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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇海绵城市建设原理,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
【摘 要】我国处于经济建设的初级阶段,由于早期城市开发速度较快,只注重经济的增长,导致近年城市出现一系列内涝,生态环境恶化和河流及地下水水污染加剧的问题,对人们的生活造成严重影响,为解决这些已经出现的严重的问题,我国将实施新一轮海绵城市建设计划,创建新型城镇,提高土地资源的利用效率,建设宜居性城市。
【关键词】海绵城市;土地资源;利用效率;城市宜居性
1.海绵城市建设简析
海绵城市的本质是改变对传统城市建设的发展的理念,实现与经济发展与资源环境的协调发展。在城市建设初期,用地规模不断扩大,城市建设的空间不断向外拓展,在增量规划的环境下,大量的新城新区不断涌现,对土地资源进行高强度的开发,由于产业布局为粗放式,功利性导致城市的健康发展,对自然生态环境的破坏极其严重。海绵城市这一政策的推行,是一种治疗城市病的先进理念,从宏观到微观局面把城市的人与自然,土地与空间,能源和水资源等的关系协调开来,从而实现对环境造成低影响从而去开发建设城市。
1.1 我国城市土地资源利用现状
改革开放以来,我国城市化工业化快速发展,城市人口急剧增长,城市用地规模不断扩大,人与土地的矛盾关系突出。很多城市仍然实施“摊大饼”式的发展模式,通过大量占用城市和农村的农用土地,为城市的建设发展提供更多的空间。另外,城市土地利用结构不合理,各类用地比例失调,进行工业建设用地比例过高,生活用地比例偏少。
1.2土地资源有效利用及海绵城市建设实例分析
为全面推进社会主义市场经济的发展,城市一体化的观念是正确的,合理解决城乡土地利用过程中出现的问题,保障农民的生产用地,来维护农民的利益,实现农村向城镇发展的稳步过度,打破城乡格局两极分化的的局限性,充分实现土地资源的有效利用。以规划、设计、审图、建设、验收等一系列为线索的保障海绵城市建设的政策制度,提出开发蓝图、实施战略,原则与目标要求,加快完善城市排水防涝灾、节水系统规划以及绿地防护系统、城市排水管道、道路交通、中水利用等专项规划的大发展,从而落实海绵城市建设相关要求,促进城市健康发展。
青岛城市建设规划局还将规划海绵城市建设项目目标要求、海绵城市建设标准图层展示,编制完善城市道路技术、促进园林绿化技术发展、河道疏通技术导则以及透水铺装、雨水合理利用方案等,开展海绵城市相关专业性技术课题研究,形成本地化的因地制宜的海绵城市建设技术标准体系。近年来,青岛市在城市建设改善过程中已经取得重大进展。其中,中德生态园将是青岛城市建设中的重点示范区,按照“绿色、低碳、和谐、共融”海绵城市理念进行建设,建立促进资源合理利用加强生态保护为基础,包括绿色建筑、海绵城市、雨水再利用、绿色交通标志等专业的绿色规划完善体系。
2.我国城市土地利用存在的问题
我国城市化进程的较快使得在城市土地利用过程中,用地规模急剧扩张、土地利用效率较低,导致大量土地资源的浪费、用地结构不合理等各种问题日益突出,而城市土地利用规划措施又相对不合理、管理尚不完善。政府既是规则的制订者、执行者,又是市场秩序的守夜人,对政府行为缺乏有效监督和制约,导致政府权力的滥用和误用,是我国土地资源流失的重要原因之一。
2.1土地利用效率不高、结构不合理
在建设新型城市过程中,城镇化的发展速度远远超过城市化建设速度。而在城市建设过程中,产业园、物流园、大学城等高新科技园大量圈占土地,占用了不少耕地,导致土地资源严重缺失,难以在数量上满足日益增长的城市建设用地需求。
2.2土地利用监管机制不完善、监管力度不严
对城市土地资源利用规划是合理调节、分配、控制城市土地利用的有利工具,但是目前我国尚缺少对土地建设规划的相关法律法规,对土地利用的管理力度不大。对城市土地规划的功能较弱,土地管理措施较为松散:对城市土地利用信息登记制度管理不完善:土地规划与城市规划不相协调发展,与经济发展不相适应。
2.3土地产权混乱和经济支持力度不够
长期以来,关于我国城市土地所属权的问题,并没有法律条出明确界定;土地使用权以金钱来衡量所属权和对土地之间划拨界线模糊。在经济市场化的过程中,大量的土地以空间流转的方式进入市场,导致土地市场秩序混乱;国有土地和农村集体土地两种土地所有权不属于同一范畴,法律规定只有国有土地才能直接进入市场,集体土地只有通过国家征用变成国有资产之后才可入市。从某种程度上来看,国家在法律上和制度上垄断了土地供应渠道。此外,我国大力支持经济建设,推动科学技术的发展的同时,忽视了对土地利用方面的支持,导致土地在利用整改方面缺乏资金,整改的前进动力不足。
3.提高土地利用效率、加快海绵城市建设措施
海绵城市遵循“渗,滞,蓄,净,用,排”六字方针,把雨水的渗透,存储,积蓄,净化,循环利用和城市管道排水密切结合。通过建设海绵城市,将实现城市雨水流动开发前后净流量和峰值流量保持不变的目标。同时,我们应该对在城市建设中已破坏的生存环境以及生态系统,尽量采用生态的手段恢复原有的生机与活力,制定合适的应对策略,从而形成按区域改善雨水分散流动能力的规划。科学规划和统筹实施城市排水系统、防护绿地系统、道路交通系统、小区建筑系统建设,切实增强城市防洪排涝减灾等综合能力,将促进人与自然,经济发展与城市规划相融合的城市生态体统,有效促进生态文明建设。
3.1健全和完善城市土地储备制度
土地储备制度是政府加强和垄断城市土地供应渠道的新的政策制度,通过土地储备制度,可以保证政府对土地一级市场具有垄断地位,有效控制土地资源的合理利用,防止出现乱占多占不合理利用等问题;有利于企业改制解困,活跃存量土地资产,高效合理配置未利用土地资源;对土地资源收购后,进行开发和整理,使一些规划不合理,环境较差的土地得以开发和再利用;使出让的土地能够得到增值,增加国有资产的储备量。
3.2强化城市土地的科学规划
各级城市建设部门应当按照国务院的有关城乡规划建设的文件,切实的履行自己的职责,Τ鞘泄婊范围内的国有土地和集体所有土地实施统一的规划管理;统一审核批准建设用地和临时用地的合理搭配,确定城市建设用地地理位置,用地面积和范围,并负责划分土地范围,发放土地合理利用许可证;对改变土地性质的和违反土地规划局管理的行为实施监督管理制裁。另一方面,城市绿地在城市减灾,防灾以及灾后处理方面发挥着不可或缺的重大作用。城市绿地在灾后重建中要承载更多的责任,在城市灾害发生之后,绿地要为居民提供临时或较长时间的避难场所,充当临时家园的义务;充当城市安全隔离带,阻止火灾灾害的蔓延;充当救援或者修复家园的临时站点;对避难者进行紧急救援,或者成为捐赠物质存放的基地。
4.结论
由于提高土地资源利用效率,加快海面城市建设起步较晚,目前还处于起步阶段,这就要求城市规划管理者需要有谋划未来的远大目光,在实践过程中不断摸索和定期修订相关规范和标准,使法律法规能更好的融入与城市建设当中,从而能更好的服务于人民大众。除了在各规划中落实海绵城市建设的方针政策,还需要建立一个从区域-城市-社区-建筑协调发展的有机系统,按照经济发展所表现出来的需求不同进行操作,应时而变,应势而定,进一步的推动土地利用效率的提高,加快海面城市的建设。
参考文献:
论文关键词:北京私家园林,海绵城市,理水,风景园林
经实地考察与历史资料汇总,总结了北京西郊八处私家园林的历史演变和水系的景观结构。
1.1 北京市西郊私家园林历史演变
承泽园,始建于雍正三年(1725),没落于(1911),为清果亲王允礼的园林;蔚秀园,始建时间不详,最早记为载为道光十六年(1836),没落于咸丰十年(I860),为清定郡王载铨的园林;淑春园,始建时间不详,最早记载为康熙二十六年(1687),没落于咸丰十年(1860),为清大臣和珅的宅园;鸣鹤园,始建时间不详,最早记载为嘉庆七年(1802),于咸丰十年(1860)没落,是清惠亲王愉的宅园;镜春园,始建时间不详,最早记载为嘉庆七年(1802),于咸丰十年(1860)没落,属清庄静公主;朗润园,始建时间不详,最早记载为嘉庆年间(1795)民国初年(1912)改建,属清庆郡王瑶;勺园,始建于万历40年(1612)至42年(1614)年间,咸牟十年(1860)没落,属明官员米万钟;治贝子园,始建时间不详,最早记载为光绪中叶(1871-1908),宣统八年(1916)没落,属淸贝子载治。
1.2 北京市西郊私家园林水系结构
