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关键词:城市道路;海绵城市;透水路面;绿地
近年来,全国多个城市频遭雨袭击,引发严重内涝。城市发生内涝,从根源上说,是大量硬化的建设和建筑减小了雨水下渗,增大了地表径流量,造成了雨天全民“看海”的模式。当雨水地面径流量得到有效控制时,城市内涝现象将减少。海绵城市建设理念正是通过“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针,统筹解决城市内涝、雨水资源化利用等多个问题。
1 海绵城市建设理念
海绵城市就是能够像海绵一样吸水的城市,具体来说,就是在城市内布置若干地块,用吸水材料建设,作为海绵体,平时是市民的休闲、生活区域,暴雨的时候就作为蓄水的地方。无论是道路、公园、绿地还是树林、湿地,都能吸收大量雨水。这样,可以把水消化在本地,避免汇集到一起形成洪水。当大量的雨水都被海绵体吸收之后,城市的积水也就无从谈起。那些被海绵体充分吸收的雨水还可以再次利用,如浇花、洗车等,在一定程度上可以缓解水资源紧张局面。
海绵城市把雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水紧密结合,统筹考虑内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目标。海绵城市建设既要实现生态目标,也要满足城市功能。因此,其建设必须要以建筑与小区、绿地与广场、城市道路等城市基础设施作为载体,规划、设计、施工及工程管理等各部门、各专业统筹配合,突破传统的设计理念,通过多种生态化技术,构建新型生态系统。
2 市政道路建设在海绵城市建设中的重要性
市政道路是城市空间的重要组成部分,在不断加快的城市化进程中,道路硬化用地面积能占到城市建设用地面积的15~20%。道路面积如此广泛,道路路基范围收集到的雨水量非常可观。如果能在保证道路功能的基础上,采用更为生态的设计方式,就近收集道路径流作为地下水、路边绿化带的补充水源,对推动海绵城市建设有着非常重要的意义,有利于修复城市生态环境,还可以带来综合生态环境效益。
3 海绵城市理念下市政道路的设计
市政道路建设提出“海绵+城建”的加法理念,在满足道路基本功能的前提下,海绵为主,所有配套设施一并建设。这种做法既能提升居民满意度,也能带来综合生态环境效益。在这一理念下,保定市将恒源路作为试点,进行海绵城市道路设计。
恒源路位于保定市北部,为东西向的城市次干路,道路红线为50米。道路红线北侧主要为居住区以及规划为居住和商业金融用地的基本农田;南侧为植物园以及学校。项目定位为海绵城市道路,同时结合道路两侧打造景观带。
3.1 道路横断面的设计
在满足道路功能的前提下,道路横断面尽量布置较宽的绿化带(生物滞留带),道路范围内的雨水可快速汇集入生物滞留带内,有效减小地表径流量。以恒源路为例,横断面形式为三幅路,由中央向两侧依次为:机动车道24米+绿化带2×4.0米+非机动车道2×6.0米+人行道2x3.0米。其中,道路绿化带设计为生态滞留带;道路北侧的红线外设计为下沉式绿地与现状铺装衔接;道路南侧的红线外结合植物园景观设计为植草沟,与植物园一起形成路边景观带。
3.2 道路路面材料的选择
为城市建设需要、改善生态环境,2012年建设部先后了《透水沥青混凝土技术规程》和《透水砖路面技术规程》,规范规定透水混凝土路面应满足道路路面使用功能,并满足透水、抗滑、降噪要求。海绵城市建设的设计理念中,也提出了选用透水路面的方法。
3.2.1 车行道路面。车行道可选用透水沥青路面。透水沥青路面又分为全透水式沥青路面和半透水式沥青路面。全透式沥青路面,即透水沥青面层下不设防水层,沥青下面层、基层均为可透水层,地表降水最终渗入路下土基。这种结构主要应用在园路、广场等处,在市政道路车行道中应用较少。
3.2.2 人行道路面。人行道可以采用透水砖铺砌,基层采用透水混凝土铺砌,垫层采用碎石层。
透水人行道具有多孔结构,自然降水能迅速透过人行道到达地表,适时补充地下水源;发挥土壤调节城市温度和湿度的优势,消除城市热岛效应;由于表面粗糙,透水性高,路面不积水,可有效提高行人安全性。
3.3 生态滞留带、生态树池的设计
滞留式绿化带和生态树池设有种植土,种植土的下部依次设有过滤土层和砾石,砾石的下部设有渗水管,种植土的上部设有陶粒。这样的布置结构能使渗透管发挥巨大的作用,使土壤长时间保持湿润。建议将绿化带做成低于车行道5~10cm的凹型形式,以便于收集雨水,在绿化带下方设置碎石盲沟,在盲沟底面,超过路基工作区深度范围后设置碎石层,反向路基底渗流。考虑凹形绿化带可能对车辆通行造成的安全隐患,在绿化带周边加设低矮栅栏。
3.4 其他低影响开发措施
3.4.1 下沉式绿地。下沉式绿地典型结构为绿地高程低于周围硬化地面高程5~25cm左右,雨水溢流口设在绿地中,雨水口高程高于绿地高程且低于硬化地面高程。下沉式绿地可以在道路、广场、停车场等周围设置,用以汇集周围硬化地表产生的降雨径流,截留和净化雨水径流,超过绿地蓄渗容量的雨水经溢流口排入雨水管网。下沉式绿地可以起到削减径流量、减轻城市洪涝灾害、增加土壤水分含量的作用。
3.4.2 植草沟。植草沟设计包括雨水花园、雨水湿地等生态雨水设施。通过采取与亭台、堆土等结合的方式形成微地形景观,增加植草沟的可达性、观赏性与实用性。种植植物优先选择具有一定耐涝性的乡土植物,采用乔、灌、草结合的多种群落结构,形成季相变化丰富的绿地景观。恒源路道路南侧红线外37米范围内设计为植草沟,与周边的植物园衔接,形成广阔的景观。植草沟本身具有渗透功能,在降雨较大或高坡绿地渗透饱和时,来不及下渗的雨水会顺坡汇入植草沟,水借助纵坡沿植草沟流向下游。
4 结语
住房城乡建设部组织编制的《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建(试行)》于2014年10月实施,为深入开展海绵城市建设提供了指导和依据。低影响开发雨水系统建设涉及到整个城市系统,应该通过当地政府把涉及到的规划、排水、道路、园林、交通、业主、施工单位和其他单位协调起来,明确目标,落实政策和具体措施。力争做到城市像海绵体一样,遇雨吸水、蓄水,需要时“释放”利用,实现雨水资源化、涵养地下水、减轻城市洪涝和排水系统压力、改善和修复城市水环境。作为城市的建设者,需及时汲取设计新理念,并在工程项目中合理运用,把我们的城市建设的更加自然、更加生态。
参考文献
[1] 海绵城市建设技术指南DD低影响开发雨水系统构建[S].
