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關鍵詞:海綿城市;水生態文明;城市水生態;環境保護
中圖分類號:F29 文獻標識碼:A
收錄日期:2017年2月24日
近幾年來,由于氣候變化及環境承載能力的原因,使得我國城市水生態面臨著兩個極端:一方面是城市內澇嚴重;另一方面則是大部分城市缺水嚴重。因此,要保持城市健康持續發展,必須修復城市水生態。海綿城市建設是修復城市水生態的一條路徑,能夠解決我國城市水生態面臨的上述兩個極端。即在降雨的時候,通過建設“吸收、存儲、滲透、凈化”系統來吸收雨水,在干旱時用來補充地下水,調節水循環的一種城市建設系統。
最近幾年,每當雨季來臨,我國多個城市頻繁出現城市內澇、水資源污染等問題。盡管季節性內澇嚴重,但同時大部分城市又是缺水的,水資源供應不足是制約城市發展的瓶頸。在我國660多個城市中,缺水的城市大約有400個,嚴重缺水的120個左右,以北方城市居多。即便是在水資源充足的長江流域,仍然有近60個城市缺水。如果按照聯合國環境規劃署的標準來評價,我國缺水的城市更多,年缺水量超過70億立方米。
一、海綿城市概念與建設原則
海綿城市就是將城市的河流、湖泊以及地下水系統進行有機的結合和協調,通過相互之間的協調將城市水污染防治以及生態修復進行有機的結合,讓城市的水生態系統能夠像海綿一樣在城市雨季的時候將雨水吸收起來,然后在城市干旱期將吸收的水分再還給城市,這種雨季和干旱期的水分吸收循環使用的方式能夠有效地防止城市出現內澇災害。
海綿城市的建設首先必須遵守生態優先的原則,城市的建設要求能夠將自然環境和人工措施進行有機結合。海綿城市的建設首要的前提是保證城市能夠有效地實現排水防澇,在安全的保證城市排水防滯的前提下,最大限度地實現城市雨水的區域積存、滲透和凈化處理,促進城市雨水資源的可持續利用,推動城市生態環境保護工程發展。所以,在現階段“海綿城市”的發展建設過程中,必須做到通透城市降水、地下水以及地表水的系統性,協調城市排水以及給水工程,推動城市水資源循環開發和利用;同時,“海綿城市”的發展還需要考慮到城市水生態的長期性和復雜性。
海綿城市的建立主要包括了城市河流、湖泊、池塘等水系,同時也包括了城市綠地建設、花園設計以及可滲透路面工程,海綿城市的建設要求城市雨水能夠通過這些城市建筑實現雨水資源的下滲、滯蓄、凈化以及回收利用,最后剩余的雨水部分進行外排。同時,對于一些特殊的城市來說,還需要建設一定規模的城市海綿體,通過城市海綿體的建設來提升城市建筑對雨水的收集作用,例如城市道路、廣場建筑設施的建設以及城市綠地工程可以通過使用透水鋪裝來實現雨水的下沉收集和回收利用。借b國外做法,研究實施雨水排放收費制度,建立責任制。要按照海綿城市建設的目標要求,設置若干自然的、人工的工程項目,把目標要求工程化、具體化。
二、海綿城市建設的指導思想
海綿城市的核心思想是“一片天對一片地”,實現立體、多層次、多功能分流分滯,在基本遵循自然產匯流規律的基礎上,城市建成后實現“一片天對一片地”,利用城市空間對降雨“化整為零”進行收集和儲存:就地滲排,構建分散立體多層次、多功能的分流分滯系統。對所有新建或可改造的房屋屋頂進行屋頂綠化,可有效儲存對應面積的雨水100~300毫米;對所有新建或可改造的綠地進行改造,實現旱可高效補灌,澇可快速滲排;修訂地下消防水池國家標準,擴建地下消防水庫,利用自然湖泊或新建人工蓄水池進行錯峰調節,削減徑流峰值。科學合理地將城市新建或可改造的廣場、小區活動中心廣場改成下陷式多功能廣場,汛期作為分洪儲水的人工景觀湖,少雨季節恢復廣場和活動中心,應對城市特大暴雨洪澇。
第一項任務:海綿體的建設。城市海綿體:既包括河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水系,也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設施,海綿體的建設從點到線到面。要有效地保護現有河湖海綿體,要全面修復受損海綿體,要大力構建城市新海綿體。點狀海綿體:蓄水池。在城市小區或公園里設置地下或半地下的雨水蓄積池,將小區屋頂的雨水、花園地面的產流收集起來,用于無雨日的綠地灌溉。線狀海綿體:河湖水系。首先是做好河湖海綿體的拓展。增加河流系集蓄、滯留、承泄能力;在中下游建設生態緩沖帶,在入河口恢復灘/濕地。做好河湖海綿體的連通。研究河湖連通的可能性及連通方案,提高城市水體流動性及調配靈活性。還有蓄洪區海綿功能開發以及海綿體整合。面狀海綿體:綠地及透水地面系統。
第二項任務:排水設施建設――多尺度排水系統構建。小尺度排水系統建設:針對常見雨情,源頭雨水控制,通過滲、蓄、滯策略排水??紤]城市用地布局、豎向設計和道路豎向設計對雨水綜合利用和排放。中尺度排水系統:針對城市洪澇標準內雨情,通過中小河道、雨水管道、泵站提標改造、增設行泄通道、調蓄區、蓄澇區等策略,通過常規的雨水管渠系統收集排放。大尺度排水系統:針對超常雨情,設計暴雨重現期一般為50~100年一遇,由隧道、綠地、水系、調蓄池、道路等組成,通過地表排水通道或地下排水深隧,輸送極端暴雨徑流。
第三項任務:科學調度管理。在理清各部門職責的條件下,研究城市海綿體和排水系統聯合調度的可能性及分工,制定海綿體個體與群體之間、上下游及左右岸之間分散滯蓄、緩釋慢排的調度方案;研究通過海綿體滲、滯、蓄、凈、用、排來實現城市生態補水的長效機制;最大限度地發揮海綿城市建設的防澇及生態補水功能。
三、以海綿城市思想構建水生態文明措施
海綿城市的建設使得城市雨水能夠成為城市生態發展的寶貴資源,所以海綿城市的建設使得城市的發展從生態破壞逐漸地轉變為生態恢復,這是建設海綿城市的最根本原則。現階段,海綿城市建筑的發展和建設是一個龐大的系統性工程,一方面包含了城市雨水利用系統的多層次工程性措施;另一方面還包含了城市汛期洪水利用領域的其他非工程性措施。海綿城市建筑發展的工程性措施包括:
(一)從城市建筑工程性措施的角度來看,海綿城市的建設要求的是城市資源的有效利用和城市防洪減災的要求,所以首先就要求海綿城市建筑工程性措施必須是多層次性的,需要從建筑雨水利用以及對環境的低影響開發的角度進行考慮。從源頭選擇減控措施,以此來應對城市較小重現期的降水,最大限度地將城市進行資源化利用,實現城市生態環境保護層面的要求。一方面包括城市防洪建筑工程基礎設施;另一方面需要包括雨水入滲地下、回收利用和調控排放功能。
(二)要注重城市建筑雨水排水管道系統的完善和技術改進,使得城市建筑能夠有效地調控、利用以及排除中等程度的重現期降水,降低城市中等程度重現期雨水徑流的影響,滿足城市防洪減災的要求。
(三)通過城市地表徑流通道、蓄水池工程以及城市河流湖泊等建筑設施的建設,更好地應對超過城市雨水管道網絡排水設計要求的大幅度降水,在滿足防洪減災的前提下,要合理地兼顧城市生態環境保護的要求,通過城市水庫、閘壩以及堤防等建筑工程來應對重大的重現期洪水。
(四)現階段我國海綿城市構建的發展,一方面需要先進的技術支持,同時更重要的還需要法律法規的支持。具體來說,就是國家要制定各種法律法規,通過相應體制的改革和完善,逐步強化海綿城市發展和管理監督職能,通過這些措施的發展和完善來推動我國海綿城市朝著更加規范化和法制化的方向發展。逐步建立健全我國海綿城市建筑建設的法律法規以及國家政策體系,為海綿城市的發展提供可靠的國家制度保障,同時各級地方政府也要逐步改革和完善城市雨水管理機制,加大社會監督的管理力度,強化社會大眾對海綿城市建筑建設項目立項、規劃設計以及施工等環節的有效監督。
四、建議
(一)堅持規劃先行。城市規劃中應科學劃定藍線和綠線。城市開發建設應保護河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區,優先利用自然排水系統與低影響開發設施,實現雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化和可持續水循環,提高水生態系統的自然修復能力,維護城市良好的生態功能。
(二)加強組織領導。良好的組織領導,是開展海綿城市建設和水生態文明建設的前提和保證。海綿城市建設和水生態文明建設時間跨度長、涉及范圍廣、投入資金多,只有加強領導、精心籌劃、嚴密組織、落實到位,才能保證海綿城市建設和水生態文明建設取得實效。
(三)堅持統籌推進。要堅持突出重點,統籌好自然與人工、城市與農村、流域與區域、海綿城市建設和水生態文明建設之間的關系。要堅持科學發展,將改善城鄉人居環境、提升水安全保障能力、支撐經濟社會可持續發展作為海綿城市建設和水生態文明建設的核心。
(四)加強資金投入。建立政府引導、地方為主、市場運作、社會參與的多元化籌資機制,用好國家、省、市的支持政策,積極爭取中央及省的資金支持,有效整合地方財政資金。充分發揮政府投資的引導帶動作用,積極探索并創新投融資機制。
主要參考文獻:
[1]張宇,劉意等.濟南水生態文明建設與海綿城市建設分析[J].山東水利,2015.11.
[2]鄒宇,許乙青,邱燦紅.南方多雨地區海綿城市建設研究――以湖南省寧鄉縣為例[J].經濟地理,2015.9.
