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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇海绵城市前景,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!
1 项目概况
该园林景观项目处于我国陕西省北部的榆林市榆阳区,园林景观和榆阳区巨丰小区融为一体,该地和相邻,一年四季的气候较为分明,年降水量略低于我国平均水平,适合种植的植物主要为灌木类,该地区南部与中部的地势较低,东部和北部地势较高,整体凹凸不平,项目总面积为23452m2,园林景观的面积约为20000m2。该园林景观采取了海绵城市建设理念,对水资源的收集与再利用格外重视,在设计中,引入了我国古典园林的传统元素,雕塑、浮雕的设计为明显的清雅风,且在铺装上具有鲜明的中国风纹样,如中国结等。在保证生态效益的同时体现出和谐的美感,让功能与景观得到结合,让场地优势得到发挥,并体现出人文特色。
2 海绵城市建设理念的具体实践
2.1 雨水收集
为保证雨水的利用率,并预防暴雨引起的雨洪现象,该园林内部的大部分树池都为下凹式,可以让植物可以得到雨水的直接回灌。雨季到来时,利用抬高设计的透水路面可以让雨水流入绿地渗透,而没有流入绿地的雨水会流到路面附近的雨水槽或是下凹绿地里面,通过植物的过滤会进入到园林景观中的人工湖,还有一部分会在净化处理之后被储存到蓄水箱里,将其利用到景观当中。
2.2 微地形处理
微地形处理一方面能够收集、储蓄与净化雨水,另一方面可以丰富园林景观的设计。将下凹式的雨水沟设置在水岸旁边,让雨水流到绿地,完成雨水灌溉,植物过滤后会再次流入水系之中,实现再次利用[1]。在设计雨水沟时,该园林景观考虑到整体美观性,在雨水沟表面增加了一些装饰元素,利用这些装饰可以让其和自然景观完美融合。同时,因为该园林所在地形凹凸不平,在设置蓄水池和排水沟时就很好结合了自然特点,降低成本投入。
2.3 透水地面
在该园林景观的设计中,为解决地面径流带来的不良影响,在景观内部使用了很多的透水铺装,铺装的面积与径流的能力是具有密切联系的,一般情况下,二者之间是成正比的。因此,在非机动车的路面都采用了透水材料。而为了园林景观具有更好的观赏性,由卵石、植草砖等材料组合留出了下渗空隙。其整体地面可分为五层,即土基、透水基层、透水垫层、透水找平层和透水砖面层,微孔设计的渗透水砖可以保证良好的下渗率。因为该地区有风沙现象,园林负责人规定了管理人员在维护时将地面清扫干净,以保证透水地面可以发挥良好的效果。
2.4 园林水景
2.4.1壁流水景。在该园林景观内,在主入口处设计了壁流水景,在壁面上端,会有水流出,沿着墙面垂直流下,水体本身并不厚,所以会在流过墙面时呈紧贴状态,好似小型瀑布一般,极其富有观赏性[2]。同时,流经墙面上设计了“女娲补天”的浮雕,在水体流经时,浮雕会显现出来,让其和景观具有更好的协调性。这种设计对水资源与电力资源的要求程度较低,且在该园林景观中,收集雨水、过滤雨水的设施和壁流水景是相连的,具有生态效益和经济效益。
2.4.2 人工湖。因为该园林景观地形本身凹凸不平,所以在修建人工湖时充分利用了地势特点,设计在了土层细腻且地势低洼的地方,人工湖面积较大,在园林景观的中心区域。考虑到渗透力的影响,在湖体底部设计了防漏层。人工湖周边为浅滩设计,在浅滩外围,种植了大量的抗旱花卉和多种灌木,让整体更具美感。考虑到冬季的寒冷,在设计驳岸时选择了砌石型,其基质较为稳固且埋设深度较浅,大约在近水面30m,可以满足施工标准和防冻要求。值得一提的是,如果园林景观的主要功能为成人锻炼和儿童嬉戏,可设计薄水景观。
2.5 生态停车场
园区之内大约有200 多个室外停车位,利用植草砖铺设,停车位之中存在长方形草坪,让整个园林景观的绿化面积得到扩大。柔性垫层和平道牙可以让雨水经过停车位后方草坡流到园林草沟之中。以5个停车位作为基本单位,2个单位之间种植大树,在提升停车安全性的同时,增加整体停车场的美感,让其具有生态化和人性化。
【关键词】:海绵城市,园林景观绿化,渗透式路面,雨水
1 海绵城市概述
海绵城市就是以国外比较先进的雨洪管理思想为依据,与我国国情相适应且贴近于自然发展的一种新型的管理方法,目的就是为了可以在一定程度上实现对土地、资源的合理开发和利用,保护生态环境。海绵城市有其独有的六字方针,它们分别是“渗、蓄、滞、排、净、用”,就是要将城市中雨水的渗透、蓄积、净化、滞留、外排和循环利用相结合,全面确保城市无积水、无污水,做到对自然资源的合理利用。从而在城市遇到降水时,各个地区的“海绵体”就会发挥其应有作用,深度做到对雨水的吸收和利用。
2 在园林景观中海绵城市建设理念的实践应用与分析
2.1 海绵思想的构想
将城市海绵思想融入到了园林景观绿化中去,以园林中雨水的管理作为园林景观的设计主题,注重绿色、环保,从而使海d城市的思想能够全面的体现在园林景观当中。核心在于将园林中水作为园林项目的中心出发点,而整个景观中的绿化以及一些辅的设备则好像是一块具有弹性的巨大海绵,当处于雨季经常产生降雨的时候,海绵就会发挥其他特殊的性质将水充分的吸收,等到雨季过去以后又会将吸收的水分挤出来进行利用,灌溉园区中的植物。在园区中,我们时常可以看见一些分布均匀的雨水汇聚平面,利用依稀而景观化的处理,将这些平面进行连接形成一个整体的水系,绿化、停车场、广场中的雨水通过渗透流入下凹式绿地,设置下凹式绿地的最大储存量,当遇到雨季,下凹式绿地中的水位超过限位线以后,就会通过管道排放到市政管网中去。
2.2 实际建设中的应用
园林景观绿化项目主要以雨水渗透、净化、储蓄等系统作为主要实践依据,深入贯穿海绵城市建设的六大方针,从花园式绿地、道路和地面铺装以及生态停车场等方面分别对其依据进行了分析和阐述,从实践中最大化的完成生态景观设计目标,达到了维护生态、节约资源、美化环境的作用。
(1)园林景观绿化花园式绿地方面应用
在花园式绿地建造方面融入海绵城市建设思想,将其打造成雨水花园,也就是在低冲击理念下所开发和挖掘的人工下凹式绿地,在雨季可以将雨水进行聚集,并在沙土和植物的共同作用下将其进一步的净化,随之渗入到地表内部成为地下涵养水,或者把净化后的雨水供给园林浇灌和景观水使用,使雨水得到最大化的利用,减少对水资源的浪费,从而促进生态化和自然化景观发展,更进一步的实现城市持续发展。在园林景观绿化项目当中是以景观水池为辅助,花园式绿地为主体的园林建设思想。把景观水池安放在花园的附近,并且用斜坡式道路将两者相结合,这样花园式绿地在对雨水进行收集和净化之后不但可以为景观水池提供供给,给予人们视觉和感官上的享受,还可以提升对自然资源的利用率。此外,可以在景观水池的周围用鹅卵石等进行铺设,且周围多培植一些美人蕉、千屈菜、再力花、花菖蒲等净化能力较强的植物,按高低进行插放,将花园营造出一种层次感清晰的水景景观,这样在雨水多时可以给予人一种清新、舒爽的体验,在雨水少时也可以营造出一种旱溪美景,使雨水