【关键词】海绵城市 对策思考 福建省
继厦门成为我国第一批海绵城市试点之一之后,在2016年海绵城市试点审查中,福州排名第一,成功地成为我国第二批海绵城市试点之一。对于福州这样一个逢雨必涝的城市,建设海绵城市更是势在必行。
一、海绵城市新概念
海绵城市这个叫法源自于业内和学术界的一个表达方式,就是用海绵来描述一些具有吸收能力的城市,这几年更是用海绵这个概念来形容城市或土地具有吸收调节能力。海绵城市是一个比喻,用来表示形容可以合理开发利用城市降雨的一个系统,意思是有雨水的时候,城市就如海绵吸水一样,可以对雨水进行接受、保存、过滤,并使雨水更加干净,这样就可以对地下水进行自然补给,促进水资源循环利用。在干旱季节里,通过排放地下水库的水,达到缓解干旱、补充城市水资源的功能。
原有的城市设计的雨水排放,主要是采用排水管和集中污化处理的方式来处理雨水。新型海绵城市更注重于采用多种方式排放回收雨水,比如采用绿地排水沟、凹式绿化带和其他更自然的方式来促使雨水的快速消散和回收利用。因此要积极促进城市建设绿色环保建筑,绿色环保建筑是海绵城市建设的根本基石。从每个小区开始,建设各种下沉式绿化带和雨水排放花园,房屋屋面也可以设置排水收集系统,同时辅助建设各种小型储水装备,这些都有助于促进雨水的排放回收,达到对地下水进行补充的目的,总之就是利用各种方式把整个城市建设得更为绿色环保,更好的对水资源进行回收利用。
二、如何建设海绵城市对策思考
(一)制定适合我省特色的政策,为海绵城市建设提供政策支持
首先要制定一个适合海绵城市建设的可持续发展的政策架构,因此要做一个整体的规划设计,从整个的政策法律体系、以及具体的财政税收政策、还有整个行业产业的管理、以及相关产业的结构调整,甚至到技术人才的培养,整个社会的参与程度等等都需要通盘考虑。海绵城市建设很有发展潜力,但是必须要有具体政策和实施措施支持,否则这个工作难以开展和维系。所以要借助水资源管理体系改革机遇,根据海绵城市建设制定相关的配套政策措施。首先进行水资源的调查和立法工作,进行汇总总结之后,积极构建整个水资源管理和使用的政策方案,可以从如何实施保障、如何划分责任、如何筹集资金、如何进行制度管理这几个方面着手,建设完善的水资源法律和政策体系。要从立法规划指导的基础做起,建立水域管理法规体系。省级管理应当抓住海绵城市建设概念,对全省的湖泊、江河流域、森林水系进行范围标识管理。各级县市要根据海绵城市建设的理念来指导城市建设规划,根据这个整体建设规划制定具体目标,在城市建设中留足生态透水绿地,尽量减少硬化地面,保护好城市的原生水生态系统。我省应以国家的《海绵城市建设指南》为指导,制定出一套符合国家标准的海绵城市建设方案,与之相适应的是要制定适当的政策鼓励建设新技术的应用研究和开发,在建筑行业推广先进施工技术和新型的建筑材料,努力培养出和海绵城市建设相关的新兴产业和先进企业,实现城市建设的供给侧改革,改善城市居民和城市水系的关系,实现和谐发展。
(二)加快城市生态文明建设,促进海绵城市建设发展
近年来,我们的城市扩张速度很快,同时城市的地面硬化程度也在不断增加。因此有必要对此进行约束,可以采取措施逐年减少硬化地面,同时根据这个措施制定一个相应的年化指标,并且每年进行考核。对发展中的农村也要进行地面硬化指标管理,避免在城镇化工程中盲目加大地面硬化程度。
福建城市比较多丘陵、山脉,城市水系发达,因此疏通河道尤为重要。利用自然下沉式绿化带可以尽快疏散雨水,因此可以在城市多建立下沉式的绿化带或者绿地。完善城市下水道建设,城市下水道被称为“城市的良心”,因此看不见的隐蔽工程尤为重要。我们大多数城市的下水道建设很落后,所以可以在城市建设地下管廊,铺设大直径管道排水,同时铺设电力、电信、自来水、燃气、广播电视等等市政部门的专用管道,这样可以避免重复开挖路面,同时提高了消防抗灾能力。
(三)引入创新技术为为海绵城市建设提供技术支持
海绵城市建设是一个全新的理念,因此有必要引入创新技术进行城市建设,如在污水处理问题上可以加强对雨水的收集和净化,可以采用一些生物净化的办法,或者通过对雨水的过滤来净化雨水,达到雨水回收的目的,可以建立一些制度来实施。对城市污水的处理也要尽量要就近处理。因此,有必要建立雨水的回收利用系统,利用城市的建筑屋面、道路排水、以及城市的各种绿化地带、还有公园绿地,对雨水进行收集净化回收利用,同时把原有的城市水系重新恢复,比如城市原有的内河、水渠、池塘、湖泊,都应该重新修整重建,这样可以有效解决城市热岛效应问题。同时要注意对城市的地下管网进行维修检查,避免因强降雨或者其它地质灾害造成损失。推广这些新技术建设海绵城市,可以改善地下水资源,改善土壤环境,减少城市生活和工业污水的排放,从而改善整个城市的水资源状况。
因此要建立全民惜水的社会环境,让大家都意识到水资源的重要性,并且从立法上开始建立对水资源的保护和规范节约使用的制度,同时要鼓励大家有全民监督的意识,让大家都参与到对水资源的保护利用的事项中来,甚至从水资源的规划开始就应有专门的组织监督建设,除了合理保护利用水资源,还可以引申出相关的亲水产业和亲水文化,丰富城市文化生活。
(四)建立健全投融资机制,为海绵城市建设提供资金支持
海绵城市的建设离不开大量资金的投入,除了财政补贴的支持外,应当大力利用市场的投融资功能,可以向社会市场融资融券,比如发行中长期债券,采用PPP模式,为建设海绵城市提供资金支持。建设海绵城市离不开社会的支持,因此要对现有的城市投融资模式进行创新,政府对这些公共项目的建设除了进行政府投资外,也可以对社会资本进行引导进入,政府加强监管监督,促使海绵城市建设顺利完成。
(五)学习借鉴国外先进经验,建设有福建本土特色的海绵城市
国外对于海绵城市的建设有相当多的经验,因此我们可以借鉴国外的先进经验,形成我们自己的特色。例如在英国这个比较缺水的国家,政府就鼓励建设各种雨水收集设施,同时也注意提高大城市的排水能力,政府积极鼓励市民们在各家各户的屋顶上花园里建设各种雨水收集设施,对一些大型的公共建筑和商业建筑,也建设雨水收集设施,这些都可以很有效地解决他们的水资源收集利用问题;法国是一个降雨比较多的海洋性气候国家,因此他们更注重对洪涝灾害的防治和对雨水进行收集处理循环使用,因此他们更注重对城市的海绵化建设,只有把城市建设成了注重生态循环的海绵城市,才能解决了洪涝灾害又合理利用了雨水资源;日本是一个绿色国家,东京这个大城市就遍布各种公园,适合各种需求,为了保护这些城市绿色空间,日本制定了大量的相关法律和法规,可以长期有效的保护这些绿色空间,大量的绿色空间不仅净化了空气,而且还极大地保护地下水资源。这些经验对我们都很有实际借鉴意义,我省在建设海绵城市中,可以综合考虑参考这些经验,根据实际情况,建设有本土特色的海绵城市。
参考文献
[1]肖化顺.城市生态廊道及其规划的理论探讨[J].中国林业调查规划,2015.2.
