发布时间:2023-10-08 10:05:20
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海绵城市是指,城市能够像海绵一样,适应环境变化,并能应对自然灾害,在环境与灾害中具有一定弹性。在下雨时能够吸水、蓄水、渗水以及净水,在环境需要时,将储存的水资源合理释放。海绵城市主要强调的是“缓排缓放”以及“源头分散”规划理念,是新型城市建设的重要基础。
海绵城市理念
海绵城市的建设就是构建影响较低的雨水开发系统,主要的技术途径为:渗水、滞水、蓄水、净水、用水以及排水等多种技术途径,这些技术途径有效实现城市中良性的水文循环系统,有效实现对径流雨水是渗透、净化、排放以及利用功能,逐渐恢复城市水系统“海绵”功能。在传统城市建设中,对雨水的治理只是通过管渠、泵站等设施来进行雨水径流排放,基本形式为快速排除雨水或者是在末端集中的形式。这样做不仅增加了城市雨水蓄水压力,还导致大量污染物随着雨水流入河中,影响城市水质量,而雨水外排也是一种资源浪费。
海绵城市理论在城市规划中的实施策略
1.城市道路规划
由于城市道路中雨水的径流量比较大,造成的环境污染比较严重,同时也是城市出现污染源的主要来源。海绵城市理论应用于城市规划中,需要在满通路面通畅,保持道路基本功能的基础上,对道路两侧以及道路周边的绿化空间开展下凹式的绿地建设,实施透水路面、LID树池等开发措施,在道路功能上不仅能够减少雨水的净流量,还能将路面径流水质进行改善,提高城市水环境与质量。
首先,利用道路景观的绿化带,在道路中构建现状下凹的绿地系统,其功能是促进道路雨水地表径流顺利汇入绿化带,并逐渐实现绿地系统对雨水的储存、入渗以及净化功能,而对那些质量不符合标准的雨水进行排放。透水路面的使用能够强化雨水的入渗功能,当在道路污染较严重、道路负载较大的路面需要慎重考虑透水路面的使用。此外,在人行道路中应该尽可能对道路中的雨水径流进行消化,一般在人行路面中采用LID树池形式。
2.城市雨洪管理海绵技术-以哈尔滨群力雨洪公园为实例
海绵城市建设在微观角度中主要依赖的是一系列的水生态基础设施建设技术。哈尔滨群力国家湿地公园建立具有意义特殊,是我国首个以解决城市内部洪涝为设计目标的国家级的城市湿地公园。该公园通过技术人员对其进行整体景观设计,将其雨洪管理进行生态化设计,有效的解决了城市雨水的相关问题。该公园从2011年建立以来,在城市中充分发挥着解决雨涝的职能,其海绵设计技术的关键要点主要包括以下几点:
该工程以雨洪的安全格局为基础,在湿地中规划出雨水集合城区-汇水湿地,在雨水管理中形成了具有镶嵌形式结构的海绵综合体形式。
通过填-挖技术形成海绵地形,首先,能够创造出多级湿地系统,其次,能够为湿地生物提供栖息地,并能够为城市居民提供休憩空间,在工程造价上比较低廉。
在湿地中构建净化水质-蓄水池-地下水回雨水治理系统。在该湿地系统中主要的职能是对潜流进行整合,通过对土壤以及生物环境的净化,将净化后的雨水通过处理汇入到中央低洼湿地中,对地下水进行补充。
充分利用地形以及水量分布的特殊性,对湿地中的野生动物进行保护,实现人与自然和谐相处。
3.在城市规划中建立水系统
河湖水系、坑塘湿地等都是城市天然雨水的净化场地。例如杭州某城区中,现状水面率达到5.5%以上,在河道两侧建立控制力度不小于5-50m的绿化带,绿化带能够为河滨植被缓冲带、河滨湿地等影响较低的系统构建开发条件。首先,在城市规划与建设中应该不断加强对现有湿地的保护与治理,特别是对城市中地理位置较为低洼的河沟以及河塘中,严禁市民盲目对其填埋,避免内涝风险出现。而对于过去填埋的河道水系,应该特别关注,需要结合实际城市发展需要进行有计划的生态恢复。
而对于绿地广场的城市规划,需要城市绿化覆盖率达到40%以上才能进行,在城市,人均公园绿地面积需要达到13平方米。因此,需要充分发挥绿地、广场、公园等城市空间的雨水净化能力,使它们成为城市径流污染的处理场地以及雨水滞纳空间。杭州现状公园、绿地以及广场等影响较低的设施开设较少,对于区域的雨水排水能力较低。在城市规划中,为了实现海绵城市,将传统城市建设风格突破,需要充分考虑城市周边区域的空间关系、地域关系以及雨水管理现状等因素。城市广场等活动场所的面积较大,但是硬化程度较高,因此需要在广场中推广透水路面设施。
结论
正文:
海绵城市主要是一种较为创新的城市雨水管理理念,可以有效的防止治理城市发生内涝或者雨洪现象,此方法有一点的“弹性”,所以我们把海绵城市也可以理解为“水弹性城市”。如今随着人们生活水平的提升,对各类资源的大力开发利用导致了很严重的生态环境问题。而海绵城市的建设发展可以把城市变成海绵那样,适应气候环境的变化,在下雨时吸水,在需要水资源时防水,所以对其应用发展有着一定的现实意义。
1海绵城市建设基本原则
1.1优化规划
在城市园林设计中对于海绵城市理论的应用,其主要组成部分是城市雨水、雨水管渠以及超标雨水径流排放系统,他们三个是相互配合应用的,所以对于城市园林设计中海绵城市的建设规划尤其重要,要保证城市雨水系统、雨水管渠以及超标雨水径流排放系统的协调统一、衔接到位。具体规划过程中还要做到:并绿色结合灰色、源头减排结合末端调节,切实注重海绵城市规划建设的发展性和复杂性特点,相关政府部门以及其他部门要全力配合,加强合作,保证海绵城市规划的科学有效性。
1.2注重生态性
对于城市园林设计中海绵城市理论的应用发展,其主要要求以及具体出发点就是注重城市的生态性。之前我们总会将城市的管道工程、沟渠工程以及泵站工程等的建设叫做灰色设施,而海绵城市的设计建设过程中要灵活运用对城市系统低影响的绿色雨水设施,以此为城市的建设发展创造出社会以及环境效益。特别是在一些老城区,由于雨水设施都比较陈旧和落后,所以通常会出现雨水径流现象,所以要建设低影响开发的雨水设施和系统,以此保证雨水设施取得更好的效果。海绵城市的设计发展就是在生态性原则的指导下建设出低影响开发的城市雨水系统。
1.3安全第一
安全第一,无论是什么工程的建设。对于海绵城市的建设发展也是如此,要以城市居民生命财产安全以及生命安全为重。在设计海绵城市的过程中,要切实了解当地的水资源情况以及具体降水特点,严格按照本城市对水环境保护及对城市内涝治理的实际要求,设计规划出科学合理的海绵城市。
1.4注重设计的系统性
对于海绵城市的建设发展,其系统性比较强,所以对其具体设计施工要认真分析好城市水循环的各个环节以及城市现有水设施和之前城市水资源的开采程度等等,进而按照本城市的实际发展要求,对海绵城市进行科学合理的设计。比如英国的排水系统,主要以全面综合的规划设计为其基本前提,以保证城市排水系统和本城市整体环境系统的协调性。
2海绵城市角度来看城市园林设计分析
2.1城市道路规划
对于海绵城市的建设发展,其道理规划方法主要有道理的景观绿化以及人行道雨水排放等。其中针对城市道路的景观绿化,对于道路的本凹陷绿地,其主要有将路面雨水径流到城市绿化带的作用,以此形成一个绿色的存储系统,来降低降雨入渗和净化。对于城市道理渗透便道的使用可以在一定程度上强化道路的雨水渗透功能,要特别注意的是如果城市道路的路面污染比较严重,就要特别仔细的考虑是否使用渗透路面。除此之外,对于城市道理人行道的路面雨水径流消化,通常对其使用LID树池型的方式。
2.2海绵城市景观设计的技术方法
2.2.1自然排水系统自然排水系统其主要原理是从现有的排水系统,使雨水在街上成集水管不同,则直接排放到河流或湖泊,但将按地下水补充浸润过滤保留雨水,土壤和植物。包括有植物、地表洼地和渗透空间、人工改良土壤、本地土壤以及排水管道组成。在这其中,植物的抗涝可以切实有效的增强过滤和雨水渗透。
2.2.2雨水花园在海绵城市的建设发展中国,雨水花园主要是指在浅凹陷种植灌木、花木,以及其他工程措施植物中的区域,雨水花园注意利用了过滤器土壤和植物,保证雨水的渗透,切实降低径流。雨水花园把雨水管理系统和城市景观的设计很好的结合在了一起,在解决雨水问题的同时又美化了城市环境。现阶段我们主要研究的问题是怎样保证雨水花园建设的针对性,有效减少雨水污染。
2.2.3可渗透路面城市园林设计中对于海绵城市理论的应用,可渗透路面主要是通过不同技术手段的应用将之前不可渗的路面变为可渗透的水面,是一种直接减少地表径流的工程性措施。对于可渗透路面的应用是一种对现有雨水环境的缓和措施,可以很好的减少对其他雨洪水技术的应用,以此源头性的解决所存在的问题。现阶段主要有水泥砖块以及可渗透沥青、可渗透混凝土等渗透材料的应用研究。总而言之,在城市园林设计过程中,海绵城市理论的应用发挥着不可替代的作用,可以减少城市园林建设成本,降低园林运行管理难度,促使所设计的城市园林更加自然、美观,充分展现城市园林具有的多元化功能。
参考文献:
1项目设计概况
1.1滨河新区的区位介绍
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位于现代高端服务业的引领区,以文化旅游、信息产业、电子商务、休闲度假、医疗教育等现代服务业为重点,培育发展引擎,形成以高端服务业为引领的新型业态。
全域为5A级旅游景区,整合区域内旅游资源,充分发挥黄河、长城文化旅游资源聚集优势,突出生态地域特色,完善配套设施,争创国家级全域5A旅游景区。
以绿色低碳为核心的生态城、以多元和谐为特征的文化城、以生态文化为基础的全域5A级旅游城、以现代产业为支撑的产业城。
1.2区位空间中旅游景区的条件分析
1.2.1文化城。挖掘以黄河文化、长城文化为主的传统文化,展示以回族文化为底色的穆斯林文化,培育以运动休闲、现代服务为发展方向的现代文化,形成文化多元、和谐交融的良好格局。
1.2.2旅游城。根据黄河旅游带资源特色,结合滨河新区整体城市规划,建设特色文化旅游品牌,打造国家级全域5A旅游城,实现城市即景区、景区即城市的目标。
1.2.3资源优势:有大河、沙漠、戈壁、草原等丰富多样的自然旅游资源,也有古人类文化、长城文化、西夏文化、回族文化、军事文化、边塞文化、英雄文化等风格迥异的人文资源。
1.2.4现状资源和条件限制:现场水文条件为季节性水淹地,地面植被:芦苇、红柳为主的低矮灌丛为主,分布有杨树、果树,地质条件为沙土壤,其中土壤pH值8.7左右,考察结论:不宜建设永久性建筑。
1.3景区设计的定位
1.3.1定位一:全域5A旅游景区的一条带状旅游景区。
1.3.2定位二:展示黄河文化的旅游走廊。
1.3.3定位三:水绿交融、自然野趣的黄河外滩。
2海绵城市建设理论的介绍
2.1关于海绵城市的政策依据
