发布时间:2023-10-05 10:23:30
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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.102
1 前言
近几年来,随着极端暴雨天气的增加,我国城市内涝事件呈多发态势。这反映了我国既往城市建设过程中雨洪管理方面的短板,为解决这些问题,“海绵城市”的理念应运而生。海绵城市建设是通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程措施,使城市像海绵一样,在雨水管理方面具有良好的“弹性”,下雨时能够对降雨径流实现水质、峰值、外排流量、存蓄量等管理,晴天时又能够对雨水进行综合利用。建设海绵城市,对雨水实施源头、过程、末端的全方位管理,对于保护生态、改善民生、促进经社会可持续发展具有重要意义。
中国的海绵城市建设,必须是“绿色”源头设施和“灰色”过程、末端设施的组合才能发挥最大效益[1]。“绿色”海绵设施是指下凹绿地、绿色屋顶和生态调蓄塘等结合景观建设的雨水管理设施;“灰色”海绵设施主要是指雨水泵站、雨水管网和调蓄池等市政雨水设施。两者相互补充,才构成了中国的雨水管理和海绵城市体系。
海绵城市建设过程中的城区海绵化改造,属于源头控制措施,是城市面源污染控制和雨洪管理的首道防线[2]。但是由于牵涉范围较广,老城区的海绵化改造推进往往会面临困难。由于设计资料缺失、设施陈旧、现场情况复杂等原因,使老城区的海绵化改造在设计、工程前期准备和施工过程中容易出现反复迁延和中居民不理解的问题,对项目实施造成影响。镇江市是全国首批海绵城市建设试点城市之一。试点区域位于城市主城区,陆地面积29平方公里,水域面积11.5平方公里,人口27.6万。镇江海绵城市建设项目对于老城区的源头控制方案主要是老旧小区海绵化改造工程。
通过对参与的镇江市老城区海绵化改造工程进行总结和探讨,希望能为今后的类似工作提供借鉴。
2 老城区海绵化改造工程实践
在老城区海绵化改造中,主要的改造对象是居民小区和学校。海绵工程内容包括下凹绿地、管道改造、雨水罐、透水铺装以及部分绿地贴等海绵措施。这些海绵措施通过有机组合,形成了不同小区和学校中的雨水花园、海绵广场、透水停车场等各具特色的海绵综合设施。
2.1 地面改造
地面海绵化改造是镇江老城区海绵化改造的主要内容,主要工程形式是地面透水铺装改造和下凹绿地改造。在大多数的老小区改造中,透水铺装的改造主要是采取“结构式透水”的铺装形式;而在学校和公共广场则采取了传统透水混凝土砖的铺装形式。结构式透水铺装采用的混凝土砖并不透水,而是通过砖缝实现透水。其做法是在级配碎石铺就的基层上,用10cm厚的混凝土预制砖作为面层砖体,砖与砖之间的缝隙宽度增加至8mm,在砖缝中填充级配为2-6mm的砾石作为透水结构。
结构透水铺装和透水混凝土在应用中各有优势[3]。结构透水铺装的优势包括两个方面:一是结构透水铺装的造价较低,与透水混凝土相比,造价不到其二分之一。二是结构透水铺装后期维护简单,价格低廉。与透水混凝土需要高压水枪冲洗或专门负压真空抽吸设备相比,结构透水通过表面清掏和冲洗即可;即使对砖缝中的砾石进行换填,成本也是较低的。透水混凝土的优势包括:一是铺装面平整;二是色彩多样,形式美观,能满足开放性公共区域的适用需求。在镇江的工程实践中,结构性透水铺装一般用于老小区地面改造,而透水混凝土铺装则多用于广场和学校的地面改造。
在老小区的海绵化改造中,下凹绿地是起到削峰调蓄作用的主要设施[4]。下凹绿地由下至上的结构为不透水土工膜、厚25-27cm的粗砾石层、厚3-5cm的细砾石层和60cm厚的生物过滤介质层。在下凹绿地中设有溢流井,井底有透水花管与之相连,下凹绿地中积蓄的雨水通过花管缓慢进入溢流井,再通过溢流井流到小区外的市政管网中,从而对雨水径流起到削峰作用。在每个溢流井都设有溢流口,溢流口低于地面10-15cm。当绿地中积蓄的雨水超过溢流口高度,则通过溢流进入管网,避免小区内发生内涝。
下凹绿地和透水铺装道路的关系如图1所示。透水路面下的基层和下凹绿地之间是水力连通的。通过透水铺装路面下渗的雨水最终也会汇集到下凹绿地中,再经由下凹绿地流到市政管网。透水铺装的改造有效地解决了路面积水的问题,而下凹绿地则是对雨水径流起到了缓流削峰的作用,两者相互配合,成为了老城区地面海绵化改造的主要工程措施。
2.2 屋顶绿化改造
城市化进程中,建筑用地对公共绿地的挤占,也是造成城市地表硬化的重要原因之一。在城市中,建筑物屋顶面积大约为一座城市面积的四分之一至三分之一左右,屋顶也被称为城市建筑的“第五面”[5]。可见在用地有限的城市中,进行建筑物屋顶海绵化改造,建设绿色屋顶,是海绵城市建设中的一项重要措施。绿色屋顶可以在一定程度上对雨水径流起到削峰和净化的作用,同时也能缓减城市热岛效应并美化城市环境。
镇江老城区绿色屋顶改造所面临的主要问题是屋顶大多年久失修,承重、排水等条件均较差,且屋顶上多有居民私自搭建的设施。在这种背景条件下,传统屋顶花园式的绿色屋顶改造由于对屋顶的承重、防水要求较高,在老城区的使用中受到限制。与之相对的,轻型屋顶植被绿化毯的形式凭借对屋顶结构要求低、形式灵活、后期管养方便等优势在老城区改造中得到广泛运用。
镇江运用的轻型屋顶绿化毯简称为“绿地贴”, 主要植物类型是佛甲草和锦竹草,其基质厚度约2-3cm,净重量为15-20kg/m2,保水重量为25-35kg/m2,适用于平屋顶改造。绿地贴能够对小雨起到一定的滞蓄作用,对10mm以下降雨可以做到不外排。绿地贴除了对雨水的削峰作用外,也能对建筑物室内温度起到一定的调节作用,在镇江的海绵城市改造工程中主要运用于社区学校和有条件的老小区建筑物屋顶绿化改造中。
2.3 雨水排水系统优化
老城区改造另一个重点雨水排水系统的优化[6]。在居民小区和社区学校,将原本接入污水管的建筑物雨水立管断接至下凹绿地,以达到雨水调蓄的目的。在雨水出流口,设置消能石,防止雨水径流对下凹绿地的冲刷,如图3所示。在场地允许的条件下,会在雨落管末端增加雨水罐,实现一定程度地雨水利用。
合流制管道溢流(Combined Sewer Overflow,CSO)是城市收纳水体面源污染的主要来源,随着我国污水处理能力的逐步提高,CSO已成为城市河流的主要污染源。通过雨污分流改造,能够有效改善因为CSO导致的水体面源污染。镇江除了针对社区进行雨污分流改造,也对市政雨水管网进行了排查,对一些错接、逆接的管道进行了改正。此外,镇江在2017年还有修建大管径雨水管道的计划,该管道管径预计为DN4000 mm,长度为5-7km,建成后其满管容量超过了6×105m3,兼具了雨水调蓄和转输的功能。
3 分析与探讨
我国的第一批海绵试点城市的建设期截止至2017年底,目前镇江市的海绵城市建设工作仍在进行。对镇江海绵城市项目建设中的老城区海绵化改造的经验进行阶段性总结,主要包括精细化设计、施工质量控制和注重公众参与等三个方面。
3.1 精细化设计
镇江海绵城市建设从顶层规划设计开始到每一个具体小区的海绵改造设计,都始终贯穿着精细化设计的理念[7]。镇江针对与洪管理的规划研究起步较早,已经根据当地多年的降雨记录总结了本地的降雨模型,并以此作为设计依据,这比套用一些通用的雨型公式更加符合当地的情况。
镇江市海绵城市建设的目标是至2017年底,在海绵城市建设试点区内:排水防涝标准达到有效应对30年一遇降雨;面源污染削减率达到60%;年径流总量控制率75%以上。顶层设计过程中,结合试点区内的汇水特征和积水点情况,将试点区划分为若干汇水区,并根据降雨模型模拟的结果将这些目标分解至各个汇水区,再从汇水区分解至各个居民社区内。汇水分区年径流总量目标分解如图4所示。
在居民社区层面上,结合小区的汇水特征、绿化率、可用空间等条件合理选取海绵工具并对径流控制、面源污染控制等目标进行模拟和校订,直至满足该小区的分解目标后,进入小区海绵化改造的方案设计阶段。在方案设计过程中,除了要考虑海绵设施的雨水管理功能,也用充分考虑其景观功能和居民诉求,杜绝过度设计。以下凹绿地为例,为了强化雨水下渗,下凹绿地改造中回填的介质土成分以沙土为主,介质土渗水性强,但营养物保持能力则不如原土。因此这种土适合种植草本植物和灌木,不适合种植乔木。这对小区的景观来说无疑是一种损失。针对这种情况,在满足径流控制指标的前提下,可对下凹绿地中的部分区域采用原土回填,用于种植乔木,使下凹绿地的雨水调蓄功能和景观功能都得到最大限度的发挥。
3.2 施工质量控制
施工质量是海绵设施发挥作用的重要保障。对于海绵设施施工质量的控制,必须从源头、过程和末端三个方面都予以重视才能保证海绵设施的质量。在源头上需要对海绵工程参建人员进行系统的海绵知识培训,建立对项目公司、现场负责人和施工人员的三级培训体系。由于老城区海绵改造项目多而小,往往是多个工地同时开工,这些工地施工内容和现场情况各有特点,如果不掌握一定的海绵理论知识,很难机械化地复制管理,因此对现场负责人的培训是必要的。此外,现场施工人员是海绵工程的实施者,对其进行一定的培训能更好地保证工程质量。例如一些绿化人员可能对绿地下凹的形式不理解,如果没有统一培训,往往会根据自身喜好将一些灌木种植区堆高,导致下凹绿地的调蓄功能下降。
在施工过程中的控制需要施工人员认真按图施工,质量巡视员及时发现问题并整改:一是要对施工控制指标严格控制。对于下凹绿地,主控包括各结构层厚度、绿地表面标高和溢流井口标高等。结构层厚度和绿地表面标高决定了下凹绿地的雨水调蓄能力;溢流井口标高则关系到大雨时小区内涝的问题,如果溢流井口标高过高,在大雨时就会造成涝水无法及时外排引起内涝,海绵设施也就失去了意义。而对于结构式透水装,需要把握砖缝宽度,砖缝太窄雨水渗透受限会造成路面积水,如果太宽又会影响路面功能。二是要注意施工顺序,以3.1节中提到的原土和介质存的下凹绿地施工为例,需要先回填原土区域,之后再回填介质土区域,其目的是防止回填过程中,原土覆盖在介质土表面,使介质土渗透性下降。同样在需要进行混凝土对侧壁抹面的下凹绿地或花坛,要先进行抹面施工,再逐层回填砾石层和土层,目的也是为了防止施工过程中混凝土堵塞雨水下渗面。
施工质量的末端控制包含三层含义,一是施工完成后及时进行工作面清理,防止下渗面被堵塞;二是在工程验收中不合格的工程要及时进行整改;三是要及时进行总结,镇江市的老城区海绵化改造过程中,已组织了多次“海绵回头看”活动,针对既往施工过程中的经验进行总结和梳理,为后续工程实施提供借鉴。
除此之外,镇江海绵城市建设工程针对海绵设施施工的全过程,提出了“智慧海绵”的管理模式,对整个施工过程的关键节点和相关资料,都会进行电子图片保存,并建立数据库,将来还会建立手机应用APP软件,既规范施工管理过程,也方便社会各界参与监督。
3.3 公众参与
老城区海绵化改造属于开放型的工程,与一些传统的封闭型工程或半封闭工程如污水处理厂建设、道路施工等不同[8]。它是直接在居民社区中进行的,与居民交互密切,工程的进展也受到居民态度的影响,因此在实施老城区海绵化改造过程中,一定要邀请公众参与,取得公众的理解和支持。
镇江市在进行老城区海绵化改造的过程中,通过公众媒体向社会普及海绵城市及雨洪管理的相关知识,让公众对海绵城市建设的必要性进行了解。同时,在进场施工过程中,采用宣传牌、宣传围挡等手段,向施工地点周围的民众宣传海绵城市相关知识,介绍工程内容和工期,完善公众意见反馈渠道。对于居民反馈的意见,进行及时处理,尽量减少施工对居民的影响。
对于预备进场的居民小区和学校等非开放区域,注重居民意见。从设计阶段就开始请业主方介入,组织业主见面会,与建设单位一同对设计方案进行评审,通过后才进行后续施工。进场前邀请居民代表参观已完工的海绵改造小区和改造中的小区,使居民切实看到海绵化改造给小区带来的改观,树立公众对老城区海绵化改造的信心,减少施工过程中的阻力。
4 结语
镇江市针对老城区的海绵化改造,主要是基于低影响开发理念进行的源头控制型海绵设施,包括下凹绿地、透水铺装和绿色屋顶等,此外也会针对性地进行现场排水系统优化。在建设过程中,通过精细化设计、施工质量控制和公众参与等理念进行管理,实现了环境效益和社会效益,老城区海绵化改造工程取得了当地居民的支持和认可。截止至2016年底,针对镇江市的源头老城区海绵化改造和建设工作已经基本完成,在2017年⒒嶙帕建设区域性雨水管网、雨水泵站和排口处理设备等灰色设施。随着“绿色”和“灰色”海绵体系建设完善,镇江市的雨洪管理水平将会得到明显提升。
参考文献:
[1]韩松磊,李田,时珍宝.低影响开发设施提高上海建成区排水能力的模型研究[J].给水排水,2016,42(10):52-56.
