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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇海绵城市基本理念,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!
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
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观规划角度提出建议,以期更好地推动海绵城市的研究与发展。
【关键词】:海绵城市;水生态基础设施;生态优先;雨水利用
1、海绵城市的提出背景
城市化的不断加深则带来一系列生态环境问题,其中水生态危机尤为突出。城市面临的水生态问题远不止洪涝灾害,还有水资源短缺和水安全问题与之并存。反观我国传统城市建设模式,在应对内涝洪灾和水安全问题的能力却存在明显不足。
因此,在我国水生态环境恶化和新型城镇化建设的时代背景下,海绵城市作为人与自然和谐共存的有效途径,被专业领域学者提出和推广,并成为国家和地方政府解决城市雨洪综合管理的指导方针和战略目标。
2、海绵城市概念及意义
我国《指南》中对海绵城市的概念进行明确定义:指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。该简单概念背后隐含的深层内涵,可以具体分解为:一是,海绵城市面对洪涝或者干旱时能灵活应对和适应各种水环境危机的韧力,体现了弹性城市应对自然灾害的思想;二是,海绵城市要求基本保持开发前后的水文特征不变;三是,海绵城市要求保护水生态环境,将雨水作为资源合理储存起来,以解城市不时缺水之需。现代化城市建设过程当中,海绵城市的应用有利于解决水资源短缺、内涝频繁发生、水生态恶化等突出问题,为建设海绵城市提供重要保障[1-2]。
3、海绵城市发展历程
3.1国外研究发展历程
通过国外文献研究发现,海绵城市的概念最早被澳大利亚研究学者用来隐喻城市对周边乡村人口的吸附效应。近年来,多有学者运用该概念来形象比喻城市吐纳雨水的能力。Ignacio F. Bunster-Ossa用海绵城市来形容城市像海绵一样处理雨洪自然事件问题的弹性能力,并以三个案例说明了从规划到设计不同尺度的具体雨洪管理设计方法,包含雨洪滞留和过滤等景观手法的应用。2015年 1 月,美国《晨报》(Morning Edition)也展_了建设海绵城市的讨论 。国际上关于“海绵城市”的相关理念与政策很多,尽管这些理念的名称不同,但所采取的工程措施基本涵盖:透水铺砖、雨水花园、绿色屋顶、植草沟等雨水渗透、滞留设施,以及生物滞留池、湿地等雨水贮存设施。
3.2国内研究发展历程
通过研究国内文献研究发现,国内关于海绵城市概念最早可追溯到2003年,北京大学俞孔坚和李迪华教授共同出版的《城市景观之路:与市长交流》一书中最早将“海绵”的概念比喻自然湿地、河流等对城市旱涝灾害的调蓄能力。
在我国海绵城市概念发展的整个过程中,出现了多种概念名称叫法,主要有绿色海绵、海绵体城市、生态海绵城市等,这些概念在改变传统雨水排放模式、提高城市自然蓄水排水的能力、运用生态途径解决城市水环境问题等方面展开了不同程度的探讨研究,与海绵城市有着异曲同工的紧密联系,最终在国家政策层面确定了海绵城市概念的统一和完善[1-2]。
4、海绵城市构建途径与措施
主要分为水生态系统功能主体保护与修复和源头管理与控制技术(区域低影响开发)。其中,水生态系统功能主体保护与修复主要包括:识别水资源保护生态斑块、保护水系网络及生态系统、修复已破坏的水生态斑块及网络、源头管理与控制技术(区域低影响开发)等。根据城市降雨过程,区域低影响开发技术主要分为截留技术、促渗技术和调蓄技术3种。其中,截留技术是通过材料或者结构,将降雨过程中雨水形成径流的速度减缓,通过增加雨水汇集的面积来达到延缓径流目的的技术,如绿色屋顶及植物群落冠层截留等 [1-2]。
5、研究进展现状概述(共识与争议)
5.1三点共识
海绵城市理论产生至今,学术界达成了以下三点共识:
(1)海绵城市的建设是一个长期的过程。(2)内涝和水体黑臭等一系列问题虽然最终表现在水体上,但是其产生原因涉及人类活动特别是城市建设的方方面面,不能“就水论水”。解决问题必须在统一规划的引领下完成,不是单一部门。(3)国外经验是值得借鉴和总结的,但同时要注意的是,国内外城市规模、密度、居住习惯和发展水平不同导致的差异值得重点关注。
5.2七点争议
2014年10月,《海绵城市建设技术指南》的颁布,使海绵城市圈形成了“灰色”“绿色”“灰-绿结合”三派鼎立的局面。争议焦点大致总结为以下七点:(1)城市海绵概念可行性(2)绿地用来调节径流的可行性(3)绿地承担滞洪作用的可行性(4)城市保存雨水和充实地下水的方式(5)海绵城市解决水质污染问题的可行性。(6)建设海绵城市是否更省钱。(7)海绵概念是否可发展。
积极利用绿色海绵体保护和储留雨水是一项积极善意的发展,但前提条件是城市拥有充足的绿地,雨水没有被污染。城市海绵体对治理洪涝能起多大作用,需要实事求是、因地制宜地分析。我们不能把海绵城市当做是解决城市洪涝问题必须且唯一的灵丹妙药,应该打破僵化的思维方式,站在更高的层面、更大的时空尺度上来观察雨洪管理的问题
结束语
雨水不是负担,而是宝贵的资源。在城市景观设计中,将水资源、土地资源等生态平衡纳入设计理念中,建立海绵城市是我国城市建设发展的必然趋势,而我国当前所面临的资源
问题和环境问题日益严峻,进一步表明我国建设海绵城市的必要性,因此,只有更好的将海绵城市设计与城市景观设计结合起来,才能有效解决城市地表水存储问题,减少城市生态环境恶化现象,进而促进我国现代化城市的可持续发展。
【参考文献】
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中图分类号:F2