关键词:海绵城市;技术分析;问题与对策;生态环境
我国的城市经历了许多年的发展,城市的面貌正在逐步的革新,城市建设内部隐藏的弊端也逐渐凸显。在城市开发和建设过程当中对于资源的不当利用,城市生态环境每况愈下。海绵城市理念的兴起正是可持续发展观念指导下的新型产物,体现了人与自然和谐相处的美好愿景。文章首先分析了国内海绵城市建设过程存在的问题,随后针对具体的问题提出相对的解决措施,以此为国家顺利建设生态文明的海绵城市提供指导。
一、海绵城市建设过程中存在的问题
海绵城市的建设关系到城市的生态建设,关系到社会的可持续发展,由于每个城市自身自然条件的不同,在建设的过程当中难免会遇到这样那样的问题,值得进一步的分析和研究。
(一)“绿色海绵体”稀缺现象严重
就当前我国许多大中城市现状来说,都面临着“海绵体”不足的现象。深究其原因,必然与我国当前过热的房地产市场相挂钩。出于逐利的本性,越来越多的房地产开发商加速了土地的地产流向,房地产自身的价格远远高于价值,土地价格哄抬而高。各种商业用房层出不穷,城市的绿地规划正在逐渐的减少,硬质地面土地的数量正在逐步的增加,可以吸水的绿色海绵体严重稀缺,国内海绵城市的建设缺少了基础性的保障。
(二)相关的法规政策支持不完善
海绵城市的建设是国家近些年来提出的一个比较新颖的理念,作为一个新生事物,很多城市当前还处在试水的阶段。每个城市自然条件存在着巨大的差异,很多的政策法规的实行也需要逐步的推进,在建设的过程当中地方应该结合自身的实际状况,对海绵城市的推进进行适时的调整。当前海绵城市的建设还缺少统一的政策法规的支撑和引导,缺乏统一的行业标准的制定和统筹,建设过程仍旧无章可循。
(三)社会公众对于海绵城市的认知尚且缺乏
由于先天自然因素和后天利用不当等原因,我国长期以来都是一个严重缺少水资源的国家。在遭受雨水等自然灾害的时候,很多人并没有意识到雨水泛滥所导致的灾害,如何有效的将雨水变成进一步可以利用的水资源,人们对此的认知程度还不够深刻。当前的海绵城市建设还仅仅局限在政府自身的观念当中,广大居民百姓对此认识仍然不够深刻,对于海绵城市的建设进程会带来一定的阻碍因素。
(四)相关的科研支出和研发水平相对滞后
海绵城市是一个新型的观念,我国对此的认识和利用起步比较晚,没有形成一个系统的发展模式可以加以推广,对很多模式的利用也是借鉴国外一些城市的做法,还需要“摸着石头过河”。科技水平相对来说比较滞后,缺乏专业性的技术人才,与此同时,资金投入也不到位,融资渠道相对单一,这也给海绵城市的建设带来了不小的困难。
二、海绵城市建设过程的应对策略
(一)统筹规划,加大“绿色海绵体”的建设
前文指出,当前我国商业地产开发过热,“绿色海绵体”相对稀缺,给海绵城市的建设带来了巨大的困难。要切实的解决好这一问题,城市就要立足于自身发展的实际,做好整体规划和建设,减少商业用房的建设,不断的增加城市绿地诸如小公园、湿度面积。保障城市有充足的海绵体可以对雨水进行吸收,增强土地的渗透能力,实现雨水的再回收和再利用。
(二)加强相关政策法规的制定,保障海绵城市建设有章可循
在建设海绵城市的过程中国家应该加强引导,完善政策纲领的指引,对海绵城市进行规范化、合规化的设计,将城市建设纳入绿色发展的战略框架,保障海绵城市建立有章可循。政府可以适当的制定一些强制政策,指标化海绵城市的设计规格,引导海绵城市的建设走向规范化、产业化发展的道路。
(三)加大普及力度,增强社会公众意识
长期以来固有的城市发展模式禁锢了城市自然生态的发展,海绵城市的推广和普及迫在眉睫,但是当前我国社会公众对于海绵城市的认知程度还比较低,很多公众仍然没有意识到水资源合理利用的重要性。在海绵城市理念创立发展的初期,由于自身规模等原因的限制,经济效益比较小,更多的是社会效益和一些生态效益,因此很难全面的调动社会全局的积极性,政府可以引入一些奖罚措施,增强海绵城市创立的效益。
(四)加大科研资金投入,切实提升研发水平
海绵城市在我国的发展还任重道远,国家应该加大对其资金投入力度,加强政府补贴,拓宽融资渠道,鼓励先进技术的研发,采用新技术新设备,加强对相关技术人才的培养。同时我们国家应该积极的借鉴西方发达国家海绵城市发展的模式,加以吸收和利用,建立示范性海绵城市工程,最大程度的保障城市生态安全。海绵城市的建立和发展是追求城市发展和自然和谐发展之间的一项平衡,是新兴城市规划的一项重大尝试。要想真正的实现雨水滞纳,实现雨水资源的充分利用,建设海绵城市,必须针对其存在的问题逐一解决,加大绿色海绵体建设,完善相对应的法律法规政策,加大社会普及力度,合理化资金融入渠道,切实推进好海绵城市的打造,利用好水资源,推进城市的可持续发展。
作者:高继坤 单位:芜湖城市建设集团有限公司
参考文献:
[1]刘飞、王岩:海绵城市建设的难点与技术要点分析[J],园林科技,201(504)
[2]鞠茂森:关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考[J],水利发展研究,201(503)
关键词:海绵城市;雨水系统;低影响;结构;开发;保护
引言
城市建设的现代化程度,直接反映了经济建设的现代化程度。在城市建设中,城市规划对于城市建设的总体水平具有重要影响。在现代化城市建设中,虽然城市建设的总体水平有了一定程度的提高,但是,在遇到自然灾害的时候,就会直接考验城市建设的基础性工程。优化排水系统,建设海绵城市和低影响开发雨水系统,是解决城市水循环问题的关键。海绵城市建设与低影响雨水系统构建,是新时期城市建设的重要目标,是解决城市综合性治理和提高城市应对自如灾害的重要思路。
1.系统模式构建的目的和意义
现代化的城市需要建设具有自然净化功能的设施,需要将水的循环纳入到自然的保护范围内。城市水系统建设需要与城市规划,排水设计和道路交通以及园林建设等方面紧密结合。海绵城市与低影响开发雨水系统是提高水生态环境的必要工程,是构建城市发展进程的重要内容。系统模式采用的技术中,既有工程性的开发建设方法,也有非工程的开发建设措施,其核心目的就是保障城市用水安全,有效利用水资源,合理对待地理条件,防止城市水灾害。系统的整体设计为组合系统,具有多种功能,能够提供多项水服务,是城市总体规划与建设的重点工程。
2.海绵城市和低影响开发雨水系统解析
2.1海绵城市建设的理论
城市化建设需要把生态文明理念放在首位。海绵城市的提出,就是从生态文明的角度对城市建设与环境资源进行了一定的设计。海绵城市实际上就是指城市要像海绵一样,能够具有适应环境变化和抵御自然灾害的弹性,在下雨的时候,既具有雨水存储的功能,也具有雨水释放的功能。在设计系统工程时,要充分利用自然的途径,同时与人工措施相结合,最大限度的实现雨水的合理存储和科学净化。海绵城市系统建设要把自然降水,地表水和地下水进行设计上的区分,让水资源形成一个完成的循环系统。海绵城市建设能够保护好河流与湖泊,对坑塘与沟渠都有一定的帮助。在建设中要对自然水文特征有充分的了解,对生态环境进行细致的修复,保障水体和自然环境的稳定状态。在开发建设中,对雨水系统和排放系统进行与城市建设的匹配,在存储和调节,传输与净化的过程中,控制好总流量和各个阶段的峰值,将收集与排放系统有机对接,按照标准形成系统构建。海绵城市是系统化的构建过程,需要掌握好建设的理论与原则,更要做好必要的监督。
2.2低影响开发雨水系统的设计理念
低影响开发实际上就是指在开发水系统的过程中,要保护好场地的水文特征,是一种低影响的设计理念,也是城市建设中当前采用的有效方式。低影响开发的核心理论就是维护好开放前后的水文特征,在径流总量、峰值流量和峰现时间上,能够保持一定的稳定性。我国城市开发过程中,开发强度较大,对水文特征的破坏也很大。在低影响设计中,要采用分散式的源头削减措施,是开发前与开发后的峰值流量保持不变。这点与国外的一些国家存在一定的差异,这是因为国外的开发中,一般没有高强度的开发,对水文特征的影响较小。低影响开发需要与多个部门进行联系,例如道路交通部门,建筑与城市规划部分,园林与排水部门,水文管理部门等。低影响开发是各个部门联动的机制。低影响开发的技术性要求很高,需要从设计的源头入手,在建设的中期和末期,都要给予设计与建设上技术性推进。低影响开发雨水系统是保障城市具有海绵功能的重要设计理念。
2.3海绵城市与低影响开发雨水系统的构建方式