關鍵詞:園林景觀;海綿城市;生態系統
一、海綿城市的相關概述
1)海綿城市就是將城市中的水資源像海綿似的,通過環境的變化和各種自然災害來的影響進行“彈性”利用,這是新一代的城市水洪管理的概述。在城市要想提高排水系統的作用,就需要優先考慮把有限的雨水留下來,從而利用自然排水的力量、建設中自然存水、自然地滲透來凈化的城市。海景城市的內涵是以景觀作為載體的水生態的基本設施建設,是通過景觀中的園林植物的種植建造出園林植物景觀,從而形成具有特點的景觀生態體系,更好的維護了城市中水的問題。當前,在海綿城市中,雨水花園是構建海綿城市的重要部分,雨水花園是生物的滯留區域,常把喬木或者灌木種植到低洼地帶,或者地被植物或樹皮等進行覆蓋到地表上。2)海綿城市的基本措施是水位為中心的,不同于傳統的工程系統的硬性或者沒有彈性的基礎建設,而是如同一個生命體,不是只有單一的功能或者目標,而是可以綜合的、系統的、可持續發展的解決水飯來的諸多問題。城市的水問題主要指洪澇、水源問題、地下水問題、地下水不足、棲息地破壞,海綿城市可以把洪澇進行調蓄、水源保護、地下水回補、雨水凈化、棲息地修復、土壤凈化等等有效的解決上述水生態過程。
二、海綿城市的發展現狀
海綿城市的建設要以生態環境為優先的,利用自然和人工的方式進行結合的方式,在保證城市中的排水防澇沒有影響的狀態下,進行最大限度的進行城市的部分區域的積存、滲透和凈化,從而利用雨水資源進行環境的生態保護。然而園林設計服務的對象已經擴展到整個大地上生物中,是多個生態的互相作用,形成了人類和生物的互相作用互相影響。
三、園林景觀在海綿城市中的應用
海綿城市,就是把水自如的調動在城市之中,遷移活動更加“自然”。海綿城市注重的就是優先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠、生態濕地、透水路面等措施進行排水徑流雨水,就可以達到緩慢排水和釋放雨水或者在源頭進行分流等控制,這些就是園林設計的建設理念。
(一)構建生態環境,綠地連接重組
海綿城市就是水基礎生態和景觀生態的建設,在景觀生態學理論知識中,城市中的水源和綠地是重要的部分,植被可以改善城市中的結構和氣候,也對保護物種多樣性是有重要作用的。比如,澳大利亞城市的就有很好的空氣過濾區,就是用斑塊進行重新組合進行保護的。波士頓公園、河道公園、富蘭克林公園等等將多個公園連接到一起形成景觀秀麗的公園。
(二)凈化水的質量,修復生物棲息地
水生態基地的建設在海綿城市中是最重要的部分,主要是對污水進行處理。在以前傳統的污水處理只是單一的進行處理,不能對復雜的水進行治理,而且城市中的污水直接排放到河流中去,造成了再次污染。利用綠色基礎設施來處理污水,主要是通過植物進行凈化的,例如濕地、水質量的凈化、氣候調節、生物的保護等等起到了重要的作用。我國在七十年代中期就利用了水生植物進行水質的探究,主要是通過不同的植物對不同的污水進行水質凈化,通過多種植物的優勢、生長狀態、生長階段的不同,會比單一的植物更能長期的穩定的進行水源凈化。在濕地植物中可以吸收水中的營養物質和各種元素,也減少有害藻類的進一步繁殖,從而保持生物的均衡。而高等的植物既可以凈化水源也可提升水體的自身凈化能力。
(三)利用雨水補充地下水,達到防洪防澇
濕地除了能更好的凈化水質之外還是更好的儲水基地。傳統的方式不能完全將水資源進行循環利用,大部分直接排入湖中,地面的不透水的處理使土地不能的儲水能力降低,徑流的增大就形成了洪澇災害。然而植物景觀就是利用生態環境合理的解決了超標準的徑流系統,和城市中的雨水罐渠相互配合達到控制水流的目的。植物的根和葉都是由儲水能力的,在經過道路兩側的生態建設,將多余的雨水進行蓄水達到降低徑流的系數,在干旱的天氣中可以通過蒸發作用把多余的水分釋放掉,從而達到不從地下水為和調節氣候的作用,也降低了城市中熱島效應的產生。植物的根系能夠很好的固定土壤,從而避免了泥石流災害的發生。
(四)植物的凈化空氣,以達到降塵降噪
植物總葉面積的多少就是綠量的多少,就決定了植物生態作用的大小,所以增加植物水量和層次就能形成喬、灌、草的植物群落,在增加綠葉面積的同時也更好的提高了光合作用。從而達到生態系統越來越完善。例如普通的草坪會比喬灌草結合的植物群落低四倍之多,植物群落的特點有結構復雜、植被穩定性強、防風防塵、降噪、吸收各種有害氣體等等。由于植物不同的生長狀態、不同的代謝功能,不同的階段,就會產生對于污染不同的吸收量。例如吸收二氧化硫的植物有月季、廣玉蘭、石竹木槿等等,吸收氯化物的植物有紫薇、桂花、樟樹等等都有很好的吸收。再有,就是帶有絨毛或者粘液的植物可以阻隔或者粘附的作用,植物也可以進行聲波的吸附,例如4米款的植被群可以有效的減少交通帶來的雜音,達到降低噪音的目的。
四、結語
綜上所述,在建設海綿城市中,園林景觀的作用是尤為重要的。海綿城市的建設是一個全面綜合性的問題,需要更好的解決方案。要把園林景觀的美學價值和海綿城市同時進行,達到吸引人們的眼睛同時也通過園林景觀對生態起到積極地作用,更好的提高了文化的發展和自身的關注度,從而也提高了經濟建設。海綿城市不單單是單一的建筑,而是通過海綿城市運用多種學科多個部門進行共同的投入,從而達到修復城市的生態,更好的改善了城市中人們的居住環境。
參考文獻:
[1]周延偉.海綿城市理論在道路綠化景觀設計中的應用[J].河北林業科技,2015(06).
[2]李永祥,王磊城市植物景觀中的植物附屬污染現象探析[J].浙江農業科學,2012(08).
關鍵詞:沈陽市 海綿城市 水彈性城市
中圖分類號:TV213.9 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2017)03-0089-01
“海綿城市”也被稱為“水彈性城市”,是指城市在應對大規模降雨帶來的災害以及水資源的供給等方面具有良好的彈性,在降雨過程中,能夠吸水、蓄水、凈水,需水時可以將存儲的水釋放出來并加以利用的城市雨水集蓄與利用系統[1-3]。沈陽市是我國最重要的大型重工業城市之一,城市人口眾多、水資源短缺。沈陽市地處我國半干旱季風氣候區,年降雨量分布不均:降雨主要集中于夏季,雨量大而集中,秋、冬、春季干旱少雨,合理利用降雨等水Y源迫在眉睫。本文旨在創新城市雨水再利用理念,完善城市雨水合理再利用的政策法規與實施辦法,創建適合沈陽市的雨水再利用的技術與方法,為沈陽市乃至于國內“海綿城市”建設提供借鑒與參考。
一、海綿城市建設過程中需著重解決的問題
1.轉變城市建設理念
轉變原有城市建設中只注重開發的強度而不注重生態環境轉變為以生態環境約束城市開發建設的強度。轉變原有城市生態環境單靠“治理”轉變為“源頭減排、過程控制、末端治理、統籌設計”的建設模式。從源頭減少雨水的徑流量,提高地表的滲透率;徑流過程中設置滯留帶延緩徑流洪峰,從而降低降水的排量;對集蓄的雨水進行凈化、治理,提高雨水的再生利用率;對海綿城市建設中的城市綠地、城市水面進行統籌設計,避免重復建設與資源浪費。
2.明確海綿城市的建設原則
2.1生態優先、安全為重的原則
在海綿城市規劃與建設中,以優先選用自然滲透、自然集蓄、自然凈化為原則,提升城市水生態系統的自然修復能力,并在需要保護的重點生態區劃定紅線,重點加以保護。海綿城市在實現城市排水防澇、實現雨水的再生利用、促進城市生態環境的平衡外,還需考慮依靠排水系統排放過量的地表徑流,保證城市安全。
2.2因地制宜的原則
海綿城市規劃建設中,根據規劃區域水文特征、人文特征、地形條件、水生態保護要求等不同,合理制定建設目標與控制標準,因地制宜地建設生態海綿城市。
2.3建立與健全管理組織機構
海綿城市的建設與運營過程涉及到國土、環保、建設、交通、市政、園林、財政等諸多部門。然而,目前各行政部門各司其職、互不協調的現象時而發生,海綿城市的建設與管理,必須建立起與之適應的完善的管理體制,使得城市的國土、建設、環保、市政、園林等各行政部門能夠密切配合、協調聯動,統籌城市的建設與管理工作,真正實現海綿城市的職能。
3.資金保障
政府可通過多渠道解決海綿城市建設的資金問題,如:私有(私營)小地塊的開發建設中,要明確開發商的責、權、利,鼓勵私營(有)業主針對城市生態環境建設方面的資金投入;在市政及公用設施建中,要充分發揮市場機制,盡可能引入社會資本,多方籌措資金。
二、“海綿城市”體系框架的構建
通過調研沈陽市生態環境、自然資源、水文、地質、徑流等狀況,綜合分析我市徑流總量與防洪排澇間的關系以及我市蓄、排系統存在的主要問題,計算我市雨水可調節空間,制定城市徑流控制方案與控制目標,進而構建城市雨水集蓄系統構建方案與技術框架,并確定我市進行海綿城市建設的重點任務--城市集蓄水系統的構建方案,包括:滲水系統構建、滯水系統構建、蓄水系統構建、凈水系統構建、排水系統構建、用水系統構建等。
1.構建城市滲水系統
從源頭削減雨水的徑流量,初步凈化雨水徑流過程中的污染,改造或建立高滲透率的自然路面、透水路面,建設綠色屋頂等。
2.構建城市滯水系統
滯水系統可實現延緩徑流作用,如生物滯留帶、下凹綠化帶等。
3.構建城市蓄水系統
城市蓄水系統可實現收集積蓄雨水、降低徑流峰值流量的作用,為雨水的再利用創造條件。城市蓄水系統可包括蓄水池、濕塘、城市水體景觀、地下雨水調蓄系統等。
4.構建城市凈水系統
通過整治城市河道、建設河道沿岸生態緩坡、建設污水處理設施等措施,減少雨水徑流與收集過程中對雨水的污染,從而改善城市水環境,提高城市雨水利用效率。
5.構建城市排水系統
建立城市排水防澇設施,將雨水徑流高峰時期超過集蓄能力的雨水通過排水防澇設施、水系河道排出,避免水患發生。
6.構建城市用水系統
將集蓄的雨水進行再生利用,緩解城市水資源短缺,達到節水減排的目的。
參考文獻
[1]俞孔堅,李迪華,袁弘,等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規劃,2015,39(6):26-34.