文献标识码:A
doi:10. 19311/j.cnki. 1672-3198. 2017. 15. 010
市政排水设计作为城市基础设施建设的一个重要组成部分,直接关系到基础设施是否完善、城市是否能够达到现代化的标准,因此必须要加强对市政排水设计的重视程度,面对当下城市排水出现的巨大问题和漏洞,以海绵城市建设理念为指导,完善市政排水设计的合理性,使市政排水系统能够有效的对雨水进行渗透和吸收,从而提高我国市政基础设施建设水平,满足居民的使用需求,实现城市的进步,打造“宜居、宜业、宜游”的现代化城市。
1 海绵城市理念的概念和内涵
所谓海绵城市理念,就是指在进行城市规划建设和管理的过程中要充分发挥建筑物道路或者是绿地等生态系统对雨水的吸纳、吸收、渗透能力以及释放能力,有效的控制雨水径流,实现对雨水的自然消化、自然渗透和净化,从而有效的改善雨水天气对城市交通造成的拥堵,促进城市水资源的综合利用,实现城市基础设施建设的更加美好和完善,因此可以说海绵城市理念对于市政排水设计提供了重要的设计方向与思路。
海绵城市理念强调在对基础设施进行规划的过程中,必须要坚持科学合理的设计,综合采取一些“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施。海绵城市理念对于我国努力构建“经济节约型、环境友好型”社会具有较大的帮助,能够提高城市的自然修复功能,增强城市的防洪、防涝能力,缓解人与自然和城市发展之间的矛盾,对于我国实现生态可持续发展具有重要意义。
海绵城市理念的提出直接体现了城市的科学发展观,面对当下我国城市中排水系统的不完善不科学造成的城市淤水现象,必须要结合海绵城市理论,重新规划和设计排水系统,确保城市建设的科学合理性。2 海绵城市理念在市政排水设计中应用的重要意义
海绵城市理念作为一种全新的科学理论,对于我国城市建设规划、设计提供了重要思路,直接体现在市政排水设计中对海绵城市理念的运用,主要表现在以下几个方面:
首先,海绵城市理念的应用能够给市政排水设计提供更有效的规划和设计指导。面对当下我国城市中排水设计的不合理现象,尤其是在雨水天气出现之后城市犹如一个池塘,排水较为缓慢,这些现象的出现表明我国当下的排水系统存在一定的缺陷,如雨水淤积、不易渗透导致的排水不畅的问题,给人们的出行带来了极大的不便,也严重影响到整个城市的市容市貌。因此为了完善城市市政排水系统及设施,应充分地、科学地运用海绵城市理念,对有条件的老旧城区进行合理的排水系统改造,对新建城区进行合理规划,提高城市的自然修复功能,解决下雨天排水难的问题,避免水城现象的再现。
其次,海绵城市理念的应用能够使得城市市政排水系统更加符合可持续发展的理念,促进我国水资源的有效保护,维持生态平衡发展。海绵城市建设理念作为一种科学的城市建设理念,不仅融合了环保、生态、自然和谐等因素,而且也直接体现了我国可持续发展的基本战略。因此在城市市政排水系统设计中遵循海绵城市理念能够有效的促进我国市政排水系统建设,实现我国城市排水设计建设的科学性,并有利于实现水资源的综合利用,提高我国城市用水和水消化的能力。 最后,海绵城市理论在市政排水设计中的有效应用能够提高我国城市资源的综合利用,实现城市空间利用的最大化。面对当下我国城市人口不断增多,城市占地面枳有限的现状,为了最大限度地利用城市占地空间,必须要不断完善、优化城市基础设施,设置科学合理的城市建设规划,来缓解人口增长对现有市政排水设施带来的巨大压力。为了解决当下城市排水问题,必须要改造或扩建现有排水管道及设施,根据现状及规划的城市规模、人口数量建设完善的、超前的、渗透能力强的排水系统,提高雨水下渗能力、收集比率并进行重复利用,能有效促进我国城市水资源的综合利用。
3在市政排水设计中充分应用海绵城市理念的有效途径
为了使得市政排水设计更加有利于维护和改善生态环境,并且促进雨水资源的综合利用实现防雨防洪的重要目标,必须要结合海绵城市理念进行有效的排水设计,具体来说可以从以下几方面进行有效处理。
3.1在绿化带的排水设计中,要充分起到收集雨水、过滤水体的作用
除了绿化带培植的绿色植物能够有效的吸收充足的水分之外,还必须要加强对其排水的设计,比如充分的利用透水路面的地表径流,确保自然水体能够流向绿化带的雨水口,通过在绿化带中设置排水口,能够使得雨水统一的流人雨水汇集区。需要注意的是间距必须要进行合理设计,而且雨水口必须要高于绿化带的种植土,并且低于道路的高度。另外,雨水降落到地面之后为了保持雨永的清洁度,必须要进行清洁和过滤,通过铺设一层种植土或者是设置砺石层等让雨水得到过滤,待其渗入到地下之后可以对自然水体形成补给作用。
3.2在市政排水设计中必须要注重解决缓排滞蓄的问题
必须要进行安装导流系统使得雨水在较为丰富的季节里,水体能够经过雨水口在绿化带进行逐渐的滞留,也可以在雨水口设置一些明沟利于雨水的沉淀,避免造成路面积水现象,为了使得道路中的雨水能够直接的排向城市的排水管道,可以建立市政“毛细管网”,通过溢流的作用,让道路中的雨水能够直接排向排水管道。另外,在人行横道和直行道也必须要进行排水设计,使其能够有效的、及时的消除人行横道和车行道的积水,让路面积水流向雨水收集系统。
3.3综合规划建立科学、完善的市政排水体系
市政排水体系作为一个庞大的系统,必须要进行科学合理的规划,通过有效的应用海绵城市理论对于城市的积水进行高效的处理。积极的利用绿化带以及人行道、车行道雨水渗漏等功能,及时的处理雨水并且对雨水进行有效的回收利用。因此要建立一个科学完善的市政排水体系,必须通过详细的规划、周密的部署、严密的设计来完善城市排水系统等基础设施,促使我国排水系统更加科学,促进城市生态的可持续发展,4总结