海绵城市与低影响开发雨水系统的构建是一项系统性的工程,在设计和建设中,需要对城市各个层级和相关的规划进行目标性的设计,也需要对规划控制的指标进行内容上的界定。在开发设计中,要从横向和纵向对设计进行规划,在建设中,考虑建筑的年限与类型,小区建设的整体情况,道路的设计,绿地与广场之间的关系,水开放的空间和封闭的空间进行充分的了解。在低影响开发雨水系统上,控制好目标与规划,利用好气候和土地的自然条件,对低影响开发雨水系统的流程和设计进行组合式的统一。在建设中,要掌握好经济技术分析的成果,对设计方案与现实情况进行比对。低影响开发雨水系统的建设是在城市正常运行的前提下进行的工作。这就需要在构建的同时,要保证好城市建设的基础性产业运行,在构建的过程中,降低对正常生产要素的干扰。
3.系统模式应用的具体规划与区域建设
3.1对城市进行总体规划
3.1.1明确重点开发区域
每个城市的水文地质条件都不同,在水系统的功能布局和地质特性上,具有短期的规划和长期的规划。在进行开发设计时,要把重点区域进行一定的控制,在保证综合治理的前提下,对重点区域的年径流量进行控制。这是总体规划中必要的工作。
3.1.2保护好敏感区域
在城市规划中,是生态的敏感区域分布在城市的各个角落。对敏感区域要实行禁止建设和限制建设的划分。低影响开发雨水系统与城市雨水灌渠系统要实现整体上衔接,这是该项技术应用的前提条件,也是各个系统之间形成对接的基础。保护好敏感区域,就使得其他区域的建设更具实力,就会保证建设的稳定性。
3.1.3合理控制地表形态
城市规模的扩大,会促进城市空间的增长,在低影响开发水系统的建设中,就要明确城市边缘,以适应城市扩大后的水系统情况。要对土地面积有一定的认知,要对透水和不透水的土地进行了解,要掌握地表径流的情况,对地形和汇水分区进行必要的认知。在保证自然径流通道畅通的情况下,延长汇流的路径,控制径流的雨水量。
3.2实施水系专项规划
3.2.1明确水系的保护范围
城市水系的保护要根据城市水系的生态环境进行设计,在各个水域和岸线上紧密联系,划定敏感区域,油壶河湖水系的布局,合理规范排放与存储的关系。在城市河道中,将有关联的地方连接,形成水系之间的相通关系,控制好地域之间的差别与联系。明确水系的专项规划,能够让水系的保护范围在控制的条件内,在建设施工时,就不容易造成偏差。
3.2.2做好绿地系统规划
对于海绵城市而言,城市绿地是重要的场地,城市绿地对于低影响开发目标具有重要的意义。在城市绿地上,能够创造出足够的空间预留,可以保证绿地在水系统中,处于弹性的状态。在绿地中,要明确绿地的用途,例如是公园绿地,还是生产绿地,是附属绿地还是防护绿地。在水生态的空间和绿地的布局上,要充分发挥绿地是渗透功能,在绿地与周边水域的衔接处,做好一定的设计,保证绿地对汇水区的要求。
3.2.3关注排水防涝措施
低影响开发雨水系统的作用很多,其中对防治内涝的综合体系具有重要的作用。在设计时需要与防内涝设计同步,将城市的排水系统和防涝综合规划相适应,对控制和开发的目标进行指标上的控制。对系统进行评估,精确规划控制目标,对各个节点之间的关系仔细梳理,是防治方式与防治系统能够实现对接。在雨水的资源利用上和目标控制上,保持系统之间的必要联系。
3.3修复性详细规划
3.3.1明确城市用地分类
在低影响开发雨水系统的设计过程中,要对城市的用地分类进行了解,对城市用地分类进行了解就是为了更好的规避建设中的矛盾。城市用地分类一般可以分为居住用地,公共管理用地,商业用地,工业用地,交通设施用地,公用设施用地等。对城市用地进行了解,就是为了能够有效应对开发设计中的难点,进行更好的规划。低影响开发雨水系统需要做好不同地块之间的衔接,所有对用地类型进行了解,能够充分发挥系统的作用,避免影响用地上的矛盾。
3.3.2合理面对约束条件
城市建设中各个类型的设施很多,每个设施都是对应着一定的城市服务。在低影响开发系统的设计中,要注意设计与约束条件之间的限制,对建设的时间和顺序进行分类设计,对布局和城市规模进行必要的分析,在设计和建设中,要符合城市建设的其他方案,在各个专业的相关配合上,掌握好必要的原则和方法。例如规模的大小,类型的确定,资金的安排等等问题。合理面对约束条件,就是为了能够更好的把握建设条件。
3.3.3落实各类衔接设施
在工程建设中,低影响开发雨水系统要做好与各类设施的衔接。城市规划中,绿地和建筑,或者道路与相关结构之间,需要进行各个部分的衔接,衔接的目的就是为了保证工程与建设能够符合建设的要求。在城市建设中,很多城市的建设时期不同,城市的新旧程度也不同,在基础设施建设上的差异,给工程建设带来的一定的难度。在进行衔接设施的操作中,就要明确城市建设的具体规划,根据图纸进行设计,在衔接工程中,进行细致的验收。
4.系统的技术路线案例分析
4.1系统的主要技术环节
4.1.1分析自然条件
技术应用的前提是对自然环境的充分了解。在海绵城市低影响开发雨水系统构建的模式研究上,要做好对水资源条件的了解,例如地形地貌、排水分区、用水供需情况等。在城市各类管网和园林绿地的建设中,注意调查其分布情况。对自然条件的掌握,能够促进技术应用的准确性,能够保证技术应用的过程,具有稳定的状态。
4.1.2优化设施建设
在选择与优化基础设施上,需要运用综合性的眼光。在开发技术和设施保护上,要结合城市景观的规划设计。低影响开发雨水系统的重点就是利用自然资源进行疏通,人工设施建设作为辅助的方式。在具体的技术执行上,就要掌握好各种条件的恢复和利用,在已经被侵占的系统上,进行必要的整改,让设施能够更加完善,发挥更积极的作用。
4.1.3组合系统选择
低影响开发技术在系统的构建上,要保持系统的组合关系。城市建设具有不同的差异,城市建设的各个时期采用的方式,也具有一定的区分。在新系统的构建中,要注意与原有系统的对接。使用组合系统的方式,就是为了能够更好的保证系统之间对资源的利用和对生态环境的充分保护。同时,组合系统能够突出经济适用,能够保证专业之间的合理配置。
4.1.4分解指标体系
低影响开发雨水系统的技术框架要结合各个指标的特点进行。对于指标体系要进行分解执行。在分解的过程中,确定好单项和组合指标的应用。在建设中开发和约束控制指标。在控制中,掌握好相应的方法。低影响开发雨水系统的分解方法对于有效设计系统具有重要的意义。该系统在建设中分解是为了能够从整体上控制各个关键部分的操作。分解是相对的,分解的作用就是为了能够更好的掌握整体上的设计。
4.2系统建设的案例分析
4.2.1案例一,北京市某住宅区低影响开发雨水系统建设项目
(1)项目基本情况。该项目位于北京的顺义区,项目占地234平方千米,景观湖占地18平方千米,绿地和高尔夫球场占地70平方千米。项目的优点是项目的自然生态环境较好,适合低影响开发雨水系统建设。但是,项目的弊端就是项目所在地是河滩淹没区,地势低洼,建设期间周边没有配套的市政雨水和污水的管线,容易造成内涝的风险高。另一个主要问题是中心景观的水体自净能力差,水体的营养化会造成水发臭、耗水量高等多种问题。
(2)项目的低影响开发雨水系统设计方案。项目采用的多功能调蓄水体,在雨水湿地和花园建设上,能从总体规划入手。项目实现了总量减排,内涝防治,防治径流污染和雨水资源再利用等目标。整个项目有效控制了成本,方案与执行之间形成的良好对接。项目实现了径流总量减排、内涝防治、径流污染、雨水资源化利用等多个目标。但是,该项目没有建设雨水灌渠系统,是通过有效的场地竖向设计实现的雨水地表组织排放,道路和绿地可以作为超标雨水径流排放通道。
(3)项目的综合效益。本项目主要是利用低影响开发设施代替灌渠系统,投资成本与传统开发模式持平,提高了小区的防治内涝的能力。低影响开发雨水系统,可以有效控制径流污染,能够使入户的径流雨水水质提高,人工土壤渗滤和湿地循环净化系统明显改善。在自然景观和水体效果上,植物和动物都有了良好的生存空间。
4.2.2案例二,上海绿地雨水控制项目
(1)项目基本情况。项目在一所花园单位,该地区有雨水湿地,雨水汇集面积约2000平方米,主要的汇集第位绿地草坪和高处园路,常年的水体面积是400平方米,平均深度为0.8米最大蓄水量为480立方米。在园中种植了植物,如睡莲和鸢尾等,蓄水池的底部是泥土,周围放置了一些石子和石块,这样可以有效改善水质。在水体设计上上采用的多功能净化的设计。该项目实现了城市景观与低影响开发雨水系统的一直性和统一性。