Abstract: The city wetland patches have the ability of self-repair and sustainable development, and play an important role in improving the urban ecological environment at city landscape restoration. Based on discussion of Sponge City, and Elastic Restoration theory, this paper takes the wetland patches restoration in Dounan district of Dianchi Lake as an example to analyze the importance of urban wetland elasticity landscape patches, describes the relationship between urban elasticity landscape patches and ecological environment construction of the city, and proposes the ideas and methods about reorganization of landscape patches, water network repairing, etc. It is aimed to find the entry point of the implementation with the landscape toughness development and sponge city, in order to build more way to get a solution to restore elasticity and toughness of the city.
關鍵詞: 景觀斑塊;彈性修復;海綿城市;濕地
Key words: landscape patches;elastic restoration;sponge city;wetland
中圖分類號:F205 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)20-0181-04
1 背景
城市景觀是自然與人力在不同條件相互作用的產物。一個城市長期生產力、繁榮度和宜居性,從根本上由城市的可持續性(承載能力)和彈性(應對能力)決定。[1]我國以農業立國,在歷史長河中,城市被良田所圍繞,對于自然災害與環境問題具有一定的防御能力。隨著經濟發展,昔日城市中的綠地斑塊如農田、濕地、林地等被各類建筑、道路、廣場等人工斑塊所代替。城市化地表斑塊變化的一個重要特征是不透水斑塊取代了透水良好的自然斑塊,自然水過程受到影響,城市環境惡化失去原有彈性,導致城市生態系統嚴重退化[2]。
過度開發使得城市景觀破碎化,許多涵養水源的綠色彈性空間相繼消失,城市綠網破壞,河流、湖泊等水體受到污染甚至斷流。如此矛盾的局面正需要城市規劃師在城市規劃中找到人與自然和諧共處的關鍵點,建設具有良好生態基礎設施系統的城市[3],保護好城市的彈性景觀斑塊,通過綠色、藍色以及灰色廊道的連接形成生態屏障,組建城市韌性(抵抗災害的能力),從而創造彈性宜居的城市環境。
2 相關概念辨析
城市過度發展,生態環境變化,水土流失、洪澇災害等“城市病”被廣泛關注,傳統觀念中被認為是廢棄物的雨水,也被重新審視,[4]人們逐漸意識到雨水作為一種可循環資源,影響城市居民的日常生活,關系城市的生態健康狀況,塑造城市的景觀斑塊,組織城市的緩沖空間。城市綠色緩沖空間往往是城市彈性斑塊的有機構成體,反作用于城市景觀及生態系統,確保了城市的物、能平衡與資源的良性循環。(如圖1)
2.1 海綿城市與彈性景觀
海綿城市(Sponge City)是指城市能像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“韌性”與“回彈”能力,有效保護和修復城市水生態,緩解城市內澇,削減城市徑流污染負荷,涵養城市水資源,復興城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生態系統功能減少城市洪澇災害發生。西方國家對雨水的利用由來已久,形成了最佳管理實踐(Best Management Practices,簡稱BMPs)、低影響開發(Low Impact Development,簡稱LID)、水敏型城市設計(Water Sensitive Urban Design,簡稱WSUD)、綠色(雨洪)基礎設施(Green Infrastructure,簡稱GI)等措施。這些都是海綿城市(Sponge City)雨水管理的重要理論基礎。(如表1)。
彈性景觀(Resilient Landscapes)是城市中用于抵抗自然災害,維持城市生態系統穩定的重要韌性空間,強調基于人工參與的同時注重自然生態系統自我修復的能力。合理設計城市的彈性景觀斑塊,將不同功能的生態空間與雨水管理、生物棲息、公共休閑和審美需求相結合,連接城市“綠色”和“藍色”斑塊,為城市生態環境搭建起重要的生態保障屏障。城市濕地斑塊構成城市景觀,組織城市能源循環,如“海綿”一般,在應對城市生態失衡與自然災難時,為城市生物提供安全庇護港,保護生物的多樣性,保證城市景觀的穩定與持續發展。
2.2 濕地斑塊與彈性修復
濕地斑塊是城市生態系統的重要組成部分,具有城市其他生態系統不可替代的多種生態服務功能,被認為是陸地生態系統的最佳利用方式。[10]國內許多學者認為,濕地(Wetland)是陸生生態系統和水生生態系統之間的過渡帶,是一種復雜的生態系統。城市濕地(Urban Wetland)是指位于城市中,由水文、地貌、植物、動物等要素構成的,要素之間相互聯系相互作用形成的具有防洪、污水凈化和氣候調節等特定功能的一種水陸生態系統。[11-12]濕地斑塊對城市的建設貢獻主要在于連接了城市(人工斑塊)與水域(自然斑塊),形成了半自然半人工的中間過渡地帶,是重要的城市水陸樞紐與彈性緩沖空間,是城市與自然間的天然屏障,具有以下的生態學意義:
2.2.1 疏導水流,涵養水源
對于城市,濕地斑塊無疑是良好的水流“儲藏器”,隨著城市無序擴張,河渠硬化,防浪堤高筑屢見不鮮。城市給、排水不暢,下雨時地表徑流增大,形成快速排水模式,水資源難以保存。[13]城市污水處理不當,水體受到污染,濕地斑塊支離破碎,蓄水能力嚴重不足,導致城市土地河流的水源安全問題。
2.2.2 凈化水體,形成良性水網
濕地的植物,在長期自然演替過程中,對水體中的污染物有著一定的過濾、吸附和降解作用?!耙跃G養水”的生態支持模式[14],在其自身生態承載力允許條件下,會促進水循環,形成良性水網絡。在城市生態環境中,許多濕地斑塊以及綠地斑塊被河流廊道等聯系成綠網,對城市水流起到層層凈化的作用,形成天然依水而生的緩沖空間。
2.2.3 可持續發展,形成城市綜合“海綿體”
可持續發展,需要可持續經濟,首要就是對環境的低影響開發,低成本維護,低干擾管理,讓城市可以自由的呼吸,要做到這一點最重要是城市中水的資源化,從而進行景觀的彈性組織與資源循環利用。[15]水流的循環利用帶來的是能流的循環持續,既促進了城市的物質、能量循環,又可以調節城市的自然環境。[16]
將濕地的彈性修復融入城市建設中,恢復景觀斑塊在應對城市問題中的穩定作用,從廣義的角度理解海綿城市理論,發揮城市綠河流濕地等水陸交界面對雨水的吸納、緩解作用,充分發揮城市綠地斑塊對自然災害的預防和緩解的能力,采用融、滯、消、散等措施,建設具有自然緩解、自然容納、自然重構的城市綜合“海綿體”(如圖2)。[17]
總體來說,濕地的彈性修復設計,需要城市在防御自然災難時做到以下4方面內容:
①了解水資源的重要性及在城市生態系統中扮演的角色,形成城市應對自然災害的屏障和緩沖空間;②調節城市旱澇的基礎上,加強綠地應對災害的能力;③以城市綠色空間涵養水源,從而調節城市生態,減少自然災害;④形成綠色彈性景觀斑塊,化對抗為共生,使城市生態自我修復能力提升。
3 城市的彈性景觀――濕地斑塊修復設計
3.1 研究區概況
云南滇池是城市發展中與湖爭地,導致城市生態破壞的例子。1950年-1970年隨著“圍湖造田”運動,滇池先后萎縮近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的啟動,阻斷水陸能量交流,沿湖濕地斑塊嚴重破壞,城市生態系統失穩,蓄水、凈水能力下降,自然災害頻發,昆明城市人居環境受到嚴重威脅。
研究區位于滇池湖岸東側水陸交接處,北緯24°53′11″-24°53′34″,東經102°46′4″-102°46′30″,面積約24hm2,是斗南片區城市空間與滇池水域空間最后的生態屏障。研究區全年平均降雨789.6mm,有旱、雨季之分,降雨量集中于5-10月占全年降水量的86%-90%。隨著斗南片區發展,城市生活生產廢水肆意排放,導致滇池水體富營養化,維持該地區生態平衡的彈性景觀――濕地斑塊,在“造田”運動中消失殆盡,植被減少,生物生存環境受到威脅,研究區主要面臨以下城市問題(如圖3):
①濕地退化,蓄水困難,內澇嚴重,交通受限。研究區較為平坦,在雨季后存在內澇問題,主要道路被雨水淹沒,嚴重影響區域交通。濕地斑塊退化,場地無法儲存雨水,造成二次污染。
②水體富營養,水陸交接面硬化,生態失穩。作為水陸媒介的駁岸系統有著重要的生態學作用。研究區均為水泥駁岸,阻隔水陸物質能量傳遞,造成濕地景觀斑塊彈性缺失,水體富營養化嚴重。
③水體分離,排水困難,濕地斑塊缺乏彈性。研究區水體分離,水網不聯通,不能引導排水,造成雨季水體倒灌,植被受損,動物生境破壞,濕地斑塊彈性不足,應對措施不夠,無法達到濕地生態系統的自我修復與穩定。
