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關(guān)鍵詞:低沖擊;海綿城市;適應(yīng)性;武漢
中圖分類號(hào):TU986文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2016)13018303
1引言
“低沖擊”理念(LID)即Low Impact Development,旨在通過分散、小規(guī)模的源頭控制來達(dá)到對(duì)暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制,使開發(fā)地區(qū)盡量接近于自然的水文循環(huán)。其核心思想是在城市化進(jìn)程中,采取各種手段減輕城市建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的沖擊和破壞,保持和恢復(fù)自然生態(tài)。該規(guī)劃模式主要有水資源平衡系統(tǒng)、防洪排澇系統(tǒng)、城市水文循環(huán)系統(tǒng)、城市水質(zhì)保護(hù)系統(tǒng)以及城市水生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)組成,其中城市水文循環(huán)系統(tǒng)是規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)[1]。
園林景觀形式多樣,現(xiàn)實(shí)中有豐富的景觀素材供選擇,其中就有集雨型綠地。集雨型綠地通過生態(tài)草溝、生態(tài)排水溝等形式,或是明溝,或是暗溝,排至集水濕地景觀中,既起到了濕地的集水、防止城市內(nèi)澇、補(bǔ)充城市地下水等作用,又起到了自然灌溉水源地的作用,同時(shí)作為景觀的重要組成部分,是園林景觀不可或缺的組成部分。
2“低沖擊”理念在城市建設(shè)中具有積極
的現(xiàn)實(shí)意義(1)作為目前城市建設(shè)的先進(jìn)理念,代表了人與自然和諧相處,資源循環(huán)利用,是發(fā)達(dá)國(guó)家新興的城市規(guī)劃概念,是近期發(fā)展起來的暴雨管理和面源污染處理技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)各大城市對(duì)當(dāng)下遇到的“城市沙漠化”、“城市內(nèi)澇”等問題非常關(guān)注,并在積極推進(jìn)實(shí)踐“低沖擊”理念。
(2)以武漢市為例,水體面積約占全市面積的25%,綠地面積約占30%,作為全國(guó)區(qū)域性的大城市,“千湖之城”,四季雨水充沛,針對(duì)武漢市氣候特點(diǎn)和區(qū)位特質(zhì),更適合該理念的實(shí)施。針對(duì)綠地和水資源總面積超過50%的武漢市,綠地和雨洪資源綜合管理理念,可以極大的提高武漢市城市建設(shè),尤其對(duì)于綠地建設(shè)的綜合效益,解決目前該市經(jīng)常遇見的城市洪漬問題,提升武漢市的生態(tài)環(huán)境。同時(shí),水資源的保護(hù)和利用可以部分地緩解城市綠化用水問題,提高城市綠化的耐旱能力,保證城市水文環(huán)境的健康。
3“海綿城市”理論與“低沖擊”理念的差異
何瑾等[2]在2015中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)中對(duì)該兩者進(jìn)行了對(duì)比(圖1),并提出從兩個(gè)概念的內(nèi)涵特征來看,二者具有內(nèi)在一致性。但通過圖1可以看出其存在明顯的差異,“海綿城市”尺度較小,注重復(fù)合型的技術(shù)、集約性循環(huán),“低沖擊”尺度更大,注重大系統(tǒng)的生態(tài)目標(biāo)。低沖擊理念有別于刻意追求技術(shù),犧牲綠化景觀的的海綿城市建設(shè)技術(shù),更適合于如武漢這種高地下水位城市的建設(shè)與推廣。
4“低沖擊”理念在武漢市綠地建設(shè)中的實(shí)踐