[2]王建廷,魏继红.基于海绵城市理念的既有居住小区绿化改造策略研究[J].生态经济,2016,32(07):220-223.
[3]王俊岭,王雪明,张安等.基于“海绵城市”理念的透水铺装系统的研究进展[J].环境工程,2015(12):1-4.
[4]刘俊杰,王建军,马小杰.云锦路下沉式绿地海绵城市效益分析[J].中国市政工程,2016,04(02):33-39.
[5]林恬逸,唐健,赵惠恩.北京地区轻型屋顶绿化植被毯多植物配植模式初探[J].中国农学通报,2015(31):181-186.
[6]朱富坤,赵江,朱晓娟.基于全面落实生态文明理念背景下城市排水规划编制的思考与实践--以《镇江市城市排水规划(2011-2020)》为例[J].江苏城市规划,2014(04):14-18.
中图分类号:TU992;TV213.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)09-0198-01
1 “海绵城市”的概念
“海绵城市”概念的提出时间距离现在也不是很长,“海绵城市”是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。
从海绵城市的基本概念可以发现,海绵城市是从城市雨水系统管理和设计的角度来描述的一种可持续发展的城市建设理念,其中的内涵在于现代城市的设计应该具有像海绵一样吸纳、净化和利用雨水的功能,以及应对气候变化、极端降雨的防灾减灾、维持生态功能的能力。
2 城市内涝的成因
2.1 自然排水系统遭到破坏
农村都是海绵农村,不需要额外建设。为什么城市需要海绵建设呢?因为在城市化过程中,过去农村的自然排水系统遭到了破坏。城市虽然也新建了排水系统,但都是“硬”排工程,几乎没有生态排水设施。即使城内保留了河流,也是修堤筑坝,裁弯取直,渠化河道,有的还将明河改暗河、甚至变成道路,损害了河流的自然特性。在功能上主要是把城市河流用于泄洪、排污,其生命生态特征消失殆尽。
2.2 排水能力不足
主要原因在于城市化建设过程中急于求成。或是因为成本等考虑忽视了地下看不见的排水工程,导致历史欠账太多。市政工程建设标准不高,管网密度不够、管径过小而又堵塞严重、雨污未分流等情况比比皆是,导致城市排水能力有限,难以抵御几十年甚至百年一遇的暴雨洪水。中国70%以上的城市排水系统设计的暴雨重现期小于1年,90%的老城区甚至比规范规定的下限还要低。就比如今年夏天,武汉遭遇暴雨大量雨水无法及时排除,全城开启“看海”模式。
2.3 城市用地紧张,建设强度过高
开发项目建设占用土地空间过多,蓄滞渗雨水的空间过少,特别是城市低洼绿地、湿地被建设占用,没有蓄滞洪水的空间,导致内涝成为现代城市最大的安全威胁。
2.4 道路、广场等地面硬化铺装过度
城市中有限的、没有建筑的地方,大多修建了道路或进行了硬铺装。绿地的径流系数在0.2左右,而水泥铺装或沥青道路一般在0.9左右。面积相同的绿地和硬地,其自身的排水能力差8倍。不该硬化的硬化了,该硬化的又没采取透水硬化措施,这样便增加了雨水抽排的压力。
3 老旧小区存在的问题
老旧小区多数建设年代久远,当时的建设标准偏低,居民生活水平不高,居民用水量也不大,随着居民生活水平的提高,各种卫生设备日趋完善,原有的排水系统管道管径已经不能满足排水需要,根据现场调查,用水高峰时段许多管道充满度已经达到100%,因污水不能及时排出,每到夏季经常散发异味,夏天居民不敢开窗,臭气直熏人,苍蝇蚊子嗡嗡直叫。
4 解决思路
4.1 加强排水能力,解决雨污分流问题
城市绿地的海绵化改造可以在一定程度上缓解城市内涝,但要从根本上解决城市“看海”问题,还得依靠完善的城市排水系统。而要充分利用城市绿地的海绵特性,又必须优先解决城市雨污分流问题。老小区的排水管网口径普遍较小,难以满足如今的生活需要,而且堵塞现象时有发生。所以实现雨污分流,先治污后海绵,提高污水处理效率,也提高雨水了的利用率,让海绵吸收该吸收的雨水。
4.2 提高绿化率
老小区在当初的建设过程中绿地往往处于劣势地位,经常被迫做“奉献”致使绿化面积少之又少。绿化不仅仅可以改善空气质量、提高人们的生活环境质量,而且还可以涵养水源,保持水土等功能。海绵城市的另一个重要组成部分就是绿化,要知道多一块绿地就是多一块海绵。要建成海绵城市,首先要建设生态园林城市。可以这样说,只要是真正的生态园林城市,那也就是海绵城市。
4.3 透水铺装的建设
众所周知,老旧小区的路面多以水泥地等不透水的水泥及硬性铺装为主,平均径流系数在0.8以上,改变了原有的生态本底和水文特征。进行透水铺装改造能加快雨水的自然下渗,降低雨水的地表径流量,缓解雨水管道的压力,增强小区的抗洪泄洪能力。同时,涵养地下水,补充地下水的不足,还能通过土壤净化水质,改善城市微气候。透水材料的铺装是海绵城市建设的重要组成部分之一。
4.4 建设蓄水设施
蓄水,即把雨水留下来,要遵循自然的地形地貌,使将于得到自然散落。现在人工建设破坏了自然地形的地貌之后,短时间内水汇集到了一个地方,这就形成了内涝。所以要把雨水蓄起来,以达到调蓄和错峰。而当下海绵城市蓄水环节没有固定的标准和要求,地下蓄水样式多样,总体常用的形式有2种:塑料模块蓄水、地下蓄水池。
4.5 将雨水充分利用
在经过土壤渗滤净化等措施之后蓄集起来的雨水要尽可能的被利用起来,不论是丰水地区还是缺水地区,都应该加强对雨水资源的利用。不仅能缓解洪涝灾害,收集的水资源还可以进行利用,比如将停车场上的雨水收集净化后用于洗车等。我们应该通过“渗”来涵养,通过“蓄”把水留在原地,再通过净化把水“用”在原地。
4.6 减少对园林植物生长以及园林景观的影响
城市绿地海绵化建设时,有的海绵措施对植物生长会产生不利影响。特别是初期雨水弃流难题未解,污染会成为植物的杀手。下沉式绿地对植物品种的要求更高,必须是既耐淹又耐旱的“两栖”植物。
5 结论
在老旧小区的改造过程中,通过海绵城市建设思想的运用,最大程度上保留了原有的绿化面积,同时也引进了一批新型的雨水景观。透水铺装以及雨污分流的建设在提高小区排洪泄洪的能力同时通过净化蓄集起来的水还可以用于绿化灌溉避充分利用了雨水,免了水资源的短缺。同时提高了居民的生活质量,提高小区环境容貌,让老旧小区焕然一新。
参考文献
东北地区城市建设经过不断的发展,不合理的建设方法造成了城市出现了许多环境问题和资源浪费的现象,需要城市的建设不断转变,不断向生态型城市进行转换。
1东北地区建设海绵城市的优势分析
(1)建设海绵城市,缓解排水不畅问题
在雨后出现的积水问题是东北地区排水方面急需解决的重要问题,在夏季东北地区的雷雨天气逐渐增多,在很短的时间段内降水量剧增使得很多地市出现的强降雨积水的情况,还产生了一定的污水反流的现象,使得居民的出行受到的很大的限制。出现这种情况的主要原因是东北地区的很多地市相关的排水系统其设计的标准的小时降水量在夏季很多情况下都小于真正的降雨量,地下的管线无法承受实际较多的降雨量,导致地下的污水出现反流现象。在东北地区建设海绵城市,可以对相关城市的排水系统进行合理的规划和调整,进而降低或者避免城市出现内涝的问题,促进东北地区的稳定和谐发展。
(2)建设海绵城市,缓解东北地区水资源短缺情况
东北地区与南方城市相比,情况是有一定的区别的,南方地区属于多雨的气候,在进行海绵城市建设过程中重点关注排水系统的建设和运行,而东北地区少雨,其建设海绵城市主要是为了提高雨水的利用率,达到储存雨水,节能减排的目的以及作用,东北地区的部分城市水资源短缺的情况十分突出。以沈阳市为例,其主要是资源性以及水质性缺水问题。沈阳市的水资源占有量仅在平均每个人为三百立方米到五百立方米之间,而根据联合国的相关的标准。如果平均每人水资源的占有量不超过五百立方米就可以说是极度缺水的情况。这就说明沈阳市的也存在着水资源短缺的情况,而东北地区还有一些城市人均的水资源占有量比沈阳市的还要低。因此进行海绵城市的建设是非常有必要的。建设海绵城市能够使得城市具有可以循环的水处理系统,把雨水以及生活污水等进行有效的回收,并及时输送到城市的工业和农业以及其他需水量大并对水的质量要求不高的地方,以此来节约用水,并且充分发挥淡水资源的作用,使得东北地区相关的城市可以缓解缺水的情况,避免缺水的情况变得更为严重,影响城市居民的正常工作和生活。建设海绵城市具有良好的社会影响,对生态环境的恢复也有积极的作用。
2东北地区海绵城市建设相关的思考
2.1建设海绵城市,调动东北地区居民的积极性建设海绵城市对东北地区的居民有利无害,对于居民的生活带来积极的影响,生态环境的提高也可以提升居民的生活质量,促进城市的可持续发展。因此,在进行海绵城市的建设过程中要充分调动人民群众的积极性和参与度,可以通过两种方式来让群众参与进来,一是在对海绵城市进行建设的过程当中要加强宣传,通过设立公开信箱以及公开电话等形式来收集市民的意见和建议,发挥人民群众的力量,二是可以通过发放相关的津贴以及补助等方式,或者提供相关的技术支持来让城市居民对节水设备进行了解和安装,这样来让城市的居民可以参与到海绵城市的建设过程中,并且要加强海绵城市相关的基础设施的利用效率,保证海绵城市的建设可以发挥预期的效果。
2.2建设海绵城市要做好相关规划
进行东北地区的海绵城市建设时,要根据具体的城市的环境情况,包括环境的承载力等进行详细的分析和研究,在这样的前提下来进行相关的规划。最重要的是关于总体规划以及方案的制定,要根据东北地区各个城市具体的气候特征以及水资源的情况,来对海绵城市的建设明确相关的标准与要求,根据城市的建设状况对建设空间进行整体规划,把有关的具体标准以及要求进行有效的落实。在进行总体的规划时,还要对城市的生态空间做到充分的考虑,对于相关的河流以及绿地等其他自然生态环境和系统进行良好的保护,保证建设海绵城市需要用到的设施等其他设备可以有足够的空间,包括对雨水进行调蓄的相关设施以及行泄的通道等等都是需要一定的空间规划的。并且,还要根据城市的道路情况编制城市相关的排水防涝以及交通路线等方面的具体规划,保证海绵城市建设的有效性,促进建设的顺利进行。
2.3根据地区需求加大海绵体
东北地区对海绵城市进行有效地建设,就需要根据各个城市的具体情况来不断增加“海绵体”,通过增加绿化面积来使得城市海绵体可以进行及时的“吸水”和“吐水”,可以通过提高公园以及绿地的数量或者把建筑物室外的地面以及广场等进行必要的建设变成可以透水的地面来增加海绵体的吸水能力。
3结语
海绵城市建设可以使城市雨水的资源得到有效利用,促进东北地区城市的可持续发展和人民群众生活质量的提高,对海绵城市进行建设也需要相关的政策以及资金和技术方面的支持和配合,保证海绵城市可以发挥出其的积极作用。
参考文献:
[1]张建云,王银堂,胡庆芳,贺瑞敏.海绵城市建设有关问题讨论[J].水科学进展,2016(06).