承泽园在昆明湖二龙闸出水口和万泉河的汇合之处,园内从西向东有两条河纵贯全园。蔚秀园从南引万泉河水入园,全园湖面约十余处,大小形状各不相同,形成回环水系。淑春园属原永定河的古河道,以“水”为脉,全园都分局着分散的水面,水景变化多端。鸣鹤园的水面富于变化,东侧较规则有序,西侧相较更为自由活泼,显示了传统园林的多层次变化。镜春园建筑位于中央,四周湖水围绕,全园观景以静观为主,动观辅之。朗润园布局则为曲水和土山环绕全园,中心形成一岛,建筑集中修剪于岛上,四面临水。勺园景观以水景为主,水面或堤桥分隔,或环水而筑,形成许多不同水景空间。治贝子园设置辘车卢转井,通过这种工程向石槽注水,形成“曲水流觞”之美景。
2 北京市西郊私家园林的理水艺术
杨鸿勋先生在《江南园林论》中总结传统园林理水艺术,有池塘、湖泊、溪流、江河、濠濮、泉水等类型[1]。北京私家园林的水景可归入以上类型之中。
2.1 池塘型水系
池塘型水系是简单的水池,多为长方形,显出人工气息和静谧氛围。如半亩园早先的方池,寸园内形如砚台的小池“砚沼”都是属于这一类型。再如鸣鹤园和蔚秀园中都设有独立的金鱼池。另外,许多的京城宅园的设计中常在庭院内设一“月牙河”,形状似弯月,如崇礼宅园、马家花园等。
2.2 湖泊型水系
湖泊型的水系在北京私园中也经常出现,其大小各不相等。但无论大小,其岸大多都是曲折蜿蜒,且多为叠石形成驳岸。湖泊型的水系经常做源头和尾流以及水湾等部位,同时在端头架设小桥,形成更丰富的层次,如可园、那家花园、莲园等。大湖当中还要设置岛屿、长堤、水滩,从而形成更为丰富的景深,小学德育论文如淑春园、鸣鹤园,都是富有自然流转之意的。同时,与中国自然地形的呼应,北京园林的水系流向也经常是以西北为源头,流向东南的。
2.3 溪流型水系
溪流即蜿蜒的较狭窄的河道,许多花园都用它绕假山、亭榭,增加趣味。如藏园东部就有溪流潺潺而下,再如意园内也有小溪曲折萦绕。清华园、达园均设长溪流经全园,以此彰显水脉漫长,源源不尽。
2.4 濠濮型水系
濠濮型的水系可概括为两侧山峦叠石夹一水的形态。京郊规模较大的私家园林,如勺园、清华园、自怡园、朗润园、蔚秀园等,拥有变化繁复的水景,可泛舟游览。园中之水与人工假山通常互相倚靠,相辅相成。山水的关系最常见的有两种,一种是山与水彼此独立,叠石位于水池的尽头,山体走势与水的流向垂直,并与主建筑遥遥相对,形成“远山”的效果,如张伯驹的似园。另一种是山水彼此平行展开,咫尺相望,似有无尽之感,如清代西郊清华园北部山池、 民国礼士胡同李家花园后院石池等[2]。
3 对海绵城市建设的启示
3.1 功能完善的水系统
小水系联合形成大水系,大水系之间再联合形成更大的水网。在整个体系中,每一个私家园林就像是组织,其中的各个水面就像是细胞,而三山五园地区就像是器官,整个城市就像是个体。细胞组成组织,组织形成器官,器官又组成人体。由此可见,要实现海绵城市,就要一步一步细化,将整个城市的“吸水”落实到每一个雨水花园细胞的“吸水”。完整的水网结构建立之后,还要求水体有完善的功能。城市的低洼地,可以学习古典园林,就近收集滞留雨水。同时人工修建的排水沟渠是地面上的排水系统,保证雨水就近排放。城外的自然大河可为城市提供充足的水源,与大海相连的,则可以调控整个城市的水量。在整个过程中,暗沟主要用于人口密集的区域,大多在雨洪排放的起始段设置,路边的排水沟渠相互勾连,引导雨水进入城内的排水河道。这些河道应具有较强的蓄水作用,足以抵御暴雨径流所带来的威胁。
3.2 富有诗意的景观
在中国传营造中,雨水基设施的功能、形式与文化相得益彰,是传统文化价值取向的表现[3]。北京西郊的私家园林,是园林,也是水网系统,担任着北京市水源地这一角色,其主要功能在于蓄水,大到城市当中的主要蓄水区,小到一个雨水花园的蓄水区,都可以在进行借鉴。在满足工程目的的同时,融入设计师的思考,使海绵城市上升一个层次,成为山水城市。同时不应盲目的挖湖堆山,大兴土木,违背园林的初衷。
4 总结
海绵城市建设,应先分析自然水文变化过程,通过对水系的完整规划整理,保证水系网络完整性和水体功能的完善度。在满足水域的面积,河网的密度的同时营造兼有游赏和调蓄雨洪双重功能的城市空间。城市园林绿地应在改善城市环境条件的同时形成富有诗意的绿地景观,构建山水城市特色人居环境。孟兆祯院士说,园林建设是“从来多古意,可以赋新诗。”[4]在海绵城市建设的背景下,我们应借鉴古代北京城市水系规划与建设的优秀经验,变管网排水系统为综合治理。增加水道、湿地的面积,恢复河网的生态功能。建设以水定城,注重景观,水与绿相互结合的海绵城市。
【参考文献】
[1]杨鸿勋.江南园林论[M].上海:上海人民出版社,1994.
关键词:海绵城市;给排水科学与工程;科教融合;降雨
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)10-0053-02
一、海绵城市建设的内容
海绵城市,是城市降水管理一种新型模式,它是指城市在遭受气候变化和降雨等自然灾害时,能够表现出很强的自我修复能力,抵御一些突发的自然灾害。2013年,在就城镇化建设中指出:“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’”。这就要求我们顺应自然,建设自然,加强对城市成天环境的保护与利用,创造合适生态空间。通过合理地运用雨洪原理,创新新形势下的城市给排水工作,让我们合理去利用水资源,把其转化成有利方面,解决城市缺水问题和环境恶化,促进城市健康有序发展,实现发展绿色城市,营造环保人文的新环境。
二、建设海绵城市对于促进城市发展的重要意义
1.海绵城市建设有利于缓解城市缺水问题。海绵城市,就像海绵一样,可以对于涵养水源、保护环境起到关键作用。随着城镇化建设的推进,很多城市出现了水资源短缺的问题,这极大影响了城市的发展和社会的稳定,对于建设现代化城市有极大的阻碍作用。在全国城市当中,多数一线城市开始出现了缺水的现状,尤其在北京、天津、河北地区,城市缺水问题已经上升为一个关键问题。有关资料显示,在降水中,将近一多半的雨水可以被土壤吸收,一小部分水作为径流水流失走。但是由于城市为公共交通让步,很多地方都地面硬化,造成大多数水白白流失,极少部分被土壤吸收。故而,推进海绵城市建设可以缓解城市缺水这一问题,即通过把水涵养起来转化为地下水供给人们利用,以减少缺水对人们生活的影响。
2.海绵城市建设有利于减少城市洪涝灾害。2016年是近10年来降水最多的一年,连续几天的特大降雨造成许多城市成为“威尼斯小镇”。出现这种现象,主要是城市排水设施跟不上城市发展的需要。这种情况下推进海绵城市建设成为解决这一问题的关键。通过海绵城市建设,将“排水、渗漏、储存、滞留”等处理降水的设施有机的结合在一起,让城市降水不单单通过排水这单一手段来解决,通过综合手段来治理,极大地增强城市防洪排涝的能力,很大程度的减少城市洪涝灾害的发生。
3.海绵城市建设有利于提高城市人文和自然环境。由于地面硬化导致城市地下水位降低,城市缺少自然资源对气候的净化和吸附,造成空气质量降低和城市温度的显著提高,产生热岛效应,这些都严重影响了居民的安全生活。海绵城市的建设必然需要对城市进行科学的规划和分析,创造出适合城市发展的自然资源和生态环境。这些不仅可以提高城市抵御降水的能力,同时可以提高城市的自然环境,促进城市发展成自然美丽宜居的环境,提高城市居民的生活质量,使城市人民能够享受到海绵城市给生活带来的便利。
三、海绵城市是科研与教学密切融合的标志
1.我们利用给排水的知识和原理,解决城市洪涝和缺水的重大难题。通常的雨水系统通常是及时、快速的处理城市表面径流,让降水快速的流到出城市,减少降水对城市的危害,也就是说,扩大城市排水设施建设,增大下水管道的管径,将雨水排放出去,但是这种指导思想忽略了对表面径流雨水的利用,会进一步加剧城市缺水问题。地下水不能得到很好的补给,造成城市用水困难,需要从周边县调水来解决,这就造成水资源的紧张,增加国家公共设施开支。这就需要我们给排水工程的学生开动脑筋,充分利用现学的技术和知识,把城市降雨转变为我们所需要的水资源。通过根据不同地区下垫面特征和土壤性状,采用不同雨水收集方式和吸收方式,对中小型降雨实现就地入渗和利用,对大型降雨实现就地滞留,在滞留后进行延期排放,错开城市排水设施使用的高峰期,缓解城市排水设施的压力。这种模式在新加坡已经开始实现了。新加坡作为著名热带国家,降水量处于世界前列,每天都有数场“说来就来”的瓢泼大雨,但是它极少出现洪涝灾害。因为他们国家设计了雨水收集与城市排水系统共同调节的设施,预先规划城市排水系统。在遇到暴雨同时加强雨水疏导,建立大型雨水储集设施,来应对特大降水。积极建立地面下渗,让雨水能够迅速被土壤吸收,增加城市地下水的需水量。
2.遵循城市规划和自然环境相统一的设计原理,增加城市抵抗风险能力。从20世纪开始,欧洲西方国家开始注重绿色基础设施建设。尽管不同国家绿色基础设计建设不尽相同,但是恼体理念上看,都是加强绿地、湿地、公园及雨水贮存渗透设施的建设。在城市开发和土地利用过程中,利用自然环境中植被防御自然灾害和水质净化这一特性,大力实施城市储水渗透设施建设和人工湿地的建设。增加城市的植被覆盖率,让城市融入到自然环境当中。海绵城市是我们给排水工程的一种创新,它的实现正是对于给排水的专业知识的融合和发展,是一种新的模式下的城市管理和规划。如何进行科教融合促进本科生创新和实践能力培养,提高本科生的教学,这就需要我们教育工作者认真考虑。