(2)项目设计方案。该项目采用了新型材料,建设了透水性路面,采用的材料是高粘度浅色结合料,铺设厚度为4cm,压实后混合料空隙率能够达到20%。雨水能够深入到排水沟,就会流向水景处。铺设沥青路面,能够改善水质,还能够解决路面积水的问题,为下沉式的绿地提供洁净的水资源,这样就会让雨水收集后再进行综合利用。
(3)项目的综合效益。项目利用了一定的工艺技术和生物技术,对于净化道路的雨水,起到的关键作用。在实际年流量上,总控制率能够达到85%,道路排水综合设计能够有效利用道路雨水,可以降低绿化带绿化需水量。不仅如此,还能够减少因径流污染对城市环境的污染。
结论与展望
关键词:风景园林;适宜性评价;对比研究;海绵城市;水敏性城市设计
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)08-0100-02
1.引言
当今中国正面临着水资源短缺,水质污染,洪水,城市内涝,地下水位下降,水生物柄息地丧失等各种各样的水危机,问题非常严重。在这样的背景下,2014年10月中华人民共和国住房和城乡建设部了《海绵城市建设技术指南》(以下简称《指南》),其总体目标是强化城市径流雨水源头减排的刚性约束,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝等。因此,海绵城市建设又被称为低影响设计和低影响开发。20世纪90年代的澳大利亚出现了一种城市规划新方法――水敏性城市设计(WSUD),如今WSUD为解决城市水体、污水和暴雨雨水等问题提供了更多的商业机会,并转向关注水体污染、水土流失、城市内涝等近年来影响人们生活的城市水问题。《水敏性城市设计评估选项》(以下简称《选项》)编写于2009年,并随水源提倡法案条文(National Water Initiative(NWI))的发展而得到了一定的发展。
《指南》建设流程和内容已成为海绵城市建设试点的参考依据,通过对《选项》的评估过程和方法进行介绍,并比较研究国外雨洪管理体系,促进中国海绵城市的建设。比较方面包括二者的目标、场地类型、具体设施三个方面。我国在海绵城市建设过程中应当注重不同基址条件对海绵城市建设的适宜性,因而还补充介绍了WSUD的评估选项和内容,以说明在海绵城市设计阶段的场地评估对海绵城市建设的必要性。
2.设计目标
WSUD的目标设定包括以下几个方面:从功能角度出发,注重雨水措施的生态多功能性。“水质”目标包括减少污染荷载及环境保护的多重目标。“水量”目标包括对径流持续时长、洪水频率、峰值流量和径流总量控制。“养护”目标包括敏感区域维护和自然排水系统养护等目标。“水供给”目标包括饮用水需求和供给缩减及可持续循环。我国《指南》的目标设定于规划阶段,目标包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用。其中低影响开发雨水系统的径流总量控制一般采用年径流总量控制率作为控制目标。且径流总量控制目标以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌的径流排放量为标准。
《指南》的目标着重于雨洪径流总量控制,目前径流污染强调对悬浮物(SS)年总量进行控制,在污染严重的区域并具有过量的有害化学成分类型的情况下,其原有功能会受到影响的同时也可能发生二次污染。因此用地类型应当具体到实际项目中,宜结合专业分析软件与单项设施事先进行适宜性评价。
3.具体设施
最佳管理实践(BMP):是指在WSUD中具有保护、收集、治理、传送、存储和再利用水资源的结构和非结构性元素。WSUD结合了工程和非工程措施,并且能够影响开发过程中居民的用水行为。导则将工程性BMP分为了两个种类集群,包括“饮用水需求缩减技术”以及“暴雨雨水管理技术”,并对其特征进行介绍。
《指南》中将具体设施按功能分为渗透、存储、渊节、传输和截污净化设施。指南列出了每种设施的施工做法。在实际建设项目中,应当注重设施中不同土壤类型的渗水能力需要与设计目标的降雨频率相适应,以确保在规定时间内各个设施能够将其中的雨水排空以承担下次降水事件;此外《指南》中欠缺对每种措施所承担的污染物去除功能的量化评估方法。
4.场地类型
最佳规划实践(BPP):指WSUD的基址评价,规划和设计部分,是由在城市范围内能够达到特定的管理目标的最佳实践规划方法所构成的。它基于基址的物理和自然属性以及容量评价,将水体和相关环境管理目标融入规划和设计中。
《选项》中将BPP所涉及的场地类型划分为:公共开放空间网络;房屋、道路布局;街道景观等几种场地类型。《指南》巾的场地类型分类也囊括了所有城市室外用地类型,针对各实际情况提出了参考设计理念,并提供了设施规模计算方法,此方法已运用于大量理论研究中。
基于现有的BMP,在具体的发展类型和用地规模中则可以在现有工程技术成果中选用适当的BMP达成WSUD设计目标。与中国海绵城市建设导则不同之处在于,该导则同时也将饮用水供需缩减技术与雨洪管埋技术同时加入到了WSUD中,每项技术措施各自对应各种类型的场地提供了一系列是否适宜的建议,并由等级评分的方式决定是否选择某项具体措施。
5.WSUD选项的评估
《选项》的特点在于其WSUD选项评估,可以分为对WSUI)选项的价值评估和WSUD评估过程。WSUD选项的价值评估方法利用了三重底线对各个选项进行评估,但这种方法若进行量化则更佳;在WSUD评估过程中,将评估尺度分为了三个等级,第一等级是广域评估,作用是保证WSUD达成总体目标:即现有成果是甭达到总体水文影响最小化、是否保护环境的特定生态功能、是否具有备用水源、是否达到总污水处理目标、总成本是否最低等;第二等级是局部范围评估,该评估确定的是具体目标(包括水质,水文和饮用水,污水减排目标等)所对应措施的类型。第三等级是详细评估,即埘详细设计要素的评估以及检查与导则不相符的技术措施。评估过程由第一等级逐级发展至第三等级。
5.1局部范围水敏性城市设计目标的评估
在局部范围WSUD目标评估中,导则将评估过程以不同的技术类型分为两部分:“暴雨雨水管理技术”评估和“饮用水缩减技术”评估。在前者的评估中,评估方法分为两步,第一步是WSUD措施针对特殊的基址的可行性、适宜性和威胁性的基址评估。基址评估利用评分系统来衡量WSUD措施实施的危险因子的重要性,如果危险闪子得分高,其重要性也会随之提升,危险因子包括平均坡度、年均降水量、土壤渗透能力等。并且对每一项危险因子进行权重分配再合计总分,从而得出该项评估结果。根据不同的分数段又推出了低、中、高实施风险所分别对应的评估等级和与其形成正比的所需信息量(图1)。
第二步则需确定WSUD所采用的过滤净化技术是否能达到相应过滤目标。例如在暴雨过滤净化评价中,单一过滤设施都应有多种功能和形态,该导则罗列出不同占地面积的治理设施所能承担的过滤和净化能力,其研究成果显示其面积与所承担的过滤功能数量和可过滤的污染物粒径以及限制因素数量成正比。所以需要根据设计方法措施的限制性因素因地制宜地选择合适的对象及规模。
5.2综合化的暴雨、雨水和污水评价
在局部评估过程之后则是整个设计方案的综合化评估。WSUD综合化适宜性评估项是基于水质、水量、水供应、污水、环境设施的WSUD总体目标而设立的,选择适当的BMP并进一步进行量化评估,以确定最适合解决基址特定问题的措施,量化评估中得分过低的项目需要对其必要性进行判断。
针对分值低的特定低分BMP则需要对其缺欠功能进行补充,并对为每个BMP重新进行适宜度量化评分,具体设施正如前文所述分为两个方面,“饮用水缩减技术”以及“暴雨雨水管理技术”。用这些具体BMP设施再次与以上评价方面一一对应,分析评估其适宜性,得出的评价结果对整个WSUD项目都有参考性的价值(图2)。
《选项》以评估的方式将基于实际条件的BPP所对应下的BMP与最初的总体WSUD设计目标相互融合,一旦在评估过程中发现某些BPP与整个项目不相符合,则会进行调整和重新评估,即第三等级详细评估的任务。
6.结论
经过对《指南》和《选项》的目标、设施、场地三个方面的相同与不同之处的分析,应当认识到我国海绵城市还处于初期建设阶段并且详细介绍了后者的评估过程和方法,从而得出《选项》对我国《指南》所具有的借鉴性意义。