海绵城市理论作为一种科学的理论给城市市政排水系统设计提供了有力的指导,将海绵城市理论融人到现代城市建设规划中,能够推进我国现代化城市建设发展,促进我国城市基础设施不断完善,促进人与自然的和谐发展。为了充分运用海绵城市理论,并在市政排水系统设计中发挥成效,必须充分理解海绵城市理念的定义和内涵,在理解的基础上进行科学、有效的运用,才能够发挥海绵城市理念带来的现实作用,通过不断完善城市市政基础设施,建立科学的排水系统体系来解决当下城市排水中存在的各种问题,实现城市资源的综合利用。
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关键词:海绵城市;生态环境;雨水花园
中图分类号:S26文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18016203
1引言
中国是水资源严重匮乏的国家之一,水资源人均占有量不足世界人均水平的1/3。近年来,随着城市化进程的不断加快,水资源短缺和污染问题在城市发展过程当中尤为突出。在城市生态系统中,某些城市存在城市供水不足,城市建设用水安全等问题,而有些城市的工业污水也造成城市生态系统恶化,生活用水得不到保障[2]。因此,合理有效地利用水资源,缓解城市用水压力,优化水资源利用、排放、净化模式就成为社会各界广泛关注和研究的重点问题。基于此,本文就针对海绵城市建设过程对雨水的处理利用问题进行分析,并提出一些合理化意见和建议[3]。
2海绵城市的内涵
海绵城市是指在城市发展建设过程中,充分发挥道路、城市水系、建筑以及绿地等设施对雨水的吸收、渗透、储存、净化和缓解作用,控制雨水径流,如同“海绵”一样,对于环境的变化和突发的自然灾害等方面具有良好的适应性,也就是“弹性”。“海绵城市”一词的提出是在新时期下,为了缓解和解决我国飞速发展的城市化与脆弱的城市水体矛盾而提出的,“渗、蓄、滞、用、排”五位一体,落实:“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的原则。
海绵城市的发展理念在国外提出较早,主要思想是解决城市雨水问题,它包括:低影响开发(LID)、最佳管理措施(BMP)、绿色基础设施(GI),相关理论研究的目的是有效控制农村以及城市的面状污染源\[3、4\],随后逐渐发展成为控制降雨径流量和水质的生态可持续的综合性措施。而其中又以低影响开发理论为核心,即基于生态文明和景观建设为主的雨水管理方法,主要是在一定的区域内利用软工程技术,通过植被自身的特点实现就地处理降水,直接减少地表雨水径流量[5]。也就是说从源头控制雨水径流,其具体的方法包括建设雨水花园、绿色屋顶、城市下凹绿地等设施;发挥城市绿地、道路、建筑对雨水的吸收、蓄存和缓释作用,有效改善城市内涝,削减地表径流,改善城市的生态环境[6]。
3海绵城市建设过程中应注意的主要问题相对于国外而言,我国海绵城市建设起步较晚,目前处于试点阶段[7]。但“海绵城市”的发展理念已成为新型城市价值转型的重要标志以及实现人与自然和谐共处的必经之路。正因为如此,在其发展过程中应该注意以下几个问题。
3.1海绵城市的建设要以保护城市生态系统为前提
雨水降落到地表以后,经过截留、渗透、调蓄形成地表雨水径流,最后流入汇渠。其中,渗透过程和地表雨水径流管理是核心问题,其影响因素为地表植被土壤和地面坡度大小。在提出海绵城市建设理念之前,城市规划考虑更多的是用地功能,对于雨水主要考虑的是排泄,即地下管网基础设施建设,而对于路面建设等,则是人为地割裂了雨水与地下的天然联系。在城市开发过程当中不透水的硬质路面会导致径流系数增加\[8、9\],通常情况下,林地的径流系数约为0.1~0.2,农田地的径流系数为0.5~0.6,城市的径流系数一般为0.9~1.0。因此,降水到达地表后难以下渗,形成了地表径流,造成了城市内涝。海绵城市就是克服了以往的不足,将雨水利用的几个基本功能综合起来进行考虑[10]。不过,在海绵城市建设过程中,对雨水的截留和调蓄设施是建设重点,在建设过程中,应充分尊重自然环境变化规律,最大限度地保护城市生态系统[11]。
3.2海绵城市建设应充分认识南北方自然环境差异
南北方城市建设差异较大,在进行海绵城市建设的过程当中,需结合城市的地理环境因素,具体情况具体分析。从宏观建设角度出发,南北方城市开发的着重点有所不同。对于北方城市来说,降雨量小,蒸发量大,如何存蓄更多的降水、并能及时地加以再利用是关键问题[10]。而南方城市因降雨量较大,河流、湖泊众多,排洪量远小于降水积蓄量,造成了地表径流,容易诱发城市内涝。因此,在进行海绵城市建设过程中应该因地制宜,选择合适的建设方案[12]。
3.3做好基础性研究和合理规划论证工作
对当地生态环境、城建分区应该注重基础性的研究和合理规划,这样才能使海绵城市建设具有系统性、基础性的准备,也会让海绵城市建设适应当地的自然环境和社会发展的需要。很多城市都将海绵城市的建设纳入城市基础设施建设的范畴之内,但是,如果海绵城市的规划不合理,将会导致城市功能区混乱,绿色海绵设施之间无法协调,丧失了海绵的“弹性”功能。如果对当地自然地理概况缺乏全面研究的话,更会使绿色海绵设施无法充分解决城市水体问题,严重的会使海绵城市建设徒劳一场。
4建议和对策
4.1大力提高城市的植被覆盖率
海绵城市的建设过程中,应大力提高城市的植被覆盖率。基本原则是城市生态建设和自然力的复原 \[8,11\]。而传统的城市发展理念强调城市的经济职能和社会职能,以“坚固耐用、经济美观”为原则,忽视了城市水体涵养功能和生态环境的作用,在建设中偏离了正确的发展模式。例如,硬质的街道不利于雨水的下渗,不合理的沟渠开发,城市河道缩减,对湖泊等水体围填侵占等。因此,建设海绵城市就需要增加绿化面积,从环境保护入手,改善城市生态系统[15]。地表绿化是对降水的就地直接吸纳,这是发挥城市“海绵”功能的最重要的一步。海绵城市的建设不仅仅是一个工程问题,更是一个环境问题。从工程学的角度来看,工程手段可以提高对降水的利用率,而从城市生态环境保护的角度出发,才能从开发战略、指导思想上彻底转变思路,把海绵城市的建设当作永久性的,战略性的事业去发展\[15、16\],总体来说就是要保证城市绿地的覆盖面积并使其得以有效保护,例如江苏省城区用地规划就充分考虑了这些特点。