四、科教融合促进学生创新和实践能力,需要培养正确的科研态度
本科教学是本科生走入社会的一个重要学习阶段,这就需要我们创新本科教学思路,增加科研促进本科教学的影响力。科研工作是一个自我实现发展的重要手段。科研工作要求我们树立正确的科研态度,不能存在一丝一毫的偏差。要求我们统筹兼顾,具备缜密思想,充分考虑需要面临的问题和潜在困难,提前做好打算,在实施当中避免重新设计,减少资源和人力物力的浪费,实现设计项目又好又快的发展。这就要求我们教师将科研态度融入到本科教学当中,培养学生的自我思考、自我创新能力,积极去统筹考虑实验设计的原理,保证实验项目能够顺利的开展。
1.科教融合促进本科教学,需要积O参与到社会实践中去。“实践是检验真理的唯一标准”这句话突出强调了实践在验证自己观点和设计是否合理的重要性。我们本科教学对于社会实践这一方面投入的力度不够,学生只能在书本上面学习有关给排水的知识,通过自己假想来设计城市规划,这种模式很不利于学生的发展。因为书本和实践是有一定误差的,需要学生充分考虑一些实际的情况,积极的把知识运用到实践当中去。只有学生参与到社会实践中去,他们才会真正体会到课本知识的重要性,这对于培养学生自主学习能力和促进学习积极性具有很大作用。
2.科研融合促进本科教学,需要创新教师传授知识方法和思路。本科教学一般都是教师课堂上讲解,学生在下面听讲的模式。由于大学上课人数增多,教室面积过大,使学生在课堂上听课效率显著降低。这就要求我们教师去创新传授知识的方法和思路,通过丰富有趣的课堂知识,通过视频和PPT向学生展示本课程需要掌握的内容。同时要注重学生的兴趣的培养,引导学生在课堂上积极发言和提问,以便于教师及时发现学生不懂的知识和问题。同时要鼓励学生上台讲解课程和知识,让学生真正融入到课堂当中,增加学生自信心和学习的热情。
海绵城市建设是一场重要的城市革命,它需要给排水工程在海绵城市建设中发挥重要作用。我们应该积极去发现目前建设海绵城市所需要的知识和能力,创新城市排水的方法和策略,利用专业知识和技能,来尽快实现海绵城市建设目标,同时海绵城市建设是需要多学科、多技术、多部门、多人才来参与的革命,需要多方面的协调配合,需要统筹各个平台的工作,使其相互渗透和交融,这一工作也符合现代城市管理的发展方向。
参考文献:
[1]刘飞,王岩.海绵城市建设的难点与技术要点探析[J].园林科技,2015,(4).
[2]陈华.关于推进海绵城市建设若干问题的探析[J].净水技术,2016,35(1):102-106.
Integration of Research and Teaching to Promote the Undergraduates' Innovation and Practice Ability
―Taking the Sponge City Construction as a Case
QIU Fu-guo
(Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China)
前言
海绵城市是指,城市能够像海绵一样,适应环境变化,并能应对自然灾害,在环境与灾害中具有一定弹性。在下雨时能够吸水、蓄水、渗水以及净水,在环境需要时,将储存的水资源合理释放。海绵城市主要强调的是“缓排缓放”以及“源头分散”规划理念,是新型城市建设的重要基础。
海绵城市理念
海绵城市的建设就是构建影响较低的雨水开发系统,主要的技术途径为:渗水、滞水、蓄水、净水、用水以及排水等多种技术途径,这些技术途径有效实现城市中良性的水文循环系统,有效实现对径流雨水是渗透、净化、排放以及利用功能,逐渐恢复城市水系统“海绵”功能。在传统城市建设中,对雨水的治理只是通过管渠、泵站等设施来进行雨水径流排放,基本形式为快速排除雨水或者是在末端集中的形式。这样做不仅增加了城市雨水蓄水压力,还导致大量污染物随着雨水流入河中,影响城市水质量,而雨水外排也是一种资源浪费。
海绵城市理论在城市规划中的实施策略
1.城市道路规划
由于城市道路中雨水的径流量比较大,造成的环境污染比较严重,同时也是城市出现污染源的主要来源。海绵城市理论应用于城市规划中,需要在满通路面通畅,保持道路基本功能的基础上,对道路两侧以及道路周边的绿化空间开展下凹式的绿地建设,实施透水路面、LID树池等开发措施,在道路功能上不仅能够减少雨水的净流量,还能将路面径流水质进行改善,提高城市水环境与质量。
首先,利用道路景观的绿化带,在道路中构建现状下凹的绿地系统,其功能是促进道路雨水地表径流顺利汇入绿化带,并逐渐实现绿地系统对雨水的储存、入渗以及净化功能,而对那些质量不符合标准的雨水进行排放。透水路面的使用能够强化雨水的入渗功能,当在道路污染较严重、道路负载较大的路面需要慎重考虑透水路面的使用。此外,在人行道路中应该尽可能对道路中的雨水径流进行消化,一般在人行路面中采用LID树池形式。
2.城市雨洪管理海绵技术-以哈尔滨群力雨洪公园为实例
海绵城市建设在微观角度中主要依赖的是一系列的水生态基础设施建设技术。哈尔滨群力国家湿地公园建立具有意义特殊,是我国首个以解决城市内部洪涝为设计目标的国家级的城市湿地公园。该公园通过技术人员对其进行整体景观设计,将其雨洪管理进行生态化设计,有效的解决了城市雨水的相关问题。该公园从2011年建立以来,在城市中充分发挥着解决雨涝的职能,其海绵设计技术的关键要点主要包括以下几点:
该工程以雨洪的安全格局为基础,在湿地中规划出雨水集合城区-汇水湿地,在雨水管理中形成了具有镶嵌形式结构的海绵综合体形式。
通过填-挖技术形成海绵地形,首先,能够创造出多级湿地系统,其次,能够为湿地生物提供栖息地,并能够为城市居民提供休憩空间,在工程造价上比较低廉。
在湿地中构建净化水质-蓄水池-地下水回雨水治理系统。在该湿地系统中主要的职能是对潜流进行整合,通过对土壤以及生物环境的净化,将净化后的雨水通过处理汇入到中央低洼湿地中,对地下水进行补充。
充分利用地形以及水量分布的特殊性,对湿地中的野生动物进行保护,实现人与自然和谐相处。
3.在城市规划中建立水系统
河湖水系、坑塘湿地等都是城市天然雨水的净化场地。例如杭州某城区中,现状水面率达到5.5%以上,在河道两侧建立控制力度不小于5-50m的绿化带,绿化带能够为河滨植被缓冲带、河滨湿地等影响较低的系统构建开发条件。首先,在城市规划与建设中应该不断加强对现有湿地的保护与治理,特别是对城市中地理位置较为低洼的河沟以及河塘中,严禁市民盲目对其填埋,避免内涝风险出现。而对于过去填埋的河道水系,应该特别关注,需要结合实际城市发展需要进行有计划的生态恢复。
而对于绿地广场的城市规划,需要城市绿化覆盖率达到40%以上才能进行,在城市,人均公园绿地面积需要达到13平方米。因此,需要充分发挥绿地、广场、公园等城市空间的雨水净化能力,使它们成为城市径流污染的处理场地以及雨水滞纳空间。杭州现状公园、绿地以及广场等影响较低的设施开设较少,对于区域的雨水排水能力较低。在城市规划中,为了实现海绵城市,将传统城市建设风格突破,需要充分考虑城市周边区域的空间关系、地域关系以及雨水管理现状等因素。城市广场等活动场所的面积较大,但是硬化程度较高,因此需要在广场中推广透水路面设施。
结论
综上所述,实现海绵城市建设,需要在城市规划中构建影响较低的雨水管理系统,依据海绵的原理,充分发挥其在城市规划中的生态作用。由于我国海绵城市建设刚刚起步,需要城市建设部门共同努力,在城市规划中的各个环节中有效落实“海绵城市”理念,积极鼓励社会群众参与城市建设。为此,本文对海绵城市理念进行阐述,研究海绵城市理念在城市规划中的策略,以推动城市水环境生态建设。
Abstract: Through expounding the background of sponge city and the concept of sponge city, this paper further studies the connotation of sponge city and rain flood management, discusses the status quo of urban construction at home and abroad and analyzes the way and technology of sponge city construction. And combined with the cases at home and abroad, in the case of urban construction in china, this paper thinks about how to better construct the sponge.