3.2 彈性修復設計與措施
彈性修復,即在分析場地存在的主要城市問題基礎上,運用生態設計、柔性恢復等方式進行場地各個景觀斑塊的修復和重建設計,以較低影響,增強其景觀與生態系統應對生態擾動、人類活動及自然災害時自我修復與重回穩定的能力。
通過對景觀斑塊的研究比較,依據研究區獨特的水文、地理氣候等條件,進行濕地生態系統的韌性修復,形成城市中良好的彈性景觀斑塊。尊重場地原有景觀記憶,延續場地景觀斑塊的演變脈絡,減少對場地的破壞。通過水體網絡的重構組織場地綠地斑塊的修復與更新引導場地產業的轉型達到濕地景觀斑塊的韌性修復,做到低成本修復、少管理維護和弱生態破壞,營造良性、有序的城市景觀過渡帶。柔化城市邊界,促進水陸生態系統物、能循環,形成依托于滇池周邊城市的彈性濕地景觀斑塊。(如圖4)基于對水陸交接帶濕地斑塊修復設計的研究,主要有以下幾種方式:
3.2.1 整合地形,構建濕地骨架,通過水網聯通形成彈性蓄水空間
在原有肌理基礎上,根據場地降水、污染物種類等影響因素,利用研究區原有魚塘,緩和邊形成曲線水陸界面,增加水岸邊長,創造供濕地鳥類等生物生存的小環境。增加觀賞度的同時活化了水岸,使水、陸之間的物質、能量傳遞界面增長。
梳理地形,將研究區低洼內澇地塊整理開發形成“濕地泡”,設置長淹沒區、半淹沒區域、偶爾淹沒區域,與邊界原有魚塘鏈接形成凈化網絡,恢復濕地斑塊的生態功能,創造動植物的生活生境,形成應對雨水的彈性空間。
3.2.2 軟化駁岸,路網修復,形成多級式水體凈化模式
進行水循環交流,將防浪堤岸進行適度開口,形成沿堤內流濕地泡,在防浪堤外增加立體綠化,形成水陸生態廊道,解決水泥堤岸高筑的生態隔離問題,同時也阻止雨水倒灌造成的堤頂路塌方,路網斷裂。運用廠區拆卸廢料加工形成空中景觀高架系統,為濕地恢復提供空間,借鑒海綿城市理論形成水網凈化系統,通過過濾池、氧化池、潛流濕地凈化泡、表流濕地凈化泡、末端強化池等多級式水體凈化池,形成彈性可淹沒區,收納雨水,在必要時業區轉型后的花卉大棚澆灌使用。
3.2.3 更新地塊產業,借鑒海綿城市等理論,形成水循環系統及景觀修復機制
海綿城市是關于水循環的智慧,城市濕地作為彈性景觀的重要組成部分,作為城市綠地斑塊的緩沖空間,為城市的生態健康及經濟發展做出貢獻。在研究區中依據不同條件,設置雨水的儲存裝置利用自然集水槽與大棚集水設施,從源頭留住雨水。
通過產業更新,在溫室大棚區通過立體綠化、無土栽培等技術栽植花卉、中草藥等植物。防止澆灌廢料中氮、磷等物質流入場地水系統,抬高廠區地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水與澆灌用水,應用生態、物理等水處理方法,由濕地泡凈化后排入研究區水網系統,既能夠保證水體的自然循環,又能夠最大限度的保護濕地、湖泊的水體安全。在濕地內部形成完整水循環系統,從而完成濕地斑塊的景觀修復,達到城市水陸交界帶的柔性回歸。
3.3 小結
對滇池斗南片區濕地斑塊的修復研究,通過梳理研究區存在的主要生態問題,找到濕地斑塊恢復的切入點,重構濕地斑塊水網,以海綿城市理論研究入手,形成水循環系統網絡,組織濕地斑塊的柔性恢復,為動植物生存創造條件。另一方面,將研究區融入城市環境,尊重場地記憶,促使產業轉型,把斗南片區的經濟支柱產業――花卉貿易與地塊產業銜接,形成特色鮮明集聚科研與生態旅游為一體的城市彈性斑塊,達到水陸交接面濕地與城市發展的和諧,使城市中的景觀斑塊得到彈性修復,韌性重構及景觀更新。
4 結語
城市發展對自然的掠奪造成綠地斑塊支離破碎,水生態惡化、生物生境缺失,城市失去彈性和應對災害的韌性。海綿城市理念對城市建設帶來了健康發展的契機,為僵硬的城市加入地下和地上水系統的互動[18]。城市中的彈性景觀空間、綠地斑塊等在應對自然災害時扮演著城市保衛者的角色。濕地作為城市景觀斑塊的一員,人們更應該意識到保護城市彈性空間與水環境安全的重要性與必要性。在城市彈性空間的景觀修復研究中應該站在建設廣義的“城市海綿體”水循環的角度上,對綠地斑塊進行組織與重構,尊重場地精神,保證場地內部與外部生態循環的自我穩定。
濕地斑塊是城市水岸空間的有機組成部分,提供城市中動物生存的必要環境。對城市濕地景觀斑塊的修復研究,既能對城市景觀斑塊的彈性進行重構,也能對城市的水安全、水循環和水環境進行恢復,達到城市生態系統的自我穩定與長久發展。濕地景觀是海綿城市組成的一個重要環節,斑塊間的連接性十分重要。單一的濕地僅僅是城市眾多彈性景觀斑塊中的一員,對水循環、水網絡的影響有限,需要在城市規劃與設計中考慮綠色生態斑塊、藍色水體斑塊與灰色基礎設施斑塊的連通性,通過韌性修復與設計形成統一的綜合網絡,才能使彈性斑塊在城市的資源循環及應對自然災害中達到生態效益的最大化。
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關鍵詞:濕地公園;海綿城市;生態環境保護;植物景觀;雨水資源
一、海綿城市背景下濕地公園設計概況
(一)濕地現狀分析
顧名思義,“海綿城市”就是將整個城市改造為一個巨大海綿體,將雨水最大限度地自然吸存或消化,補充和凈化地下水資源,當干旱缺水時,將其釋放利用。[1]城市環境污染、排放有害氣體等因素導致生態系統紊亂、雨水資源減少、自然環境破壞、土壤荒漠化等,造成的影響十分嚴重。對濕地生態環境遭到破壞的問題必須予以重視。濕地公園的生態結構存在以下幾點問題:1.濕地生態系統紊亂,自然生態資源減少;2.公園周圍河流阻塞,水資源受到污染;3.居民建筑分布雜亂,歷史文化流失等。
(二)西溪濕地公園區域分析
西溪濕地公園坐落于杭州市西湖區,西臨繞城高速,南臨天目山路,東臨紫金港路,北面臨近文心路,公園總面積約11.5平方公里。整個濕地公園在景觀規劃上分為三個區域。“三區域”分為東、中、西三區,公園南臨山區河道,北臨文心路。西部地區面積約2.70平方公里,從前進道至寶家塘港,旅游資源少,魚塘多而河流少,部分區域完全關閉;東部總面積約2.80平方公里,臨近西部北側,主要為魚塘濕地,可供人們瀏覽的資源較少;中部地區位于“三區”內的重要區域,本方案主要對中部地區進行規劃設計。中部地區總面積約5.90平方公里,東臨寶家塘港,南至山區河流,北臨文心路延長線,西部邊界線由北至南分別為環路綠化帶、年家港、朝天木崗和長家海灘(圖1)。這里的濕地景觀最為明顯,擁有豐富的動植物群。常見綠地植物有狗尾草、早園竹、忍冬、野薔薇等。相對稀少的動物資源有松雀鷹、雀鷹、紅隼、燕隼等。
(三)海綿城市背景下西溪濕地公園的改造目標
在改造西溪濕地公園時,充分結合海綿城市的特點。海綿城市能夠良好應對環境變化和雨水資源問題,使濕地在海綿城市的背景下,發揮其凈水功能、蓄水功能、景觀功能,這是改造設計的重要問題。[2]在“海綿城市”理念的背景下對濕地公園進行改造設計,并提出目標:第一,重點保護濕地生物資源,在濕地的湖泊與陸地交界處建設生態駁岸,駁岸可以凈化水質,改善生物多樣性;第二,針對濕地內雨水資源利用等問題,在濕地內設置下沉式儲水池,雨季可以收集雨水,旱季增加下滲,減少蒸發;第三,針對當地人群性質,進行場地分析,提供學習、生活的區域,使人們更多了解濕地文化。
二、海綿城市背景下西溪濕地公園的改造原則
西溪濕地公園的改造原則是在平衡保護自然文化和遺產、維護自然生態環境、發展綠色旅游和宣傳保護生態意識的基礎上,提出了合理的改造方案,保護濕地生態。
(一)生態保護原則
注重濕地生態的保護問題,減少水污染,維持水土均衡,優化濕地生態結構,在濕地湖泊周邊建設天然式山石駁岸,山石駁岸不但能夠美化濕地內的生態環境,還可以保護和凈化水資源,起到保護生態環境的作用。在選材上可以選用砂石等多孔隙易濾水的材料,以此能實現海綿城市的滲水功能。在建造的過程中,要使之具有造型美,符合濕地的生態環境,能體現濕地景觀特色,與周圍景色相協調。
(二)植物景觀原則
濕地公園內植物種類復雜多樣,大致分為陸地植物和水生植物這兩類。要根據濕地公園氣候進行植物種植設計。我國東南部地區屬于亞熱帶季風氣候,氣候溫和,降水較多,四季交替明顯。從美學的角度看,陸地植物可以種植一些狼牙草、狗牙根、木槿、野薔薇等有利于改善土壤的灌木類植物,增強土地的滲水作用,體現“海綿”吸收的效果,充分發揮其生態作用。河流湖泊可以適當種植菖蒲、香蒲、鳶尾和浮萍等水生植物。選擇合適的水生植物能夠有效地解決凈化水資源的問題,這類植物可以吸附水中雜質,促進水的循環利用。不僅可以提高濕地的水資源質量,它還加強了濕地公園的景觀功能。因此,在城市濕地公園植物景觀設計中,應根據現有的植被狀況,結合場地的地理位置和氣候條件,選擇公園內適宜的植物進行種植,打造獨具特色的城市濕地公園。[3]
三、海綿城市背景下西溪濕地公園改造措施
(一)濕地保護措施
針對濕地公園的問題提出的保護措施包括以下三點:1.植物種植設計:根據周邊城市建筑建造一個植被緩沖帶,在緩沖帶附近的不透水路面設置植草溝,植草溝可以用來儲存和排放雨水,對雨水起到凈化的作用,除此之外,在濕地內打造下沉式綠地,對雨水資源的儲存再利用有著不錯的效果。2.公共設施的布置:濕地內增大綠地空間,促進濕地動植物發展,在陸地和湖泊之間增加親水木平臺進行銜接。3.再生材料的應用:根據海綿城市的理論基礎,利用園內的再生材料進行設計制作,可以提取樹脂進行處理,制作園內的塑木座椅,利用植物截留凈化河水徑流。再生材料對濕地的污染小,很好地節約了濕地的生態資源。
(二)合理使用自然資源
隨著城市的迅速發展,將海綿城市的設計理念合理地運用在濕地公園生態資源修復等方面,能夠有效地改善城市環境。那如何才能不浪費自然資源?針對城市雨水下滲問題,可以在濕地內修建下沉水池。在水池周邊種植蘆葦等植物,不僅可以作為濕地的自然景觀,植物根系對水質凈化也有一定作用,可吸附水中有害物質,減輕濕地河流的富營養化,具有改善濕地水文狀態的作用。雨季降水量大,水池可以匯集并儲存雨水;旱季降水少,水池能夠加強雨水下滲,減少蒸發。利用水池可以合理使用雨水資源,在濕地中充分體現海綿城市的雨水滲透再利用的作用(圖2).