在植物的作用下得到净化,供景观水池和浇灌使用。
(2)园林景观绿化渗透式路面和铺地应用
渗透式路面是一种能够将雨水通过面层向下层渗透的路面,在雨水充足的地区以及雨季来临的时候又是非常的明显。园区中路面优先选择为渗透式路面,在广场、人行道以及各种行车道上面都可以使用。主要的实施方式有三种可供选择,透水砖路面、透水混凝土路面以及嵌草砖路面,另外还要结合广场的地形地貌进行铺设,要能够达到不论降雨多大都不会积水的效果。园林景观绿化中使用的方式多为透水砖路面,材料主要为多孔混凝土,主要铺设的地点为人行路和广场铺装,这种方式的优势十分明显,不但能够达到透水的效果,还十分的美观,同时整体的费用投入相对较低,而且还十分的环保。
(3)园林景观绿化生态停车场应用
生态停车场采用井字植草专用砖进行铺设,整体颜色为绿色,这种砖的使用强度很高,完全能够承受人员的踩踏以及小型车辆的行驶,同时砖的正中心位置又可以铺设草皮,相邻的两个停车位之间有一道长条形状的草坪进行分割,这种方式可以在满足使用要求的情况下最大限度的提高园林景观的绿化面积。停车场中主要使用的是平道牙以及柔性垫层,同时下雨时停车场内的雨水又可以通过后面的草皮引入生态草沟。每一个车位都会设立道牙,从而规定车辆进入车位的形式轨迹,避免车辆压坏草坪,在每六个车位之间都会留出一定的空隙,在这些空隙上种植一些品相较好的景观树,使停车场整体景观效果更加和谐统一。
(4)雨水利用应用
采用海绵城市的先进技术做法,在雨水的回收和利用率是非常之高,雨水经过水生植物进行初级的净化,然后就可以用于一些景观水池和生态水沟用水,另外这些水还可以使用于绿化管护中的浇灌,不但能够为广场的生态平衡做出贡献,还可以省去很大一部分后期的绿化维护费用。
3 结语
在园林景观绿化中,把海绵城市建设思想融入到其中,并在规划和建设时期进行深入的探索和实践,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要理念,实现了对雨水的科学循环管理,为我国可持续发展奠定了良好的基础。城市海绵建设理念是极具使用价值和生态价值的,也为以后海绵思想在其他景观建设和城市建设中的应用提供了宝贵的经验和实践性,从而为我国进一步实现生态建设、改善生态环境提供了依据,进而促使了我国海绵城市建设的进程。
【参考文献】
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关键词:雨水花园;生态效应;雨洪管理;可持续发展
0 引言
近年来,我国频繁遭遇前所未有的水资源危机,城市内涝严重,下垫面过度硬化,自然绿地已经成为稀缺资源。我国水资源相对短缺,有一半以上的国土地处干旱、半干旱以及季节性干旱的半湿润区,水资源时空分布不均匀,导致结构性缺乏更加严重。与此同时,我国大部分人口和产业集中在江河湖沿岸地区,甚至处于泛洪区内,加之大陆性季风气候降雨集中等特点,使大多数城乡地区不可避免地遭受洪涝灾害威胁。水资源短缺与水灾害频发已经成为制约我国经济发展的两大重要因素。面对这一严峻形势,我国半个多世纪以来,以工程措施改造水环境、解决水问题,取得很大成就。
在当前水资源矛盾尖锐的情况下,将雨水进行再利用,弥补先天水源不足,缓解城市水问题。我国雨水花园技术尚处于发展初期,收效微弱,利用率低。人们一直视雨水为废弃物,长期以来“一排至之”的做法,不仅浪费了雨水资源,同时也破坏了城市水系统的循环性。在此背景下,我国急需建立一套“渗、滞、蓄、净、用、排”的雨水循环利用系统,应对水危机,助力海绵城市建设进程。
1 雨水花园的理论基础
1.1 可持续发展理论
可持续发展的理论源于人类对于未来社会的担忧,最早应用于林业生产方面。1987年,世界环境与发展委员会的《我们共同的未来》,将其定义为既能满足当代人的需要,不危及下一代人的生存,又使下一代人的需要和生活得到保证。
从可持续发展理念出发,雨水利用将成为未来城市发展的重要参考因素。首先,城市水资源日益短缺,地下水的开采过度以及雨水的初级污染加剧了城市生态环境的破坏;其次,季风性气候影响,许多城市内涝严重,给人民生产生活造成严重损失针对水资源短缺与城市雨洪灾害两大主要矛盾,实现雨水资源的收集与再利用,改善城市水循环系统,提升城市生态环境品质。
1.2 生态设计理论
18世纪下半叶,人类社会迈进工业时代,科学技术迅猛发展。与此同时,全球变暖、城市膨胀、环境污染、资源短缺等一系列城市问题威胁着人类的生存。美国建筑师麦克・哈格出版的《设计结合自然》,标志着生态设计时代的到来。与传统设计相比,生态设计将重点放在城市环境方面,旨在构建结构合理、功能高效的人居环境。
在生态规划设计理论的倡导下,要求规划设计充分尊重自然原有肌理,保护城市生态环境,充分实现自然资源的再利用与再循环。雨水花园技术依据生态设计理念,结合规划地的自然禀赋,使用乡土植物,达到截留污染物、净化雨水的作用,实现城市雨水资源的再利用。
1.3 绿色基础设施理论
绿色基础设施不同于传统“灰色基础设施”,是保护环境、生态、资源的有效途径。
美国环境保护局将其定义为,为提高整体环境质量而设置的自然系统或仿自然人工设施,并将这一概念拓展到雨水径流管理方面,通过自然系统或模拟自然系统的工程措施对径流污染进行控制。
在城市传统发展模式的作用下,城市雨水难以下渗,造成初级雨水径流污染,形成较高的短时雨水径流总量和径流速度,致使城市洪涝灾害的发生。与传统工程设施相比,雨水花园技术不仅前期投资、后期维护成本低廉,而且与景观设计相结合,实现美学、生态等多种功能。
2 雨水花园的类型与结构
2.1 雨水花园的类型
根据实施目标不同,雨水花园可以分为以控制径流污染为目的和以控制径流量为目的两种类型。
第一,以控制径流污染为目的的雨水花园,主要功能为处理污染较严重的初期雨水,一般适用于径流污染比较严重的城市空间,例如停车场、城市广场、城市道路等,结构比较复杂,需设计专门的底部排水沟渠。第二,以控制径流量为目的的雨水花园,主要功能为减少区域内的雨水径流总量,一般适用于处理雨水水质相对较好、汇流面积较小的城市空间,例如建筑屋面、附属庭院、中小学校、居住小区等,构造相对简单,造价低廉,无须设计专门的底部排水沟渠。