4.2重视地理环境要素,将蓄水和雨水再利用作为重点针对南北方差异问题:在北方进行城市基础设施建设时,应将蓄水、降水再利用作为开发的重点。例如哈尔滨群力雨洪公园,就合理地解决了雨水的收集、调蓄、排泄,不仅合理利用了雨水资源,而且较好地解决了水污染问题。通过简单的挖方和填方,缓解低洼地积水问题,实现高地与低地相结合,高地种植旱生植被、低地建设鱼塘并种植喜湿植被,建设新颖的农业景观\[17,18\],缓解雨洪压力。此外,公园四周建造大小不一的水坑,收集城市降水,经过自然汇集、过滤后在低洼地汇聚供给鱼类饲养,将多余降水转移到调蓄地区,尤其是城市污水,在向异地转移过程中实现过滤和汇集来解决城市水污染问题\[18,19\],建立发达的地下管渠,实现蓄水地区与城市之间水体的自由调动。
对于南方城市建设而言,由于降水较多,应采用降水就地吸纳的方式,如贵州六盘水明湖湿地公园的建设理念就是典型代表,其核心是通过减缓城市排水速度来实现“海绵性”,传统的城市排水排洪工程主要以快速排水为主,而新型海绵城市的建设打破了这一束缚,明湖湿地公园位于市区内,通过恢复水城河两岸的植被减少地表径流,增加水体中的氧气含量。种植各种植物,促使富营养化的水体被生物吸收,缓解城市水体污染,同时,建立梯田式湿地\[20,21\],有效的减缓地表径流、削减洪峰、调节季节性降雨和城区空气质量\[22,23\]。
4.3加强海绵城市建设的基础性研究,完善相关政策
在海绵城市的建设之初,要对该城市自然地理概况做出分析,如城市地貌特征、降水量、地下水水情、地质概况等,这也是海绵城市建设的基础工作,具有海绵效应的城市绿色设施,如对绿色屋顶、冠层截流、绿色街道、生态沟、雨水花园、蓄水池等建设做到心中有数。
在保障措施上,首先要制定相关的规章,出台相应的指导意见,引导各地区建设符合本地区的具有可操作性的建设方案,并将海绵城市建设纳入法律体系,通过法律来保证海绵城市建设的落实和维护\[15,24\]。转变城市发展的观念,将城市发展和自然融为一体,划分合理的城市功能,实现城市建筑、排水、水利工程等多方面的衔接\[25,26\]。
5结语
本文主要阐述了海绵城市的概况、提出背景以及国内外发展现状。探讨在进行海绵城市建设过程当中应该注意的几个问问题,这些问题是不同角度、不同的发展阶段对海绵城市建设的基本要求。影响海绵城市发展的问题主要为自然环境因素,明确自然环境与基础设施建设之间的相互关系,可以促进海绵城市的发展,实现人与自然的和谐共处。
参考文献:
[1]陈献, 尤庆国, 张瑞美,等. 试论我国城市雨洪资源综合利用[J]. 水利发展研究,2016(3):3~7.
[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,2015(3):7~10.
[3]吴丹洁. 中国特色海绵城市的新兴趋势与实践研究[J]. 中国软科学,2016(1): 79~97.
摘 要:本文研究了海绵城市排水建设应该考虑的问题,提出了海绵城市排水建设的意义及存在的问题,并给出了合理的建议。
关键词:海绵城市;排水;建设
伴随着国民经济社会的快速发展,受气候变化和人类活动双重影响,我国出现了水资源短缺、水环境污染、水生态退化3 个主要水问题。城市地区是生活生产集聚地区,水问题尤其突出,面临严峻治水形势。2014 年4 月,在关于保障水安全的重要讲话中指出,要根据资源环境承载能力,构建科学合理的城镇化布局; 尽可能减少对自然的干扰和损害,节约利用土地、水、能源资源; 解决城市缺水问题,必须顺应自然,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。
海绵城市建设是在吸取国外先进雨水管理理念的基础上,结合我国实际提出的城市治水新构想。国内专家学者对海绵城市建设进行了积极探索。仇保兴系统阐述了海绵城市内涵、发展途径、前景展望等; 王文亮等分别从概念、雨水综合调蓄等方面对《海绵城市建设指南―――低影响开发雨水系统构建( 试行》[4]( 以下简称《指南》) 进行解读。但当前对海绵城市建设的认识停留在城市尤其是试点区区域尺度,缺乏流域治水理念。流域与城市是总体和个体的关系,它们之间有着密切的联系,流域控制是实现城市在雨水面前缩放自如的关键。笔者简要介绍海绵城市建设国内外研究进展,重点探讨流域控制在海绵城市建设中的应用,并结合实践提出几点建议。
1.海绵城市排水建设的意义
1.1弥补给排水设施欠账
在建设海绵城市的过程中,应该将自然措施与人工措施相结合,尽量保持城市开发之前的自然水文特征,通过保护城市原有的生态系统来涵养水源、应对强降雨。另外,利用生态手段对传统粗放型城市进行改造,最大限度地修复已经被破坏的水体和其他自然环境。在城市建设中,应尽量增加绿地面积,以有效积存、渗透并净化雨水,满足城市生产、生活以及景观用水、供水的需求。
在建设过程中,应将自然降水、地表水和地下水M行统筹管理,有效协调给排水的各个环节,充分考虑城市发展和城市给排水建设的复杂性和长期性,建立起城市生态保护、土地利用、水系绿地等各种基础设施网络,统筹建设地下管道网络、充分发挥城城市资源优势,尽量在缓解城市管道网络压力、提高管道网络承载力的同时,有效收集城市雨水,对各种水资源进行充分利用。
1.2提高极端天气抵抗能力
据统计,我国共有 642 座有防洪任务的城市,但是其中未达到国家要求防洪标准的有340 座;在 34 座特大防洪城市中,能达到国家要求防洪标准的仅有 7 座。除此之外,一些新建立的城市新区和工业园区更是严重缺乏防洪投入。因此,相关部门应该通过海绵城市建设,建立起完整的给排水设施,将防水、排水、蓄水、处理水等各环节有机结合起来,避免在遭遇短时间局部强降水时,出现地面径流汇集速度加快、流量加大的现象,尽量减轻城市防雨防洪的工作压力,从而减少城市内涝的发生次数。