关键词: 海绵城市;雨洪管理;低影响开发;技术
Key words: sponge city;the rain flood management;low impact development;technology
中图分类号:TU992 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)10-0214-02
0 引言
近些年,我国频繁地发生城市内涝,同时,忽视生态环境,导致水资源遭到严重污染、水资源短缺。另外,我国传统城市建设模式在面对出现的各种水环境问题时,表现出明显不足之处。主要归咎于:①城市排水单一的使用工程管道式灰色排水基础设施;②防洪规划和排水工程规划的落后;③对于雨水再利用的意识薄弱,天然雨水利用率极低,不到10%[1]。这些问题已经无法依靠某一单独的管理部门去解决了,而是需要一个更为系统、综合的解决方法,“海绵城市”理论便是基于这样一个背景下提出的。
所以研究的目的就是通过对海绵城市建设的内涵、国内外研究进展、国内外案例分析等来梳理海绵城市建设主要是其中雨洪管理方面的要点,对目前我国海绵城市建设提出一些建议,以期对之后海绵城市建设起到参考作用。并且在进行研究时,对于国外的成功经验不能一股脑地“拿进来”,一定要结合我国国情,有针对性地进行研究,更好地用于我国海绵城市建设。
1 关于“海绵城市”的内涵
《指南》对“海绵城市”进行了如下定义:城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“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[1]。其内涵可以具体解释为3部分:①海绵城市就是在面对洪涝和干旱等自然灾害时,可以灵活应对和适应水环境危机。②海绵城市在雨水管理前后其水文特征是基本保持不变的,主要通过低影响开发(LID)思想以及相关技术来实现。③海绵城市通过不同方式将雨水收集起来加以利用,体现了对雨水资源可持续的综合管理思想。
2 海绵城市建设的现状
2.1 国外海绵城市发展现状 国外对于城市雨水管理的实践与研究大量兴起于20 世纪的八九十年代,并在二十年内取得了可观的进步和发展[2]。以美国、澳大利亚、英国、德国和日本等为代表,主要包括美国的最佳管理措施(best management practice,BMP)和低影响开发技术(low impact development,LID);澳大利亚的水敏性城市设计(water sensitivity urban design,WSUD);英国的可持续城市排水系统(sustainable urban drainage system,SUDS);日本的健全水循环体系;以及德国柏林推行“雨水费”制度。另外,除了雨水管理的理念和技术,国外还推出了一系列法规及奖励政策,比如20世纪90年代,美国联邦政府制定了《家污染物排放削减许可制度》;设立绿色屋顶专项基金及优惠[3]。
2.2 国内海绵城市发展现状 我国城市雨水控制技术起步于20世纪80年代,初期主要集中在雨水利用,近年来雨水控制技术重心逐渐转向雨洪调控及污染控制[4]。2014年10月,住房和城乡建设部了《海绵城市建设技术指南―――低影响开发雨水系统构建(试用)》。2015年1月,启动了镇江、嘉兴、厦门、济南、武汉、常德、南宁等 16 个试点城市的海绵城市建设。
3 海绵城市构建途径与技术
3.1 水生态系统的主体保护与修复
①划定区域。划定需要保护的生态斑块比如湖泊、河流、湿地及水源涵养区,同时还有农田及原野,严加保护和识别。②进行保护。并且制定相应的法律法规,引导、规划和约束各类开发、利用、保护水资源和水生态的行为[5]。对于确需建设的项目应上报各相关部门批准后,予以实行;而对那些不符合岸线控制利用和保护管理规划的一切行为都应依法查处。另外,已经遭受到破坏的绿地、森林等雨水调控功能性强的斑块、水体面积和体积及水质我们需要通过各项技术加以修复。
3.2 低影响开发技术 低影响开发(LID)就是根据自然界中的水文条件原理,从源头对雨水进行管理和控制的一种雨水管理方式。
3.2.1 截留技术 截留技术就是通过不同方式,使雨水汇集面积增加,减慢雨水形成径流的时间,以此达到延缓径流的目的。
①绿色屋顶。绿色屋顶的结构包括四部分:植物层、土壤层、过滤层、排水层。对于不同的植物和介质层,绿色屋顶在夏天可以滞留70%~90%的降雨,冬季可以滞留25%~40%的降雨[6]。②冠层截留。根据上海交通大学对上海市156个植物群落中植物滞留能力的研究,发现植物截留主要分树冠、枝干及其土壤,其对雨水的截留能力分别约为9%~12%、2%及40%,并且针叶植物冠层截留率要高过阔叶植物[7]。
3.2.2 促渗技术 促渗技术就是通过使用一些透水性的结构和材料来增加雨水的下渗量,同时材料或是结构具有一定的过滤净化作用。①透水铺装。透水铺装其系统的结构,从上到下依次为:面层、基层、底基层、垫层。透水性铺装材料主要有五种:包括透水沥青、透水混凝土、透水地砖、沙砾网格和嵌草网格。②绿色停车场。绿色停车场就是能够汇集来自机动车的零件磨损产生的重金属、汽车排放物以及周边径流汇集所产生的污染,进行初期处理减少面源污染。③绿色街道。绿色街道就是包括雨水种植沟、雨水种植池、路牙石扩展池、雨水渗透园与透水性铺装等设施,来保护地表和地下的水资源、使污染物减少,使雨水外排减少的道路雨水管理方式。
3.2.3 调蓄技术 调蓄技术就是在降暴雨时能收集雨水并对其净化,在干旱时能向周边绿地提供水资源。
①植草沟。植草沟是指种植植被的景观性地表沟渠排水系统,地表径流以较低的流速经植草沟滞留、植物过滤和渗透的作用,雨水径流中的多数悬浮颗粒污染物和部分溶解态污染物得以有效去除[8]。植草沟的结构从上到下为植被层、种植土层、过滤层、渗排水管以及砾石层。根据上海交通大学对5条不同结构参数的生态植草沟进行模拟降雨径流实验,生态植草沟中对径流污染物净化效果最佳的结构组合是:20cm种植土+30cm砌块砖+10cm砾石[9]。
②雨水花园。雨水花园也叫生物滞留池,指在低洼区域种不同植物的工程设施,通过土壤以及植物的过滤作用来净化雨水,并将雨水暂时滞留后慢慢渗入土壤以此来减少径流量。自上而下包括:蓄水层、树皮覆盖层、植被及种植土层、人工填料层、砾石层,其总厚度在50~80cm合适。
③多功能调蓄池。多功能雨水调蓄池具有雨水调节和雨水贮存功能。主要是为了调蓄暴雨峰流量,同时将雨水的排洪、减涝、利用与城市的生态环境和其他一些社会功能更好地结合,使城市土地资源更高效地利用的一种综合性性设施。
4 案例分析
4.1 德国沙恩豪斯社区雨洪管理系统 沙恩豪斯社区位于奥斯菲尔敦,总面积约为150公顷,人口大概是9000,降雨偏少,属于较干旱的地区。社区在规划设计以及建造的过程中运用低影响开发技术,比如可再生能源、节能建筑、雨洪管理和开放空间多功能利用等等。
社区的雨洪管控系统有3个等级,首先一级组团生态设施接收来自建筑屋面、道路的雨水径流,主要设施包括生态沟和雨水花园;二级处理设施接收各个组团间的雨水,主要是通过大型生态沟进入多功能蓄渗池、小型景观湿地,最终再一起进入三级中型湖泊湿地。雨水的利用率高达95%,十分有效地缓解了城市的排水设施压力,同时还补充了地下水部分。