2.2 雨水花园的结构
雨水花园通过植物的截留与土壤的渗透蓄滞作用,达到净化初期雨水污染、降低短时雨水径流量以及收集地面汇流雨水的效果。一般其结构主要分为蓄水层、覆盖层、植被与种植土层、人工填料层、砾石层等五部分。
第一,蓄水层主要为滞留和过滤雨水,同时将雨中的沉淀物留在该层。第二,覆盖层主要为提高土壤渗透作用和净化雨水,防止水土流失。第三,植被与种植土层主要为过滤与净化雨水,选择多年生植物,可短时间耐水涝。第四,人工填料层主要为渗水,其厚度应根据规划地的降雨特性、服务面积确定,多为0.5~1.2m。第五,砾石层主要为排除多余的雨水,由穿孔管排入城市管道中。
3 雨水花园的规划要点
3.1 雨水花园的选址
第一,规划建设前必须对场地进行适宜性评价分析。在选址前,应对土壤采样,进行性质分析实验,避免将雨水花园建设于土壤渗透性差、土质松软、保水量低的场地上,以免发生长时间的积水,对城市环境造成负面影响。第二,规划场地应具有适宜的汇水面积,能容纳短时骤增的雨水量。开工建设前,根据该地区相关室外排水技术规范计算场地内的雨水径流量,在城市低洼地带、易积水区设置雨水花园。例如,城市道路、广场等空间,以便于发挥对雨水的控制与利用作用。第三,不能对场地建筑以及其他基础设施造成损害。在开工建设前,应实地踏勘场地基础条件、周边环境特点,减少对基础设施的影响。例如,在居住区雨水利用系统建设中,选址要求距离主体建筑物至少3m,避免浸泡建筑基础。第四,规划场地应保留一定面积的地上或地下空间。依据场地内的雨水径流系数分析,确定雨水花园的建设规模。不同现状条件的项目,所需的雨水花园建设规模不同,留有足够面积的地上或地下空间,便于规划建设。第五,雨水花园的选址与后期维护对环境存在一定要求。例如,雨水花园的选址尽量设置于南向,远离高大乔木根系;场地高差系数小,减少人为施加土方量;控制周边污染源,保障雨水水质中等,降低对雨水花园内种植物的影响。
3.2 雨水花园的规模
在确定雨水花园建设要求后,应采用量化分析法对雨水花园规模进行测算。依据水量平衡分析法,对规划场地的地面雨水径流量、汇流量、蓄水量、下渗量等运用数学科学算法,推演出所需雨水花园的表面积。依据多次流量模拟测试实验,确定雨水花园的积蓄和下渗能力,以及应对暴雨强度测评系数,保证该规划地水文条件各要素值动态平衡,指导雨水花园规划方案的可行性与合理性。
4 结语
作为绿色基础设施的重要组成部分,零散分布的雨水花园所能发挥的作用有限。当代设计师需要建设更多优秀的雨水案例,完善绿色基础设施理念,增强普及性(下转第页)(上接第页)与应用性。雨水花园的建设需要推广到城市的各个角落,发挥各自特定的作用,促进城市生态环境的改善,应对水灾害,适应水环境,平衡水生态,以小见大,为现代海绵城市建设添瓦助力。
参考文献:
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关键词:海绵城市;立体绿化
中图分类号:TU986
文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)11002503
1 海绵城市建设背景
在城镇化进程过程中,城镇面积持续扩张及其体量不断增长,给城市带来了严峻的水资源问题。一方面城市用水量增加使地下水位不断下降,饮用水资源变得越来越紧缺;另一方面城区洪涝灾害频繁发生,严重威胁居民生命财产安全。在没有充足淡水补给情况下,如何充分利用雨水资源补偿日常淡水消耗将成为建设未来城镇生态的关键任务。
中央城镇化工作会议的讲话中强调:“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,建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。建设完善的城市雨水收集利用系统对于节约用水、蓄洪排涝、修复城市水环境,特别是改善缺水城市的生态环境、解决居民用水紧张、推动水资源可持续发展具有重要的意义。
海绵城市建设重点在于最大限度提高绿地系统的雨水调蓄、水体净化功能,旨在建造众多“海绵体”。因此,建设公园绿地成为海绵城市建设的重要途径,并结合周边水系、市政道路设施,在如何利用公园绿地、街头绿化吸纳雨水径流的基础上,为城市街区提供雨水滞留、缓释空间,为城市景观用水提供补给空间是建设海绵城市的核心任务[1]。
1.1 海绵城市的建设现状
为了有效解决城市街区雨洪内涝频发、地表径流污染带来的水资源流失与水生态环境恶化问题,发达国家最先按照自然排水方式提出可持续发展的雨洪管理体系,制定各种技术措施[2~4]。例如:英国建立“可持续城市排水系统”(SUDS)[5]管理降雨径流,实现城市水体的良性循环;澳大利亚针对城市水循环建立“水敏感性城市设计”(WSUD)体系[6];新西兰也在城市水体管理理念下,整合已有管理经验,发展建立了“低影响城市设计与开发”(LIUDD)体系[7]。
我国城市雨洪控制管理起步于20世纪80年代。在实施初期注重如何集中利用雨水,近年来雨水控制技术逐渐从利用发展到如何调控雨洪及实现污染水体径流控制。在2013年各级政府明确提出通过在中心城区建设下沉式绿地与城市湿地公园,提升城市绿地汇聚雨水与蓄洪排涝能力,同时兼顾城区地下水补偿与水体净化等生态功能。虽然在发达城市区进行前期探索,从实施效果看目前城市海绵城市技术的实践主要是构建湿地、潜流湿地对雨水进行局部收集与水体净化,尚缺乏整体规划和系统性设计,导致城市水资源匮乏。鉴于我国海绵城市建设初期出现诸多问题,住房和城乡建设部于2014年了《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)》。该技术指南从目标、指标、过程、手段、管理方面对我国海绵城市构建进行规范指导(表1)。此外,财政部陆续发出“关于开展中央财政支持海绵城市建设试点的通知”、“关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市的通知”,加大资金投入力度促进海绵城市建设。特别是党的十后中国多省份都掀起了建立海绵城市热潮,总投资超过数十亿元。
1.2 海绵城市建设技术措施
构建海绵城市实质是利用现存各类基础设施,添加各种类型的"海绵体"来提高城市的蓄洪滞洪能力。城市"海绵体"不仅涉及河、湖、池塘等地表水系,也包括公园绿地、建筑物、路面等城市基础设施。在雨水下渗过程中"海绵体"要完成滞蓄、净化、排水与回用功能[8],见表1。对于无法蓄存的雨水可通过市政管网将其排出,从而达到提高城市生态质量,根治城市内涝的目标[9]。