4.1集雨型綠地建設(shè)
在武漢市公園、道路、廣場(chǎng)等市政項(xiàng)目建設(shè)中,鼓勵(lì)結(jié)合武漢市的氣候特點(diǎn),充分利用現(xiàn)有地形,形成山水空間,建造了大量具有長(zhǎng)江中游地區(qū)的濕地景觀。
張公堤城市森林公園就依托綠地和雨洪資源綜合管理理論,在綠道邊緣布置生態(tài)植草溝,并設(shè)置可透水的礫石小徑收水,同時(shí)針對(duì)現(xiàn)有洼地保留其自然地貌,改善坡度,構(gòu)造成自然濕地。該項(xiàng)目明顯地減少了地表徑流,收集的雨水同樣可滿足綠地澆灌和水文涵養(yǎng)功能(圖2,圖3)。
在三環(huán)線米糧立交建設(shè)中,因地制宜,低處挖湖、高處堆山,挖的池塘用于苗木養(yǎng)護(hù)灌溉和地下水補(bǔ)充,堆山造景實(shí)現(xiàn)良好的園林效果。解放公園、湯湖公園等建設(shè)有專門的雨水收集系統(tǒng),排入河道湖泊做為水源的補(bǔ)充;解放、菱角湖等具有水體的公園采用生態(tài)駁岸,利用自然組織和設(shè)計(jì)能力,讓其水中或水邊生長(zhǎng)出各種水藻、雜草、和昆蟲,使其成為一個(gè)物種豐富的水生生物群落。在戴家湖公園范圍內(nèi)(包括高架橋)雨水通過地表徑流組織排水,根據(jù)地形設(shè)計(jì)了生態(tài)草溝疏導(dǎo),經(jīng)生態(tài)草溝凈化后的雨水通過暗涵管流入地勢(shì)最低處的中心水體,這樣自然地形成了一個(gè)雨水收集系統(tǒng)(圖4,圖5)。
4.2環(huán)保生態(tài)透水材料的應(yīng)用
黃鶴樓公園部分區(qū)域游客集中,綠地踐踏比較嚴(yán)重造成黃土。在過去,公園大多采取反復(fù)補(bǔ)種地被植物的辦法,但效果不佳?,F(xiàn)在在這些地方的周邊釘上半截樹樁(離地面高度12 cm左右),中間鋪上木屑,形成小游路或者小集散場(chǎng)所,較好地解決了這一問題。解放公園芳香園內(nèi)游園步道,均鋪設(shè)厚度約15 cm的木屑,強(qiáng)化了生態(tài)自然特色,方便了游客進(jìn)入?yún)⒂^。
2016年7月綠色科技第13期
李風(fēng)濤,等:“低沖擊”理念在武漢市園林建設(shè)中的實(shí)踐研究園林與景觀
長(zhǎng)江江灘、竹葉海公園等處的廣場(chǎng)、人行道使用了生態(tài)透水磚,透水磚既兼顧了人類活動(dòng)對(duì)硬化地面的使用要求,又能通過自身性能接近天然草坪和土壤地面的生態(tài)優(yōu)勢(shì),減輕城市非透水性路面對(duì)地表生態(tài)的破壞程度,很好地發(fā)揮了對(duì)城市地下水的保持作用。同時(shí)在長(zhǎng)江大道范湖示范段,路側(cè)鋪裝均應(yīng)用了PC透水磚,透水、透氣。
張公堤城市森林公園通過透水路面建設(shè),保證了森林公園綠地的涵養(yǎng)水分功能,同時(shí)配合雨水收集系統(tǒng),形成一個(gè)更加生態(tài)的城市綠地(圖6)。戴家湖公園中北入口廣場(chǎng)鋪裝面層采用廢舊耐火磚鋪砌,減少了材料價(jià)格,二級(jí)園路面層采用透水的廢舊紅磚鋪貼,三級(jí)園路采用透水的廢舊紅磚、碎石等生態(tài)、自然地材料作為三級(jí)園路為透水做法,不僅利于環(huán)保節(jié)能、減少造價(jià),也滿足了生態(tài)要求;公園建設(shè)中,停車場(chǎng)占有較大的比例,面積大,人流密集,景觀中一直滿足不了生態(tài)環(huán)保要求,戴家湖公園生態(tài)停車場(chǎng)采用兩層級(jí)配碎石設(shè)計(jì),不僅節(jié)約造價(jià),而且雨水經(jīng)多級(jí)過濾后排入人工水體,減少了水處理環(huán)節(jié),也部分解決了人工水體的補(bǔ)水問題。
5結(jié)語
5.1“低沖擊”理念的思考