4.2 哈尔滨群力国家城市湿地公园 哈尔滨群力国家城市湿地公园场地原本是一片湿地,然而周边的道路建设和高密度城市的发展,导致该湿地的水源即将枯竭,造成湿地退化,并将消失的情况。该项目的设计策略就是将面临消失的湿地转化为一个雨洪公园。设计保留了场地中部的一大片区域作为自然演替区。沿其四周通过挖填方,人为地制造出一系列深深浅浅的的土坑和高矮不一的土丘,成为一条美丽的“蓝-绿项链”,使之形成了自然和城市之间的一层过滤膜和体验界面。然后沿四周布置雨水进水管,尽量收集城市雨水,让经过水泡系统经沉淀和过滤后的雨水进入核心区的自然湿地,同时还在山丘上种植了很多白桦林,一个个水泡中主要是乡土水生和湿生植物群落。让整个场地焕然一新,成为城市周边一处宜人地带。
5 我国海绵城市建设发展的思考
海绵城市技术要把握的最重要的原则就是以汇水区为单元,包括工业、农业社区,雨水就地蓄留处理,要在源头控制,完成地上与地下的水循环。并且在建设海绵社区时,我们要看到汇水区和湿地、河流和湖泊的关系,还要看到大的流域关系,要综合地看待社区生态功能。要将海绵城市的技术综合利用起来,形成一个系统,将利用率达到最高。笔者建议,还应加强相关的立法工作,尽快完善法规体系建设,比如运用收费、补贴、奖励和罚款等经济手段,提高落实低影响开发技术措施的积极性,通过各种渠道普及相关知识,转变公众观念,增强公众的生态意识,城市的建设不只是靠管理建设部门或是专家学者,更重要地是要让公众参与进来,让公众有这个意识,这是非常重要的。
所以在海d城市建设的过程中,我们需要适时的向回看、不要完全被现代科学技术所束缚,要重拾尊重自然、模拟自然的智慧方法,更好地发挥现代科技优势,解决人类生存的问题,因为任何的发展,不管是科学技术还是城市建设,只有在尊重自然的前提下,才会是可持续的。
参考文献:
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关键词:低冲击开发;海绵城市;雨水利用;排水管理;综合利用模式 文献标识码:A
中图分类号:TU99 文章编号:1009-2374(2016)33-0109-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.054
随着我国改革开放步伐不断推进,城市化进程明显加速,尤其是近年来施行的“城镇化”战略布局,进一步促进了城市基础建设的发展,但是相应的城市洪涝灾害、雨水径流污染、城市排水污染、水资源面源污染以及水资源匮乏等问题严重制约城镇化发展,对我国城市生态和谐发展提出极大的挑战。为了从根源上解决城市排水管理与水资源匮乏问题,有效提高雨水利用率,节约城市水资源,对城市生态环境进行妥善管理与改善,我国提出了“海绵城市”发展理论,从而通过充分利用雨水资源,解决城市水资源污染与匮乏难题。本文结合城市排水管理和面源污染处理技术的发展趋势,探索了“海绵城市”理论在城市生态和谐规划和建设中的实践应用。
1 低冲击开发雨水模式理论
低冲击开发雨水模式又称为低影响开发雨水模式(Low Impact Development),是20世纪90年代由美国西雅图、波特兰市等城市共同提出的一种城市水资源保护与改善方案。低冲击开发雨水原理是通过设计小规模的、分散的水资源源头控制,从而对城市强降雨所产生的径流、面源污染进行有效处理,并且使开发区实现开发前与开发后的水文环境和循环状态基本相似。低冲击开发雨水模式是一种以城市生态环境为基础,以城市发展与建设为依托,实现雨水径流控制与雨水开发利用的综合管理。
低冲击开发水模式的核心在于如下三点:(1)以城市生态环境为根基,实现城市发展与自然共生;(2)以雨水尤其是暴雨径流源头管理为主,实现雨水资源再利用;(3)充分尊重和利用本地区的地貌特征、水文环境、气候类型等自然特性,尽量减少对本地区的环境扰动与破坏。城市建设是一项源于自然、依赖自然,但又不断改变着自然,对自然进行重新设计的工程。为了保证城市的健康发展,必须实现城市建设与自然发展动态平衡,低冲击开发雨水模式就是尽可能减少城市原有环境的破坏,实现城市雨水资源有效控制与利用。
相关统计数据表明,低冲击开发雨水模式能够有效减少城市暴雨径流的30%~80%,延迟暴雨径流峰值约5~30分钟,从而对城市抗洪防涝,减轻城市排水网络压力,均起到重要作用。相比传统的雨水控制与开发模式,低冲击开发雨水模式更加侧重与自然环境的和谐发展,因此更适合科学发展观的城镇化发展战略,为我国城市生态和谐规划提供重要依据。
2 “海绵城市”理论
“海绵城市”理论源于行业内惯用“海绵”来比喻城市排水及雨水吸附能力,随后采用“海绵”描述城市或土地调整雨水积蓄的能力,因此“海绵城市”概念在学术界得到广泛的应用。尽管对“海绵城市”的定义并不一致,但是“海绵城市”理论的核心思想都是旨在城市的洪涝调节能力。近年来,国家越来越重视“海绵城市”理论的研究与应用探索,先后在2014年和2015年了《海绵城市建设技术指南》《海绵城市试点工程建设指南》等官方文件,大力推动了我国海绵城市的探索与实践。“海绵城市”理论是在低冲击开发雨水模式、水敏感性城市规划等理论基础上发展而来的综合性城市生态规划与建设理论,为城市雨水管理、生态规划与建设、自然发展等提供重要支撑。“海绵城市”理论将城市水环境和水生态作为根基,重点研究基于水环境和水生态的跨地域、跨尺度的城市规划与建设等系统性问题。城市水问题的根本在于水生态环境整体功能的失调,例如大量的雨水没有进入预定的排水网,而是形成城市内涝;水体面源污染问题严重等。因此,“海绵城市”理论不单单关注水资源本身,而是综合考量水资源环境、水生态系统、水资源基础设施、城市排水网络等,并结合多种具体技术指导城市建设。
传统城市建设中雨水处理侧重于雨水单向管理,即雨水过多时通过城市排水系统将城市内涝积水排到周边管渠,甚至直接排放到农村简易沟渠,以牺牲周边地区为代价达到雨水管理目的。雨水过低甚至干旱时,综合利用周边水资源引入、人工降雨等缓解城市水资源匮乏。因此,传统城市雨水管理模式浪费了大量雨水资源,而解决洪涝或干旱问题时,通过周边沟渠的排出与引入,又会增加城市水资源面源污染风险。“海绵城市”在应对城市洪涝和干旱等环境变化时,具有良好的弹性,能够利用各种自然环境的优势,抵消自然环境的劣势。城市雨水过多时海绵城市能将多余的雨水资源吸收、过滤、净化,存储,实现雨水资源再利用;城市干旱时可通过释放存储的雨水资源缓解城市干旱,同时降低城市对周边地区水资源的依赖程度。所以“海绵城市”在处理城市雨水资源方面具有独特优势,通过自然途径和人工基础设施干预,可进一步提高城市防涝抗旱的能力,对城市生态发展具有重要意义。
3 低冲击开发雨水模式在“海绵城市”理论城市规划中的实践
低冲击开发雨水模式与“海绵城市”理论在处理雨水资源方面具有一致性,而且“海绵城市”许多实现的途径必须依靠低冲击开发雨水技术,因此二者对城市规划与建设具有重要影响。自从低冲击开发雨水理论和“海绵城市”理论提出后,我国已经开展了相关技术试点工程,如北京中关村生命科学园、黑龙江哈尔滨群力国家湿地公园、天津桥园湿地系统、秦皇岛滨海生态修复城市海绵系统等,通过试点工程的建设与实施,进一步验证了低冲击开发雨水模式和“海绵城市”理论的正确性和可行性。本小节将结合我国城市规划和建设实际情况,探索基于低冲击开发雨水模式在构建“海绵城市”中的应用。
3.1 城市道路规划
城市道路是城市交通运输的“大动脉”,是城市发展的重要支撑,因此城市道路规划对城市发展具有重要意义。城市道路越来越宽阔,一旦遭遇暴雨,道路面水流量较大,道路及周边垃圾等污染物随雨水流动,极易造成面污染,对城市雨水资源产生影响。另外,暴雨导致城市内涝,道路积水严重,会严重影响城市交通,尤其是在恶劣天气下将会对城市居民带来不便。因此,城市道路规划是关乎城市生态健康发展的关键。