住房城乡建设部2014年11月3日《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)》(以下简称《指南》),旨在指导各地推广和应用低影响开发建设模式,充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,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。
2.2关于海绵城市的理解
2.2.1概念: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。
2.2.2原则:海绵城市建设――低影响开发雨水系统构建的基本原则是规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。
2.2.3规划:在城市各层级、各相关规划中均应遵循低影响开发理念,明确低影响开发控制目标,结合城市开发区域或项目特点,确定相应的规划控制指标,落实低影响开发设施建设的主要内容。
2.2.4载体:应对不同开发设施及其组合进行科学合理的平面与竖向设计,在建筑与小区、城市道路、绿地与广场、水系等规划建设中,应统筹考虑景观水体、滨水带等开放空间,建设低影响开发设施,构建低影响开发雨水系统。
2.2.5落实:城市人民政府应作为落实海绵城市-低影响开发雨水系统构建的责任主体,统筹协调规划、国土、排水、道路、交通、园林、水文等职能部门,在各相关规划编制过程中落实低影响开发雨水系统的建设内容。
3“海绵城市”建设理论在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中的具体应用
3.1景观道路设计中采用的透水彩色沥青道路,确保了宁夏地区少量降雨的雨水充分储存和利用
在该项目中,我们从“黄河――我们伟大的母亲”的赞誉中得到启发,在景区的设计中我们把近6km的景观道路设计成红色的透水沥青道路,用红色的道路作为我们伟大“母亲”的彩色飘带。
考虑到宁夏回族自治区银川市地处三大沙漠包围之中,年平均降雨量仅200mm左右,而项目设计定位为旅游景区,主要景区采用河滩木栈道和汀步串联相关景点,所以项目中水系景观对景观用水的需求量相对比较大。黄河的水位高低受上游的水流量影响较大。为解决景观用水的需求,我们在沿景区周围的交通道路设计中采取在地势较高的地段设计交通干道,干道采用的透水降噪沥青路面是一种新型路面,该沥青混合料采用透水沥青专用改性剂对沥青进行改性,配合特有断级配的矿料级配设计,压实后空隙率在20%左右,雨水能够在混合料内部径流排出,骨料嵌挤和多孔隙是该混合料的特点。
这样在雨水的浸湿下,大量雨水通过沥青结构层的渗透和过滤,利用道路地势较高的优势自然汇聚到黄河滩边我们人工开挖的景观水系中去,我们景观水系中在上下游的人口设计了水闸控制景区日常的使用水位,很好地实现了自然汇水,解决景观用水的目的。
3.2驳岸设计中优先考虑使用“宾格笼”透水驳岸,确保了景区滨河区域中,地面径流雨水的自然排放收集
格宾笼结构的推广应用已在我国逐渐展开,归纳该结构具有9大优点:(1)高强度。(2)变形能力,能很好地适应地基的变形。(3)柔韧结构,不易断裂。(4)耐久性、经济性。(5)能有效地抵抗地震的冲击力。(6)透水性。(7)提供粗糙系数(m)之预定值。(8)提供植被绿化美化,自然景观环境。(9)导入了生态环境的理论,能有效减小对环境的影响。
格宾笼是近年来广泛运用于交通、水利、市政、园林,水土保持等工程项目中的一种新型材料结构。格宾笼是将抗腐耐磨高强的低碳高镀锌钢丝或5%~10%铝锌稀合金镀层钢丝(或同质包覆聚合物钢丝),由机械将双线绞合编织成多绞状、六边形网目的网片,其双线铰合部分的长度应不小于5cm,以不破坏钢丝的防护镀层。详见行业标准YB/T4221-2010。格宾网可根据工程设计要求组装成箱笼,并装入块石等填充料后连接成一体,用做堤防、路基防护等工程的新技术。
在该项目中,部分景点需要对河岸的护坡加以保护,为了确保景观道路渗透下来的雨水以及河岸浅滩汇聚的雨水能自然地汇集到景区的水系景观中去,在雨水汇聚比较集中的地方,采用混凝土地板基础+宾格笼内摆放砾石做强身+沿岸侧加铺透水土工布做衬垫层的驳岸机构形式,有效地将雨水汇聚到景观水系的循环系统中去。
3.3黄河区域中自然生态景观和原生态植物的应用
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项目周边自然生态景观河原生植物比较丰富。其中地面植被:芦苇、红柳为主的低矮灌丛为主,现场水文条件为季节性水淹地。我们在景观设计中考虑水系景观中木栈道的滨水效果,在沿河滩木栈道的走向增加了与自然河床的深浅相适应深度的区内水系。描绘出黄河宽阔的水面、木栈道幽远的景象、满目芦苇历显苍凉的黄河生态风景画。而其中株株垂柳吐出的绿芽又给画面彰显了无限生机。
3.4景区中新型保温、防水材料的推广使用
该景区属于旅游景区,在设计中考虑景观需要和管理需求,设计了大量木质结构的管理用房,在房屋结构的保温、防水设计中,我们优先考虑使用了高弹『生防水涂料。该种材料是以高档丙烯酸乳液为基料,添加多种助剂、填充剂,经科学加工而成的高性能防水涂料。它是普通防水涂料的升级产品,由于添加了多种高分子助剂,使得该产品的防水性能比普通防水产品更优,同时又具有高强度拉伸延展性,能覆盖细小裂缝,防水性能更胜一筹。由于该产品具有下列特点:
(1)高度弹性,能抵御建筑物的轻微震动,并能覆盖热胀冷缩、开裂、下沉等原因产生的小于8mm的裂缝;(2)可在潮湿基面上直接施工,适用于墙角和管道周边渗水部位;(3)粘结力强,涂料中的活性成分可渗入水泥基面中的毛细孔、微裂纹并产生化学反应,与底材融为一体而形成一层结晶致密的防水层;(4)环保、无毒、无害,可直接应用于饮用水工程;(5)耐酸、耐碱、耐高温,具有优异的耐老化性能和良好的耐腐蚀性;并能在室外使用,有良好的耐候性。我们在使用实践后证明,该种新型材料的使用达到了预期的设计效果,满足了项目业主方要求的施行低碳、绿色施工和节能、环保的要求。
4项目实施过程中留给我们的思考和启发
海绵城市建设不是一个部门、一个单位就能完成的,需要全社会共同参与。首先,人民政府要扮演好“决策者”和“指挥者”角色。统筹协调规划、国土、排水、道路、交通、园林等职能部门,充分发挥城市总体规划的引领作用,因地制宜确定海绵城市――低影响开发控制目标,在控制性详细规划、修建性详细规划中分解和明确各地块低影响开发主要控制指标,并通过相关专业或专项规划编制及实施,具体落实建设任务。
通过蔡剑波等人的研究结果可以发现,下凹绿地可以有效降低雨水的径流速度及径流系数,但要注意下凹绿地的深度不宜大于1.5m,以免导致积水太深,不利于植物的生长与人民生活的便利。
1.2路基安全防护绿化带建设不合理会影响道路
路基的稳定,因为绿化带中水分会渗透进入路基之中,对地基产生一定的破坏作用。为了降低这方面的影响,确保道路的稳固,可以采用以下措施:①在绿地与路基相连接处,添加防水设置;②设置阻水墙,常用材质为混凝土;③在绿地下凹前建立缓冲地域,便于降低径流速度,减少渗水影响。
1.3布置进水口及渗透管(或溢流口)
侧石切口的作用是将道路及其附近区域内的雨水进行收集,将其排入绿地下凹处,完成对雨水的生态管理,其在“绿色海绵”系统中充当雨水进入口的作用。如果雨水径流量过大,超过“绿色海绵”的处理上限,就可以通过渗透管或者溢流口将多余的雨水排入其它雨水管理设施中,从而保证雨水管理工作的全面实施。
1.4土壤具有一定的渗透性
土壤除了要具备保证植物生长所必需的营养以外,还应有适当的渗透性。因此在施工建设以前要检测分析土壤的性质,构建“绿色海绵”通常选用砂质土,因其渗透性好,便于雨水渗入地下。但如果土壤为粘质土或壤土,则需要改善土质。
1.5种植土上铺设覆盖材料
道路上车辆川流不息,排出了大量尾气,严重污染了空气和雨水,而“绿色海绵”会将雨水滞留,为了避免被污染的雨水污染种植土壤,可以选择一些当地美观的且不污染环境的材料构建覆盖层,保护土壤。
2“绿色海绵”在城市道路中的应用
2.1行道树绿带
树池式行道树,即在人行道上采用树穴种树的方式进行绿化,并依据人行道的具体宽度,确定覆盖形式。同时其还通过使用透水材料铺设人行道,便于雨水进入土壤被植物吸收,进而对其净化、存储,形成“绿色海绵”系统。在人行道上以连接带的形式种植行道树,并用侧石将其划分为不同区域,进而再次建立一个“绿色海绵系统”。由于人行道的本职作用是便于路人行走,因此连接带的规模有一定的限制,所以一般绿地构建的模型都是池壁垂直和底部平坦的下凹样式。同时,由于行道树的遮蔽,树下光照较少,因此在选择树下植被时要选择适合背光处生长的喜阴植被,如麦冬草等喜阴植物。
2.2分车绿带
道路中的分车绿带主要作用是处理道路上的雨水。为了实现道路绿化生态美观的建设要求,道路绿化建设多以“绿色海绵”和常见植被作为绿化带的主要构成部分。其绿化带中“绿色海绵”和绿化植被的建设规模可参考当地降水量,经专业排水机构分析商定后确定。“绿色海绵”的长度与雨水径流流速成正比。为了降低雨水径流流速,可建立“景观坝”用以降低径流速度。在分隔带侧石上留30~40cm宽的雨水汇集口,便于将“绿色海绵”搜集的雨水汇集,注意沟底的坡度,横向坡度可以倾斜而纵向坡度要稍微缓和。“绿色海绵”的构造方式自由,只需注意根据干湿带的地质不同选择相应的绿化植物。
2.3路侧绿带
人行道与道路红线中间的绿带即路侧绿带,其目的是处理人行道及其附近的雨水。靠近人行道的路侧绿带的设计要求限制很少,只需注意“绿色海绵”系统的绿地地形,应是浅宽面状的下凹绿地。“绿色海绵”的边坡根据情况可设计为倾斜或者垂直形状,底部则是平底或者有一定坡度,同时根据绿化带的规模决定是否建设“景观坝”,绿地景观的形状并无太多要求,可以根据实际情况进行建设。
2.4植物选择
①尽可能地选择本土植物作为园林绿化植被,也可以挑选一些合适的、已被驯化的其它地域植被;②选择根系强健,茎叶茂盛、能有效净化污染的植物;③选择生命力强、适应性强的植物;④选择可和谐共生的植被群,以免不同植株间存在竞争关系,影响植被的生长发育,保持绿化景观的持续旺盛。同时由于不同地域的地理环境影响,绿地的含水量并不是一定的,含水量随着季节而发生变化,夏季降水量较大植被发挥调蓄作用,而冬季降水量较少,因此,所选植被要具备抗旱和抗涝2种能力。
3结语
现阶段海绵城市建设在我国已被大规模实施和推广,社会各界人们都在为城市化的健康发展而努力。项目规划者更要以严谨科学的工作态度完成海绵城市的建设,充分发挥其所应具备的功效。
参考文献:
中图分类号:S60 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160230057
1 风景园林生态学研究进展
关于风景园林生态学的研究,著名科学家钱学森教授在1958年3月曾经发表文章“不到园林怎知春色如许――谈园林学”。直到1999年末钱学森教授已发表各类论述有关园林、城市学的书稿、书信百余封,这意味着老一辈科学家们对于中国的城市、建筑、园林景观建设的高度重视,同时为中国城市的建设指出了方向。在最近20a,虽然中国发展迅速,但也从侧面带来一系列污染、破坏问题。以人文景观为例,开发公园增加旅游资源,取得经济效益,但这使得其他城市纷纷仿效,大力打造各种城市公园,以致于公园建成后的经营难以为继;目前,全国城市中开发的人造景观公园,成功率大概占总数的20%,其余的均为开发不当。
随着科技的不断进步,城市化建设不断加快,风景园林生态学也在不断的完善。生态自然观点的提出为城市化建设与自然之间的处理关系提供了新的解决思路和解决方法。在中央城镇会议上发表了讲话:“在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的‘海绵城市’”。社会经济的高速发展和生态环境的严重污染产生的不对等结构使得风景园林规划中越来越重视生态环境的弹性和自我调节能力,在整个生态环境中的建设中多方向的环境质量改善的措施在不断的颁布和实施。其中2015年国家颁布了“海绵城市”的试点项目,并通过评审选出了海绵城市的试点城市他们分别是: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。经过专家组的仔细审评确定的海绵城市试点城市目的是通过建设试点城市来观察海绵城市在生态环境改善中所起的作用,完善海绵城市并使它更大作用的发挥生态建设在环境治理中的作用,使海绵城市理论在风景园林规划中更为广泛的推广,海绵城市的技术的完善提供相关的技术数据和实践经验,使海绵城市理论在风景园林规划中的应用更为科学、合理、经济,通过最直接、简单有效的方法,得到最大的生态效益。作为园林规划设计的服务对象扩展到大地综合体,是多个生态系统的镶嵌体由人类文化圈和生物圈相互作用而形成的 [1]。
城市化之前,因为土壤的涵水和缓冲作用,大量的雨水在短时间内并不会迅速的汇入地表水系,河流的水位也不会在短时间内大起大落。城市的建设开发之后,的土壤面积在不断地减少,由于雨水无法渗入土壤,进入地下水系而形成的只能在城市地表水流径流,被人们称为“雨水径流”。众所周知在森林、湿地、丘陵、农田等自然环境中,并不会因为正常的降水形成积水灾,这是因为雨水通过地表的土壤可以直接渗入地下土壤中,进入地下的水系循环系统内,在城市化不断发展的进程中,因为城市的道路、硬质铺装景观、建筑面积的大量非渗透性的表面积在不断的扩大,以及对城市中河流、湖泊等自然水体的侵占、围湖造田,河道建设过程中大量采取硬质铺装的处理等,城市原本的生态系统遭受到了极大的破坏。面对正在不断恶化的城市生态环境,雾霾等恶劣天气的影响,在2014年2月《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确:“督促各地加快雨污分流改造,提高城市排水防涝水平,大力推行低影响开发建设模式.加快研究建设海绵型城市的政策措施”。2014年11月. 《海绵城市建设技术指南》:2014年底~2015年初,海绵城市建设试点工作全面铺开,并产生第1批16个试点城市。“海绵城市”的产生源于业内和学术界,他们常用“海绵”的吸附特性来比喻园林内对水和污染物的吸附能力。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ISI的吸附现[2]。“海绵城市”的提出在某种程度上是借鉴国外的经验,同时结合本国的发展特点,进行试点城市的建设。通过不断的研究和实践,现在的“海绵城市”理论和技术正不断的完善和进步,早在2003年俞孔坚曾提出“河流两侧的自然湿地如同海绵.调节河水之丰俭,缓解旱涝灾害[3]。但是提出这个理论仅仅是针对河道的调洪和蓄水而提出的,现在“海绵城市”的概念转移到城市甚至是整个地带区域的宏观理论。
2 海绵城市与生态系统的关系
在生态系统的循环中主要的循环包括大气循环、水循环、碳循环等。其中最为重要的就是水系统的循环,水循环是推动整个生态系统循环的根本动力,只有在水循环的前提条件下才能实现动植物的生长,物质能量的流动,从而使生态系统能够正常的运转。
在生水系统循环的过程中,解决地表水径流是解决城市中一下雨就看海的窘况的关键。现代工业的不断发展,使得新材料在社会建设中发挥着重要的作用,使得楼房的高度在不断提高,建筑的结构也在不断的提升,城市的路网不断的向外延展,城市的面积不断的扩大,整个城市形成一个有机的整体,这种有机体被视作是一个整体的生态环境,这种生态的环境在某种程度上对自然造成了一定的破坏,在更大的层面破坏了自然本身的生态系统。如果我们利用自然过程,收获其提供的免费服务,而不是去剥夺它的能力,那么另一种城市形态,乃至另一种城市文明的生活方式将赫然在目:人们会在街道旁或者公园种植蔬菜和粮食;洪水也会被城市所利用而非被拒于高墙之外;废物和废水会被自然过程吸收和净化;鸟类和其他本地物种会和人类共同栖息在我们的后院;人们会欣赏真实的自然之美而非训话或高强度人工维护下的自然[4]。面对这越来越严重的问题,海绵城市的理论提出成为了解决这个问题的关键。
3 海绵城市与风景园林规划的关系
风景园林规划在城市规划后期的建设作用越来越被人们所重视,绿地规划为人们提供城市生活所必须的绿色活动场地,降低城市的烟尘,噪音,温室气体等,还能为城市提供充足的氧气、水分和适合人类居住的环境。
海绵城市的建设过程中,最为主要的就是景观规划的合理性。在合理规划的前提下才能充分的发挥城市景观生态对城市空气质量、城市水土保持等生态环境建设中的作用。通过风景园林的规划设计,使得城市作为一个生态的整体,抵抗外界的干扰,形成更稳定的生态系统。城市园林不能墨守陈规地采用原来的建设方式,被动地实施养护、管理,应该以生态学的理论重新认识和建设园林并了解风景园林生态学对风景园林的影响和作用,认识园林植物在风景园林规划中所起到的重要作用,特别是要处理好生态植物与园林植物的群落关系,人与生态群落之间的关系,进一步加强园林绿化与经济效益的认识。只有这样才能充分发挥生态在风景园林规划中的作用。
4 海绵城市在城市建设中的应用
我国城市的大部分河道中依然是传统模式的建设方式,当面临城市遭遇雨水冲击时,城市河道的作用,也根本起不到吸水、蓄水、净水、供水的海绵体能,也不能减少城市内涝和季节性干旱对城市日常生活中水循环的干扰。这并不是中国自己的专利,比中国还要早的提出相类似的理论的还有很多国家,例如美国提出来的低影响开发(LID)、澳大利亚所提出的水敏感城市设计(WSUD)、还有英国提出的可持续排水系统(SuDS)、法国提出的替代性技术(ATs)等。这些理论所阐述的共同点就是减轻雨水循环对城市自然水文特征的影响,同时改善雨水的水体质量。
对于雨水进入河道的相关治理技术不断的发展和提出的过程中,产生了很多专门进行河道水体质量检测的相关技术标准,随着技术的不断提高,人工智能的不断开发和完善,使得现代技术对水体质量检测的标准也不断的升级。表1,是通过雨洪管理规划软件的基本设计指标,这个指标就是目前比较优秀的雨洪管理软件,由于开发较晚、设计理念相对成熟、商业化运作等,IWM Toolkit 的指标总体较突出[5]。
通过表1的监控测算数据,能够清晰的反应出lWM Toolkit 的直观性,所以能够在市场占有率更为广泛。
4.1 LID思维模式的引入
专家们在不断探索着人与自然和谐共处的自然理水方式。20世纪的美国就曾提出的一种较为先进的雨水管理模式,指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征,其核心是维持场地开发前后水文特征不变,包括径流总量、峰值流量、峰现时间等[6]。LID的核心就是雨水调蓄方式,其中它主要包括雨水的入渗、蒸发、滞留、蓄集等。所采用的基本措施有生物滞留带、绿色屋顶、植草沟、雨水花园、储水池、透水路面等。借着这一思潮,政府职能部门提出了建设“海绵城市”这个理念。
4.2 绿色屋顶和雨水花园相结合
按照各物种自身的生物学特性,充分利用空间资源,让各种生物有机地组合成一个和谐、有序、稳定的群落[7]。绿地空间设计的最主要的方式是垂直绿化,而屋顶花园的雨水收集是生态学在风景园林规划中的重要应用。屋顶雨水污染程度轻,在绿色屋顶的过滤之后,雨水的净化标准完全可以满足灌溉要求。可以通过收集系统的收集直接进行存储,为以后在枯水期的时候供给社区绿化灌溉、浇洒道路、冲洗厕所以及车辆清洗等使用。这种模式的优点在于竖向的绿化和横向的绿化有机的结合起来了,形成一个整体,在雨水的净化处理时,收集储存形成一个行之有效的雨水收集系统。雨水花园的结构由内而外一般为砾石层、砂层、种植土壤层、覆盖层和蓄水层。同时设有穿孔管收集雨水,溢流管以排除超过设计蓄水量的积水,这样既能够满足对雨水的收集和利用同时也不会因为雨水的过量而造成植物的生长环境改变对植物的影响,同时能够避免对生态系统的破坏。
4.3 铺设透水装置
在人行广场、停车场等地区,大量采用具有渗水性能的面层铺装,渗水地面不仅可以减少地面的热量反射,还能保持土壤的生态功效。雨时能较快消除道路、广场的积水现象;当集中降雨时能减轻城市排水设施的负担,防止河流泛滥和水体污染[8]。
以上这些设施可构成一个雨水循环系统,自然降雨通过绿色屋顶和雨水收集装置,利用管道导入地下过滤器,城市广场水渗入蓄水池中城市道路水进入到附近的植被草沟,最终水分通过地下的雨水管网都汇集到生态置留塘中,置留塘水面蒸发,形成降雨,近而形成水循环。这样可以有效地控制雨水径流,减轻雨水径流污染,并且收集储存的雨水还可以用于景观灌溉等用途,相应地减少了对可饮用水的消耗。
以北京奥林匹克公园为例,整个公园是一个很好的“海绵体”,有效利用了之前提到的设施,园区包含雨洪收集、再生水利用、循环过滤净化、湿地净化等各种工程设施,总水系面积84.2hm2,总蓄水量130万m3,这些工程设施的外在形式表现为公园内的景观路面、休闲绿地、下沉花园、龙形水系、森林公园等,既做到了节水养水,同时还营造了一道亮丽的景观带。
据了解,整个园区的透水铺装地面约17hm2,下凹式地形17hm2,滞蓄雨水,减少灌溉量,水系滞蓄16.5hm2,雨洪集水池9个,容积7200m3 ,下沉花园蓄洪沟调蓄8000m3,渗滤、收集管网长60多km。整个奥林匹克公园每年的用水量超过1700万m3,其中利用再生水就有800万m3,将近全年总用水量的1/2。