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1、工程概况
某大型省运会场馆项目拟建场地属于滨海滩涂区,原为水塘及浅滩,地表90%左右面积为淤泥覆盖,淤泥层厚度0.50~12.20m,平均厚度4.73m。原自然地面高程为-1.0m ~ +4.5m高程。按项目建设规划,场地高程需全部吹填堆高到+4.5m高程,吹填总面积达到192万m2。
整个吹填施工分为A1标段、A2标段、B1标段、B2标段、C标段和D标段六个吹填区,以下是各个标段吹填面积、吹填量和围堰量汇总表:
表1各标段吹填面积、吹填量和围堰量汇总
2、主要设备机械
本工程拟投入的主要设备机械如下表所示。
表2拟投入本工程的施工机械设备
3、劳动力投入
根据本工程的工程量、工期及施工工艺特点和要求,将吹填工程划分为三个施工区域,A1、A2及B1标段为1区,B2、C及D标段为2区,拟组织成立3个专业施工队进行吹填施工,任务分工情况如下:
(1)施工一队
负责1区的吹填施工,主要包过吸砂、运砂和吹填,同时做好临时排水口的施工,参与施工人员50人(含管线安拆工人),配备500m³/h中型吹砂船2艘、250m³/h吸砂船4艘,800-1000t的运砂船4艘(含备用1艘)。
(2)施工二队
负责2区的吹填施工,主要包过吸砂、运砂和吹填,同时做好临时排水口的施工。参与施工人员50人(含管线安拆工人)配备500m³/h中型吹砂船2艘,250m³/h吸砂船4艘,800-1000t的运砂船4艘(含备用1艘)。
(3)施工三队
负责整个区域的临时围堰工作,安排挖掘机4台,主要包过吹填区域的临时拦坝和维护,参与施工人员30人。
4、主要施工工艺
本工程工作量大,既有水上施工,又有滩地作业,因此应根据工程所在地水位、流速、雾、雨等水文气象资料,认真进行施工组织部署,以下是吹砂成陆技术具体操作流程。
施工采用“吸砂—运砂—吹填”的转运方案,将采用砂设备开采的砂料装船运到施工区,接吹砂船上输泥泵进行吹填,吹砂船先用自发电,后接岸电。
取砂场吸砂施工
本工程砂源来自施工区域内外约24km的料场,用250m³/h吸砂船,通过管道输送到运砂船内。吸砂船就位前,先在预定位置上放置浮漂或标记,便于吸砂船就位,就位后用抛锚艇抛锚,待管道连接完成后准备试生产。吸砂船在指定的料场取砂,砂源取砂厚度控制在10m以内,250m³/h吸砂浓度可达30-40%。
运砂船运输
800-1000t运砂船抵靠在吸砂船后,由吸砂船将砂直接送到运砂船内,运砂船与过往船只交汇后,然后顶水抵靠到吹砂船边上。
吹填区域围堰施工
本工程吹填面积大,为保证吹填时准确达到吹填设计高程,需设立围堰对吹填进行分区。根据本工程现场地形实际情况,本工程围堰分为A1标段、A2标段、B1标段、B2标段、C标段和D标段六个区域,六个区域围堰数据表及横断面图如下。
表3吹填围堰数据表
排水水门施工
在围堰施工时预先布设排水水门和排水管,拟采用钢质箱式水门,水门箱底按照2根700mm钢质排水管,外侧抛石护堤,水门箱顶标高高出设计吹填标高0.5m,排水口底标高在中潮位位置,水门箱内侧闸板控制吹填区内水位。
吹砂船吹填作业
1)吹砂管线安装
浮管先组装成段,每段长约200m,然后在平潮位时托运至现场拼接,为防止涨落潮和风浪对浮管的影响,浮管上每隔100m抛设管子锚加以固定,涨、落水锚间隔布设。浮管布置呈近似流线型弯曲,不可形成死弯,浮管在重载之下仍露出水面之上,以便维修。
岸管铺设按指定好的管线走向,沿吹填区围堰预先铺设,吹填区内分支管线拼接延伸,根据吹填区的面积和吹填土自然流淌坡降确定,整个管线和接头不得漏泥、漏水,发现泄漏,应及时修补或更换。
2)吹填
根据现场吹填区地形及地质情况,从远离排水口的吹填区东南侧开始吹填,逐渐向西北方向水门处推进。根据疏浚土质,为防止吹填出现淤泥包和确保围堰安全,在施工期间加强对围堰稳定性的观测,并采用分层吹填,严禁排砂口正对围堰吹填,距离保持在50m以上。
运砂船抵靠到吹砂船后,吹砂船上的泥浆泵通过电动葫芦吊至运砂船内,同时开动4台泥浆泵,将砂船内的砂料冲搅成悬浊液,再开动吹砂船上的大功率吹砂泵,通过管道输送到吹填位置。在吹砂船输送管道出口处,用木杆或竹竿架设三角支架,将管道出口架设在三角架上,同时将大直径排泥管道终端分成三道四股小管,扩大沙浆喷射范围,向几个不同方向喷出沙浆,这样,每股喷口对淤泥层的扰动减小,避免了淤泥包的产生,而且对吹填平整度的控制有利,提高吹填平整度,便于吹填砂找平。
5、施工操作要点
(1)吹填时遵循“由里到外、由低到高,从中间向两侧分层吹填、相互依托”的原则进行施工,首先保证临时围堰附近范围内的吹填,采用“后退进占”法进行吹填,吹填时分层吹填砂,以避免形成淤泥包,尽量减少吹填沙浆对原地表淤泥层的扰动。
分层吹填沙的第一层吹填厚度至关重要,一般控制在0.5米至1.0米之间,第二层及以上吹填厚度一般按1.5米至2.0米进行控制,具体每层吹填厚度结合典型施工结果确定。在吹沙过程中,通过人工踩沙调整沙水混合物的流向以控制局部吹填的平整度。
(2)吹填标高控制
在吹填区内和吹砂口处四周插标杆,在标杆上标注设计吹填标高,正确预留超高值通过施工中沉降观测和吹填土取样固结压缩率试验结果确定。一旦吹填标高达到预留超高位置,及时延伸吹填管线。施工时根据实际吹填土的成陆情况布设分支管线,分支管线间隔距离根据吹填土的自然流淌坡降确定,根据吹填土质定为100-150m。吹填时排砂口严禁正对围堰吹填,距离保持在50m以上。吹填区内水位由排水水门闸板控制,随吹填泥面的增高而逐渐加高,一般高出吹填泥面0.2m,直至吹填至设计吹填标高。
6、结束语
该项目大面积海滨滩涂区域吹沙成陆施工, 2010年7月开始, 2010年12月施工至交工标高,吹填砂555.5万m3。该技术的成功应用得到了建设单位及监理单位的一致认可,为项目后期工作的开展创造了有利条件。
[参考文献]
[1]郭素明;淤泥质滩涂吹沙成陆施工工法[J];工业建筑;2012年01期
[作者简介]
一、形成原因
首先,从自然条件看,上海地区气候和土壤适宜种棉,这一地区夏季炎热,光照充足,昼夜温差很大,符合棉花的生长需求;此外,这一地区陆地形成时间较晚,由于河口位置的侵蚀沉积作用,形成了优良的沙质土壤,这些都为棉花发展提供了前提条件。
其次是技术和工具的推动作用,松江地区初期技术比较落后,“初无踏车、锥弓之制,率用手剥去籽,线弦竹狐,置案间振掉成剂,厥工甚艰。”(1)直到元贞年间,黄道婆将在海南崖州生活三十余年所学到的纺织技术带回家乡,进行改革,制成了一整套的扦、弹、纺、织等工具,极大地提高了当时的纺纱效率。她还变革织造工艺,用错纱配色、综线契花的工艺技术,织制出有名的“乌泥泾被”,推动了松江一带棉纺织技术和棉纺织业的发展,乌泥泾自此声名远播。“关陕、闽广、首得其利,盖此物出外夷、闽广海通舶商、关陕壤接西域故也。然是时犹未以为征赋。故宋、元史食货志、皆不载。至我朝(明)、其种乃遍布于天下。地无南北、皆宜之。其利视丝麻、盖百倍焉。”(2)棉纺工具的更新换代也是技术普及和日臻成熟的关键因素,赶车的出现就体现了这一进步。“凡棉春种秋花”,“其花粘子于腹,登赶车而分之,去子取花。悬弓弹花(为挟纩温袄者,就此止功。)弹后以木板擦成长条,以登纺车。引绪纠成纱缕,然后绕籰牵经就织。”(3)
第三,政策因素的影响。明初即推行了一系列有利于扩大经济作物种植范围的政策,至明中叶以后形成了沿江濒海的大面积植棉区,保证了充足的原料供应。经济作物所占比重有所增长,虽然实际种植面积相较粮食相距甚远,但打破了历代封建政权推行的粮食为本的单一的农业经济结构。“折色”的施行也间接促进农民将目光转向谷粮以外的作物,赋税可以以多种形式上缴。明初,夏秋两税原征本色;洪武九年,首开“拆色”先河,准民以银、钞钱、绢代输。正统元年,又仿洪武折纳税粮、解京充傣之制。折色的实行,使农民在经营上有了一定的主动权,免遭转运之苦,有利于调动他们的生产积极性,使商业性农业能够得到发展,同时也促进了货币的流通,为货币地租的实施打下了基础。但是以银代输也产生了一系列的弊端,造成一部分人放弃粮食种植转投其他作物,从而引起粮食产量下降。“诸方赋入拆银,而仓廪之积渐少矣”。人口日增,而粮食日少,粮食供应更为紧张。特别是由于官府所征赋额,岁有定数,不得减少,甚至有增无减。而民间米价波动频繁,时起时落,农民处于交易链的最底层,只能被动接受价格动荡造成的影响,这也为后来遭受更大程度的盘剥埋下隐患。
第四,繁重的赋税迫使农民投入到棉花种植上来。正如明代何良俊所说,“自四五十年来,赋税日增,徭役日重,民命不堪,遂皆迁业”可见弃粮迁业这一现象并非局限于松江。但这一变化表现最为明显的就是江浙地区和上海地区,这两处沿海地带经济发展相对较快,承担的布解也更重。时人的评说:“邑之民业,首藉棉布……家之租庸、服食、器用、交际、养生、送死之费,胥从此出。”(4)清初叶梦珠曰:“民间赋税,公私之费,亦赖以济”。(5)
此外,上海一带劳动力素质较高,加之纺织农户能够根据市场需求,改进技术、工艺以适应市场的品种繁多的棉布产品和不同时段的需求。如明代标布盛行,而清初发生转变,标布客商锐减,中机布兴盛,纺织农户便转向中机布,谓之“新改布”。上述这些因素相互作用,促成上海棉纺业的大繁荣。
二、历史特点和局限
(一)普遍、高效并与农业紧密结合
随着棉花种植的逐步推进,农业与手工业的结合也日益密切。 “男耕女织,外内有事。田家妇女,亦助农作,镇市男子,亦晓女红。”(6),形成了独具特色的家庭内部手工业生产链条。妇女脱离农业,专门从事生产,城镇的牙商、布商提供原料,妇女领取之后可在家中完成纺织,再将成品、半成品交售出去。许多人因此精于纺织布,获得一技之长。“天下之民出其乡则无所容其身,苏松之民出其乡,则足以售其巧。”,(7)说明即使脱离农业后,还可以充当雇工。
松江植棉到明中叶进一步推广,万历年间,棉花种植面积已有很大规模,《阅世编》卷七中记载:“上海,棉花种植之广,与稻相等。”,“官民军灶垦田凡二百万亩,大半植棉当不止百万亩”,《皇朝经世文编》补卷《高晋疏》中也曾提及,松江各县以至“农田种稻者不过十之二三。图利种棉者,则有十之七八。”另外,在分工上也有老幼、青壮的明确区分,由于一部分人缺乏织布工具和资金,或技术质量不如人,亦或精于纺纱,导致一些农家妇女专门从事纺纱工作,这也导致纺与纱的地区性分工,金山一带,“织布粗,不及松人,故纺木棉为纱者,市钱不自织”(8)。这种分工十分有利于充分利用人力资源,资源优化,技术提高。
不仅如此,棉纺织业已经开始向城市渗透,“纺织不止村落,虽城中亦然……织者率日成一匹,有通宵不寐者”(9)并且在效率和规模上都有巨大飞跃。“自二三十年来,松江之民多倚织布为生。”(10),据明代嘉庆《松江府志》,“乡村纺织,尤尚精敏,农暇之时,所出布匹,日以万计,以织助耕,女红有力焉。”(11)高效的织布效率使得每日的产量也十分可观。
(二)贩运产生
当时主要产棉区为长江中下游及河南、山东等地。但是纺织业却多集中在江南,故南北棉、布交换量大。“顾棉则方舟而鬻诸南,布则方舟而鬻诸北。”(12)虽然此时棉布已经遍及许多地区,但松江之地仍以其精良的品质被广为接受。“他处皆有,然土地之宜,种植之勤,纺织之精,运售之广,吾邑独甲于天下。每岁当八、九月,郭东南隅儿于比户列肆,捆载通海市往莱阳者为子花;售洋商及闽、广、汉阳、关东诸口者皆棉花,岁不下数万云。”(13)
嘉靖以后,上海地区的棉纺织业已具出口能力,对日本的民间贸易一直在暗暗进行。“大抵日本所需,皆产自中国,如室必布席,杭之长安也;妇女必须脂粉,漆扇诸工必须金银箔,悉武林造也;他如饶之瓷器,湖之丝棉,漳之纱绢,松之棉布,尤为彼国所重。”(14)上海地区商人不仅与日本有贸易往来,而且还开辟了南洋海外航线。当时,“湖丝百斤,价值百两者,至彼得价二倍。”(15)即运至南洋各国的利润非常丰厚。明中后期,棉花、棉布成为上海港重要的大宗货物,隆庆、万历后,安徽来的小木匠“争列肆于郡治中”郡治东蒲鞋店“几百余家”,郡治两郊则“广开暑袜店百余家”,生意火爆,“远方争来购之”(16)
(三)衍生行业和市镇的兴起