利用低冲击开发雨水模式对城市道路进行规划,在保证城市道路畅通和基本功能的基础上,要加强道路两侧及周边绿化建设,通过建设道路绿地、透水路面、低冲击开发雨水树池等,减少道路雨水流量,增强道路吸收雨水能力。利用道路周边绿化带建设下凹的海绵系统,促进雨水径流进入海绵系统,并对雨水进行过滤、净化和存储。绿地的应用,有效控制了道路雨水污染,从而提高了城市雨水环境和质量。
构建新型透水路面,可提高暴雨径流渗入城市道路海绵系统的能力。透水路面要优先考虑应用在人行道,同时配合使用低冲击开发雨水模式树池,这样可保证暴雨后人行道雨水径流能在较短时间内彻底排干,方便行人雨后行走。在城市道路污染严重的地段,要慎重考虑透水路面的使用,道路海绵系统要强化雨水过滤和净化功能,提高道路污染下雨水的水质。
3.2 城市水系统规划
城市天然雨水常用的净化场地主要有湿地、河塘、湖水等,利用天然水系净化雨水不仅净化效果显著,而且不需要过多人工建筑设施的干预,在城市规划和建设中节约成本。在海绵城市建设中,城市水系统是一项重要的基础性建设。利用城市现有的湿地、河塘、湖水等水系统作为雨水净化场,将城市广场、绿地、公园等建设成具有一定城市雨水存储和过滤功能的雨水滞纳场地,形成完善的城市水系统。
为实现城市水系统的作用,需要从以下三个方面入手:(1)严禁居民或相关单位私自填埋城市低洼河沟和小型池塘,防止因河塘填埋造成城市防洪抗旱功能下降。对于已经填埋的池塘或河沟,应综合考虑城市规划的需求,并结合城市生态发展的实际情况,适当进行填埋恢复及生态重建;(2)突破传统城市规划理念,开放城市广场、公园、绿地等设施的建设,尽量将这些设施与城市水系统构建联系,提高城市广场、绿地、公园等公共场所的雨水吸纳与排水能力,形成城市水系统的重要辅助支撑;(3)充分考虑城市水系统建设与周边生态环境的融合,将城市空间布局、地域环境、雨水管理等因素纳入城市水系统构建条件,在充分利用城市生态环境下推广水系统的构建与利用。
3.3 城市雨水管理规划
从微观角度来看,低冲击开发雨水模式在城市雨水管理中主要是依赖水生态基础设施的建设。以城市河塘来说,要实现雨水管理,首先要将城市雨水径流引入城市河塘,形成城市雨水的汇集区。此外,为保证河塘的蓄水能力,还要确保具有良好的排洪渠道,而且排洪时并不会牺牲周边或农村排水系统。城市河塘还要具备雨水净化能力,这样就形成了雨水吸纳雨水存储雨水净化雨水再利用的良性循环。
在雨水管理规划中要充分利用城市各个地形的优势,达到因地制宜的雨水管理效果。在利用低冲击开发雨水模式进行海绵城市建设的过程中,要充分尊重自然,敬畏自然,良性科学地利用自然,注重自然环境和生态环境的双重保护,实现城市的生态和谐发展。
4 结语
低冲击开发雨水模式和海绵城市理论是城市现代化规划和建设的重要进步,在生态城市的建设和实施具有重要意义。在城市规划中,充分利用低冲击开发雨水模式和海绵城市理论,构建完善的城市雨水管理系统,充分发挥城市雨水在城市水资源管理中的重要作用,为构建生态和谐健康发展的现代化城市提供理论依据。本文通过分析低冲击开发雨水模式在城市规划中的应用,探索了海绵城市建设,为推动我国生态城市建设提供有力支撑。
参考文献
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[2] 裴古中.低冲击开发技术在城市建设中的应用[J].市 政技术,2014,32(5).
【关键词】海绵城市理念;市政给排水设计;应用实践
1引言
海绵城市效应的重要内容是通过对城市有关设施开展综合改造,如同海绵一般,吸附大量的雨水资源,进而改善城市用水难的现状,同时,减少城市内涝,提升城市对自然灾害的抵御和应对能力。加强对海绵城市的研究和应用,对于新时期的城市创新发展有着非常突出的借鉴意义。海绵城市效应能够通过人工干预与疏导,优化自然资源利用,为市政给排水减轻压力而节省的水资源,可在绿化、灌溉、卫生等诸多领域显现应用价值,促进城市水资源的循环利用,维护城市健康有序运转。市政给排水系统的设计者应该加强对海绵城市理念的研究与分析,认清这种理论和思想的重要意义,并把其中借鉴的原理和方法运用到给排水工程建设当中,为水资源开发利用提供支持。
2海绵城市概述
海绵城市理念在现代城市的改革发展当中扮演着重要角色,是城市现代化和创新性发展进程中出现的新理念,重点是对城市雨水进行科学管理,对于水资源进行有效利用,加强洪涝灾害防控,从而有效满足新时代建设要求。海绵城市主要借助渗、蓄、净等处理方法,形成完善科学的水资源管理体系,强化对水资源的弹性管理,改进和优化城市给排水系统,并且为整个系统的良性运转提供优良的资源储备。海绵城市表现出非常鲜明的生态环保特性,可以为城市的生态建设提供支持,也可以助推城市转型升级,为城市的战略性经营与发展提供强大的推动力。海绵城市理念的应用为城市发展提供了全新思路,尤其是转变了传统城市给排水设计方面的滞后观念,实现自动化储水和出水,运用了雨水花园下沉绿地、植草沟等设施,收集和排放丰富的雨水资源,对道路与绿化系统进行改进,缓解城市发展过程当中出现的内涝和干旱等问题,减少水资源开发利用过程当中花费的成本,顺利实现对资源的科学调控,为实现城市的可持续发展提供动力。可以说海绵城市既是一种先进的城市,建设理念又是城市现代化发展当中的理想状态,能够为目前的城市建设提供创新发展的思路,也可以在新时期创造更加丰富的城市发展成果。
3海绵城市理念在市政给排水设计中应用的意义
海绵城市理念是城市化发展与现代化建设的重要指导思想,这种科学化的思想观念对于当前的城市给排水系统设计来说有着很强的指导作用。正确认识海绵城市与市政给排水设计结合的意义,可以为未来的给排水工程运转提供创新思路。总体来说,海绵城市理念应用的意义主要体现在以下3个方面:第一,提高水资源利用率。人类得以生存发展的基础资源就是水资源,这一点毋庸置疑,且在大量实践当中得到了验证。就目前而言,在全世界水资源都表现出非常短缺的现实情况,所以关注并且解决好水资源方面的问题,成为目前城市发展建设时要完成的首要任务。在以往的城市建设以及市政给排水设计当中,对雨水资源的重视程度并不高,也没有做好对这类资源的科学管理和利用,最终出现了雨水资源利用不足,甚至是严重浪费的情况。海绵城市理念的产生,让城市发展对雨水资源的重视度大幅度提高,在市政给排水建设当中推动对水资源的高效利用,特别是通过对给排水系统进行创新设计来提高城市整体的蓄水水平,运用科学技术方法重新利用雨水资源,改善资源短缺的现状。与此同时,改善城市整体的给排水功能,可以不必局限在传统的给水和排水管道方面,可以建立一个自然给排水系统,确保城市的稳定安全运转,发挥自然给排水系统的运行优势。第二,改善内涝内旱问题。对海绵城市理念进行学习和渗透,能够帮助城市化解目前存在的内涝和内旱现象。在目前的城市发展当中,雨季内涝明显是非常显著的特征,特别是在我国的南方城市,降雨表现得非常集中,假如城市自身市政给排水系统无法发挥应有功能,就会出现严重内涝灾害,危及城市群众的生产生活。除此以外,海绵城市理念还能够在很大程度上改善城市的干旱问题,尤其是能够对雨季时收集的雨水资源进行恰当处理,待干旱时顺利调取和使用,确保城市整体功能的提高,也为城市的稳定和可持续发展提供动力保障。第三,减少城市水污染,维护城市环境。生产活动会不可避免地影响自然生态环境,特别是在传统经济发展模式的影响下,人们因为过度关注经济发展,反而忽略了环境保护,以牺牲环境为代价换取经济效益的提升,这无疑为城市环境带来了严重污染,自然也为水环境带来了不良影响,不仅造成水资源浪费,还为后续发展带来了极大阻碍。海绵城市理念的应用能够对当前的城市环境进行改善,有效减少人类生产生活对自然生态的不良影响,保证居民的生产生活质量。值得一提的是,海绵城市理念和市政给排水设计的结合,能够大大增强城市污水处理能力,改善水体环境,为城市迎来可持续发展局面提供支撑。