四、海綿城市背景下西溪濕地公園改造分析
(一)濕地內部功能分區
在濕地公園的整體功能分區上,將其劃分為6個區域(圖3、圖4):1.濱水區:該區域設有親水平臺,這里的親水景觀平臺設計選用再生塑木,油罐鋪底,利用鋼架和鋼網將其固定,使其更加穩定。這是一個由陸地和水相連的區域,有著復雜的生態系統,一級人流集中在該區。將該區域設計與西溪濕地文化相結合,豐富景觀設計的多樣化。2.亭區:亭區位于公園東側,地面鋪裝采用再生材料室外塑木地板,減少資源浪費,此區域供游人放松活動。3.沿岸走廊區:該區位于二級人流附近,設有主題雕塑和噴泉,是讓人們欣賞濕地風光的區域,地面鋪裝采用塑膠材料而不是傳統的方形磚,塑膠材質滲水性能較好且十分環保,能有效地保護濕地的生態環境。4.坐臺區:該區位于沿岸走廊區附近,是水邊休閑場所,便于游人休息,區域的地面鋪裝采用防腐木,材料環保,具有防腐蝕、防潮、防真菌、防蟲蟻、防霉變以及防水等特性。能夠直接接觸土壤及潮濕環境,是做濕地公園地面鋪裝的良好材料。5.綠田種植區:該區域設有綠籬群,是整個濕地公園內植物群落最集中的地方。該區的植物種植采用浮園耕作法,耕作法是指在用蘆葦編成的蘆筏上堆積泥土,浮在水面,在此之上種植植物,利用植物根系鞏固人造的浮動園圃,采用新材料對雨水進行收集、凈化和再利用。此區域可以豐富濕地公園整體景觀特色,有利于培養植物資源和多樣性發展。6.私密活動區:三級人流主要集中在該區域,區域內設有景觀涼亭,該區是游人集中活動和學習的場所,地面鋪裝可以采用不同顏色材質的彩色透水地坪以達到海綿城市的滲水性。這四個區域內還分別設置鋼結構的透水路段,結構堅固,滿足人們通行需求,且透水性極高。除此之外還設有太陽能路燈、庭院燈和地面小射燈,利于人們更好地游覽濕地公園。
(二)濕地內部植物景觀
在生態學方面,植物景觀設計應首先分析場地的安全格局,植物種類選擇應符合自然性、生態性、多樣性、地域性。[4]整個濕地植被以草本為主,兼有一些喬木和灌木,常見的喬木有垂柳、柿、桑、早園竹等種植。[5]為了更好地體現海綿城市的特點,在生態環境的角度下,可以在濕地內種植木槿、芒草等生命力頑強的灌木草本層,可以在濕地生態環境中起到對水中雜質處理的作用;栽植楓楊、蓮香樹和香樟等喬木層,這類高大的樹木不僅在視覺效果上具有較高的欣賞價值還能豐富濕地整體自然環境。在整個濕地公園中打造一個植物景觀綠廊,綠廊內可以種植水菖蒲、萬壽菊、綠蘿等具有凈化作用的植物。綠廊系統建立在基礎河流溝渠上,串聯成新的匯水系統,雨水沿著周邊的山體匯入綠廊系統中,結合浮園耕作法,種植的植物在起到凈化作用的同時,場地可提供開放空間,供居民散步、觀光、跑步等日?;顒?。
五、結論
總之,在海綿城市背景下對西溪濕地公園進行設計改造,能夠最大限度地發揮減輕“負擔”并改善水系統資源的作用。將城市雨水最大化積聚、浸透和過濾,有利于城市自然環境保護和水資源的循環利用,對減少城市雨水災害、控制城市自然環境污染、改善城市水資源等方面都有著重要的作用,推動城市未來的快速發展,做到既保持生態環境原有的樣貌又能在此基礎上促進城市自然環境的良好發展,使生態環境日益豐富,自然環境與人類生活更加協調融洽。
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關鍵詞:海綿城市;技術特點;技術設施;問題;意見
海綿城市的建設有利于環節我國部分城市水資源短缺的現狀,并且還能夠加強雨水的回收和再利用,但是這項技術涉及的內容比較多,以至于在建設過程中出現了很多的問題,需要建設部門采取有效措施進行處理,保證海綿城市建設的質量。
1 海綿城市概述
我國多數的城市在給排水施工上都沒有設置將剛防水排澇系統給設置好,在這方面還沒有統一的規劃,在管理上也有較大的漏洞,河湖水也被肆意地侵占,這些都是城市出現內澇早的主要原因。對于這種情況,應該再城市中建立有效的防干旱和防內澇的設施,不要再像以往一樣,將地下排水設施規劃的過于單一,應該著力建設成海綿城市。
1.1 什么是海綿城市
通俗的說,就是像海綿一樣的城市,其具有較好的彈性,在面對自然災害和較大的環境變化的時候,能有較強的抵御能力。在城市有降雨的時候,能夠較快的吸收與水,對其進行存蓄,再經過凈化,從而實現水的循環利用;在城市缺水的情況下,可以將這些水給釋放出來,然后再對其進行利用,讓城市能夠很好地利用這些自然水。也就是建設一個雨水的開發系統。普通的城市在排水的時候主要是利用渠道或者泵站,這些被認定為灰色設施。而海綿城市在排水的時候,首先是利用雨水花園自己植草溝等排水,這些被認定為綠色排水設施。海綿城市在利用排水設施的同時,還將灰色設施很好地結合在一起,這樣使城市的排水系統更加完善,能有效地緩解城市內澇情況,減輕了雨水對城市帶來的危害,將城市風貌建設的更佳美觀。
1.2 海綿城市建設的技術特點
建設海綿城市,主要應用的是沖擊開發技術,這個技術沒有過大的施工面積,通常都是采用分散式施工,所利用的也差不多都是綠化用地,還有人行道等設施。這樣一來,即使有大雨雪我都能解將其進行分配式的排放。而且施工的時候可以利用LID將暴雨的徑流給有效減少,并能對暴雨起到延遲的作用,再LID的設計上也是比較靈活的,不會對生態環境有所破壞,在景觀綠化的基礎上就能達到很好的雨水滲透效果,對地下水也起到了補充的作用。
2 海綿城市建設的技術設施
城市內澇、城市缺水干旱和水資源污染問題的解決是建設海綿城市的主要目的,控制徑流量、洪峰流量、雨水回收利用進和電源面源污染等是這項設計中主要針對的內容。開發技術立足于控制目標低影響,按照功能可以分為水滲透、調節、儲存和截面污染化等幾類。具體的技術設施包括以下幾種。
2.1 入滲系統
將不滲水面積減少,地下水的補充通過雨水下滲來增加,并從源頭上對徑流加以控制,使其達到控制徑流量的目標。同時還具有削減他一定的峰值流量和凈化雨水的作用。透水鋪裝、滲透塘、綠色屋頂、植草溝和滲井等使其對應的單項技術設施。
2.2 滯留系統
通過對雨水徑流的最大化滯留,使洪峰流量減少,同時洪峰的到來也能得到延緩,從而促使控制洪峰流量的目標的實現。同時化具有凈化下滲雨水的作用。濕塘、植被緩沖帶和下沉式綠地是其對應的單項技術設施。
2.3 存儲系統
通過對收集和存儲雨水的加工和使用,有利于促進水資源綜合利用效率的提高,在此基礎上,實現雨水收集回收利用的目標。蓄水池和雨水罐是其對應的主要單項技術設施。
2.4 過濾系統
要凈化初期徑流儲存下來的雨水,使場地對雨水的自然凈化力得到強化,從而實現控制點源面污染的目標。綠色屋頂、植草溝和下沉式綠地是其對應的主要單項技術設施。
3 海綿城市建設中的現存問題與改進意見
3.1 現存問題
3.1.1 設計規范、標準缺乏設計院對綠色雨水基礎設施的設計不熟悉,目前還沒有關于低沖擊開發和海綿城市建設的工程設計規范和系統評估體系。設計單位大多依靠經驗,相應的規劃設計缺乏依據,可能會造成低沖擊開發的規模不符合設計要求或是維護管理不規范等問題。
3.1.2 政策、法規不完善海綿城市建設和低沖擊開發在我國還屬于推廣階段,目前我國此方面的政策法規還不完善,建設工程開展緩慢,已建成的大多為示范工程。同時現有的通知和文件又不具有強制性,因此需要政府出臺相關政策法規推動其發展。
3.1.3 工程分散、管理難度大海綿城市建設以源頭治理、分散控制為主要規劃設計理念,因此一個實施低沖擊開發的區域可能分布著數量巨大的工程設施,其相應的管理難度大,如果缺乏有效的管理,將難以發揮其功能與作用。
3.2 我國海綿城市建設的一些建議
3.2.1 重視水資源的規劃。在城市發展戰略規劃中積極考慮水資源及生態環境問題,將水資源的管理與利用問題放在重要的地位,充分認識和利用水資源的資源功能和生態功能,注重開發和保護水資源在城市發展進程中的價值,培育和引導水產業發展。
3.2.2 制定支持海綿城市建設的政策法規。現有的通知和文件不具有強制效力,為進一步落實和深化海綿城市建設工作,還需要構建完備的水資源法律和政策體系,出臺強制性的政策法規以促進低沖擊開發的實施和管理利用的規范化。強制性內容既要包括針對業主和開發商的管制政策,針對規劃師和工程師的設計要求,也要包括針對管理者和使用者的管理條例。在制定強制性法規的同時也制定相應的經濟激勵政策。對于市政工程和開發建設項目,可采取財政、專項資金補貼等形式鼓勵工程技術的研發和使用。
3.2.3 推廣低沖擊開發技術和設計體系。應制定海綿城市建設的技術規范或導則,推廣實用技術,將規劃設計規范化和標準化,為設計人員提供簡單便捷的工程設計工具,降低技術的應用難度,推動低沖擊開發模式的推廣與利用。同時引進國外海綿城市建設中的新技術,提高其性能,降低使用的成本。
3.2.4 強化多部門多專業的協作。海綿城市建設不是一個部門一個專業就能完成的,它需要多部門多專業的共同參與。海綿城市的建設需要統籌協調規劃、國土、排水、道路、交通、園林、水文等部門;融合不同專業背景的技術人員協作;注重從開發前的場地設計到地塊規劃設計,再到運行和使用指引和開發后維護的連續性;強化規劃和建設過程中設計、管理、技術、資金上的銜接。
結束語
綜上所述,海綿城市的構建有利于提高預防雨澇災害,還能夠解決城市水資源短缺的問題。在社會經濟的飛速發展過程中,嚴重的破壞了生態環境,影響了人與自然的和諧相處。因此為了解決這個問題,建設海綿城市的理論和技術顯得尤為重要,受到和社會和人們的廣泛關注。盡管我國的海綿城市理論和技術還不是很先進,在貫徹和落實過程中還存在很多的問題,但在一定程度上緩解了我國部分城市水資源短缺的問題,因此還要進一步加強技術的完善和改進。
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關鍵詞 海綿城市;低影響開發技術;地域性;雨水花園;浙江嘉興
中圖分類號 TU992 文獻標識碼 A 文章編號 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
嘉興市位于浙江北部著名的杭嘉湖平原,襟江帶湖,自古為富庶繁華之地,也是我國近代史上重要的革命根據地。嘉興雖為江南水鄉,河流密布,水系發達,但近年來其因水環境破壞引起的水質型缺水問題相當嚴重(圖1),嘉興目前可利用水資源總量大大低于全國和全省平均水平,其中以地表徑流污染為代表的非點源性污染日益嚴重。與此同時,嘉興在城市建設過程中,大量自然地面逐步被包括道路在內的硬化面所取代。其不(弱)透水下墊面不斷增加(根據嘉興市第一次地理國情普查報告,截至2015年,嘉興的104.35 km2建成區內,不透水下墊面(全硬化)面積達56.01 km2,弱透水下墊面(綠色屋頂等)面積達到6.89 km2,不(弱)透水下墊面占比約60%),而且在嘉興市平原河網地區,降雨量大而集中(多年平均約980 mm),城市內澇問題也不斷加劇。
