(3)自然排水系统的细节展示
自然排水系统是HighPoint社区改造工程中至关重要的一环,按照规划,需实现管理地面雨水、改善水质、保护三文鱼栖息地三重作用。
HighPoint的自然排水系统采用了低影响开发模式建成,在当地人口稠密的背景下,依然能很好地模拟自然界的排水过程,与我国海绵城市建设的核心完全一致。
缩减不透水路面,推广透水铺装:
项目将一些街道的宽度由32英尺(约9.75米)缩减到25英尺(7.62米),借此将不透水路面的面积减少了22%。
为进一步降低雨水径流,在翻新改造时,HighPoint的2个城市街区、50%的人行道、大量停车场和私人房产都使用了多孔混凝土(PorousCementConcrete)路面。
多孔混凝土路面利用其自身的开口孔隙,可以使雨水快速下渗,既能避免洪水的危害又能补充地下淡水资源;晴天时,透水层吸收的水分又会释放出来,降低气温。
多孔混凝土作为一种生态混凝土已被各国所关注,成为透水铺装的重要材质。
一增一减、双管齐下,大大提升了HighPoint社区渗水、滞水、蓄水、排水的“海绵”特质。
设计生态草沟,置换改良土壤:
在自然排水系统的设计和开发中,景观设计师因地制宜,根据每一个街区的具体需求,量身定制设计方案。
有的采用沿街植树种草,有的则利用植草沟。
美化街区的同时达到收集雨水、减缓雨水冲刷强度的目的。
在绿化时特别选用本土抗旱的灌木、树木和花草,不但可以降低灌溉用水,还可以减少农药使用量。
项目地还大量使用了改良后的土壤,通过混入大约3英寸(约合7.62厘米)的森林地表物质提升土壤性能。
生态植草沟、下凹式绿地、雨水花园和草坪中填充的土壤都是通过工程改良过的,可以加强土地的渗透率和蓄水能力。
在改造的过程中HighPoint保留了超过100株老树,并在公园和街道新种了3000棵树。
为了更好地模拟自然界的腐殖层,项目使用自然界中树木和植被的木屑来保护一些珍贵树种的根部区域,比如红杉。
Nakano联合公司为HighPoint设计了的一个活动中心,其景观设计有助于恢复土地的自然调节功能。
具体来说,就是通过对本土植物的种植与合理布局,使得旱季用水量降到最低,雨季的雨水径流最小。
高质量的雨水花园:
雨水花园是人工挖掘的浅凹绿地,能汇聚和吸收来自屋顶或地面的雨水。
雨水花园内部植被复杂,需要综合考量美学效果与污染物去除效果。
花园下部土壤经过改良,加装填料以强化污染物去除效果和渗透能力,拥有较长的水力停留时间,污染物去除效果很好。
HighPont社区的雨水花园由环境咨询公司SvR设计,在业内享有美誉。
修建多功能生态公园:
自然排水系统还打造了大量的多功能开放空间,包括一个新建的水池公园,多个小型公园、以及供儿童玩耍的场地。
这些开放式空间不仅是文娱设施和休憩用地,还充当地下水库。
开发商Mithun通过PPP模式与西雅图住房管理局合作,在HighPoint社区建造了三座公园:
巴丹公园、雨水公园和北公园。
这三座公园建有观景廊,能够给当地居民带来良好的生活体验,并具有雨水维护功能。
巴丹公园直接与朗费罗溪相连,巴丹公园的环保设计是确保朗费罗水域生态健康的一大要素,公园地面采用透水铺砖,绿地下沉,活动中心地面铺有木屑,外围种有大量植被,力求将人类活动对自然生态的影响降到最低。
雨水公园有下沉洼地和景观池塘,雨天有助于削减径流流量并蓄水。
积极修建扩展型滞留池和储水池:
在HighPoint的自然排水系统中,滞留塘同样扮演了重要角色。
滞留池也叫旱池,所起到的功能就是暂时储存雨水,再以一定的流量排向市政管,这样既保证了雨水下泄量不超过一定数值又起到了雨水过滤的作用。
在滞留池旁延伸出一段湾区作为沉淀湾,可以延长雨水的滞留时间至48-72h,实现充分过滤,这种滞留池又称扩展型滞留池。
HighPoint社区修建的就是这种扩展型的滞留塘,由于滞留塘的存在,滞留塘里的水被过滤净化,且流入朗费罗溪的时间得到延迟。
储水池与滞留池原理一样,惟一的区别在于储水池具有一定的蓄水能力,所以储水池又叫有水的滞留塘,俗称湿地(wetpond)。
储水池可以更多地与设计结合,发展成中心水景和特色景观。
在HighPoint社区的早期建设阶段,新修的蓄水池(retentionpond)已经成型。
(4)项目收效及对我国的启示
HighPoint社区的34个街区的透水铺砖路面、改
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 海绵 城市 行业 分析 报告