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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇海绵城市问题范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
1、海绵城市理念分析
“海绵城市”主要是根据海绵进行命名的,目的是能够促进城市的建设发展与海绵相似,能够对水资源进行吸收和净化。但是根据我国的生态水资源的使用状况,我国的水资源的储存呈现下降的趋势。所以,在进行海绵城市的建设和规划的过程中,运用高效的技术措施,进行雨水的收集工作,提升生态水资源的使用率。“海绵城市”的建设理念主要是以城市的水系统为核心进行分析的,将高效的技术进行结构网的建立。在进行雨水的收集过程中,需要循环的对其进行净化和过滤,从而降低城市的自然灾害发生的概率。只有通过对绿道进行开发、加强可渗透路面的采用,进行透水停车场的建设等,从而实现对城市可持续发展。
2、基本原则
2.1、规划引领、系统布局
在进行城市的总体规划和建设中,需要进行其详细化的设计,对于修建性规划进行全面的落实,同时需要将海绵城市的环保理念和比较低影响的开发理念等进行落实,同时对建设海绵城市的目标进行明确,重点坚持首先进行规划,随后进行建设的原则,对于集中连片布局需要给予重视,从而防止项目出现的碎片化问题,最大程度的提升城市规划对于海绵城市的影响。
2.2、生态为本、自然循环
务必按照水循环的脉络进行雨水的处理,对于雨水的排放过程中,需要按照自然坡降的原则,同时结合生态环保的理念进行雨水资源的存储,通过对植被等自然下垫面的充分利用,对雨水进行渗透和净化,从而提高其城市的自身调蓄能力。
2.3、示范带动、统筹推进
务必遵循“先建设样板、再全面推进”的建设标准,对于示范性比较大的项目进行优先建设,及时的进行建设经验的积累,从而促进试点的建设开展。在进行新区建设时,需要以目标为建设知道,进行优先实施建设,全面的运用海绵城市的建设技术。对于老城区的建设问题,则需要根据改造规划结合旧城的实际情况进行海绵城市设施的全面推进。
3、当前海绵城市建设中存在的问题
3.1、建设资金匮乏
一般而言,在进行海绵城市的建设资金主要是由我国的政府进行拨款的,建设资金量是比较大的,但是在短时间内,不能及时的将建设的价值进行体现,如果政府的资金链出现问题,资金供应不足,势必影响海绵城市的正常建设进度。对于海绵城市建设的初期,社会各个层面对于海绵城市都会存在一定的质疑,因此增加了资金筹备的难度,从而大大影响海绵城市的建设效率和质量,造成工程项目的难以开展。
3.2、海绵体缺失,技术能力不足
对我国的城市建设设施而言,我国的基本建设设施主要是以混凝土和水泥等为主,该些设施不存在吸收水分的能力,再加上很多城市对于绿化建设的重视度不高,仅仅靠绿色植物是很难进行维持吸水能力的,从而严重的影响海绵城市的建设。工程建设都是受建设材料的影响的,外加我国的建设技术水平不高,很难对海绵体进行成功的研制。以上影响因素都是严重阻碍海绵城市建设的关键部分。
3.3、人们对建设海绵城市的意识相对薄弱
对于多数人员而言,如果城市的洪涝灾害发生时,需要进行排水操作,可是当前我国的水资源远远不足,同时,很多人对水资源的使用概念存在一定的误解,其对于海绵城市的建设没有给予足够的重视,对于海绵城市的资金不足的状况,很难通过自身的能力进行海绵城市的正常建设。
4、推进海绵城市建设的对策
4.1、确立先进的海绵城市建设理念
在进行海绵城市建设中,需要引进先进理念,从而提升建设的成功率。在推动全国的海绵城市建设时,需要将五大发展理念进行应用。在建设海绵城市的过程中,不断对其体质和管理方式进行创新,从而确保海绵城市建设的质量。在进行海绵城市的建设过程中,需要对其发展理念进行贯穿,同时加强城市的部门之间的工作协调性,不断提升海绵城市建设能力;需要将城市的地面工程进行科学的协调和配置,保证城市建设的海绵弹性;加强基础设施的建设,同时注重和日常管理之间的协调;将海绵城市建设的发展趋势进行明确,朝着方向进行高效的建设,将硬性和软性之间的关系进行科学的处理。
4.2、不断完善海绵城市建设设计体系,推广低冲击开发技术
在进行海绵城市的建设过程中,政府需要加强和规划单位之间的合作意识,不断的引进国外比较先进的建设方案和技术,不断的提升自身设计的标准性和规范性,其设计人员务必不断的进行学习,要严格的遵循设计的规范和标准进行技术的改进和创新,加大对低冲击开发技术的应用力度,最大限度的降低海绵城市的设计困难,从而不断的促进海绵城市的建设进度和效果。
4.3、增加现有的海绵体的数量
对于海绵城市而言,如果海绵体的数量不是很多,势必影响城市的海绵吸水效果,所以很有必要加强其海绵体的建设数量,一般是通过对草坪进行一定的改进,保证其排水系统的科学管理和安装工作,降低存在的积水现象,促进其渗透的速度,增加城市园林的景观设计的合理性和科学性,从而提升其绿色植物的吸水效果,实现加强对城市空气的更新度和美观性。总之,在进行海绵城市建设过程中,需要不断的提升人们的环保意识,提升海绵城市的环保功能,提升其城市的存储水的能力,保证其建设工作的全面落实性,以便最终促进我国海绵城市的稳定发展。
参考文献:
[1]刘严萍,王磊.海绵城市建设面临的潜在问题及对策研究[J].城市管理与科技,2017,19(01):36-38.
中图分类号:TV213.9 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)03-0089-01
“海绵城市”也被称为“水弹性城市”,是指城市在应对大规模降雨带来的灾害以及水资源的供给等方面具有良好的弹性,在降雨过程中,能够吸水、蓄水、净水,需水时可以将存储的水释放出来并加以利用的城市雨水集蓄与利用系统[1-3]。沈阳市是我国最重要的大型重工业城市之一,城市人口众多、水资源短缺。沈阳市地处我国半干旱季风气候区,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。本文旨在创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规与实施办法,创建适合沈阳市的雨水再利用的技术与方法,为沈阳市乃至于国内“海绵城市”建设提供借鉴与参考。
一、海绵城市建设过程中需着重解决的问题
1.转变城市建设理念
转变原有城市建设中只注重开发的强度而不注重生态环境转变为以生态环境约束城市开发建设的强度。转变原有城市生态环境单靠“治理”转变为“源头减排、过程控制、末端治理、统筹设计”的建设模式。从源头减少雨水的径流量,提高地表的渗透率;径流过程中设置滞留带延缓径流洪峰,从而降低降水的排量;对集蓄的雨水进行净化、治理,提高雨水的再生利用率;对海绵城市建设中的城市绿地、城市水面进行统筹设计,避免重复建设与资源浪费。
2.明确海绵城市的建设原则
2.1生态优先、安全为重的原则
在海绵城市规划与建设中,以优先选用自然渗透、自然集蓄、自然净化为原则,提升城市水生态系统的自然修复能力,并在需要保护的重点生态区划定红线,重点加以保护。海绵城市在实现城市排水防涝、实现雨水的再生利用、促进城市生态环境的平衡外,还需考虑依靠排水系统排放过量的地表径流,保证城市安全。
2.2因地制宜的原则
海绵城市规划建设中,根据规划区域水文特征、人文特征、地形条件、水生态保护要求等不同,合理制定建设目标与控制标准,因地制宜地建设生态海绵城市。
2.3建立与健全管理组织机构
海绵城市的建设与运营过程涉及到国土、环保、建设、交通、市政、园林、财政等诸多部门。然而,目前各行政部门各司其职、互不协调的现象时而发生,海绵城市的建设与管理,必须建立起与之适应的完善的管理体制,使得城市的国土、建设、环保、市政、园林等各行政部门能够密切配合、协调联动,统筹城市的建设与管理工作,真正实现海绵城市的职能。
3.资金保障