海d城市建设目标应达到三个生态功能,①降雨过程中能够及时消纳并存贮雨水;②通过海绵体渗滤提升存贮水质;③枯雨期可以充分回收利用存贮雨水。根据《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建》原则,各类低影响开发设施包括透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、调节池、植草沟、渗管/渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等[10]。总体原则是系统性地统筹自然降水、地表水和地下水分配关系;考虑其复杂性和长期性协调给水、排水等水循环利用各环节。具体做法是将城区分割成若干区域,各区域具备雨水立体化截留、消纳功能。
围绕各区域雨水截留消纳功能,区域低影响开发技术具体细分为截留技术、促渗技术和调蓄技术[11](表2)。其中,截留技术是利用基底材料或者结构的孔道曲折度,延缓雨水在材料孔隙网内径流速度,通过延长雨水汇集路径达到延缓径流目的的技术,例如利用绿色屋顶或者植物群落冠层截留等。地表促渗技术是通过优化地面材料或结构的连通性,让雨水在空隙结构渗透至场地底部,同时利用不同孔隙对下渗雨水进行过滤净化。如透水铺装和绿色停车场等。调蓄技术是指对储存一定量的雨水径流进行净化,当雨水储量达到设施饱和量时,多余雨水通过溢流口进入市政雨水管网。在干旱时储水设施可向周边绿地提供水资源,如生态沟、雨水花园、调蓄池、人工湿地等。 相比于传统的雨水径流收集利用技术,上述3种低影响开发技术,能够更充分地体现绿色建筑的生态性、可持续性、低能耗和低投资特点,在雨水收集利用中具有重要的应用前景。虽然区域低影响开发技术能够整体优化经济、社会及环境效益,但是低影响开发技术还不够完善,需要在如何利用控制雨水方面进行深入研究。
2 立体绿化的作用
由于城市人口稠密导致交通堵塞,热岛效应使众多城市面临环境危机。有研究表明,当绿化覆盖率达到30%以上时,城市热岛效应得到一定程度缓解作用;当绿化覆盖率达到40%以上时,热岛面积可减少3/4;当绿化覆盖率达到60%以上时,热岛效应将基本被控制。需要指出的是在城市土地利用率趋于饱和的情况下,预留较多空地作为海绵体是非常困难的。因此,进行立体绿化是实现城市绿化覆盖率大面积提高的重要措施和手段,可有效解决城市绿化用地的紧张状况。
与传统地面绿化相比,立体绿化注重在立体空间进行绿化覆盖。例如利用建筑物外墙、屋顶空间进行多层次、各种实际功能的绿化布设。这种做法将传统的二维消纳雨水模式(通过地面径流)转向三维多层(多阶段)消纳雨水方式。不仅延长径流空间,还美化居住环境。立体绿化场所涉及到屋顶花园、高层建筑和立交桥的立面、坑塘洼地湿地草地、下凹式广场、地下管廊系统、河道边坡绿化等。根据低影响开发原则,在场地开发过程中采用源头、分散式措施可以最大程度维持场地开发前的水文特征,并能有效提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力。
以屋顶绿化为例,在降雨过程中屋顶水会流入城市街道,最后汇集到排水管网。对屋顶进行绿化后,屋面植被和土壤的吸收和过滤能力增强,使雨水径流放缓。被吸收的水分将在长时间内通过蒸发作用缓释土层含水量,使城市水文循环过程从瞬态排放转向稳态释放。具体表现为在短时间内城市强降雨导致的内涝、洪水被消减。有研究表明在土壤基层厚度为250 mm条件下,其蓄水层(饱和储水)厚度可达100 mm,可以吸纳150~200 mm降雨量。当遭遇100 mm暴雨时,屋面植物、泥土蓄水层可以完全吸收降雨[12]。围绕立体绿化,还可以利用屋顶开发都市农业。这其中,不占用土地与道路,在少量投资前提下施工便捷。其可以增加农作物种植面积,降低建筑物散热量,缓解城市热岛效应,同时滞尘降噪,还可以消化一部分有机生活垃圾,减小垃圾填埋焚烧带来的二次环境污染。此外,屋顶农业同样可以延长雨水到达地面的时间,避免发生城市雨洪灾害。针对屋顶农业发展,还需积极使用立体绿化新材料、新技术。植物根系生长对屋顶防水会产生破坏,必须采用耐根穿刺防水基材。针对立体绿化种植基质使用改良土、有机基质、无机基质。排(蓄)水板材料使用塑料凹凸排(蓄)水板、格栅排水板、塑料纤维丝状排水板、陶粒等排水材料。
由于屋顶存在大量绿色植物,植物茎叶表面气孔可以滞尘、杀菌和吸收低浓度污染物及增加空气中负离子数量。据测算花园式屋顶绿化平均滞尘量为12.3 g/(m2・年),简单式屋顶绿化平均滞尘量为8.5 g/(m2・年)。此外,种植媒介(土壤)还可以衰减各种低频声波,植被茎叶则可阻止高频声波传播。试验结果表明种植媒介厚度为120 mm时种植屋面的隔音量能高达40 dB。比较浅的种植媒介也能隔离约10 dB的噪音。这样种植屋面系统可形成有效隔音屏障,减少建筑物内部的噪音,特别适合在机场、工厂等噪音大的场所应用。
3 结语
海绵城市建设不仅要完善市政管渠系统,还应该依靠现有自然水体系统,并尽可能恢复原始生态系统,将雨水径流和消纳存储有机结合,才能从根本上管理城区雨洪,提升水环境保护质量。
在海绵城市具体实施中,立体绿化是城市常规绿化的重要补充。立体绿化不仅能优化景观效果,缓解城市绿化用地紧张,减缓热岛效应,还能保温隔热,节约能源,滞留雨水,缓解城市内涝。城市建设只有因地制宜地进行规划设计,借助地方特色生态系统,才能真正发挥人工海绵体作用,创建优美城市生态环境。
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关键词:海绵城市;城市道路;系统化设计;绿化带设计;排水管道设计;排水沟设计 文献标识码:A
中图分类号:TU992 文章编号:1009-2374(2017)05-0133-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.065
对于海绵城市而言就是在建设城市中,发挥海绵一样的吸水效果,完善公园、道路、绿化、建筑等公共设施后,应用新型的排水方式,利用特殊的建筑结构,有效完成蓄水、渗水、净水等环节,同时对水资源进行管理,做好水资源的再生和重复使用等工作,保证城市和生态系统的稳定。
1 海绵城市理念下的整体设计结构