通過實(shí)施低影響景觀,減少硬化下墊面面積,可提高雨水徑流滲透能力,提高開發(fā)區(qū)域的美學(xué)價(jià)值[3]。園林工作者一直堅(jiān)持在其工作領(lǐng)域中,推廣節(jié)約循環(huán)型理念。對(duì)于“綠地和雨洪資源綜合管理”理念,在日常工作中,尤其是城市公園建設(shè)中,已在積極實(shí)踐,并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。該理論實(shí)踐不能僅限于公園綠地,需要將雨洪資源利用技術(shù)和景觀規(guī)劃、建筑布局以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)統(tǒng)籌考慮,有機(jī)結(jié)合,需要規(guī)劃、城建、水務(wù)等部門共同努力,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境效益的整體優(yōu)化。
5.2武漢市建設(shè)“海綿城市”的思考
目前武漢市作為海綿試點(diǎn)城市,正在大力推進(jìn)下沉式綠地建設(shè),該理念太過于依賴技術(shù)和資金投入,而忽略了水侵蝕對(duì)于道路路基嚴(yán)重的破壞,綠化景觀對(duì)于土壤保肥、保水的要求,中部城市霧霾、灰塵、泥土等對(duì)下沉式綠地下滲作用嚴(yán)重破壞等因素,其真正效果與作用有待時(shí)間檢驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]李迎軍,王民,陳巧紅.基于低沖擊開發(fā)理念的城市水系統(tǒng)規(guī)劃研究[J].河南水利與南水北調(diào),2011(22) :19~21.
[2]何瑾,馮祥源,高鶯.基于低沖擊開發(fā)理念的“海綿城市”規(guī)劃策略探究[C]//2015中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì).新常態(tài):傳承與變革――2015中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)論文集.北京:中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)部,2015.
[3]王建龍,車伍,易紅星.基于低影響開發(fā)的城市雨洪控制與利用方法[J].中國(guó)給水排水,2009(14):6~16.
高碑店利用自身優(yōu)勢(shì),城區(qū)中有兩個(gè)碩大的已經(jīng)形成的雨水儲(chǔ)蓄坑,將這兩個(gè)大坑充分利用起來儲(chǔ)蓄城市雨水,使雨水由城市的害變?yōu)槌鞘械膶殹J垢弑瓿鞘凶兊母鼮樗鷳B(tài),更具有景觀藝術(shù),更為清新的城市。
【關(guān)鍵詞】自然地形、生態(tài)城市、海綿城市
1.改變傳統(tǒng)單一的排放雨水理論與做法
城市擴(kuò)大發(fā)展,給城市雨水排放不斷地帶來新的問題。傳統(tǒng)的排出雨水理論和做法顯然無法解決城市雨水排出日漸突出的問題。傳統(tǒng)理論是雨水排的越多越快越好。傳統(tǒng)做法是小管道收集、大管道匯集,集中到末端只依靠河道排泄單一的三級(jí)體系。
對(duì)我國(guó)北方大多城市,城市周邊河流少,接納雨水的水體少,尤其是平原城市,城市的縱坡小流速慢,當(dāng)城市的雨水在管道中匯集到河渠時(shí),管徑自然放到很大,但是,仍然不能滿足排出雨水要求,遇暴雨時(shí)城市經(jīng)常出現(xiàn)積水,局部形成內(nèi)澇。
近年來國(guó)際上在排水規(guī)劃理論、技術(shù)、方法等方面都有了很大的發(fā)展。如:美國(guó)的低影響開發(fā)、最佳管理實(shí)踐,英國(guó)可持續(xù)發(fā)展排水系統(tǒng)以及澳大利亞的水敏感性等規(guī)劃理論與設(shè)計(jì)方法,其核心都是城市的雨水不要又快又干凈的排出城市,城市中要留住城市的雨水。在我國(guó),政府也在積極提倡建設(shè)海綿城市,不能再一味的追求修建龐大的雨水管道,把城市的雨水徹底排走。應(yīng)把雨水轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)的、綠色環(huán)保的、具有充足水域面積的城市水體。