政府可通过多渠道解决海绵城市建设的资金问题,如:私有(私营)小地块的开发建设中,要明确开发商的责、权、利,鼓励私营(有)业主针对城市生态环境建设方面的资金投入;在市政及公用设施建中,要充分发挥市场机制,尽可能引入社会资本,多方筹措资金。
二、“海绵城市”体系框架的构建
通过调研沈阳市生态环境、自然资源、水文、地质、径流等状况,综合分析我市径流总量与防洪排涝间的关系以及我市蓄、排系统存在的主要问题,计算我市雨水可调节空间,制定城市径流控制方案与控制目标,进而构建城市雨水集蓄系统构建方案与技术框架,并确定我市进行海绵城市建设的重点任务--城市集蓄水系统的构建方案,包括:渗水系统构建、滞水系统构建、蓄水系统构建、净水系统构建、排水系统构建、用水系统构建等。
1.构建城市渗水系统
从源头削减雨水的径流量,初步净化雨水径流过程中的污染,改造或建立高渗透率的自然路面、透水路面,建设绿色屋顶等。
2.构建城市滞水系统
滞水系统可实现延缓径流作用,如生物滞留带、下凹绿化带等。
3.构建城市蓄水系统
城市蓄水系统可实现收集积蓄雨水、降低径流峰值流量的作用,为雨水的再利用创造条件。城市蓄水系统可包括蓄水池、湿塘、城市水体景观、地下雨水调蓄系统等。
4.构建城市净水系统
通过整治城市河道、建设河道沿岸生态缓坡、建设污水处理设施等措施,减少雨水径流与收集过程中对雨水的污染,从而改善城市水环境,提高城市雨水利用效率。
5.构建城市排水系统
建立城市排水防涝设施,将雨水径流高峰时期超过集蓄能力的雨水通过排水防涝设施、水系河道排出,避免水患发生。
6.构建城市用水系统
将集蓄的雨水进行再生利用,缓解城市水资源短缺,达到节水减排的目的。
参考文献
桥面铺装也就是桥面保护层,它是车辆直接作用的部分。桥面铺装的作用在于防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板,保护主梁免受雨水侵蚀,并对车辆轮重的集中荷载起分布作用,因此,行车道铺装要求有一定的强度,防止开裂,并保证耐磨。
目前,有相当多的公路桥梁工程中,桥面铺装会出现不规则的网状裂缝,较规则的纵向、横向裂缝及较严重的碎裂等病害。产生病害的原因是多方面的,以下是对部分原因及病害防治措施的一些看法。
一、病害产生的原因分析
1.设计方面的原因。(1)桥面铺装的受力分析。铺装层的受力情况应随承重结构的类型不同而不同,桥面铺装层必须作为受力截面计算内力并配置受力钢筋。根据目前的设计原则,对铺装层的配筋没有特别的计算,只是要求配置少量的构造钢筋而已,笔者认为这是影响桥面铺装质量的因素之一。
(2)配筋材料的选用。目前,公路桥梁桥面铺装层中常用直径为8 mm或10 mm的冷轧带肋钢筋网,间距一般为10 cm×10 cm、15 cm×15 cm或20 cm×20 cm。现场绑扎,这是设计单位在桥面铺装层通常采用的配筋设计,具有经济、便于施工、使用效果相对较好等特点。而近几年在部分桥梁的桥面铺装层中,将钢筋网改用扩张网,工地常用的规格为DM3030,其每平方铺装层钢筋重量为1.58 kg,与铺装层使用8 mm的冷轧带肋钢筋网(15 cm×15 cm)的钢筋重量相比仅为1/3。
(3)扩张网含筋率太低。另外,扩张网本身刚度不足,极易变形,其菱形几何形状不利于桥面结构受力,特别是横轴方向(横桥向)钢丝面积约为长轴方向的50%,且与横轴夹角大,承受横轴拉力作用大大减弱,导致部分桥面铺装层损坏严重。因此,配筋材料的选择也是影响桥面铺装质量的因素之一。
2.施工方面的原因。(1)混凝土原材料的选用。桥面铺装混凝土要有足够的强度和耐磨性,选用的材料必须严格把关,水泥安定性差会造成桥面开裂;砂不宜太细,否则会造成混凝土泌水大、易开裂;混凝土用碎石不干净、含泥量大会造成局部坑洞,在车辆荷载作用下形成较严重的破碎。
(2)与梁面的黏结。某些施工单位在浇筑梁(板)时顶面比较光滑,表面浮浆未全面凿毛;另外,桥面上杂物没清理干净,造成桥面铺装与梁结合差,铺装层形成一薄层单独作用,而铺装层根本就承受不了车辆荷载作用下所产生的内力。温度的变化及荷载共同作用时,铺装层不能与主梁一起协调变形,在车辆的冲击作用下,铺装层很容易破坏。
(3)钢筋网的放置。在部分损坏较为严重的桥面铺装中发现所配钢筋很多未能按设计位置安装,部分钢筋网靠近梁面放置,特别是在工作缝位置,钢筋网没能穿过工作缝,部分钢筋网虽穿过工作缝但沉到铺装层底部,钢筋网起不了它应有的作用,桥面铺装就很容易破坏。
(4)铺装层厚度。由于梁顶面标高控制不严或由于梁(板)张拉引起反拱等原因,造成桥面铺装厚度不均匀,个别地方仅4 cm~5 cm,铺装层在这些地方也容易破坏。
(5)混凝土质量。混凝土的质量对铺装层来说至关重要,混凝土配合比选用不好,水灰比偏大,干缩性较大,会产生收缩裂纹。另外,混凝土的养生直接关系到混凝土的质量,特别是在夏季施工时,如果养生不及时就很容易产生收缩裂纹,在通车后就会扩展导致铺装层大面积破损。混凝土强度不足,过早开放交通也是造成桥面铺装破坏的原因之一。
(6)工作缝的位置。桥面铺装的纵向施工缝主要是由施工单位根据现场的机械设备等条件来设置的。由于纵向施工缝没作特别的处理,所以要尽量避开车辆重轮作用带位置。而部分桥梁车辆轮轴线刚好落在纵向施工缝附近,导致铺装层首先在施工缝两侧破坏。
当然,桥面铺装病害产生的原因是多方面的,必须具体分析,这里只是分析了一些比较常见的原因。
二、对病害的防治措施
虽然说桥面铺装受力情况较为复杂,施工控制难度大,但只要从设计到施工各阶段都全面考虑、重点处理,做到精心设计和精心施工,就能做出质量上乘的桥面铺装的,这有不少成功之例。下面几点对提高桥面铺装质量来说是切实可行和行之有效的。
(1)桥面铺装类型的选择,应综合考虑各种因素来确定是采用水泥混凝土还是采用沥青混凝土。对于那些受力结构刚度较小、震动较大、面层拉应力较大的桥梁,建议采用沥青混凝土铺装层。
(2)在设计上,应适当考虑桥面铺装的实际受力状况,不仅要在全面积上设置一定数量的钢筋网,还应重点考虑受拉区钢筋的布置,应将钢筋加密。
(3)在特殊位置应作特殊处理,如伸缩缝、斜弯桥的角部、预切伸缩缝两侧都应采取相应的措施予以加强,保证铺装层在这些地方不会首先破坏。
(4)桥面铺装层的强度应不低于主梁(板)的混凝土强度,施工时要减小水灰比,严格按配合比施工,施工过程中应根据实际情况调整施工配合比。另外,要严格控制原材料的质量,保证砂石料的质量符合规范要求。
(5)严格控制铺装层的厚度,最终浇筑的厚度以8 cm~10 cm为宜。由于梁(板)顶面高程控制不好造成铺装层局部厚度偏小时,要采取措施,可以采用局部加强,也可以用调坡处理。
(6)钢筋网必须在设计位置上,顶面保护层以2.5 cm~3 cm为宜,特别在工作缝的位置要连续通过。
(7)纵向施工缝的位置应避开重型车轮迹带范围,应设在分车带标线一侧。
(8)在浇铺装层混凝土前应彻底清理梁(板)顶面混凝土,凿除松动砂石、浮浆及各种油渍,并人工凿毛,保证新老混凝土黏结牢固,预埋直径为12 mm~16 mm的剪力筋与铺装层钢筋网焊接。
(9)桥面铺装层表面仍应预切伸缩缝并保证填充料的质量。横缝间距一般为4 m~6 m,受拉区要加密。纵缝宜由桥面板结构、桥面宽度等因素决定,应避开重车轮迹带,锯缝深度以不损伤钢筋网为度。
(10)要加强混凝土的养生,特别在夏季施工,水分蒸发快,混凝土养生要提早,已施工完的铺装层混凝土及时覆盖保湿,还要对混凝土使用的砂石进行淋水降温。对梁(板)顶面也应在浇筑混凝土前预先进行淋水降温和起到浸湿的作用。
三、结束语
桥面铺装直接承受车轮的压力、冲击和剪切作用,并在汽车和气候变化的反复作用下被磨耗和风化。同时,由于它黏结在梁体顶面,成为受力结构的上缘部分,不管在设计上是否考虑其承受内力,实际上都承受了一定的内力。其质量的好坏、是否平整、是否具有较好的构造深度将直接影响服务水平和行车安全。桥面铺装层的受力既复杂又难以定量,其作用非常重要。特别在高速公路上,由于交通量大、重型车多、速度快、冲击力强,桥面铺装显得尤为重要。为了减少施工后返工,延长桥面铺装的使用寿命,应对桥面铺装的设计和施工予以足够的重视。