1.3提高城市水资源利用率
随着各地经济的不断发展,我国的城市化已经进入以提高城市化质量为主的阶段,因此,我国相关建设者必须要坚持科学的新型城市化发展道路,将城市建设工作与城市资源保护工作相结合,实现城市的可持续发展。要想有效提高城市水资源的利用率,建设者要在现有环境下,建立起一个具有自然积存水资源、自然渗透水资源和自然净化水资源功能的海绵城市,在新型城市的建设进程中,要充分协调城市资源与城市建设之间的关系。
通过建设海绵城市来提高城市水资源的利用率,可以在很大程度上缓解城市水资源短缺的问题。在建设过程中,要统筹雨水开发系统、雨水管理系统和雨水排放系统,加强对雨水的渗透、存储、管理和净化,有效收集并利用雨水资源,减轻城市供水的压力。
2.在海绵城市给排水建设过程中应当关注的相关问题
2.1保证规划的引领性,并保证实际建设的科学性
在当前的城市建设规划过程中,必须同时考虑到专项性、控制性以及修建性规划,必须对所有规划任务进行细致分析,并使其形成总体规划。在实际规划和项目开发过程中,必须尽可能减少其他因素产生的影响,并根据城市发展区域的基本特点明确实际规划目标。通过对城市雨水流向的控制和管理减少城市内涝,并且从源头上完全解决供水污染的基本问题。另外,应当充分利用城市拥有的雨水资源,推动城市景观环境的改善,在城市内部形成全面有效的水循环系统。海绵城市在实际建设过程中所涉及到的内容较为复杂,工程量巨大,因此在规划过程中必须重视大规划的基本理念。在实际实施过程中应当同时考虑到供水、防洪、排水以及环保等多种因素,并且将各环节充分结合在一起,进行统筹规划,科学安排,最终按照相关规划逐步开展城市建设。
2.2加强顶层设计,保证城市建设的基本进程和力度
由于海绵城市在实际建设过程中所需的投资量和建设周期较长,该项目在我国当前尚属于初步起始阶段,缺乏基本的建设经验。因此在海绵城市建设过程中应当充分借鉴国外的成功经验,加强对城市顶层的建筑设计,通过国家支持进一步完善城市建设方案,提升城市雨水资源利用效率,形成完善的城市给排水管道建设标准,最终通过完善的政策扶持和财政补贴政策保证海绵城市的建设和发展。
2.3 同时考虑雨水流向和水资源污染控制
在海绵城市实际建设过程中应当同时考虑到雨水流向和水资源污染,尽可能满足城市建设上层规划设计要求,对于污染较为严重的地区则应当借鉴其他成功区域的经验,结合当地的实际情况对污染源进行有效控制,对所有可选择方案进行对比,最终选择能够从源头、运行过程以及终点完全控制污染的方案开展工程建设。
3.海绵城市排水建设的建议
海绵城市建设是多学科交叉、多部门协同治水的重要契机。在实践过程中,既不能直接死搬硬套国外经验,更不能陷入单一部门单一学科治水的怪圈。海绵城市建设应在深刻理解概念的基础上进行,流域是水的整体,是系统的概念,海绵城市建设不能脱离流域来谈,否则失去理论支撑。我国海绵城市建设起步较晚,发展潜力大,应重视以下研究:
a.海绵城市建设的本质是对雨水的管理,降雨直接影响低影响开发措施的设计,城市地区降雨时空分布具有高度复杂性,应重点加强相关基础理论研究;
b.我国城市水文站网建设相对滞后,为海绵城市建设带来难度,水利部门应充分发挥在海绵城市建设中的主导作用,加快水文基础站网建立,结合智慧城市建设,构建完善海绵城市建设数据库;
c. 现有水文模型主要以评价小尺度低影响开发措施为主,海绵城市建设要选取径流总量、径流峰值、峰值时间、水质等指标,加强分布式水文模型与城市排水模型的耦合,为方案优化提供模型支撑;
d. 海绵城市建设涉及多部门、多学科,协调各部门专业规划与海绵城市建设规划,使低影响开发雨水设施与城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统有效衔接,真正实现“自然积存、自然渗透、自然净化”。
一、海绵城市的基本认知
传统城市建设是钢筋混凝土的产物,平面硬化直接减少了城市绿地面积,阻断了雨水补给地下水的途径,使城市地下水水位难以回升,从而进一步造成了城市的干旱缺水以及地面沉降等问题。雨水降落到建筑物顶层、路面、广场等下垫面上,冲刷大量的污染物质,暴雨还会造成污水倒灌,进入城市排水系统,排入受纳水体,给城市生态系统造成严重污染。此外,城市地面硬化还加剧了城市的“热岛效应”,加重环境污染。
海绵城市是指城市能够像“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”,因此被称为“水弹性城市”,国际上的通用术语则为“低影响开发雨水系统构建”。国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》((2015)75号文)指出,“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。”
“当今中国正面临着各种各样的水危机:水资源短缺,水质污染,洪水、城市内涝,地下水位下降,水生物栖息地丧失等,问题非常严重。这些水问题的综合症带来的水危机并不是水利部门或者某一部门管理下发生的问题,而是一个系统性、综合性的问题,我们亟需一个更为综合、全面的解决方案。‘海绵城市’理论的提出正是立足于我国的水情特征和水问题基础上。”
本质――改变传统城市建设理念。传统城市习惯于战胜自然、改造自然的建设模式,其结果造成了严重的“城市病”和生态危机;海绵城市则是顺应自然、尊重自然的低影响发展模式。在城市排水系统上,传统的建设模式是以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划建设理念;“海绵城市”则以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划建设理念,追求人与自然的和谐。
