时间：2023-08-15 09:26:52
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摘要:
生态校园建设的提出，是在微观层面上对海绵城市理论进行的积极探索，通过运用生态适应、低影响开发、弹性设计的建设原则，具体探析实现校园场地如海绵似对雨水进行调蓄管理的“海绵”设施的设计方法，从而实现校园区域内雨洪的自然积存、渗透与净化，有效改善校园及其周边的水生态和水环境。
关键词:
海绵城市;生态适应;低影响开发(LID);弹性设计;雨洪管理
20世纪以来，随着工程技术的不断发展，灰色基础设施的大量建设导致城市水文条件发生巨大变化，一方面导致人类面临水资源的短缺而得不到有效补充，另一方面雨水资源以其处理成本经济、方法简单等优点，作为一种新的可利用水资源却得不到合理的利用，而成为城市洪涝灾害的主要诱因。因此，世界各国相继提出了“低影响开发”、“水敏感性规划设计”及“弹性城市”等先进的雨洪管理理念［1］。在此基础上演化而成的海绵城市理念对雨水资源的合理利用有重要意义。在校园景观规划建设中，要从生态的角度出发，利用雨水资源作为校园景观规划建设的补充用水完全契合生态校园的建设思路，既能达到节约成本、开源节流的经济效益，又能促进校园自然环境的生态循环，实现人与自然的和谐共处的可持续发展态势。
1海绵城市理念
海绵是一种多孔弹性材料，具有良好的吸附能力。行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻事物的某种吸附功能，如城市对人口的吸附现象、大地的雨涝调蓄能力等［2-3］。由此含义演化而来的海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式［4-5］。海绵城市的核心思想是让每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨污净化等功能［6］。因此，将大地视为“海绵”，将雨水就地资源化，而使得地表(大地)如海绵一般，重新获得自然的呼吸和自我的循环。校园作为海绵城市的微观层面，是具体落实海绵城市区域或局域的集水单元，通过对这一尺度对应的一系列“海绵”设施的探索设计，结合弹性景观设计方法，实现校园区域内雨洪的自然积存、自然渗透、自然净化，维持或恢复校园自然水文功能，发挥校园在改善周边水生态和水环境应有的生态功能。
2生态校园建设原则
(1)生态适应原则。生命发展与自然环境之间存在着生态适应关系。在生态校园建设的过程中，应该极大的尊重自然，遵循自然法则，将自然途径与人工措施相结合，在确保校园生态安全格局的前提下，进行科学合理的布局安排。
(2)低影响开发原则。建立尊重自然、顺应自然的低影响开发模式，尽量减少校园内不透水地面面积，连通地表水与地下水，加长径流流动的通道，延长汇流时间，利用土壤覆盖物和植物群落的作用对径流进行过滤并促使其下渗［7-9］，保护和再生自然景观，最大限度的减少抗渗性影响，使校园区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态。
(3)弹性设计原则。弹性设计的核心思想是可持续发展。在生态校园的建设过程中，对未来发展的不可预测大胆地预设前瞻性的认识和考虑，以满足未来发展变化和发展趋势。动态地适应生态校园建设不断发展变化的需求，以及能够对校园形成的多样性和复杂性做出一定程度的反映，使校园未来的发展变化涵盖在弹性设计的动态范围之内。营造一个集环境、生态、经济、文化、艺术乃至精神和谐发展的综合性的校园生态体系。
3生态校园的“海绵”设施
在校园规划区范围之内严格实施蓝线和绿线控制［6］。同时，在校园建设过程中，减少对场地的开发，将建筑、绿地、道路等配套设施以及水体“海绵”化，共同组成生态校园的“大地海绵系统”，实现开发前后区域水文特征的稳定，实现人与自然和谐并存和可持续发展。
3．1绿色园林建筑
校园建设中建筑物占据了大部分的场地。因此，在生态校园的建设过程中，提倡将建筑纳入生态“海绵”设施设计，通过垂直的绿色园林建筑改造［6］，减少对校园场地内的湿地、水体等具有天然蓄水功能的生态区域过度开发造成破坏;在保证相同的建筑使用面积的基础上，多建设高层建筑，减少建筑的占地面积，减少铺装不透水表面;利用屋面绿色植物，充分收集雨水，实现中水回用，显著减少地表水径流量，并且通过绿色植物实现对二氧化碳的固定，有效减少校园碳排放。如深圳万科中心(图1)在设计中广泛采用绿色屋顶、渗透铺装、人工湿地、雨水花园等低影响开发措施，污水及建筑屋面部分的雨水100%收集，通过中水系统及多个人工湿地处理后用作景观水的补充、植物浇灌等，雨水收集利用率达到50%，雨水径流控制率达到90%［10］。上海世博较多场馆(图2)采用了以种植槽为主的墙体绿化，综合服务中心“空中花园”下的休闲场馆屋顶上铺设碎石粒，可以将屋顶的积水通过石粒带入地面。这样不仅能减低噪音，并在心理上减噪;还能进行生态保护，如调节温度与湿度、涵养水源、减少辐射等［11］。
3．2绿色透水道路
道路在场地中起着重要的串联作用，同时也是景观的重要组成部分。校园道路具有路网密度大、步行系统发达等特点［12］。结合生态校园建设原则，铺设透水性强的绿色道路，协调道路红线内地形设计及空间布局，利用不同等级道路的绿化带、车行道、人行道和停车场建设雨水滞留渗透设施，提高透水性地面覆盖比例，实现道路低影响开发控制目标［6］。道路的布局应适应场地的自然地形，尽可能平行于等高线布置，缩短路网总长度、减少道路宽度，避免破坏场地的自然排水路径。如深圳光明区“九纵八横”绿色道路，90余km三级绿道贯通成型，道路按绿色道路标准设计，采用透气砖、可再生沥青路面等透水材料，不仅能够维持水土平衡、区域水文特征稳定，还能消除“热岛效应”，维护生态平衡(图3)。
3．3绿地
绿地是校园师生户外活动的重要公共空间，同时也是雨水渗透的最佳透水面，可有效地控制雨水径流量、实现对雨水的回收再利用。根据绿地下渗速度、滞留的雨水容量、雨量以及径流速度等数据的科学分析和计算，应用填挖方就地平衡原理，设计下凹式绿地(图4)、雨水花园等景观，沿着绿地四周布置雨水进水口，收集校园的雨水径流，使其经过沉淀和过滤后进入绿地系统核心区;针对大面积的易涝区，可设计暴雨湿地花园实现控制雨水峰值流量、削弱污染的双重目标［13］。采用多样化微地形空间组合，采取与雕塑、水景、座椅、亭台、堆石等结合的方式，改变下沉式绿地景观形式单一。如哈尔滨群力雨洪公园(图5)沿场地四周创造出一系列高低不一的土丘和深浅不一的水坑，形成一条蓝绿相间的“海绵”带，收集雨水，使其经过滤、沉淀和净化后进入核心区的生态湿地［14］。
3．4水体
水是校园景观重要的设计要素之一。校园水体景观设置必须在维护场地原有的水文平衡的同时兼具良好的景观和休闲价值。水景观的规划设计可以与场地的雨水管理联系起来，建设景观水体多功能调蓄池，以调蓄暴雨峰流量为核心，把控制洪涝、雨水调蓄利用与景观建设生态友好地结合，合理利用场地及场地周边雨水资源，作为景观水补充水源，建设人工硬质建设，利用自然做工，使水体与自然环境融为一体，形成可持续发展的景观格局。如天津工业大学新校区人工湖(图6)，雨季湖泊补充水采用经过下凹式绿地、暴雨湿地处理后的雨水，其他季节利用教学区绿色建筑收集的雨水［9］。
4结语
通过对校园的建筑、道路、绿地、水体的“海绵化”改造，设计绿色园林建筑、绿色透水道路、下凹式绿地、景观水体多功能调蓄池等，形成校园大地海绵系统，实现校园域内水文条件的稳定，雨洪的自然积存、渗透与净化，有效改善校园及其周边的水生态和水环境。“十”将生态文明建设提升到“五位一体”的战略高度，“十八届三中全会”重点提出加快建立生态文明制度［15］。当前，社会主义生态文明建设进入了攻坚克难阶段，国家财政部、建设部、水利部等部委联合在厦门、武汉等16个城市试点海绵城市建设，国务院办公厅全面部署推进海绵城市建设工作。校园作为教书育人，为社会培育人才的重要场所，理所应当在生态文明建设方面发挥思想引领、科技支撑和典型示范的社会功能。校园建设在维护自身发展需求的同时，既是实现对生态环境保护的“双赢”，又是对“海绵城市”理论认识的有效补充和有益探索，从而真正实现生态校园建设的可持续发展。
参考文献：
［1］杨阳，林广思．海绵城市概念与思想［J］．南方建筑，2015(3):59-64
［2］俞孔坚，李迪华，袁弘．“海绵城市”理论与实践［J］．城市规划，2015，39(6):26-36
［3］俞孔坚．“海绵”的哲学［J］．景观设计学，2015，14(2):4-9
［4］．国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见［Z］．2015
［5］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(试行)［S］．2014
［6］仇保兴．海绵城市(LID)的内涵、途径与展望［J］．中国勘察设计，2015(7):30-41
［9］李园芳，刘志强，允爽．低影响开发雨水概念在绿色校园中的运用［J］．价值工程，2011，28(10):168