城市化是我国社会全面发展的重要推动力,然而高强度、高密集的城市土地改变了原有的生态系统,破坏了原有的自然水文循环机制[1],导致城市大雨内涝、水环境污染加剧、水生态系统退化等一系列水问题日益严重。为解决上述问题,我国提出“海绵城市”理念,住建部于2014年10月《海绵城市建设技术指南》,2015年10月国务院再次印发《关于推荐海绵城市建设的指导意见》,海绵城市顶层设计基本完成。目前,海绵城市试点城市已公布两期,多个省份也陆续出台推进海绵城市建设实施意见[2]。但是由于海绵城市在国内处于起步和探索阶段,关于海绵城市的内涵以及如何因地制宜开展海绵城市建设仍存在较多的争议,需要结合实际建设进一步探讨和研究。给排水系统是海绵城市规划建设中不可缺少的部分,设计作为城市建设的先行者,应根据实际工程项目特点,因地制宜、避免设计教条化。本文以南宁某高层建筑为例,把“海绵城市”的设计理念巧妙、合理地应用到建筑中去,探讨“海绵城市”设计中存在的问题,并提出安全的排水建议。
1项目概况
本项目位于邕江南岸的南宁市五象新区,是邕宁区近期开发建设的重点项目,该建筑为27层办公楼,建筑设计以注重人和自然的和谐统一,将传统的平面绿化布置变为立体绿化布置,中间办公区采用退台形式,在退台的最由植物环绕,整个建筑的立面如“花的瀑布”。在海绵城市总体规划确定的建设目标指导下,根据建筑用地分类和特点进行分类分解,制定项目降雨径流总量控制目标,确保场地设施安全,尊重自然、顺应自然,因地制宜地结合项目景观,做到低成本、高利用、易维护的海绵城市设计成果。本项目海绵城市设施包括雨水调蓄和雨水利用。雨水调蓄主要有室外雨水收集处理一体化模块,室内有敞开的露台雨水收集。雨水再利用有两方面:室外雨水收集处理一体化模块处理后的水作为绿化用水,室内有复合过滤器处理后的水作为阳台绿化用水。该项目海绵城市设计内容包括:室外雨水收集和利用系统;利用退台式种植阳台的涵水纳水功能,对种植阳台雨水进行原位收集,就近利用;采用透水铺装等。
2设计实例分析
2.1室外雨水收集和利用系统
查找南宁市降雨资料,本项目设计是以年径流总量控制率不低于80%为控制目标,设计日降雨量为33.4mm。由于项目地势北高南底,天然存在1.7米的落差,地下室顶板边线距离用地红线仅3米,地下室顶板根据地势有顺势落差,让雨水汇集到项目最低点,在此处设置有效容积为260m3的雨水蓄水模块,该模块集雨水收集、净化、存储、利用于一体,施工方便,应用广泛。
2.2种植阳台雨水原位收集和利用系统
根据该建筑的退台式种植阳台特点,利用种植阳台的涵水、纳水功能,设计时既要保证雨天排水顺畅,又要对种植阳台雨水进行合理收集再利用。由于退台阳台为二层一退,相邻的两个阳台的高差为7.4m,充分利用这一高差,对上二层阳台雨水进行收集,用于本层阳台绿化用水。在每层种植阳台处设置一个环保雨水口,内设环保截污框,并在相邻覆土层内设置雨水复合过滤器,环保截污框可从雨水口口部抽出进行清掏,初期雨水先经过环保雨水口进行雨水预处理,去除雨水中携带大颗粒悬浮物,然后进入相邻的复合过滤器,该复合过滤器可由厂家进行定制,集雨水过滤、收集为一体,过滤器内部分容积充填一定粒径砾石等填料,部分容积用于收集处理后雨水,出水管接至下二层的绿化用水管。种植阳台的雨水设计真正做到原位收集,就近利用,利用重力水头满足绿化用水需要,无机械动力费用。项目所设计的种植阳台雨水收集系统剖面图如图1所示。
2.3采用透水铺装
透水铺装是指采用透水性良好的具有空隙的材料铺设路面,雨水能够进入铺装层面下部结构的内部,通过具有储水能力的基层下渗到土基,使雨水还原于地下并净化水质,与此同时降低地表径流量[3]。本项目采用透水铺装路面用以提高道路水体自净能力,采用透水铺装的形式有以下几种:(1)非机动车停车位、室外停车场采用透水沥青混合料材料;(2)建筑周围车行道主道采用透水性水泥混凝土材料,人行道采用透水性路面砖铺设;(3)建筑周围花园中采用鹅卵石、碎石及嵌草铺装等。通过透水铺装,路面的雨水可渗透到路基或是周围的土壤中加以储存,排水流入城市管网或蓄水系统。透水铺装可以降低综合雨量径流系数,是“构建海绵城市”的有效措施,因此在工程设计中应用广泛。
3设计中存在的问题及争议
3.1径流系数理论计算值与实际有偏差
城市化的重要特征之一,就是原有的自然植被不断被建筑物及非透水性硬化地面所取代,从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性。径流系数是径流量与降雨量的比值,该值应该是小于1。规范中对不同种类汇水面的径流系数规定如下:地下建筑覆土绿地(覆土厚度≥500mm)准值为0.15;地下建筑覆土绿地(覆土厚度<500mm)准值为0.30-0.40、透水铺装地面准值为0.08-0.45。尽管该项目按照现有的设计规范及技术指南选择、计算径流系数,但合规不合理,本项目的特殊性引出下述问题。由于项目地下室已达到用地红线内允许的最大用地面积(地下室连线距离用地红线3.1-6.2米),地下室面积为总用地面积的84%。也就是说红线内有84%的面积变成不可渗透。该项目按照现有的规定计算出的综合径流系数为0.51197,约为48.8%的水量可渗透至地下,即16%的可渗透面积要渗透48.8%的降水量。如果把渗透系数看成:1-准(径流系数),渗透系数值是不可能大于1,该项目的渗透系数接近于3,明显与实际不符。事实上,分析得出规范中的径流系数应该是覆土层内水量未饱和之前径流系数,随着降雨量的增大,地下建筑的覆土层内水分饱和,雨量径流系数将不断增大,最终接近屋面的径流系数。换从极限考虑,红线范围内都是地下室,按照现有技术指南上的径流系数选择、计算,只要保证地下室顶板上方有一定覆土用于绿地或采用透水铺装就能降低综合雨量径流系数,近一半的雨水可以渗透至地下。问题是整个都是非透水的地下室顶板隔断,雨水如何渗透。地下室顶板上方的绿地或透水铺装只不过是一种障眼法,根本问题是地下室顶板的非透水性硬化改变了原有自然土壤植被的可渗透性,根据现有的设计指南计算出的径流系数明显偏小。设计中有条件时适当放大蓄水池的容积,尽量减少洪峰流量,为场区排水留有安全余地。
3.2通过透水铺装降低径流系数条件有限
根据海绵城市透水铺装的定义,透水性铺装要求铺装面层结构具有较好的渗透性能,同时透水铺装下面的基层结构也要有相应的透水性,当基层下的土壤透水能力有限或基层条件不允许下渗时(如不透水顶板等),也可以在基层中埋设排水管将水排出。一般常用的透水铺装结构从上到下依次为:60-80mm厚的透水面、20-30mm厚的透水找平层、100-150mm厚的透水基层、150-200mm厚的透水底基层、土基。透水铺装可以快速渗透表面雨水,进而渗透至土基,多余的雨水由PVC排水管收集,排入周围雨水管渠。规范定义的径流量指降落到地面的雨水,由地面和地下汇流到管渠至收纳水体的流量总称。土基上的排水管和地下室顶板上的排水层的排水量实际为透水铺装间接的径流量而非渗透水量,透水铺装的径流系数应取决于土地透水能力。可见透水铺装径流系数取值要综合考虑其应用场合,地下室顶板上方透水铺装的径流系数不能简单的按照规范进行选择计算,设计人员通过透水铺装降低径流系数条件有限。
4结论
尽管“海绵城市”的设计理念大家早已耳熟能详,但实际工程项目各有特色,如何把这简单的设计理念巧妙合理地应用到建筑中去,形成经济、实用、美观的“海绵城市”设计成果,不断完善给排水基础设施,在提高水资源利用率的同时,实现“小雨不积水”“大雨不内涝”的排水目标,是每个设计人员应该考虑的重点内容。同时国家法律法规应根据海绵城市实施过程中出现的问题逐步完善,做好顶层设计的研究,相关海绵城市的产品也应日趋更新和改进,三者同步进行才能保证海绵城市从理论到实际的合理转变。
参考文献
[1]刘文,陈卫平,彭驰.城市雨洪管理低影响开发技术研究与利用进展[J].应用生态学报,2015,26(6):1901-1912.
中图分类号:TV211.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0178-02
1 现状评估
1.1 水资源评估
大伙房水库向我市总供水能力为166.7万立方米/日,关山水库供水能力5万立方米/日,浑河供水能力21万立方米/日,地下水供水能力为1.35万立方米/日,合计194万立方米/日。其中市政水源供水能力为169.7万立方米/日。
现状水厂总的设计规模为102万立方米/日。依据总规:规划2020年水厂合计规模为85万立方米/日。
对比水资源量和现状用水量,水资源不构成我市经济社会发展的硬约束。
1.2 水安全评估
根据我市实际情况,内涝风险评估在积水深度的基础上,结合城市区域重要性和敏感性,对城市进行内涝风险等级划分。具体评估情况如表1:
1.3 水环境评估
(1)城市面源污染
我市初期雨水污染物的类型主要是SS、COD、N、P,主要来源于农业面源污染。大伙房水库、浑河及其支流河水体的上游有大量耕地及农作物大棚,为了保证农作物的产量,需要施用大量的化肥和农药,大量化肥农药的使用不仅污染农产品,使耕地土质退化,农田害虫的天敌数量锐减,而且大量化肥农药的流失不仅造成农业生产成本的增加,同时随着降雨时地表径流的作用,对河流水体造成了极大的污染。
(2)合流制及其污染
我市望花区,新抚区南站地区、南北台地区、公园地区及老虎台等地区,东洲区绥化路南侧及章党地区均为合流制排水管网。排水干管为城市污水截留干渠,溢流口主要分布在浑河左岸,部分溢流口的溢流频率达到50%。浑河及支流河两岸还有23个主要生活污水排污口没有截流至污水管网,直排入河。
(3)点源污染
我市点源污染点主要分布在造纸、焦化、氮肥、有色金属、印染、农副食品加工、原料药制造、农药、电镀等行业,污染物主要为一些重金属,难降解有机物及无机物等。
1.4 水生态评估
在评价指标的基础上,根据以往掌握的水体污染和投诉情况,对所有城市水体的黑臭情况进行预评估。评估结果见表2。
2 问题识别
2.1 水资源
(1)随意开采深层地下水
深层地下水无补给水源,目前中心城区周边的大部分企事业单位取用深层地下水,如果任其随意开采,必然导致该层地下水的枯竭。
(2)浅层地下水污染日趋严重
近些年来,随着工农业生产和城市建设的高速发展,工业废水、生活污水排放量和农药化肥用量逐年增加,对浅层地下水造成了一定程度的污染,使有些地区原本水质较差的潜水,水质进一步恶化,有些过去水质好的地区,某些离子的含量已超过生活饮用水卫生标准。
2.2 水环境
我市浑河及其支流河等水体是城区雨水、污水(包括污水厂出水和部分未经处理直接排放的污水)的收纳水体,大量污染物随雨水、污水进入水体。加之我市水系多为硬化堤岸,水体内生态系统简单、自净能力差;支流河旱季水位低,大量N、P等营养物质的排入使藻类极易快速增长,导致我市河道水体污染严重,水体景观效果差。中心城区有22条河道水体受到不同程度污染。
2.3 水安全
(1)城市排水防涝问题
①管网老化,需要翻建
我市老城区排水基础设施建设始于1908年,由于近些年城市建设的飞速发展,市政基础设施建设相对滞后,部分既有排水管网建设年代久远,超出了服务年限,譬如南站地区、南北台地区、海城地区等地区污水管线建于解放前,老化严重,需要翻建。
②缺乏统一管理,管道私接、乱接现象严重
由于历史原因,管道私接、乱接现象严重,导致大量污水排入雨水管道捏,破坏了一些区域较为完善的分流制排水体系。
③城市排水系统规划设计标准偏低
由于我市地下排水管线建设年代不一,建设时间跨度较大,原建设标准与现行“规范”存在一定的差距,大多数雨水管线的设计重现期为0.33年,建设标准不够造成雨季便发生内涝。
④城市透水面积的减少,调蓄能力降低
随着城市化进程,我市水面率普遍降低,对渗水地面没有硬性要求,建设的公园绿地比周边道路高,给城市排水造成径流量增加、调蓄能力下降的双重压力,导致城市雨水管渠排水压力增大,易产生内涝。
(2)城市防洪问题
浑河上游段和下游段防洪堤防洪能力不足50年一遇,其中,鲍家河口至大伙房水库段北岸为土堤,章党大桥至大伙房水库段南岸河堤为土堤。受城东三期规划设计影响,李其河尚未治理,基本无防洪能力。海新河现有堤防长约5.8公里,青年桥至河口段左岸堤基被沿岸厂矿占用,右岸滩地被农民开荒占用,是城市防洪的薄弱地段。
2.4 水生态
(1)浑河支流水系周围城市建设发展中忽略了河道水系湿地应起的积极的美化、水利安全作用,反而隐伏了污染、洪灾、恶化生态环境等突出问题。
(2)滨水公共岸线严重缺乏,公共活动与优质河道景观脱节,浑河景观远未达到合理化的开发利用,产生足够的社会效益、经济效益。
(3)城市主中心岸线近水不亲水,滨水绿化薄弱,不足以消解、软化岸线之刻板硬质。
2.5 其他
(1)城市文脉模糊 ,地域人文标识踪迹缺乏挖掘,滨河地带一个足以与名城匹配的城市风貌与景观体系未及建立。
(2)沿岸景观较差,生态建设贫乏。滨河建筑形式刻板陈旧,天际线缺乏韵律与变化,没有明显的标志性景观。
3 需求分析
3.1 重点解决的问题
(1)城市黑臭水体问题
我市水环境污染十分严重,通过城市水体水生态评估结果,有22条水体存在不同程度的黑臭情况。
(2)排水防涝问题
通过城市内涝风险评估,我市存在易涝点36处,其中低风险区1处,中风险区22处,高风险区29处,极危险区2处。
3.2 解决存在问题的优势
(1)经济方面
传统模式是建设宽马路、大广场等,硬质铺装后,再建大排水管道等设施,且运行维护费用高。海绵城市建设重在理念和方式的转变,是更多的利用自然力量吸水、净水、排水,减少人工系统建设,并不意味着多花钱。同时其具有社会收益(城市防涝、增加就业等)、环境收益(减少污染、补充地下水等)、经济收益(地产升值、减少建设费用等)、美学收益(城市景观等)。
(2)技术方面
我市大部分为丘陵地区,地表水资源较丰富,城市周边水体水质较好,局部有污染。特点是水土流失严重、生态敏感度高。海绵城市建设采用“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体的综合排水、生态排水方式。实现对城市原有生态系统的保护及生态恢复和修复。减小地块开发对水文循环的破坏。
(3)管理方面
加大管控力度,坚决杜绝水安全、水环境、水生态等事件发生。作为老工业基地,在管理方面积累了大量的经验,借国务院振兴东北老工业基地的契机,彻底解决水安全、水环境、水生态等问题。
3.3 可能存在的风险
海绵城市的“产业”需要边实践边学习。具体表现在以下方面:
(1)设计工作
海绵城市规划设计涉及气象水文计算,降雨模型、产流模型、汇流模型、管渠水力模型、水工设施水力模型、流域淹没模型、河道水力模型、水质模型等诸多建模工作。但规划设计部门对这些工作缺乏了解及实践。
(2)建设成果评估
海绵城市规划建设与工程技术研究基础不足,没有同步建立监测评估体系和专门队伍等问题也成为当前的建设难点。
随着世界环境的逐渐恶化以及城市建设的需要,越来越多的城市开始建造海绵工程,提升城市应对雨水的能力,留住雨水资源,为城市供水做出贡献。但是,我国的海绵工程建设的能力还存在不足,建设过程中存在的问题较多,为此,本文结合笔者的工作经验,阐述海绵城市给排水建设中需要注意的问题和相应的建议,以期为我国的城市建设做出贡献。
1 海绵城市给排水建设的意义
1.1 提高环境适应能力
众所周知,我国土地面积广阔,既有较为干旱的西北地区,又包含雨水充足的沿海地区,同时,随着气候环境的不断变化,我国城市大多会经历雨水的考验,当雨水量较大时,城市的排水压力会比较大,大多数城市会出现内涝问题,为此必须要做好给排水建设工作,提升城市应对风险的能力。我国目前开始建设海绵工程,其主要的作用是提升环境适应能力,降低雨水的不良影响,保留雨水资源,利用防、排、蓄、渗、滞等方法,不但可以减少内涝问题的产生,同时还可以有效提高水资源利用效率[1]。
1.2 恢复受损害水体
海绵工程的作用不仅在于提升环境适应能力,其还能有效地恢复和净化受损的水体,在海绵工程中,通过利用专业的技术和自然途径,能够将自然水文特征维持在城市开发前状态,提高对城市原有生态系统的保护效率。海绵工程中的生态手段对粗放式城市建设环境进行优化,能够恢复前期受损坏的水体,使其能够降低污染程度,在海绵工程的给排水建设工作中,应当首先对城市的水体情况进行细致的检查,找出问题较为严重的区域,并集中加快海绵工程建设,提升水体的恢复速率,政府部门应当将海绵工程与其他的工程进行联合。
1.3 提高水资源利用率
由于客观环境的限制,我国大多数地区处于缺水的状态中,但是,我国城市建设正处在高速发展的阶段,对水资源的需求非常强烈,如果仅靠地下水源,很难满足发展的需要,为此,我国城市需要更多的水资源供应渠道,保障城市建设顺利进行,其中,海绵工程能够有效地提升水资源的利用率,让水资源通过自然渗透、自然积存以及自然净化等过程,重新被人们所利用,从而降低城市建设的成本,提高城市发展的速度。
2 海绵城市给排水建设存在的问题分析
2.1 依据科学性低
目前,我国在海绵城市的建设方面经验较少,发展的思路主要来源于少数的科研单位和政府部门,因此导致我国海绵城市的科学性较差,这也导致我国海绵城市在运营过程中出现诸多问题,水资源的利用效率并没有明显的提高。这说明,科学程度对海绵城市的建设尤为重要,每个城市在建设过程中,要结合自身城市的特点,做好给排水的规划和方案,掌握各项建设指标,尤其是要做好水量预测与水平衡分析。
2.2 排水体系不合理
虽然现如今我国城市的建设速度不断加快,但是,我国城市发展的时间较短,发展的经验相对不足,其中给排水建设工作一直为社会所诟病,例如我国大多数城市使用的雨水分流机制应用效率非常低,尤其是在西北地区,雨水管道长时间闲置,而且雨水资源往往是直接排放到目的区域,造成资源严重浪费。因此,我国的海绵城市应当避免上述问题,实现对雨水的分流储存,使得雨水资源得到有效的利用[2]。
2.3 给排水体系影响大
我国的城市建设者已经认识到地下设施建设的必要性,随着时代的发展,地下的构筑物数量逐渐增加,城市的给排水系统更加优化,但是其对城市的影响也随之增大,同时现有供水管道长度、 质量以及建设等方面均存在一定的不足,并不能完全满足城市建设需求。因此,在海绵城市的建设过程中,应当对给排水系统的规划设计进行优化,降低其建设对已存自然水体系的影响。
3 对海绵城市给排水建设提出的建议
3.1 基于具体情况进行给排水建设
我国土地面积广阔,这也导致我国城市的具体情况各不相同,为此,在海绵城市的建设过程中,应当结合自身的实际情况,避免盲目地学习其他城市的成熟经验,要做到因地制宜。例如济南海绵工程中,其主要的海绵道路分布在城市的南边,这是因为济南以“泉城”而闻名,其需要雨水作为补充,而且济南的南边地势较高,海绵工程中的水资源能够逐渐渗透到泉水聚集区,从而满足泉水喷涌的需要。
3.2 注重专业性技术方面的研究
海绵城市的给排水建设工作是城市基础设施建设的重要内容,为了提高建设的质量,相关单位应当加强专业性技术的研究,提升技术的科技水平,保证建设出的海绵工程具备较好的质量,使用更长的时间,尤其是在海绵城市的建设目前处于初级阶段,一定要一边建设一边摸索着前进,无论是相关政策还是施工经验均比较少,对系统设计提供的依据支持较低,因此具有很强的不确定性。
3.3 落实责任体系机制
海绵城市的建设过程比较漫长,而且我国在这方面的经验较为缺乏,在建设工作中,一定要将责任进行明确,落实责任体系机制,以现有的基础设施为对象,对其进行统筹分析、规划与设计,提高各类基础设施运行的安全性,且满足其与给排水系统协调运行的要求。
总之,海绵城市是未来一段时间内我国城市建设的主要方向,其中给排水工程是最为重要的建设内容,每个城市在建设工作中,要立足自身的实际,以城市自身发展基础为依据,统筹各项影响因素,提升海绵工程的技术水平,对其中的难点问题进行有针对性的分析。通过海绵工程的建设,提高雨水资源的利用效率,为城市的健康发展提供建设的基础。
我做了近十年教师及班主任工作,接触过许多家长及问题学生,我深深体会到学生的成长不是单靠学校能完成的任务,家庭教育在孩子的一生中起着举足轻重的作用,家校的联合教育、家长育子水平的提高更是起着不可代替的作用。
家长在子女成长过程中有诸多认识偏差:有的认为把孩子生下来,养大了,就算完成了任务,成才是孩子自己的事,坚信“树大自然直”,或是认为学生的成人是学校老师的事情,自己推卸责任,从而思想上放弃了教育孩子成人的责任;也有“望子成龙,望女成凤”心切,从小就给孩子稚嫩的双肩挂上沉重的行囊,揠苗助长,他们没有遵循教育规律,只关心学业,不关心学生的年龄需求,造成学生过早产生对学习的厌倦,乃至对家长的抵触;更有言语粗鲁,行为暴躁,对子女的说教与自己的言行反差较大,从小就污染了孩子纯洁的心灵,他们意识中没有“子不教,父之过”的育子责任。诸如此类认识的偏差,表象上就产生了:不负责任的父母、不懂教育的父母,造成学校教育的被动和子女成长过程中家庭教育的缺失。
当然有些家长把教育自己的孩子当成终身的事业,从孩子呱呱坠地,就以美好的形象出现在孩子面前,言传身教,严格要求,细心呵护,用百倍的细心和智慧撑起孩子人生的天空,在携子成龙,教女成凤的传统育子目标的引导下,把子女逐步培养成了既成人又成才的美好人生旅途,在家庭教育这块沃土上绽放奇葩。
听听我可爱的孩子们成长心路的故事或许对家长有所帮助。
一、让孩子在特定环境中学会感恩
故事1:
每当假期,我都会在家玩,上网,躺在床上看电视。但从去年我改变了,变得截然不同。我会上辅导班好好学习,会在家里給父母做饭,也知道体谅心疼父母了。是什么让我有了这么大的变化呢?是和母亲一起打工的日子让我明白父母的辛苦,让我懂事,让我长大。
火热的七月天,不动浑身都是汗。我就坐在椅子上看着我的妈妈那么辛苦的工作,汗如雨下。眼里的泪已经装不下了,我咬着牙强忍着,起来帮妈妈。
自那以后,我长大了。
二、尊重孩子的感情、他们不会无动于衷
故事2:
我坐在公交车上忐忑不安,心想:回家挨骂吧,玩到这么晚。正想着,手机响了。是爸爸,接吧。“你去哪儿了,都几点了,还知道回家啊”,爸爸急躁的声音传来。
我挂了电话,看着车窗外,窗户上突然出现老爸生气的脸,揉揉眼,什么都没有。
今天的公交车特别慢,走走停停。
老爸的电话又来了,我手一哆嗦,挂了。
我还没反应过来,手机又响了。“你到哪了,用不用我去接你”“快回来,等你吃饭。”电话那头语气平和。
下车,看见老爸站在车站,我跟着他慢吞吞的回了家。
“爸,我错了,你骂我吧。”
“别说了,快吃饭吧,包子都热好了。
我低头吃着包子,不知是热的还是烫的,眼泪掉在了碗里。
“唉,没事,知道回家就好。”
爸爸对我的尊重和理解,让我感到了幸福,感到了爱的沉重。教会了我要怎样回报这样的爱。
故事3:
从小,每次出门,母亲总是会嘱咐我“要小心啊”,然后目送我远去。回家,母亲总是会问我:“饿不?冷不?想吃啥?”然后进厨房,桌子上的菜都是我爱吃的。母亲对我无微不至,我感谢母亲。
一句呵护,一声关怀,总能抓住我的心,是感动让我顺从。温柔之后,我也变得哑口无言。
母亲的温柔是我幸福的源泉,在爱中长得的我更懂得爱和关心。
三、智慧的父母成就健康的的孩子
故事4:
七月的天,很炎热,树上的知了也哑了嗓子。
我在客厅吹风扇,看电视,妈妈在厨房做饭。
一会,妈妈端出两碗面条,放在茶几上。说:“你选一碗。”我看了看眼前的两碗面条,一碗有一个荷包,一碗没有,我选择了有荷包的那碗。
吃着吃着,我看到妈妈的碗里竟然有两个荷包。
妈妈看了我一眼对我说:“看人看物不能看表面,要看内在。”
这位母亲用她的智慧教育了她的孩子该怎样看世界。
故事5:
父母在教育我的时候,很和婉,也很聪明。
记得高二的时候,每两周回家一次。到家后,时间都用在电视上,家务都抛在了脑后。
母亲下班回来,看到我还在电视机前,什么都没说,下厨房做饭。
一会母亲说:“闺女,和你商量个事行不?你能去买袋盐回来不?”
看着妈妈在炒菜,我想:噢,没盐了。我说:“行。”
可当我把盐买回来的时候,母亲已经烧好了菜。
关键词: 景观斑块;弹性修复;海绵城市;湿地
Key words: landscape patches;elastic restoration;sponge city;wetland
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)20-0181-04
1 背景
城市景观是自然与人力在不同条件相互作用的产物。一个城市长期生产力、繁荣度和宜居性,从根本上由城市的可持续性(承载能力)和弹性(应对能力)决定。[1]我国以农业立国,在历史长河中,城市被良田所围绕,对于自然灾害与环境问题具有一定的防御能力。随着经济发展,昔日城市中的绿地斑块如农田、湿地、林地等被各类建筑、道路、广场等人工斑块所代替。城市化地表斑块变化的一个重要特征是不透水斑块取代了透水良好的自然斑块,自然水过程受到影响,城市环境恶化失去原有弹性,导致城市生态系统严重退化[2]。
过度开发使得城市景观破碎化,许多涵养水源的绿色弹性空间相继消失,城市绿网破坏,河流、湖泊等水体受到污染甚至断流。如此矛盾的局面正需要城市规划师在城市规划中找到人与自然和谐共处的关键点,建设具有良好生态基础设施系统的城市[3],保护好城市的弹性景观斑块,通过绿色、蓝色以及灰色廊道的连接形成生态屏障,组建城市韧性(抵抗灾害的能力),从而创造弹性宜居的城市环境。
2 相关概念辨析
城市过度发展,生态环境变化,水土流失、洪涝灾害等“城市病”被广泛关注,传统观念中被认为是废弃物的雨水,也被重新审视,[4]人们逐渐意识到雨水作为一种可循环资源,影响城市居民的日常生活,关系城市的生态健康状况,塑造城市的景观斑块,组织城市的缓冲空间。城市绿色缓冲空间往往是城市弹性斑块的有机构成体,反作用于城市景观及生态系统,确保了城市的物、能平衡与资源的良性循环。(如图1)
2.1 海绵城市与弹性景观
海绵城市(Sponge City)是指城市能像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“韧性”与“回弹”能力,有效保护和修复城市水生态,缓解城市内涝,削减城市径流污染负荷,涵养城市水资源,复兴城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生态系统功能减少城市洪涝灾害发生。西方国家对雨水的利用由来已久,形成了最佳管理实践(Best Management Practices,简称BMPs)、低影响开发(Low Impact Development,简称LID)、水敏型城市设计(Water Sensitive Urban Design,简称WSUD)、绿色(雨洪)基础设施(Green Infrastructure,简称GI)等措施。这些都是海绵城市(Sponge City)雨水管理的重要理论基础。(如表1)。
弹性景观(Resilient Landscapes)是城市中用于抵抗自然灾害,维持城市生态系统稳定的重要韧性空间,强调基于人工参与的同时注重自然生态系统自我修复的能力。合理设计城市的弹性景观斑块,将不同功能的生态空间与雨水管理、生物栖息、公共休闲和审美需求相结合,连接城市“绿色”和“蓝色”斑块,为城市生态环境搭建起重要的生态保障屏障。城市湿地斑块构成城市景观,组织城市能源循环,如“海绵”一般,在应对城市生态失衡与自然灾难时,为城市生物提供安全庇护港,保护生物的多样性,保证城市景观的稳定与持续发展。
2.2 湿地斑块与弹性修复
湿地斑块是城市生态系统的重要组成部分,具有城市其他生态系统不可替代的多种生态服务功能,被认为是陆地生态系统的最佳利用方式。[10]国内许多学者认为,湿地(Wetland)是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带,是一种复杂的生态系统。城市湿地(Urban Wetland)是指位于城市中,由水文、地貌、植物、动物等要素构成的,要素之间相互联系相互作用形成的具有防洪、污水净化和气候调节等特定功能的一种水陆生态系统。[11-12]湿地斑块对城市的建设贡献主要在于连接了城市(人工斑块)与水域(自然斑块),形成了半自然半人工的中间过渡地带,是重要的城市水陆枢纽与弹性缓冲空间,是城市与自然间的天然屏障,具有以下的生态学意义:
2.2.1 疏导水流,涵养水源
对于城市,湿地斑块无疑是良好的水流“储藏器”,随着城市无序扩张,河渠硬化,防浪堤高筑屡见不鲜。城市给、排水不畅,下雨时地表径流增大,形成快速排水模式,水资源难以保存。[13]城市污水处理不当,水体受到污染,湿地斑块支离破碎,蓄水能力严重不足,导致城市土地河流的水源安全问题。
2.2.2 净化水体,形成良性水网
湿地的植物,在长期自然演替过程中,对水体中的污染物有着一定的过滤、吸附和降解作用。“以绿养水”的生态支持模式[14],在其自身生态承载力允许条件下,会促进水循环,形成良性水网络。在城市生态环境中,许多湿地斑块以及绿地斑块被河流廊道等联系成绿网,对城市水流起到层层净化的作用,形成天然依水而生的缓冲空间。
2.2.3 可持续发展,形成城市综合“海绵体”
可持续发展,需要可持续经济,首要就是对环境的低影响开发,低成本维护,低干扰管理,让城市可以自由的呼吸,要做到这一点最重要是城市中水的资源化,从而进行景观的弹性组织与资源循环利用。[15]水流的循环利用带来的是能流的循环持续,既促进了城市的物质、能量循环,又可以调节城市的自然环境。[16]
将湿地的弹性修复融入城市建设中,恢复景观斑块在应对城市问题中的稳定作用,从广义的角度理解海绵城市理论,发挥城市绿河流湿地等水陆交界面对雨水的吸纳、缓解作用,充分发挥城市绿地斑块对自然灾害的预防和缓解的能力,采用融、滞、消、散等措施,建设具有自然缓解、自然容纳、自然重构的城市综合“海绵体”(如图2)。[17]
总体来说,湿地的弹性修复设计,需要城市在防御自然灾难时做到以下4方面内容:
①了解水资源的重要性及在城市生态系统中扮演的角色,形成城市应对自然灾害的屏障和缓冲空间;②调节城市旱涝的基础上,加强绿地应对灾害的能力;③以城市绿色空间涵养水源,从而调节城市生态,减少自然灾害;④形成绿色弹性景观斑块,化对抗为共生,使城市生态自我修复能力提升。
3 城市的弹性景观――湿地斑块修复设计
3.1 研究区概况
云南滇池是城市发展中与湖争地,导致城市生态破坏的例子。1950年-1970年随着“围湖造田”运动,滇池先后萎缩近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的启动,阻断水陆能量交流,沿湖湿地斑块严重破坏,城市生态系统失稳,蓄水、净水能力下降,自然灾害频发,昆明城市人居环境受到严重威胁。
研究区位于滇池湖岸东侧水陆交接处,北纬24°53′11″-24°53′34″,东经102°46′4″-102°46′30″,面积约24hm2,是斗南片区城市空间与滇池水域空间最后的生态屏障。研究区全年平均降雨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%。随着斗南片区发展,城市生活生产废水肆意排放,导致滇池水体富营养化,维持该地区生态平衡的弹性景观――湿地斑块,在“造田”运动中消失殆尽,植被减少,生物生存环境受到威胁,研究区主要面临以下城市问题(如图3):
①湿地退化,蓄水困难,内涝严重,交通受限。研究区较为平坦,在雨季后存在内涝问题,主要道路被雨水淹没,严重影响区域交通。湿地斑块退化,场地无法储存雨水,造成二次污染。
②水体富营养,水陆交接面硬化,生态失稳。作为水陆媒介的驳岸系统有着重要的生态学作用。研究区均为水泥驳岸,阻隔水陆物质能量传递,造成湿地景观斑块弹性缺失,水体富营养化严重。
③水体分离,排水困难,湿地斑块缺乏弹性。研究区水体分离,水网不联通,不能引导排水,造成雨季水体倒灌,植被受损,动物生境破坏,湿地斑块弹性不足,应对措施不够,无法达到湿地生态系统的自我修复与稳定。
3.2 弹性修复设计与措施
弹性修复,即在分析场地存在的主要城市问题基础上,运用生态设计、柔性恢复等方式进行场地各个景观斑块的修复和重建设计,以较低影响,增强其景观与生态系统应对生态扰动、人类活动及自然灾害时自我修复与重回稳定的能力。
通过对景观斑块的研究比较,依据研究区独特的水文、地理气候等条件,进行湿地生态系统的韧性修复,形成城市中良好的弹性景观斑块。尊重场地原有景观记忆,延续场地景观斑块的演变脉络,减少对场地的破坏。通过水体网络的重构组织场地绿地斑块的修复与更新引导场地产业的转型达到湿地景观斑块的韧性修复,做到低成本修复、少管理维护和弱生态破坏,营造良性、有序的城市景观过渡带。柔化城市边界,促进水陆生态系统物、能循环,形成依托于滇池周边城市的弹性湿地景观斑块。(如图4)基于对水陆交接带湿地斑块修复设计的研究,主要有以下几种方式:
3.2.1 整合地形,构建湿地骨架,通过水网联通形成弹性蓄水空间
在原有肌理基础上,根据场地降水、污染物种类等影响因素,利用研究区原有鱼塘,缓和边形成曲线水陆界面,增加水岸边长,创造供湿地鸟类等生物生存的小环境。增加观赏度的同时活化了水岸,使水、陆之间的物质、能量传递界面增长。
梳理地形,将研究区低洼内涝地块整理开发形成“湿地泡”,设置长淹没区、半淹没区域、偶尔淹没区域,与边界原有鱼塘链接形成净化网络,恢复湿地斑块的生态功能,创造动植物的生活生境,形成应对雨水的弹性空间。
3.2.2 软化驳岸,路网修复,形成多级式水体净化模式
进行水循环交流,将防浪堤岸进行适度开口,形成沿堤内流湿地泡,在防浪堤外增加立体绿化,形成水陆生态廊道,解决水泥堤岸高筑的生态隔离问题,同时也阻止雨水倒灌造成的堤顶路塌方,路网断裂。运用厂区拆卸废料加工形成空中景观高架系统,为湿地恢复提供空间,借鉴海绵城市理论形成水网净化系统,通过过滤池、氧化池、潜流湿地净化泡、表流湿地净化泡、末端强化池等多级式水体净化池,形成弹性可淹没区,收纳雨水,在必要时业区转型后的花卉大棚浇灌使用。
3.2.3 更新地块产业,借鉴海绵城市等理论,形成水循环系统及景观修复机制
海绵城市是关于水循环的智慧,城市湿地作为弹性景观的重要组成部分,作为城市绿地斑块的缓冲空间,为城市的生态健康及经济发展做出贡献。在研究区中依据不同条件,设置雨水的储存装置利用自然集水槽与大棚集水设施,从源头留住雨水。
通过产业更新,在温室大棚区通过立体绿化、无土栽培等技术栽植花卉、中草药等植物。防止浇灌废料中氮、磷等物质流入场地水系统,抬高厂区地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水与浇灌用水,应用生态、物理等水处理方法,由湿地泡净化后排入研究区水网系统,既能够保证水体的自然循环,又能够最大限度的保护湿地、湖泊的水体安全。在湿地内部形成完整水循环系统,从而完成湿地斑块的景观修复,达到城市水陆交界带的柔性回归。
3.3 小结
对滇池斗南片区湿地斑块的修复研究,通过梳理研究区存在的主要生态问题,找到湿地斑块恢复的切入点,重构湿地斑块水网,以海绵城市理论研究入手,形成水循环系统网络,组织湿地斑块的柔性恢复,为动植物生存创造条件。另一方面,将研究区融入城市环境,尊重场地记忆,促使产业转型,把斗南片区的经济支柱产业――花卉贸易与地块产业衔接,形成特色鲜明集聚科研与生态旅游为一体的城市弹性斑块,达到水陆交接面湿地与城市发展的和谐,使城市中的景观斑块得到弹性修复,韧性重构及景观更新。
4 结语
城市发展对自然的掠夺造成绿地斑块支离破碎,水生态恶化、生物生境缺失,城市失去弹性和应对灾害的韧性。海绵城市理念对城市建设带来了健康发展的契机,为僵硬的城市加入地下和地上水系统的互动[18]。城市中的弹性景观空间、绿地斑块等在应对自然灾害时扮演着城市保卫者的角色。湿地作为城市景观斑块的一员,人们更应该意识到保护城市弹性空间与水环境安全的重要性与必要性。在城市弹性空间的景观修复研究中应该站在建设广义的“城市海绵体”水循环的角度上,对绿地斑块进行组织与重构,尊重场地精神,保证场地内部与外部生态循环的自我稳定。
湿地斑块是城市水岸空间的有机组成部分,提供城市中动物生存的必要环境。对城市湿地景观斑块的修复研究,既能对城市景观斑块的弹性进行重构,也能对城市的水安全、水循环和水环境进行恢复,达到城市生态系统的自我稳定与长久发展。湿地景观是海绵城市组成的一个重要环节,斑块间的连接性十分重要。单一的湿地仅仅是城市众多弹性景观斑块中的一员,对水循环、水网络的影响有限,需要在城市规划与设计中考虑绿色生态斑块、蓝色水体斑块与灰色基础设施斑块的连通性,通过韧性修复与设计形成统一的综合网络,才能使弹性斑块在城市的资源循环及应对自然灾害中达到生态效益的最大化。
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中图分类号:TU984
文献标识码:A 文章编号:16749944(2016)08016402
1 引言
在我国城镇化进入以提升质量为主的转型发展新阶段[1],如何缓解和解决水资源浪费、水生态损害、水环境污染等,是建立“资源节约型、环境友好型”的社会形态的新城市问题[2]。温江区是成都市市辖区,地处成都平原腹心,地跨东经103°41′~103°55′,北纬30°36′~30°52′。东临成都市青羊区,南毗双流县,西接崇州市,北靠郫县、都江堰市,全区幅员面积277.8 km2,辖4街道6镇。近年来,温江城区、农科城片区、正宗片区、国色天乡片区内涝成为我区面临的重大自然灾害,2013年“7・9”特大暴雨洪灾警醒我们更应高度重视防汛工作。
2012年4月,在《2012年低碳城市与区域发展科技论坛》中,首次提出“海绵城市”的概念[3]。在2013年12月12日《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有限考虑把有限的雨水留下来,有限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”。“海绵城市”理念的提出是新时期治水思路的丰富和完善,武汉作为全国首批16座“海绵城市”建设试点之一,其先进的海绵城市建设经验值得我区在开展防汛工作中思考和借鉴。
2 防汛形势严峻
温江区地处川西水网腹部暴雨区,受金马河、江安河、杨柳河、清水河(图1)上游洪水和区间暴雨洪水影响,洪涝成为温江区的主要自然灾害,已影响到区社会经济的可持续发展。
当前区内防洪排涝方面存在的问题主要表现在:①自然排水体系不畅。已建的防洪护岸工程、灌排沟渠防洪标准较低,部分沟渠狭窄,有些已失去原有的灌溉排洪功能,排涝通道不畅;②生态排水设施不足。快速城市化带来的地面硬化,造成城区暴雨产、汇流历时明显缩短,内涝洪水的峰、量显著加大。城市绿地、道路、水面、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用不足;③市政排水设施存在顽疾。城区雨水管管径偏小,造成城区多处内涝,老城区、农科城片区等低洼地势,每逢雨季来临,容易产生内涝;④污水处理厂能力不足。随着区内大学城、医学城、生态旅游带、现代服务业园区等经济产业的不断壮大发展,排污量也日益增多,现状污水厂的处理压力日益增加。
3 武汉海绵城市建设主要做法
海绵城市即把生态雨水调蓄作为城市的“绿色海绵”[4]。作为此次入选的唯一一个副省级特大城市,武汉市内河湖众多,水网发达,为海绵城市提供了充足的调蓄空间和良好骨架,是全国典型的示范样本。认真学习武汉“海绵城市”建设规划后,了解到武汉市以“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、全面协调、技术先进”为基本原则,依托“2+N”试点模式,推进海绵城市建设。示范区通过河道驳岸改造、雨水花园、下沉式绿地、透水广场、透水停车场、透水铺装以及生物滞留、植草沟、人工湿地等海绵城市建设措施,变“工程治水”为“生态治水”, 有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化,地表水达到四类标准;内涝防治标准提高到20年一遇;防洪体系达到百年一遇标准;水面保持率100%,生态护坡达到50%,年径流总量控制率在75%以上。
4 海绵城市建设启示和建议
我们认真学习了武汉“海绵城市”建设的经验,认为开展海绵城市建设为解决城市排水、用水、治水、亲水等问题提供了新思路,对于解决城市水问题意义十分重大。
4.1 融入“海绵城市”建设理念,加大水利设施建设步伐
主要内容包括实施区内金马河、杨柳河、江安河综合整治,推进生态湿地建设,通过河道驳岸改造、雨水花园等建设措施,变“工程治水”为“生态治水”,建设集灌溉、排洪、景观为一体的自然排水体系,提高防洪标准,加大水利设施建设步伐。
(1)尽快实施河渠拓宽分洪工程。区内支渠、斗渠、农毛渠等渠系发达,纵横交错。拓宽部分河渠,将江安河、杨柳河的水通过新开渠道引入金马河、达到快速泄洪目的。
(2)根据区规划,重点打造鲁家滩、汪家湾、康家浩等生态湿地公园,辅以滨河绿带建设,增大水涵养能力和生态效应。
(3)加快黑臭河渠整治。加大整治力度,排查全区黑臭水体,逐一编制整治方案,采取工程措施与非工程措施相结合的原则,力争全面消除黑臭水体。
(4)暗渠改明渠。对区内存在的少部分暗渠进行见天改造,把“灰色设施”逐步变成“绿色设施”。
(5)加大河道整治。对现有的河道整治时,不要把河床变成硬铺装,河道的功能就是涵养地下水质,让它渗透下去。及时清理河床的淤泥,保证河道清洁。
4.2 配套建设市政排水体系
重点对区内病害管网进行改造,老城区内逐一实现雨污分流,同时对污水处理厂进行新建、扩建及改建,加大污水处理厂配套管网建设力度。
4.3 新建、扩建污水处理厂及配套设施
通过提标升级改造将现状出水水质为一级B标的城市污水厂提高到一级A标,减小水环境压力;对现状超负荷的污水处理厂进行扩建;按规划新增一座污水处理厂,接纳温江区成温邛高速北部片区污水。
4.4 强化中水回用的推广
建立再生水厂,污水厂经过处理的污水90%可以利用变成中水,用于绿化、洗车、道路喷洒、消防、建筑施工等,中水利用要强化推广,不能让它白白流走,节约宝贵的再生水资源。
4.5 加大城市渗水透水功能
严格城市建设项目绿地率审批,大力推广屋顶绿化,减少硬化地面,鼓励建设项目配置庭院雨水系统、道路雨水系统、景观水体雨水系统,增强城区渗水、透水功能。同时,加强区域内建设项目节水设施“三同时”的审查,加大节水宣传,营造全民节水用水氛围。
5 结语
海绵城市是智慧城市的重要组成部分,是我国城镇化和城市群发展过程中建设文明城市、卫生城市、生态城市、智慧城市的客观要求,是生态城市功能的形象化,其本质是回归自然,崇尚自然、与自然和谐共处的低影响发展模式,从而实现人、城市与其资源环境的协调发展,实现人与自然、土地利用、水环境、水循环的和谐共处[5]。海绵城市是现代城市发展的更高阶段,在全国范围内普及推广已成为必然趋势[6]。温江区应将海绵城市建设的理念贯穿其中,把排水变为吸水,重视“绿色设施”发展,把温江建设成为“宜业宜居宜游”的三宜化国际卫星城。
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