在进行海绵城市建设中必须完善以下三点内容:第一,建立低影响雨水开发体系,由于城市建设都是根据海绵体系建设的,因此通过一些特殊结构就可以完成雨水的渗透、蓄积和净化工作,这是一个有效循环的过程,可以最大程度上利用水资源,避免对水资源的浪费,除此之外,还可以调节雨水的径流峰值和径流总量,对一些污染地区进行处理;第二,完善管渠排水系统,该系统要和低影响雨水开发系统有效结合,共同对雨水进行收集、处理和排放,有效对雨水资源进行管理;第三,建立超标径流雨水排放体系,主要作用是对自然降水进行收集,对城市各个地区的水流进行调蓄,同时在特殊时候还可以做泄洪处理。通过上述三个系统的协同合作,能有效收集、管理雨水,避免雨水四处蔓延对城市造成影响,为了深入对这方面的内容进行理解,O计了海绵城市在城市道路建设运行结构图,附图如下:
2 海绵城市设计工作的重点内容
2.1 整体规划的重点内容
在建设海绵城市中要结合整体做好规划,避免设计不合理、水资源处理不当等问题。在建设的前期阶段有效利用自然环境十分有必要,根据城市所有的地理环境,在尽量减小对原有排水系统干扰的前提下,设计城市道路时要绕开天然的湖泊,做好城市道路的空间布局,同时做好与在建或已建项目的衔接,在道路两侧设计出天然的绿化带和人行道,有效滞留雨水,让雨水充分渗透到地下,让大地对雨水进行净化,这样形成的径流的雨水量会非常小,再通过其他设施的建设,有效对这部分水资源进行管理,避免出现径流水量超标等问题,实现道路低影响的建设目标。
2.2 设计城市道路路面的重点内容
一般在传统的道路路面设计中,要求路面必须倾斜1.5%~2%,这样在重力的作用下,降水会自由地流进排水口,建设绿化带时其要比路面高一些,有利于路面积水的流动,但是在海绵城市理念下进行路面、绿化带设计中,在建设路面时一定要存在一定的高低差,这样当遇到降雨天气后,雨水落到路面上,汇集成径流,由于路面设计中存在一定的高低差,这样雨水会直接向低路面的一侧流动,除此之外,进行绿化带设计中,在其下面设计了排水管,当遇到降雨后,雨水需要先满足周围绿化植被的需求,大部分水资源会渗透到地层中被植被吸收,还有一部分渗透到地下形成地下水,之后剩余的才会从排水管道中流出。另外,还可以将渗透装置安装到排水管中,在渗透装置的作用下雨水直接进入到地层中,有效对城市地下水进行补给,做好对城市水资源的管理。
2.3 设计道路整体结构层次的重点内容
为了有效管理城市水资源,相关技术人员分析得出可以通过三种方式进行路面积水的排放:第一,降雨导致雨水积累在道路表面,可以通过路面之间的间隙将雨水渗透到路面以下,有效排放出雨水;第二,长时间的积水会逐渐渗透到道路的基础层,而在道路两侧设置了排水管道,可以有效排出这些雨水;第三,路面积水直接进入道路基土层进行排放。对于前两种排水方式而言,可以有效降低道路表面的径流系数,达到海绵城市设计的要求,但是没有完成对路面的渗透作用,雨水不能滞留到绿化植被中,也不能有效对雨污水进行净化。海绵城市建设规范中对这方面有明确的规定,要求道路基层土壤的渗透系数不得小于7×10-5cm/s,城市道路的车流量非常大,而且很多道路的负载高,不能有效对积水实施渗透。传统方式设计人行道路的时候,预制混凝土是常用的材料或者会使用花岗石,但是在建设海绵城市理念的道路时,必须使用新型的透水材料进行道路的铺装,该材料有很好的透水性和透气性,有效降低城市地表热量的散发,在生态保护方面有非常重要的作用,在海绵城市理念建设中,要求所建设的道路渗水系数在1.0×10-3mm/s范围,地下水表面层和透水层的距离控制在1m以上,下面是不同路面的雨水径流取值范围,路面建设中可以作为参考,保证最终的建设质量。
3 城市中具体的排水设计要点
3.1 设计排水管渗透的方法
在排水管道中进行渗透设计时,要使用特殊的材料,材料一般表面存在很多孔洞,直径不超过10mm,有效对排水管道周围进行填充,该材料还设置了多孔层,可以对路面积水进行有效蓄积,这种新型的排水管有很好的协调性,透水效果好,占用空间小,但在使用过程中这些管体周围会堆积很多碎石,主要是雨水冲刷,运输车辆上掉落造成的,清理时非常困难,碎石容易将管体孔隙堵塞,如果不及时清除将会影响渗透效果。排水管道的设计贯穿整个城市道路工程,城市道路复杂,出现很多交叉口,排水管道铺设非常复杂,线路布置就显得较为冗长,因此在施工前必须经过严谨的设计,实地现场考察,各项数据资料都合格后才能进行城市施工,保证排水管道的排水效果。
3.2 设计排水沟的方法
进行城市道路两侧的排水沟设计中,必须遵循保护生态环境原则,在建设和设计时要了解当地的生态情况,让排水沟设计和生态有机结合到一起,避免相互影响而出现问题。设计排水沟时其结构层次依次是绿化植被层,土壤种植层,水分渗透过滤层,渗排水层,砂石层。这种结构的排水沟可以对道路雨污水进行过滤,对路面积水进行渗透,同时还能保护周围的生态环境,充分完成水源的循环再生利用。
3.3 设计城市绿化带的方法
绿化带的设计非常重要,可以保证城市路面排水顺畅,海绵城市绿化带设计时其中心一般比周围低,在绿化带中央位置设计溢流式排水口,这样就可以形成下凹式绿化带,有效排除雨水。路面的初期雨水会渗透到绿化带的土壤层中,为绿化植被提供水资源,剩余的雨水会通过排水管道排出,这种设计方式可以避免洪涝灾害的出现,保证土壤的整体渗透系数,当城市绿化通过雨水灌溉达到很好的效果后,植被的灌溉用水量就会相应的减少,节约城市中的水资源。
3.4 海绵城市的优势
传统的排水理念中主要是快速排水,将城市水资源排放到附近的河流和湖泊中,导致80%的水资源没有利用就被排掉,但是海绵城市设计理念,雨水可以渗透到道路路基层,对周围的绿化植被进行灌溉,合理利用了水资源,同时有效处理了雨水,对地下水资源起到很好的补充作用。由于人行道使用了透水透气材料,导致城市不透水面积减少,降雨后减小洪峰流量。当大部分雨水渗透到地下后,在道路避免形成的径流会变小,有效控制了径流产生的污染。在大雨过后,道路没有明显的积水,可以让司机驾驶得更加舒适。
4 结语
通过以上对海绵城市的城市道路系统化设计分析,发现想要达到理想的排水效果,在设计施工过程中,要求设计部门和施工部门相互配合,避免使用传统的雨水排放方式,利用绿化带、植草沟、排水管道、排水管道的渗透等,有效排出城市中的雨污水。海绵道路可以很好地补充城市地下水资源,减小洪峰流量,减轻排水系统压力,降低雨水径流污染,改善道路行驶安全性和舒适性,改善城市微气候,因此在以后有很好的发展前景。
参考文献
[1] 毛伟.基于“海绵城市”理念城市道路设计优化措施[J].工程技术(全文版),2016,(11).