与此种蓬勃的贸易景象相适应,当时北京和松江之间已有汇票的使用,是后来汇兑业务的先声,对于去远处进行大宗贸易的商人来说,有很大帮助。安全可靠。嘉靖时,来上海做生意的商人,“无虑数十万人特以俗尚甚奢”(17),忙碌景象不难想象。由于此时商品经济活跃,贸易交换频繁,为方便收购原料,松江布商深入各乡县镇开设行庄,收购棉花,由此出现许多布市;同时,为棉纺织服务的染踹坊也大批出现,“数百家布号皆在松江、朱泾乐业,而染坊、踹坊,商贾悉从之。”(18)与贸易行为适应的相关行业已经初露端倪。
商业市镇的发展也很显著,明代手工业与商业交汇中心的市镇,即是本地农产品、棉布的国内贸易集散地,也是外地原料、消费品输入的中心。明末,这些市镇甚至有了专业的区分,如,下砂镇精于刺绣,金山卫长于纺纱,朱泾镇与枫泾镇善于染布……甚至运往国外,“来比贩运布匹的商贾,带来大量白银”,“动以数万计,多或数十万两,少亦已万计。”(19)其中,比较著名的有嘉定外冈镇,“外冈布之名特诸,明万历间,人间繁庶,四方商贾之贸贩花布者,群集于此,遂成雄镇。”(20)清浦朱家角“朱家角镇在五十保,“商贾辏集,贸易花、布,京省标客,往来不绝,今为巨镇。”(21)
三、局限
封建统治者为榨取棉花,早在元就设“木棉提举司”,“责民岁输木棉十万匹”(22),至成宗时,把棉花纳入常赋。洪武三年(1370),“户部奏赏军用布,其数甚多,责令浙西四府秋粮内收布三十万匹,”其时,明太祖有言,“松江乃产布之地,止令一府输纳,以便其余民征如故。”(23)迫使农民只能增加产量以应对政府的压榨,技术条件较好的家庭尚可依赖更新设备提高效率,那些无力更新棉纺工具的家庭只能通过不断的延长劳动时间来勉强增加产出。引明末人张鸿磐“请照旧永折疏”曰:嘉定县“仅种木棉一色,以棉织布,以布易银,以银来米,以米充兑。”(24)玄扈(徐光启号)先生曰:“陶宗仪称松江以黄妪故,有棉布之利。而仲深先生亦云,其利视丝枲百倍。此言信然。然其利,今不在民矣。尝考宋绍兴中(1134年左右),松郡税粮十八万石耳,今平米九十七万石,会计、加编,征收,耗剩,起解、铺垫,诸色役费,当复称是。是十倍宋也。壤地广袤,不过百里而遥;农亩之入,非能有加于他郡邑也。所繇共百万之赋,三百年而尚存视息者,全赖此一机一杼而已。非独松也,苏杭常镇之币帛枲,嘉湖之丝纩,皆恃此女红末业,以上供赋税,下给俯仰。若求诸田亩之收,则必不可办。”(25)天启初年,在上海、嘉定等地从事布教活动的葡萄牙人耶苏会传教士鲁德昭,就当地的棉业,留下了下面的记录:
“南直隶最东边的地区,殷富肥沃,出产大量的棉花。据当地人们肯定的说法,只在广大的上海城镇及其所辖区内,有以这些棉花为原料的二十万台织机。因此,仅以此处一地每年就要向皇帝缴纳四十五万杜卡特。织机和布匹同样是窄幅的,所以在一间屋内可放置多架。几乎全部是妇女从事此项工作。”(26)极尽盘剥后,“田家收获,输官偿息外,未卒岁,室庐已空,其衣食全赖此。”(27)在出售棉花或者以布易米的交易过程中,往往由于粮价上涨给百姓带来带来痛苦。一则商人从中操纵,由于粮食需要从外地供应,远商不至,导致价格上涨,商人趁机囤积居奇,哄抬物价,以求暴利。二则银谷价格折算变化莫测,对粮农也大为不利。
四、没有产生资本主义萌芽的深层原因
尽管棉纺织业内部分工和专业化有所加强,却没有产生资本主义萌芽,始终是小农经济“男耕女织”的家庭副业,没有出现过独立的商品小作坊,更不用说手工工场了。究其原因,大概有以下几点:首先,小农经济家内分工合作纽带十分坚韧,手纺与手织以及轧花、弹絮等一系列工序,也都在家庭内部进行,农家全体参加劳动。即使出现一些狭小的纱商品市场,出现少数专业的经纱人员,也难以撼动内部这种紧密结合,纱、布等生产上的社会专业分工,还远远没有形成。
其次,农手工业与手工业各工序紧密结合,有其调节与节省劳动的合理性,这是使之难以专业分化的内在原因。同时,农民承担繁重的租税负担,给这种结合带来很大强制性,使他们耕作之余,不得不藉手工纺织以图生存。因此,不论该地区是否植棉,纺织都成为江南大多数农民家庭的主要副业。
第三,小农根本无力也不可能革新生产工具,上海地区自元中叶吸收海南少数民族的先进技术后,虽有改进,但此后500年,鲜有大的进步,这都是手纺织业是始终停留在个体经济范畴的主要因素。
但是需要特别注意的是,此时,正处于两种生产形式的交汇点,我们应该看到棉纺业发展的多面性和进步性,棉纺织行业内部开始出现分工、棉布品种也有所增多,产生了具有特色的棉布生产加工系统。这种变化促使苏松地区市镇日益专业化,加速了棉货贸易的繁荣,但随之而来的赋税,成为当地百姓的沉重负担。同时,以棉纺织行业为代表的带有商业性农业的迅速兴起,加之新谷物和番薯的引进。明中叶以后,粮食仍处于主导地位,但在整个生产中的作用和比重已经明显下降,特别是江浙东南沿海商品经济发达地区。这些变化,加快了我国农村经济由自然经济向商品经济过渡的历史进程,有重大意义。
入清以后,美洲白银涌入,解决了货币供应不足的难题,增加社会对松江棉花的有效需求;清中叶以后,海禁废除,洋布的大量倾销,上海地区的棉布市镇在同治光绪年间逐渐衰微。
结语:明代上海地区的棉纺织业是在整个封建制度处于上升和完善时期产生的,必然带有明显的封建性质,即小农经济的狭隘和固步自封,而此时西方世界的大变革却悄然酝酿,资本主义的生产方式和经营思想开始被一批开明人士所接受。这些进步思想的实践首先发生在以棉纺织业为代表的手工业上,具有巨大的带动作用和进步意义。
注释:
(1)陶宗仪.南村辍耕录·卷24。
(2)[明]丘睿.大学衍义补·卷二十二《贡赋之常》。
(3)[明]宋应星.天工开物·卷上,乃服,页12一未3。
(4)正德.松江府志·卷四。
(5)阅世编·卷7。
(6)[明]屠隆.由拳集·卷16。
(7)周忱.与行在户部诸公书。
(8)正德.金山卫志(下)卷二 《风俗》。
(9)[明]正德.松江府志。
(10)[明]方岳贡,修.陈继儒,纂.松江府志·卷10,赋税下.崇祯三年(1630)刻本。
(11)嘉庆.松江府志。
(12)[明]王象晋.二如亭群芳谱·利部,第二册,首页.崇祯(1628——1644)刻本。
(13)[清]应宝时,等.上海县志·卷8,物产。
(14)姚述祥.贝织编。
(15)叶梦珠.阅世编·卷三。
(16)嘉庆.上海县志。
(17)姚廷逵.历年记。
(18)顾公燮.消夏闲记摘抄。
(19)阅世编·卷7。
(20)[明]殷聘尹,编.外冈志.上海史料丛编·卷2,页42,1961年版。
(21)[明]方岳贡,修.陈继儒,纂.松江府志·卷3 市镇,页116 崇祯三年(1630)刻本。
(22)元史·卷十六《世祖本纪》。
(23)天下郡国利病书。
(24)嘉庆.南翔镇志·卷十二。
(25)[明]徐光启.农政全书校注·卷35(中)页969。
(26)[日本]西嶋定生.中国经济史研究.页619一620。
(27)[明]陈威,顾清,等.松江府志·卷4 风俗;11。
参考文献:
[1]李伏明.制度、伦理与经济发展——明清上海地区社会经济研究(1500—1840).中国文史出版社,2005,3.
[2][日本]西嶋定生.中国经济史研究.
[3][明]徐光启.农政全书校注.
[4]嘉庆.南翔镇志.
[5][明]徐光启.农政全书.
[6][明]方岳贡,修.陈继儒,纂.松江府志.
[7]阅世编.
[8]姚廷逵.历年记.
[9]嘉庆.上海县志.
[10]姚述祥.贝织编.
[11][明]宋应星.天工开物·卷上.
[12]陶宗仪.南村辍耕录·卷24.
[13][明]丘睿.大学衍义补·卷二十二.
[14][清]应宝时,等.上海县志·卷8,物产.
[15][明]殷聘尹.外冈志·上海史料丛编·卷2.1961:42.
[16][明]方岳贡,修.陈继儒,纂.松江府志·卷3·市镇.崇祯三年(1630)刻本:116.
[17][明]陈威,顾清,等.松江府志·卷4 风俗.11.
[18]周忱.与行在诸公书.明经世文编·卷二十二.
[19]道光.川沙府民厅志·卷十一.
[20]正德.金山卫志(下)·卷二 《风俗》.
中图分类号:TV331文献标识码: A
1 前言
随着天津滨海新区的发展,天津滨海新区的工业项目越来越多,众所周知,天津属于典型的滨海软土地区,淤泥及淤泥之土的厚度达到了20.00m左右,建筑物的地基处理所需费用花费较高,稍有不甚,就会出现工程问题,而达不到预期目的,下面就天津滨海新区保税区某工程车间地基处理失稳一个实例进行原因分析。
2 工程实例
2.1 工程概况
天津某公司车间位于天津港保税区内,该车间总建筑面积9000m2,高度为13.00m左右,车间长为90.00m左右,宽为100.00m左右,柱距为6.00×33.00m。
由于该场地埋深20.00m以上土质较软,埋深5.00m以上为人工填土,5.00m~19.00m段主要分布为淤泥,土质很软,强度很低,该车间基础采用桩基础,选用桩径为300mm的高强预应力管桩,桩长为23m,桩总数为139根,采用静压法进行施工,单桩承载力特征值达到设计要求的240KN;由于地面荷载不大,地面堆载一般小于30KN/m2,设计采用长约7.00m水泥土搅拌桩处理,桩径0.50m,桩距1.32m,然后地面采用150mm厚的碎石加砂夯实素土,上面铺上20mm厚的素水泥砂浆找平地面,然后做20mm防水,该工程与2003年底建成并使用。
2.2 土层条件
2003年8月该场地进行了详细勘察工作,本场地埋深25.00m以上地层情况如下表:
土层 埋深段(m) 平均厚度
(m) W
(%) R
(kN/m3) e Ip IL 固结快剪标准值
() C(kPa)
素填土 0.5~3.20 2.70 / / / / / / /
冲填土 3.20~5.20 2.00 45.7 17.3 1.33 20.6 1.08 13.0 10.0
淤泥 5.20~15.20 10.00 56.2 16.6 1.61 20.9 1.52 3.0 6.0
淤泥质粘土 15.20~19.30 4.10 44.5 17.4 1.27 18.3 1.29 12.0 12.0
粘土 19.30~23.3 4.00 32.6 18.8 0.93 14.9 0.94 14.0 20.0
粉质粘土 23.3~25.0 1.70 23.4 19.7 0.69 11.1 0.71 21.0 13.0
由于地面沉降较大,影响了使用功能,建设单位于2010年10月委托勘察单位进行了补勘工作,根据本次补勘资料,该场地埋深25.00m以上地层特征如下表:
土层 埋深段(m) 厚度
(m) W (%) R
(kN/m3) e Ip IL 固结快剪标准值
() C(kPa)
杂填土 0.00~0.50 0.50 / / / / / / /
素填土 0.5~3.50 3.00 27 19.3 0.80 17.3 0.41 10.0 12.0
冲填土 3.50~5.50 2.00 43.8 17.7 1.24 23.7 0.72 7.54 12.75
淤泥 5.50~15.50 10.00 48.9 17.2 1.39 22.3 1.06 6.86 11.19
淤泥质粘土 15.50~19.50 4.00 44.2 17.7 1.24 20.6 0.98 7.38 12.93
粘土 19.0~23.00 4.00 34.0 18.9 0.95 18.9 0.63 12.70 20.62
粉质粘土 23.0~25.00 2.00 22.7 20.3 0.64 11.5 0.53 25.10 13.0
从以上两个勘察表中土工试验统计数据表中对比可知,经过7年的使用或上部荷载的作用下,埋深15.0m以上每层土的指标都比原来渐好,强度比原来稍高,土层的含水量、孔隙比等都比详勘时指标好稍好。
2.3、事故现状
随着时间的推移和车间的使用,车间内地面出现了大面积向下凹,下凹的深度一般在10cm左右,一部分柱子出现不同程度的倾斜,地面和柱子沉降差异非常明显,已经影响到了使用功能,为了查看情况,破坏水泥地面发现,水泥地面下为空洞。局部水泥地面出现了断裂,或沉降不均。具体情况见照片1~照片4。
照片1
照片1车间室内柱下沉降照片2车间室内地面沉降
照片3
照片3车间室外地面沉降照片4车间门口不均匀沉降
3 原因分析
根据本工程地面出现的地面沉降,分析后主要有以下几个主要原因:
1)地层原因
本车间场地埋深5.0m以上主要为近期填垫的冲填土、素填土和杂填土,埋深5.00~19.00段主要为滨海沉积的淤泥及淤泥质土,它们均为欠固结土层,且土层孔隙比大、含水量高,淤泥质土和淤泥以流塑状态为主,压缩性高、强度低,厚度大,这些土层一方面在自重应力作用下会产生固结沉降,另一方面在附加应力作用下会产生较大沉降。