［10］王建龙，车伍．低影响开发与绿色建筑［J］．中国给水排水，2011，27(20):17-20
［11］田静．观赏植物的应用与发展［J］．重庆工商大学学报(自然科学版)，2005，22(3):241-245
［12］高莹．基于LID雨水管理的大学校园景观设计［C］∥第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集，2014
［13］苏义敏，王思思，车伍．基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计［J］．南方建筑，2014(3):39-43
［14］俞孔坚．海绵城市的三大关键策略:消纳、减速与适应［J］．南方建筑，2015(3):4-7
[关键词]城市道路设计；海绵城市理论；雨水排水
中图分类号：TU992；U412.37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0341-01
1 海绵城市理论
海绵城市建设中需要遵循生态优先的原则，将人工措施与自然环境相互结合，在保障城市排水防涝安全的基础上，实现城市雨水的汇集、渗透、净化，从而最大化的实现雨水资源，保护自然环境。在海绵城市建设过程中，需要充分考虑自然降水、地表水和地下水的系统性，并做好给水、排水等各个环节的协调。
海绵城市主要目标是处理城市发展阶段中的雨水问题，包括缺水、雨水流失、雨水径流和雨水灾害的污染。 海绵城以三种方式处理各种问题
一是保护原有的生态系统。 保护天然河流、湖泊、池塘、湿地、森林和草原等海绵体，使城市可以有效的储备雨水，保持水文循环的发展。
二是修复和恢复生态。 通过传统的城市建设使得海绵体造成不同程度的破坏，需要修复和恢复生态方式。
三是新建海绵，利用LID技术和基础设施，建立了一批海绵体，控制发展的规模，减少了城市的不透水区域，尽量减少对原有的城市水环境的破坏
2 海绵城市理论在城市道路设计中的应用
2.1 海绵道路的优势和劣势
（1）优势
有效补充地下水资源。研究发现，在传统城市道路结构的快排理念中，需要雨水由路面汇入排水管道中，并尽快排出城市给排水管网系统中，从而流入城市湖泊、河流，使得雨水的多部分通过管道排出，导致地下水得不到有效地补充，给雨水资源得不到最大化的利用。海绵道路中的雨水可以通过路面深入到基层，且雨水经过层层的渗透，最终实现了雨水对地下水的有效补充。同时利用道路两侧的LID设施，使雨水渗透到地下，对地下水得到一定程度的补充。
减小洪峰流量，减轻排水系统压力。在传统道路设计中，道路表面雨水主要依靠城市的排水系统实现了雨水快速排泄。但是随着城市的发展建设，城市中不透水区域面积逐渐扩大，若发生城市暴雨将会导致城市排水管网无法承受排水需要而发生洪涝灾害。海绵道路主要可以实现对雨水的渗、滞、蓄，可以对雨水实现多途径的排泄，从一定程度上降低了市政道路排泄管道雨水流量和流速，最大限度的降低了城市排水系统的压力。
降低雨水径流污染。雨水冲刷路面会导致雨水被道路表面的垃圾、可溶物污染物、重金属等污染，从而使得雨水行程径流污染。海绵道路的建设，可以使得雨水经路面而直接渗透到地下，从而可以减少雨水冲刷地面，同时雨水在渗透地下过程中经过路面、生态设施、土壤及内部的微生物消化、吸收等可以实现对雨水中污染物的清除，使得雨水得到了净化。
改善道路行驶安全性和舒适性。研究发现，海绵道路在雨天时，道路表面无积水，可以有效地增加车辆轮胎行驶过程中的附着力，并可减少车辆行驶后面带起的雨雾，从而提高雨天车辆行驶的安全性。此外，透水路面可以降低路表面与轮胎之间的抽吸和压缩，有效地降低轮胎噪声，一定程度上提高了车辆行驶的舒适度，降低车辆噪声污染。
（2）劣势
尽管海绵道路诸多优点，但是也存在一定的不足之处。
第一，抗剪能力差，由于海绵道路的透水性较强，结构密实程度较低，使得道路的抗剪能力要低于传统的路面结构，当重载车辆在路面转弯或者刹车时容易导致路面发生剪切破坏。第二，由于海绵道路结构孔隙率较大，在道路运营中砂砾易堵塞孔隙，为了确保道路的孔隙保持通畅，需要对路面进行经常冲洗。
2.2 海绵道路的透水沥青路面结构设计
（1）Ⅰ型：路面表层水进入上面层后进入临近排水设施，通常表面层采用PAC-13透水沥青，4 cm厚，中下面层采用厚度6～8 cm的密级配沥青混合料，在上面层与中面层之间设置封层，且封层渗透系数不应大于80 mL/min的材料。基层为半刚性基层，底基层为稳定性基层。且该类型的道路主要适用于降低道路两侧噪声和减小降雨的路表径流量。
（2）Ⅱ型：路面表层水进入上面层后进入临近排水设施，通常表面层采用PAC-13透水沥青，4 cm厚，下面层采用厚度6 PAC-16或者8 cm PAC-20的透水沥青混合料，上基层采用透水沥青稳定基层，在上面层与中面层之间设置封层。基层为半刚性基层，垫层为稳定性垫层。且该类型道路主要适用于需有效地降低暴雨发生时道路积水城市道路。
2.3 海绵道路的透水混凝土路面结构设计
研究发现，透水混凝土路面结构可以分为半透水和全透水路面两种形式。半透水混凝土路面的面层采用透水混凝土设计，一般厚度控制在18～20cm，基层为半刚性基层，面层与基层之间布置不透水封层，当雨水透过面层时，从封层表面排至排水设施中，实现了对基层的保护，避免雨水侵蚀基层。由于半透水路面结构孔隙率较高，路表面的结构强度较低，多应用于非机动车道。
全透水性混凝土路面结构，其面层和基层均为透水型，一般面层的厚度控制在18～20cm之间，基层与图层之间的颗粒为垫层，一般厚度控制在15cm，由于路表雨水可直接渗入到路基中，其路面的稳定性较低，承载能力较弱，一般适用于人行道、景观道、非机动车道等。
2.4 海绵城市道路的 LID O施组合优化设计
海绵城市是集合城市雨水管渠系统、低影响开发雨水系统及超标雨水径流排放系统。低影响开发雨水系统主要是对雨水进行渗透、储存、调节、转输、净化工序，从而一定程度上对雨水进行径流总量、径流污染、径流峰值；城市雨水管渠系统，指传统排水系统，其与低影响开发雨水系统相互协调组织径流雨水的收集、运输与排放。超标雨水径流排放系统，主要是针对超出雨水管渠系统的雨水径流，利用多功能调蓄水体、综合选择自然水体、泄洪通道、调蓄池等组建。
（1）机动车道和公交用专用车道
为了有效地缓解地下水资源匮乏现状，实现城市雨水补给地下水功能，缓解城市热岛效应，采用透水路面，可一定程度上实现雨水对地下水的补给。同时为了避免雨水侵蚀路基，在路面结构设计时，采用非透水基层。当雨水渗透至不透水基层时，沿着不透水基层表面排至盲沟或路侧分隔带中。
（2）非机动车道和人行道
研究发现，传统的非机动车道和人行道在雨水天气，路表面存有一定的积水，影响行人出行的安全性。为了避免路表面积水和实现对地下水的补给，非机动车道和人行道采用透水铺装，使得雨水直接渗透到路基中 ，既可以避免路表面积水现象，又实现了对地下水资源的补给。
3 结论
综上所述，在以海绵城市理论的城市道路设计中，要实现对雨水的储备，补给地下水水资源，并实现雨水天气路表无积水，提供车辆行驶的安全性。同时海绵道路可有效地缓解城市的热岛效应，促进现代城市的可持续发展。
参考文献
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 海绵城市；低影响开发技术；地域性；雨水花园；浙江嘉兴
中图分类号 TU992 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0162-05
A Pilot Study on Rainwater System with Low Impact Development System in Jiaxing City
SHEN Pei-yu WANG Yu-jia ZHOU Hai-ju XU Hai-shun
（Nanjing Forestry University，Nanjing Jiangsu 210037）
Abstract According to the city waterlogging and water shortage in Jiaxing City，under the new normal condition of planning transformation，the water governance in Jiaxing will change mentality and use the concept of foreign low impact development（LID） to carry on the reform of sponge city.In this paper，based on the background of sponge city construction of Jiaxing，the operation of Jiangshuigang green road and the parking lot of Shaoyuan were analyzed，finally summarized the references significances of experimental research on regional parameters.