功能――自然积存、自然渗透、自然净化。海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针,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,从而实现“自然积存、自然渗透、自然净化”三大功能。
途径――生态系统保护、修复和低影响开发。首先,针对生态敏感区和生态脆弱区,如水系、山地、林地等,进行最大限度地保护,维持自然的水文特征;其次,针对已经遭受破坏的生态系统,采用生态手段进行修复;最后,在城市开发建设过程中,以低影响开发理念为主导,减少硬化面积,提高城市滞蓄、渗透、净化雨水的能力。
二、温岭东部新区海绵城市建设路径
温岭东部新区的前身为经海涂围垦而成的东海塘,面积36.9平方公里,是温岭东部产业集聚区的核心区域,也是台州湾循环经济产业集聚区的重要组成部分,省级经济开发区。如何在一张白纸上描绘最新最美的图画?如果沿用传统的发展模式,东部新区将不可避免地陷入功能单一、低效、低质量开发的陷阱。因此,开发之初东部新区就以新型城市化的标准建设城市基础设施,在高质量完成《温岭东部新区总体规划》、《东部新区中区城市设计》、《东部新区水系综合规划》的基础上,探索“生态化可持续发展”的实施路径,力主闯出一条“绿色发展”的新路数。
东部新区的海绵城市建设将“低影响开发、生态网络、生态补偿”等理论融入城市规划,有效探索水径流控制、水资源利用、水污染防控、水景观营造和水生态保护,设计了科学合理完整的使雨水“停一停、流一流、渗一渗”,能够自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市规划,使“可持续发展”的设计理念体现在城市规划、建设和管理的每一个环节,让“绿色发展”的理念在东部新区完美呈现,让投资者感受到优质的生产生活环境,让居住者拥有“天蓝地绿水清”的理想家园,实现城市、产业、环境协调发展,相互促进、良性互动。
(一)清洁产业
为避免低层次和重复扩张,东部新区瞄准产业转型升级这一关键环节,实施严格的项目评估机制,严格审查引进项目,通过创立产业准入评估体系,将环保设施的检查列为与安全生产同等重要的内容,严格同时检查同时整改,生产工艺、流程必须达到低碳、节能、环保、绿色要求;严格落实项目建设之初的合同约定条款;项目竣工严格对照“环评”报告,实施“三同时”验收。
(二)生态排水
东部新区规划的生态化排水系统引入新西兰和美国的LID低影响开发理念,达到城市雨洪防治、雨水初期污染控制和水环境生态保护等多重目标。东部新区对全区的主干道路实施生态化排水设计,路面上看不到窨井盖,绿化隔离带设计成“下凹式”绿地和植草希雨水全部进入低于路面的植草沟,使道路中间和两侧绿地具有渗水、滞水、净水的三重功能。按照《温岭市东部新区北区生态化排水方案》和《温岭东部新区生态化排水设计、施工及维护指南》的规范要求,新开工道路全部按照“海绵”道路的标准实施;按照“海绵城市”的建设要求,完成已建的港湾大道、松航中路、中小企业孵化园一期生态化排水改造和管委会庭院生态化排水示范项目建设。
(三)雨水花园
借鉴东部新区企业雨水收集利用方面的成功案例,全面落实《东部新区工业企业设计、建设和管理准则》,将构建低影响开发雨水系统作为与所有新入区企业签订土地出让合同的内容之一,落实对企业实施低影响开发雨水系统施工图设计、工程建设奖励措施,全面推进所有工业厂区和政府公用设施生态化集水系统和“雨水花园”建设,实现雨洪管理的“净、蓄、用”功能。在此仅举一例。东部新区的浙江金鸿食品机械有限公司的厂房有一处占地3亩的露天雨水池,系企业雨水花园系统的重要组成部分。厂房屋顶的雨水被收集到蓄水池后经活性炭吸附处理,厂内场地雨水通过绿化和土壤过滤后排放到雨水池,消除了大量的污染物质和泥沙,有效减缓了市政雨水管道堵塞,减轻了河道污染。而当强降雨发生时,蓄水池和雨水池则可以发挥调蓄作用,延缓河道的行洪压力。
(四)生态湿地
湿地是典型的城市“海绵”,它既能调节城市雨洪,又能净化河湖水质,具有强大的生态修复和雨洪吸纳能力,是不可多得的多功能的“城市之肾”。东部新区在规划之初就把一批洼地、海沟、湿地划入保护范围,并将雨洪管理、湿地保护、慢行系统等作为城市总体规划的必备要素,通过建设人工湿地、修复生态湿地,提高新区水体的自我修复能力,保护好水环境,储备好水资源,利用好水资源,进一步提高了新区水体的自我修复能力。
三、海绵城市:将大自然的恩泽惠及人类
海绵城市的提出和实施是我国城市发展理念和建设方式转型的重要标志。作为落实生态文明建设的重要举措、城镇化绿色发展的重要方式、循环经济的重要内容和城市建设供给侧改革的核心,具有重要的实践意义。
(一)海绵城市建设是落实生态文明建设的重要举措
通过海绵城市建设,保护城市原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等生态敏感区,结合绿色建筑、低影响开发建设(LID)以及绿色基础设施建设(GI),充分利用自然地形地貌,调节雨水径流,充分利用天然植被、土壤、微生物净化水质,最大限度地减少城市开发建设行为对生态环境造成的破坏。
当前,在生态文明理念的指导下,政府的职责需要重新定位,除了经济责任、政治责任、法律责任和行政责任之外,生态责任被提到了重要的议事日程。政府的生态责任具体体现在以下三个方面:一是政府对自然的生态责任。全面协调可持续发展要求充分考虑生态环境的价值,统筹兼顾人与自然的关系,最大限度保持自然界的生态平衡,解决人类经济系统与自然生态系统之间的协调关系问题,这个重要职责理应由政府承担。二是政府对市场的生态责任。市场是整个生态链条中的关键环节,政府对市场的生态责任主要在于如何规范、引导微观主体的经济行为。比如,责令企业履行其生态环境的恢复责任,支付其占用资源环境容量的费用,赔偿其相应的损失;改变企业无偿使用资源生态的观念,减少对资源环境的破坏、污染和占用;鼓励产品再生资源的开发利用,建立各个层级的生态经济指标体系;淘汰落后的高污染产业等等。三是政府对社会的生态责任。可持续发展的理论要求处理好代内需求和代际公平之间的关系,要求既要注意代内需求,更要关注代际公平。这个重任毫无疑问是政府十分重要的社会和生态责任。