5 风景园林规划在园林景观中的结合
景观生态学和风景园林学结合的范围随着社会和科学技术的不断发展而不断的扩大。近些年来,随着风景园林规划设计范畴的扩大,更多的生态学技术以及生态系统服务手段被引入了风景园林规划设计中。如废旧工厂改造中废物处理[9]。随着风景园林规划设计的对象和范围的扩大,除现有的主要以生物种群、群落生态学以外,生态系统和生态学等理论将逐渐应用在风景园林景观规划设计当中;随着风景园林景观规划设计中尺度的扩大,在陆生生态学、淡水生态学、湿地生态学、海洋生态学等生态学科中,将在滨水生态设计、湿地保护设计、海岛景观设计中也同样起到十分重要的作用;随着风景园林景观规划设计工作的不断发展,在大地生态学、景观生态学、城市规划生态学、经济生态学、数学生态学、污染生态学等学科中的交叉学科,生态学和风景园林景观规划设计关系更加密切;随着风景园林景观规划设计成果的不断创新和科学性要求的提高,在生态学技术手段和风景园林景观规划设计的前期勘察和数据整理收集过程中的应用,也会大大地提高,更多的生态学的技术手段将会出现在风景园林景观规划设计的整个设计、施工过程中。
6 小结
生态规划与设计已经成为国内外风景园林学科发展的重点和研究的热点之一[10]。实践所证明,风景园林景观规划和生态设计是一体的、协调的,在人类的需求与自然生态关系中,是将人类和自然资源的开发、利用及转化的影响降低到最低程度的重要途径之一。建议国家和地方政府给予更多的支持和投入,特别是需要提高基金项目资助的范围和力度,同时加强与国际上先进的技术进行交流与合作,从而达到园林景观规划与生态设计层面推动我国园林景观生态学科的研究和应用,使得我国的园林景观生态学能够达到世界顶级的水平。
参考文献
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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.102
根据我国建设部2010年对349个城市内涝情况的调研,2008年到2010年我国共有289个城市发生了不同程度的内涝,占调查城市数的80%,涝渍范围广、积水深度大、积水时间长,与此同时我国很多城市却在遭受缺水的困难。
1 海绵城市理论和郑州概况
1.1 海绵城市理论概况
海绵城市是指治理城市合流制溢流污染、控制初期雨水污染、削减雨水径流、补充城市地下水的新一代城市雨洪管理概念,它的目的是让城市的排水系统在适应环境变化和雨水带来的自然灾害等方面具有像海绵一样的弹性、韧性。海绵城市改造的主要理论基础是地影响开发理论,低影响开发的英文简称是LID,是1990年初在美国的诞生的,低影响开发是指在城市开l建设过程中采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能。它的核心是恢复城市暴雨前的水文特征,包括城市暴雨灾害前的峰值流量、峰现时间、径流流量等。海绵城市理论是处理雨水的最佳处理措施,它的理论强调尽量减少城市开发对城市自然水文的破坏、影响,它的功能主要是吸水、渗水、净水、排水。我国658个城市合流制排水系统约占37%,但是十二五计划很多文件中提出的都是要改分流制排水系统,其实很难改的清楚。中国城市排水系统绝大部分是混流制,尤其是小区接入市政管的地方。自2014提出海绵城市改造之后我国南京、广州、深圳等大城市都进行了大规模的雨污分流改造,但是效果均不理想。
1.2 郑州概况
郑州市位于东经112°42’-114°13’ ,北纬34°16’-34°58’,东西宽166公里,南北长75公里,是河南省的省会,在河南省的中北部,地处华北平原南部,黄河下流,东南是广阔的黄淮平原,北临黄河,西靠嵩山,全市总面积7446.2公里,下辖金水、二七、中原等6区5市1县。郑州市地处中国地理中心,是我国重要的铁路、航空、高速公路、电力、邮政电信主枢纽城市,中国中部地区重要的工业城市,是著名的风景名胜区也是著名的古城之一,是中国华夏文明的发源地,从夏商周开始就有很过朝代在这里建都,各类文化古迹达10000余处,其中国家重点保护单位38处43项。郑州市境内大小河流总共有126条,其中流域面积较大的河流29条,郑州市区有金水河、贾鲁河等多条河流,这些河流分属淮河和黄河两大水系。此外,郑州还是我国人口第二大人口密集城市。
2 海绵城市理论改造郑州街道排水系统的途径
2.1 改造原则
根据海绵城市理论的指导在打造郑州街道排水系统时的原则主要有以下三点:一是保持郑州原有生态系统,改造郑州街道排水系统时尽可能保护郑州市区贾鲁河、金水河等河流的径流流量、峰值流量、峰现时间,尽可能保护郑州湖泊、湿地、池塘和沟渠等水生态比较敏感的区域,在改造时尽可能保护郑州的历史文化遗迹,保持郑州原有的生态系统。二是利用海绵功能城市修复、恢复的功能恢复、修复郑州的生态系统,即是利用海绵城市生态的手段恢复、修复郑州已经被破坏的水体和其它自然环境,并保持原有生态比例。三是低影响开发,低影响开发是指在改造郑州街道排水系统时按照改造最低影响理念,合理科学的控制郑州的排水系统开发强度,保持郑州原有不透水面积和生态用地的比例,根据改造需要适当开挖郑州水库、贾鲁河、金水河等。在利用海绵城市理论改造郑州街道排水系统前应详细调查郑州各环节的排水情况和生态情况,统筹各环节的具体情况设计低影响开发的最优方案,在规划郑州建筑小区、城市街道、金水河等水系、绿地、广场等时应考虑其景观水文、历史遗迹、中原带等开放空间,改造之后要有专门的单位监管维护,确保海绵城市的设施正常运行。
2.2 改造郑州街道排水系统的设计分析
郑州市原有的黄河、淮河水系形成的自然水文系统是改善后郑州生态雨水管理的重要组成部分。郑州市是河南省的省会,在河南省的中北部,地处华北平原南部,黄河下流,东南是广阔的黄淮平原,北临黄河,西靠嵩山,地形复杂多变,改造规划的街区道路中金水河、贾鲁河等各种水系交叉纵横。针对这种复杂的情况,应选择道路本体透水化和选线分级化结合的综合规划措施,具体做法如下:一是优化郑州主干道,采取简化主干道宽度种类、实施改变郑州主干道线型、增加郑州生态水系雨水口等优化措施使郑州主干道合理化、科学化、生态化。二是简化郑州次干道,降低街区道路与郑州市水系的冲突点,将郑州次干道的部分交通量转移到郑州国省干线道路上,同时梳理优化国省干线道路的结构和宽度。三是在郑州改造区内部采用雨水花园、下凹式绿地的措施将街区道路收集的雨水通过花园、绿地的植物土壤进行自然净化,然后渗入地下水河,溢出花园、下凹绿地的雨水通过修建的水管网导入郑州街区规划的下沉广场或者进入排水系统的雨水收集池。四是将郑州市区街区道路两旁的绿化带改造成生物滞留带,采用缘石豁口的措施将街区道路两旁的雨水径流引入改造后的绿化带,并在引入口设置污水过滤池对引入的雨水进行简单净化,将绿化带溢出的雨水排入超标雨水径流排水系统中。
3 结束语
本文通过对海绵城市理论和郑州概况的阐述,海绵城市理论改造郑州街道排水系统的原则和绵城市理论改造郑州街道排水系统的设计分析两方面探讨了海绵城市理论如何改善郑州街区道路排水系统。
中图分类号: TV431+.5 文献标识码: A 文章编号:
当下我国政府工程和城市街道建设工作中沥青路面出现不同程度的早缩性、干缩性,其中路基的压实工作不到位、沥青道路建设之中的不规范、沥青质量不够好等原因造成了这种想象。在政府规定之中城市街道的使用寿命为十五年,如若在使用三年内就出现这种情况我们就可以称其为早期破坏,路面早衰的出现不仅对交通行车安全具有极大危害性而且由于破坏面积较大修补工作也不好进行,因此怎样有效预防路面早衰的出现就成为道路建设工作者们的共识。
一 政府工程、城市街道沥青路面受到早期破坏
在这里我们把城市街道建设中的沥青早期破坏分为以下几个类型:
(一)水损坏
在沥青道路的长时间使用过程中,特别是在南方气候潮湿的地方,或是有长时间降雨的地方,这种现象更明显,沥青地面由最初的灰色转变为黑色,并出现明显的车辆轮痕迹,并且在日后轮迹将会越来越深,两侧则出现明显的隆起,进而导致隆起处磨坏破损直到轮痕周边区域的沥青层出现松动、凹陷、掉落等严重现象,掉落过后的地面显出光滑的一面,此时说明沥青已经完全掉落,这是沥青路面的典型危害之一——水破坏。一般情况下引起水破坏的原因有以下这些:1、路面的排水系统部健全,过多的雨水无法有效地排除,积聚于地面。2、在对沥青地基进行实压过程中由于压力不足或是碾压次数不够造成的沥青没有被压实。3、由于没有将沥青处理好导致其粘性足,最后造成沥青与混凝土相分离的现象。4、沥青表面粉尘过多,也可能是因为在铺沥青时混进粉尘而造成的。
(二)裂缝
裂缝是沥青早期常见危害之一,道路出现裂缝最大危害是使路基的防水性变差,过多的水通过裂缝渗入路基,从而导致了路基老化速度增加、承载力下降,严重时则会出现路基断裂情况的发生。其中断裂分为横向断裂和纵向断裂。
1、龟裂
龟裂是沥青早期常见裂缝危害之一,龟裂地面呈网状分布,起因是路面承载力过大,导致沥青层底部、路基层表面发生极限拉伸,当时间一长,拉伸产生的形变不可逆其张力传达沥青表面从而产生龟裂现象。
2、车辙
这种现象的表现形式为道路表面出现带有车轮痕迹的凹陷变形,其形成原因一方面是在铺沥青之初混合料没有调好,另一方面是道路长时间的超负荷运载。
3、波浪
波浪路面的主要表现形式为道路出现一段段的有规律的起伏,这因为在铺路之初由于是施工效果差,材料选用的不合理导致沥青的粘着力小于汽车车轮产生的作用力,其危害是使其实行车更加不稳定,出现振动,在急转弯时或雨雪路面中对汽车的危害性尤为明显。
4、松散
这是在我国较早期的城市街道建设工作中常常会出现的问题,其形成原因是在铺路之初沥青的使用量偏少造成沥青层与路基层之间的粘着力不够、矿质配料较为粗糙、沥青质量不合格、碾压不均匀、矿质辅料湿度过大而造成的。其表现形式为路面出现麻面并伴有细小繁多的坑洼小孔,达不到沥青与路基之间良好的黏着力,从而使路面性质不稳定,容易发生路面变形和路面摩擦系数变低。另外一点,麻面和小坑洞的出现也是沥青地面的防水性变差,当路面积水或是遇到潮湿环境时,水分容易渗入路基之中对路基造成严重破坏。
二 沥青路面早期破坏成因的分析及解决对策
(一)路面设计及施工规范存在问题