Key words sponge city；low impact development technology（LID）；regional；rainwater garden；Jiaxing Zhejiang
嘉兴市位于浙江北部著名的杭嘉湖平原，襟江带湖，自古为富庶繁华之地，也是我国近代史上重要的革命根据地。嘉兴虽为江南水乡，河流密布，水系发达，但近年来其因水环境破坏引起的水质型缺水问题相当严重（图1），嘉兴目前可利用水资源总量大大低于全国和全省平均水平，其中以地表径流污染为代表的非点源性污染日益严重。与此同时，嘉兴在城市建设过程中，大量自然地面逐步被包括道路在内的硬化面所取代。其不（弱）透水下垫面不断增加（根据嘉兴市第一次地理国情普查报告，截至2015年，嘉兴的104.35 km2建成区内，不透水下垫面（全硬化）面积达56.01 km2，弱透水下垫面（绿色屋顶等）面积达到6.89 km2，不（弱）透水下垫面占比约60%），而且在嘉兴市平原河网地区，降雨量大而集中（多年平均约980 mm），城市内涝问题也不断加剧。
1 国内海绵城市建设情况
1.1 体情况
住房和城乡建设部的《海绵城市建设技术指南》（以下简称《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]。中国住房和城乡建设部在2014年10月编制了《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建（试行）》，部分内容涉及海绵城市绿地的规划设计与建设。该导则主要参考了美国关于低影响开发（LID）雨水系统等方面的理论研究与实践经验。
LID理念的核心是通过合理的场地设计，模拟场地开发前的自然水文条件，采用源头调控的近自然生态设计策略与技术措施，营造出一个具有良好水文功能的场地，最大限度地减少和降低土地开发导致的场地水文变化及其对生态环境的影响。与BMPs（美国20世纪70年代提出的雨水管理技术体系，最初主要针对非点源污染的控制，通过最佳管理措施来预防或控制非点源污染）相比，LID强调通过分散式、小规模调控措施对雨水径流源头进行控制，更多体现的是一种贯穿于整个场地规划设计过程的场地开发方式和设计策略[2]。
LID体系包含结构性措施和非结构性措施2种策略。结构性措施主要通过小型雨水设施将雨水回收利用，包括生物滞留池、下沉式绿地、植草沟、绿色屋顶等（表1）。结构性措施主要包括以下内容：①渗透。采用植被或可透水路面材料，增强地面透水性；②滞留。利用植被、土壤良好的吸水能力滞留雨水，使雨水径流总量减少；③蓄水。通过蓄水池、水塘等收集雨水，不仅能减少雨水径流，还能作为灌溉用水或经过处理后作为生活用水；④过滤净化。通过植被和土壤的过滤、吸附和微生物降解等作用，清除雨水中的污染物[3]。非结构性措施包括街道和建筑的合理布局、增加植被面积等。
2015年2月，国家财政部、住建部、水利部联合发文确定了包括嘉兴在内的16座城市为海绵城市建设试点。
2015年10月，国务院办公厅颁布《关于推进海绵城市建设的指导意见》（〔2015〕75号），从国家层面战略性地推进我国海绵城市建设，明确指出推广海绵型公园和绿地，增强公园和绿地系统的城市“海绵体”功能，并首次提出了径流总量控制的海绵城市量化工作指标：70%的降雨就地消纳和利用；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的工作目标。海绵城市应具有像海绵一样吸纳、净化和利用雨水的功能，以及应对气候变化、极端降雨的防灾减灾、维持生态的能力[4]。
1.2 嘉兴试点
目前，嘉兴已建成多处于其他江南地区海绵城市建设有较强参考性的试点。从“点”的层级上，已建成如晴湾佳苑、勺园停车场、嘉兴植物园、再生水厂等试点。从“线”的层级上，已建成蒋水港、湘家荡等试点。从“面”的层级，已建成以南湖为中心的18.44 km2示范区。在政策方案上，编制了《嘉兴市海绵城市建设技术规范》。
2 旧城改造案例――嘉兴市蒋水港绿道
2.1 场地简介
本试点位于嘉兴市南湖区蒋水港，改造时间为2012―2013年。蒋水港河道全长约2.5 km，改造区域北至南湖大桥、南至长盐桥新气象路段（约600 m）。到目前为止，北至南湖大桥、南至长盐桥新气象路段均已经改造完成（图2）。其中亲水河道的构成分为4个水深区，正常水位分别为1.0、1.4、1.8、2.6 m（图3）。
2.2 LID在蒋水港绿道中的体现
嘉兴城市以硬化路面为主，不（弱）透水下垫面占比约60%，且硬化路面的排水也以强排快排的形式，增加了排涝压力。同时，道路对沿线周边的水体污染十分严重。路面雨水径流中，除含有重金属、碳氢化合物等对环境危害性大的污染物质以外[5]，车辆运行带来的油类等污染物[6]、行人抛弃的废物、从庭院和其他开阔地上冲刷到街道上的碎屑和污染物等最终都将在雨水淋洗、冲刷作用下迁移至水环境中，并对这些水域产生很大危害。在周边有生态敏感保护区和重要水源保护区的地方，道路污染物对水质、生物及生物多样性的潜在威胁更需要认真对待[7]。
LID技术主要是尽量把雨水入渗到地面以下，一方面减少了雨水的排放，降低了城市的内涝风险；另一方面减少了初期雨水对河道的污染。而在蒋水港绿道工程建设中，具体应用的低影响开发技术有以下几种形式。
2.2.1 绿地建雨水花园，从源头解决周边硬化路面排水和削减污染。蒋水港绿道在施工中通过适当改造，在绿地中建设雨水花园。雨水花园是一种下凹式绿地，下凹式绿地是一种生态型雨水渗透设施，具有投资少、蓄渗效果明显、截留净化径流雨水、不易堵塞等优点，它既可设置在城区范围内的建筑物、街道、广场等不透水地面周边，用于收集蓄渗小面积汇水区域的径流雨水，又能在立交桥附近、市郊等空旷区域大规模应用，从而提高立交桥及整个城市的防洪能力[8]。
2.2.2 雨水花园渗透层构造及参数。在雨水花园中，原有的壤土被换成了渗透系数大的材料如砾石、砂、煤渣等。雨水花园的主要作用为滞留、下渗及处理雨水。其主要构造及设计参数为蓄水层0.25 m，种植土及人工填料层0.5 m（孔隙率0.3）、砂层0.1 m、砾石层0.2 m（图4）。同时，雨水花园中设置雨水溢流设施，将暴雨时的雨水排入雨水管道或河道。蒋水港绿道改造过程中将周边硬化路面雨水引入绿道内绿地，可通过改造人形道侧石（拆除侧石或侧石开口）形式，将雨水排入绿地。
通过现场调研与前期资料收集可知，图4、5所示的雨水花园地下层的主要构造及设计参数可能适用于以嘉兴为代表的江南地区的雨水花园，这些构造及参数将对后期的地域性参数化研究有借鉴意义。
2.2.3 雨水花园植物选择。在植物生长环境方面，根据雨水花园中种植区不同的水淹情况可将雨水花园种植区分为蓄水区、缓冲区、边缘区（图6）。植物在这3个分区中的配植要充分考虑到不同植物的耐淹、耐旱特性。边缘区无蓄水能力，植物物N需要有较强的耐旱能力，对植物的耐淹能力无特别要求，可选用一般较耐寒的植物，与周边植物景观相衔接；缓冲区有一定的蓄水容积，对植物的耐淹特性有一定的要求，同时要求植物有一定的耐旱能力和抗雨水冲刷能力；蓄水区植物物种耐淹能力和抗污染能力、净化能力要求最高，同时要求在非雨季的干旱条件下也要有一定的耐旱能力[9]。
调研发现，蒋水港绿道雨水花园采用下凹式绿地的做法，中间下凹部分铺有较大块的卵石，卵石中种有一些耐水湿植物。在坡道上还种植一些灌木及地被植物，植草沟也普遍分布。雨季来临时，雨水顺着植草沟流到下凹式绿地中，起到滞留下渗及净化处理雨水的作用（图7）。
调研过程中，小组成员对蒋水港绿道雨水花园中使用到的植物材料进行了分类与总结（表2）：通过观察绿道不同区域不同植物的生长状况，可以初步判断绿道采用植物的耐水性与耐旱性，由此指导雨水花园地域性植物的选择。
2.3 生态浮岛
调研发现，蒋水港河道中央及岸边置有生态浮岛。生态浮岛适用于没有空间建设雨水塘或雨水湿地的场所，可通过对生态的重新构造，提升河道的自净能力，同时也提升景观效果（图8）。
2.4 总结
嘉兴生态绿道网是一种线形绿色开敞空间，通常沿着河滨带情况较多，内设可供行人和骑车者进入的景观游憩路线，连接主要的公园、自然保护区、风景名胜区、历史古迹和城乡居住区等，有利于更好地保护和利用自然资源、历史文化资源，并为居民提供充足的游憩和交往空间。
运用低影响开发技术建成的绿道，将面临着与传统绿地养护不同的管理挑战。传统绿地养护仅限于修剪、施肥及保洁，由于具有嘉兴特色的绿道需要的养护措施广泛，所以在绿道养护方面嘉兴也有不少实际经验，雨水排入了绿道，因而每隔几次降雨均需进行养护。另外，雨水塘、雨水湿地内需要定期清淤，水生植物到秋季需进行收割等。
3 生态停车场改造案例――勺园停车场
3.1 场地简介