1 國內海綿城市建設情況
1.1 體情況
住房和城鄉建設部的《海綿城市建設技術指南》(以下簡稱《指南》)對海綿城市進行了如下定義:“城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的‘彈性’,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水‘釋放’并加以利用”[1]。中國住房和城鄉建設部在2014年10月編制了《海綿城市建設技術指南―低影響開發雨水系統構建(試行)》,部分內容涉及海綿城市綠地的規劃設計與建設。該導則主要參考了美國關于低影響開發(LID)雨水系統等方面的理論研究與實踐經驗。
LID理念的核心是通過合理的場地設計,模擬場地開發前的自然水文條件,采用源頭調控的近自然生態設計策略與技術措施,營造出一個具有良好水文功能的場地,最大限度地減少和降低土地開發導致的場地水文變化及其對生態環境的影響。與BMPs(美國20世紀70年代提出的雨水管理技術體系,最初主要針對非點源污染的控制,通過最佳管理措施來預防或控制非點源污染)相比,LID強調通過分散式、小規模調控措施對雨水徑流源頭進行控制,更多體現的是一種貫穿于整個場地規劃設計過程的場地開發方式和設計策略[2]。
LID體系包含結構性措施和非結構性措施2種策略。結構性措施主要通過小型雨水設施將雨水回收利用,包括生物滯留池、下沉式綠地、植草溝、綠色屋頂等(表1)。結構性措施主要包括以下內容:①滲透。采用植被或可透水路面材料,增強地面透水性;②滯留。利用植被、土壤良好的吸水能力滯留雨水,使雨水徑流總量減少;③蓄水。通過蓄水池、水塘等收集雨水,不僅能減少雨水徑流,還能作為灌溉用水或經過處理后作為生活用水;④過濾凈化。通過植被和土壤的過濾、吸附和微生物降解等作用,清除雨水中的污染物[3]。非結構性措施包括街道和建筑的合理布局、增加植被面積等。
2015年2月,國家財政部、住建部、水利部聯合發文確定了包括嘉興在內的16座城市為海綿城市建設試點。
2015年10月,國務院辦公廳頒布《關于推進海綿城市建設的指導意見》(〔2015〕75號),從國家層面戰略性地推進我國海綿城市建設,明確指出推廣海綿型公園和綠地,增強公園和綠地系統的城市“海綿體”功能,并首次提出了徑流總量控制的海綿城市量化工作指標:70%的降雨就地消納和利用;到2020年,城市建成區20%以上的面積達到目標要求;到2030年,城市建成區80%以上的面積達到目標要求的工作目標。海綿城市應具有像海綿一樣吸納、凈化和利用雨水的功能,以及應對氣候變化、極端降雨的防災減災、維持生態的能力[4]。
1.2 嘉興試點
目前,嘉興已建成多處于其他江南地區海綿城市建設有較強參考性的試點。從“點”的層級上,已建成如晴灣佳苑、勺園停車場、嘉興植物園、再生水廠等試點。從“線”的層級上,已建成蔣水港、湘家蕩等試點。從“面”的層級,已建成以南湖為中心的18.44 km2示范區。在政策方案上,編制了《嘉興市海綿城市建設技術規范》。
2 舊城改造案例――嘉興市蔣水港綠道
2.1 場地簡介
本試點位于嘉興市南湖區蔣水港,改造時間為2012―2013年。蔣水港河道全長約2.5 km,改造區域北至南湖大橋、南至長鹽橋新氣象路段(約600 m)。到目前為止,北至南湖大橋、南至長鹽橋新氣象路段均已經改造完成(圖2)。其中親水河道的構成分為4個水深區,正常水位分別為1.0、1.4、1.8、2.6 m(圖3)。
2.2 LID在蔣水港綠道中的體現
嘉興城市以硬化路面為主,不(弱)透水下墊面占比約60%,且硬化路面的排水也以強排快排的形式,增加了排澇壓力。同時,道路對沿線周邊的水體污染十分嚴重。路面雨水徑流中,除含有重金屬、碳氫化合物等對環境危害性大的污染物質以外[5],車輛運行帶來的油類等污染物[6]、行人拋棄的廢物、從庭院和其他開闊地上沖刷到街道上的碎屑和污染物等最終都將在雨水淋洗、沖刷作用下遷移至水環境中,并對這些水域產生很大危害。在周邊有生態敏感保護區和重要水源保護區的地方,道路污染物對水質、生物及生物多樣性的潛在威脅更需要認真對待[7]。
LID技術主要是盡量把雨水入滲到地面以下,一方面減少了雨水的排放,降低了城市的內澇風險;另一方面減少了初期雨水對河道的污染。而在蔣水港綠道工程建設中,具體應用的低影響開發技術有以下幾種形式。
2.2.1 綠地建雨水花園,從源頭解決周邊硬化路面排水和削減污染。蔣水港綠道在施工中通過適當改造,在綠地中建設雨水花園。雨水花園是一種下凹式綠地,下凹式綠地是一種生態型雨水滲透設施,具有投資少、蓄滲效果明顯、截留凈化徑流雨水、不易堵塞等優點,它既可設置在城區范圍內的建筑物、街道、廣場等不透水地面周邊,用于收集蓄滲小面積匯水區域的徑流雨水,又能在立交橋附近、市郊等空曠區域大規模應用,從而提高立交橋及整個城市的防洪能力[8]。
2.2.2 雨水花園滲透層構造及參數。在雨水花園中,原有的壤土被換成了滲透系數大的材料如礫石、砂、煤渣等。雨水花園的主要作用為滯留、下滲及處理雨水。其主要構造及設計參數為蓄水層0.25 m,種植土及人工填料層0.5 m(孔隙率0.3)、砂層0.1 m、礫石層0.2 m(圖4)。同時,雨水花園中設置雨水溢流設施,將暴雨時的雨水排入雨水管道或河道。蔣水港綠道改造過程中將周邊硬化路面雨水引入綠道內綠地,可通過改造人形道側石(拆除側石或側石開口)形式,將雨水排入綠地。
通過現場調研與前期資料收集可知,圖4、5所示的雨水花園地下層的主要構造及設計參數可能適用于以嘉興為代表的江南地區的雨水花園,這些構造及參數將對后期的地域性參數化研究有借鑒意義。
2.2.3 雨水花園植物選擇。在植物生長環境方面,根據雨水花園中種植區不同的水淹情況可將雨水花園種植區分為蓄水區、緩沖區、邊緣區(圖6)。植物在這3個分區中的配植要充分考慮到不同植物的耐淹、耐旱特性。邊緣區無蓄水能力,植物物N需要有較強的耐旱能力,對植物的耐淹能力無特別要求,可選用一般較耐寒的植物,與周邊植物景觀相銜接;緩沖區有一定的蓄水容積,對植物的耐淹特性有一定的要求,同時要求植物有一定的耐旱能力和抗雨水沖刷能力;蓄水區植物物種耐淹能力和抗污染能力、凈化能力要求最高,同時要求在非雨季的干旱條件下也要有一定的耐旱能力[9]。
調研發現,蔣水港綠道雨水花園采用下凹式綠地的做法,中間下凹部分鋪有較大塊的卵石,卵石中種有一些耐水濕植物。在坡道上還種植一些灌木及地被植物,植草溝也普遍分布。雨季來臨時,雨水順著植草溝流到下凹式綠地中,起到滯留下滲及凈化處理雨水的作用(圖7)。
調研過程中,小組成員對蔣水港綠道雨水花園中使用到的植物材料進行了分類與總結(表2):通過觀察綠道不同區域不同植物的生長狀況,可以初步判斷綠道采用植物的耐水性與耐旱性,由此指導雨水花園地域性植物的選擇。
2.3 生態浮島
調研發現,蔣水港河道中央及岸邊置有生態浮島。生態浮島適用于沒有空間建設雨水塘或雨水濕地的場所,可通過對生態的重新構造,提升河道的自凈能力,同時也提升景觀效果(圖8)。
2.4 總結
嘉興生態綠道網是一種線形綠色開敞空間,通常沿著河濱帶情況較多,內設可供行人和騎車者進入的景觀游憩路線,連接主要的公園、自然保護區、風景名勝區、歷史古跡和城鄉居住區等,有利于更好地保護和利用自然資源、歷史文化資源,并為居民提供充足的游憩和交往空間。
運用低影響開發技術建成的綠道,將面臨著與傳統綠地養護不同的管理挑戰。傳統綠地養護僅限于修剪、施肥及保潔,由于具有嘉興特色的綠道需要的養護措施廣泛,所以在綠道養護方面嘉興也有不少實際經驗,雨水排入了綠道,因而每隔幾次降雨均需進行養護。另外,雨水塘、雨水濕地內需要定期清淤,水生植物到秋季需進行收割等。
3 生態停車場改造案例――勺園停車場
3.1 場地簡介
嘉興勺園停車場位于嘉興南湖景區的南部、南溪西路北側(圖9),建設總面積約5 200 m2,是供園內參觀時停車所用。其中,停車位面積約1 169 m2,通道面積約1 670 m2,停車場共有85個停車位, 是勺園內重要的交通樞紐地。此處獨特的設計,有利于地面徑流,防止地面過多積水從而影響園區的營業與使用。
3.2 低影響開發技術在勺園中的體現
3.2.1 鋪設專用透水混凝土。勺園生態停車場的表層是使用透水混凝土鋪設的,結構見圖10。20 cm厚的透水混凝土表層,形成了透水路面和透水停車位。這樣的新型混凝土可以讓雨水較為快速地流入地下,防止“快排水”帶來的水體快速流失以及由于雨水過量而導致的洪澇積水的現象。另外,一方面這一舉措也可以有效補充地下水,緩解城市的地下水位急劇下降等城市環境問題。這樣的做法不僅保護了地下水,節約了水資源,而且更能夠有效緩解因水滯留在路面表層而帶來的油類化合物污染地下環境的問題,維護了城市的生態平衡。
調研過程中,小組成員進行了試驗。將約20 mL的水澆在停車場路面,模擬雨水下滲,試驗發現地面不會像普通的水泥地一樣馬上變深色,澆下去的水也不會馬上四處溢流開來打濕地表,而是慢慢下滲,吸收效果顯著(圖11)。
3.2.2 植淺草溝。勺園停車場在停車位之間的綠地中植淺草溝,并配以側石開口(圖12)。植草溝溝頂寬0.5~2.0 m,深度0.05~0.25 m,邊坡(垂直∶水平)1∶3~4,縱向坡度0.3%~5.0%。植\草溝具有輸水功能,具有一定的截污凈化功能。這樣有利于將硬質停車場中未能及時排出的雨水排入一旁的綠地中,通過植淺草溝的下滲吸收更多雨水,加快雨水排放,避免雨量過大帶來的雨水堆積給使用者帶來不便的現象(圖13)。
植淺草溝的植物一般選用當地適種的草坪地被,在保證排水給予過濾的同時也能夠帶來景觀上的美好感受,為停車場增添一定的視覺效果。
3.2.3 鋪排地下網狀排水盲管。除了地上部分的精心設計,勺園停車場的地下部分更是進行了多樣的設計與處理。停車場在地下布設了將近1 km的網狀排水盲管(圖14)。盲管能夠收集地上的滲水,進行統一處理,也可在雨量較大時,調節地下水,減緩地下水的壓力,這對解決目前城市中經常出現的積水問題有很大的作用。