当前,深弯值仍是国家建设路面时用到的重要指标,对沥青路面采用允许回弯值、拉弯应力值与剪应力值为其设计衡量标准。但就以往经验而言,单单只有着几个系数值达到标准时不远远不足以保证路面优质建设结果的,在施工建设中天气、环境、意外因素的出现也是导致路面发生早期破坏的原因,包括矿物料质量的好坏、沥青使用前的温度控制,铺路过程中对沥青冷却周期的控制等等。另外在路面设计之初我们不可能不去考虑在日后的使用过程中路面可能遇到的问题,诸如承载系数过大,路面长期所处气候环境等等。要综合考虑设计理论系数与实际施工环境之间的关系才是保证路面和长久使用的关键所在。
(二)造成路面早期破坏的因素及解决对策
路面发生早期破坏我们不能单单只从设计和施工方面找原因,施工和使用过程中的外部环境也是我们应该考虑进去的重要原因。路面发生早期损坏的外部原因只要有人为因素和气候因素两方面原因。首先我们来说一说人为因素,人为因素是在在道路使用过程中由于超载、事故、漏油、污染等人为因素造成的道路损坏,对这种破坏我们应加强交通管制,及时检查路面破损状况,对路面进行及时的补修保养,加强交通管制力度,限制车辆超载……这些方法均可以良好的保护效果。我们再来说一下气候因素的影响,其一、低温环境是路面杀手,由于冬季或是地域气候的长期低温环境,当沥青路面遇到低温时其韧性变低、延展性变大、回弹力变差、路面硬度增加,由此而产生的路面断裂、龟裂情况就更加明显,由此我们应该做好路面的低温防护工作,在建设之初选取良好的辅料,在路基的建设中掺入防冻保温材料,利用加热装置使沥青的冷却周期延长,压制重量和次数增加,以保证沥青路面可以更好的应对低温环境。其二、有些地区由于日温差较大对沥青路面造成一定程度的温度疲劳,在这种状况下沥青由于反复受到温度作用产生拉伸收缩作用,导致沥青老化,从而导致裂缝等现象的出现。一般来说当这种情况出现时沥青路面表现为横向裂纹和波浪路面的同时出现。要想预防此种现象的出现我们可在沥青路面建设之初采用混合路基,用混凝土和一些具有耐高温性、可增加延展性的辅料进行混合,并根据不同的地理特点选取不同的辅料、混合比例等,在铺沥青面时注意要选用质量好的碎石,其中尽可能的除去杂质,控制沥青的冷却周期,以便达到最佳的压制效果。
(三)造成路面早期破坏的内部原因
内部原因主要是发生在设计和施工中,在设计之初道路的设计者不应闭门造车,要结合道路的实际应用环境和其地域特点综合考量,把可能遇到的低温环境、道路疲态等都考量进去,结合实际进行设计。另外,在道路的建设施工过程中明确合理的道路建设法规、政策和方法也是必要的,对施工人员的职业素质进行培养,领用先进的混合路基技术、沥青混合技术、压制技术以达到最好的铺路结果,在道路建设的中后期合理加施透层油和粘层油,并在使用过程中注意道路的养护。
总结:
我们身边已经再也离不开道路,人们出行、城市发展都是依赖于良好的道路环境,由于沥青路面有着良好韧性、抗压性、可塑性、防滑性得以一直在道路建设中被使用,但随着城市进程的加快、城市道路的扩宽、城市道路的承载量越来越大,一些重型卡车的持续作业也考验着道路的质量,而道路建设者怎么提升沥青路面的质量也是我们当下亟待解决的问题。
参考文献:
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中图分类号:TF526文献标识码: A
近年来,为了适应建设资源节约型、环境友好型社会的要求,沥青路面再生技术在我国公路建设和养护中逐步推广应用,并在借鉴和总结国内外相关应用经验和研究成果的基础上编制了相关规范,由此推动了再生技术在高等级路面维修中的应用。海南省在借鉴江苏等省份的先进施工经验的基础上,结合本省实际情况应用了就地热再生、厂拌冷再生和就地冷再生技术,本文总结了几种再生技术在海南的实际应用情况,简要分析了不同再生技术的适用性。
1 沥青路面再生技术的简介
1.1 沥青路面再生技术分类
沥青路面再生技术包括:厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生4类技术,其中就地冷再生技术按照再生材料和厚度的不同分为沥青层就地冷再生、全深式就地冷再生两种方式。沥青路面热再生采用道路石油沥青作为再生结合料,必要时掺加再生剂;沥青路面冷再生可根据需要选择乳化沥青、泡沫沥青、水泥等作为再生结合料。采用沥青作为再生结合料的再生工程,宜在10℃以上的气温条件下进行施工;采用水泥等作为再生结合料的再生工程,宜在5℃以上气温条件下进行施工。
1.2 沥青路面再生技术的适用范围
厂拌热再生适用于对各等级公路沥青路面经铣刨、挖除下来的再生利用,再生后的沥青混合料根据其性能和工程情况可用于各等级公路的沥青面层及柔性基层。就地热再生适用于仅存在浅层轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面的就地再生,再生层可用作上面层或中面层。厂拌冷再生适用于各等级公路旧沥青路面材料的再生利用,再生后的混合料适用于高速公路和一级、二级公路的沥青路面的中、下面层及柔性基层和三级、四级公路的面层,当用于三级、四级公路的面层时应采用稀浆封层、碎石封层、微表处等做上封层。就地冷再生适用于一般用于病害严重的一级、二级公路的沥青路面的翻修、重建,冷再生路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。
1.3 沥青路面再生技术的优缺点
各种再生技术有其各自的优缺点,如表1所示:
表1 各种再生技术的优缺点
序号 技术名称 优点 缺点
1 厂拌热再生 再生工艺易于控制,再生沥青混合料性能较好,适用范围较广,技术成熟,质量控制比较简单,应用最为广泛。 旧料运输增加运费;回收沥青混合料的用量较少,不超过50%;对于沥青老化严重的回收材料不适宜采用。
2 就地热再生 实现了就地沥青路面再生利用,节约运费;100%利用旧料。 再生深度较浅,适用范围有限;级配调整幅度有限,难以改善路面结构强度。
3 厂拌冷再生 对回收沥青路面材料质量要求较低;再生工艺易于控制,再生后的沥青混合料性能较好;适用范围较广,能耗低、污染小。 再生混合料强度的形成需要较长的时间;一般不能直接用于表面层,需要加铺一定厚度的罩面层。
4 就地冷再生 节约运费,100%利用旧料;能耗低、污染小;对回收沥青路面材料质量要求较低;适用范围较广。 施工质量控制的难度较大;一般不能直接作为沥青路面的表面层,需要加铺罩面层。
各类再生技术具有不同的适用范围以及自身的优缺点,要根据工程实际情况选择相适宜的再生技术。
2 海南省再生技术的应用
近年来,海南省相继在高速公路大修工程中采用了就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生等技术,节约了大量资源、提高了生产效率,降低了成本,具有良好的经济社会效益,但在应用过程中也总结了一些经验,对各再生技术的应用性进行了分析,具体应用情况介绍如下。
2.1就地热再生技术的应用
海南省从2008年至2011年针对环岛高速公路部分普通沥青混凝土路面和PE改性沥青混凝土路面进行了再生,此段道路整体使用状况良好,仅在上面层存在裂缝、车辙等病害,原路面结构为4cm上面层+5cm中粒式沥青混凝土+6cm粗粒式沥青混凝土,采用了复拌型和加铺型两种就地热再生方式,复拌型再生为直接再生原路面上面层4cm,加铺型再生为再生原路面上面层4cm,同时添加新沥青混合料加铺罩面3cm。通过再生达到了处理病害的效果,至今使用性能良好。
从道路现状考虑,就地热再生厚度仅为4cm,对路面结构强度要求高,再生沥青混合料级配改善有限,我省高速公路通车使用10-20年,期间经过分期分段大中修,路面状况较为复杂,且大部分路段病害都涉及到中下面层甚至基层,因而能采用就地热再生修复的路段较少;从施工角度考虑,施工质量控制有一定难度,需要熟练的施工队伍;从经济效果考虑,施工设备价格昂贵,工程量较少的情况下成本较高;综合考虑我省沥青路面状况和经济效益,就地热再生技术推广较难。笔者认为厂拌热再生更适合海南,应该优先发展。
2.2厂拌冷再生技术的应用
2012年在环岛高速公路部分路段大修工程中考虑到旧料利用率和再生料养生期选择了泡沫沥青厂拌冷再生技术。该技术再生混合料控制要点有发泡沥青的特性、矿质混合料的级配组成、强度试验和最佳沥青用量。再生工艺易于控制,摊铺过程中严格控制压实度,从而保证再生料路用性能。养生期短一直是泡沫沥青厂拌冷再生技术的优势之一,结合海南省热带季风气候条件,即时雷雨较多,日照时间长,养生采用了薄膜覆盖、封层以及自然养生的方式。再生混合料摊铺施工现场发现,碾压完成后几个小时就发白变干,2-3天即能取出完整芯样,施工效果良好。
海南省部分高等级路面面层为10cm沥青混凝土,由于通车使用年限较长,路基和基层基本趋于稳定,综合考虑其使用范围广和再生工艺简单,应积极推广。
2.3就地冷再生技术的应用
海南省某高速公路通车使用14年后进行大中修,原路面结构为10cm沥青面层+30cm水稳基层+20cm级配碎石,通过现场勘查和检测,对局部基层破坏较为严重,存在网裂、松散等病害的路段采用了水泥就地冷再生的方式进行处理,一方面解决了基层破损问题,改善路面整体强度,另一方面充分利用原水稳基层材料,避免开挖节约施工时间。
采用水泥就地冷再生后,基层强度明显改善,但均匀性一般,变异系数较大,一方面是就地冷再生过程中再生料离析,另一方面是旧路基层变异性大,因此在材料就地冷再生施工时要严格控制施工质量。综合考虑其旧料利用率和能耗等因素,该技术值得推广。
3 结论
总结几种再生技术的应用情况,可知沥青路面再生技术的选择要综合考虑道路使用状况和技术的使用范围,对于海南省而言,就地热再生对路面结构要求高,施工难于控制,应谨慎发展;厂拌热再生是最成熟和应用最广泛的技术,也是使用价值最高的技术,应该优先发展;冷再生,包括厂拌冷再生,尤其是现场冷再生, 应该加速发展;全深再生应在先做研究的基础上逐步发展 。
参考文献:
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1、海绵城市建设理论
海绵城市主要是能够适应环境的变化和自然灾害所带来的影响,在下雨的时候能够进行吸水渗水蓄水净水,并且在需要的时候合理的释放雨水,并采取渗、滞、蓄、净、用、排等措施,通过源头消减、中途传输、末端调序的手段,实现最大限度降低对生态环境的影响。在海绵城市的建设理念中,降雨径流的排放量小于40%,截然不同于传统“快排”模式中将大于80%的降雨径流排出城市的要求,这就有效的减少城市雨水与地面的冲刷,然后将收集来的雨水进行相应的净化处理。这样不仅仅保护了生态环境,有效的降低城市内涝出现的几率,也缓解了城市居民用户用水压力的紧张。因此在晋城城市园林建设的时候需要有效的融入海绵城市理论,从而能够构建非常好的环境,促进城市的建设发展。
2、海绵城市理论在园林设计中的应用原则