(二)海绵城市建设是城镇化绿色发展的重要方式
城镇化是个伴随工业化发展,非农产业在城镇集聚、农村人口向城镇集中的自然历史过程,是人类社会发展的客观趋势,也是国家现代化的重要标志。虽然从国内外的视角来看,城镇化是一个老问题,但是对当前我国的城镇化建设又是一个新问题。这一新的问题主要表现在三个方面:一是我国经济进入新常态,要科学分析新常态下新型城镇化有哪些趋势性变化,如此才能更好地认识新常态、适应新常态、引领新常态;二是我国新型城镇化所处的时代特色明显,生态文明、“美丽中国”、“绿色化”已成为当今时代的主旋律,能否突破发展瓶颈,实现生产发展、生活富裕、生态良好的有机统一,决定着新型城镇化的成败;三是通过海绵城市建设,可以保障城市生态空间,涵养水源,净化水|,调节城市小气候,减少城市“热岛效应”,同时也为生物特别是水生动植物提供栖息地,恢复城市生物的多样性,营造生态优美的景观环境。
(三)海绵城市建设是循环经济的重要内容
循环经济是相对于传统的线性经济而言。它以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以“低消耗、低排放、高效率”为基本特征。循环经济把清洁生产、资源综合效益、生态设计和可持续发展融为一体,运用生态学规律指导人类社会的经济活动,旨在促进物质循环流动,减少资源消耗、保护生态环境,实现人与自然的和谐发展。
从物质流动的方向看,传统经济是一种“资源-产品-废物”单向流动,以高开采、低利用、高排放为特征的线性经济。在这种经济活动中,人类高强度地提取自然界的物质和能源,然后又大量排放污染和废物,对资源的利用完全是单纯索取、粗放和一次性的。这里,正如法国著名学者克罗齐耶所指出的:“19世纪与20世纪的一切发展,都是以对环境的损害为代价的。诸种错误造就的结果终由环境来承担。然而,我们已不再能够承担得起犯这类错误的代价了。”
循环经济要求按照自然生态系统模式,将经济活动组成一个“资源-产品-再生资源”循环流动的闭路过程,其所强调的是经济系统与自然生态系统的和谐共处。循环经济强调“生态价值”的理性回归,主张生产和消费领域向生态化转型,承认“生态本位”的存在和尊重自然的权利。在这个范式中,人类不再是自然的征服者和主宰者,而是自然的享用者、维护者和管理者,人与自然是一个密不可分的利益共同体,赋予人类维护、管理自然的神圣使命。海绵城市把人类的生产活动纳入到自然循环中,维护自然的生态平衡,是建立在资源节约型、环境友好型基础上的新型城市建设模式。
(四)海绵城市建设是城市建设供给侧改革的重要载体
从宏观层面分析,经济总量分为总供给和总需求。总供给指的是资本、土地、劳动力、技术等生产要素的有效供给和利用;总需求则包括投资、消费和出口。其中,投资、消费是内需,出口是外需。中央高瞻远瞩提出供给侧结构性改革,是因为供给侧发生了问题。城市是人类生产、生活方式的重要载体,也是一个国家现代化的重要标志,是由供给决定的,有什么样的供给就会有什么样的载体。传统城市建设过分倚重钢筋混凝土所带来的“热岛效应”,正使人类难以承受其重。而海绵城市的设计从起点开始就规划了人居环境的未来景观,是城市建设供给侧改革的重要载体。
四、结语
党的十报告把“生态文明建设”放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设的各方面和全过程,“生态文明建设”从此上升为国家战略。十八届五中全会强调,实现“十三五”时期发展目标,破解发展难题,厚植发展优势,必须牢固树立并切实贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,绿色成为发展的新常态和主旋律。
在“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念中,“绿色”成为发展的新常态和主旋律,是关系我国经济社会发展全局的一场深刻性变革,海绵城市则是“绿色发展”的底色。海绵城市的提出和实施是我国城市发展理念和建设方式转型的重要标志。如何让城市新区建设走出功能单一、低效、低质量开发陷阱,避免重蹈传统城市建设的覆辙?温岭东部新区的海绵城市建设实践在一张白纸上绘就了最新最美的图画,达到了城市雨洪防治、雨水污染控制、水环境生态保护的多重目标,实现了雨水资源化,成为我国海绵城市建设的典范。
参考文献
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[2] 柳文岳,江倩倩,陈舒丹.海的能量,催生产业新高地――东部新区发展实体经济纪实[N].温岭日报,2012-12-31.
Abstract: Sponge city is a new concept in urban construction in recent years. It is the main direction of current and future urban construction. With the rapid development of modern cities, municipal water supply system is facing enormous pressure, the city water shortage problem is serious. In order to solve this problem, the concept of sponge city is proposed. This paper discusses the background and the connotation of sponge city and the significance and influence of sponge city on water supply.