嘉兴勺园停车场位于嘉兴南湖景区的南部、南溪西路北侧（图9），建设总面积约5 200 m2，是供园内参观时停车所用。其中，停车位面积约1 169 m2，通道面积约1 670 m2，停车场共有85个停车位， 是勺园内重要的交通枢纽地。此处独特的设计，有利于地面径流，防止地面过多积水从而影响园区的营业与使用。
3.2 低影响开发技术在勺园中的体现
3.2.1 铺设专用透水混凝土。勺园生态停车场的表层是使用透水混凝土铺设的，结构见图10。20 cm厚的透水混凝土表层，形成了透水路面和透水停车位。这样的新型混凝土可以让雨水较为快速地流入地下，防止“快排水”带来的水体快速流失以及由于雨水过量而导致的洪涝积水的现象。另外，一方面这一举措也可以有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等城市环境问题。这样的做法不仅保护了地下水，节约了水资源，而且更能够有效缓解因水滞留在路面表层而带来的油类化合物污染地下环境的问题，维护了城市的生态平衡。
调研过程中，小组成员进行了试验。将约20 mL的水浇在停车场路面，模拟雨水下渗，试验发现地面不会像普通的水泥地一样马上变深色，浇下去的水也不会马上四处溢流开来打湿地表，而是慢慢下渗，吸收效果显著（图11）。
3.2.2 植浅草沟。勺园停车场在停车位之间的绿地中植浅草沟，并配以侧石开口（图12）。植草沟沟顶宽0.5～2.0 m，深度0.05～0.25 m，边坡（垂直∶水平）1∶3～4，纵向坡度0.3%～5.0%。植\草沟具有输水功能，具有一定的截污净化功能。这样有利于将硬质停车场中未能及时排出的雨水排入一旁的绿地中，通过植浅草沟的下渗吸收更多雨水，加快雨水排放，避免雨量过大带来的雨水堆积给使用者带来不便的现象（图13）。
植浅草沟的植物一般选用当地适种的草坪地被，在保证排水给予过滤的同时也能够带来景观上的美好感受，为停车场增添一定的视觉效果。
3.2.3 铺排地下网状排水盲管。除了地上部分的精心设计，勺园停车场的地下部分更是进行了多样的设计与处理。停车场在地下布设了将近1 km的网状排水盲管（图14）。盲管能够收集地上的渗水，进行统一处理，也可在雨量较大时，调节地下水，减缓地下水的压力，这对解决目前城市中经常出现的积水问题有很大的作用。
3.2.4 地下雨水调蓄池。勺园停车场在地底更是设置了一个巨大的地下雨水调蓄池（图15）。在多雨的季节，城市往往会因长时间的强降雨导致地下水的大量积聚，而现有的地下网管不能满足排水需求，不仅会带来严重的洪涝灾害，更会将大量雨水带来的河流污水排入地下，从而对污水厂造成一定的危害。而这样的调蓄池既可以减缓污水的冲击，减少污水厂的压力，也可以在一定程度上减小城市的内涝问题。
3.3 总结
每当下雨天，落在停车场地表的雨水首先通过透水材质浇筑的地表渗入土中；当土壤含水量过高时，专门用于集排土中渗水的盲管就会发挥作用，把多余的雨水排放到停车场北侧的排水管道内，地下调蓄池也可以帮助蓄、排水。
自2014年起，经过设置透水路面、建设透水停车位、安装地下网状盲管，并设计了下凹式绿地和植草浅沟等一系列改造后，勺园停车场已能在一定程度上控制雨水径流。据统计，整个项目年径流总量控制率达80%，控制雨量达24 mm。
4 结论与启示
在水质型水资源缺水的大背景下，雨水不应该是负担，而应是宝贵的资源。为了应对城市水问题，嘉兴的城市建设理念从破坏生态转向恢复生态。海绵城市的建设相对于传统的市政雨水管理系统有很大的优势。一是在雨水治理理念上变革，从原来的末端治理转变为源头治理；二是雨水就地收集处理，减少径流；三是从原来的单一下水管网建设转而利用好河湖蓄水、道路渗水等多种方式建设。
总体而言，我国海绵城市建设尚处于起步阶段，理论研究在很大程度上依旧滞后于实践，尤其是在本土化、地域性等方面的研究亟待重视，这对以后的研究方向有指导意义。
5 参考文献
[1] 住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南[S].北京：[出版者不详]，2014.
[2] 徐海顺，蔡永利，赵兵，等.城市新区海绵城市规划理论方法及实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.
[3] 车武，欧岚，刘红，等.屋面雨水土壤层渗透净化研究[J].给水排水，2001（9）：38-41.
[4] 王文亮，李俊奇，王二松，等.海绵城市建设要点简析[J].建设科技2015（1）：19-20.
[5] 赵剑强，闫敏，刘珊，等.城市路面径流污染的调查[J].中国给排水，2001（1）：33-35.
[6] 郑远，贾璐，杜豫川，等.道路路表径流污染处理体系研究[J].城市道桥与防洪，2007（8）：155-157，211.
[7] 车伍，申丽勤，李俊奇.城市道路设计中的新型雨洪控制利用技术[J].公路，2008（11）：30-34.
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】柯桥区；排水；合理性；水资源；河道；下沉式广场
一 、引言
绍兴市柯桥区位于浙江省中北部，绍兴市北部，会稽山北麓，地处长江三角洲南翼。柯桥区位于浙江中北部地区，北部地处绍虞平原，南部紧靠会稽山脉。气候温和，四季分明，雨量充沛，降水时间分布季节性明显。属于东亚季风区，季风气候显著。年平均降雨量1469.8mm，最多年雨量为1806.2mm，出现在1975年；最少年雨量为911mm，出现在1967年。汛期主要集中在5月到10月。年平均雨日为158.6天，年最多雨日达227天；年最少雨日为134天。
防洪排涝河道整治一期工程是以防洪、排涝为主，结合改善水环境等功能的综合性水利工程，2009年被省发改委列入省重点建设工程A类项目。截止2014年底，柯桥区已建成滨海闸枢纽工程和姚家埠至滨海排涝闸17.6公里河道治理工程，完成总投资约4.5亿元。2015年以来，柯桥区水利水电局一面增强施工力量、优化施工组织，一面与相关镇街紧密配合加大政策处理力度，深入村居及时协商解决问题，进一步加快推进防洪排涝河道整治一期工程，取得了明显成效。
工程建成后，将基本形成绍兴平原排涝快速通道，使河道防洪标准达到50年一遇，治涝标准达到20年一遇最大24小时暴雨不受淹，切实增强绍兴平原的整体防洪排涝能力，优化水生态环境，促进柯桥区经济社会的可持续发展。
二 、城市排水系统
城市排水系统是一项不可或缺的基础设施，对城市的正常运行起到了重要的作用。城市排水系统与给水密不可分，共同组成了现代城市的水循环系统。城市排水系统的合理与否直接关系到了城市的全局发展，而城市排水工程是处理城市污染、城市排涝和防洪等的骨干工程。排水系统包括道路排水管网、泵站、具有调水蓄水功能的湖塘、河道以及污水处理厂等相关设施。
城市排水系统作为城市的使用设施，受到了气象、地表水位差、电力中断和排水系统规划等因素的影响。在南方一些城市中，城市排水设计过程中存在很大的不足，如城市河道设计过于拘谨，城市治水不合理，治水机制缺乏合理性。给水缺乏节水系统的控制，造成水资源的浪费。在排水过程中，经常会由于污水造成周边土地和环境的破坏，影响城市的可持续发展。
如今，我国很多城市一逢暴雨就“看海”的情况经常出现，这种现象的产生就是由于在规划初期未能对城市排水充分考虑。通常，在进行排水系统规划时要考虑排水分区、排水管网设置、可持续、与周边区域结合和加强管理体制等几方面。
三、 排水系统新理念
2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出；2013年12月12日，在《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”。而《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建（试行）》以及仇保兴发表的《海绵城市（LID）的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义，即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。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。
国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出，采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，到2020年将80%的降雨就地消纳和利用。建设海绵城市，首先要扭转观念。传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。