2.充分利用自然地形,留住城市中的雨水
河北省高碑店市地理位置:位于河北省保定市東北部,地處京、津、保三個(gè)城市的腹地,京廣鐵路、京廣高速鐵路及京港澳高速公路均從城市中穿過;氣候特征:近十幾年來,年平均氣溫11.5℃,一月平均氣溫-5.5℃,七月平均氣溫26.1℃,極端最高氣濕41℃(2000年7月1日),極端最低氣溫-19.3℃(2001年1月15日),年平均降水量558.7mm,年最大降水量934.6mm(1956年),降水年際變化大,具有春旱秋澇,旱澇交替的特點(diǎn),最大凍土深度65cm;地貌水紋:高碑店市西部為太行山東麓的洪沖積扇邊緣地帶,東部為河流沖積平原,地勢(shì)自西北向東南方向傾斜,海拔高度40.4―10.9米,東西向地面坡降1/1500―1/1700,南北向地面坡降1/3000―1/3600,地勢(shì)較平坦。
高碑店規(guī)劃發(fā)展城區(qū)面積70多平方公里,老城區(qū)雨水出路主要排入運(yùn)糧河、斗門河和紫泉河支流。京廣鐵路以西的雨水排入運(yùn)糧河(面積約5.7平方公里);京廣鐵路以東、斗門河以西的雨水排入斗門河(面積約10平方公里);從斗門河以東到京港澳高速公路以西的雨水全部排入紫泉河支流(面積約22平方公里)。
新開發(fā)建設(shè)的城區(qū)主要布局在京港澳高速公路以東與京廣高速鐵路以西之間,面積約30多平方公里,雨水的出路全部排入京廣高速鐵路以東的紫泉河內(nèi)。由于該區(qū)域至紫泉河的距離較長(zhǎng),南面的二趟雨水管距紫泉河還有2公里多時(shí)管徑已經(jīng)放大到2200mm,再繼續(xù)向前鋪設(shè)若不放大管徑就無法接納兩側(cè)區(qū)內(nèi)雨水,若再放大管徑,管道高程又會(huì)與紫泉河底的高程產(chǎn)生矛盾。這種情況不單是高碑店有,凡是平原城市一般都會(huì)出現(xiàn)類似的問題,最終只能依靠提升泵站來解決。龐大的管徑,巨額的投資,依然不能解決城市積水和內(nèi)澇問題。
充分利用現(xiàn)有的自然地形條件和人造工程建設(shè)相結(jié)合,因地制宜,從根本上解決雨水問題。這就需要我們建設(shè)海綿城市,海綿城市就是改變傳統(tǒng)的排出雨水理論和傳統(tǒng)的排出雨水做法。不是盡快的將城市中的雨水排走,而是將城市中的雨水留在城市中。
高碑店開發(fā)區(qū)南部和北部各有一個(gè)廢棄的大坑,兩個(gè)廢棄的大坑具備著很好的城市雨水儲(chǔ)蓄自然條件,南部大坑面積約20萬平方米,平均深度3―4米。北部大坑面積約12萬平方米,平均深度6―7米,兩坑的容積為130―160萬立方米。北部大坑自然連接著三條紫泉河支流。根據(jù)城區(qū)排水系統(tǒng)的實(shí)際情況,除老城區(qū)少部分的雨水排入運(yùn)糧河和斗門河以外,城區(qū)大部分雨水包括老城區(qū)和開發(fā)區(qū)全部排入城區(qū)紫泉河支流,也就是城區(qū)內(nèi)的雨水管網(wǎng)與城區(qū)內(nèi)河流相結(jié)合基本上形成了一個(gè)較為完整的雨水排出系統(tǒng),如果將城區(qū)內(nèi)南北兩個(gè)天然儲(chǔ)水大坑再充分利用起來,與現(xiàn)行較為完整的雨水排出系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來,就很容易實(shí)現(xiàn)城市的雨水留在城市中。將雨水滲透、滯留、集蓄、凈化、循環(huán)、使用及排除緊密結(jié)合起來,也就是建設(shè)海綿城市所依照的“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針。