【关键词】海绵城市;城市道路;路面结构设计
在城市建设中,城市道路占据着非常重要的地位。在城市化建设的不断推动下,城市道路面积越来越大。在当前建设城市道路的过程中,主要应用控制、利用雨水思想,忽视了生态保护,例如大量硬化地渗透能力较弱,洪丰雨季降水量大,容易积水,造成城市积水面积增大;同时,还有很多城市道路表面不透水,也会促进城市热岛效应的发生。此外,城市道路是产生径流和污染物的主要场所之一。因此,控制城市径流非常重要。
1海绵城市设计内容
1.1整体规划内容
海绵城建设要综合整体规划,避免设计不合理、水资源处置不当等。有必要在施工初期利用自然环境,根据城市地理环境,全面排除现有排水系统的问题,减少干扰,在城市道路两侧设计一条天然绿化带和人行道,有效的保留雨水,让雨水充分渗透到地面,让土壤净化雨水径流,所以雨水不容易积聚,然后通过其他设施的建设,有效管理水资源,避免径流量超标的问题,进而促进建设低影响之路目标的实现[1]。
1.2设计城市道路内容
在路面的一般设计中,传统的路面要求必须倾斜1.5~2%,所以在重力的作用下,降水会排入山体,绿化带的建设和道路的高度是有利于积水排放的。但基于海绵城市绿化设计理念的道路建设,必须有一定的高度差,所以当下雨时,雨落到人行道上,收集径流,山路在路面设计中具有一定的高差,使雨水直接流向低路的一侧。另外,绿化带、排水管设计,雨水能够满足大部分绿色植被的需要,水资源将渗入地层被吸收,有一部分渗入地下水后形成地下水,其余部分将流出排水沟。此外,渗水装置可以安装在排水管中,水分直接进入层内,具有渗水装置功能,有效补给城市地下水,管理城市水资源。
1.3设计道路整体结构内容
为了有效管理城市水资源,相关技术人员可通过以下三种方式对路面进行分析:①降雨导致路面雨水积聚,可以通过路面之间的差距使雨水渗透到下面的道路上,有效排放雨水;②基层长时间的水将逐渐渗透到道路上,排水管道布置在道路两侧,能有效排出雨水;③地表水直接进入路基土壤排放。对于前两种排水方式,可以有效降低路面径流系数,达到海绵城的设计要求,但没有完成对路面的渗透作用,雨水不能留给绿色植被,也可以污水净化无效。城市海绵施工规范明确规定,路基土渗透系数不得小于7×10-5cs,城市道路交通量非常大,道路负荷大,不能有效对积水进行渗透。在传统的行人道路设计方式中,预制混凝土是常用材料或使用花岗岩,但在基于海绵城市概念设计道路时,必须使用新的路面渗透材料,具有良好的渗透性,具有生态保护的作用[2]。
2机动车道设计
传统的机动车道设计主要采用无渗透路面,不仅使得路面容易积水,不能补给地下水,还会促进城市热岛效应的产生。道路渗透路面,提高渗透性,有利于地下水资源的补给,减少源头径流。可渗透路面,由于道路损坏防止雨水进入路基,应在上层沥青混凝土路面结构层底加铺不可渗透材料,雨水进入路面结构层,渗透顶面沿横向坡度排放到盲沟,进入路边的雨水检查井或分离区。道路纵坡坡度范围应控制在0.3~6%之间,渗透机动车辆的斜坡应为1~1.5%。
3非机动车道和人行道设计
目前,主要采用不透水路面形式进行人行道、非机动车道的设计,遇到雨天,容易使得路面湿滑,并且容易积水,进而降低道路的安全性与舒适性,并且阻止了地下水的补给。但是海绵城市设计理念建议通过透水铺装方式设计人行道、非机动车道,雨水能够向下渗,不仅能够补充地下水、减少路面积水,还能够对路面湿度、温度进行调节。若路基土的透水能力比较差,还可以通过增设排水管的方式提高其透水能力。此外,透水性人行道、非机动车道的纵坡最好是处于2.5%以下,横坡最好处于1.0~2.0%之间。
4路缘石、雨水口和路肩边沟设计
4.1路缘石
道路边缘作为城市排水设施,可分为扁平垂直石块和石块,平面边缘平坦,海拔高低,雨水径流至绿化带或雨中,站立石面较高比周围的水通过溢流,注意雨水的流动。传统的垂直路边不能使道路很快进入绿化带,为了解决这个问题,穿孔垂直边缘石头,石头和垂直间隙间隔型立式石头形式。
4.2雨水口
雨水入口是城市路面径流的主要收集设施,也是雨水收集的起点。雨口通常位于机动车辆或非机动车道边缘,经常因为雨水径流或道路清洁垃圾进入雨水,雨水严重堵塞,雨水收集效率降低,暴雨将导致城市淹水,产生非点源污染。为了解决雨水喷嘴堵塞的问题和水污染问题,除了传统的雨水除污拦截装置外,还可以设置污水拦截铁栅,取代传统的雨水炉排,方便清洗,铁排侧面可以打开,拦截吊篮可以拦截径流中的小污染物。除了道路,雨水出口广泛应用于沉没的绿色空间和生物拘留设施。如在绿化带排列在雨中,高度应在表面高程与下沉绿色空间之间的最低点之间,径流通过间隙垂直遏制污水拦截进入雨水过滤,雨水渗透主要在绿化带内或吸收饱和,其余雨水从雨水溢流进入市政排水管道系统[3]。
4.3肩侧沟
传统的水泥混凝土侧沟堵塞不美观,而且没有雨水净化功能,而使用沟渠可以解决这个问题,是一个草地景观植被表面沟渠,收集,运输,净化和排放的雨水径流。
5道路横断面设计
传统的城市道路设计是1.5~2%的斜坡排水斜路,雨水通过奥利维尔进入雨管系统,绿色引导石头一侧比巷道呈凸形。道路水平坡度优化分离后,雨水通过路面坡道为凹陷区域,浅层土壤饱和。多余的水通过炉排雨水收集雨水管中的井(高绿50~100mm)。雨水头可设有渗水井,收集的雨水通过渗水渗透到深层,并通过渗流填筑地下水。
6路面结构层设计
城市道路的传统路面结构通常采用不透水泥混凝土或沥青混凝土。据建设部颁布的“技术规范”和“渗透性沥青混凝土路面规范技术规范”,渗透砖、透水混凝土路面应符合道路路面功能规定,符合防水,防滑,防噪声等要求。随着水深的增加,多孔沥青路面通常分为三种:一是通过高孔隙度与相邻水层道路采水设施的形式与表层的组合;地表水进入表层(层)通过盲管进入附近的采水设施;穿过道路后的水面穿透。前两种降雨时减少地表径流,解决“排水”问题,但不能解决渗流、停滞、积水等问题。
6.1目前中国混合料设计方法的一般过程
目标集的外部因素;无效集选择合适的粗骨料分级,并确定最佳沥青。其中,OGFC混合料的孔隙度相对较大,难以通过马歇尔试验法确定最佳沥青含量。为了研究混合料,对国内外相关研究进行比较,结合中国的具体情况,应采取以下三种方法:结合马歇尔试验方法、飞行试验、混合物性能试验确定最佳沥青含量[4]。
6.2采用CAVF方法的渐变设计方法