(1)从二者的设计目标量的比较可知,在总体目标的设定阶段益将目标设定得更为充分,需要考虑污染较为严重和降水频率较高的条件下,降雨事件对设施排水的不利影响;并在污染物净化目标方面加以完善,以保证设计目标对项目的整个生命周期发挥导向作用。
(2)由于《指南》中的各种技术措施相比于《选项》缺乏系统的评估及评估方法的介绍,其在不同条件下的净化能力、使用寿命、建设成本、适应能力等各项数据据应经过专业评估和实验得出,为项目各个目标提供参考数据。
(3)与《选项》极为相似的是《指南》中的场地类型的编制,应当注重各个地区场地的特殊性,根据各个地区的特点,并通过量化评估选择适当的措施类型,在评估过程中应当借鉴国外对水文、地形高程等数据的相对易于获取的优点。
关键词:低影响开发;道路设计
1 海绵城市与低影响开发
海绵城市就像一块海绵那样,能把雨水留住,让水循环利用起来。即指遇到有降雨时能够就地或就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”,同时丰富城市景观,增强城市生态功能,让城市更加宜居。
海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针,把雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水紧密结合,统筹考虑内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目标。海绵城市建设既要实现生态目标,也要满足城市功能。因此,低影响开发设施建设必须要以建筑与小区、绿地与广场、城市道路等城市基础设施作为载体,城市规划、设计、施工及工程管理等各部门、各专业统筹配合,突破传统的“以排为主”的城市雨水管理理念,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种生态化技术,构建低影响开发雨水系统。
2 城市道路建设在低影响开发中的重要性
随着城市建设的发展和城市规模的扩大,大量的硬化地面减弱了雨水的渗透,雨季降雨量大时容易形成洪峰,导致城市部分区域积水;导致城市热岛效应、温室效应加剧,极端气象条件和极端水文条件增多。
城市道路是城市空间的重要组成部分,在城市建设中占有很重要的地位,在不断加快的城市化进程中,道路面积不断增加,道路硬化用地面积占城市建设用地面积约15~20%。道路路基范围收集到的雨水量非常可观,而目前这些资源都无法得到有效利用,如果能在现有雨水直接利用与间接利用的研究基础上,针对绿化带用水特点,研究新型路面材料、雨水就地渗蓄、利用方式,就近收集道路径流作为地下水、路边绿化带的补充水源,对推动低影响开发建设有着非常重要的意义。
3 低影响开发城市道路建设设计方式
3.1 城市道路实施现状
目前在城市道路建设过程中,以满足城市道路功能为目的,在雨水控制和利用思路上主要体现“排”上,忽略了对生态的保护和环境的影响;这种以“路面横坡收集-雨水口-市政管网”为主的道路雨水排放方式, 主要缺陷有:①道路雨水经市政排水管网直接进入河道,道路绿地不能有效地滞蓄雨水,不能对地下水进行补充;②绿化带不能有效蓄留雨水,因经常性的浇灌绿化成为道路用水大户,每年都消耗大量自来水,加剧了我国水资源严重短缺的现状;③雨季地表径流量大幅增加,造成洪涝灾害;④雨季地表水排水不畅,路面积水严重,面层湿滑,引发交通事故。
3.2 城市道路路面材料的选择
城市道路路面传统做法一般采用水泥混凝土和沥青混凝土。为城市建设需要、改善生态环境,2012年前后建设部了《透水沥青混凝土技术规程》和《透水砖路面技术规程》,规范规定透水混凝土路面应满足道路路面使用功能,并满足透水、抗滑、降噪要求。透水沥青路面组合形式分为三种,分别是①路面水进入表面层后排入临近排水设施、②路面水由面层进入基层(或垫层)后排入临近排水设施、③路面水进入路面后渗入路基。前两类主要用于需要减小降雨时路表径流和降低道路两侧噪音的新建和改建道路,解决了“排”和降低路面径流和噪音的问题,但是未解决“渗、滞、蓄、净”的问题。第三种形式路面水渗入路基,但规范要求路基土渗透系数大于或等于7×10-5cm/s的公园、小区道路、广场和中轻型荷载要求的道路可采用该路面形式,也就是说在城市道路快速路、主干路、次干路等车流量大的重型和超重型荷载条件下不能采用透水路面。随着低影响开发建设被越来越多的部门重视,建议相关部门共同研究环保、强度高的沥青路面材料。
透水人行道要求土基应具有一定的渗透性能,土的渗透系数不小于1.0×10-3mm/s,且渗透面距离地下水位应大于1m。人行道及绿化带满足“渗、滞、蓄、净”相对容易一些,但人行道与绿化带毕竟才占总道路面积25~40%,为满足道路车行道整体功能,靠近车行道的绿化带和人行道也都设置了防水系统,不能有效解决“渗、滞、蓄、净”的问题,所以整体解决道路路基范围内“渗、滞、蓄、净”是处理低影响开发建设的重要内容。
3.3 低影响开发建设城市道路设计理念更替
3.3.1 道路横坡及绿化带设计方式选择
城市道路传统设计方式是将道路做成向车行道外侧倾斜排水至道路雨水口后汇入雨水管系统,绿化带做成高于车行道25~40cm的凸起形式。为有效解决城市道路“渗、滞、蓄、净”的问题,建议将车行道做成向中央绿化带倾斜的形式,向绿化带方向排水;绿化带做成低于车行道5~10cm的凹型形式,以便于收集雨水,在绿化带下方设置碎石盲沟,在盲沟底面,超过路基工作区深度范围后设置碎石层,反向路基底渗流。
同时在设计中减少道路雨水口篦子的设置、减小雨水管径,并采取智能开关控制形式,仅在雨量较大、地面水不能有效排除时打开雨水篦子开关,收集雨水至雨水管排水系统。
通过此设计方式的转变,道路路面雨水通过简单的雨水管收集变为路面渗透、绿化带渗沟“渗、滞、蓄”并反向路基渗流、雨水管收集等三种流向。
3.3.2 道路人行道设计方式选择
人行道人行荷载较低,在设计中可以采用透水人行道板铺砌,基层采用透水混凝土铺砌,垫层采用碎石层。为减小对路基工作区的影响,在靠近车行道侧设置隔离层,在人行道范围内设置30cm左右的碎石沟,深度结合路基工作区深度确定,将人行道范围内雨水与路基底面碎石渗水层连接,有效处理雨水渗流。如人行道侧有路侧绿化带的,也可以按照绿化带降低收集雨水的方式处理,并设置渗沟与底层渗水层连接。
3.3.3 边坡支护方式的选择
在山区地方,道路边坡也占据道路红线范围的很大比例,道路边坡的稳定性、生态处置是低影响城市开发建设重要内容。道路路基防护一般分配坡面防护和冲刷防护,有植草防护、灰浆防护、护面墙、挡土墙、混凝土预制板等防护方式。
在城镇化背景下,低影响城市开发越来越重要,生态护坡在城市建设中得到更多的应用,植草、平铺草皮、植树等模式在城市道路建设中运用广泛。而对于石质边坡的处置就比较麻烦,边坡开挖对生态环境破坏严重,如何处理石质边坡支护问题是海绵城市建设急需解决的问题。建议对于石质边坡在设计中应根据岩层性质及走向,合理确定边坡坡比,并适当放缓坡率,采取方格网植草、窗式护面墙植草、挂网喷土植草等生态支护方式;避免采用喷浆、抹面等方式。并在边坡坡脚设置排水沟,沟底设置碎石盲沟,与道路基础底面碎石渗水层连接,有效处理雨水渗流。
4 结语
住房城乡建设部组织编制的《海绵城市建设技术指南―――低影响开发雨水系统构建(试行)》于2014 年10 月实施,为深入开展海绵城市建设提供了指导和依据。低影响开发雨水系统建设涉及到整个城市系统,应该通过当地政府把涉及到的规划、排水、道路、园林、交通、项目业主、施工单位和其他一些单位协调起来,明确目标,落实政策和具体措施。力争做到城市像海绵体一样,遇雨吸水、蓄水,需要时“释放”利用,实现雨水资源化、涵养地下水、降低面源污染、减轻城市洪涝和排水系统压力、改善和修复城市水环境,使得“逢雨必涝,雨停即旱”的状况将得到有效改善。
参考文献
[1]住房和城乡建设部.《 海绵城市建设技术指南 ――低影响开发雨水系统构建 》2014年10月
[2]仇保兴,海绵城市(LID)的内涵、途径与展望,2015年1月
【关键词】:海绵城市;透水铺装;绿色屋顶;雨水花园;生态植草沟
1、背景概况