3.2.4 地下雨水調蓄池。勺園停車場在地底更是設置了一個巨大的地下雨水調蓄池(圖15)。在多雨的季節,城市往往會因長時間的強降雨導致地下水的大量積聚,而現有的地下網管不能滿足排水需求,不僅會帶來嚴重的洪澇災害,更會將大量雨水帶來的河流污水排入地下,從而對污水廠造成一定的危害。而這樣的調蓄池既可以減緩污水的沖擊,減少污水廠的壓力,也可以在一定程度上減小城市的內澇問題。
3.3 總結
每當下雨天,落在停車場地表的雨水首先通過透水材質澆筑的地表滲入土中;當土壤含水量過高時,專門用于集排土中滲水的盲管就會發揮作用,把多余的雨水排放到停車場北側的排水管道內,地下調蓄池也可以幫助蓄、排水。
自2014年起,經過設置透水路面、建設透水停車位、安裝地下網狀盲管,并設計了下凹式綠地和植草淺溝等一系列改造后,勺園停車場已能在一定程度上控制雨水徑流。據統計,整個項目年徑流總量控制率達80%,控制雨量達24 mm。
4 結論與啟示
在水質型水資源缺水的大背景下,雨水不應該是負擔,而應是寶貴的資源。為了應對城市水問題,嘉興的城市建設理念從破壞生態轉向恢復生態。海綿城市的建設相對于傳統的市政雨水管理系統有很大的優勢。一是在雨水治理理念上變革,從原來的末端治理轉變為源頭治理;二是雨水就地收集處理,減少徑流;三是從原來的單一下水管網建設轉而利用好河湖蓄水、道路滲水等多種方式建設。
總體而言,我國海綿城市建設尚處于起步階段,理論研究在很大程度上依舊滯后于實踐,尤其是在本土化、地域性等方面的研究亟待重視,這對以后的研究方向有指導意義。
5 參考文獻
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一、研究背景
城鎮化的快速發展帶動了經濟持續增長,促進了社會全面進步,同時也帶來了嚴重的暴雨積澇災害。從古至今,暴雨積澇災害一直是人類難以解決的問題。
近幾年,中國的暴雨洪澇災害愈發嚴重:“20XX年7月12日,哈爾濱多處上演‘水漫金山’”、“2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,導致嚴重內澇”、“2011年6月18日,到武漢看海”、“2008年深圳6.13特大暴雨”……數量之多,不勝枚舉,這些新聞無不說明暴雨洪澇已成為長城內外、大江南北大多城市的通病。暴雨積澇災害對城市水利、農業、交通、工業等方面造成的直接經濟損失不可估量,同時通過人口死亡、疫病爆發等問題給社會帶來了巨大的沖擊,造成的自然資源減少、環境污染和生態退化程度更是難以估計。
造成城市暴雨積澇災害的原因主要有氣候和城市建設兩方面的原因。從氣候角度來說,由于全球氣候變暖,水循環產生變化,降雨時空分布不均,導致城市出現暴雨積澇災害;從城市建設角度來說,主要是城市建筑和硬化面積過大,植被覆蓋率過低或者遭到破壞,城市的吸水、存水能力差,其次是排水設施的排水能力不足、重建輕管。
目前,城市針對暴雨積澇災害采取的工程性措施主要有修建蓄水池、增加排水泵站、加大排水管徑、在線蓄水等,這些措施需要占用大量的城市地下空間,投資大,維護困難,廢棄后無法回收利用,會產生大量固體廢棄物,對環境造成二次污染。其他措施如增加綠化面積也會引起城市用地緊張等問題,浪費城市空間資源。
二、國內外相關研究應用現狀
LID技術于1990年末發源于美國馬里蘭州的王子縣、西雅圖和波特蘭,是由馬里蘭州環境資源署首次提出。之后經過20多年的發展,LID在美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭等地廣泛應用。在美國,LID設施的應用還形成了綠色道路、綠色社區等理論和方法;在澳大利亞,LID的應用稱為水敏感城市設計;在英國,LID技術應用于城市排水系統,形成了可持續城市排雨水系統;在加拿大,LID和場地設計相結合,形成最優場地設計、保護性設計等;在新西蘭的應用稱為低影響城市設計與開發。
隨著對國內雨水問題的重視,雨水方面的研究和應用也逐漸多起來,LID在國內已有10年的研究和實踐,于2012年形成了“海綿城市”.
2012年4月中國北京大學在《2012低碳城市與區域發展科技論壇》中首次提出“海綿城市”一詞。住房和城鄉建設部于20XX年2月17日發表的《住房和城鄉建設部城市建設司20XX年工作要點》中首次提出海綿城市的概念,20XX年10月,住房和城鄉建設部出臺了《海綿城市建設技術指南》。
2017年4月2日,國家財政部、住房城鄉建設部、水利部宣布了海綿城市建設試點:西咸新區、武漢、重慶、貴安新區、遂寧、南寧、常德、鶴壁、濟南、萍鄉、廈門、池州、嘉興、鎮江、白城、遷安16個城市。
三、研究目標及意義
鑒于傳統城市普遍存在的暴雨積澇災害和道路排水問題,而國內的海綿城市和LID發展和研究較為薄弱,因此,對于海綿城市理念下的城市道路進行系統化設計研究很有必要。本研究主要通過對國內外已有研究成果的整理與分析,探討海綿城市與LID、海綿城市道路與LID的關系,采用文獻調研的方法系統地對城市道路進行了LID設施的選擇及其組合優化設計;針對案例進行實地調查,探討LID在海綿城市道路中如何應用。
論文的研究目標是建立海綿城市理念下的城市道路系統設計的基本理論框架,研究其具體的設計方案和技術。
論文的研究意義:為海綿城市理念下的城市道路系統設計提供借鑒和參考,對解決城市雨水問題有一定的現實意義。
四、研究內容
論文的研究內容主要有三個方面:
1)研究海綿城市理念下的城市道路系統,分析其與LID的關系及對LID設施的選擇。
2)構建海綿城市理念下的城市道路系統規劃和設計的完整體系,從路網規劃和道路設計兩個層面進行具體研究。其中,道路設計重點研究停車場和廣場的LID設施組合優化設計,道路與紅線外用地銜接中重點研究建筑、小區的優化設計。
3)將研究的設計理論成果應用于商洛城市道路系統,并通過SWMM模型進行模擬評價。
五、提綱
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 城市暴雨積澇災害頻發
1.1.2 傳統城市道路排水存在的問題
1.1.3 LID與海綿城市理念的提出
1.2 相關理論的概念
1.2.1 海綿城市概念
1.2.2 LID概念
1.3 國內外相關研究應用現狀
1.3.1 國外研究應用現狀
1.3.2 國內研究應用現狀
1.3.3 國內外研究現狀的不足
1.4 研究目標、意義、內容和方法
1.4.1 研究目標及意義
1.4.2 研究內容
1.4.3 研究方法
1.5 論文創新點和技術路線
1.5.1 論文創新點
1.5.2 技術路線
第2章 海綿城市與LID
2.1 海綿城市與LID概述
2.1.1 海綿城市-LID
2.1.2 海綿城市與相關理論的聯系與區別
2.2 海綿城市與LID
2.2.1 海綿城市與LID的關系
2.2.2 LID設施的選擇原則
2.3 海綿城市道路系統與LID
2.3.1 海綿城市道路系統
2.3.2 海綿城市道路系統與LID的關系
2.3.3 LID技術設施選擇
2.4 本章小結
第3章 海綿城市道路系統規劃與設計體系
3.1 海綿城市道路系統規劃與設計體系框架
3.2 海綿城市路網規劃
3.2.1 影響因素
3.2.2 規劃思路
3.2.3 規劃原則
3.3 海綿城市道路設計思路
3.3.1 海綿城市道路設計思路
3.3.2 海綿城市道路設計注意事項
3.4 本章小結
第4章 基于LID的海綿城市道路設計
4.1 海綿城市道路與傳統城市道路的區別
4.2 海綿城市道路的LID設施組合優化設計
4.2.1 機動車道和公交專用道
4.2.2 非機動車道和人行道
4.2.3 路緣石、雨水。和路肩邊溝
4.2.4 道路綠帶
4.2.5 停車場
4.2.6 廣場
4.2.7 高架橋、立交橋
4.3 海綿城市道路與紅線外用地的銜接設計
4.3.1 道路與建筑、小區銜接優化設計
4.3.2 道路與城市綠地銜接設計
4.3.3 道路與城市水系銜接設計
4.4 海綿城市道路橫斷面布置型式設計
4.4.1 單幅路
4.4.2 兩幅路
4.4.3 三幅路
4.4.4 四幅路
4.4.5 特殊形式斷面
4.5 本章小結
第5章 商洛市海綿城市道路系統設計應用研究
5.1 商洛市概況分析
5.2 海綿城市路網規劃
5.2.1 商洛市現狀路網分析及存在問題研究
5.2.2 商洛市排洪防澇、水系和綠地現狀及存在問題
5.2.3 商洛市海綿城市路網規劃
5.3 海綿城市道路設計
5.3.1 商鞅大道地理位置
5.3.2 商鞅大道現狀分析
5.3.3 基于LID的商鞅大道橫斷面設計
5.3.4 商鞅大道公共停車場設計
5.3.5 丹江立交平面設計
5.3.6 商鞅大道綜合設計
5.4 商鞅大道設計效果模擬評價
5.4.1 SWMM模型介紹
5.4.2 獲取基本數據
5.4.3 開發前場地模擬
5.4.4 傳統城市道路模擬
5.4.5 海綿城市道路模擬
5.4.6 三種情景模擬結果分析
5.5 本章小結
第6章 結論與展望
6.1 結論
6.2 不足和展望
參考文獻
致謝
六、研究方法
論文釆用的研究方法有:文獻調研法、實地調查法、SWMM模型法等。
1)文獻調研法論文通過對國內外文獻的調研、對SEA Street等案例的研究,總結LID設施在城市道路中的應用情況。
2)實地調查法論文通過實地調查收集商洛市的路網、道路、綠地系統、水系、降雨等相關資料,為海綿城市理論的實例研究做鋪墊。
3)SWMM模型法論文采用SWMM模型對城市道路設計后的雨水徑流控制效果進行了評價。
七、進度安排
20XX年11月01日-11月07日 論文選題、
20XX年11月08日-11月20日 初步收集畢業論文相關材料,填寫《任務書》
20XX年11月26日-11月30日 進一步熟悉畢業論文資料,撰寫開題報告
20XX年12月10日-12月19日 確定并上交開題報告
20XX年01月04日-02月15日 完成畢業論文初稿,上交指導老師
20XX年02月16日-02月20日 完成論文修改工作
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、裝訂
20XX年03月21日-04月10日 論文答辯
八、參考文獻
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[27]陳宏亮?;诘陀绊戦_發的城市道路雨水系統銜接關系研究[D].北京建筑大學,2013.