作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志，我国海绵城市建设“时间表”已经明确且“只能往前，不可能往后”。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。确定的目标核心是通过海绵城市建设，使80%的降雨就地消纳和利用。围绕这一目标确定的时间表是到2020年，20%的城市建成区达到这个要求。如果一个城市建成区有100平方公里的话，至少有20平方公里在2020年要达到这个要求。到2030年，80%的城市建成区要达到这个要求。
四 、设计合理性――以绍兴市柯桥区为例
2015年，柯桥区实现全部工业总产值3971.83亿元，其中规模以上工业总产值3478.32亿元，增长2.5 %。全部工业实现主营业务收入3880.30亿元，其中规模以上工业实F主营业务收入3386.79亿元，增长2.9%。
实现规模以上战略性新兴产业产值939.95亿元，占比为27.0%。大纺织业实现产值2263.76亿元，增长5.4%；实现利润120.75亿元，增长16.9%。非纺业实现产值1214.56亿元，下降2.4%；实现利润69.90亿元，下降12.6%。新产品产值1139.35亿元，增长25.8 %，占规上工业产值32.8%；规上高新技术产业产值277.76亿元，增长4.0%，占规上工业产值8.0%。
结合柯桥区域经济特殊性，以合理运用城市水资源，达成现代化城市的可持续发展为目标，需要从三个不同角度去设计，在进行排水系统设计时还应充分考虑纺织产业的分布。
1. 宏观层面。
从宏观角度分析得出排水系统设计所面临的问题，相邻城市、相邻地域已不是规划区内的问题。一方面，给水安排需要围绕水源及节能、合理供水及保证溯源平衡为基础；另一方面，排水系统需要以防洪排涝及控制污染为目的。
（1）防洪排涝
防洪排涝可分为两部分，即防外洪及排内洪，外洪重在防，内洪重在排。考虑源头不同的水，也通常用不同的解决方案。城市的水一般是雨水降落产生，所影响范围不会太大。
瓜渚湖位于柯桥中国轻纺城东北，南阔北狭，南北长2公里，东西长约1公里，水面面积1.5平方公里，为绍兴平原第三大湖。瓜渚湖与大小坂湖是柯桥海绵城市的重要组成部分。柯桥河网密布，将河湖连通不仅将改善了周边区域的生态环境，也为工业及农业发展提供丰富的水源保证，对柯桥经济社会发展和水生态文明建设起到重要和不可替代的作用。从当前和未来经济社会发展及生态恢复等方面的需求来看，实施河湖连通工程意义深远，效益重大。
（2）水资源平衡
合理供水及保证水资源平衡可在一定程度上解决水资源短缺及分布不均的情况。在规划城市建设时，必须考虑水资源供需是否平衡。合理供水可改善水质，节约资源，推动供水行业发展。
（3）污水处理
污水集中处理，水质水量稳定，但建管道总费用高，设备庞大，耗能大，技术和管理水平要求高。污水分散理优点与缺点共存，如何将污水集中处理和分散处理相结合，二者取长补短显得尤为重要。
2. 中观层面。
本层面有承上启下的作用，其重心主要在于城镇及片区的给排水系统（包含并不限于中心城区的给排水规划设计和污水处理厂的规划设计）。
（1）给水系统
在大多数居民及单位使用了变频装置，尤其是广泛适应了城市给水管网智能化供水设备的前提下，供水的日变化系数增大以及高峰用水量的增加导致水厂的供水工程加大，这是中观最值得注意的问题。
（2）雨水系统
雨水系统、防洪排涝和城市竖向规划三者相辅相成，市区内河通常采用五年一遇水满不外流的设计标准，洪峰相遇的概率很高，而排水管道的出流往往也是高压性的。因此，雨水系统需要定期校对压力流，并且及时调整竖向标高，防止溢水情况的发生。
（3）污水系统
柯桥老城区与新城区并存，在老城区应采用分流制，而在新城区宜选用合流制。根据污水处理厂厂外管网工程实验表明，分流制需要在化粪池口开口，并选用具有专业技术的团队实施监督及施工。柯桥属于中小城市，因此也应考虑在进河流前设置截流干管，使早期雨水和污水通过截流干管都进入水处理厂，节省投资。另外，污水也可经过中水回用等处理，投入景观设施，或者运用物理及化学方法，改善水质后再使其流入内河。
3. 微观层面。
要实现可持续发展必须进行创新，运用创新思维及技术去解决问题。城市排水规划环环相扣。在微观层面，重担就要落到每一个工厂、每一个居民区和每一个排水系统的设计上。
重度耗能低量负荷的这种低形式是不符合中国现代国情的，而延时曝气的方案也会适时淘汰。而移动床、流化床、A/O工艺法均可为中国当下的发展方向。污水管道最常用材料是塑料复合管材，PE管质量好，PVC-U管使用广泛，具有较高的抗冲击性能和耐化学性能，PVC管通常用于排污管道。在施工时要分层夯实，尽量保证管道的回填质量，防止管道因回填质量的问题而变形超标。雨水属于水循环中的一个环节，若对其合理拦蓄和利用，将可以节省资金，促进生态发展。
（1）疏河道。“深淘滩，低作堰”，这是久经历史检验的治水良策。疏拓作为柯北直排钱塘江骨干河道的滨海大河，充分利用钱塘江潮位低、持续时间长的排涝优势，畅通北排通道，有效降低柯桥地区水系水位。结合清水工程和河道总体规划，疏浚拓宽柯桥所有骨干河道，如瓜渚湖、直江、东小江，整治河道上的违章建筑物和构筑物，经科学预测，此项措施可在暴雨期间降低城区水位12厘米，降低柯北水位10厘米。
（2）建设城市下沉式广场，起到分流雨水的作用。
（3）控制绿化标高，颠覆原先的绿化种植设计思路，从高于路面到低于路面，至少绿化地面与路面齐平，最好能低于周边地面标高5至25厘米，形成下凹式绿地，使绿地上的自然降水能渗入地下，减少路面径流。四是科学制定雨水径流控制标准，扩大可渗水地面面积。通过这些措施，既增强了城市排水防涝能力，又提高了城市的亲水性、透水性，对于减轻管网排水防涝压力也大有裨益。
五 、结语
在五水共治的大背景下，柯桥区坚持科学发展观，贯彻节能环保理念，加大雨水公园、植草沟、雨水调蓄池、下凹式绿地和可渗透停车场建设，分类别，科学定标准；治点线，注重抓管理；强预测，提前降水位；调蓄洪，多举措并重，在城市排水方面取得了显著成效。
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关键词：黄土高原；水土流失；城市内涝
中图分类号：TU986
文献标识码：A文章编号：16749944（2017）01007407
1引言
黄土高原多年来的水土流失和风沙问题，一直困扰着当今中国，这不仅是民生问题，更是关乎我国西部地区经济发展社会进步的重点问题。
1973年我国在陕西省延安市的安塞县建立了安塞水土保持综合试验站，是科技部国家重点野外台站和中国科学院生态系统研究网络终点站，为我国黄土高原地区生态保护问题提供了有效的实验支持和科学依据。多年来关于黄土高原水土保持和生态环境建设，我国做出了巨大努力，曾与多国合作共同开展研究。为有效防治黄土高原水土流失我国先后实施了一系列水土流失重点防治工程。
近年来，国家进一步加大财政投资，为黄土高原水土流失综合防治和生态状况提供了重要的支持。据《中国科学报》统计，截至2011年，黄河流域累计治理水土流失面积近23万km2，从20世纪90年代末黄河流域土地植被覆盖率低于10%增长到约30%。
众所周知，黄土高原是西北地区最为棘手、最难治理的区域，它的困难不仅是由于涉及面积区域之广，更在于气候自然条件的影响下其独特的地理特征，与我国其他地区有所差异。黄土高原地区的治理关乎整个西北地区的经济发展以至整个中国的经济发展。
2黄土高原区域地貌分析
黄土高原是世界上最大的黄土堆积区，也是世界上独一无二的自然地理区域，位于中国中部偏北。黄土高原地区的黄河流域西起日月山，东至太行山，南靠秦岭，北抵阴山，横跨山西省、山西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区与河南省等黄河中游七省的50个地（市），317个县，全区总面积约64.2万km2，其中水土流失45.4万km2。黄土高原平均每年输入黄河的泥沙量达16亿t，是我国甚至全世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。
2.1黄土高原成因与分类
2.1.1黄土高原区域位置
黄土高原具有特殊的自然生态特征。它是世界最大的黄土高原，在中国中部偏北，包括太行山以西、秦岭以北、青海日月山以东和长城以南的广大地区，面积约40万km2，海拔1000～1500 m。除少数石质山地外，高原上覆盖深厚的黄土层，黄土厚度在50～80 m之间，陇东、陕北厚达150 m，最厚的地方达200 m。由于历代战乱、盲目开荒放牧及乱砍滥伐导致高原的植被遭到严重的破坏，加之黄土的土质疏松，水土流失极为严重，形成“千沟万壑”的黄土地貌（图1）。
2.1.2黄土高原历史成因
新生代早期，全球性气候变暖，我国各地区包括黄土高原的早第三系地佣喑屎旎蚯澈焐，说明当时气候比较炎热。早黄土形成于不同的气候条件下，因而有不同的外观颜色。综合黄土高原黄土剖面颜色在垂向上的变化，自下而上大体可以分为4个主要颜色段：第一段，浅红黄色段；第二段，棕黄色段；第三段，灰黄色段；第四段，褐黄色段。黄土颜色自下而上由红黄―棕黄―灰黄―褐黄的变化。