以科学发展观为指导,深入贯彻落实党的十生态文明建设以及关于“加强海绵城市建设”的讲话精神,以“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”为治水思路,按照国家关于推进“海绵城市”建设的工作要求,以实现“山水田林湖人”城市生命共同体为目标,转变传统治水理念,通过建设“三大系统”、构建“五大体系”,着力解决武汉市水安全及水环境问题,全面提高武汉市水生态文明建设水平,将武汉市打造成丰水地区海绵城市建设的示范区,为武汉市成为中部崛起的战略支点、长江经济带的重要节点提供有力支撑和保障。
为贯彻和落实的讲话及中央城镇化工作会议的精神,大力推进“自然积存、自然渗透、自然净化”的“海绵城市”,武汉市发挥了“敢为人先,追求卓越”的城市精神和态度,成为 “海绵城市”建设的示范城市。
青山港作为青山示范区“海绵城市”建设启动点,汇水范围5.3平方公里,项目集中在武丰闸至沉砂池段和青山港段,充分应用“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,通过截污、生态雨水口、植草沟、雨水花园等可视化的自然排水系统以及周边小区透水路面改造实现项目区内径流总量控制85%,后期通过小区源头控制和迁移控制,实现汇水范围内径流总量控制75%,同时通过水环境综合整治和景观打造改善水环境质量,提档升级周边环境,提升居民生活品质。
2、青山港海绵城市景观营造
2.1青山港概况
青山港属于东沙湖水系。青山港北起长江南岸,经过武丰闸,穿越和平大道,贯穿青山公园,绕过楠姆山,过冶金大道与武钢东沙湖泵站会合,全长约4.48公里,宽8~20米,深2~5米。青山港原是东湖、沙湖一带内涝排渍的出口。后经过对武丰闸、青山港进行多次改造,使青山港改变了以排水为主的功能,转而以引水为主、调节为辅,成为武钢、青山热电厂生产用水的引水渠,武丰闸(青山港)全段整体平均水质为Ⅲ类水体,局部存在生活污水直排入港,水质为Ⅳ类。然而武丰闸与桥头路处至沉砂池有多处污水管直接排入水体,造成沉砂池及下游水体的水质污染,青山港周边也有大量的排污口,其生活污水直接排入水体,导致渠道水质污染严重,致使该工程中的青山港(和平大道~冶金大道)段现状局部为Ⅳ类水质,港渠原有水生态系统遭到一定破坏,水体富营养化造成有害水生植物大量生长,进一步恶化水质,且生物品种单一;水体流动性较差,底泥淤泥平均达0.5m,导致水体自净能力较弱。(图1)
2.2前期工作
2.2.1截污工程
污染控制工程是通过该工程的实施能使青山港水质得以改善,结合对沿港排水口的分布、分类与分析,针对主要污染排口进行有效的截污,沿港路西侧区域(11ha)除采取污水截流措施以外,还对密集区进行分流制改造。
本次设计考虑近期应急将原有的三个排口出水处建设两座截流井,d1500管道出水处建一座LBH=4m×3m×4m的截流井,2根d800管道处合建一座LBH=4m×3m×4m的截流井,并通过两个d500管道及一根d800管道进行排放,其中2根d500管道通过闸阀控制,一根d800管道通过闸阀控制排放,与青山3#泵站联合运行。晴天和小降雨通过泵站抽排,大暴雨期间3#泵站流量不能满足需求时通过开闸满足排放要求。待建设十路上污水主干管道投入运行后,建设十一路和桥头路上晴天污水均可直接通过管道直接排至建设十路上污水主干管道,最后进落步嘴污水处理厂。
2.2.2清淤工程
本次清淤工程旨在清除污染,同时增加渠道过流能力,通过现场踏勘及底泥监测报告的相关资料,本次清淤分为两期:一期主要武丰闸至沉砂池段清淤水域面积约为44415.42平方米,二期主要是青山港段,长度约3.5公里。
根据底泥受人为污染的感官程度和自然沉降的特点,底泥由上而下划分为污染层、过渡层和正常层三个层次。本次清淤主要针对淤泥污染层和过渡层作为本次疏挖的对象。经过现场测量,区域淤积深度0.4~1.5m。根据底泥监测报告,并将可研报告进行优化,经计算得:武丰闸至沉砂池段需疏挖污染底泥56378.7立方米,青山港段需疏挖污染底泥74362.5立方米,共需疏挖污染底泥13.07万立方米。
3、青山港“海绵城市”建设
3.1青山港“海绵城市”建设的总体思路
青山港为青山示范区“海绵城市”建设的启动点,贯彻“海绵城市”建设的理念,应用“海绵城市”建设相关技术,强调优先考虑更多有利自然力量排水,从“快收快排”转向“慢排缓释”的排水模式,同时体现城市管渠、绿化、水系等诸多功能要素。
青山港区域的汇水范围为5.3平方公里,确定控制径流总量的75%,即29.2毫米的降雨,项目区确定控制径流总量的85%,即43.3毫米的降雨,内涝防治标准达到50年一遇,同时满足17项控制指标的要求。坚持源头减排、过程控制与系统治理同步:
1、汇水区范围内建筑与小区采用雨水源头控制和综合利用设施,提高绿色基础设施建设比例,小区的控制指标参照《青山示范区海绵城市控制性详细规划》,达到渗透、调蓄、净化等“海绵”功能;
2、考虑过程控制,利用植草沟等技术延缓雨水峰值出流时间,采用截污、分流制改造等技术降低雨污水对下游水体的污染;
3、结合本次项目的实施,充分利用沉砂池及青山港周边的绿地空间、港渠水面等,使其发挥“海绵”的积存、渗透、净化、释放作用,保证工程范围内控制43.3毫米的降雨。
3.2青山港“海绵城市”建设的总体方案
结合“海绵城市”建设理念,保护水源地,提高渠道过流能力,提升区域排渍水平,同时遏制青山港水质污染趋势,改善区域生态环境,为青山示范区推进海绵城市建设作出示范作用。串联周边绿地和公园,形成连续的公共绿化空间,打造一个全民性、全季性城市滨水休闲公园,提高城市居民的生活环境。
示范区旨在通过采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施,分别在绿化工程、广场及铺装工程、园区道路以及配套建筑工程中使用透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地以及生态植草沟等方式,考虑工程实际,提出径流综合控制的目标,对雨水径流量进行有效的蓄、滞,控制园区径流总量85%,即控制43.3毫米的降雨。(图2)
3.3青山港“海绵城市”建设的主要措施
3.3.1透水铺装
透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。透水铺装结构应符合《透水砖路面技术规程》(CJJ/T188)、《透水沥青路面技术规程》(CJJ/T190)和《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135)的规定。透水铺装适用区域广、施工方便,可补充地下水并具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用,但易堵塞,寒冷地区有被冻融破坏的风险。透水铺装还应满足以下要求:
(1)透水铺装对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时,可采用半透水铺装结构。
(2)土地透水能力有限时,应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板。
(3)当透水铺装设置在地下室顶板上时,顶板覆土厚度不应小于600 毫米,并应设置排水层。
场地共设置四处广场,分别为武丰闸广场、北集散广场、西入口广场、集散广场及配套铺装,以满足市民基本需求(图3)。广场主材以透水砖为主,设置中间高、两侧低的坡度,便于排水,并在与周围绿地相接的部分铺设植草沟,种植生态、野趣、耐水湿的植物,在丰富景观面的同时体现了海绵城市中“渗”、“蓄”、“排”等技术。
项目中设计的一级、二级、三级园路全部采用透水铺装,一级园路考虑车型荷载,采用透水混凝土铺装,二级、三级园路主要为非机动车道和人行道,采用透水砖铺装(图4)。
3.3.2绿色屋顶
绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等,根据种植基质深度和景观复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式,基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定,简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于150 毫米,花园式绿色屋顶在种植乔木时基质深度可超过600 毫米,绿色屋顶的设计可参考《种植屋面工程技术规程》(JGJ155)。绿色屋顶的典型构造如图所示。绿色屋顶适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度≤15°的坡屋顶建筑。