2)水泥土搅拌桩桩长设计不合理
设计采用长约7.00m水泥土搅拌桩处理,桩径0.50m,桩距1.32m,本车间场地淤泥和与淤泥质土厚度达到了15.00m左右,水泥土搅拌桩的桩端位于土质差、强度低的淤泥质土层中,地基处理深度严重不足,在地面堆载等附加应力作用下沉降量大,处理难见效果,这也是导致这次地面沉降的原因之一。处理时若穿透淤泥和淤泥质土,达到相对较硬的土层,处理效果会较好,沉降量会降低。
3)负摩阻力的原因
本工程场地埋深约19.00m以上为欠固结土(人工填土、淤泥和淤泥质土),在地面堆载等附加荷载作用和自重应力作用下,会对地基处理的搅拌桩部分产生负摩阻力,一方面引起场地内的地面沉降,另一方面引起场地内的差异沉降。而本工程地基处理中忽略或没有充分考虑负摩阻力的影响,这也是导致这次地面沉降或凹陷的原因之一。
4)施工的原因
由于本项目工期较紧,施工时对厚层人工填土仅对表层进行了碾压夯实等处理便施工素混凝土地面,这又是导致这次地面沉降或凹陷的又一个原因。
4 处理措施
经过专家对详细处理方案的论证,采用压密注浆加高压喷射桩法对场地内人工填土及软土进行处理,处理深度超过软土层底界,以保证一定时期内正常使用,施工时采用42.5普通硅酸盐水泥,在地面以下3.50m~10.0m段进行高压注浆,注浆孔间距为2.0×2.0m呈梅花形布置,注浆水灰比取0.55,注浆压力取0.2~0.3Mpa。
5 结束语
1)目前地面处理出现沉降或凹陷甚至出现水泥地面下出现空洞在许多工程中出现,这些现象的发生大部分是由于人工填土未处理好或处理不当引起的。
2)在工程地面处理过程中,设计和勘察单位要提醒施工单位,要引起施工单位的重视,填垫年限小于10年的人工填土未经处理不能利用。
3)地面沉降有时不仅仅是人工填土的固结沉降,淤泥及淤泥质土也会发生固结沉降,由于是软土地区分布厚度较大的软弱土,这种情况发生的更常见,因此,施工和设计时应慎重考虑。
4)许多工程出现这样的事故,受场地条件和空间的限制,处理起来非常困难,与其使用过程中处理,还不如一次性的处理好,处理的费用减少,节约工程造价。
5)本工程经过地面处理后,大部分区域有不同程度的恢复,但局部地面恢复程度不甚明显,总体效果良好,能满足使用要求。
参考文献:
1、《滨海新区XX工程详细勘察报告》天津市XX勘察院,2003年8月。
城市范围内由于人类生产、生活等活动,会将泥沙颗粒物、氮磷营养元素、重金属、有机污染物等多种污染物排放到大气和城市下垫面(包括路面、屋面、硬质铺装场地等),在自然降雨过程中,上述各类污染物被雨水冲刷、淋溶,形成污染水体,部分以地表径流的形式迁移至城市绿地或自然水体等受纳基底,必然造成受纳基底的污染。
1 路面径流污染来源
路面径流是城市地表径流的一种,相关研究表明,路面径流是污染效应最强的部分,对受纳基底的影响最为严重。路面径流污染来源包括道路交通污染、雨水自身污染和大气降尘。国外大量研究证明,道路交通污染是其最主要的来源。
道路交通污染种类众多,包括轮胎(橡胶)和路面材料(如沥青)磨损、车辆尾气排放、燃料不完全燃烧及油泄漏产生的有毒有机污染物、载运有机化学等材料的泄漏、刹车连接等机械装置的磨损及其他因车辆运行产生的颗粒物等。其代表性水质指标包括悬浮物SS、有机污染物COD、重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni以及矿物油类、氯化物、多环芳径等。
2 路面径流污染特征
污染物的分类方法众多,本文根据路面污染物溶于水的难易程度将其分为水溶性污染物和非水溶性污染物两类。其中,水溶性污染物包括NH3-N、水溶性COD、水溶性Zn等,非水溶性污染物包括颗粒态的SS、重金属Pb、Cu、Cr、以及石油类产品等。
2.1 单场降雨径流污染变化特征
根据常规经验,降雨初期城市路面径流污染物浓度最大,经过一定时间的雨水冲刷,路面径流污染浓度会逐渐降低。这种经验、认识是基于所有路面污染物都易溶于水。因此,在处理路面径流污染时,可以采用初雨弃流的方法,在弃流一定时间或一定量的初期雨水后,便可将之后的路面径流直接排入周边绿地、水体等受纳基底,而不会对其造成污染。
然而,城市路面径流污染浓度并非简单随时间变化的一元线性关系,而是一个不断变化的、复杂的动态过程。因为水溶性污染物NH3-N、溶解态COD、Zn等的浓度在径流过程中相对稳定,并随径流过程逐渐减小:而径流中非水溶性的SS、COD、Pb、Cu、Cr等物质主要呈颗粒状态,其浓度受降雨强度的影响,如果降雨初期强度较小,其强度不足以冲刷掉的附着在路面的颗粒态污染物,并将其携带进入路面径流,则后期降雨强度较大时径流污染物浓度可能更高。
2.2 路面污染物季节变化特征
根据相关研究,路面径流中SS、COD和NH3-N浓度因季节不同变化显著,其中SS和COD呈现冬、春季浓度高、秋季浓度最小的趋势,而NH3-N则为夏季最低、冬季最高。而重金属Pb、Zn和溶解态COD、Zn的浓度季节差异不大。总体来说,城市路面径流污染浓度在雨季初期最大,随后逐渐减小,随着时间的推移又呈逐步增大的趋势。
3 路面径流污染对海绵工程的影响
城市海绵工程旨在通过牛态控水设施的建设,充分发挥城市绿地、水系等对雨水的吸纳、蓄滞和缓释功能,有效削减城市径流污染负荷、缓解城市内涝,并实现雨水资源化利用,从而改善城市水环境,保护城市水安全。
海绵工程在城市道路上的应用打破丫传统城市道路排水单一的“快排”模式。它试图通过将路面上的径流雨水引入道路附属绿地,并经绿地内的下沉式绿地、植草沟、雨水花园等海绵设施收纳、储存部分路面径流,从而起到对雨水的吸纳、蓄滞和缓释的作用,在一定程度上减轻市政排水管网的压力,为削减峰值径流赢得时间。
然而,路面径流污染是城市地表径流中污染效应最强的部分,路面径流雨水直接进入绿地,其各种重金属及有机污染物将对植物牛长造成不可逆转的毁坏。因此,应在道路绿地内布置初雨弃流装置、沉淀池、前置塘等水净化设施,在径流雨水进入绿地前,利用净化设施对进入绿地内的径流雨水进行预处理,防止径流雨水污染对绿地植被造成毁坏。但现有大部分城市道路附属绿地受到用地紧张等因素的制约,没有布置雨水净化设施的空间,这必将极大的影响城市道路海绵工程实施的可行性和可操作性。
此外,下沉式绿地、雨水花园等海绵设施在收纳径流雨水后,会在一定时间内形成渍水,影响部分植物的生长。而如果单纯采用耐水湿植物则会影响部分道路绿化功能的发挥和景观效果。
4 路面径流污染应对措施
首先要加强道路门常养护、管理,将机械清洗与人工清扫相结合,定期打扫、清洗城市路面,清洗污水进入市政排水管网。清扫频率视道路交通流量和天气状况而定,机动车流量较大、且非雨季时应适当提高。通过高频率清洗,非水溶性污染物如颗粒态的SS、重金属等污染物不能长期大量附着在道路表面,对于降低雨期路面径流污染浓度,保障海绵设施植被正常牛长起着重要作用。
其次,应开展路面径流污染净化设施建设,如过滤净化装置、渗透/生物滞蓄设施、植被过滤带等。根据相关研究,渗透/生物滞蒂设施对于TSS的去除率可达75%以上,对于重金属去除率最低的渗透池最低可达50%以上,最高的渗透沟渠对于重金属的去除率最高更是可达到99%;过滤净化装置的地下、地表砂滤对TSS的去除率可以达到70%-90%,对重金属的去除率可达到20%-90%,有机质过滤对路面油脂的去除率可达到90%;宽度10米的植被过滤带对N、P等元素和COD的削减作用可达到峰值,消减率在90%以上。
5 结论与建议
城市路面是径流污染的重要来源,包括悬浮物、重金属、石油类产品等在内的众多有机、无机污染物会对海绵设施尤其是植物造成严重的损害,导致海绵工程无法发挥其应有的吸纳、蓄滞和缓释径流的作用。同时,作为城市不透水地表的主要组成部分,城市路面也是削减地表径流的重要场所。因此,城市道路海绵工程对于城市水生态和水安全建设既是机遇又是挑战,在开展城市路面海绵工程建设时,要注重以下几个方面内容:
l、从规划层面着手,拓展道路绿地空间,为各项海绵设施和径流污染净化设施布局预留足够的空间。
【关键词】:海绵城市;水生态基础设施;生态优先;雨水利用
1、海绵城市的提出背景
城市化的不断加深则带来一系列生态环境问题,其中水生态危机尤为突出。城市面临的水生态问题远不止洪涝灾害,还有水资源短缺和水安全问题与之并存。反观我国传统城市建设模式,在应对内涝洪灾和水安全问题的能力却存在明显不足。
因此,在我国水生态环境恶化和新型城镇化建设的时代背景下,海绵城市作为人与自然和谐共存的有效途径,被专业领域学者提出和推广,并成为国家和地方政府解决城市雨洪综合管理的指导方针和战略目标。
2、海绵城市概念及意义
我国《指南》中对海绵城市的概念进行明确定义:指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。该简单概念背后隐含的深层内涵,可以具体分解为:一是,海绵城市面对洪涝或者干旱时能灵活应对和适应各种水环境危机的韧力,体现了弹性城市应对自然灾害的思想;二是,海绵城市要求基本保持开发前后的水文特征不变;三是,海绵城市要求保护水生态环境,将雨水作为资源合理储存起来,以解城市不时缺水之需。现代化城市建设过程当中,海绵城市的应用有利于解决水资源短缺、内涝频繁发生、水生态恶化等突出问题,为建设海绵城市提供重要保障[1-2]。
3、海绵城市发展历程
3.1国外研究发展历程
通过国外文献研究发现,海绵城市的概念最早被澳大利亚研究学者用来隐喻城市对周边乡村人口的吸附效应。近年来,多有学者运用该概念来形象比喻城市吐纳雨水的能力。Ignacio F. Bunster-Ossa用海绵城市来形容城市像海绵一样处理雨洪自然事件问题的弹性能力,并以三个案例说明了从规划到设计不同尺度的具体雨洪管理设计方法,包含雨洪滞留和过滤等景观手法的应用。2015年 1 月,美国《晨报》(Morning Edition)也展_了建设海绵城市的讨论 。国际上关于“海绵城市”的相关理念与政策很多,尽管这些理念的名称不同,但所采取的工程措施基本涵盖:透水铺砖、雨水花园、绿色屋顶、植草沟等雨水渗透、滞留设施,以及生物滞留池、湿地等雨水贮存设施。
3.2国内研究发展历程
通过研究国内文献研究发现,国内关于海绵城市概念最早可追溯到2003年,北京大学俞孔坚和李迪华教授共同出版的《城市景观之路:与市长交流》一书中最早将“海绵”的概念比喻自然湿地、河流等对城市旱涝灾害的调蓄能力。
在我国海绵城市概念发展的整个过程中,出现了多种概念名称叫法,主要有绿色海绵、海绵体城市、生态海绵城市等,这些概念在改变传统雨水排放模式、提高城市自然蓄水排水的能力、运用生态途径解决城市水环境问题等方面展开了不同程度的探讨研究,与海绵城市有着异曲同工的紧密联系,最终在国家政策层面确定了海绵城市概念的统一和完善[1-2]。
4、海绵城市构建途径与措施
主要分为水生态系统功能主体保护与修复和源头管理与控制技术(区域低影响开发)。其中,水生态系统功能主体保护与修复主要包括:识别水资源保护生态斑块、保护水系网络及生态系统、修复已破坏的水生态斑块及网络、源头管理与控制技术(区域低影响开发)等。根据城市降雨过程,区域低影响开发技术主要分为截留技术、促渗技术和调蓄技术3种。其中,截留技术是通过材料或者结构,将降雨过程中雨水形成径流的速度减缓,通过增加雨水汇集的面积来达到延缓径流目的的技术,如绿色屋顶及植物群落冠层截留等 [1-2]。
5、研究进展现状概述(共识与争议)
5.1三点共识
海绵城市理论产生至今,学术界达成了以下三点共识:
(1)海绵城市的建设是一个长期的过程。(2)内涝和水体黑臭等一系列问题虽然最终表现在水体上,但是其产生原因涉及人类活动特别是城市建设的方方面面,不能“就水论水”。解决问题必须在统一规划的引领下完成,不是单一部门。(3)国外经验是值得借鉴和总结的,但同时要注意的是,国内外城市规模、密度、居住习惯和发展水平不同导致的差异值得重点关注。
5.2七点争议
2014年10月,《海绵城市建设技术指南》的颁布,使海绵城市圈形成了“灰色”“绿色”“灰-绿结合”三派鼎立的局面。争议焦点大致总结为以下七点:(1)城市海绵概念可行性(2)绿地用来调节径流的可行性(3)绿地承担滞洪作用的可行性(4)城市保存雨水和充实地下水的方式(5)海绵城市解决水质污染问题的可行性。(6)建设海绵城市是否更省钱。(7)海绵概念是否可发展。
积极利用绿色海绵体保护和储留雨水是一项积极善意的发展,但前提条件是城市拥有充足的绿地,雨水没有被污染。城市海绵体对治理洪涝能起多大作用,需要实事求是、因地制宜地分析。我们不能把海绵城市当做是解决城市洪涝问题必须且唯一的灵丹妙药,应该打破僵化的思维方式,站在更高的层面、更大的时空尺度上来观察雨洪管理的问题
结束语
雨水不是负担,而是宝贵的资源。在城市景观设计中,将水资源、土地资源等生态平衡纳入设计理念中,建立海绵城市是我国城市建设发展的必然趋势,而我国当前所面临的资源
问题和环境问题日益严峻,进一步表明我国建设海绵城市的必要性,因此,只有更好的将海绵城市设计与城市景观设计结合起来,才能有效解决城市地表水存储问题,减少城市生态环境恶化现象,进而促进我国现代化城市的可持续发展。
【参考文献】
1引言
海绵城市效应的重要内容是通过对城市有关设施开展综合改造,如同海绵一般,吸附大量的雨水资源,进而改善城市用水难的现状,同时,减少城市内涝,提升城市对自然灾害的抵御和应对能力。加强对海绵城市的研究和应用,对于新时期的城市创新发展有着非常突出的借鉴意义。海绵城市效应能够通过人工干预与疏导,优化自然资源利用,为市政给排水减轻压力而节省的水资源,可在绿化、灌溉、卫生等诸多领域显现应用价值,促进城市水资源的循环利用,维护城市健康有序运转。市政给排水系统的设计者应该加强对海绵城市理念的研究与分析,认清这种理论和思想的重要意义,并把其中借鉴的原理和方法运用到给排水工程建设当中,为水资源开发利用提供支持。
2海绵城市概述
海绵城市理念在现代城市的改革发展当中扮演着重要角色,是城市现代化和创新性发展进程中出现的新理念,重点是对城市雨水进行科学管理,对于水资源进行有效利用,加强洪涝灾害防控,从而有效满足新时代建设要求。海绵城市主要借助渗、蓄、净等处理方法,形成完善科学的水资源管理体系,强化对水资源的弹性管理,改进和优化城市给排水系统,并且为整个系统的良性运转提供优良的资源储备。海绵城市表现出非常鲜明的生态环保特性,可以为城市的生态建设提供支持,也可以助推城市转型升级,为城市的战略性经营与发展提供强大的推动力。海绵城市理念的应用为城市发展提供了全新思路,尤其是转变了传统城市给排水设计方面的滞后观念,实现自动化储水和出水,运用了雨水花园下沉绿地、植草沟等设施,收集和排放丰富的雨水资源,对道路与绿化系统进行改进,缓解城市发展过程当中出现的内涝和干旱等问题,减少水资源开发利用过程当中花费的成本,顺利实现对资源的科学调控,为实现城市的可持续发展提供动力。可以说海绵城市既是一种先进的城市,建设理念又是城市现代化发展当中的理想状态,能够为目前的城市建设提供创新发展的思路,也可以在新时期创造更加丰富的城市发展成果。
3海绵城市理念在市政给排水设计中应用的意义
海绵城市理念是城市化发展与现代化建设的重要指导思想,这种科学化的思想观念对于当前的城市给排水系统设计来说有着很强的指导作用。正确认识海绵城市与市政给排水设计结合的意义,可以为未来的给排水工程运转提供创新思路。总体来说,海绵城市理念应用的意义主要体现在以下3个方面:第一,提高水资源利用率。人类得以生存发展的基础资源就是水资源,这一点毋庸置疑,且在大量实践当中得到了验证。就目前而言,在全世界水资源都表现出非常短缺的现实情况,所以关注并且解决好水资源方面的问题,成为目前城市发展建设时要完成的首要任务。在以往的城市建设以及市政给排水设计当中,对雨水资源的重视程度并不高,也没有做好对这类资源的科学管理和利用,最终出现了雨水资源利用不足,甚至是严重浪费的情况。海绵城市理念的产生,让城市发展对雨水资源的重视度大幅度提高,在市政给排水建设当中推动对水资源的高效利用,特别是通过对给排水系统进行创新设计来提高城市整体的蓄水水平,运用科学技术方法重新利用雨水资源,改善资源短缺的现状。与此同时,改善城市整体的给排水功能,可以不必局限在传统的给水和排水管道方面,可以建立一个自然给排水系统,确保城市的稳定安全运转,发挥自然给排水系统的运行优势。第二,改善内涝内旱问题。对海绵城市理念进行学习和渗透,能够帮助城市化解目前存在的内涝和内旱现象。在目前的城市发展当中,雨季内涝明显是非常显著的特征,特别是在我国的南方城市,降雨表现得非常集中,假如城市自身市政给排水系统无法发挥应有功能,就会出现严重内涝灾害,危及城市群众的生产生活。除此以外,海绵城市理念还能够在很大程度上改善城市的干旱问题,尤其是能够对雨季时收集的雨水资源进行恰当处理,待干旱时顺利调取和使用,确保城市整体功能的提高,也为城市的稳定和可持续发展提供动力保障。第三,减少城市水污染,维护城市环境。生产活动会不可避免地影响自然生态环境,特别是在传统经济发展模式的影响下,人们因为过度关注经济发展,反而忽略了环境保护,以牺牲环境为代价换取经济效益的提升,这无疑为城市环境带来了严重污染,自然也为水环境带来了不良影响,不仅造成水资源浪费,还为后续发展带来了极大阻碍。海绵城市理念的应用能够对当前的城市环境进行改善,有效减少人类生产生活对自然生态的不良影响,保证居民的生产生活质量。值得一提的是,海绵城市理念和市政给排水设计的结合,能够大大增强城市污水处理能力,改善水体环境,为城市迎来可持续发展局面提供支撑。
4海绵城市理念在市政给排水设计中应用的原则
海绵城市是一种科学化和现代化的城市管理思想,可以对城市生态系统的平衡性提供有力支持,也能够助推经济社会与生态环境的和谐发展。在如今的城市建设与实际的工程规划当中,可以把海绵理念作为指导思想,融入海绵吸水功效,积极吸纳地表水,补充地下水,强化疏通效果,防止内涝内旱等极端问题的出现。当然海绵城市还能够促进淡水资源循环利用,为如今的生态恢复事业发展作出积极贡献。海绵城市和市政给排水设计相结合,是提高市政给排水工程建设质量的重要方法,但在实际的系统设计当中,应该遵循正确的原则,把握内在规律。第一,防涝原则。在目前的城市化发展当中,有很多给排水设施比较老旧,无法正常发挥作用,因此,出现了明显的积水、洪涝等问题,这无疑为市政给排水系统正常运行效果带来了消极影响。面对这种情况,设计者需要在实际设计活动当中贯彻防涝原则,提高洪涝防范和应对能力。在城市建设中排除积水是非常关键的,既可以确保给排水系统的设计质量,也可以在此基础之上回收水资源,减少资源浪费,改善水资源紧缺的现状。第二,节约原则。节约一直以来都是我国备受推崇的文化观念,当然这种节约原则也适合用于市政给排水设计当中。设计者应该认清资源节约的重要意义,在系统设计和动态优化当中,都要始终坚持节约准则,避免对原有管路进行修改,而是立足原有基础展开科学化设计,注意水资源的回收再利用。第三,尊重自然原则。想要切实推动城市的长效发展,就必须把环境建设放在一个非常重要的位置,因为这直接关系到城市的整体发展。市政给排水设计,应该始终秉持尊重和顺应自然的原则,牢牢把握自然规律,如果违背自然发展规律,不仅无法完成对生态环境和资源的保护,还会伤害大自然,最终限制城市的可持续发展。尊重自然是促进人与自然和谐相处的基础,也是设计者在给排水系统设置环节应有的观念,为实现生态平衡和城市健康发展提供新思路。
5海绵城市理念在市政给排水设计中的具体应用
5.1路基排水设计
市政道路是一个非常复杂而又完整的系统,路基是整个体系当中非常关键的组成部分,会对道路结构稳定性带来极大的影响。在路基的设计过程中,海绵城市理念的应用是非常重要的,通过科学有效的排水设计,可以大大延长道路使用寿命,减少雨水积压所带来的坍塌陷落等风险,这也是市政给排水设计当中需要关注的问题。在路基排水系统的设计过程中,首先应该做好全方位的准备工作,针对现场环境做好全方位调研,掌握本地降水量、气候条件及其规律,检测好路基土质,为下一步的计划和系统设计打下基础;其次需要秉持提高路基排水与透水性能的准则,科学设计路基工程建设方案,着重对填补技术进行优化,严把填补材料质量关卡,选用透水性强的材料,加强对新型材料的使用,确保路基结构平稳。
5.2人行道设计
人行道会给市政给排水设计带来重大影响,尤其是会影响到整个系统功能的发挥,所以应该将人行道的合理设计作为一项重要工作来抓,结合工程施工建设的要求,改善和提高市政给排水系统功能,彻底变革以往落后的人行道设计思想,用海绵城市理念推动设计创新。设计者应该对城市地形情况进行综合考量,恰当选取科学材料,设计人行道给排水系统,着重促进雨水资源的利用。例如,新型排水系统设计需要随地形变化而发生相应的变化,做好科学化的密度分布。西高东低的城市需要确保设计的给排水系统顺应这样的地形趋势,呈现样态分布特征。东高西低的城市,当然也遵循着这样的规律和地形趋势保持一致。在人行道给排水系统设计中,要注意对新材料的使用,选择性能好、经济安全以及可再生的材料,确保雨水渗透有效性,提高雨水资源的收集效果,并为后续利用打基础。
5.3车行道设计
车行道的设计也是不容小觑的,想要综合提高市政给排水系统的设计效果,也要特别关注车行道设计和海绵城市理念的结合。事实上人行道和车行道在实际设计当中是比较相似的,设计人员需要结合施工现状,做好科学把控,提高整体给排水能力。全面研究车行道使用的特殊性,明确在道路当中车辆行驶速度相对较快,所以设计者需要结合施工现状确定出相应的密度,维护路面平稳,减少行车中的风险。海绵城市理念要求在车行道给排水系统设计中应该运用优质材料,完善排水功能,改进以往设计当中排水构筑物密度不足的问题。另外,设计者应该考虑到路面应该具备防滑性,尽可能在路面铺设当中运用性能优质的防滑材料,在确保车行道基础功能的同时增强给排水效果。
5.4绿化带设计
绿化带的设计应该对海绵城市理论进行有效借鉴,因为绿化带设计也是城市给排水设计当中不可忽视的内容,而且对设计的要求非常严格。在绿化带的设计中要特别注意:第一,有效收集雨水资源。在设计活动当中应该把海绵城市思想理念作为指导,坚持水资源循环利用的行动准则,科学设计和提高雨水收集功能,重点做好绿化带材料和绿化带高度等方面的恰当设计。通常,绿化带的高度应该设置为15~20cm,同时,要注意超过区域内土壤高度。第二,加强水质过滤。为满足水质过滤要求,一般情况下会利用种植土设置砂石层等方法,确保雨水的过滤效果,提高水质。第三,对排水功能进行优化提升,结合绿化带的布局情况,设计好排水装置和设施,恰当设置高度、位置,便于雨水排放,防止雨水资源过度积压影响植被正常生长。
5.5附属设施设计
附属设施是市政给排水设计当中极易被忽略的一部分,但附属设施的实际设计效果会为系统的应用功能发挥带来极大的影响。为优化整体的系统设计,应该针对周围情况做好调研,明确设计指标要求,并在标准指导之下,把控好附属设施的设计质量,改进施工方法,落实海绵城市理念。在这一过程中要特别注意绿地衔接部分的合理设计,更新思想观念,运用多元化策略,确保排水功能的发挥效果,例如,运用雨水分流、下沉式绿地等设计方法。除此以外,设计者还可以在衔接部分布置雨水花园,利用好丰富的雨水资源。为提高附属设施的吸水效果,应该以草植沟替代混凝土材料的使用。
6结语
市政给排水系统在城市的整体运营发展当中提供了优质的基础条件,但是随着城市发展水平的提高,对于市政给排水系统的应用要求也大幅度提高,传统落后的市政给排水系统设置方法也表现出明显缺陷。为促进城市创新发展,满足市政给排水系统建设的要求,优化市政系统的运转效益,对海绵城市理念进行吸收借鉴显得非常重要。结合海绵城市理念的要求,市政给排水系统设计者要加大城市雨水的管理与利用力度,运用有效处理方法,形成一个全新而又完整的水资源循环管理系统,优化资源储备,体现生态环保要求,助推城市转型升级。
【参考文献】
【1】陈梓君.海绵城市理念在市政给排水设计中的运用[J].住宅与房地产,2020(12):104.
【2】张海彬.海绵城市理念在市政给排水设计中的应用研究[J].砖瓦,2020(5):84+86.
【3】薛健.浅析市政给排水设计中对海绵城市理念的应用[J].绿色环保建材,2019(10):73-74.
【4】鹿方亮.海绵城市理念在市政给排水设计中的应用探讨[J].智能城市,2020,6(10):29-30.
【5】陈龙.海绵城市理念在市政给排水设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2020(33):83+86.
【6】武秀伟.海绵城市理念在市政给排水设计中的运用[J].建材与装饰,2019(31):84-85.