更新世时期，干旱气候开始显著。到全新世，黄土高原则明显地旱少雨的气候所控制，北部向沙漠化方向演化。在整个第四纪时期内，黄土高原的古气候环境的主要变化时期是中更新世早期，中更新世晚期和晚更新世末期。
黄土高原环境的变迁，有其自然的因素，这与全球气候变化有关，但也有人的因素，如黄土高原森林的砍伐，草地的破坏，土地利用不合理造成的土壤侵蚀，导致高原自然环境恶化。文物工作者和地质科技人员曾经在宁夏回族自治区泾源县、彭阳县等地发现的古生物化石研究证实，约在6000万年前，黄土高原被水所覆盖，现在的山峰则是当时水中的孤岛。
在距今6000万年前，地壳发生剧烈断块式上升与下降，到了距今24万年前，六盘山、月亮山等发生剧烈的上升运动。此后，随着山区间歇式继续上升，广大的丘陵区均沉积了厚度不等的风成黄土，在盆地中心或山麓地带则有冲积砾岩和黏土，大量的黄土堆积，覆盖了山坡丘陵，形成了现代黄土高原的地形地貌。
2.1.3黄土高原分类
根据地貌的形成过程和特点，可分为以下几个部分。
（1）陇中高原。一称陇西高原，位于六盘山以西，是一个新生代的拗陷盆地，属盆地型高原，海拔1500～2000 m。地形破碎，多梁、峁、沟谷、垄板地形。
（2）陇东、陕北高原。包括六盘山以东，吕梁山以西，渭河北山以北，长城以南的地区。也是一个盆地型高原，海拔800～1200 m。经强烈侵蚀，除少数残留的黄土塬外，大部地区已成为破碎的梁峁丘陵。其间只有少数基岩低山突起在高原之上，状似孤岛。
（3）山西高原。包括五台山、恒山以南，伏牛山以北，太行山以西，吕梁山以东的地区。它由一系列褶皱断块山与陷落盆地组成。山地有吕梁、恒山、五台、中条及太行等山，盆地有大同、忻县、太原、临汾、运城等。除河谷平原外，大部地区海拔在1000～1500 m，石质山地构成高原的主体，黄土堆积仅限于盆地及山间谷地，分布范围约占全区面积的40%。
（4）渭河平原，一称关中平原。位于渭河北山与秦岭之间，西起宝鸡，东至潼关。
2.2黄土高原地形地貌
2.2.1陕北黄土高原自然地理概况
（1）地形地貌。黄土高原由黄土丘陵、黄土台塬和石质山组成，地面地形破碎，地形落差普遍，一旦遇上大雨或暴雨，黄土受坡度的影响特别容易坍塌，故不利于水土保持。
从地形上来看，黄土高原北方是我国内蒙古高原，东面是华北平原，西边是广大的西北内陆地区和青藏高原，黄土高原大面积地区黄土覆盖，境内形成了黄河中游重要的自西北向东南流向的黄河支流，主要有渭河、泾河、洛河、汾河。这些河流汇入到黄河，形成一些小平原，平原地带土壤肥沃，农业发达，特别是渭河平原和汾河谷地，是黄土高原人口最密集，农业最发达的地区。
（2）气候水文。黄土高原的位置位于我国东部沿海和西北内陆之间，处在我国来自太平洋的东南季风和暖湿气流向西北吹送的通道中，故气候带有明显的过渡性，为我国东南沿海温暖湿润的季风气候向西北内陆干旱气候过渡的半湿润、半干旱的温带大陆性气候。区内从东南向西北依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候、干旱气候。
（3）土壤植被。黄土是第四纪以来经过风的吹扬、搬运、堆积形成的，黄土疏松多孔，粉沙质，质地均一，垂直节理发育，因而易被冲刷，加之其所在的黄土高原地区降水在年内降水高度集中，多暴雨，特别容易造成严重的水土流失。广大的地面被长期冲刷形成众多的沟谷，沟谷切割地表形成黄土高原特有的黄土塬、黄土墚、黄土峁。这几种黄土地貌的共同特点是黄土层的边缘被流水强烈冲刷、切割，不同之处在于黄土塬顶部平坦、黄土墚顶部狭窄成长条，而黄土峁是孤立的黄土丘，根本原因在于它们处在不同的发展阶段。在黄土高原这种干燥、半干燥的气候条件下，这些粉尘相互之间的结合并不紧密，所以黄土具有多空隙、结构疏松的特点，并且垂直节理发育明显。
这样的黄土层比较透水，颗粒小又决定了黄土容易溶于水，黄土的这些特性，使黄土高原特别容易受流水的侵蚀作用。地表光秃，缺少植被的保护。植被具有良好的涵养水源，保持水土的作用。大面积的植被覆盖对防止水土流失，保持土壤肥力，调节气候具有重要的作用。而目前我国黄土高原森林覆盖率不足10%，远低于世界平均水平，高原绝大部分面积是支离破碎的黄土，风沙漫卷，暴雨来临泥沙俱下，加剧了水土流失。
（4）资源基础。黄土高原煤炭资源丰富，人类的修路、开矿等工程建设破坏地表。黄土高原人口众多，煤炭资源特别丰富，开发煤炭资源是当地经济发展的重要内容。但这些经济活动不可避免地破坏地表，甚至导致永久性的不可恢复。
2.2.2黄土高原人文地理概况
（1）人类活动。自秦汉以来黄土高原经历了三次滥伐滥垦。 第一次是秦汉时期的大规模“屯垦”和“移民实边”开垦。这次大“屯垦”使晋北陕北的森林遭到大规模破坏。
第二次是明王朝推行的大规模“屯垦”，使黄土高原北部的生态环境遭到空前浩劫。据考证，明初在黄土高原北部陕北（延安、绥德、榆林地区）和晋北大力推行“屯田”制，竟强行规定每位边防战士毁林开荒任务。从这里不难看出，明代推行“屯田”制对环境破坏之严重。
第三次大垦荒是清代，清代曾推行奖励垦荒制度，垦荒范畴自陕北、晋北而北移至内蒙古南部，黄土高原北部和鄂尔多斯高原数以百万亩计的草原被开垦为农田，使大面积的土地沙化，水土流失加剧。
并且黄土高原地区存在着显著的人地矛盾，人多地少，生a方式落后。黄土高原农垦历史悠久，人口众多，随着人口的不断增长，人多地少的矛盾日益突出，加剧了人类破坏性和毁灭性的开发。导致森林日益减少，土壤日渐贫瘠。
现在，黄土高原地区总人口1.08亿人，其中农业人口7333人，占总人口70%以上。据 2008 年统计，国民总产值1.85万亿元，农民人均纯收入3196元。人口密度为167人/km2，相当于全国平均水平的122.9%，人地矛盾更加突出。
（2）河流交通。黄土高原地区面积大于1000 km2的直接入黄支流有48条，其中水土流失严重、对干流影响较大的支流有洮河、湟水、庄浪河、祖历河、清水河、浑河、杨家川、偏关河、皇甫川、清水川、县川河、孤山川、朱家川、岚漪河、蔚汾河、窟野河、秃尾河、佳芦河、湫水河、三川河、屈产河、无定河、清涧河、昕水河、延河、汾川河、仕望川、汾河、泾河、北洛河、渭河、伊洛河32条支流，以及内蒙“十大孔兑”。
总的来说有的地方交通发展不错（如汾水谷地等），但是大部分地区交通不发达。西安、太原、宝鸡等地是铁路枢纽。
（3）民俗文化。黄土高原群山连绵，沟壑纵横，北有横山、北于山，西有子午岭，东南有黄龙山，形成一马蹄形。地势西北高，东南低。石器时期气候湿润，经考古发掘仰韶文化遗址内容十分丰富。相传少典族居住在陕甘交界处，与有乔氏互通婚姻，生下黄帝和炎帝。黄帝居姬水，为姬姓；炎帝居姜水，为姜姓。他们中许多部落顺着河流移动，发展到黄河中游，后来称华夏族。
以陕北黄土高原为例，陕西剪纸形式多样：一是单色剪纸，二是色纸拼贴剪纸，三是点彩剪纸，四是渗染剪纸，五是纸塑窗花，六是剪纸熏样。陕北以单色剪纸为主，造型简洁质朴、注重夸张变形，传承着古老的审美情趣和造型观念。在内容上多以动物花草为主。据说孔圣人教化天下，唯独遗漏了陕北，所以创造性极强，喜怒哀乐表现的淋漓痛快，极具个性。在陕北的靖边、安边、定边，人们称“三边剪纸”，剪纸变成了另一种风格，纤细入微，小巧玲珑，小中见大，刻画精到。打出的 “ 乐乐 ” 细如针尖，剪出的线细如发丝，剪纸粗犷，又不同江南的工巧、写实。据考证，三边原是边关重镇，朝廷常派南方将领在此地镇守，他们带着家眷在这里生活，也带来了水乡的民间文化，与当地古拙的民间艺术相结合，产生了独特的三边剪纸（图2）。
3黄土高原现状分析
3.1山体滑坡
黄土高原地区由于地质地貌条件复杂，山、塬、丘陵面积分布广泛，滑坡灾害较多。目前黄土高原水土流失面积约50万km2，其中土壤侵蚀模数大于5000 t/km2的严重土壤流失面积约14.5万km2，是当今世界上水土流失最为严重的地区之一。为了建设良好的生态环境，防止滑坡侵蚀发生，必须加强滑坡侵蚀的研究。
3.3.1滑坡形成原因
（1）大气降水、地表水、生产生活用水的入渗，河湖水倒灌，地下水等在山体内，增加了坡体重量，增加了下滑力。同时，浸泡软化易滑地层，使抗剪强度大幅度降低而产生滑动。
（2）工程活动可以破坏坡体。在坡体上由于建筑、倾倒、填方、筑堤等增加荷载引起边坡超载，增加荷载使坡脚压力增大，使斜坡支撑不了过大的质量而失去平衡，沿软弱面下滑。
（3）地震使斜坡承受的平衡应力发生改变，还会造成地表形变和裂隙增加，降低岩土的力学强度，触发滑坡的滑动和促进滑坡体的形成。
3.1.2滑坡预防措施
滑坡可造成严重的工程事故，因此，在工程建设中应采取积极措施加以预防。其防治原则是及早发现，预防为主；查明情况，对症下药；综合整治，有主有次；治早治小，贵在及时；力求根治，以防后患；因地制宜，就地取材；安全经济，正确施工。