2.1、整体规划原则
就目前的情况来看,园林设计中应用海绵城市理论具有非常重要的意义,在应用的过程中需要遵循一定的原则,充分的发挥海绵城市特点,对此需要针对实际情况从全局出发,做好规划设计工作。在设计的过程中需要将原来的系统进行保留,同时充分的了解系统,在实际的运用当中,要充分将海绵城市理论落实在实际的建设过程当中,还要降低雨水系统的构建,而且在进行的设计的工作当中要有效的遵守先规划有减少的重要原则,因此这样才能更好的充分的发挥其规划设计的作用。
2.2、生态有限原则
海绵城市的概念是基于生态的概念,并且在实际的运用过程当中,要充分的了解当时水资源,例如江河与湖泊以及渠道,而且必须考虑到排水系统,从而要保障雨水自然的寄存和自然净化,这也将是循环利用的关键部分,然而在这过程当中要不断加强生态循环,其次,生态自然自身就有着很强的恢复力,这对前期破坏的部分起到修复和二次融合的功能。
2.3、因地制宜原则
在园林设计过程中需要遵循因地制宜的原则,因为每个城市的环境以及地域存在很大差别,因此在土壤、降水、植被覆盖率等方面都存在差异,在实际的应用过程中需要结合实际情况进行考虑,有效的将其海绵城市理论融入其中,从而更好的确保园林设计的有效性,促进园林行业的建设发展。
3、海绵城市理论在园林设计中的应用
3.1、城市园林道路设计
为保障园林设计雨水渗透的高效性,道路设计采用以下几点措施:①选用具有渗透性能的沥青,在道路结构设计上保证雨水的渗透,控制短时表面径流量;②结合地形,可适当的将人行道或者非机动车道改成随地形走向的线型,以便增大道路两侧的绿化面积,同时选择吸水性较强的植被,缓解雨水的瞬时径流量;③道路分隔绿化带采用“下凹式绿地”设计,引导道路雨水进入下凹式绿带,同时经特殊配比的种植土,可涵养一部分雨水,多余的再由溢水口排走,保证植被的生长条件;④严格按着“海绵”设计理论,选择渗透性强的铺装材料,嵌草路面、草皮,多孔混凝土等。尤其是公园和树林边,可以采用木屑、卵石等材料。
3.2、雨水收集系统的合理设计
(1)渗透性铺装。要科学合理的做好园林铺设的相关工作,并且可以更好的确保地面渗水与排水功能能够得到充分的发挥,和水泥地面来相比较的话,不仅可以更好的减少施工材料在数量的投入,也是更加符合景观生态设计的理念,园林设计和自然环境保护是一种和谐的联系。在普遍情况下,铺装设计需要在地面上铺设一层砂砾的垫层,从而来提高其稳定性和渗透率。在主道上普遍都是在垫层上铺设砖层,这样能够为人们在上面行走提供很好的便利,在辅道与主道路的两边,都要铺设石子路,以便能够很好的实现于是的渗透作用。(2)园林生态水渠和雨水缓坡。在建设园林生态水渠的过程当中要严格根据地形条件来做好生态水渠工作,生态水渠也可以作为园林景观的重要组成部分,也在其中起到雨水汇水的重要作用。渠道的建设将分为明渠与暗渠。暗渠一般都是进行园林设计时,在地下预留一定空间的排水沟,雨水将会沿着暗渠进行排出。明渠需要沙拉石子和透水土工布来铺设来进行相关的操作作业,从而来达到很好的渗透吸储的效果,来达到导流的作用。
3.3、雨水储蓄系统的合理设计
3.3.1、集雨型绿地。对于园林雨水储蓄系统设计的时候一般情况下可以选择设计一些集雨型绿地,而对于这一类型的植物配置也主要是不怕湿涝的植物。如果是雨水比较多的集雨型绿地,植物就能够发挥有效的作用,能够达到储水的作用,并且也可以将其作为园林景观中非常重要的部分,目前主要是让其成为暂时以湿地的形态存在着。南方地区因为雨季的时间比较长,因此在园林建设过程中主要是设计小型湿地,从而满足需求。3.3.2、人工湖。进行园林景观设计的时候会选择设计人工湖,其主要的作用是能够不断增加园林意趣,同时也能够起到园林雨水储蓄功能。在进行人工湖设计的时候需要高度重视水生植物的配置,从而能够确保雨水冲刷泥沙进入人工湖后,能够有效的保障湖水的干净和清洁,从而降低成本。总之,海绵城市理论在园林设计中的应用具有非常重要的意义,可以很好的降低城市当中径流污染的负荷程度,而且还能够很好的净化城市中的空气质量问题,因此需要重点加强研究。
参考文献
[1]彭红元.城市园林设计中海绵城市理论的运用分析[J].中国林业产业,2016,(09):94-95.
在这个钢筋混凝土包围着的城市里,地面所用材质的特殊性,使得降雨不能及时排到地下中,需要经过围、堵、截的方式进行导水,大量的雨水汇集往往会产生洪涝灾害,威胁着人类的安全,然而洪涝灾害也同时影响着居民生活用水的使用,同时地下水位开始骤减,土地沙漠化日益加重,长期缺水导致了一些土地缺失了透水性。海绵城市理论在城市园林设计中的应用,可以让城市可以拥有海绵的特性,将下雨产生的积水和汇聚成的河流通过先通过净化,在城市中实现用水循环,重新供给居民生活使用,也可以经过渗透,留存等方法将水吸收,通过净化将水留住并循环至地下,如此以来城市地面上既不会出现大面积的积水,不会因为临时停电停水让居民的正常用水生活受到影响,也可以通过草地,树林将水渗透到地下。
1海绵城市的基本理念
海绵城市理论来源于海绵,它突破了传统的“以导水和排水为准”的城市理念,通过树林、草地、湿地等可以吸水的特性,以道路、广场、城市绿地为载体等经过吸水和渗透、存水等方面,消化城市积水的同时,一并补充地下水位。这种“海绵城市”的理论,既可以缓解城市用水紧张和地下水位流失的状态,还能避免城市中应出现的大量积水和大量雨水的汇集导致了洪水,泥石流的情况,维护了生态系统平衡,保障了人民的生活安全。
2海绵城市的优势
海绵城市理论在城市园林设计中有很大的影响,它既可以很好的解决生态水循环的问题,还可以给这个钢筋混凝土城市中增添了一抹新色,让人们在工作之余,可以享有很舒适和惬意的生活环境,另一方面,雨水通过树林、绿地、湖泊的收集存留在蓄水池中,既可以提供给居民生活使用,还可以用来浇灌植被,循环使用。本文主要从生态环境和人民的生活环境来简要对海绵城市理论的应用优势进行分析:(1)减少洪涝灾害。每年我国各地区尤其是雨季充沛地区会出现大量的洪涝灾害,尤其是一些城市地势较低,海绵城市理论的提出从根本上保证了人民的安全,还省去了一些抗洪产生的不必要经费;(2)平衡地下、地上水位。目前我国地区的地下水位属于缺失状态,很多农村地区的井眼相继干涸,在这个钢筋混凝土城市中,自然降水无法通过地面渗透到地下和地表,海绵城市的理论是在城市园林设计中建立广场,绿地,森林,人工湖泊等,其具有渗透性,可以更好的补充地下水位,地上水和地表水形成系统的生态循环;(3)降低不透水面积。我国现期的沙漠化越来越严重,地表出现了大面积干涸,这跟人们的砍伐习惯有很大关系,植被越来越少,土地水得不到供给,土地硬化规模越来越大。“海绵城市”理论是根据不同的地区特性,设立绿地和植被,加强循环用水,规避土地大面积硬化,增加土地透水面积;(4)提高雨水利用率。当前城市正处于地面积水严重,地表和地下水位降低的矛盾状态,“海绵城市”理论提出雨水循环利用,通过建设人工湖、池塘、绿地等自然景观,提高城区的雨水渗透技术,净化地面水体,通过良好的水体环境渗透到地下,改善城区的积水问题和生态水环境。
3海绵城市理论在城市园林设计的应用
在城市园林设计中,“海绵城市”理论得到了越来越广泛的应用,道路设计开始引进渗透性强的铺装材料,嵌草路面材料、道路沥青、多孔混凝土的使用等,目前城市正处在遇水冲击,城市无法起到吸水、净水,而洪涝和干旱的状况还会影响城市居民日常用水的矛盾中,城市的突发断水断电都将会对居民生活受到很大影响。参考日本国家的先进设计经验,日本国家处于亚欧板块和太平洋板块,两个板块的碰撞会使得日本成为地震高发国家,日本一些相关设计人员总结了地震经验后,在每所城市的公园和密集人群聚集区建立了雨水存储池,通过雨水一系列净化处理,可以在断水断电,地震频发的时候,供给整座城市2-3天的生活用水量,参考发达国家的先进技术,我们主要应从以下几个方面着重园林设计:(1)城市园林道路设计。为保障园林设计雨水渗透的高效性,道路设计采用以下几点措施:①选用具有渗透性能的沥青,在道路结构设计上保证雨水的渗透,控制短时表面径流量;②结合地形,可适当的将人行道或者非机动车道改成随地形走向的线型,以便增大道路两侧的绿化面积,同时选择吸水性较强的植被,缓解雨水的瞬时径流量;③道路分隔绿化带采用“下凹式绿地”设计,引导道路雨水进入下凹式绿带,同时经特殊配比的种植土,可涵养一部分雨水,多余的再由溢水口排走,保证植被的生长条件;④严格按着“海绵”设计理论,选择渗透性强的铺装材料,嵌草路面、草皮,多孔混凝土等。尤其是公园和树林边,可以采用木屑、卵石等材料;(2)城市园林建筑物设计。园林建筑物设计中,应发挥建筑物“海绵”性能,在建筑物密集区建造一个雨水收集地,在雨季可以通过建筑物自身的雨水管和排水系统将雨水统一汇入到滤水口,经过一系列净化将雨水排至蓄水池,在全工程中选用的材料应该是渗透功能较强的特性,也可以为了便捷直接将净化后的雨水引入到植被种植区;(3)城市园林人工湖、湿地设计。在城市园林设计中,加入人工湖的设计既可以增加城市一片风景,还可以成为雨水汇集区,根据不同地区的降水量设定好人工湖的水位,并进行监督管控,同时应该控制湖内藻类植物的生长,保持湖面清洁。对于南方城市,雨季比较充沛的地区,可以增加湿地设计,将城市导入的雨水进行短暂的存储,在湿地周围种植一些植被或水生植物,通过植被不同种类间的相互搭配达到净化和增添城市景观的效果;(4)城市园林绿地、树林设计。城市园林对绿地和树林的规模设计既可以让雨水得到循环,还可以为城市增设一道绿色的风景线,设计师们可以根据地形和城市规划,研究出每种植被和树木的根部走向,在根系汇集区建立一个集水池。在城市园林设计中还应该关注到城市地下管网存在位置,根据起伏多变的地形来设置高低不同的绿地和植被,既可以让植被有充足的水分吸收,还可以给人们良好的视觉享受。当然基于所有的前期是,设计人员应该对植被的特性和对水体环境的吸收做好掌握,不同的植被和树木的选择都将会对“海绵城市理论”的应用产生影响。
4结语
目前“海绵城市”理论虽已提出,但我国相比于发达国家的一些设计和实施,还有些差距,相关部门应对园林设计进行控制,建立行业设计标准,为以后系统的设计提供参考,“海绵城市”理论在城市园林设计中的应用,既可以解决城市积水和生活用水受阻的问题,通过海绵吸水的特性,可以经过若干循环及时补充地下水位,通过园林设计中选择渗透性能的材料,高吸收的植被,既可以为我们居住环境带来绿色生机、解决城市积水问题,还可以循环用水,维护生态系统环境。
参考文献
[1]陈硕,王佳琪.海绵城市理论及其在风景园林规划中的应用[J].农业与技术,2016,36(03):128-131.