本文为嘉兴学院大学生研究训练(SRT)计划项目:“嘉兴居民参与海绵城市建设问题研究”(项目编号:SRT2016C030)
中图分类号:F29 文献标识码:A
收录日期:2017年3月29日
一、引言
海绵城市是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在适应环境变化和应对雨水带来自然灾害等方面具有的良好的“弹性”,亦可称之为“水弹性城市”。当今中国正面临着各种各样的水危机:水资源短缺、水质污染、洪水、城市内涝、地下水位下降、水生物栖息地丧失等,水资源问题严重。为了解决水资源问题,国家开展了海绵城市建设工程,2015年4月嘉兴市成为全国首批16个海绵城市试点城市。海绵城市的建设,有利于协调社会、经济、环境与发展的关系,因此我们对嘉兴市海绵城市建设过程中居民的参与度问题的调查研究不仅立足于推动嘉兴市海绵城市更好更快地建设,更希望可以为浙江省甚至是全国范围内建设海绵城市积累好的经验,引导我国海绵城市的构建。
二、居民参与海绵城市建设现状
(一)调查基本情况。对于嘉兴市居民参与海绵城市建设问题的研究,我们小组分别采用了问卷调查法、实地询问法、案例分析法和文献调查法这四种方法进行调查,首先我们分别对城东再生水厂湿地公园、烟雨小区、嘉兴市体育中心等区域的居民和嘉兴学院在校大学生采用了问卷调查的方式;其次我们小组着重对范蠡湖公园和南阳新村的居民采取了实地询问法的调查方式。此次我们小组发放问卷200份,收回有效问卷157份。
受访者主要集中在18~25岁这一年龄段,为49.04%,而这其中有93.59%的人是学生;其次是65岁以上的退休老人,占22.29%;41~65岁占21.66%,其中大多数是上班族,占了52.94%,退休老人占了35.29%。此外,26~40岁占7.01%,并多为一般的上班族。(表1)
(二)居民参与海绵城市建设现状。数据显示,未参与到海绵城市建设中的受访者达到了77.07%,这其中,有76.86%的人只是希望能够配合工程建设,其余各有35.54%的人希望可以进行雨水利用回收或是向政府建言献策;而有参与海绵城市建设的仅占22.93%,其中有81.08%的人认为他们只需配合工程建设,有51.35%的人有向政府建言献策,而有32.43%的人则表示他们有进行雨水的回收利用。(表2)
在实地调查的过程中,当问及居民是否参与到海绵城市的建设中时,几乎近80%的居民表示并没有参与工程建设,有很多人表示平时上班或是上学很忙碌,并没有太多时间参与工程建设,又或者是工程有建设要求,他们不能参与其中,也不知道有何参与方式,只能尽可能地配合工程建设。由此可看出,在海绵城市建设过程中,居民参与的人数和参与方式很少。
三、居民参与海绵城市建设中存在的问题
(一)居民参与海绵城市建设比例小。受访者中对嘉兴市海绵城市建设了解一点的占了近乎一半,为44.59%,这其中又以41~65岁年龄段为主;对此不是很清楚的占了38.22%,主要是18~25岁和65岁以上两个年龄段;而对该建设非常熟悉的仅占17.2%,这其中绝大多数是41~65岁这一年龄段。(表3)
对于什么是海绵城市建设,绝大部分人只是了解一点,甚至有不少人只是听说,并不知道它是什么。例如:在采访过程中,有几位受访者向我们反馈,认为海绵并非天然材料,将海绵长期埋在房子底下,吸水储存水,是否会对环境和他们的房子带来不利影响。这显然是对海绵工程片面的理解,从而体现出我们政府建设海绵城市的宣传不到位、不彻底。
(二)居民对海绵城市的了解渠道少。了解嘉兴市海绵城市的渠道占大多数的是其他,为66.74%,这其中主要以学生和退休老人为主;其次是政府宣传,为38.22%,其中退休老人占了近一半;网络消息为29.94%,其中大部分是学生和一般上班族;新闻播报为17.83%,其中以W生和退休老人为主;此外是杂志广告,占7.01%。(表4)
在调查过程中,许多学生和老人表示是工程开始建设之后才知道的,说明政府宣传工作不够到位,以至于造成了许多人对海绵工程的不明白、不理解。
(三)海绵城市建设过程中出现负面影响。在海绵城市建设过程中,认为最无法忍受的问题是出行堵塞的人占了61.78%,噪音影响占44.59%,工期较长占43.95%,破坏原有环境占37.58%,几乎没有影响占29.3%。(表5)
海绵城市对小区的建设主要集中在一些老旧小区,而这些小区的主要居住人群是一些退休老人或是租住的上班族,因而对他们造成的影响尤为明显。而对道路的建设则使大多数人感到出行堵塞。而大多数工程都由同一个公司承包,造成了该公司的建设压力较大,由此引发一系列的问题。例如,嘉兴市政府将海绵城市的一个试点放于南阳新村,但是南阳新村本身属于旧的居民楼,据居民介绍,居民楼至少已有80多年的历史,由此来看海绵城市在南阳新村的建设意义不大,反而破坏了以往的环境,甚至对居民楼的根基造成损坏。
四、提高海绵城市建设居民参与度的建议
(一)加大宣传力度。通过调查走访,我们了解到很多人不了解、不清楚海绵城市建设,对此政府应该反思,并且加大对海绵城市建设的宣传力度,通过报纸、广播、网络等各种可以利用的渠道进行宣传告知,不论男女老少都要让他们知道什么是海绵城市建设,同时一定要宣传到位,不能让他们片面理解,断章取义,而要告诉他们海绵城市建设的真正内涵所在。
(二)减轻负面影响,增加参与途径。走访中听到了不少反对声音,归根究底是海绵城市在建设中给居民留下了一些不好的印象,比如对原有环境的破坏、交通堵塞、噪音污染、工期太长等等。对此,政府应该选择认真负责的施工团队,尽量减少建设会带来的不良影响,同时成立督查考察组,监督工程建设进程,成立专家咨询组,对施工建设给出最优方案,减少环境破坏,节约经济成本;同时,政府也应该增加居民参与的途径,使居民参与其中,既能减少居民的不满,又能提高海绵城市的实际效用。
(三)借鉴国外经验。对于海绵城市的建设,国外发达国家走在世界前列,积累了宝贵经验,我们应该结合本国城市城情,借鉴国外经验,比如瑞士政府采用税收减免和补助津贴等政策鼓励民众建设节能型房屋,使雨水得到循环利用,节省了不少水资源。这样大大提高了居民的参与度,居民的热情参与和积极配合是工程建设中必不可少的组成部分。
主要参考文献:
[1]吴丹洁,詹圣泽,李友华,涂满章,郑建阳,郭英远,彭海阳.中国特色海绵城市的新兴趋势与实践研究[J].中国软科学,2016.1.
[2]林传统.海绵城市理念在城市道路建设中的应用[J].江西建材,2016.21.
[3]鞠茂森.关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考[J].水利发展研究,2015.3.
[4]刘治彦.“海绵城市”建设的几个要点[J].人民论坛,2016.S1.
[5]张鼎肃.美国海绵城市建设的经验及其对我国的启示[J].文史博览(理论),2016.7.
中图分类号:TV213.9
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)20-0138-03
1 引言
《海绵城市建设技术指南》中指出,海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,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]。近些年来,临沂市在保障城市生态安全、防治城市内涝污染、改善城市水质等方面取得了相当大的成效[2]。但仍存在一些技术性问题尚未解决,如排水基础建设目标单一、净水标准不高、排水系统不全等,这使得初期雨水地表径流污染、城市内涝、水体黑臭等问题无法从根本上解决[3]。临沂市进行海绵化建设和改造刻不容缓,于2015年顺利成为山东省海绵城市建设试点省级示范市。
通过调研临沂市开工建设的新东关棚户区改造项目、北城二期道路改造工程、鲁商中心雨水收集利用项目、临沂国际雕塑公园改造项目等海绵项目,分析了临沂市海绵城市建设的内容和存在问题,有针对性地提出可优化的建设策略。这不仅为临沂市充分利用雨水资源提供可行性方案,还为建设具有自然渗透、自然净化、自然积存功能的海绵城市提供理论依据。
2 临沂海绵城市建设整体分析
临沂市位于山东省南部,降水量丰富,受季风影响显著,夏季多暴雨,且地势相对低平,故夏季是造成临沂市“逢雨必涝、旱涝急转”局面的高发季节[3]。临沂市的城市建设模式传统,排水设施也主要是泵站、灌渠等“灰色”设施,配以“末端集中、快速排除”控制的主要规划设计理念,更加剧了这种矛盾局面。
2014年10月,以实现城市发展与环境资源协调为目标,建设具有自然积存、自然渗透、自然净化能力的“绿色”海绵城市理念首次被提出。临沂市成为2015年山东省确定的5个设区市、3个县(市)的省级海绵城市示范市建设试点之一。
临沂市于2015年12月启动海绵城市规划和实施方案编制工作,共计4个海绵城市项目开工建设:临沂国际雕塑公园改造项目、新东关棚户区改造项目、鲁商中心雨水收集利用项目、北城二期道路改造工程,初步确定将火车站片区作为海绵城市示范区。初步预测,到2018年底城市海绵化面积完成71.75 km2;到2020年,临沂市将有25% 以上的面积实现海绵城市改造。
3 临沂海绵城市建设现状及存在问题
3.1 火车站片区
火车站片区属于老城区,建筑密度高,人流量大,车辆流通频繁,是临沂重要的交通运输中心,但该片区仍采取“快速排除,末端集中”设计理念的传统排水系统,大雨天气仍存在严重内涝,对城市交通以及居民出行造成严重影响。
在调研过程中,发现火车站片区在海绵城市建设的诸多问题,未能发挥对环境变化和自然灾害的“弹性”作用。
(1)火车站广场两侧建有小面积绿地,绿地铺设孔状透水砖,乔木根部铺设鹅卵石,但由于采用传统绿地设计模式,透水铺装率低,绿地高于四周路面,在雨天吸水、渗水、蓄水作用较弱,源头分散效果差,遭遇暴雨急雨时缓排作用微弱,未能发挥“海绵体”应有的作用。
(2)火车站地势差异大,在北高阶梯处设有排水口,能够一定程度缓解北高处的雨水积存。但片区排水口位置分布设计不科学,未考虑实际地势。多数排水口分布在片区地势较高区域,导致低洼处在雨停数天后仍存在积水现象。
(3)片区内排水口数量少且分布范围有限,排水设施目标单一,设备老旧,排水管道标准偏低,排水口径小,排水效率差,在城市遭遇暴雨急雨时无法实现“快速排水”,易导致内涝。
3.2 国际雕塑公园
临沂国际雕塑公园在规划建设中坚持“渗、滞、蓄、净、用、排”宗旨,以打造成为“海绵公园”。目前公园内有4个蓄水池,其中有1个在建,有1个处于改造提升阶段,蓄水能力达到1.8万m3。雕塑公园中各类景观与“海绵”元素有机结合,利用自然力量排水、蓄水、渗水,实现“缓排缓释、源头分散”理念,发挥“海绵体”作用。公园地势总体呈四周高、中间低,中间最为低洼区域为林下区,使园区整体形成了自然排水、自然积存、自然渗透和净化的良性循环;园区部分人行道路两侧铺设有下凹形大理石雨水沟,引导径流汇流;园区地下安装了作为雨水回用管道的PE管道,总长度达5.2 km,直径为160 mm,收集来的雨水进行园内植物浇灌。
但临沂国际雕塑公园在诸多方面仍存在“海绵化”不彻底的问题。
(1)园区透水路面铺设率较低,硬质人行道路面比例大,路面以大理石、沥青为主要材料,渗水较差;
(2)园区雨水蓄水池、收集井数量较少,地势较低区域蓄水性利用差;
(3)园区雨水回用系统利用率不高,大片的绿地浇灌仍以自来水浇灌为主。
3.3 新关东棚户区改造项目
东风东关片区不仅是临沂最古老的历史文化核心区,人口密度大,同时也是滨水景观居住区,总建筑面积达51万m2。新东关棚户区建设提升改造过程,将“渗、滞、蓄、净、用、排”的海绵城市建设理念融入其中。为保障75%降雨不外排,逐步实现城市小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解的目标,在对现状水系、绿地、管网等进行深入研究的基础上,该片区改造项目按照海绵城市建设标准进行工程建设,制定了合理的下垫面径流系数、透水铺装率、下沉式绿地率、绿色屋顶覆盖率等规划目标(表1)。
3.4 鲁商中心雨水收集项目
鲁商中心雨水收集利用项目是指对该片区的房屋屋顶进行海绵化改造,屋顶增设排放雨水的管道(图1),地下建一个大约150 m3的蓄水池。屋顶有多个弃流井,溢流、弃流雨水经过弃流井进入下游雨水管线。经过初期处理的洁净雨水进入屋面雨水收集管线,流向地下的蓄水池。这样既能最大程度地蓄存利用雨水,也能保证收集的雨水的清洁度。经过初级过滤、全自动紫外线杀菌之后的雨水,达到相关水质标准后,用水泵打到用水点,用于道路浇洒、景观用水、绿地灌溉等。为了提高二次利用的雨水的洁净度,使用的雨水收集箱采用模块化设计,系统会反向冲刷掺在雨水中的淤泥,然后通过底部的排水口排出淤泥。
3.5 北城二期道路改造工程
作为临沂海绵城市建设的首要推进区,临沂市北城新区二期引入了海绵城市建设理念,形成“一心、三带、三廊、多点”的绿地结构。初步进行了大面积道路人行道渗水性改造工程,涉及北城新区长沙路等六条交通干道,人行道用具有透水性的耐火砖替换了混凝土砖,总工程量5.9万 m2。
对两种砖体进行模拟降水的对比试验,发现普通混凝土砖人行道在遭遇降水时,砖块本身无渗水能力,水体完全依靠砖块之间的铺设形成的缝隙完成下渗,下渗速度慢,下渗率低,且砖面易出现雨水积存现象;透水性耐火砖人行道在遭遇降水时,砖块之间缝隙大,砖块本身也具有吸水性,水体下渗速率快,且砖面不会出现雨水积存现象。
但该项目目前仅进行了人行道渗水材料铺设,遭遇急雨暴雨天气时,雨水经人行道渗水材料进入地下后仅靠土壤自然积存、渗透、净化,因此蓄水、净水能力差,效率低,周期长。
4 临沂海绵城市建设的建议和思考
根据海绵城市建设的目标和应遵循的基本原则[4~6],在对临沂海绵城市建设充分调研的基础上,针对目前存在的问题,提出了科学可行的建议。
4.1 临沂国际雕塑公园改造项目
在临沂国际雕塑公园地理位置、生态基础以及海绵项目改造现状的基础上,针对园区进一步实现“海绵公园”建设目标提出建议。新规划主要针对该园区四个区在“海绵化”过程中不彻底的方面进行重新规划设计,进一步将雕塑公园建设成“海绵公园”。
(1)入口区:将以渗水性较强的“海绵道路”代替以大理石为主要材料的硬质路面,增强入口区渗水能力,同时增大入口区绿化比例,将绿色植物与“海绵体”有机结合。
(2)林下区:重点强化该区内的雨水调蓄能力,实现雨水调蓄池功能多元化、运作高效化,将其打造成集储水、净水、雨水再利用于一体的雨水收集利用系统,使其能够解决园区内70%以上的绿化灌溉、景观水等用水。
(3)现代园区:结合该区域东北高西南低的地势特点,计划将该区域西南最低洼绿地改造为地下雨水调蓄池,主要承担现代园区的雨水排水、蓄水,解决现代园区排水成本高,海绵项目覆盖率低的问题。
(4)雕塑园区:该园区人文因素丰富,布局较多雕塑,规划建设中将海绵项目细化,对该区景观花池、大型乔木和游客休闲座椅等进行“海绵化”改造,使其能够发挥分散的、小规模的源头控制机制。
4.2 新关东棚户区改造项目――新型透水孔
调研发现,新东关社区“透水孔”的渗水、蓄水功能主要由自然力量承担,渗水、蓄水效果较差,无法应对暴雨急雨等天气,更无法实现雨水的再利用。对此,针对透水孔技术进行改造,提出新型透水孔设计方案(图2)。新型透水孔路面采用四层铺设,最下层(第四层)为排水层,在建设土基中铺设渗水管;第三层是由30 cm厚的大颗粒石子组成为石子层;第二层为持力层,浇筑15 cm厚的混凝土,并钻出直径为15 cm的规整透水孔,每个透水孔间隔40 cm;最上层(第一层)按“人字形”竖铺渗水砖。相比第一代透水孔,新型透水孔大大提高了道路渗水效率,同时与雨水回收利用技术有机结合。
5 结语
通过海绵城市建设,实现雨水资源的高效利用,一方面综合提升了城市防洪排涝能力,另一方面使径流污染得到有效削减,进而逐步实现小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、“热岛效应”缓解的目标。同时又能充分发挥城市绿地、水体、建筑、道路等基础设施对雨水的吸纳、蓄存、净化和缓释等作用,实现雨水的二次利用。建成以生态系统为基础、现代科技为手段的多元化城市雨水管理系统,以解决临沂市雨涝灾害和水污染管理两大核心问题,从而平衡城市建设与水生态环境之间的关系。
参考文献:
[1]俞孔坚,李迪华,袁 弘 等.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015,39(6):26~36.
[2]陈向军. 临沂市水资源开发利用与优化配置实践[J].中国水运(下半月),2015(3):141~142.
[3]张凤美.临沂市水资源承载力及其提升措施研究[J].临沂大学学报,2012(3):129~131.
[4]肖 明,白强林.建设海绵城市的举措与启示[J].绿色科技,2016(8):164~166.
[5]李运杰,张 弛,冷祥阳,等.智慧化海绵城市的探讨与展望[J].南水北调与水利科技,2016(1):161~164.
[6]应 君,张青萍.海绵城市理念下城市透水性铺装的应用研究[J].现代城市研究,2016(7):41~46.
[7]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(1):42~45,50.
[8]吴丹洁,詹圣泽,李友华.中国特色海绵城市的新兴趋势与实践研究[J].中国软科学,2016(1):79~97.
[9]崔广柏,张其成,湛忠宇.海绵城市建设研究进展与若干问题探讨[J].水资源保护,2016(2):1~4.
1.引言
随着经济社会的快速发展,我国城市化进入高速发展阶段,然而传统的战胜自然、改造自然的城市发展模式打破了城市与自然生态进程的均衡态势[1],使雨水径流污染、洪涝灾害、水资源匮乏等环境问题日益严峻[2]。而海绵城市理念的提出就是针对这些问题从根本上削减城市径流污染负荷、缓解城市内涝、节约水资源、保护改善城市生态环境等[2]。城市化的快速发展使得人类活动和生态环境矛盾日益加重,作为集游憩、休闲和娱乐多功能为一体的城市公共绿地,城市公园已不能满足人们对于城市环境的要求。以生态理念为指导来建设发展公园逐渐成为发展趋势[3]。海绵城市理念的提出,能以生态途径从源头上解决城市问题,改善城市环境。本文以台山市北新区石花北公园景观设计为例,以海绵城市为设计理念,将场地打造为一个以雨水收集为景观特色的生态城市公园。
2.海绵城市概念与原理
《指南》对“海绵城市”进行明确定义: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[4]。美国在20世纪70年代提出了“最佳管理措施”[5];在此基础上,美国东部马里兰州的乔治王子县和西北地区的西雅图、波特兰市于20世纪90年代末期共同提出了“低影响开发”理念;1999年美国可持续发展委员会提出绿色基础设施理念[6]。上述三种理念都为“海绵城市”的构建提供了战略指导和技术支持[4]。
3.海绵城市的应用———以台山市北新区石花北公园景观设计为例
3.1项目概况
项目位于台山市北新区的东南角,地块呈三角形,座落于在石花山北麓。规划范围东起陈宜禧路,西至顺安路,北面以石花北路为界,南面与石花山旅游风景区自然景观连成一体。场地位于石花山北麓,现状植被类型较为丰富,主要以林地、灌木丛和草地为主。西部有水塘分布,北部和西部靠近城市道路处有部分裸地,局部零散分布有少量废弃建筑。
3.2景观规划设计理念
3.2.1整体思路
提取蜿蜒曲水作为主题元素,以“水舞石花•融汇葱华”为设计主题。“水舞石花”展现多水汇聚湿地生态场地特色,以连续湿地水带为核心设计布局,结合公园地貌特征,提取湿地梯田结合山体布局;“融汇葱华”体现绿色生态、和谐自然的生机活力。
3.2.2设计重点
水体是核心部分,因此我们在设计时尽量控制水体面积和水量,并通过技术手段,按功能的不同将水体类型细分成原生态湿地区、湿地体验区、湿地展示区,增加趣味性。我们依据原地形设计跌水景观,在得到良好景观效果同时,使丰枯水期时景观水面积得到有效控制,减少补水压力。除此外我们还采用“湿地泡”,“雨水花园”,“草沟”对雨水进行收集及净化处理,进一步优化水面效果。
3.3海绵城市规划理念应用
该项目主要采用海绵城市生态设计理念,最大限度保留场地“依山抱水”山水格局和现状植被,通过对场地自然条件、自然过程以及当地气候特点的分析,对场地进行设计。通过采用“LID”技术措施恢复场地吸收和滞纳雨水功能,构建具有自然生命力“雨水花园”系统,保持场地开发前后水文状况基本不变。通过集中式场地布局方式,达到对场地资源的最小干预。构建“绿化隔离带+功能区+生态涵养区”功能结构模式,在保护场地自然环境资源基础上充分满足人们的休闲活动需求。山体自然雨水经过路边的生态植草沟,缓解暴雨径流,排入山体各级阶梯式跌水湿地泡池内,在湿地泡池内种植种类丰富的水生植物进行自然净化水体,最终排到最大湖中,部分雨水在此过程中自然渗透至土壤,对地下水进行自然补充。建筑周边的“雨水花园”设置溢流口,排至湖内,湖体最低点处设置溢流口,确保在雨水量大的时期,能够把多余的雨水经过市政管道泄流,不产生内涝。最大湖水作为雨水处理系统蓄水池,经过雨水回用系统对雨水和湖水处理后对绿化灌溉循环利用,实现原位收集,自然净化,就近利用和回补地下水。
4.小结
该项目案例使用了海绵城市理念最大限度保留场地“依山抱水”的山水格局和现状植被,采用最小人工干预的手法在场地现状水塘和低洼地的基础上构建“雨水花园”,通过地形梳理,在现状地形基础上,形成大量下洼式绿地,蓄存雨水径流,将雨水资源滞留在场地上,让场地雨时吸水,旱时贮水,成为一个兼顾旱涝问题的弹性系统,在满足生态效益的同时,也带来良好的城市景观,形成具有生命力的水生态系统。这种方式是海绵城市技术在城市公园中的一次成功应用,对于我们探索城市公园景观设计提供了重要的技术支持。
参考文献:
[1]胡楠,李雄,戈晓宇.因水而变———从城市绿地系统视角谈对海绵城市体系的理性认知[J].中国园林,2015,06:21-25.
[2]王国荣,李正兆,张文中.海绵城市理论及其在城市规划中的实践构想[J].山西建筑,2014,36:5-7.
[3]刘鸿琳,王跃.基于生态设计理念的城市公园景观规划研究─—以宜昌市六泉湖公园景观规划为例[J].规划师,2011,11:92-95.
在对城市水资源问题进行深入研究中发现,目前城市发展中存在的水Y源问题仅仅采取传统的解决方法是根本不够的,在这种条件下还需要对城市自身存在的水资源问题采取新的方式进行解决,保证我国城市规划能够满足社会发展需求。目前制定的城市自身规划采取的理论基础主要是海绵城市理论,在采取这种理论知识来解决城市自身存在的水资源问题,不仅仅能够促使我国城市规划顺利进行,还能有效保障城市规划的质量,减少其中存在的问题。
1 海绵城市理论的内涵
在对现在城市规划过程中采取的海绵理论进行全面研究的过程中,了解到这一理论对于治理城市自身存在的水资源问题和规划障碍等方面有着非常重要的作用。但是由于这一理论在我国发展的时间还不是很长,人们对海绵理论的了解程度还存在一定缺失,这就对海绵理论的正常实施产生阻碍,针对于这一点就需要笔者在这里对海绵理论自身的内涵和其他方面进行全面分析,保证其在城市规划中得到广泛的应用。在对海绵理论进行全面研究中,了解到这一理论主要通过对城市内部雨水进行及时吸收和洁净的手段减少城市水资源污染,并在适当的时候对已经处理的水源进行有效排放。对于海绵理论来说,其在实施的过程中大多数是通过多种技术手段改善城市自身存在的水资源问题,借以提升城市自身降水的利用率,促使城市的良性水循环能够在最短的时间内完成。另外在实施海绵理论的过程中,还要保证相应人员对这项技术手段和城市自身环境状态有一个全面的了解,这样对于有效发挥城市海绵理论起到不可忽视的作用。
2 海绵城市理论产生的背景
在目前社会不断发展的过程中,我国城乡经济水平也有了很大的改善,其对于促使我国城乡发展也起到不可忽视的作用。但是在目前社会和城乡同时发展的过程中,经常忽视对城市内部水资源的防护,这就加大了城市内部水资源的污染程度,对城市发展也产生阻碍作用。加上现在社会环境遭到严重的破坏,城市自身降雨量也逐渐增多,但是在这个过程中我国城市内部排水系统还没有达到全面完善的地步,使得水资源不能及时排出,进一步引发洪灾等现象。针对于这种情况,我国相应技术人员联合城乡发展执行者制定有效的海绵理论,有效减少城乡水资源遭受破坏所引发灾害的现象。
3 海绵城市理论实施策略
要想保证海绵城市理论得到全面的实施,在这个过程中还要对城市自身发展状况有一个全面的了解,并且明确城市未来发展趋势,这样不仅仅能够促使城市内部的海绵理论得到有效发展,对于减少城市水资源危害也起到不可忽视的作用。但是在目前实施的城市海绵理论还存在一些问题,这些问题对于保证海绵理论的全面落实还存在一些阻碍作用,针对于这一点就应该对城市自身涉及的城市海绵理论中存在的问题进行全面研究,并根据研究结果提出有效策略,促使城市海绵理论在城乡规划中得到更好的发展。
3.1 完善水系统建设
湖泊、河流、池塘等水资源系统都具有一定的净化能力,因此海绵城市理论提出在城市规划中我们理应充分发挥河湖水系、坑塘湿地等城市雨水净化的天然加工厂,建立完善的水系统。建立完善的水系统首先要求在城市规划中要保护原有生态系统当中的湖海水系,使其可以进行自我净化并最大程度地对城市雨水进行处理。因此在城市规划中切忌将一些严重污染的水资源注人城市原有的水系而破坏其自然净化系统。目前我国城市生态环境中的水系统由于受到一些工业污水和生活杂物的影响,其自身的净化能力已经十分微弱,海绵城市理论在城市规划中的应用就要求管理部门结合城市实际发展对其进行恢复,比如对污水进行一定程度的净化、对排污企业进行管理、对周围居民进行管制等。
3.2 完善城市道路规划
首先需要保持交通路面的通畅,保证城市道路的正常功能不受影响。然后依据海绵城市理论将道路两侧原有的绿化建设改为下凹式的绿化带,这种绿化带相对于传统的绿化带具有减少路面雨水径流量、改善路面雨水径流质量的作用,可以有效地提高城市水环境和质量。海绵城市理论在程路面规划建设中一般采用透水路面、LED树池等手段进行协助。
其次可以利用充分利用道路景观的绿化带。构建下凹的城市道路景观绿化带可以将道路雨水径流直接汇人这些表面为道路景观的“暗道”当中,既不影响道路的正常使用,又可以实现城市道路系统对雨水的储存功能。与此同时道路景观绿化带在储存雨水的过程中可以实现雨水自然渗透和自然净化的功能。
4 海绵城市理论在园林规划中的应用
4.1 LID思维模式的引人
在城市建设与发展的过程中,人们就一直在寻找能够实现人与自然和谐相处的方式。在这一方面,美国最早提出了一种雨水管理模式,就是采用源头分散模式对场地进行开发,这样就能确保场地在开发前后水文特征保持不变。这些措施都很好的符合了海绵城市中的相关理念。
4.2 绿色屋顶和与雨水花园相结合
所谓的绿色屋顶就是根据不同植物的生物特性,对空间资源进行合理的规划和分配,最终形成一个和谐、稳定的生物群落。绿色屋顶的设计主要采取了垂直绿化的方式,而在绿色屋顶的设计中,雨水收集是关键的步骤。雨水花园的结构从内向外依次是砾石层、砂层、种植层、覆盖层和蓄水层,并且在系统中还设置了穿管对雨水进行收集,当收集到的雨水达到一定的容量后,多余的雨水会通过溢流管排除,这样在保证了植物的灌溉效果的同时也不会因为雨水量过多而对植物的生长产生不良的影响,从而避免了对生态环境的破坏。
结束语
综上所述可以清楚的了解到,目前城市中实施的海绵理论对于减少城市自身出现水资源问题起到非常重要的作用,这就需要人们对城市海绵理论起到高度重视。但是由于我国城市的海绵理论发展的时间还不是很长,其自身在实施的过程中还经常出现一些问题,针对于这一点就需要对其中存在的问题进行全面研究,并根据研究结果提出有效的解决措施。另外在实施城市海绵理论的时候,还要保证相应人员对这项理论进行全面学习,并对其中存在的问题进行有效整合,从本质上保证我国城市自身生态环境建设和相应规划能够更好的发展。
参考文献
[1]董君,刘维彬.殴美城市理论在城市活力方面的启示[J].低温建筑技术,2004(03).