3.2水土流失
《汉书・沟洫志》对黄河水沙有“河水重浊，号为一石水而六斗泥”的记述。黄河年均输沙量为16亿t。世界上年均输沙量超过1.0亿t的大河中，黄河的年输沙量及平均含沙量均位居首位。长期以来严重的水土流失所造成的沟壑纵横的特殊地貌以及黄土自身抗侵蚀性弱等特殊因素造成了黄土高原独特的水土流失格局，水土流失区多年平均侵蚀模数为4100 t/km2（图3）。
图3典型泥石流示意
3.2.1水土流失自然因素
黄土高原土壤侵蚀具有明显的区域分异特征，这种区域分异特征是自然因素和人为因素的综合反映。
（1）地质与地貌因素。黄土地貌类型主要有黄土塬、黄土梁、黄土峁和各类沟谷。在以黄土塬为主的地貌类型区，土壤侵蚀方式以沟蚀为主，沟蚀量可占小流域侵蚀总量80%以上。在以黄土梁峁为主的黄土丘陵区中，晋西、陕北等地坡面侵蚀和沟谷侵蚀都很严重，但沟谷地的产沙量仍占主要部分。陇中地区谷间地面积较大，坡度较小，坡长较大，土壤侵蚀方式以坡面侵蚀为主。长城沿线和高原北部地区，间地、丈地、掌地、墒地等地貌类型分布广泛，它们目前正受沟谷溯源侵蚀影响，形成以坡间为主的独特现代侵蚀类型区。无定河上游及其以北的黄土丘陵区，地表有零星沙丘覆盖，沟谷中广泛出露中生代石砂岩和泥页岩，风蚀、水蚀和重力侵蚀很活跃。坡度陡峻是黄土高原地貌的又一重要特点。坡度的陡缓不仅决定土壤侵蚀的强弱，在临界坡度以下土壤侵蚀以面蚀和沟蚀为主，超过此坡度则重力侵蚀活跃，发生滑坡、滑坍、泻溜侵蚀。
（2）气候因素。黄土高原的年降水量变化为200～700 mm，具有由东南向西北递减的特点。黄土高原降水的季节变化很大，主要集中在夏季，其次是秋季。大部分地区5～9月份的降水量占年总量的70%以上，其中又以7、8月降水量最多，可占年总量一半左右。该地区暴雨历时普遍较短。暴雨多发生在6～8月份，空间分布有由东南向西北递减特点。这些特点对土壤侵蚀特征的时空变化产生了深刻影响。
（3）土壤因素。黄土高原地区分布最广的黄绵土，它常与黑垆土呈复式区分布。黄绵土是该区最主要的耕作土。黄绵土的形成过程一方面是黄土耕种熟化过程；另一方面又是侵蚀为主的地质地貌过程。目前除了少数地势平坦、侵蚀微弱的地点外，黄土高原绝大部分地区的土壤都属于侵蚀性黄绵土。
（4）植被因素。黄土高原的植被种类较多，现有的森林主要分布在高原东南和岩石或土石山区，大面积的黄土地丘陵区和黄土塬区仅在村镇附近有零星的树木，非耕地上只有稀疏草灌。子午岭是黄土高原上黄土覆盖区森林植被保存较好的唯一地区，近几十年来同样遭到严重破坏。全区森林植被如此匮乏，土壤侵蚀剧烈发展就是不可避免的了。除森林植被外，该区的草灌覆盖度不高，天然草场的覆盖度只有25%～65%，其中，山区草地的覆盖率较高，黄土丘陵和黄土塬区较低。由于过度放牧和滥垦、滥伐、滥挖（挖药材）等影响，大部分草场都向沙漠化方向发展。
3.2.2人为因素
长期以来，黄土高原的人为破坏方式主要有3种：一是陡坡耕垦；二是滥砍、滥伐、滥樵和滥牧；三是乱挖、乱堆、乱放。其结果是破坏植被，破坏土体结构和破坏原有地貌形态。
（1）陡坡开垦。黄土高原地区的人口迅速增加，人口增长必然导致天然林、次生林的破坏和耕地的扩大。尤其是陡坡地的不断开垦也迅速加剧了该区的水土流失。
（2）矿产资源开发利用。矿产资源开发对振兴国民经济具有重大意义，但对生态环境特别是土壤侵蚀和河流泥沙将带来深刻影响。黄河中游大型煤田，地处多沙粗沙产区，又多处于暴雨中心地带，水土流失本来就非常严重，而煤炭的大规模开采，铲除地表原有的稀疏植被，占用破坏土地，移动大量岩石土体，造成地表土层松动，地下砂岩性物质堆积地表，这些新翻动的岩土，在风雨作用下极易风化成碎屑，并伴以滑坡、崩坍等重力侵蚀，必将加剧水土流失。
（3）开发项目建设。随着区域工业化发展，人类活动强度增大，人为践踏、施工建设等，再加之人们的环境保护意识薄弱及管理混乱，使地表植被覆盖率下降，土壤抗蚀能力减弱以及弃土弃石乱堆乱放，可动沙源增加，所有这些都加剧水土流失。
在道路建O的施工期间，路基填挖方、取弃土、软土路基处理和桥梁建设等是公路建设的关键工程。铁路、公路建设可能损坏原有的水土保持设施，破坏当地生态环境而加剧地区水土流失；开挖坡度大或地质构造不良地段后，开挖面或填方处边坡，在雨水冲刷下易产生崩塌、滑坡而造成水土流失；施工不当或使用大量炸药爆破，造成地层松动，埋下隐患；以及施工过程中大量土、石随意堆放，在暴雨冲蚀下也极易产生水土流失。开发建设项目严重水土流失造成大量泥沙淤积河床水库，降低了水利设施寿命和防洪效率，加剧洪涝灾害。特别是近数十年来由于不合理的人类生产活动造成的水旱灾害、滑坡、崩塌、泥石流等，给国家经济和人民生活造成了严重的危害。
在人行步道和庭园中更应该增加透水铺面的设计，这样没有高载要求的基面我们可以更加注重美观性，利用许多石块、卵石、木头和许多绿色景观相结合，不但具有良好的透水效果，更有优美的庭院意境。
（3）透水管路。在城市中我们往往没有办法单纯利用绿化和透水路面来供雨水入渗，此时就需要人工设施来加速降水渗透地表以下，目前常用的设施可分为两种：①水平式“渗透排水管”；将基地降水集中与渗透排水管中后，再慢慢往土壤内入渗至地表中，达到辅助入渗的效果。透水管的材料大多是蜂巢管、网式渗透管、尼龙纱管、不织布透水管等等，利用毛细现象将土壤中的水引导入管后，再缓缓排出。②垂直式“渗透阴井”。它是垂直式辅助入渗设施，不仅有较佳的储存渗透效果，也可作为“渗透排水管”之间的连接节点，可阻拦排水过程中产生的污泥杂物，定期清除来保持排水通畅。
5.2.2城市水循环间接措施
（1）雨水花园。雨水花园也可称之为景观渗透水池，它兼具庭院景观效果和储集渗透两个优点的措施。做法通常是将水池分为高低水位两部分，低水位部分底层用不透水材料砌成，高水位四周可以用自然渗透土壤设计来做，下暴雨时可暂时储存高低水位间的雨水，然后让雨水慢慢渗透回土壤，水岸四周通常种满水生植物作为庭院景观一部分。当然，这些植物的选择也是有规律可寻，我们可以选择如美人蕉、香蒲等植物，不仅具有很好的景观效果，也同时具有净化水质的作用，这样就能够使雨水花园起到更加重要的作用，并很好地将他们应用在净水和水的再循环利用中（图5）。
图5雨水花园做法结构
5.3海绵城市建设
建设海绵城市，首先要了解海绵城市的特点和建设方法。海绵城市主要解决保障水体和水质的循环和合理应用。传统市政模式认为，雨水排的越多、越快、越通畅越好，而这样的传统“快排式”模式并没有考虑到水的循环利用。海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针，较之与传统模式有以下4个优点： 排水防涝洪能力建设； 径流污染控制；水资源合理利用；生态水景景观营造。
5.3.1海绵城市建设的必要性
海绵城市的建设，不仅是为了响应国家号召，更是根据城市现状提出的可行性方案。建设海绵城市，可以大大降低城市内涝积水的问题，也改变以往城市“快排式”的水处理方式，增加水的利用循环，保障了水资源的节约与生态平衡。因此，建设海绵城市是非常有必要的，它有利于改善城市生活环境，增加水循环率，更加有效地减缓城市内涝。
5.3.2海绵城市建设的可行性
我国城市发展速度较快且人口密集，而对于土地的开发也有些过度，“城市的规模像摊大饼一样的发展”对于自然的破坏强度也更大，因此修复就更难，代价更大。建设海绵城市首先要避免几个误区，如“只重视地下不重视地上”、“只重视灰色不重视绿色”或“只重视绿色不重视灰色”。海绵城市建设首先应做好全局战略规划，应从法律体系、财税政策、管理机制、技术与产业体系、人才培养、公众参与等环节综合考虑实施。
6结语
构建海绵城市的经济效益不可小觑。海绵城市建设注重对天然水系的保护利用，大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合，“净增成本”比较低，还能大幅减少水环境污染治理费用，降低城市内涝造成的巨~损失。相对新城区，老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题。但相比建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案，多添置一些“海绵体”反而更具可行性。
而针对黄土高原地区水资源问题可以应用海绵城市概念及技术，将该地区水资源合理利用起来，并保持和谐生态环境。可以根据以往建设城市方案进行改进和借鉴，建设独具特色的“海绵”黄土高原。
参考文献：
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[3]张宝庆，吴普特，赵西宁，等.黄土高原水土资源化潜力与时空分布特征[J].排灌机械工程学报，2013，7（15）.