关键词:海绵城市;市政供水;意义;影响
Key words: sponge city;municipal water supply;meaning;influence
中图分类号:TV674 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)22-0033-02
0 引言
当前,随着城市水资源短缺问题的日益严重,各方工程开始注重τ晁的利用与排放,因此海绵城市建设的新思路应运而生,它将城市雨水利用与市政供水工程建设有效地关联起来。海绵城市建设的思路是利用“吸、渗、滞、蓄、净、排、用”等多种技术构建低影响开发的雨洪管理体系,通过有效地利用和排放雨水,进而实现预防城市内涝、利用雨水资源、美化城市等效果。总地来说,海绵城市的建设除了能满足城市的用水需要,还能使城市水资源短缺问题得到缓解,市政供水压力也会随之减小,有利于现代化城市的持续发展。
1 关于海绵城市的建设背景
受气候变化和人类活动因素的影响,城市出现了水体污染、水资源短缺、洪涝以及生态系统退化等多种问题。城市的快速发展和自然环境的变化都使得我国很多城市对水资源的需求量越来越大,因此,市政供水压力也就越来越大。有学者做了1997年到2050年我国城市化率、城市总人口、城市需水总量和城市雨水总量的数据对比,见表1。
从表1中可以看出,随着时间的变化,城市化率、城市总人口、城市需水总量和城市雨水总量都呈上升的趋势,雨水的可利用量也在持续上升。除湖泊、江河的水资源以外,还可以充分利用雨水作为城市第二水源,城市生态雨水系统的构造,不仅能减轻城市的供水压力,还能使水体黑臭等问题得到缓解,同时在多雨季节有效地减轻了城市内涝,有利于城市生态环境的改善和修复。
为了使城市化进程带来的一连串负面效应得到解决,从20世纪90年代起一些发达国家就针对城市内涝问题提出了解决方案,例如澳大利亚的水敏感城市设计(water sensitive urban design,WSUD),WSUD依据有关城市水循环系统的概念,对污水处理、水资源的再循环利用以及城市供水等进行了一个整体的综合管理(图1),推动了城市建造与规划的改变,使城市实现可持续发展。
2013年12月,中央城镇化工作会议上首次对水资源缺乏,洪涝灾害,水体污染等问题,提出了海绵城市的理念:“在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然保存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。这使得海绵城市建设在我国城市建设中新兴起来。
2 海绵城市理念
海绵城市理念是通过提高对城市建设方式和规划设计的管理,使植被、水系和建筑等都能对雨水有着吸纳、蓄渗和缓释的作用,让雨水不产生径流,城市的发展能够自然渗透、自然积存和自然净化。海绵城市建设运用科学合理的平面和竖向设计对不同设施进行组合,综合采取 “渗、滞、蓄、净、用、排”等方式,最大程度上减轻了城市化过程中对生态环境产生的消极影响。
海绵城市建设理念是一种对环保的、科学的、自然和谐的生态理念的深入渗透,是贯彻落实城市可持续发展方针的体现,它不仅能促进城市的可持续开发,还能使城市深入建设。事实证明,在市政供水中倡导海绵城市理念,能够对各种水资源进行充分利用,减缓市政供水压力。
3 海绵城市对市政供水意义
3.1 减轻城市供水的压力
海绵城市对水资源具有自然积存、自然渗透和自然净化的能力,在现代化城市进程中,能使城市建设与城市资源的关系更加和谐。海绵城市的建设来不仅能提高城市水资源的利用率,还能有效解决城市水资源短缺的问题。在城建中,要统筹兼顾雨水的开发、管理和排放系统,对于雨水的渗透、存储、管理和净化要进一步加强,充分利用雨水资源,对水资源进行再循环利用,使城市供水的压力得以缓解。
3.2 缓解市政供水管道网络压力
在建设海绵城市的过程中,应该将人工措施与自然措施合理地结合,尽量维护好城市建设之前的自然水文特征,涵养水源最好的方法是通过最初城市的生态系统来实现。另外,改造传统的粗放型城市,离不开生态手段,例如多种植植被、修复已经被破坏的水体等。在城市建设中,提高植被覆盖率,让雨水能够自然积存、渗透并净化,进而满足了城市生产生活中对水资源的多重需求,缓解了城市管道网络压力、提高管道网络承载力。
4 海绵城市对市政供水措施及注意问题
海绵城市通过“吸、渗、滞、蓄、净、排、用”七字方针加强了对雨洪的管理,下雨时采用吸水、渗水、蓄水、净水、排水的方式,适当时可利用雨水,完成了对雨水的排放与利用。从某种程度上来说,以上七字方针的雨洪管理理念与市政供水规划设计是紧密联系的。为了实现传统市政供水、排水理念的转型,可以将海绵城市理论与现代城市市政给供水系统规划设计相结合。根据海绵城市的理念,市政供水不再是单纯地满足雨水径流排放和城市居民用水、排水的需求,同时也要包含综合利用雨水、防止内涝、控制径流污染等工作内容,规划设计目标从传统的单一化模式转变为多元化的模式。为了完成多元化模式的目标,需要适当的转变市政供水系统规划设计的标准和手段,从而满足新时代下市政供水设计规划需求。所以,应构建“大一统”的规划设计思路,综合考虑市政供水系统设计、城市道路基础设施建设、城市绿化设计和城市湿地景观设计之间的有效结合。
根据“大一统”的规划设计思路,市政供水系统可以采用结构性和非结构性两种策略。每种策略所对应的措施也不尽相同,结构性策略可以采用建设雨水花园、蓄水池、生物滞留池、植被浅沟、干井、渗透沟、透水铺装等措施来实现;而非结构性策略可以采用主要措施为:合理设计道路布局、扩增可透水路面和植被的面积等。
在规划设计城市供水系统时,应当合理优化配置水资源,实现对城市给排水系统的统一规划设计。首先需要通过基本的调查预研,估算城市的用水情况。根据当前城市用水量的需求,可以从两个方面设计规划。一方面在保证未过度开发的情况下,合理开发利用城市地下水,另一方面为了实现雨水资源的合理使用,可以在合适的场地修建蓄水池等基础设施,下雨时在存储水资源的同时也解决了部分排水问题。另外,通过优化城市污水处理机制,完成对水资源的多次循环重复利用,可以极大地提升水资源的使用率。在整规划设计过程中,应考虑城市的地形地貌、建筑的设计概况,尽量避免与给水系统规划设计产生冲突,满足因地制宜的规划原则。特别在设计规划给水管道系统时,必须根据当前城市的地质条件、地下建筑布列和障碍物类型等情况合理布置管道,以降低施工难度。
5 结语
综上所述,基于海绵城市理念,可充分利用城市雨水资源,解决了城市水资源短缺问题,为市政给排水规划设计提供了一个全新的方案和设计思路,是现代乃至未来城市发展趋势之一。因此,在现代城市规划中,合理建设海绵城市,发挥其优势,打造一个全新的市政供水系统,将对现代城市建设将产生深远的意义。
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