20世纪80年代,美国经过一列的研究提出了Superpave沥青混合料级配设计。通常情况下,通过CAVF法设计OGFC沥青混合料,骨架孔隙结构可以进一步提高OGFC材料的孔隙度和耐久性,OGFC孔隙率处于18%之上,能够将自由水快速排放出去,同时考虑到车辙和水损害性能。CAVF方法使得渐变设计过程更容易进行定量评估,具有相对较好的工程操作。应用Superpave设计方法与此不同(根据经验,仍然较大)沥青混合料的分级设计更加标准化。但这项法律也需要完善。例如,将聚集体除以4.75mm的方法仍有待讨论。
7结语
本文基于海绵城市理念探讨了城市道路路面结构的设计,为了达到理想的排水效果,在道路路面结构设计过程中,应当基于海绵城市理念,避免采用传统排水方式,可以通过绿化带、草沟、排水管、排水管渗透等方式有效排放城市雨水。在理念下设计道路路面结构,能够补给地下水,缓解排水系统压力,减少径流污染,提高道路安全舒适度,改善城市气候,具有良好的发展前景。
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关键词:城市雨水利用;现状;措施
中图分类号 F299.24 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)04-0051-02
1 城市雨水利用研究现状
1.1 国外城市雨水利用现状 当今,国外对于城市水资源的研究比较广泛,尤其是日本、德国、美国等发达国家,非洲很多干旱城市如拜尼沃利德以及新加坡等东南亚的一些国家都采取了很多有效措施来对城市雨水进行开发利用,比如建立屋顶储水系统、建立雨水入渗系统、制定相应法律条例等。
1.2 我国城市雨水利用现状 我国的城市化进程正在逐年加快,与此同时城市水资源问题也日益凸显,水质污染、城市内涝以及地下水位下降等问题层出不穷,在破坏城市生态环境的同时也威胁着城市居民的生命财产安全,从而严重制约着城市的发展。我国对城市雨水利用的研究相对于其他国家来说尚处于初期,如北京、天津、大连、青岛等的典型缺水城市也只是停留在探索阶段,还没有形成一套完整的城市雨水利用系统,尚未出台有关于城市雨水利用的法律条例。总的来说,我国对于城市雨水利用的研究还有很长的一段路要走。
2 城市雨水利用的含义
城市雨水利用指的是降落到城市中的雨水被汇聚收集起来并通过净化之后加以利用的过程,它是缓减城市水资源短缺、减少城市内涝和改善城市水环境的有效途径[1]。可以将其分为直接利用和间接利用两个部分:直接利用可表现为通过收集储蓄雨水直接来加以利用,比如可以用于绿地灌溉、城市喷泉等;间接利用则表现为利用各种人工设施进行雨水渗透,使其渗入到地下水中,从而间接改善城市水环境。
3 城市雨水利用的效益分析
3.1 环境效益 首先,城市雨水的合理利用可以防止城市内涝的发生,我国现在正处在城市化的浪潮中,城市面积越来越大,导致原来的河流和湿地逐渐消失,之前可渗水的松软土壤被沥青水泥等不透水的材料所代替,因此当有强烈降水发生时,容易引发城市内涝。通过建立透水设施不仅可以缓解这个问题,也能够节省建立排水系统的部分费用。其次,城市雨水利用还可以丰富地下水。由于城市化进程不断加剧,城市人口不断增多,因而地下水开采过量,尤其是沿海城市,很容易出现海水倒灌、地面塌陷等问题。通过透水性地面等透水设施雨水会渗透到地下从而起到丰富地下水的作用,并且土壤还会起到净化雨水的作用。美化城市也是城市雨水利用所带来的效益之一。由于扩张的城市、增多的人口、加重的污染,使得水资源越来越短缺,很多以水为主要特征的景观都消失殆尽[3]。城市雨水利用可以对这些坏影响起到一定的作用。
3.2 社会效益 通过对城市居民宣传城市雨水利用的好处,可以增强人们的节水意识与凝聚力,产生一定的社会效益。人们逐渐认识到当前城市水资源稀缺的严峻形势,自觉参与到城市雨水利用的行列中来,不仅可以保护城市水资源,而且增强了大家的凝聚力。
3.3 经济效益 城市雨水利用可以节省排水费用,且雨水利用设施工程花费相对跨流域调水等工程来说较少。雨水利用设施工程的建立,可以避免每一次大量降雨之后所进行的城市排水工作的进行,即一次性解决所有的问题,且造价低。
4 城市雨水利用措施
4.1 加强对雨水利用的研究和应用,修复雨水的生态功能 城市雨水这个事情并不难,技术上要求也不高,经济上投入也不大,关键是转变观念,在规划之初就考虑如何处理雨水。修复雨水的生态功能主要是指对雨水进行汇聚收集再利用的过程。
4.1.1 先利用人工设施进行城市雨水的收集 如我国某些城市利用大面积集中雨水的要求来设计,可以利用屋面进行雨水收集,这对于高密度建设的城市来说无疑是一种比较实用的方法;对于公路来说可以将道路高程设计得较高(最好是高于陆地)并设置缺口,降水时水流可以顺着缺口流入道路两旁的绿化滋润植物;用透水砖将步行道或者停车场等场所铺设成透水地面等在如今的大多数城市也时常可见,这也不失为一种雨水利用的好方法。也可在此基础上对城市进行雨污分流,对城市雨水系统进行单独建立,从而对城市雨水进行更有效率地收集。
4.1.2 对收集的雨水进行利用 具体可分为以下3个方面:一是直接利用,它是指将收集之后的雨水加以净化直接使用,比如用来市民生活、浇灌绿化等等,可以稍微缓解城市用水的紧张;二是间接利用,它是指通过一系列透水渗水措施使得下渗到地下来补充地下水的短缺,具体可用透水砖等偷税设施进行建设,以解决因地下水超采所引发的一系列问题,通过此种举措也可以避免城市内涝的问题;三是综合利用,即二者合一、双管齐下,从而更加有效地改善城市水资源环境。至于怎么利用则要根据城市的具体情况来具体规划:例如青岛降雨量不大且有明显的季节分布,这种情况下只进行雨水的直接利用就显得得不偿失了,因而应主要进行间接利用,辅助以直接利用手段来进行该市的雨水利用。
4.2 制定相关的法律法规并加大执行力与监管力度 世界上雨水利用技术较发达的国家如美国早在1965年就出台了《水资源规划法》《雨水利用条例》等相关法律条例,德国也在1989年出台了雨水利用设施标准[2]。虽然近年来我国对于雨水利用逐渐重视起来,但至今仍未有全国性的相关法律文献的出台。因此,我国各级政府应借鉴国外进行城市雨水利用的经验来制定相应的法律条例,从而规范对雨水利用的具体标准,同时有关部门也要加大执行力并加强监管力度。
4.3 向市民广泛宣传雨水利用的重要性 我国城市居民大多数人节水意识较为缺乏,对于雨水利用更是没有什么概念,城市水资源浪费严重,因而向市民广泛宣传当前城市水资源所面临的严峻形势以及雨水利用的意义就显得尤为重要。雨水利用是城市建设的重要环节之一,应通过各种媒体、社区活动等形式及利用微信微博等网络社交平台进行宣传,并将其渗透到学校教育中去,使得社会民众逐渐树立起雨水利用的意识,让市民们无论是在工作还是在生活中都注意节约用水。