關鍵詞:海綿城市;城市小區;景觀改造
我國的部分城市在發展的初始階段,忽略了對環境的保護問題,沒有重視綠化的面積,隨著時間推移,這些問題暴露了出來。為了改善人民群眾的生存環境,“海綿城市”的理念誕生了[1]。
一、海綿城市的概念
由于城市環境的日益惡化,為了解決洪澇問題,走生態優先、綠色發展之路,我國制定了“建設海綿城市”這一目標,并大力推廣海綿城市的理念。海綿城市的理念具體就是:用景觀作為生態基礎設施的載體,利用景觀設計和雨水收集系統來解決洪澇問題,海綿城市的核心,就是要讓人們可以將城市的生活與生態環境結合在一起[2]。建設海綿城市的任務就是要改善人們的生存環境、提高生活的質量、解決城市的洪澇問題,讓城市成為人們的宜居之地,讓小區成為人們快樂生活的最佳選擇。
二、工程概況
深圳位于我國的華南地區,屬于亞熱帶季風性氣候。降雨多發生在夏季,并且雨量特別集中,占到全年降雨量的75%以上,因此也容易出現洪澇災害。該城市基于海綿城市的理念,建設了包括改造公共場所項目、改造排水項目、改造老舊街道項目、改造小區園林景觀項目等100多個試點項目。本文將專門根據這些項目中的改造小區園林景觀項目,探討和研究基于海綿城市理念改造城市小區園林景觀的方法。通過對深圳中某個小區的調研分析,發現該小區中存在著大量的問題,缺少綠化景觀、排水系統整體壓力過大、道路的滲透性不佳、路面硬化過多、循環水池系統運轉異常等問題嚴重影響人們的日常生活[3]。因此,我們要基于海綿城市這一理念,對該小區存在的問題提出改造方案,從而提升該小區居民的生活質量,同時解決該小區主要的排水與綠化的問題,努力打造一個環境優美的社區,為小區的居民提供一個舒適的生活空間。
三、海綿城市的具體改造方案
針對小區內的排水問題,可以減小排水管道的壓力。根據小區的排水系統施工圖,該小區的西、南兩側各有一根主要排水管道,其他的支管道都是匯集到主管道,實現統一排水,基本承擔了該小區大面積的排水需求,致使主管道的排水壓力過大。目前該小區的南側有一定范圍綠地,并且地勢相對較低。為了緩解主管道的排水壓力,可以將小區南側的綠地建設成為人工濕地,由于地勢比較低,可以將一部分管道的水導入南側的人工濕地中。這樣不僅可以分擔排水的壓力,還可以實現雨水的循環利用。人工濕地還具有儲水凈化的功能,使這塊綠地擁有了海綿的功能[4]。針對小區內的綠化問題,可以在小區內部道路的周圍增加綠化面積。在增加綠化面積的同時,設置與小區島嶼縱向坡度一樣的植草溝。這樣就可以讓路面的雨水順著道路旁邊的排水溝,進入植草溝當中。再讓植草溝的底端連接到雨水花園,這樣一部分雨水會被植草溝的土壤吸收,沒有吸收的雨水,也可以進入雨水花園當中。這種植草溝的設計,不僅增加了小區的綠化面積,還可以及時疏導路面上的積水,并且最后一部分雨水會進入雨水花園中,提高了雨水的利用率與收集率[5-6]。針對該小區內人行道路的滲透性不佳的問題,可以將目前的人行道路直接換成滲透性比較好的材料,比如透水混凝土和生態磚,避免積水長時間停留在人行道路上,對人們的日常出行造成影響。磚石的路面結構是有一定的縫隙的,雨水可以順著縫隙流入土壤當中,也就不會出現長時間積水的情況。該小區的路面硬化區域,主要集中在小區南側的健身器材區。針對路面硬化過多的問題,可以將部分路面材料換成塑膠鋪裝材料。塑膠鋪裝材料,不僅有一定的彈性,而且透水性也非常不錯,如此一來也就保證了健身器材區不會出現積水的現象,也提高了小區居民在健身器材區活動鍛煉的安全性。針對小區的循環水池系統運轉異常問題,經調查發現,是由于該小區建設時間比較久遠,小區內的循環水池系統長時間沒有檢查與維修,整個循環水池系統已經出現了明顯老化。所以,針對循環水池系統只能進行整體改造,來改善小區居民的生活質量。除了上述針對小區現有的問題提出的改造措施以外,還可以將小區周圍的道路兩側改造成生物滯留區。生物滯留區的作用是可以將道路上的積水通過排水孔進行統一的收集處理,一部分雨水直接進入土壤,另一部分直接進入排水管道中。這樣不僅能夠緩解雨季時的排水壓力,避免產生洪澇災害,還可以對路邊綠化地進行灌溉。
四、主要設施的海綿化改造
(一)人工濕地
人工濕地是一種凈化功能非常強的綠化設施,可以將雨水進行凈化處理。根據該小區的狀況與地理情況,本次改造將人工濕地建設在該小區的南側。人工濕地的建設不僅可以增加該小區的綠化面積,還緩解了該小區的排水壓力,更實現了對該小區雨水的二次利用。人工濕地不僅能夠對水進行凈化,還能改善周圍的環境。人工濕地可以規劃建設觀花、觀葉等生態景觀,還可以設計群落豐富的多層立體景觀、四季變化的景色,從而進一步提高居民生活的質量。
(二)水量調節估算
該小區在西、南兩側各有一個主要排水管道,因此可以在小區的南側、地勢比較低、有一部分綠植的位置建設兩個人工濕地,對應西、南兩側的兩根主要排水管道,實現排水的分流,緩解這兩條主要排水管道的排水壓力。在雨量比較小的時候,還可以直接將雨水引入人工濕地當中,在人工濕地當中就能實現對少量雨水的凈化。在雨量比較大的時候,雨水還能通過分流井中的管道與溢流管排出。還有如果遭遇了較強降水天氣,還可以通過人工濕地調整小區的儲水量,將雨水及時分流,不讓排水管道產生過大的壓力,這樣可以減少小區內的積水,降低小區出現洪澇現象的概率[7]。本次設計的人工濕地深為2.5m,預計可以儲存的雨水量為11000m3。
(三)人工濕地水位標準
一般情況下,人工濕地的水位在經歷較強雨水天氣后,水位會處于一種大于正常水位的非常規狀態,這是一種正常的現象,人工濕地內的水位會隨著時間逐漸回歸正常。因為人工濕地的雨水會滲透、蒸發與分流,慢慢地人工濕地的水位就會回歸到正常的水位。如果出現了比較干旱的情況,也可以通過補水系統為人工濕地進行補水,實現水量的動態調節[8]。1.人工濕地結構規劃人工濕地一般情況下由以下區域組成,分別為:穩定塘、水匯集區、水分配區。所有聚集的雨水都會首先進入穩定塘之中,之后經過投水墻,慢慢滲透進入水分配區。2.其他區域為了提高水的滲透性與流動性,要將人工濕地的水分配區的底部設置成一個斜面,還可以在透水強的前面布置一層火山巖壩,可以提高對雨水的凈化效率。
(四)植草溝改造
植草溝能夠提高雨水的滲透性,還可以迅速匯集雨水,所以植草溝要盡可能地遍布整個小區內部的所有道路附近。在小區的綠地附近也要布置植草溝,來提升小區園林景觀儲存雨水的能力。植草溝還可以與雨水花園一起構建成小區的排水體系[9]。
(五)雨水花園
雨水花園的作用是匯集并存儲由植草溝引來的雨水與積水,可以將雨水花園建設在小區內部道路的周圍。雨水花園有著出色的蓄水能力與凈化雨水的能力,這些主要是依靠組成雨水花園的土壤和植被實現的。雨水花園還可以構建生物棲息地,能夠有效地緩解熱島效應,還能為小區的園林景觀創造微型的生態環境[10]。
(六)透水鋪裝路面
礫石鋪裝路面、透水磚鋪裝路面、透水混凝土鋪裝路面、草石塊鋪裝路面等,都是比較常見的透水鋪裝路面。透水鋪裝路面的功能就是避免人行道路上產生積水,影響居民的正常出行。透水鋪裝路面是讓水通過鋪裝路面的縫隙滲透到地下,從而實現路面上不會產生積水的目的。在本次小區的改造中,將小區內部的道路與停車場的鋪面都設計成了透水鋪裝路面,使用透水磚進行路面的鋪裝,有效降低了小區內出現積水的可能性。
五、結語