绿色屋顶可有效减少屋面径流总量和径流污染负荷,具有节能减排的作用,但对屋顶荷载、防水、坡度、空间条件等有严格要求。
项目中设计的管理用房、厕所、驿站全部采用绿色屋顶。绿色屋顶用不同的植物来表现它的魅力,植物配置也很好,如紫葳藤、野玫瑰、紫色画眉草、垂花葱和线叶金鸡菊等。绿色屋顶能保留总雨水的75%,植物形成的保护毯比防水膜防水能力更有效,由于植物能吸收二氧化碳放出氧气,所以绿色屋顶有助于净化空气。同时,绿色屋顶对使用者和观赏者都具有视觉审美的乐趣。
3.3.3雨水花园
雨水花园式园林绿地中种有树木或灌木的低洼区域,由树皮或地被植物作为覆盖。它通过雨水滞留下渗来补充地下水并降低暴雨地表径流的洪峰,还可通过吸附、降解、离子交换和挥发等过程减少污染。
项目中在绿地分布时,建设雨水花园,使绿地高程低于周围地面一定的高程,以利于周边雨水径流的汇入。雨水花园透水性能良好,建设成本与常规绿地相近,可减少绿化用水并改善城市环境。雨水花园可以临时蓄积雨水,遇到暴雨的时候,即使一时来不及渗透,也可以积蓄近10厘米雨水,然后慢慢渗入地下。雨水花园区域以耐水湿的植被为主,如:水杉、池衫、垂柳、乌桕、枫杨、木芙蓉、细叶芒、狼尾草、马蔺、芦苇、花叶美人蕉、鸢尾、花叶芦竹等。(图5)(图6)
3.3.4生态植草沟
植草沟――海绵城市中“排”、“渗”。
植草沟指种有植被的地表沟渠,可收集、输送和排放径流雨水,并具有一定的雨水净化作用,可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。植草沟应满足以下要求:
(1)浅沟断面形式宜采用倒抛物线形、三角形或梯形。
(2)植草沟的边坡坡度(垂直:水平)不宜大于1:3,纵坡不应大于4%。纵坡较大时宜设置为阶梯型植草沟或在中途设置消能台坎。
(3)植草沟最大流速应小于0.8 m/s,曼宁系数宜为0.2-0.3。
(4)转输型植草沟内植被高度宜控制在100-200 mm。
沿一级园路两侧设置植草沟,通过植草沟将雨水汇入周边水体或排入市政管网。草沟宽1m,深0.5m,部分地区植草沟与雨水管渠联合应用,场地竖向允许且不影响安全的部分地区直接代替雨水管渠。生态植草沟不仅有治理污染的功能,在搭配植物之后,本身也具有景观性,可以带给人特定的景观视觉感受。(图7)
4、结论与讨论
随着城市河湖水系水文条件的变化以及人类剧烈活动的干扰,河湖水系格局尚需协调优化,河湖水系空间格局受到不同程度破坏,主要表现为湖泊萎缩与水系割裂。并且由于管理不善,导致大型项目开发建设时,对原有自然生态系统保护不足,房地产开发对下垫面改变增加了城市的防洪压力和水环境治理压力。
青山港区域的汇水范围为5.3平方公里,确定控制径流总量的75%,即29.2毫米的降雨,项目区确定控制径流总量的85%,即43.3毫米的降雨,内涝防治标准达到50年一遇,同时满足17项控制指标的要求。坚持源头减排、过程控制与系统治理同步。
海绵城市的建设,是城市建设的一次历史性革新,还原生态,将城市轻轻的放在自然上,建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。
【参考文献】:
[1]《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建》(试行)
[2] 董淑秋;韩志刚;基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究[J];城市发展研究;2011年12期
[3] 莫琳,俞孔坚;构建城市绿色海绵――生态雨洪调蓄系统规划研究[J];城市发展研究;2012年05期
[4] 苏义敬,王思思,车伍,魏一哲,董音;基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计[J];南方建筑;2014年03期
致谢:本项目有泛华建设集团有限公司湖北设计分公司提供,设计组成员喻俊、张敏、韩冬雪、郑杰、李颖等在项目设计实施中给予大力支持与帮助,在此表示感谢。
关键词:城市化;海绵城市;景观设计要点;探讨
海绵城市构建是一个多学科融合的复杂工程,其在构建过程中所涉及的景观设计要点极其重要。通过对温州海绵城市构建过程中景观设计要点进行探析,以期提高城市景观设计的实用性,同时推动温州海绵城市的构建,进而减少诸如内涝这样的生态环境问题。
1海绵城市的基本内容
1.1海绵城市的含义
海绵城市是新一代城市雨洪管理的概念,主要是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,因此“海绵城市”也可称之为“水弹性城市”。它的主要功能是下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,等到需要的时候再将蓄存的水“释放”并加以利用。
1.2海绵城市构建的背景
温州作为我国浙江省的沿海城市,在夏秋季节常常遇到台风、暴雨、泥石流等自然灾害,并给当地经济的发展和人民生活带来了比较严重的影响。加上城市地面主要是依靠管渠、泵站等设施进行排水,长期如此,就使得温州这一城市路面容易出现逢雨必涝,旱涝急转。为了避免温州一到下雨天或者遇到台风天气就出现这样的情况,海绵城市在构建过程中景观的设计则更加注重利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,同时以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念,这样既避免了洪涝,又有效地收集了雨水。
2海绵城市构建过程中景观设计的相关要点
2.1道路景观的绿化设计
道路作为城市发展中的重要廊道,也使得在海绵城市构建过程中,发挥着重要的作用。而最需要考虑的是温州城市道路景观的绿化设计。所谓绿化设计,则是指在城市的道路隔离带或路侧绿化带的设计中,要设置相应的植草沟、植树沟,并根据季节的变化种植不同的植物,这样不仅可以起到净化空气的作用,还使得雨季到来的时候,截留雨水。而当雨水过于饱和的时候,则进行有效的储存,这样能在干旱季节的时候,给道路周边的植物进行灌溉。
2.2道路景观的材质设计
道路景观设计是温州海绵城市建设中非常重要的内容,除了对景观的绿化设计加以重视外,还要慎重选择合适材质。为了有效应对城市内涝问题,道路景观最好选择可渗透的路面。可渗透路面是通过各种技术手段使不可渗的路面变为可渗透的水面,从而直接减少地表径流的工程性措施。这一措施一方面增加了透水混凝土和透水面砖的使用面积,从而有效地促进水体渗入地下。
2.3广场景观的人性化设计
近几年,随着我们生活水平的逐渐提高,以及对于自由活动空间的需求加大,温州城市广场这一景观也迅速地出现在建设之中。同样作为海绵城市构建中的一大景观,其在设计过程中既要考虑实用性又要考虑人性化。从实用性的角度上考虑,广场在地砖的选择上最好是能够透水的,而且地砖下面还要铺装一层透水混凝土,这样才利于雨水的渗透。而从人性化的角度上考虑,城市广场本来就具有休闲、娱乐、观赏等功能,因此在设计的时候,要注意将休闲设施等项目纳入整个海绵城市的构建中,并在一些配饰的选择上采用不同色彩和样式的组合,进而提高广场的美观性和艺术性。
2.4自然景观的调节设计
每一座城市都是由不同的景观组成的,而所有的城市景观中,自然景观是最具有自动调节功能的,因此注重自然景观的调节设计是最利于温州海绵城市构建的。城市自然景观主要是由河湖、湿地等组成的,它们作为海绵城市天然的雨水滞纳净化场地,可以有效调节局域性的雨洪管理,甚至还能对局部的气候进行调节。鉴于自然景观的重要性,有效扩建城市河湖,湿地等景观建设的面积也就显得尤为重要,尤其是在雨水比较集中的区域,更应该有意识地增加自然景观的建设项目,从而发挥自然景观所具有的调节作用。
3结语
当下,我国环境问题变得越来越严峻,尤其是每当夏季雨水增多的时候,诸如温州这样的沿海城市很容易在一夜之间就成为了“水城”,从而对百姓的生产生活造成了巨大的破坏。海绵城市的构建能够较好地调节城市的环境问题。
作者:潘崇仁 单位:浙江佳境规划建筑设计研究院有限公司温州分公司
参考文献: