发布时间:2023-11-22 16:03:32
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇海绵城市建设的背景范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
“海绵城市”概念的首次提出是在2012年的《2012低碳城市与区域发展科技论坛》;在2013年底的《中央城镇化工作会议》中,强调到要优先考虑利用自然力量排水,建设海绵城市,让自然做功。
“水资源短缺、水资源污染和城市雨洪灾害”这三大水资源问题在整个世界范围内都是广泛存在的并且也是制约城市发展的重要因素,但与此同时,水生生物栖息地丧失、干旱、气候变化、水生生态系统退化也同时出现,这些综合症状都是与水和水循环自然过程有关。海绵城市是可持续雨洪管理系统的中国表述,提出的目的是为了有助于解决我国的水问题和水危机。
(二)那海绵建设概念的定义
“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能,例如澳大利亚人口研究学者布吉(Budge)应用海绵来比喻城市对人口的吸附现象,根据《海绵城市建设技术指南》,其定义为:“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法。”
(三)海绵城市建设的意义
海绵城市的意义就在于对整个城市自然生态的综合整治,通过顺应自然规律的方式解决包括防洪、水质净化、地下水补充、水资源补充、生物多样性保护、微气候调节等多个综合的水相关城市发展问题以及与之相关的社会问题。
二、风景园林专业与海绵城市建设
风景园林学科(Landscape Architecture)这一学科是以“生物生态学科”为主,并与其他非生物学科(如土木、建筑、城市规划)、哲学、历史和文学艺术等学科相结合的综合学科。其核心工作即城市的环境绿色生物工程系统。
(一)风景园林在海绵城市建设中的机遇
绿地是海绵城市主要的物质空间构成,也是可持续雨洪管理措施的主要载体,是对传统观排水系统(灰色基础设施)的一种“减负”与补充;同时绿色基础设施设计正是现代风景园林专业的重要实践领域和研究内容。因此在海绵城市建设背景下,风景园林学科面临巨大的建设需求。
(二)风景园林专业目前在海绵城市建设面临的挑战和问题
1、在海绵城市建设系统中的角色定位不明确
从专业外来说,雨洪管理传统上由市政、水务等专业负责,尽管海绵城市中明确了园林是系统构成中的一员,但我国目前的海绵城市建设指南中,明显仍然是市政等与工程相关的专业或技术做法更受到重视,基于绿地设计的内容相对较少。
实际上,目前的工程系统倾向于把水与土分离,把水与生物分离,把排水和给水分离,把防洪和抗旱分离,是一种“水适应人”的价值观和技术管理体系。有学者已经提出本专业是海绵城市建设的“共同领导者”和多学科整合平台的重要依托,这亟待成为专业内外的共识。
2、海绵城市相关基础研究和数据平台构建不充分
我国建设海绵城市的很多规范和技术导则参考了很多美国的BMPs、LID的相关内容,但成功的海绵城市建设一定要科学严谨地基于本地条件进行研究。海绵城市技术设计需要的气象、水文等基层资料一般分属不同机构管理,设计部门获取并不容易,这直接影响了可持续雨洪管理相关设计的决策依据。国外经验是建立共享的数据平台提供设计机构,帮助建设、设计方更科学合理的完成相关设计工作。
3、相关人才的培养与继续教育亟需相应更新
海绵城市建设是一项跨思维、跨尺度、跨学科的高度综合复杂城市生态建设,所谓跨思维是从“水适应人”的思维转变到“人适应水”的过程。跨尺度是指海绵城市不仅仅是雨水利用和管理问题、应用LID技术和场地措施,还应该包括宏观尺度、中观尺度的保护区域水文循环过程,应该是从宏观到微观不同尺度的承接与配合;跨学科是指在海绵城市的建设中不仅需要风景园林学科对绿色基础设施的相关规划与设计。
2015年10月,国务院《关于推进海绵城市建设的指导意见》,其中明确指出,通过海绵城市建设,采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,减少城市开发建设对生态环境的影响,消纳利用70%的降雨。老城区给排水管网中合流制管网易出现溢流问题,因此雨水分流改造势在必行。雨水分流改造中常出现雨污错接混接、生活废水向雨落管排入等问题直接影响着排污成效。海绵城市建设进程中,雨污分流改造中应严格把控雨水源头减排,有效控制径流污染。雨污分流是海绵城市建设背景下,有效分流雨水污水的必经之路,更是减少城市水系污染、优化城市水环境的必要之策。
1海绵城市建设对于雨污分流改造的意义
海绵城市建设是绿色发展的应然趋势,是城市雨污管理的新型导向,其核心理念在于将城市建设视作海绵,使城市建设具有海绵般的弹性,能够有效适应自然环境变化,即使在较大降雨量环境下,城市基础设施系统仍然能以强有力的弹性减少内涝形成,实现有效的“吸、蓄、渗、净”,使城市雨水污水得到有效的分流与处理,而得以净化与存储,再渗透到地下,形成生态化水循环系统,从而减少水系污染。雨水分流改造与新时代海绵城市建设目标相契合。城市小区雨污分流改造模式就是基于海绵城市理念,利用其内涝防护功能,实现对雨水的优化处理。传统雨污分流系统较为简单,抵抗雨灾的能力较弱,而海绵城市理念下的雨水分流改造,具有对雨水的吸收、存蓄、渗透、净化等功能,能够实现雨水、污水的有效分流,从而提升城市抵御内涝灾害能力,可见海绵城市建设为雨水分离改造提供了有利发展契机。
2雨污分流改造设计要点
(1)小区海绵设施建设上需符合防治内涝标准,暴雨强度公式则应根据相关暴雨强度公式而定,雨水管道系统不与合流管道系统连接。(2)雨水调蓄设施有效容积计算公式如下:V=10DFψβ(1)式中:V为调蓄池有效容积,m3;D为调蓄量,mm,一般为4~8mm;F为汇水面积,hm2;ψ为径流系数;β为安全系数,取值范围为1.1~1.5。(3)在改造小区建筑内排水立管时,需在原有排水立管上加装雨水立管,确保雨水立管与污水立管有效分离。雨落管采取断接方式,从而确保屋面、地面雨水可流向绿地,达到分散式雨水控制目的,设计建造雨水花园、植水沟等,实现雨水的下渗、收集、净化等功能。(4)在建筑屋顶(坡度<15°)或绿色率较低的老旧小区,优先建造绿色屋顶。无法进行绿化建造的普通屋顶,利用雨水桶或借助雨水口向市政管道排入,通常情况下,雨水口的设置上采取截污挂篮式。(5)小区内没有大型汽车过往的路面,需对人行道、车行道等进行改造设计,将其改造为渗透性铺装。同时,新增管网构建雨污水独立的排放系统;在雨污管道的增设上,优先增设雨水管,及时清淤疏通淤积管道、检查井等。
3雨污分流改造常见模式
3.1截流式改造
城市进行雨污分流改造时,在河道附近采用主截污干管,在河道截流管道设置截流井,由此能够在实现城市雨水有效分流的基础上提升雨水利用率。降雨时,雨水量不断增加,改造后的截流管道可将工业污水、生活污水、雨水混合物排放至污水处理厂。伴随着雨量增大,污水量超过截污管道荷载能力,截流井污水混合物会随之增多。倘若降雨时间长,降雨程度弱化,雨水截流井流量随之减少,溢流量也随之减少,截流管混合污水量为截流管道的荷载量,因此截流管道停止截流。在晴朗天气环境下,截流管道保持原有的污水承载量,实现对污水的技术处理。这种雨污分流改造方式,提升了雨污分流的有效性,提高了污水循环利用效率与水资源利用率,满足海绵城市建设要求。
3.2新增污水处理系统
污水系统改造上,城市道路增设污水、雨水处理系统,实现污水分流,防止污水在截流式改造影响下出现溢流问题。通过截流式改造,可实现彻底、高效的污水处理,避免污水溢流而造成水源污染,提升污水处理效益。
3.3根据区域排水体质进行分类改造
(1)对原有分流制进行改造时,应重点解决原有道路中雨污分流管道中管道混接、乱接等问题,确保城市内外雨污管道有效衔接,进一步优化城市雨污分流管道。(2)对于原有合流制系统的改造,应将原有管道改造为污水或雨水管,新增污水管道后,构建两套雨水、污水排放系统,分别和城市道路中雨污管道相连,实现雨污分流改造。倘若城市内外仅一条管道,优先改造城市内雨污管道。(3)对于不同区域的雨污分流改造,应核算检测原有的合流制管道,确保原有管道符合改造要求。
4雨污分流改造措施
4.1雨水径流控制
雨水径流控制是雨污分流改造的重点和基础,在雨水径流控制上应严格按照标准要求,遵循雨水径流控制实施标准,减小小区内不透水路面宽度,在停车场、人车行道等路面铺设渗透性好的铺装材料。
4.2防涝系统建设
城市防涝系统建设上可利用排水GIS系统,借助GIS系统的传感功能,实现有效排涝。例如,在暴雨天气下,可实时监控水管承受的水压,当出现水压过大等异常情况时,GIS系统即刻发出警报,便于人工及时接收并处理,发挥防涝能力。为进一步提升预警实效,可在城市公园、道路、小区等建设地下调蓄池,与GIS系统相结合,增强蓄水实效。
5海绵城市建设背景下雨污分流改造模式实践路径
5.1工程概况
某市对市内5个片区进行老城区改造,减少雨季溢流污水的污染。在对该市雨污分流改造上,将河流管道保留作为污水管道,从源头(小区)、过程(市政道路)、末端(雨水管道入河口)、城市管理等方面进行雨污分流管道改造建设,提升雨污分流成效。
5.2雨污分流改造模式
(1)源头——雨水走地表、污水走地下。老旧小区或小面积小区中,基于海绵城市建设理念,雨水分流改造采取“雨水走地表、污水走地下”的改造模式,传统雨水管线改造为地表线型排水沟。这种地下线型排水方式有效解决了雨污分流管位落实不到位问题,尤其是适用于面积小的小区,同时可以减少路面开挖施工等工程量。大面积小区则可利用地表明沟的方式,提升小区排水口流量。对于大面积小区的雨污分流改造,上述线型排水沟显然无法满足大径流排水需求,对此,需新建地下管线,建构排水管网和雨水收集系统,使得雨水顺沿路缘石布设管道,同时在道路中间增设雨水口,源头雨水减排上重新敷设雨水支管。对于大规模小区雨水分流,建议将合流管改造保留为“污水管、新建雨水收集系统”,由此能够有效降低改造工程量,同时提升雨污处理可行性。(2)过程——雨水管、新建污水收集系统为道路合流管。对于市政道路雨污分流改造,雨水管道规格大于污水管道,因此采取的改造模式为“合流管保留为雨水管道,同时构建污水收集系统”,由此可以减少改造过程中的工程量。对于道路雨水减排,控制径流污染,可在绿化分隔带上设置生物滞留带,其中溢流排放管为原有的雨水支管,原有雨水口置于绿化带内,这种方法对旧有雨水收集系统的改动较小,也能够从整体上降低雨水分流改造工程量。为防止小区与市政管道混接错接问题,市政道路雨污分流改造应将新建污水收集系统与周边小区污水系统联系起来。(3)末端——截污纳管控泔水。城市中泔水乱倒、洗衣后污水排入市政雨水管道等,都是雨水管污水排放的主要问题,影响城市雨污处理效果。对此,要在检查井设置截污管,在雨水入河之前进行截污,将污水截流到检查井,同时,在污水检查井截污处设置防倒流,防止污水倒流。对于末端截污纳管改造,截污管应顺坡设置,其管径满足晴天污水排放处理要求即可,不应过大,避免雨水量过大时,超出其负荷,其规格在D300内。
5.3接口位置需经审批
为防止雨污改造上出现管道混接、错接问题,管道接口位置的确定应经过主管部门审批。此外,市政管理人员还要与施工人员共同到实地核验,防止在改造中出现管道混接、错接情况。若雨水管道改造后,仍然存在晴天排污的情况,则说明其管网中仍有错接混接问题,对此,可开发手机App建构监管平台,监控分析各个监测点流量变化情况,从而锁定错接混接位置,提高改造效率。
6结束语
在海绵城市建设的驱动下,雨污分流改造有了全新的发展空间,雨污分流改造借鉴海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”措施,能够实现“吸水、蓄水、渗水、净水”,增强雨水径流控制实效,有效发挥出防涝功能,实现雨水、污水的有序分流排放,进一步优化城区基础设施建设,反过来助力海绵城市的建设与发展。
参考文献:
[1]乔典福,鲁艳春.海绵城市建设中老城区雨污分流改造技术研究[J].人民黄河,2020,42(S2):128-129+133.
中图分类号:X321 文献标识码:A DOI:10.13719/14-1279/tu.2016.04.106
0引言
海绵城市,顾名思义就是像海绵一样的城市,下雨时吸水,干旱时放水,自主调节城市干湿度。较为官方正式的海绵城市概念是指全新的城市雨涝管理概念,是城市适应环境变化、应对雨涝灾害的一种城市建设方式。其机理是下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,干旱时将存蓄的水释放、利用。现如今国家已将这一理念在一些城市试行,以期取得良好成效。相关专家学者也已深入探讨、研究、践行这一设想模式。
1海绵城市建设理念的提出
1.1适应现代化的城市建设
现代化的城市建设,高楼林立、柏油马路四通八达,使城市绿地面积逐渐减少,渗水能力严重下降,越来越多的雨水资源流入城市下水道,浪费水资源。而海绵城市概念的提出正是针对这一情况,更多地利用城市中的江河湖泊、绿地植被,甚至一些新研发的蜂窝型大孔渗水地砖来吸收渗透大自然的雨水,防止城市病———由降水的不确定性引起的旱涝灾害的发生。
1.2维护城市生态环境平衡
地球是我们赖以生存的家园,随着城市的飞速发展,汽车尾气的排放、工业污水的排放,城市生态环境遭到严重破坏,作为城市的一员、海绵城市的建设者,维护城市生态平衡刻不容缓。而海绵城市建设正是通过建设水系湿地、绿地广场、城市道路、地块内部消化等方式来发挥其作用,而这些措施便于维护城市生态环境平衡。
1.3充分利用自然水资源
之前有一个令人印象深刻的公益广告———大自然的最后一滴水将是人的眼泪,可见水资源对于人类的重要意义。以往的城市模式,雨水多数是通过井盖等雨水收集设施流入城市下水管道,干净清澈的大自然之水直接流入地下雨水管无疑是对珍贵水资源的最大浪费。更重要的是,对于一些沿海城市受季风影响,夏季强降水甚至台风、风暴很容易引发城市内涝、山体滑坡、泥石流等灾害,对当地经济乃至人们的生命财产安全造成了严重威胁。所以建设海绵城市有利于充分利用水资源,减轻人民生命财产安全损失。基于上面提到的三种情况,海绵城市的建设必将对缓解城市“旱涝”灾害,减轻城市热岛效应,促进城市化进程起到巨大作用。
2海绵城市建设理念中的关键技术
海绵城市的建设理念日益成熟但是涉及到实际技术水平与效果仍需时间的检验,其关键技术主要包括:水系湿地、绿地广场、城市道路、地块内部消化等四个方面,以下做详细介绍。
2.1水系湿地
水系湿地作为城市的净化器对城市环境保护、气候调节、生态平衡有着重要作用。水系是流域内所有江河湖泊等各种水体组成的水网系统,其调节蓄水作用与河流长度、流向、水系状况与流域范围、支流数量及其形态、河网形状密度等有直接关系。而湿地是指天然或人工等形成的沼泽地等带有静止或流动水体的浅水区域,与海洋、森林共同构成全球三大生态系统,由此可见其在海绵城市建设中的重要作用。现在越来越多的城市开始兴建人工湖,无论是公园还是小区,建设形状造型优美,水质清凉的人工湖或者人工环水水带用来净化环境,增强城市蓄水排水能力。笔者认为相关部门的湿地水系建设经验日趋丰富,关于试点城市的湿地水系建设其技术较为成熟,但要注意重建设的同时更要重管理,充分发挥自然与人工水系湿地的蓄水、补水、净水作用,建设海绵城市,保护生态环境,减少旱涝灾害,造福城市居民。
2.2绿地广场
绿地是城市规划中的专业术语,全称为城市绿地,是指城市专门为改善生态、保护环境,为居民提供的游憩场地和美化景观所用的绿地。绿地广场实则为城市中的街心花园,其中植被众多,利用光合作用有效吸收二氧化碳放出氧气,为缓解城市热岛效应做出重大贡献。随着城市化的发展,许多城市建设街心花园、广场绿地等基础设施,在美化环境,服务群众的同时,也起到了强大的涵养水源的功能,下雨时吸水,干旱时蒸发放水。近年来,城市建设利用公园绿地作为“蓄水池”,由繁茂的植被吸收涵养城市降水中的多余水分,再经阳光照射植被中水分蒸发,形成小水珠在天空凝结成云,最终降落城市,实现生态水循环。为建设新兴海绵城市,绿地广场的建设也迫在眉睫,植被的种植与培养依靠城市中有经验的园林工作者。值得一提的是,新型蜂窝状渗水地砖的出现,使城市公园小路既摆脱了雨雪天气泥土道路的泥泞不堪,又快速有效将雨水通过地砖渗透到地砖下的泥土中,蓄存水分,在城市绿地中的小路可以大量利用这种材料来实现绿地的海绵作用。
2.3城市道路
交通在一定程度上决定着城市的兴衰,四通八达的城市道路交通使商业交往更为便利,这势必会带动整个城市的经济发展。现如今城市道路越建越宽广、越建越气派、越建越坚实,但是不可忽视的是这些道路并不渗水,甚至严重阻碍雨水的排泄,造成城市内涝。因此城市道路在建设中应该注意完善下水道系统,牢固井盖安全,充分利用透水透气材料建设城市交通道路,减少旱涝灾害,真正实现海绵城市的建设。我所生活的城市近年来就开始大力提倡完善城市下水管道系统,建立完善的小水管道体系,减少城市内涝,充分利用雨水,缓解城市用水紧张等问题。
2.4地块内部
作为城市建设必不可少的一部分,地块内部的规划在海绵城市的建设与实行中也发挥着重要作用。地块规划应根据城市的实际情况,有的放矢,合理安排每一部分用地。若建设海绵城市,就要注重绿化、园林、湿地、湖泊等方面的建设,因此在建设过程中,在保证城市正常有序运行的基础上应把此部分作为重点建设对象,实现对海绵城市的合理规划。比如,城市里要合理规划土地使用情况,分配好建筑用地、绿化用地、湿地湖泊在城市中所占的比重,合理规划才能更好地发挥涵养水源的作用,真正使城市发展得更为美好。
3结语
海绵城市是随着时展变化所产生的新兴的城市形态,也是新型城市理念,其发展顺应保护自然、维持生态平衡的发展观念,在未来将会进行更广泛地推广。无论是水系湿地还是绿地广场,亦或是城市道路、地块内部规划,这些都是海绵城市应具备的硬件设施。我们要做的就是掌握海绵城市建设技术、利用海绵城市建设政策,更好地为城市居民服务,为人民造福,建设我们独一无二的资源节约型、环境友好型社会。
参考文献:
海绵城市建设作为2.0版的新型城镇化,以实现“修复水生态、改善水环境、涵养水资源、提高水安全、复兴水文化”五位一体为目标。近几年,政府试图以投资者、经营者和管理者等多重身份介入海绵城市建设,但面对海绵城市建设的巨额资金需求,政府财政已不堪负重。如何加快政府投资项目融资方式的改革,提高投资效率,解决资金供需矛盾,成为我国政府投资项目建设中的重要问题。在经济新常态背景下,PPP项目作为一种新型融资工具,受到各级地方政府的青睐和有效推樱这对加快城市基础设施建设、有效化解地方政府融资平台债务风险、推进现代财政制度的构建都产生了积极的推动作用。但是,海绵城市作为非经营性项目,在推动过程中由于政府与市场边界及其商业模式不确定、进入门槛较高、利益风险分配分担机制不清晰、可操作性受限等原因,导致绝大多数社会资本还处在彷徨之中,其参与PPP项目的动力和积极性还有待提升。因此,我们将就存在的这些问题进行深入的分析,探讨PPP基金平台模式的方案设计,研究政府与社会资本的具体合作问题,以吸引社会资本参与PPP海绵城市建设。
一、社会资本参与PPP海绵城市建设构架
(一)PPP海绵城市产业基金运营模式
海绵城市项目规模大且投资回收期长,适合采用有限合伙制(SPV)的组织模式。募资对象则以地方及社会投入为主:收益分配以各方承担风险为基础,实现政府和社会资本的有效合作,最终保证项目正常进行。最后PPP产业基金若想退出,应以不影响项目正常运营为前提,在项目建设完成后,金融机构以清算方式收回投资成本并获得固定收益:财政资金可将股权以超低价格转让给下辖子公司。在特许经营期满后,投资公司可以转让股权给其他社会资本来获得股权溢价回报,或者以项目附加值带来的现金流为基础发行资产证券化产品(详见图1)。PPP海绵城市的模式构架图(详见图2)。
(二)社会资本参与机制
l、风险分担机制。(1)招投标与融资阶段。进行项目风险的详细分配,并通过签订合同落实各方的责任与义务。社会资本对各类风险因素的可控性进行评估,若具有控制力,则可选择风险自留,并据此提出风险补偿价格;若不具有控制力,则可以选择风险转移,提出相应的补偿价格。公共部门在与社会资本就风险分担达成一致意见后,签订相应合同条款,形成法律依据。(2)具体实施阶段。签订合同后,通过风险监测,判别已分配的风险因素是否发生变化以及是否出现未识别的新增风险因素,然后根据情况变化进行风险的再分配。如果风险变化对项目是有利的,则各方按照合同约定共同分享收益。在进行风险分担工作的同时,社会资本还需注意遵守以下三个原则(详见图3)。
2、社会资本保障机制。(1)构建公平合理的进入机制。尽管政府一直支持社会资本进入海绵城市建设领域,然而各地区在实际运行中,仍然出现歧视社会资本的现象。诸如:申报项目手续繁多,审批手续周期较长等,都在无形中对社会资本进入海绵城市领域设置了障碍。因此,政府应在引入社会资本方面出台规范合理的规章制度,使得社会资本不受到歧视,从而逐渐构建社会资本平等的进入海绵城市的制度环境。(2)构建确保社会资本良性运作的运行机制。在构建的进入机制基础上,政府还应结合PPP实践,就社会资本的运行机制出台相应的规范流程和指导意见,就项目进行整体规划。政府与社会资本作为一个共同的投资方,在项目实施过程中,根据各自的优势,统筹安排,不断建立良性互动的运行机制。一旦PPP模式引用进来,政府和社会资本应精诚合作,实现利益共享、风险共担的运行机制。(3)构建合理的回报机制。社会资本参与公共投资并不是为了公益目的,资本逐利的特性并没有改变。因此,政府应抓紧制定特许经营法,为社会资本参与海绵城市建设提供重要的制度保障。从社会资本的视角出发,建立PPP项目合理的回报机制及必要的社会资本利益补偿机制,消除各种不确定性,为社会资本参与海绵城市建设保驾护航。
3、社会资本盈利模式。要想吸引以营利为目的的社会资本参与到海绵城市的建设中,就要找到可以使其投资的盈利点。PPP海绵城市项目中,社会资本的收益来源可分为三点:一是政府购买,主要用于公共设施建设方面;二是消费者付费,主要在经营性项目中;三是政府购买和消费者付费相结合。盈利模式的设计要更多的考虑到工程项目自身的经营实现盈利。社会资本的盈利模式,详见表1。
二、社会资本参与海绵城市建设宏观配套机制
(一)财税激励机制
PPP海绵城市建设属于公共基础设施项目,依法享有所得税和增值税优惠政策。虽然推动PPP海绵城市建设的财政政策已相继出台,但从目前已有的政策来看,仍存在以下问题,对此,有相应的改进措施,详见表2。
(二)监管机制的完善
引言
在我国经济可持续发展过程中,绿色生态城区海绵城市规划设计非常重要。在国家十二五规划中,针对绿色生态城区海绵城市规划,政府给予了高度重视。在社会经济发展中,更是明确指出必须要深入推进绿色生态城区海绵城市规划设计,在后期工作中必须要充分考量经济发展质量,正确对待经济发展与生态环境间的关系,这对社会经济的稳定发展具有非常重要的作用。
1相关内涵概述
目前,在社会经济发展中,绿色建筑得到了广泛普及与推广,绿色化也由开始的单体逐渐转向区域融合,相应的绿色建筑技术实现了由单项应用到综合集成的转变。基于此,绿色生态城区建设模式应运而生。而空间布局、基础设施、建筑、交通及产业配置等是绿色生态城区的重要评价标准,以节约资源,建立环境友好型社会为目的,对城市开发、功能及新城等区域规划要合理,将绿色化建设理念与规划设计、土地出让等前端发展行为相机和,全面实施绿色城区建设。所谓的海绵城市,就是指城市像海绵,具有吸水、蓄水及释水等功能。在顺应环境变化,应对天灾时,弹性非常好。建设海绵城市时,必须要依照生态优先原则,采用影响较小的开发设施,与人工措施相结合,促使城市顺利排水防涝的基础上,尽可能积存、渗透并净化雨水,提高雨水资源使用效率,更好的保护生态环境。其中,影响较低的开发主要为场地开发中,为了确保水文特点前后开发一致,采用源头与分散式等方法,促使原始径流、峰值及峰现时间等水文特点保持不变。
2规划背景分析
2.1传统给排水规划的束缚
在以往城市规划中,给排水途径以自来水取水、管网供水排水、雨水收集、城市自来水厂与污水处理厂等为主,对给排水系统的节能与节水功能、海绵城市建设及水循环再利用等不够重视。这种城市局限性的规划,与大规模生态城市建设相背离,因此在城市规划与实施中,以水资源节约与环境保护前提下,对其进行补充与改良是十分必须必要的。2.2城市排水问题现代城市建设中,城市水环境影响比较大,主要表现为:①随着城市开发规模的扩大,不透水下垫面比重加大,雨水径流量也不断变大,提高了对应峰值流量,使得城市极易聚集暴雨径流量,从而引起城市内涝。②各类不透水下垫层上降落雨水后,对油脂、重金属等污染物进行冲刷与收集,流入城市雨污水管道,这些水资源没有经过有效处理,便直接流入河流、地下水资源等,造成面源污染。③如果不透水下垫面是连在一起的,天然土壤与植被的吸取与蓄存能力较差,城市近地面空气水分补给不足,就会造成干岛效应。
2.3绿色生态城区发展需求
绿色建筑日益形成规划,以生态理念为主的绿色生态城区,在城市总规划与相关控制规划中,在节约资源与环境友好型城市原则引导下,依据城市发展空间布局、道路与基础设施建设配套产业等内容,也就是将绿色理念与绿色生态城区前端规划设计相结合,促使绿色节能建筑得到普及与推广。
2.4海绵城市规划设计意义
海绵城市规划设计,生态与经济双重效益非常显著。从生态角度来看,一方面使得城市降雨洪水危害得到缓解,市政基础设施排水压力下降;另一方面,对收集到的水资源进行净化,并再回收利用,尽可能实现资源节约目标,生态环境得到保护。
3规划设计思路分析
3.1绿色生态城区功能与规模划分要合理
相较之传统城区,绿色生态城区对用地规划比较重视,此措施对城区建设有一定的推动作用,使得城区建设格局更加合理。如果再详细划分其功能,在总用地中确保居住于公共建筑用地超过50%,合理区分居住与公共建筑用地,增强城区建设的系统与科学性。目前,在一些地区全部用地量中,工业用地仅仅为15~25%。
3.2对海绵城市建设程序做好规划
在绿色生态城区海绵城市发展中,对其建设程序进行规划时,要在城市总规划引导下,有计划、针对性的对规划程序进行细致化,即先有效评估建设场地实际情况。必须要注意的是,要严格开展评估操作,评估内部必须要以地形、流域、地质及植被等为主,为获得全面、真实性的评估结果奠定基础。在依照此项评估结果,合理划定城区雨水排水流域,明确各流域满足条件、可利用的绿色雨水相关基础设施扥技术。再对各流域差异进行分析,依照此分析结果,合理规划上述措施,合理确定与绿色雨水基础设施相关的范围与街坊区域。最后,对各项指标值进行合理划分,做好检测,有效控制并处理场地内外排放出的雨水与污染物。总体来讲,对城市建设各程序的规划,与城市建设各计划与目标的制定相一致,在此基础上,才能确保有计划、针对性的开展工作,促使工作人员操作效率从根本上得到提高。
3.3合理制定规划措施
绿色生态城区海绵城市建设规划中,制定相关措施,工作人员要在充分考虑总规划的基础上,兼顾各项具体要点。具体来讲,就要要对生态敏感区域进行优先保护。对于城市天然海绵体来讲,水生态敏感区域是非常重要的,必须要将河流、湿地及沟渠等部分的管控列为禁建区范围,合理制定城市发展蓝线,加强雨水系统开发,确保超标雨水径流排放系统与城市水体间的有效衔接,以免水体遭受二次污染。其次,实施集约式城市开发。在此过程中,工作人员必须要对城市生态空间做好规划,确保其合理。但在开发的同时,生态环境保护也不能忽视。例如,不能将原有山体、水体等列为规划范围,对其进行重点保护,倡导集约式城市开发,以防出现无序开发建设。明确城市边界,规划城市规模的基础上,加强开发监控,以免发生被破坏情况。再次,基本透水面积要有保障。目前,部分城市面积硬化情况比较严重,一定程度上,不利于雨水渗透,因此相关工作人员,要根据土地用途与性质差异,合理制定绿地及透水铺装率等参数指标,确保城市有透水功能正常。最后,地表径流控制姚合理。依据城市分区特点,对雨水排水区进行科学划定,对自然径流通道进行优先保护,做好检修,合理设置并建设植草沟与雨水湿地等,为雨水汇集奠定基础,实现与地表径流汇集的目标。
4结束语
综上所述,在新时期,城市总规划要积极响应海绵城市建设大环境下,规划要精细,从宏观上做好控制。为海绵城市建设编制专项规划,制定强制性与鼓励性指标,确保能够顺利实施规划。绿色海绵城市建设,对传统治水思路进行不断优化与完善,市政排水系统对暴雨抵御能力得到增强,已成为解决我国城市旱涝问题的重要途径之一。建设海绵城市,城市建设与生态格局相结合,积极探索新的发展新渠道,为海绵城市建设奠定良好基础。
参考文献
[1]王春梅.绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路探讨[J].江西建材,2017(01):15.
[2]张腾召.绿色建筑生态城区海绵城市建设规划设计思路探讨[J].门窗,2016(09):40~41.
关键词: 海绵城市;雨洪管理;低影响开发;技术
Key words: sponge city;the rain flood management;low impact development;technology
中图分类号:TU992 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)10-0214-02
0 引言
近些年,我国频繁地发生城市内涝,同时,忽视生态环境,导致水资源遭到严重污染、水资源短缺。另外,我国传统城市建设模式在面对出现的各种水环境问题时,表现出明显不足之处。主要归咎于:①城市排水单一的使用工程管道式灰色排水基础设施;②防洪规划和排水工程规划的落后;③对于雨水再利用的意识薄弱,天然雨水利用率极低,不到10%[1]。这些问题已经无法依靠某一单独的管理部门去解决了,而是需要一个更为系统、综合的解决方法,“海绵城市”理论便是基于这样一个背景下提出的。
所以研究的目的就是通过对海绵城市建设的内涵、国内外研究进展、国内外案例分析等来梳理海绵城市建设主要是其中雨洪管理方面的要点,对目前我国海绵城市建设提出一些建议,以期对之后海绵城市建设起到参考作用。并且在进行研究时,对于国外的成功经验不能一股脑地“拿进来”,一定要结合我国国情,有针对性地进行研究,更好地用于我国海绵城市建设。
1 关于“海绵城市”的内涵
《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]。其内涵可以具体解释为3部分:①海绵城市就是在面对洪涝和干旱等自然灾害时,可以灵活应对和适应水环境危机。②海绵城市在雨水管理前后其水文特征是基本保持不变的,主要通过低影响开发(LID)思想以及相关技术来实现。③海绵城市通过不同方式将雨水收集起来加以利用,体现了对雨水资源可持续的综合管理思想。
2 海绵城市建设的现状
2.1 国外海绵城市发展现状 国外对于城市雨水管理的实践与研究大量兴起于20 世纪的八九十年代,并在二十年内取得了可观的进步和发展[2]。以美国、澳大利亚、英国、德国和日本等为代表,主要包括美国的最佳管理措施(best management practice,BMP)和低影响开发技术(low impact development,LID);澳大利亚的水敏性城市设计(water sensitivity urban design,WSUD);英国的可持续城市排水系统(sustainable urban drainage system,SUDS);日本的健全水循环体系;以及德国柏林推行“雨水费”制度。另外,除了雨水管理的理念和技术,国外还推出了一系列法规及奖励政策,比如20世纪90年代,美国联邦政府制定了《家污染物排放削减许可制度》;设立绿色屋顶专项基金及优惠[3]。
2.2 国内海绵城市发展现状 我国城市雨水控制技术起步于20世纪80年代,初期主要集中在雨水利用,近年来雨水控制技术重心逐渐转向雨洪调控及污染控制[4]。2014年10月,住房和城乡建设部了《海绵城市建设技术指南―――低影响开发雨水系统构建(试用)》。2015年1月,启动了镇江、嘉兴、厦门、济南、武汉、常德、南宁等 16 个试点城市的海绵城市建设。
3 海绵城市构建途径与技术
3.1 水生态系统的主体保护与修复
①划定区域。划定需要保护的生态斑块比如湖泊、河流、湿地及水源涵养区,同时还有农田及原野,严加保护和识别。②进行保护。并且制定相应的法律法规,引导、规划和约束各类开发、利用、保护水资源和水生态的行为[5]。对于确需建设的项目应上报各相关部门批准后,予以实行;而对那些不符合岸线控制利用和保护管理规划的一切行为都应依法查处。另外,已经遭受到破坏的绿地、森林等雨水调控功能性强的斑块、水体面积和体积及水质我们需要通过各项技术加以修复。
3.2 低影响开发技术 低影响开发(LID)就是根据自然界中的水文条件原理,从源头对雨水进行管理和控制的一种雨水管理方式。
3.2.1 截留技术 截留技术就是通过不同方式,使雨水汇集面积增加,减慢雨水形成径流的时间,以此达到延缓径流的目的。
①绿色屋顶。绿色屋顶的结构包括四部分:植物层、土壤层、过滤层、排水层。对于不同的植物和介质层,绿色屋顶在夏天可以滞留70%~90%的降雨,冬季可以滞留25%~40%的降雨[6]。②冠层截留。根据上海交通大学对上海市156个植物群落中植物滞留能力的研究,发现植物截留主要分树冠、枝干及其土壤,其对雨水的截留能力分别约为9%~12%、2%及40%,并且针叶植物冠层截留率要高过阔叶植物[7]。
3.2.2 促渗技术 促渗技术就是通过使用一些透水性的结构和材料来增加雨水的下渗量,同时材料或是结构具有一定的过滤净化作用。①透水铺装。透水铺装其系统的结构,从上到下依次为:面层、基层、底基层、垫层。透水性铺装材料主要有五种:包括透水沥青、透水混凝土、透水地砖、沙砾网格和嵌草网格。②绿色停车场。绿色停车场就是能够汇集来自机动车的零件磨损产生的重金属、汽车排放物以及周边径流汇集所产生的污染,进行初期处理减少面源污染。③绿色街道。绿色街道就是包括雨水种植沟、雨水种植池、路牙石扩展池、雨水渗透园与透水性铺装等设施,来保护地表和地下的水资源、使污染物减少,使雨水外排减少的道路雨水管理方式。
3.2.3 调蓄技术 调蓄技术就是在降暴雨时能收集雨水并对其净化,在干旱时能向周边绿地提供水资源。
①植草沟。植草沟是指种植植被的景观性地表沟渠排水系统,地表径流以较低的流速经植草沟滞留、植物过滤和渗透的作用,雨水径流中的多数悬浮颗粒污染物和部分溶解态污染物得以有效去除[8]。植草沟的结构从上到下为植被层、种植土层、过滤层、渗排水管以及砾石层。根据上海交通大学对5条不同结构参数的生态植草沟进行模拟降雨径流实验,生态植草沟中对径流污染物净化效果最佳的结构组合是:20cm种植土+30cm砌块砖+10cm砾石[9]。
②雨水花园。雨水花园也叫生物滞留池,指在低洼区域种不同植物的工程设施,通过土壤以及植物的过滤作用来净化雨水,并将雨水暂时滞留后慢慢渗入土壤以此来减少径流量。自上而下包括:蓄水层、树皮覆盖层、植被及种植土层、人工填料层、砾石层,其总厚度在50~80cm合适。
③多功能调蓄池。多功能雨水调蓄池具有雨水调节和雨水贮存功能。主要是为了调蓄暴雨峰流量,同时将雨水的排洪、减涝、利用与城市的生态环境和其他一些社会功能更好地结合,使城市土地资源更高效地利用的一种综合性性设施。
4 案例分析
4.1 德国沙恩豪斯社区雨洪管理系统 沙恩豪斯社区位于奥斯菲尔敦,总面积约为150公顷,人口大概是9000,降雨偏少,属于较干旱的地区。社区在规划设计以及建造的过程中运用低影响开发技术,比如可再生能源、节能建筑、雨洪管理和开放空间多功能利用等等。
社区的雨洪管控系统有3个等级,首先一级组团生态设施接收来自建筑屋面、道路的雨水径流,主要设施包括生态沟和雨水花园;二级处理设施接收各个组团间的雨水,主要是通过大型生态沟进入多功能蓄渗池、小型景观湿地,最终再一起进入三级中型湖泊湿地。雨水的利用率高达95%,十分有效地缓解了城市的排水设施压力,同时还补充了地下水部分。
4.2 哈尔滨群力国家城市湿地公园 哈尔滨群力国家城市湿地公园场地原本是一片湿地,然而周边的道路建设和高密度城市的发展,导致该湿地的水源即将枯竭,造成湿地退化,并将消失的情况。该项目的设计策略就是将面临消失的湿地转化为一个雨洪公园。设计保留了场地中部的一大片区域作为自然演替区。沿其四周通过挖填方,人为地制造出一系列深深浅浅的的土坑和高矮不一的土丘,成为一条美丽的“蓝-绿项链”,使之形成了自然和城市之间的一层过滤膜和体验界面。然后沿四周布置雨水进水管,尽量收集城市雨水,让经过水泡系统经沉淀和过滤后的雨水进入核心区的自然湿地,同时还在山丘上种植了很多白桦林,一个个水泡中主要是乡土水生和湿生植物群落。让整个场地焕然一新,成为城市周边一处宜人地带。
5 我国海绵城市建设发展的思考
海绵城市技术要把握的最重要的原则就是以汇水区为单元,包括工业、农业社区,雨水就地蓄留处理,要在源头控制,完成地上与地下的水循环。并且在建设海绵社区时,我们要看到汇水区和湿地、河流和湖泊的关系,还要看到大的流域关系,要综合地看待社区生态功能。要将海绵城市的技术综合利用起来,形成一个系统,将利用率达到最高。笔者建议,还应加强相关的立法工作,尽快完善法规体系建设,比如运用收费、补贴、奖励和罚款等经济手段,提高落实低影响开发技术措施的积极性,通过各种渠道普及相关知识,转变公众观念,增强公众的生态意识,城市的建设不只是靠管理建设部门或是专家学者,更重要地是要让公众参与进来,让公众有这个意识,这是非常重要的。
所以在海d城市建设的过程中,我们需要适时的向回看、不要完全被现代科学技术所束缚,要重拾尊重自然、模拟自然的智慧方法,更好地发挥现代科技优势,解决人类生存的问题,因为任何的发展,不管是科学技术还是城市建设,只有在尊重自然的前提下,才会是可持续的。
参考文献:
[1]李俊奇.城市雨水的资源化与可持续发展[J].环境经济,2004(10):26-28.
[2]杨林霞.国内外海绵型城市建设比较研究[J].黄河科技大学学报,2015,17(5):72-73.
[3]廖朝轩,高爱国,黄恩浩.国外雨水管理对我国海绵城市建设的启示[J].水资源保护,2016,32(1):43-45.
[4]傅文,王云才.以水保护为核心的绿色基础设施系统构建研究――烟台市福山区南部地区绿色基础设施体系规划案例探析[A].中国风景园林学会.中国风景园林学会2013年会论文集(上册)[C].中国风景园林学会,2013:6.
[5]朱党生,王晓红,张建永.水生态系统保护与修复的方向和措施[J].中国水利,2015(22):9-13.
[6]刘保莉,曹文志.可持续雨洪管理新策略:低影响开发雨洪管理[J].太原师范学院学报:自然科学版,2009,8(2):111-115.
近年来,我国经济社会整体都取得令人骄傲的进展,其中,城市建设的质量也越来越高,与国际上其他国家相比,差距也在不断的缩小,由于部分城市降水较多,对城市日常运转产生严重影响的现实情况,我国的城市管理理念通过创新,创新出海绵城市的雨水管理理念,实践证明,海绵城市理论的运用,能够切实的预防和治理城市中的内涝问题和长降雨问题。海绵城市理论应该被广泛的推广与应用,促进我国城市化的发展,鉴于此,本文围绕这一题目展开论述,以期能够为海绵城市理论的实际应用提供帮助。
1海绵城市理论的运用原则
1.1优化规划
城市园林设计中,海绵城市理论的应用,其主要构成部分包括三项内容,第一个是城市雨水,第二个是雨水灌渠,第三个是超标雨水径流排放系统,三者之间是互相合作的关系,三者对海绵城市建设的作用十分突出,因此,在城市园林设计过程中,要保证三者之间的协调统一,并促使三者之间的衔接到位[1]。具体而言,在进行城市规划时,要兼顾绿色设计与灰色设计,同时,在注重从源头减少地面雨水径流的同时,也要注重在设计末端对雨水进行调解,与此以外,要充分认识并且在规划过程中要综合兼顾考虑到海绵城市建设过程中的复杂性,坚持可持续发展原则,更为重要的是,城市中相关的政府部门,要积极配合海绵城市的发展建设,最大限度的对海绵城市规划进行优化。
1.2注重生态性
海绵城市理论的应用,其出发点和落脚点就是保证和提高整个城市的生态性。在城市建设领域中,将管道、沟渠,以及泵站类等工程,称之为灰色工程,而海绵城市理论下,是通过更加灵活、更加贴近自然的工程设施,实现对城市雨水的处理,我们将此种方式称之为绿色工程,从而在城市建设发展过程中,兼顾人类社会效益的同时,也能够兼顾生态效益。尤其是在城市中的老城区地带,由于建设时间较为久远,管理不到位,雨水设施大部分都年久失修,较为落后,在雨水天气过后,雨水径流问题严重,因此,要在保持生态性的基础上,建设和发展雨水系统,保证雨水处理设施能够充分发挥作用。
1.3安全第一
现阶段,无论是何种工程,安全性都是居于首位,海绵城市建设也不例外,在建设过程中,要将城市居民的生命安全放在最重要的位置,在海绵城市的设计过程中,要立足城市的水资源实r,并结合城市的降水规律,遵守城市对水资源保护,以及城市对内洪处理的具体制度,设计出安全、科学、高效的海绵城市。
2海绵城市理论的实际应用
2.1城市道路设计规划
在海绵城市理论应用过程中,道路规划方法有两种,第一种是道路景观绿化,第二种是人行道雨水排放[2]。针对道路中的凹陷绿地,可以将其中存积的雨水,通过引流的方式,引入城市绿化带当中,将其看作天然的储水箱,减少雨水的下渗。同时,在利用城市道路中的渗透道路时,可以适当的强化它的雨水渗透作用,但是,若是城市道路路面上有大量的淤积泥土泥沙,或者是有其他垃圾污染,则要认真思考,渗透路面的可行性。
2.2自然排水系统设计规划
这一系统的工作原理,从本质上而言,就是在城市中固有排水系统的基础上,促使雨水通过不同的集水管直接被排放到城市外部的河流当中,但是,在排放过程中,将城市中的雨水视作地下水,为城市中的土壤还有植被提供水源。这一系统的构成包括城市中的植被,以及城市中的坑洼地,还有经过人工改良的土壤,最后,还包括城市本土的土壤,以及城市排水系统中自带的排水管道。
2.3雨水花园设计规划
海绵城市理论下,所谓的雨水花园,即是指以浅凹陷的方式,栽植城市中的各种植被,如灌木、话木,还有花草等等,以及城市其他基础设施中,带有植被的地带。雨水花园,充分发挥了土壤和植被对雨水具有过滤的作用,切实保证了雨水的充分渗透,并且能够最大限度的减少雨水的径流。在雨水花园中,充分的将城市的雨水管理系统与城市园林设计两者结合,一方面,有效的解决了城市的雨水问题,另一方面,又起到了美化城市的作用。
2.4可渗透路面设计规划
从本质上分析,海绵城市理论的运用,对整个城市园林设计而言,可渗透路面的实质,就是综合利用多种技术手段,将原有城市道路中那些不可渗透雨水的路面,转变为可以渗透雨水的路面,主要的形式是通过增加渗透量,从而减少地表的雨水径流量。从某种意义上而言,在城市雨水管理系统中,应用可渗透路面,就是对实际的雨水问题展开的一种具有缓和性质作用的措施,在此基础之上,能够切实减少对其他雨水管理技术手段、技术方法的使用,从源头上解决城市的雨水问题。目前,在可渗透路面中,被广泛应用的材料有水泥砖块,以及具有渗透功能的沥青,还有可渗透混凝土等[3]。
总结
综上所述,海绵城市理论,是时代不断前进背景下,城市建设发展的产物,在城市园林设计中,充分应用海绵城市理论,具有积极的影响和意义,一方面,能够降低城市园林建设的经济支出,另一方面,还有助于提高城市园林的运行管理质量,更为重要的是,海绵城市理论的应用,可以促进城市园林的建设质量,使其朝着更加自然、更加和谐、更加美观,更具实用性的发现发展,能够充分发挥城市园林的各种功能,体现城市园林的价值。
【参考文献】:
[1]孙威.关于“海绵城市”建设理论的运用与思考――以银川滨河新区黄河外滩公园休闲旅游观光道和木栈道工程景观设计施工为例[J].现代园艺,2015,11:74-76.
海绵城市建设具有十分重要的意义。文章结合项目实例探讨了基于海绵城市建设需求的给排水设计要点,期望在技术上予以建筑小区的海绵改造支持。
1项目概况
某老旧建筑小区占地面积为2.2hm2,为海绵城市改造类项目。小区有3栋办公楼、1个停车场、3片绿地,现状综合雨量径流系数经加权平均计算为0.85。降雨极易形成较大的地表径流。其现状如下。(1)绿化品质差。该小区共有46处绿化区域,绿化总面积为0.66hm2,绿化率为30%。小区内的乔木类植株成长较好,能够很好地覆盖区域内的道路设施。但是在小区绿化中仍然有8处区域存在土壤板结的问题,植株在其上难以生长,因此产生了黄土的问题。另有10处区域的小型灌木或地被植物的成长存在不足,有草木枯死或是植株种类搭配不合理的问题。在黄土的区域中,有3处还存在生活垃圾堆积的问题,并且受限于小区内的绿化管理不足,小区绿化区域内存在杂草丰茂、景观效果较差的问题[1-2]。(2)管网排水能力不足。实地踏勘发现,小区雨水口的管理维护存在严重不足,雨水口内部有较多垃圾与杂物堆积,且部分小区雨水口标高比当前的道路高,会阻碍雨水的收集排放。进一步分析所收集的资料发现,该小区还存在排水管网雨污合流问题。小区的雨水管管径为DN300~DN400,设计雨水重现期为1年,在遇到较强降雨条件时经常超负荷运行,易造成积水[3-4]。
2海绵城市改造方案
2.1设计思路
结合小区现况,通过海绵化改造,因地制宜地改造小区道路、绿化,对雨水径流进行路径调整,保障小区水环境的合理分布。对于部分屋面与道路雨水,首先将其引入绿地,再经由绿地内布置的溢流雨水口流入排水管网中。对于地面雨水,部分由雨水口直接流入排水管网中,而另一部分则由下沉绿地下渗和滞蓄。此外,对于绿地雨水,对于标准内的雨水可以由下沉绿地下渗和滞蓄,而超过限度的雨水则是由溢流雨水口溢流至排水管网。
2.2道路设计
人行道与活动广场等区域采取透水砖铺装,可以促进雨水的下渗,有效地降低地面径流的数量,也能够对地下水资源起到补充作用。对于原先小区内机动车道的裂缝、凹陷问题,在其上增加沥青混凝土进行改善,设计预计需要铺设2922.15m2的沥青混凝土。
2.3绿化设计
小区的绿地普遍高于道路,因而使用开口立缘石与植草沟结合的方式,将路面雨水引入下凹绿地之中以实现积蓄雨水的效果。在小区建筑物的周边均分布有一定的绿化区域,因此可以对这部分区域进行改造,建设下凹绿地以实现对于屋顶雨水的积蓄效果,并通过在下沉绿地适当位置设置的溢流雨水口接入现状雨水管网[5]。为使雨水径流迅速流入调蓄设施之中,就需要采用开口立缘石来引导雨水流入下凹绿地之中。并且在立缘石的开口处也可以积蓄设置植草沟,从而使雨水的流动更加高效。开口可设置成圆形、方形、半圆弧形等样式[6-7]。植草沟则是由植被、换填土(渗透性较好的种植土)、砾石层、透水土工布与基层由上到下组成。
2.4管网模型
通过建立海绵设计方案管网模型,将网络数据导入InfoworksICM软件中。雨水管定义为管渠,溢流井定义为节点,并按照排水管网相关参数设置要求进行设置。在软件中形成的小区管网概化整体平面布局,进行总体计算和分析。
3海绵改造方案效果
3.1年径流总量控制率对比
在小区的海绵改造方案中,使用了多种海绵技术手段,如下沉式绿地、植草沟、透水铺装等,其年径流总量控制率在改造前后的变化如表1所示。由表1可知,改造前,小区有49.2%的年径流总量控制率,而接受改造后,其控制率增加到了72.4%。这意味着海绵改造不仅实现了设计指标要求,还对小区内的地表径流量实现了较好的控制。
3.2积水深度对比
不同重现期改造前后积水深度对比如图1所示。由图1可知,在接受海绵改造之后,小区内的积水分布存在很大的变化,其位置与深度都有了极大的改变。在改造前,小区在不同的设计降雨重现期内的积水多产生于市政道路和本小区道路区域,而海绵改造完成以后,小区的积水的分布则是变为了市政道路和本小区雨水花园和植草沟等区域[8-9]。如图1所示,在2年设计降雨重现期时,改造后的市政道路与小区内雨水花园的最大积水深度相较于改造前的道路积水分别有9.4cm与1cm的减少量,并且其随着设计降雨重现期的延长,其积水深度的减少量还会进一步增大,这意味着改造给小区的积水分布有很好的优化效果[10]。
3.3管网排水能力对比
通过对管网排水能力进行的模拟分析可以发现,经过海绵改造以后的研究区排水管网节点溢流数量有很大的变化。在不同降雨重现期下,研究区节点溢流数量前后对比如表2所示。从表2可以看出,经过改造,出现溢流的雨水管段数量明显减少,该方案可有效控制小区内部雨水,缓解市政雨水管道压力。
4结束语
文章通过对某建筑小区的海绵城市进行设计分析,以此探究建筑小区海绵改造的效果研究。建设海绵城市需要根据建筑小区的实际情况选择合理化的低影响雨水开发设施,还要与城市建设规划进行充分对应,达到经济性的要求,进而保证城市小区海绵城市建设达到高质量、经济性、高效益的目的,促进建筑小区雨水开发能力的提升。因此,在设计时应先掌握各种影响海绵城市效果的因素,实现优质的设计效果。
参考文献:
[1]赵士文,林俊雄,祁锋,等.基于系统思维的海绵城市设计方法探索与实践[J].净水技术,2021,40(6):147-153.
[2]冯磊,徐得潜.建筑小区海绵城市建设中雨水系统设计方案的优化研究[J].水土保持通报,2021,41(3):193-199+217.
[3]王贵南,周飞祥.建筑小区类项目海绵城市建设效果评价研究[J].给水排水,2020,56(12):88-92.
[4]陆平.住宅小区海绵化改造工程分部分项划分探讨[J].福建建筑,2020(3):79-82.
[5]李松良,刘荣荣,宋志雄.海绵城市建设对策研究:以扬州市为例[J].江苏建筑,2020(1):41-43.
[6]袁佳佳,宋聚生,董文艺.面向海绵城市理念的建筑小区雨水设计策略分析[J].住宅与房地产,2019(34):62.
[7]郑丽丽,李静,张春嘉,等.海绵城市建筑与小区项目建成效果评价研究:以北京市某小区海绵城市建设效果评价为例[J].环境科学与管理,2019,44(11):20-24.
[8]宣梦茹.老旧住宅小区海绵城市建设难点与措施分析[J].住宅与房地产,2018(33):225.
近几年的快速城镇化带来了中国经济的飞速发展,促进了区域协调发展以及全社会的进步,但是同时,快速城镇化也带来了新的问题———环境污染和资源短缺,尤其是水资源短缺。这种外延式的城市发展模式给城市带来了巨大的创伤,所以必须改变城市发展模式,转为内涵式发展和集约式发展。在生态文明建设中,海绵城市是一项重要内容,它具有自然积存、自然渗透和自然净化功能。
1.2概念解读
海绵城市是指城市能够像海绵一样吸水、蓄水、释水,在适应环境变化和应对自然灾害的时候具有良好的“弹性”。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,应用低影响开发设施与人工措施相结合,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。低影响开发是指在开发场地时,为维持场地开发前后水文特征不变,采用源头式、分散式的措施。其核心是维持场地原始的径流总量、峰值流量和峰现时间等水文特征不变。
2.研究思路
随着城市化进程的开展,武汉也遭遇着水污染和内涝的严重问题。建设海绵城市,制定相应的规划设计方法,加快海绵城市的建设步伐,是本文研究目的所在。文章从规划角度出发,与城乡规划各个层级规划相结合,为将来的武汉市海绵城市建设提出具备可操作性的工作思路。海绵城市建设应具备的特色:1)保护性开发“海绵体”城市开发建设过程中应保护河流、湖泊、湿地等这些大的水生态敏感区,这些是大自然原生态的海绵体,理应保护不被破坏,并且结合区域及周边有利条件进行低影响开发的雨水系统规划设计。2)水文干扰最小化设置人工海绵体如植草沟、湿地、下沉式绿地等实现地区径流总量控制、径流峰值控制和径流污染控制等,保护区域内河道不被污染,水体不被污染。3)统筹协调低影响开发雨水系统建设内容应该纳入城市总体规划、专项规划、控制性详细规划和修建性详细规划之中,且各规划在编制和实施过程中,应相互协调相互衔接,做到多规融合,共同指导建设海绵城市。
3.海绵城市在城乡规划中如何实施
海绵城市建设作为一项繁琐又巨大的工程,武汉市人民政府理应作为责任主体,同时统筹协调规划、国土、排水、道路、园林和水利等部门,在海绵城市相关规划的编制和实施过程中,共同落实海绵城市建设的详细内容。
3.1总规定目标
在规划编制之始,应优先开展相关专题研究,同时为了更准确的确定城市年径流总量控制率和对应的设计降雨量目标,应结合武汉市的生态保护、土地利用以及水系绿地、市政环保等相关内容,最终根据设定的降雨量目标制定武汉的低影响开发雨水系统构建的实施策略、实施原则和重点实施区,同时应在城市水系、排水防涝、绿地交通等专项规划里纳入海绵城市建设的相关内容和要求。结合武汉市的现状实际状况,展开专题研究的同时,也要在绿地率、水域面积率等相关指标基础上,城市总体规划还应增加城市年径流总量控制率、峰值流量控制率等指标,具体要点如下:(1)优先保护水生态敏感区。水生态敏感区作为城市里的大的天然海绵体必须受到足够的重视和保护,河流、湖泊、湿地、坑塘和沟渠等在空间管制里应纳入禁建区和限建区的范围,严格划定城市蓝线范围,城市构建低影响开发雨水系统和城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统应于城市水体做好衔接,保护水体不被二次污染。(2)集约式城市开发。合理保障城市生态空间,提倡集约式开发,为防止城市无序蔓延,应确定城市空间增长边界和城市的规模,避免开发造成破坏。(3)确保合理的透水面积。目前城市地面都是大面积硬化,影响雨水的渗透,因此要设定不同性质的绿地率和透水铺装率指标,确保透水路面的比例。(4)合理控制地表径流。根据武汉的竖向分区,合理确定雨水的排水区,优先保护和修复自然径流通道,建设植草沟、下沉绿地、雨水湿地等汇集分区雨水,控制地表径流。
3.2控规定指标
海绵城市建设在控规层面应该与相关专业协调,通过土地利用空间优化等一系列方法,在控规内容里细化和分解总规以及上级规划提出的低影响开发控制目标及要求。在建筑密度和绿地率等指标的约束下,应提出各地块的单位面积控制容积和下沉式绿地率、透水铺装率和绿色屋顶率等控制指标,作为土地开发的规划设计条件,要点如下:(1)地块的低影响开发控制指标应明确。控规应该分解细化城市总规和专项规划的低影响开发控制目标,根据规划用地分类的比例和特点对各指标进行分类分解。地块的地影响开发控制指标看依据地块的分区而定,比如已建区、新建区、改造区等。(2)地表径流组织应合理。根据汇水区的划分,协调地块内建筑道路的布局和竖向,使得地块内地表径流有组织的汇入周边绿地系统和城市水系,同时汇水区应与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统相衔接,充分发挥低影响开发设施的作用。(3)低影响开发设施应统筹协调。根据地块实际情况,确定地块内的低影响开发设施的类型及其规模,合理布局地块内规模较大较为复杂的低影响开发设施。
中图分类号:TU992 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)01-0001-02
如今中国面临着水资源缺失、水环境污染、城市内涝、水生物栖息地丧失等一系列水问题,针对这些问题相关管理单位及建设部门采取了各种挽救手段与制止措施。其中,海绵城市理念的提出给城市发展和人类生存带来了福音,人与自然和谐相处的观念逐渐深入人心。为了城市建设的发展,海绵城市的建设必然会成为历史的选择。
1 海绵城市的提出背景及其内涵特征
随着我国城镇化的大力发展,我国逐步由一个农业大国发展成为现代城市化工业大国。在2011年我国城镇化率首次突破了50%大关。城镇化建设的快速建设,给国家发展带来了很多积极影响,比如产业结构改善、科技发展、研究成果转化、城乡人口调整。但是在过去高速城镇化建设的进程中,人与自然和谐共处的理念总是被人们忽略,在城市群快速兴起的今天,我国正面临严峻的生态环境问题,比如淡水资源匮乏、地下水位降低、城市雾霾、空气质量下降、雨水洪涝、水系统污染以及生物栖息地丧失等等。因为房屋建设、地面施工等影响,下垫面出现了硬化现象,以致于70%-80%的降雨都形成了径流,地下渗水只有20%―30%,基于以上原因,自然生态本底受到了严重破坏,自然海绵体的损害造成了下雨则涝、逢涝定瘫、雨后即旱、旱涝迅转以及热岛效应等灾害,为此,引起了水生态环境严重污染与恶化、水资源紧张以及水安全缺少保障等危害。针对我国面临的各种水问题引起的严重综合症,在2014年11月,国家住建部颁布了《海绵城市建设技术指南》,明确提出了我国海绵城市的理论。
在城市洪涝频频出现的当今,海绵城市的运用已经逐步得到了社会各界人士的认可,甚至已经出现了将我国发展成为绿色海绵系统的呼声,希望可以将雨水就地资源化,将其就地储蓄,努力让城市公园与湿地形成统一,打造水生态基础设施自然保护系统。图1展示了中国不同地区多年平均降水量。
2 国内外海绵城市发展现状
2.1 国外海绵城市发展现状(新加坡、德国、瑞士)
长期雨水量充足的热带岛国新加坡,其降雨量还在逐年增加,然而却很少发生城市内涝的现象。面对随时到来的倾盆大雨,其城市极少出现大量积水,这与当地合理配置的雨水收集和城市排水系统密不可分,图2展示了排水管网的工作原理。在新加坡,几乎每栋房屋、每条马路都修建有排水渠,并且@些排水渠是与相关排水系统相连通的,因此,充分体现了海绵城市的弹性概念,使该城市能够及时吸水、蓄水、渗水、净水。
对于德国,其城市排污处理的能力和地下管网的发达程度处于世界遥遥领先的地位。比如:在柏林,其地下水道的长度已经达到了9646km,而且部分管道已有近140年的历史,由此可见,其海绵城市建设水平之高。在柏林,其城市地下水道多采用混合管道系统,可以对污水与雨水同时进行处理。而在柏林郊区,为了提高水处理的效率,使水处理更有针对性,其通常采用分离管道系统以对雨水与污水分别进行处理。在最近几年,德国还兴起了分散的雨水处理系统,大力推行“洼地―渗渠”系统,通过建设洼地、渗渠等设施,并将其与具有孔、洞的排水管道连接为一体对雨水分开处理。通过低洼地段暂时积蓄往下渗透的雨水,通过渗渠长时间贮藏雨水,这使得城市排水管道的负担大大减小。
2.2 国内海绵城市发展现状(沿海城市等)
根据我国的基本国情和自然环境,我国也在大力贯彻海绵城市建设理念,第一批试点城市包括了迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区,如今还有很多省市都在积极申报海绵城市试点。北京市、天津市、大连市、上海市、宁波市、福州市、青岛市、珠海市、深圳市、三亚市、玉溪市、庆阳市、西宁市和固原市已经进入2016年中央财政支持海绵城市建设试点范围。未来,海绵城市建设必然会在全国大面积普及。
3 海绵城市多尺度构建方法及实践
3.1 宏观――综合水安全格局与水生态基础设施,北京案例
海绵城市构建过程中,从方法上讲可以参考景观安全格局的办法,对具有水质管理调节、洪涝处理与排放、生物多样性与水资源保护等功能的空间位置进行综合水安全格局建设。通过水生态安全格局的分析与规划,在城市总体建设中设置合理的水生态基础设施。例如:在北京市,其水生态安全格局包括底线、满意、理想三个水平的安全格局。假使以理想化的水安全格局构建当地生态基础设施,其城市雨水能够完全消纳,地下水可以得到充分回补,这样人与水之间的占地压力可以得到大大缓解,城市的人口容纳程度可以大幅度提高,发生洪涝等自然灾害的几率会显著减小。图3为北京市水生态安全格局图。
3.2 中观――城镇海绵系统,海南三亚案例
从中观层面上讲,构建海绵城市应当考虑如何合理利用城镇区域内的江河、坑塘,如何有效结合主要汇水位置和集水区域,如何实现城镇一体化的海绵系统,以解决污水处理、水量平衡、栖息地恢复等问题。比如:海南三亚在海绵城市规划中强调要对海南总体城市建设制定详细规划,坚决抵制城市建设侵占江河湖水系统,做好江河、水库、湿地、池塘、沟渠自然水体的保护,全面推行城市排水以及防涝设施的达标建设。
3.3 微观――城市雨洪管理绿色海绵技术,哈尔滨群力雨洪公园案例
海绵城市建设最终需要落实到具体的海绵体身上,如:小区建设、公园规划以及局部集水单元建设。此微观尺度主要是关系到基础设施建设技术的集成。以哈尔滨群力雨洪公园为例,该公园是以解决城市内涝为目的建设的湿地公园,很好实现了城市与水相适应的问题。图4与图5分别给出了哈尔滨群力雨洪公园城市海绵体总平面图和哈尔滨群力雨洪公园城市海绵体建成实景,其建设的关键问题主要包括4点:
(1)在雨洪安全格局的基础上,建设由“集水城区―汇水湿地”镶嵌结构的海绵综合体。
(2)一方面为了奠定生物栖息地多样化的基础,为水生生物提供舒适的游动与休憩环境,同时为了搭建多级湿地系统的基础,需要通过填一挖技术建设海绵面地形。
(3)该公园采用“水质净化―蓄滞水―地下水回补”形式的”多级多功能湿地系统,需要将表流湿地与潜流技术进行整合,以实现土壤清洁与生物净化,净化以后的雨水通过中央低洼湿地进行汇集,再回补给地下水。依照水质净化、蓄滞水、地下水回补的前后顺序搭建三类不同的湿地系统,最终实现多种生态系统并存的全方位服务。
(4)尽量融合生物保护、科学技术普及、教育理念灌输等功能,并有效利用相关地形特征和雨水分布规律形成或恢复具有特色的生态环境。
4 结语
中国在城镇化建设的过程中长期依赖于灰色基础建设,在过去的经济建设中严重忽略了人与自然和谐相处的重要价值观,长期单纯追求单一目标,这严重破坏了生态环境。城市内涝、热岛效应、地下水位下降、水生物栖息地破坏都是当今中国面临的巨大问题与负担。海绵城市的建设是解决这些问题的必然手段。
城镇化的快速发展带动了经济持续增长,促进了社会全面进步,同时也带来了严重的暴雨积涝灾害。从古至今,暴雨积涝灾害一直是人类难以解决的问题。
近几年,中国的暴雨洪涝灾害愈发严重:“20XX年7月12日,哈尔滨多处上演‘水漫金山’”、“2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,导致严重内涝”、“2011年6月18日,到武汉看海”、“2008年深圳6.13特大暴雨”……数量之多,不胜枚举,这些新闻无不说明暴雨洪涝已成为长城内外、大江南北大多城市的通病。暴雨积涝灾害对城市水利、农业、交通、工业等方面造成的直接经济损失不可估量,同时通过人口死亡、疫病爆发等问题给社会带来了巨大的冲击,造成的自然资源减少、环境污染和生态退化程度更是难以估计。
造成城市暴雨积涝灾害的原因主要有气候和城市建设两方面的原因。从气候角度来说,由于全球气候变暖,水循环产生变化,降雨时空分布不均,导致城市出现暴雨积涝灾害;从城市建设角度来说,主要是城市建筑和硬化面积过大,植被覆盖率过低或者遭到破坏,城市的吸水、存水能力差,其次是排水设施的排水能力不足、重建轻管。
目前,城市针对暴雨积涝灾害采取的工程性措施主要有修建蓄水池、增加排水泵站、加大排水管径、在线蓄水等,这些措施需要占用大量的城市地下空间,投资大,维护困难,废弃后无法回收利用,会产生大量固体废弃物,对环境造成二次污染。其他措施如增加绿化面积也会引起城市用地紧张等问题,浪费城市空间资源。
二、国内外相关研究应用现状
LID技术于1990年末发源于美国马里兰州的王子县、西雅图和波特兰,是由马里兰州环境资源署首次提出。之后经过20多年的发展,LID在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等地广泛应用。在美国,LID设施的应用还形成了绿色道路、绿色社区等理论和方法;在澳大利亚,LID的应用称为水敏感城市设计;在英国,LID技术应用于城市排水系统,形成了可持续城市排雨水系统;在加拿大,LID和场地设计相结合,形成最优场地设计、保护性设计等;在新西兰的应用称为低影响城市设计与开发。
随着对国内雨水问题的重视,雨水方面的研究和应用也逐渐多起来,LID在国内已有10年的研究和实践,于2012年形成了“海绵城市”.
2012年4月中国北京大学在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中首次提出“海绵城市”一词。住房和城乡建设部于20XX年2月17日发表的《住房和城乡建设部城市建设司20XX年工作要点》中首次提出海绵城市的概念,20XX年10月,住房和城乡建设部出台了《海绵城市建设技术指南》。
2017年4月2日,国家财政部、住房城乡建设部、水利部宣布了海绵城市建设试点:西咸新区、武汉、重庆、贵安新区、遂宁、南宁、常德、鹤壁、济南、萍乡、厦门、池州、嘉兴、镇江、白城、迁安16个城市。
三、研究目标及意义
鉴于传统城市普遍存在的暴雨积涝灾害和道路排水问题,而国内的海绵城市和LID发展和研究较为薄弱,因此,对于海绵城市理念下的城市道路进行系统化设计研究很有必要。本研究主要通过对国内外已有研究成果的整理与分析,探讨海绵城市与LID、海绵城市道路与LID的关系,采用文献调研的方法系统地对城市道路进行了LID设施的选择及其组合优化设计;针对案例进行实地调查,探讨LID在海绵城市道路中如何应用。
论文的研究目标是建立海绵城市理念下的城市道路系统设计的基本理论框架,研究其具体的设计方案和技术。
论文的研究意义:为海绵城市理念下的城市道路系统设计提供借鉴和参考,对解决城市雨水问题有一定的现实意义。
四、研究内容
论文的研究内容主要有三个方面:
1)研究海绵城市理念下的城市道路系统,分析其与LID的关系及对LID设施的选择。
2)构建海绵城市理念下的城市道路系统规划和设计的完整体系,从路网规划和道路设计两个层面进行具体研究。其中,道路设计重点研究停车场和广场的LID设施组合优化设计,道路与红线外用地衔接中重点研究建筑、小区的优化设计。
3)将研究的设计理论成果应用于商洛城市道路系统,并通过SWMM模型进行模拟评价。
五、提纲
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 城市暴雨积涝灾害频发
1.1.2 传统城市道路排水存在的问题
1.1.3 LID与海绵城市理念的提出
1.2 相关理论的概念
1.2.1 海绵城市概念
1.2.2 LID概念
1.3 国内外相关研究应用现状
1.3.1 国外研究应用现状
1.3.2 国内研究应用现状
1.3.3 国内外研究现状的不足
1.4 研究目标、意义、内容和方法
1.4.1 研究目标及意义
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究方法
1.5 论文创新点和技术路线
1.5.1 论文创新点
1.5.2 技术路线
第2章 海绵城市与LID
2.1 海绵城市与LID概述
2.1.1 海绵城市-LID
2.1.2 海绵城市与相关理论的联系与区别
2.2 海绵城市与LID
2.2.1 海绵城市与LID的关系
2.2.2 LID设施的选择原则
2.3 海绵城市道路系统与LID
2.3.1 海绵城市道路系统
2.3.2 海绵城市道路系统与LID的关系
2.3.3 LID技术设施选择
2.4 本章小结
第3章 海绵城市道路系统规划与设计体系
3.1 海绵城市道路系统规划与设计体系框架
3.2 海绵城市路网规划
3.2.1 影响因素
3.2.2 规划思路
3.2.3 规划原则
3.3 海绵城市道路设计思路
3.3.1 海绵城市道路设计思路
3.3.2 海绵城市道路设计注意事项
3.4 本章小结
第4章 基于LID的海绵城市道路设计
4.1 海绵城市道路与传统城市道路的区别
4.2 海绵城市道路的LID设施组合优化设计
4.2.1 机动车道和公交专用道
4.2.2 非机动车道和人行道
4.2.3 路缘石、雨水。和路肩边沟
4.2.4 道路绿带
4.2.5 停车场
4.2.6 广场
4.2.7 高架桥、立交桥
4.3 海绵城市道路与红线外用地的衔接设计
4.3.1 道路与建筑、小区衔接优化设计
4.3.2 道路与城市绿地衔接设计
4.3.3 道路与城市水系衔接设计
4.4 海绵城市道路横断面布置型式设计
4.4.1 单幅路
4.4.2 两幅路
4.4.3 三幅路
4.4.4 四幅路
4.4.5 特殊形式断面
4.5 本章小结
第5章 商洛市海绵城市道路系统设计应用研究
5.1 商洛市概况分析
5.2 海绵城市路网规划
5.2.1 商洛市现状路网分析及存在问题研究
5.2.2 商洛市排洪防涝、水系和绿地现状及存在问题
5.2.3 商洛市海绵城市路网规划
5.3 海绵城市道路设计
5.3.1 商鞅大道地理位置
5.3.2 商鞅大道现状分析
5.3.3 基于LID的商鞅大道横断面设计
5.3.4 商鞅大道公共停车场设计
5.3.5 丹江立交平面设计
5.3.6 商鞅大道综合设计
5.4 商鞅大道设计效果模拟评价
5.4.1 SWMM模型介绍
5.4.2 获取基本数据
5.4.3 开发前场地模拟
5.4.4 传统城市道路模拟
5.4.5 海绵城市道路模拟
5.4.6 三种情景模拟结果分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足和展望
参考文献
致谢
六、研究方法
论文釆用的研究方法有:文献调研法、实地调查法、SWMM模型法等。
1)文献调研法论文通过对国内外文献的调研、对SEA Street等案例的研究,总结LID设施在城市道路中的应用情况。
2)实地调查法论文通过实地调查收集商洛市的路网、道路、绿地系统、水系、降雨等相关资料,为海绵城市理论的实例研究做铺垫。
3)SWMM模型法论文采用SWMM模型对城市道路设计后的雨水径流控制效果进行了评价。
七、进度安排
20XX年11月01日-11月07日 论文选题、
20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料,填写《任务书》
20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料,撰写开题报告
20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告
20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿,上交指导老师
20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订
20XX年03月21日-04月10日 论文答辩
八、参考文献
[1]汪慧贞,李宪法。北京城区雨水径流的污染及控制[J].城市环境与城市生态,2002,02:16-18.
[2]张新会。城市雨水利用的意义[J].内蒙古水利, 2011 (1): 115-116.
[3]徐振强。中国特色海绵城市的政策沿革与地方实践[J].上海城市管理,2017,01:49-54.
[4]张旺,庞靖鹏。海绵城市建设应作为新时期城市治水的重要内容[J].水利发展研究,20XX,09:5-7.
[5]《海绵城市建设技术指南--低影响开发雨水系统构建(试行)》实施[J].城市规划通讯,20XX,21:8.
[6]Metropolitan Service District ( Or.)。Green streets : innovative solutions for stormwaterand stream crossings[M].Portland,OR :Metro,2002.
[7]Water Sensitive Urban Design Research Group.Water sensitive residential design : aninvestigation into its purpose and potential in the Perth Metropolitan region[M].Leederville,WA : Western Australian Water Resources Council,1990: 1-20.
[8] Planning Services,Scottish Government.Planning and Sustainable Urban DrainageSystems[R].Planning Advice Note 61,2001
[9]Center for Watershed Protection.Better Site Design: A Handbook for ChangingDevelopment Rules in Your Community[R] .Prepared for: the Site PlanningRoundtable.Ellicott City,MD :The Center,1998.
[10]Delaware Department of Natural Resources and Environmental Control,Dover,DE; andBrandywine Conservancy,Chadds Ford,PA.Conservation Design for Stormwater Management[R].September 1997.http: / / dnrec.state.de.us / DNREC2000 /Divisions /Soil/Stormwater / New /Delaware_CD_Manual.pdf
[11]Marjorie van Roon and Henri van Roon.Low Impact Urban Design and Development:the big picture[M].New Zealand: Land care Research Science Series,2009,(37):1-63.
[12]张伟,车伍,王建龙,等。利用绿色基础设施控制城市雨水径流。中国给水排水,2011,27(4):22-27
[13]DEBUSK K M,WYNN T M.Storm-water bioretention for runoff quality and quantitymitigation[J].Journal of Environmental Engineering,2011,137(9) :800-808.
[14]COLLINS K A,HUNT W F,HATHAWAY J M.Hydrologic comparison off ourtypes of permeable pavement and Standard Asphalt in Eastern North Carolina[J].Journal ofHydrologic Engineering,2008,12(13): 1146-1157.
[15]DREELIN E A,FOWLERL,RONALD CARROLL.A test of porous pavementeffectiveness on clay soils during natural storm events[J].Water Research,2006,40: 799-805.
[16]REEVES E.Performance and condition of biofilters in the Pacific North-west Center for Watershed Protection[R].Center for Watershed Protection,Ellicott City MD,2000.
[17]杨桦。浅析低影响开发理论体系及其在北京的应用[D].北京林业大学,20XX.
[18]马克·路易斯,克里斯·宾利,谭佩文。新西兰低影响雨水体系设计[J].中国园林,2013,01:23-29.
[19]白志远。以建设“海绵型城市”改善城市排水及生态环境的探索[J].中国建设信息,20XX,13:76-77.
[20]何卫华,车伍,杨正,李世奇,吕放放。城市绿色道路及雨洪控制利用策略研究[J].给水排水,2012,09:42-47.
[21]唐绍杰,翟艳云,容义平。深圳市光明新区门户区--市政道路低冲击开发设计实践[J].建设科技,2010,13:47-55.
[22]吕放放。杭州城区雨洪控制利用及道路应用研究[D].北京建筑工程学院,2010.
[23]马敏杰,姚敏,李英豪,奈超。昆明市市政道路雨水资源化利用的研究[J].林业建设,2011,05:49-52.
[24]刘国茂。城市道路与路面雨水利用的探讨[J].城市道桥与防洪,2005,04:63-65+146.
[25]张崇厚,高晓磊。中国北方城市道路横断面的生态设计[J].清华大学学报(自然科学版),2009,06:794-797.
[26]李海燕,罗艳红,张悦。 LID措施在道路雨水利用工程中的应用[J].节水灌溉,2013,11:44-49.
中图分类号:U412.37
前言:当前,人类社会所面临的环境问题日益严重,生态环保理念深入人心,在这样的背景下,海绵城市道路设计理念应运而生。顾名思义,海绵城市道路设计理念指的就是城市能够像海绵一样富有弹性,从而提升城市道路对各种自然灾害的适应性。海绵城市道路设计理念遵循生态设计原则,在道路设计中的应用至关重要。基于以上,本文简要研究了城市道路设计中海绵生态理念与相关技术。
1海绵城市建设的重要性
1.1在防雨防洪基础上实现对雨水资源的充分利用
基于海绵城市道路设计理念的城市道路设计的目的是改善城市排水状况,从而更好的为城市人民提供服务,在保证城市道路防洪防水性能的基础上,能够充分利用丰富的雨水资源,具体来说如下:①防洪防水:基于海绵城市道路设计理念的城市道路设计能够有效提升城市道路的排水能力,在暴雨来袭的时候,保证城市道路的排水要求,这是海绵城市道路建设的根本性目标[1];②雨水资源的利用:海绵的吸水性体现的是海绵城市道路设计的防水防洪性能,而海绵的排水性则体现的是海绵城市道路设计的供水性能,海绵城市道路能够存储雨水,在水资源不足的时候,充分发挥海绵的排水特性,满足城市人民生产生活的用水需求,实现了对雨水资源的充分利用。
1.2改善生态环境
改善生态环境是海绵城市道路设计的重要价值和意义,随着经济的发展和社会的进步,生态观念深入人心,城市道路设计的生态性日益受到重视,我国城市建设的重点就是要保护生态环境,国家出台了相关政策来改善生态环境,海绵城市道路设计理念应运而生[2]。在传统城市道路建设模式中,大多是硬化路面的设计方式,每逢大雨或暴雨来临,大都依靠排水管道和泵站来进行排水,通过雨水的快速排出和末端控制为主要控制手段,这种设计方式很容易造成逢雨必涝,旱涝急转的问题,《海绵城市建设技术指南》中强调优先利用绿色组织进行排水,例如雨水花园、植草沟、下沉式绿地等,这种排水方式实现了对雨水缓慢排释、分散源头的排水效果,这种排水方式不仅能够避免洪涝灾害,还能够有效缓解城市污染问题,改善城市污染现状,对于城市环境保护、生活质量改善等方面有着重要的意x。
2海绵道路设计的低影响开发概述
海绵道路能够像海绵一样留住雨水,促进雨水的循环利用,当降雨来临的时候,海绵道路不仅能够吸收、存储、渗透雨水,还能够有效净化雨水,将雨水补充到地下水中,优化并调节城市的水循环系统。而在干旱时节,海绵城市道路能过像海绵一样将吸收、存储的水释放出来,实现对雨水的循环利用,使得城市用水贴近自然生态,同时对于丰富城市景观也有着重要的作用,有效改善了城市的生态功能,提升了城市的宜居性。
海绵城市道路设计能够将雨水的渗透、滞留、存储、净化、利用以及排水结合起来,能够将城市防洪防涝、污染控制、水资源净化以及修复生态等多个目标统筹到一起,不仅实现了道路的使用功能,同时实现道路的生态功能[3]。在低影响开发过程中,将城市道路设计与城市建筑、绿地、广场、小区等结合起来,统筹作为载体,城市规划部门、道路设计部门以及道路施工部门等各个专业部门协同配合,打破传统城市道路设计以排水为主的观念,通过生态化技术构建低影响雨水开发系统,充分实现城市道路的生态效益。
3海绵道路设计技术分析
3.1路面材料选择
在传统的城市道路设计中,大多选用沥青混凝土和水泥混凝土等作为路面材料,出于环保性和生态性的考虑,国建建设部出台的《透水沥青混凝土技术规程》中明确规定了城市道路不仅要满足使用功能,同时还要满足透水、降噪等生态功能。海面道路设计应当积极选用透水性强、净水效果好、滞留水能力强的环保路面材料,当前一些环保性路面材料的承载能力较弱,因此仅仅能够适用于小区道路、公园道路等荷载较小的道路,对于城市主干道、快速路等难以适应,这就要求环保部门和城市道路建设部门要积极研发新型的环保路面材料[4]。
3.2道路横坡及绿化带设计
传统城市道路设计方式中,道路一般向外侧倾斜,便于雨水汇入到排水管道中,绿化带一般比道路高出25-40厘米,呈现出凸起的形式。在海绵道路设计中,为了实现城市道路的渗水功能、滞留水功能、存储水功能和净化水功能,海绵城市道路设计为向绿化带倾斜的形式,当降雨的时候,雨水会流向绿化带,这就增加了绿化带滞留雨水的能力,而对于绿化带的设计来说,为了保证能够顺利接受道路横坡汇集来的雨水,其设计高度低于城市道路5-15厘米,呈现凹型,此外,在绿化带下方设置碎石盲沟,超过路基深度设置碎石层,以此来保证雨水的有效渗透,避免洪涝。此外,在海绵城市道路设计设计中,雨水口篦子减少,雨水管径降低,采用智能控制方式,在暴雨来临、雨量较大的时候开启,保证城市道路的排水功能[5]。
3.3人行道设计
相较于主干道、快速路等城市道路来说,人行道的荷载较小,因此可以采用渗透性材料,路面采用透水人行道板,路基采用透水混凝土、垫层则采用碎石层,这就有效增加了人行道的透水性。如果在人行道周围有绿化带,可以设置渗沟与绿化带的渗水层相连,保证绿化带对雨水的利用和滞留。
3.4边坡支护设计
在传统城市道路设计中,石质边坡不仅施工麻烦,且对生态环境破坏严重,海绵道路设计应当采用绿色边坡,例如采取窗式护面墙植草支护方式、网格植草支护方式等,以此来提升城市道路的生态效益。
结论:综上所述,海绵城市道路设计理念指的就是城市能够像海绵一样富有弹性,从而提升城市道路对各种自然灾害的适应性。本文简要介绍了海绵城市道路设计这一生态化城市道路设计理念,并探讨了海绵道路设计技术,旨在为相关城市道路生态化设计实践提供参考。
参考文献:
1 海绵城市与低影响开发
海绵城市就像一块海绵那样,能把雨水留住,让水循环利用起来。即指遇到有降雨时能够就地或就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”,同时丰富城市景观,增强城市生态功能,让城市更加宜居。
海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针,把雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水紧密结合,统筹考虑内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目标。海绵城市建设既要实现生态目标,也要满足城市功能。因此,低影响开发设施建设必须要以建筑与小区、绿地与广场、城市道路等城市基础设施作为载体,城市规划、设计、施工及工程管理等各部门、各专业统筹配合,突破传统的“以排为主”的城市雨水管理理念,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种生态化技术,构建低影响开发雨水系统。
2 城市道路建设在低影响开发中的重要性
随着城市建设的发展和城市规模的扩大,大量的硬化地面减弱了雨水的渗透,雨季降雨量大时容易形成洪峰,导致城市部分区域积水;导致城市热岛效应、温室效应加剧,极端气象条件和极端水文条件增多。
城市道路是城市空间的重要组成部分,在城市建设中占有很重要的地位,在不断加快的城市化进程中,道路面积不断增加,道路硬化用地面积占城市建设用地面积约15~20%。道路路基范围收集到的雨水量非常可观,而目前这些资源都无法得到有效利用,如果能在现有雨水直接利用与间接利用的研究基础上,针对绿化带用水特点,研究新型路面材料、雨水就地渗蓄、利用方式,就近收集道路径流作为地下水、路边绿化带的补充水源,对推动低影响开发建设有着非常重要的意义。
3 低影响开发城市道路建设设计方式
3.1 城市道路实施现状
目前在城市道路建设过程中,以满足城市道路功能为目的,在雨水控制和利用思路上主要体现“排”上,忽略了对生态的保护和环境的影响;这种以“路面横坡收集-雨水口-市政管网”为主的道路雨水排放方式, 主要缺陷有:①道路雨水经市政排水管网直接进入河道,道路绿地不能有效地滞蓄雨水,不能对地下水进行补充;②绿化带不能有效蓄留雨水,因经常性的浇灌绿化成为道路用水大户,每年都消耗大量自来水,加剧了我国水资源严重短缺的现状;③雨季地表径流量大幅增加,造成洪涝灾害;④雨季地表水排水不畅,路面积水严重,面层湿滑,引发交通事故。
3.2 城市道路路面材料的选择
城市道路路面传统做法一般采用水泥混凝土和沥青混凝土。为城市建设需要、改善生态环境,2012年前后建设部了《透水沥青混凝土技术规程》和《透水砖路面技术规程》,规范规定透水混凝土路面应满足道路路面使用功能,并满足透水、抗滑、降噪要求。透水沥青路面组合形式分为三种,分别是①路面水进入表面层后排入临近排水设施、②路面水由面层进入基层(或垫层)后排入临近排水设施、③路面水进入路面后渗入路基。前两类主要用于需要减小降雨时路表径流和降低道路两侧噪音的新建和改建道路,解决了“排”和降低路面径流和噪音的问题,但是未解决“渗、滞、蓄、净”的问题。第三种形式路面水渗入路基,但规范要求路基土渗透系数大于或等于7×10-5cm/s的公园、小区道路、广场和中轻型荷载要求的道路可采用该路面形式,也就是说在城市道路快速路、主干路、次干路等车流量大的重型和超重型荷载条件下不能采用透水路面。随着低影响开发建设被越来越多的部门重视,建议相关部门共同研究环保、强度高的沥青路面材料。
透水人行道要求土基应具有一定的渗透性能,土的渗透系数不小于1.0×10-3mm/s,且渗透面距离地下水位应大于1m。人行道及绿化带满足“渗、滞、蓄、净”相对容易一些,但人行道与绿化带毕竟才占总道路面积25~40%,为满足道路车行道整体功能,靠近车行道的绿化带和人行道也都设置了防水系统,不能有效解决“渗、滞、蓄、净”的问题,所以整体解决道路路基范围内“渗、滞、蓄、净”是处理低影响开发建设的重要内容。
3.3 低影响开发建设城市道路设计理念更替
3.3.1 道路横坡及绿化带设计方式选择
城市道路传统设计方式是将道路做成向车行道外侧倾斜排水至道路雨水口后汇入雨水管系统,绿化带做成高于车行道25~40cm的凸起形式。为有效解决城市道路“渗、滞、蓄、净”的问题,建议将车行道做成向中央绿化带倾斜的形式,向绿化带方向排水;绿化带做成低于车行道5~10cm的凹型形式,以便于收集雨水,在绿化带下方设置碎石盲沟,在盲沟底面,超过路基工作区深度范围后设置碎石层,反向路基底渗流。
同时在设计中减少道路雨水口篦子的设置、减小雨水管径,并采取智能开关控制形式,仅在雨量较大、地面水不能有效排除时打开雨水篦子开关,收集雨水至雨水管排水系统。
通过此设计方式的转变,道路路面雨水通过简单的雨水管收集变为路面渗透、绿化带渗沟“渗、滞、蓄”并反向路基渗流、雨水管收集等三种流向。
3.3.2 道路人行道设计方式选择
人行道人行荷载较低,在设计中可以采用透水人行道板铺砌,基层采用透水混凝土铺砌,垫层采用碎石层。为减小对路基工作区的影响,在靠近车行道侧设置隔离层,在人行道范围内设置30cm左右的碎石沟,深度结合路基工作区深度确定,将人行道范围内雨水与路基底面碎石渗水层连接,有效处理雨水渗流。如人行道侧有路侧绿化带的,也可以按照绿化带降低收集雨水的方式处理,并设置渗沟与底层渗水层连接。
3.3.3 边坡支护方式的选择
在山区地方,道路边坡也占据道路红线范围的很大比例,道路边坡的稳定性、生态处置是低影响城市开发建设重要内容。道路路基防护一般分配坡面防护和冲刷防护,有植草防护、灰浆防护、护面墙、挡土墙、混凝土预制板等防护方式。
在城镇化背景下,低影响城市开发越来越重要,生态护坡在城市建设中得到更多的应用,植草、平铺草皮、植树等模式在城市道路建设中运用广泛。而对于石质边坡的处置就比较麻烦,边坡开挖对生态环境破坏严重,如何处理石质边坡支护问题是海绵城市建设急需解决的问题。建议对于石质边坡在设计中应根据岩层性质及走向,合理确定边坡坡比,并适当放缓坡率,采取方格网植草、窗式护面墙植草、挂网喷土植草等生态支护方式;避免采用喷浆、抹面等方式。并在边坡坡脚设置排水沟,沟底设置碎石盲沟,与道路基础底面碎石渗水层连接,有效处理雨水渗流。
4 结语
住房城乡建设部组织编制的《海绵城市建设技术指南―――低影响开发雨水系统构建(试行)》于2014 年10 月实施,为深入开展海绵城市建设提供了指导和依据。低影响开发雨水系统建设涉及到整个城市系统,应该通过当地政府把涉及到的规划、排水、道路、园林、交通、项目业主、施工单位和其他一些单位协调起来,明确目标,落实政策和具体措施。力争做到城市像海绵体一样,遇雨吸水、蓄水,需要时“释放”利用,实现雨水资源化、涵养地下水、降低面源污染、减轻城市洪涝和排水系统压力、改善和修复城市水环境,使得“逢雨必涝,雨停即旱”的状况将得到有效改善。
参考文献
[1]住房和城乡建设部.《 海绵城市建设技术指南 ――低影响开发雨水系统构建 》2014年10月