5 展望
城市雨水的利用是解决水资源短缺的新途径,也是实现水资源可持续利用的有益选择[4]。就目前情况来看,我国在城市雨水利用方面还处于开始阶段。“海绵城市”是城市雨水利用的良好体现,它的概念于2012年才在我国首次提出,并在2014年12月宣布了试点城市。“海绵城市”是一种非常形象的表达,由于海绵的物理特性被学术界和行业内所惯用,从而来比喻城市的某种吸附功能和吐纳雨水的能力[5]。它能够对环境的变化有良好的适应能力并可以最大程度降低自然灾害所带来的影响:降水过大时可以对雨水充分进行收集储存,降水过小时将之前储存好的水释放利用,使得城市化与生态自然化得到有机结合,最大限度地实现雨水在城市的蓄存。因此,大力推进海绵城市建设是未来城市雨水利用的目标。
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关键词:新型城市社区;节能;中水回用;垃圾分类收集
2015年11月,随着时隔37年之后中央城市工作会议的再度召开,体现了中央对城市工作的重视,也说明了城市建设的重要性以及问题的突出性。意在说明要城市建设的重点要放在细处,建设生态友好型、服务全面型、能源节约型的舒适宜居城市,使百姓生活更加幸福。而经过几十年的城镇化建设,各大城市已出具规模,以社区为单位的城市规划最为常见,社区以其相对独立性和有专门的物业团队管理的特点,成为新型城市建设的着手点和出发点。
1绿色建筑小区的节水系统
沧州地处华北平原东部,地下水严重匮乏,水资源紧缺问题突出,对于城市用水大户的居民建筑小区,如果能够合理的利用中水资源,将大大提高水资源利用率,缓解城市用水压力,保障城市经济、社会、环境协调发展。1.1中水回用系统绿色建筑小区给水系统可分为两条管线,一条管线来自于城市自来水给水管网,供给居民洗衣做饭等日常用水使用,另一条管线来自于小区自建小型污水处理设备处理后的中水,可用于居民冲马桶、拖地、浇花等水质要求不高的场所使用,用户可根据自身情况选择使用自来水还是回用中水,相对来说,使用中水的费用要低于自来水费用。同时,小区自建小型污水处理设备可用于小区及建筑周围绿化用水;景观用水,包括湖泊、喷泉及瀑布等;喷洒道路用水;消防及洗车用水等。《建筑中水设计规范》提出,建筑中水水源的选取种类及顺序依次是沐浴排水;盛洗排水;空调冷却系统排水;洗衣排水;厨房排水;冲厕排水。在城市的建筑小区中,一般可分为优质杂排水、杂排水和生活排水三种。居民生活产生的污水,包括沐浴排水、盥洗排水、洗衣洗菜排水等优质杂排水,进入到小区地下建设的污水处理设备中进行处理,该处理产生的污染物为剩余污泥,该污泥部分可作为有机肥料填埋进小区绿化带中,剩余部分可设置管道定期排入小区内化粪池当中,进行厌氧水解酸化处理,这样建设的社区基本能实现生活污水的零排放。1.2经济效益分析该系统相比传统的小区新建了一个污水处理设备和一套中水供给系统,建设费用可以划归居民的房价当中,后期运行费用可以从用户使用中水的费用中获得,百姓从这里多交的钱,完全可以从省下的水费中补偿回来。长期使用的话,甚至能够实现盈利。(表1)1.3雨水收集系统海绵城市正作为新的城市生态建设理念改变着城市面貌,目前基于海绵城市理念的建筑小区雨水控制技术一般包括屋顶绿化、植被浅沟和下凹绿地、渗透性铺砖、雨水花园、景观水体调蓄池、雨水断接、渗透沟等。沧州地区的降雨量最大值和最小值相差4倍,一年中汛期(6~9月)的降雨量约占全年降雨量的80%,且多暴雨,7、8月份2、3场降雨量即可达年降雨量59.6%。对于沧州地区的高层建筑小区,屋顶有放水处理,可采用屋顶雨水收集系统,雨水通过管道进入过滤系统、贮存系统和回用系统。同时,小区绿地可采用植被浅沟、渗透性铺砖以及景观水体调蓄池等实现雨水的存储,存储下来的雨水一方面可以作为绿化灌溉的补给,一方面可以通过管道进入屋顶雨水过滤系统,经简单处理实现雨水的回用,可用作小区绿化灌溉、冲厕所、道路清洁等用水。对于一个4000人口的小区,占地面40000m2,绿化率40%的建筑小区,全年平均降雨量约550mm,可收集雨水8800m3。
2社区化的垃圾分类回收系统
解决垃圾问题的关键在于如何将生活垃圾“减量化、资源化、无害化”,而生活垃圾有效的进行分类则成了其“减量化、资源化、无害化”的先决条件。2.1生活垃圾分类回收设备一种应用于社区的互联网+垃圾分类收集的垃圾箱,可以实现指导垃圾分类、自动称重、确定奖励金额、反馈存储状态等方面的功能,可有效提高居民参与度,还可提供部分就业岗位,是一种新型的废品收购模式。这种垃圾箱包括箱体、箱门、基于云计算的可视化交互平台、检重秤、图像采集设备和遮雨板。如图所示,每个箱体上均设有电磁阀控制自动开门的箱门;基于云计算的可视化交互平台,该平台主要由4部分组成:资源层、应用层、用户访问层、管理层;用户交互平台下端设检重秤;检重秤与交互平台相连,称重结束后将结果通过信号反馈给平台;检重秤内设图像采集设备,称重的同时完成垃圾图像的采集并传递到交互平台,进而提交到服务端;遮雨板位于整个箱体上方,具有遮阳挡雨的作用。具体操作如图1。2.2餐余垃圾垃圾之所以要分类,就是要将餐余垃圾与其它固体垃圾分开,以减轻后期处理的难度,餐余垃圾的特点:含水率高,易降解,具有高营养物质,如果居民按照上述办法,已经将能够回收来的废品按照产品上说明的办法回收的话,剩余的生活垃圾大部分就是餐余垃圾,上述智能垃圾箱两旁会各设一个垃圾桶,盛装餐余垃圾和其他垃圾。收集起来的餐余垃圾可由管理人员送往有机肥料厂等进行除油、堆肥处理,产出高质量的有机肥,回用到耕地中,实现了餐余垃圾的资源化处理。其余垃圾包括餐巾纸、尿不湿、卫生间用纸等可送往热电厂燃烧,该类物质易于燃烧,且热值较高,产生的热量可以再次得到利用,进而实现垃圾的资源化处理。
3结论
新型城市社区节能模式就是要通过技术水平的提升和结构模式的转变,遵循节约能源和资源,无害化、无污染、可循环,因地制宜的原则,实现水资源节约化、垃圾资源化的和谐社区环境,为社区居民提供良好环境的同时,探索一条新的可持续发展的道路,开创城市建设的新格局。
作者:郭幸丽 左仲善 孙 超 田志民 单位:河北水利电力学院
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