【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】
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 11. 095
[中图分类号] TU984 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2017)11- 0191- 02
0 前 言
社会的进步发展使得城市规划的重要性越来越突出,尤其是对我国而言城市规划更是核心内容。但由于自然灾害因素,我国城市化进程严重受制,造成大量的经济损失。基于此,国家提出海绵城市理念,该理念积极影响着城市生态环境发展,且能够改善城市水灾害问题,如水资源匮乏、城市洪涝等灾害,可以说,我国要实现可持续发展战略与海绵城市建设息息相关。
1 海绵城市概述
海绵城市将城市喻为“海绵”,是以高效利用城市水资源为核心,简言之,海绵城市就是建立一个雨水开发系统,通过该系统使城市水资源实现良性循环,包括如滞留、净化、下渗等措施,以此增强城市渗透调蓄及净化排放径流雨水的能力,从而确保城市水资源的充足性。简单来说,该理念是以城市水资源利用现状为基础,构建雨水全过程控制系统,可有效避免水资源浪费,实现高效科学的水资源利用,特别是在雨水处理方面提倡自然处理,简言之,海绵城市是一种可持续的绿色雨水排放系统。
海绵城市建设途径实质上并不复杂,比如保护原有生态系统、恢复修复生态等。具体来说分为两个方面:其一,强化保护城市现有雨水滞纳区,如河网水系、绿地和湿地等,并且当城市规划设计中发现有水系统被破坏时,要积极应用生态手段加以修复,充分增强城市雨水滞纳处理能力;其二,则是加强影响较低的技术,包括如雨水花园、绿色屋顶等,以此提高城市净化积存雨水的能力。
2 城市规划设计中海绵城市理念的实践建设策略
2.1 建设完善的水系统
实质上,水资源系统如河流、湖泊等都具有净化能力,故此,城市规划设计建设过程中,要加强对湖泊、河流等城市雨水天然净化工厂的利用,通过此来实现水系统的完善建设。首先,城市规划过程中要对原有湖海水系进行保护,使之在实现自我净化的同时,能够高效处理城市雨水。简单来说,就是避免城市原有水系被污染严重的水资源流入,造成其自然净化系统崩坏。现阶段,由于生活杂物、工业污水等,我国城市水系统备受侵害,自我净化能力大打折扣,这就更需要管理部门针对城市实际情况,积极建设海绵城市恢复水系统自我净化能力,如严格管理管制排污企业、附近居民等,从根本上证水系统的良性循环。
2.2 建设人工生态海绵体
实质上,并非所有城市都拥有丰富的天然海绵体,部分城市甚至可以是严重匮乏天然海绵体,这就对海绵城市建设不利,故此,城市规划设计中必须关注人工生态海绵体的建设,通过各种科学合理的人工改造手段,促进城市排涝蓄洪等能力提高。也就是说城市规划设计中要实现海绵城市理念,不一定要完全依靠城市原本生态环境,而是通过人工建设绿地园林等手段,充分改善城市污染现状,或是改造构建完善的城市水系统,利用大型水网生态系统调节城市自然水体。除此之外,城市规划设计过程中还要更新传统居民区、工业区等建设模式,比如以分散小规模的下沉式绿地来替代传统集中式绿地,进而提高城市水资源系统的利用效率。同时也可通过改造城市原有绿地园林,在城市规划设计过程中做出相应的改进,从根本上提升绿地生态效益,使城市水系统实现良性循环。
2.3 城市雨洪管理海绵技术
建设海绵城市,其实就是通过合理规划城市内部水生态设施,促使城市海绵功能全面发挥,比如建设城市湿地来达到防治城市雨洪灾害的目的,同时湿地内可设计雨水集中区,以便高效合理的管理雨水灾害,且形成镶嵌式的海绵结构形式。也就是说在城市规划设计期间,一方面要建立整合多处系统化湿地系统,另一方面则要提供适合该系统内生物居住的环境,使其原有生态环境不被破坏的同时,能够创造更优质的城市居住环境。总之,构建湿地系统时要加强水质净化、地下水回雨水等环节,特别是要合理设置潜流整合功能,确保被净化后的雨水能够充分汇入湿地,促进地下水资源的良性循环。
2.4 完善城市道路规划
海绵城市理念的提出是由于城市水资源污染等问题的日益加剧,故此,从这一点来说其具有解决城市洪涝灾害及其径流污染负荷的能力,将该理念应用于城市规划设计中无疑是实现我国可持续发展战略的有效手段之一。现阶段,道路占的水径流量在城市建设中相对较大,不但会严重污染城市水资源,更是城市雨水的主要污染源之一。所以,加强城市道路规划建设和完善非常重要,甚至可以说是实现海绵城市建设的核心。一方面,路面交通要充分确保通畅,不能影响城市道路正常功能。比如,以下凹式绿化带替代道路两侧的绿化建设,前者相对后者而言,能够有效改善减少路面雨水径流质量和径流量,使水资源质量得到最大化提高。此外,城市道路规划过程中应用海绵城市理念还可辅以LED树池、透水路面等手段。另一方面,则是道路景观绿化带的合理利用。下凹式道路绿化带主要作用是直接将雨水径流汇入地下,这种设计对道路正常功能毫无影响,不但能够实现雨水储存,还能在储存过程中自然渗透、净化雨水。
3 促进海绵城市与城市规划融合的建议
首先,将海绵城市理念与城市总规、专项规划等相结合,也就是说城市规划期间,既要注重生态化,又要充分落实城市总体规划目标,并对城市“绿线”“蓝线”等开发边界进行合理划定,以此保护原有自然资源如河流、湖泊等。其次,加强海绵城市试点建设,重点突出公众参与。海绵城市的成功创建能够有效提高城市雨洪利用能力和气候变化应对能力,这一点对存在内涝风险和缺水的城市中至关重要。建议可针对某些具备较大雨洪利用潜力的城市小区等,进行海绵城市建设项目试点工作,但试点要根据实际充分考虑城市建设各方要求,再以先M的技术手段、理念方法将海绵城市理念融入城市总体建设规划中,进而提高海绵城市建设的效率。并且还要引导城市居民监督海绵城市建设,让公众形成低影响开发理念,积极支持参与到海绵城市建设中。再次,完善海绵城市建设的支持政策。比如,针对尚未建设但已划拨或出让的地块,予以资金激励、设计条件变更等措施,将海绵城市建设的相关要求内容融入其各方设计中,特别是建设合格的需加以激励。而针对未出让地块则既要坚持传统硬性指标,又要引入海绵城市建设的指标。最后,则是要加强城市建设部门与水利部门的联动,在城市规划行政审批内纳入海绵城市相关指标。
4 结 语
通过上文的分析可知,城市规划设计中应用海绵城市理念,是改善城市生态环境最直接有效的措施,但从当前海绵城市建设现状来说,我国尚处于初期发展阶段,故而,要真正完全建设海绵城市,不但需要相关部门的高度重视和关注,还需要加强对该理念的学习贯彻,从根源上先保证理念的进步发展,然后再针对其来整合管理城市,通过建设完善的城市水系统、合理完善城市道路规划、建设人工生态海绵体等手段,充分确保城市水资源的良性循环。
主要参考文献
[1]彭明.海绵城市理论及其在城市规划中的实践构想[J].建材与装饰,2016(5):73-74.
[2]张旭.海绵城市理论及其在城市规划中的实践构想分析[J].科技经济导刊,2016(6):128.
城市作为一个巨系统,与生态环境存在相互作用的关系。由于城市化过多关注经济功能、忽视城市的生态功能,造成下垫面硬化,湿地、湖泊被部分填埋,绿地减少。此外,现有的管网设计多偏重末端集中控制,造成城市地表径流增大,既浪费了雨水资源又使城市埋下了内涝多发的隐患。实践表明,采取单一的工程措施很难全面解决城市旱涝、水体污染、绿地减少等问题,城市建设与管理亟需树立系统整合的理念,以此缓解城市化进程中带来的生态环境压力。在此背景下,海绵城市作为一种全新的建设理念,开始在我国推广。那么,如何建设海绵城市、避免一哄而上导致决策失误,首先要认知海绵城市的内涵及其建设的核心主旨。
二、海绵城市内涵及核心主旨
海绵城市的内涵可概括为通过保护河流、湖泊、湿地等“海绵体”,修复已被破坏的城市水生态系统,通过采取“慢排缓释”和“源头分散”的排水方式,进行技术创新,提高生态环境治理水平,保障城市水安全,解决水污染及生态退化等问题。海绵城市的本质在于解决城镇化与资源环境的协调问题,构建可持续、健康的水循环系统,最终目的是使城市具备能够“弹性”适应环境变化的能力。正如有关专家所言:诸多水问题的本质是水生态系统整体功能失调,从生态系统服务的角度出发,跨尺度构建水生态基础设施,并结合多类具体技术建设水生态基础设施,是“海绵城市”建设的核心。因此,从海绵城市的内涵及建设的核心主旨出发不难发现,海绵城市项目具有不同于一般项目的自身特点。这些特点决定了海绵城市建设项目的推进相比普通项目的推进,面临的问题更为复杂和隐性。
三、海绵城市PPP项目特点
第一,多层次特征。从城市雨洪管理绿色海绵技术到城镇海绵系统,再到综合水安全系统与水生态基础设施,每一项海绵城市的建设项目都要为实现微观实效-中观实效-宏观实效服务。第二,集成性特征。海绵城市PPP项目是海绵城市系统的各微观组成要素,面对的是动态的生态系统,与轨道交通、管线建设等不同,具有一定的稳定性和固定性特征,其内部运行机制更为复杂,集成性和隐性程度也更高。第三,动态性特征。海绵城市PPP项目具有一定的前瞻性和运行上的灵活性,为不断发展中出现的新问题及项目间的协调配合留有一定的动态发展余量。第四,公用性特征。海绵城市承载的雨水回收利用、污染控制、改善生态环境等职能使海绵城市PPP项目大多带有公用事业性质。第五,成本相对性特征。短期上,由于很多城市在生态规划、设计、建设等方面欠账过多,因此建设海绵城市的投入比较高;长期上,从理论上讲,综合经济收益高于运营成本,如果能在最初的规划阶段将这一理念融入建设过程中,其成本可大大降低,甚至比传统的以灰色基础为主体的城市建设设施更加节省成本,相对旧城区的改造成本也会更低。第六,不确定性特征。海绵城市项目生命周期较长,参与各方多且相互关系复杂,在立项、融资、建设、运营等环节会有很多不可测、不可控的因素出现。由于当事各方很难约定各种情形下的责权利,因此会呈现出资产专用性强、信息不对称等特征,导致不完全契约状态下风险和效率的不确定性且呈现动态化发展。
四、海绵城市建设面临的潜在问题
由于我国在海绵城市的理论与实践、技术与管理等方面处于起步阶段,加之海绵城市项目自身的特点,所以必须充分认识到海绵城市建设将面临项目选择、规划、设计、融资、运营、监管等方面的潜在问题。这些潜在的问题将会随着海绵城市建设的不断推进浮出水面,直接或间接地影响海绵城市的建设速度和实际成效。为了有效应对、妥善解决这些可能出现的潜在问题,应充分分析并探求相应的解决方法。
(一)项目选择
海绵城市PPP项目前期评价机制的不完善。2014年12月,国家发改委在《关于开展政府和社会资本合作的指导意见》中明确规定:“物有所值”审查结果将作为项目决策的重要依据。世界上很多国家运用资金价值(Value for Money,VFM)评价方法,对PPP项目进行评价,而我国PPP项目前期评价中VFM的评估体系尚不完善,对PPP项目本身所带来的社会福利和外部性考虑不足,缺乏大量影子r格与行业数据等基础数据。由于缺乏大量准确的基础数据积累支撑,定量VFM不仅成本高而且缺乏准确性。
(二)规划层面
第一,规划过程中控制参数的选择问题。虽然美国低影响开发、英国可持续排水系统管理、澳大利亚水敏感城市等为海绵城市建设提供了大量的案例和经验,但是海绵城市建设具有因地制宜的特点。从我国提出建设海绵城市到具体实践,目前还没有成功的本土化案例可供研究。因此在规划的过程中,调控参数标准的选择成为瓶颈,亟需政府部门、研究机构进行全面论证。
第二,两类系统的有机衔接问题。从系统衔接角度讲,多年来,我国的城市建设已经建成了大量灰色基础设施,如何在实际管理和操作层面实现海绵城市建设与现有灰色基础设施的衔接,如何将绿色建筑(海绵建筑)有机纳入海绵城市的发展战略中亟需进行深入论证。
(三)设计层面
低影响开发(Low Impact Development)是海绵城市建设的重要指导思想,其在我国的具体实施需要大量详细的海量数据支持。但是,我国很多部门和企业尚不具备低影响开发的设计能力。
(四)融资层面
社会资本对政府与社会资本合作模式普遍持谨慎态度。2014年7月,财政部第43号文件,提供了新一届政府对城市融资和地方债务治理的框架,其中明确提出将逐步剥离地方融资平台公司的政府融资职能,推广使用政府与社会资本合作模式(Public-Private Partnerships)。虽然中央和地方政府大力推行政府与社会资本合作的创新型项目投融资模式,但是社会资本对此却普遍持谨慎态度,其中的原因之一即海绵城市PPP项目的融资环境存在很大的不确定性。这种不确定性具体表现在海绵城市建设项目融资主体的地位和权责不清晰,无法律层面界定。特别是随着地方融资平台公司的政府融资职能逐步剥离,需要与PPP模式下的特殊项目公司(Special Purpose Vehicle,SPV)实现市场机制下的分工合作,要求必须针对海绵城市各类项目的特点以及不同企业的自身条件和优势,探索不同阶段、面对不同主体下的运行模式,否则将很难形成持续的市场化推进力。
五、海绵城市项目在我国实行存量资产证券化的实践操作层面缺乏可行性论证和实证研究
(一)建设运营模式
1.政府购买服务型,项目公司进行设计、建设、资金筹措和运营。这一类型的项目有可能出现项目资产所有权所属对运营服务价格管理的有效性问题,如果处理不当会加大财政支出以及公私部门之间风险分配的纠纷,有悖于海绵城市PPP模式实现政府建设与管理成本的最小化和社会效益的最大化。而关于所有权的配置问题,即使是PPP模式做得比较成熟的发达国家对所有权配置的部分影响因素进行了理论研究,但是在实证研究方面还很欠缺。
2.消费者付费型。政府部门仅参与项目计划和许可,项目公司独立进行设计,资金筹措和运营通过收费收回投资和实现利润。需要注意的是,海绵城市涉及的生态水基础设施服务如何与消费者的间接付费合理联系是难点之一。宏观上讲,这是一个在分税制基础上跨区域的水生态系统治理问题,决定了社会资本进入海绵城市建设的方式、数量和质量。而方式、数量和质量将会直接影响海绵城市的进度和成效。
(二)监管层面
海绵城市建设涉及的水生态质量信息问题需要智慧城市系统大数据支撑和物联网技术下的智能监测与信息传导,以提高政府内部监督和社会外部监督的质量和效率。从我国目前推进智慧城市建设的进程看,很多城市还不具备提供大数据支撑和物联网技术的能力,由此必将为海绵城市项目的整体启动和运行带来影响。此外,从项目后评价层面的角度讲,PPP项目绩效指标多以问卷调查、模型计算归纳得出,很难动态纠正项目过程中的错漏,并且PPP的绩效指标体系也不尽完善。
六、对策
解决海绵城市建设面临的诸多潜在问题是多方参与的一个系统方案,涉及法律体系、公共政策、技术体系、管理机制、公众参与等多个层面,最终这些层面的问题都将归结于城市基础设施管理体制改革的问题,因此明确分类管理是重要前提。
第一,推进PPP项目VFM评价体系建设,建立适用于我国水生态基础设施的计算条件和指标参数,为VFM执行制定统一的量化范围和标准,科学计算以往管理体制下政府为海绵城市建设项目的支出总量和采取PPP模式政府的支出总量。第二,每个城市的自然地理条件和气象水文条件都有其各自的特点,要因地制宜科学论证具体项目立项的可行性,以分区目标、用地分类目标、用地控制指标为基础,综合考虑现有的灰色基础设施的运行能力与拟建的绿色基础设施的运行能力,在此基础上统筹考虑海绵城市所涵盖的灰色基础设施与绿色基础设施有机融合的问题。因此要设立协调机构,协调住建、水利、财政、环保、交通、农林、气象、规划等部门,建立区域协调管理机制,推进海绵城市建设。第三,加快开展LID技术应用研究及相关专业人才培养体系的建设工作,提高海绵城市建设本土化的设计能力。第四,推进城市基础设施建设分类管理。在过去的一段时间里,很多城市组建了投资建设公司,对基础设施企业的资产进行重组上市,但是这些举措都没能从根本上解决基础设施有效管理的问题,对社会资本进入公共项目的作用很有限。海绵城市建设同样面临这一问题,其所涉及的水生态基础设施系统不仅是城市基础设施系统的重要组成部分,而且海绵城市建设的一部分项目属于非盈利性质,有些又属于盈利性质,因此必须区分海绵城市的项目组成并实行分类管理。比如,以非盈利性质项目为主的政府投资建设管理与以盈利性质项目为主的社会资本投资建设必须分离管理,即以城司为代表的地方融资平台和SPV共生的局面,并以法律的形式明确各主体权责,保障海绵城市PPP模式的政府一方、项目一方和社会资本一方等各主体的利益。同时,要建立和完善产权交易和经营权有偿转让机制,促使政府投资从经营性水生态基础设施领域稳妥、有序地部分退出。此外还应完善金融市场,特别是要与发展银行、保险、信托、证券交易所等金融机构加强合作,开展海绵城市项目在我国实行存量资产证券化的实证研究工作。第五,目前,一些发达国家已经制定了征收雨水排放费的法律法规。我国对于海绵城市项目的服务定价研究需要与监管环节相联系,结合实际数据研究并制定雨水排放标准,并对现有的财政政策、税收政策加以改进和完善,确保政府对海绵城市项目全生命周期的管理合理。第六,加快推进数字城市向智慧城市转变的进度,特别是要加快城市信息管理平台建设。海绵城市建设是智慧城市建设的重要组成部分。海绵城市建设项目库的信息应达到实时网上公开化,让公众能够分享海绵城市项目的规划、设计、融资、建设及运营信息,这对于推进社会资本投入、加快混合制经济发展将会产生明显的推动作用。第七,加强对海绵城市PPP项目的后评价实证研究工作,根据实际情况建立海绵城市PPP项目后评价指标体系,为进一步推广海绵城市建设积累理论与实践经验。
综上,在海绵城市建设的过程中,政府、规划部门、项目公司、业界和社会资本必须针对本地实际,在建设模式、技术体系、城市管理体制等方面积极创新实践,这是推M海绵城市建设的先决条件。
参考文献
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