4海绵城市理念在市政给排水设计中应用的原则
海绵城市是一种科学化和现代化的城市管理思想,可以对城市生态系统的平衡性提供有力支持,也能够助推经济社会与生态环境的和谐发展。在如今的城市建设与实际的工程规划当中,可以把海绵理念作为指导思想,融入海绵吸水功效,积极吸纳地表水,补充地下水,强化疏通效果,防止内涝内旱等极端问题的出现。当然海绵城市还能够促进淡水资源循环利用,为如今的生态恢复事业发展作出积极贡献。海绵城市和市政给排水设计相结合,是提高市政给排水工程建设质量的重要方法,但在实际的系统设计当中,应该遵循正确的原则,把握内在规律。第一,防涝原则。在目前的城市化发展当中,有很多给排水设施比较老旧,无法正常发挥作用,因此,出现了明显的积水、洪涝等问题,这无疑为市政给排水系统正常运行效果带来了消极影响。面对这种情况,设计者需要在实际设计活动当中贯彻防涝原则,提高洪涝防范和应对能力。在城市建设中排除积水是非常关键的,既可以确保给排水系统的设计质量,也可以在此基础之上回收水资源,减少资源浪费,改善水资源紧缺的现状。第二,节约原则。节约一直以来都是我国备受推崇的文化观念,当然这种节约原则也适合用于市政给排水设计当中。设计者应该认清资源节约的重要意义,在系统设计和动态优化当中,都要始终坚持节约准则,避免对原有管路进行修改,而是立足原有基础展开科学化设计,注意水资源的回收再利用。第三,尊重自然原则。想要切实推动城市的长效发展,就必须把环境建设放在一个非常重要的位置,因为这直接关系到城市的整体发展。市政给排水设计,应该始终秉持尊重和顺应自然的原则,牢牢把握自然规律,如果违背自然发展规律,不仅无法完成对生态环境和资源的保护,还会伤害大自然,最终限制城市的可持续发展。尊重自然是促进人与自然和谐相处的基础,也是设计者在给排水系统设置环节应有的观念,为实现生态平衡和城市健康发展提供新思路。
5海绵城市理念在市政给排水设计中的具体应用
5.1路基排水设计
市政道路是一个非常复杂而又完整的系统,路基是整个体系当中非常关键的组成部分,会对道路结构稳定性带来极大的影响。在路基的设计过程中,海绵城市理念的应用是非常重要的,通过科学有效的排水设计,可以大大延长道路使用寿命,减少雨水积压所带来的坍塌陷落等风险,这也是市政给排水设计当中需要关注的问题。在路基排水系统的设计过程中,首先应该做好全方位的准备工作,针对现场环境做好全方位调研,掌握本地降水量、气候条件及其规律,检测好路基土质,为下一步的计划和系统设计打下基础;其次需要秉持提高路基排水与透水性能的准则,科学设计路基工程建设方案,着重对填补技术进行优化,严把填补材料质量关卡,选用透水性强的材料,加强对新型材料的使用,确保路基结构平稳。
5.2人行道设计
人行道会给市政给排水设计带来重大影响,尤其是会影响到整个系统功能的发挥,所以应该将人行道的合理设计作为一项重要工作来抓,结合工程施工建设的要求,改善和提高市政给排水系统功能,彻底变革以往落后的人行道设计思想,用海绵城市理念推动设计创新。设计者应该对城市地形情况进行综合考量,恰当选取科学材料,设计人行道给排水系统,着重促进雨水资源的利用。例如,新型排水系统设计需要随地形变化而发生相应的变化,做好科学化的密度分布。西高东低的城市需要确保设计的给排水系统顺应这样的地形趋势,呈现样态分布特征。东高西低的城市,当然也遵循着这样的规律和地形趋势保持一致。在人行道给排水系统设计中,要注意对新材料的使用,选择性能好、经济安全以及可再生的材料,确保雨水渗透有效性,提高雨水资源的收集效果,并为后续利用打基础。
5.3车行道设计
车行道的设计也是不容小觑的,想要综合提高市政给排水系统的设计效果,也要特别关注车行道设计和海绵城市理念的结合。事实上人行道和车行道在实际设计当中是比较相似的,设计人员需要结合施工现状,做好科学把控,提高整体给排水能力。全面研究车行道使用的特殊性,明确在道路当中车辆行驶速度相对较快,所以设计者需要结合施工现状确定出相应的密度,维护路面平稳,减少行车中的风险。海绵城市理念要求在车行道给排水系统设计中应该运用优质材料,完善排水功能,改进以往设计当中排水构筑物密度不足的问题。另外,设计者应该考虑到路面应该具备防滑性,尽可能在路面铺设当中运用性能优质的防滑材料,在确保车行道基础功能的同时增强给排水效果。
5.4绿化带设计
绿化带的设计应该对海绵城市理论进行有效借鉴,因为绿化带设计也是城市给排水设计当中不可忽视的内容,而且对设计的要求非常严格。在绿化带的设计中要特别注意:第一,有效收集雨水资源。在设计活动当中应该把海绵城市思想理念作为指导,坚持水资源循环利用的行动准则,科学设计和提高雨水收集功能,重点做好绿化带材料和绿化带高度等方面的恰当设计。通常,绿化带的高度应该设置为15~20cm,同时,要注意超过区域内土壤高度。第二,加强水质过滤。为满足水质过滤要求,一般情况下会利用种植土设置砂石层等方法,确保雨水的过滤效果,提高水质。第三,对排水功能进行优化提升,结合绿化带的布局情况,设计好排水装置和设施,恰当设置高度、位置,便于雨水排放,防止雨水资源过度积压影响植被正常生长。
5.5附属设施设计
附属设施是市政给排水设计当中极易被忽略的一部分,但附属设施的实际设计效果会为系统的应用功能发挥带来极大的影响。为优化整体的系统设计,应该针对周围情况做好调研,明确设计指标要求,并在标准指导之下,把控好附属设施的设计质量,改进施工方法,落实海绵城市理念。在这一过程中要特别注意绿地衔接部分的合理设计,更新思想观念,运用多元化策略,确保排水功能的发挥效果,例如,运用雨水分流、下沉式绿地等设计方法。除此以外,设计者还可以在衔接部分布置雨水花园,利用好丰富的雨水资源。为提高附属设施的吸水效果,应该以草植沟替代混凝土材料的使用。
6结语
市政给排水系统在城市的整体运营发展当中提供了优质的基础条件,但是随着城市发展水平的提高,对于市政给排水系统的应用要求也大幅度提高,传统落后的市政给排水系统设置方法也表现出明显缺陷。为促进城市创新发展,满足市政给排水系统建设的要求,优化市政系统的运转效益,对海绵城市理念进行吸收借鉴显得非常重要。结合海绵城市理念的要求,市政给排水系统设计者要加大城市雨水的管理与利用力度,运用有效处理方法,形成一个全新而又完整的水资源循环管理系统,优化资源储备,体现生态环保要求,助推城市转型升级。
【参考文献】
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关键词:海绵城市;铺装材料;生态环境;透水性
中图分类号:TU984
文献标识码:A 文章编号:16749944(2016)07005102
1 引言