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关键词：横滑式；单元幕墙；水密；气密
中图分类号：TU74 文献标识码：A
建筑幕墙在我国随着高层/超高层建筑物的增多而增多，几乎哪里有高层建筑哪里就有各种幕墙。国外发达国家幕墙业经历百余年的历史，而在我国仅用了十多年时间即迎头赶上。从大的城市直至部分乡镇，均可看到各种形式的幕墙。近几年尤以铝合金玻璃幕墙发展为最快，其中单元式幕墙由于均为工厂预制，减少现场安装的误差，节省工期等优点，已成为高层建筑的主要系统。
那么什么是单元式幕墙？单元式幕墙，是指将面板和金属框架（横梁、立柱）在工厂组装为幕墙单元，以幕墙单元形式在现场完成安装施工的框支撑幕墙。
由于单元式幕墙结构的复杂性，以及设计理念的多样性，单元幕墙结构本身不可能有一套适合各类工程的标准形式。本文在总结多年设计、施工、检测经验的基础上，阐述单元式幕墙水密气密构造设计的要点，供幕墙设计师们参考。
1单元插接原理设计
1.1 设计原理
单元幕墙插接设计原理是：板块间的插接部位同时也是幕墙的密封部位，要保证插接部位在整个幕墙上的连续性，即在单元横竖框交接的部位不得存在密封间断点。
1.2 实现方式
1.2.1 密封线前置
如下页横竖节点图所示，单元下横框①面与竖框②面在同一平面内，③面与④面在同一平面内，公竖框的前道插接刺在①、②平面的室外侧，后道插接刺在③、④平面的室外侧，在单元板块安装时避免了与上横框的插接刺发生干涉，保证了竖向插接的完整性；同时，上横框插接刺上的胶条可直接压在①、②面和③、④面上，保证了单元内横向插接密封的完整性；在竖向变位缝位置，公竖框的前道插接刺与上横框插接刺上的胶条之间存在一定的空隙，在公竖框的前道插接刺的内壁粘接防水闭合海绵进行填充，从而保证了横向插接密封在整个幕墙范围内的完整性。
并且，在横竖框交接的部位，竖框的前道插接刺在上横框插接刺的室外侧，起到了一定的披水作用，更有效的提高了该处的防水能力。
密封线前置
2 设计原理
2.1 单元幕墙的水密性设计原理是将幕墙的水密线和气密线分离处理。即通过单元幕墙的插接构造及挡水胶条的设置使单元板块的插接部位形成多个与室外环境连通的等压腔，从而使少量进入型腔内的雨水可以顺利的排出室外，保证幕墙靠近室内侧的气密线部位没有水的存在，实现幕墙的优良水密性能。
横滑式单元幕墙的水密性设计包括阻挡大量水进入的防水设计和将进入型腔的少量水排出的排水设计。
2.2 水密性设计关键点
2.2.1 挡水胶条的阻挡作用；
2.2.2 各密封面的密封可靠性；
2.2.3 各等压腔的等压可实现性；
2.2.4 排水通道的畅通性。
2.3 防水设计
2.3.1 挡水设计
单元式幕墙通常采用胶条挡水，挡水胶条是幕墙的第一道密封结构，通常称尘密线。它的作用是披挡灰尘及大部分的雨水进入型腔。挡水胶条在正常使用状态下应具有一定的压缩量，从而可以保证幕墙板块在温度等外力作用下发生变位时，挡水胶条仍具有一定的密封能力。
2.3.2 插接部位的密封处理
单元幕墙的第一道插接密封是幕墙的水密线，应按单元插接原理合理设置单元插接刺，并合理设计密封胶条，保证在整个幕墙系统中无密封间断点的存在。
2.4 排水设计
2.4.1 等压腔的设置
一般情况下，幕墙的插接型腔内存在至少两个等压腔。根据插接结构及挡水胶条的不同，还可以形成更多的等压腔，如上图中的等压腔Ⅰ、等压腔Ⅱ和等压腔Ⅲ。
a 在挡水胶条的室外侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅰ与室外环境形成等压。
b 在挡水胶条的室内侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅱ与等压腔Ⅰ形成等压。
c 在上横框的第一道插接刺上开设排水孔，使等压腔Ⅲ与等压腔Ⅱ形成等压。
2.4.2 单元幕墙排水路线
室外的雨水可以通过两种途径进入型材的等压腔内，即横框的挡水胶条搭接处和竖框的挡水胶条搭接处。
通过横框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以通过挡水胶条室外侧挡刺上的排水孔排出，另一部分进入等压腔Ⅱ的雨水也会在重力作用下通过挡水胶条上的排水孔直接排出，还会有极少量雨水进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。通过竖框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以直接落到上横框的披水胶条或披水板上，随横框等压腔Ⅰ中的雨水一起排出。另一部分进入等压腔Ⅱ的大部分雨水也会在重力作用下用下到上横框的披水胶条或披水板上,随横框等压腔Ⅱ中的雨水一起排出。还会有少量雨水会在风压及毛细作用下进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。
具体的排水路径可参见下图示意。
2.4.3 分层排水设计
在幕墙的整体高度较高时应设置分层排水，排水层的间距一般不应超过2个层间。
分层排水的设计一般有以下两种实现方式：
a 整体式披水胶条
整体式披水胶条一般50m/卷，它具有防水密封可靠，十字接缝位置密封效果优异，粘接环节少，依靠胶条就可实现本单元位置进出水通道的隔离，在板块发生错位变位时本身不会破坏等优点；但是胶条用量较大，价格较高。
b 铝披水板
铝披水板加工难度低，价格低廉，且防水性能优良；但是防水性能需要依靠现场打胶质量保证，在板块发生错位变位时本身或本身与型材间连接处会受到破坏，并且本身无法实现本单元的进出水隔离，需要在单元上横框上进行隔离设计。
综合以上，整体式披水胶条与披水板在原理上都可以实现同样的功能，只是披水板还依赖其它的一些设计和现场施工环节，从该点来说，整体式披水胶条要优于披水板；从单元板块的变位情况看，整体式披水胶条也优于披水板结构；但是由于整体式披水胶条价格过高，所以采用披水板结构也是一个合理的选择。
3 气密性设计
3.1设计原理
气密性设计原理是在单元幕墙的最后一道密封线通过胶条和闭合海绵以及密封胶的设置实现室内室外空气的隔绝。
3.2 实现方式
气密性设计需包括以下三个步骤：
3.2.1 设置胶条。此处必须设置密封胶条进行密封，胶条的外形尺寸及槽口设计应采用与第一道插接密封相同的胶条尺寸及槽口设计。
3.2.2 设置闭合海绵。闭合海绵的设置分为如下两种方式：
3.2.2.1 只在横框十字接缝位置放置200～500mm长的一段闭合海绵，闭合海绵应在单元插接闭合后具有一定的预压缩量，以保证气密的可靠性（方式1）。
3.2.2.2 在横竖最后一道密封线上设置通长的闭合海绵。这种方式设置的闭合海绵气密效果要优于3.2.2.1，但相对的成本也较高（方式2）。
除以上部位的闭合海绵外，还可在第一道插接密封线处设置闭合海绵，以进一步提高密封性能（方式3），但不能代替方式1、方式2的密封作用。
闭合海绵的设置
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