近年来随着我国经济的飞速发展,全民小康政策的实施,城市化发展越来越迅速,城市的数量在急剧增多,随之而来的问题也逐渐显露出来。环境的污染导致的雾霾问题,水资源短缺、河水污染、城市内涝、排水困难,解决这一系列问题成为了我国的当务之急。由于城市的道路结构绝大部分都采用不具有透水性的材料,那么解决城市内涝问题的关键在于道路材料的选择。2014 年 11 月住房和城乡建设部正式出台了《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建(试行)》,标志着海绵城市的建设已被国家提升到了国家环境的高度上来。透水性铺装材料的出现正是解决我国当前城市内涝问题的关键。透水性铺装材料的使用不会污染环境,它是绿色的环保材料,为我国实现绿色中国迈出实质性的一步,同时,新兴透水性铺装材料的出现还会进一步推动我国经济的发展。
2 海绵城市和透水性铺装材料的存在意义
2.1 海绵城市
由于城市扩张和环境污染等因素导致城市频频面临自然灾害,强降雨量导致的城市内涝和水灾问题使城市的稳定发展面临着严峻的挑战,地面的硬质材料铺装和城市不堪重负的排水防涝系统都是急需关注的问题。海绵城市这一新的代名词出现在人们视野中,海绵城市是指城市像海绵一样具有较强的弹力和适应能力,能保障城市经济和环境更好的发展。在遇到内涝和水灾时将雨水渗透到地下储存,经过净化合理利用。海绵城市的建设不能以牺牲环境为代价,必须要保护生态环境这一大自然法则。透水性铺装材料的研制与应用解决了雨水径流对道路土壤结构的破坏,减轻了城市排水防涝系统的压力,通过透水性铺装材料的使用将雨水渗透到地表,令雨水净化储存。待水资源短缺时得以利用,解决城市用水问题。
2.2 低影响开发理念
海绵城市离不开低影响开发雨水系统,低影响的理念是通过分散的、小规模的源头控制机制和设计技术,控制暴雨所带来的径流和污染问题,使开发区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态。在低影响开发过程中,尽量避免因开发手段和方法造成的开发场地地质的破坏和水质的破坏问题。透水性铺装材料具有较强的透水性,可以将雨水渗透到地层表面。最大程度上保护了地质结构,遵循了保护自然这一生态法则。
2.3 提高城市雨水疏导能力
城市传统地面排水观念认为雨水排得越多、越快、越通畅,城市的排水系统越先进。实际上这种思维存在两方面局限性:一方面城市硬质铺装趋于逐渐扩张,城市防洪压力较大,许多城市排水系统的排水能力及速度难以适应城市扩张的脚步,许多城市在发展的过程中都出现了“逢雨必涝”的尴尬局面;另一方面则是这样的排水系统无法循环利用雨水,造成水资源的浪费。同时,夏季降雨量增多时,由于地表径流未能合理补充地下水,反而造成城市内涝这一困局。而透水性铺装材料能够很好地克服这两个弊端,形成环保而高效的排水系统,一方面能迅速适应城市扩张的快速与大范围规模,减小城市防洪压力,缓解城市内涝;另一方面能够循环利用雨水,合理利用水资源。下渗过程中能够及时滋养植被根须,另外储存水资源,进行循环利用,在减少了水资源浪费的同时还能应急城市的用水需求。
3 透水性铺装材料的发展过程与应用
3.1 透水性铺装材料的演变
透水性铺装材料并非近现代才被发明和使用,实际上它在国内外都有着比较悠久的使用历史。青砖、青瓦、砂砾、石板等材料,都是中国古代园林与城市建设中经常使用的材料,而它们都具有良好的透水性。 欧洲的传统透水性铺装材料为也较为类似,砂石、石块与草地的结合是欧洲宫苑景园常见的景象。透水性铺装材料的产生实际起源于西方国家,但现在的透水性材料实际意义是指在古代的基础上增强其原有的属性值,对硬度,耐磨度,透水性都有较高的要求。对于现代意义而言的透水性材料在20世纪就应用于道路的建设、城市的路面建设,现在更是作为一种环保型绿色的道路建设的主要材料。
3.2 透水性铺装材料的应用
透水性铺装材料的类型可以分4类:透水性水泥混凝土材料、自然型透水材料、透水性新材料和陶瓷透水砖。透水性混凝土材料主要应用于工程和道路建设;自然型透水材料透水性新材料因其有着良好的视觉效果而多用于景观设计、园林工艺;陶瓷透水砖是烧制而成的,人行道是其最好的应用。
4 透水性铺装材料在城市道路中的应用
以前城市道路的建设采用的大多是硬质型材料,渗水效果差,在面临强降雨时,城市排水防涝系统承担着巨大的压力,严重时会导致城市内涝和水灾。为保障城市的发展,采用了透水性铺装材料进行路面建设,透水性铺装材料渗水效果显著,大大地减轻城市的排水防涝系统负担。在载重问题上,透水性铺装材料弱于硬质型材料,但为满足其载重要求,透水性铺装的路面结构应有着特殊性。透水性铺装路面的结构应该在自然土壤上铺一层透水土工织物,在其上面垫上基石和过滤层,最后再铺上透水性混凝土和透水性沥青为面层。下雨时,雨水会通过层层铺装快速进入到地质表面,形成自然循环,不会破坏地质结构。雨水渗透到透水性铺装路面后会被净化储存在土壤中,各类生物会得到充足的水分来绿化城市环境,同时为城市提供用水,解决城市用水问题。
5 透水性铺装的生态功能及意义
5.1 透水性铺装的生态功能
透水性铺装路面透水性明显优于硬质材料路面。从城市视角来看,能更好地保护地质结构,防止城市内涝和水灾同时,给城市植物提供水分,净化空气改善城市空气质量。从生态角度上维护了自然生态平衡,更具备生态功能。
(1)雨水能够快速下渗到城市土壤,还原为地下水,一方面减少了城市地面径流,另一方面使得城市下垫面能够充分地和大气进行水气交换。同时因地表径流减少,携带污染物的机率也随之降低,一定程度上降低了城市污染度。
(2)透水性铺装具有良好的通透性,其表面温度及湿度要优于非透水性铺装。透水性铺装起到了调节温度及湿度的作用,即高温季节时,透水路面要更为凉爽;干燥季节时,透水路面要更为湿润。良好的透水性及透气性在一定程度上保护了城市的生态环境,使得下垫面生态空间得到了良好保护,植被根系能补充充足的营养成分,间接改善城市空气质量。
(3)透水性铺装中多孔隙结构能够吸收城市噪音、减少强光反射。非透水性铺装往往在降雨过后路面上存留积水,阳光强烈照射下会产生强光反射,对行人及过往车辆造成极大的安全隐患,透水性铺装能够很好地克服这一弊端,及时下渗,一方面滋养植物低下根系,一方面减少了地面上安全隐患。
5.2 透水性铺装的生态意义
透水性铺装材料是绿色的环保材料,对于透水性铺装材料的选择和使用有利于生态环境的发展,有益于城市人民身心健康,很大程度上节约资源和废物利用。当今世界,环境污染问题严重困扰着人们,保护生态环境刻不容缓。绿色建筑材料成为建筑行业中的主要材料,占着举足轻重的位置。由于透水性材料在建筑中环境绿化效果十分明显,其在原料采取、产品制作及废物处理上也都有着良好的生态性。工业废料、建筑垃圾都能用于透水性铺装材料的制作,即减轻环境污染,又提高经济效益,维护了生态环境。透水性铺装材料可以重复利用,展现出它作为绿色材料的一面。随着透水性材料的出现,作为21世纪新型绿色材料,被世界各国家追捧和推崇。透水性铺装材料也为绿化地球作出保障,是人类迈向绿化地球的重要一步。
6 结语
中国经济的飞速发展使环境受到严重的影响,城市化速度在加快,城市内涝和水灾问题急需解决,海绵城市必然成为我国未来城市的主要发展趋势和潮流。透水性铺装材料完全符合作为节约资源、废物利用、保护生态环境的新时代绿色建筑材料的要求,将被得到广泛应用。为更好地满足社会发展,需了解透水性铺装材料的特点及其结构,清楚掌握路面结构,为海绵城市建设提供科学的保障。虽然透水性材料存在价格偏高、承载力偏小等问题,但从社会生态环境长远角度考虑,必须坚持海绵城市这一策略,实现人类可持续的生存与发展。
参考文献:
[1]刘睿智.基于海绵城市视角的透水性铺装材料的研究[J].江苏建材,2015(6):14~17.