按照當(dāng)?shù)囟嗄杲y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度及其它有關(guān)徑流、重現(xiàn)期等系數(shù)參加,加以估算,一般一次暴雨降雨量以50mm計(jì)算,城區(qū)以70平方公里計(jì)算,所產(chǎn)生的徑流量約160―200萬立方米。從理論估算值看,兩個(gè)儲(chǔ)蓄大坑基本上可以接納城區(qū)大部分面積的一次暴雨量。通過對(duì)雨水的滯留,可使城市雨水徑流量得到有效的控制,減小徑流峰值,避免城區(qū)積水形澇。同時(shí),還可將下游龐大的雨水管徑縮小。兩坑的地質(zhì)條件滲透性很強(qiáng),可以很好的補(bǔ)給缺乏的地下水。高碑店城區(qū)能有這樣兩個(gè)天然蓄儲(chǔ)雨水大坑在一般城市是很難得的,這個(gè)儲(chǔ)量不但可以供給城市每天的綠化、道路等市政用水,更重要的是應(yīng)急時(shí),作為城市備用水源,完全可以解決幾十萬人數(shù)十天或幾十天生活用水。另外,據(jù)中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì)水技術(shù)中心推出的一些技術(shù)如:在池塘底鋪設(shè)表面經(jīng)過處理的砂層,沙地雨水處理池的含氧量比普通池塘可提高3倍之多,從而能長(zhǎng)時(shí)間保持水的新鮮度。
建設(shè)高質(zhì)量的生態(tài)城市要使城市進(jìn)入良性循環(huán),就要建設(shè)水生態(tài)環(huán)境,建設(shè)水生態(tài)環(huán)境就一定要增加水域面積;建設(shè)海綿城市就一定要努力滯留城市中的雨水。高碑店城區(qū)兩個(gè)碩大的雨水儲(chǔ)蓄坑與城區(qū)地面雨水自然滲透量之和,每年將80%的雨水留在城市中是可以實(shí)現(xiàn)的。
3.盡快完善城市雨水體系,早日實(shí)踐海綿城市
高碑店城區(qū)的兩個(gè)廢棄大坑作為現(xiàn)在講,可以說是就有形成的,北部的大坑連接著紫泉河水系,城區(qū)北部大部分雨水由管道匯集分別排入三條紫泉河的支流,三條支流匯流到大坑,由大坑排出經(jīng)一段東西向的紫泉河支干后,進(jìn)入南北流向的紫泉河。城區(qū)北部實(shí)際上區(qū)內(nèi)雨水管道和區(qū)內(nèi)紫泉河支流及北部大坑已經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立較為完整的雨水系統(tǒng),但是,所欠缺的就是沒有充分有效的利用大坑進(jìn)行雨水的儲(chǔ)蓄與調(diào)節(jié)。南部的大坑相對(duì)孤立,但是,南部鋪設(shè)的雨水管道都有從大坑的四周經(jīng)過,尤其是大坑的南側(cè)就有兩趟管徑2000mm雨水管道從大坑的東西向穿過。根據(jù)現(xiàn)狀南部的排水系統(tǒng)稍加改造就可將南部大坑有效地利用起來,形成南部較為完善的雨水系統(tǒng)。如:南部北邊的另外一條紫泉河支流從城區(qū)由西向東流徑需向南改造800多米就可進(jìn)入南部大坑,大坑南側(cè)的兩趟雨水大管道就沒必要一直向東鋪設(shè)下去,可在經(jīng)過大坑處直接接入大坑,大坑四周的雨水管道沒必要連續(xù)鋪設(shè)的可直接接入大坑。
將兩個(gè)廢棄大坑充分利用它的自身蓄水能力,從技術(shù)方面、景觀藝術(shù)方面、生態(tài)水循環(huán)方面、作為應(yīng)急水源等方面進(jìn)行科學(xué)地論證、規(guī)劃、設(shè)計(jì),使兩個(gè)廢棄大坑成為接納城市雨水,將雨水能滲透、能滯留、能集蓄、能凈化、能使用、能循環(huán)、能為城市應(yīng)急水源的兩個(gè)城市生命體。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:海綿城市;老城區(qū);工程改造;鎮(zhèn)江市
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.102
1 前言
近幾年來,隨著極端暴雨天氣的增加,我國(guó)城市內(nèi)澇事件呈多發(fā)態(tài)勢(shì)。這反映了我國(guó)既往城市建設(shè)過程中雨洪管理方面的短板,為解決這些問題,“海綿城市”的理念應(yīng)運(yùn)而生。海綿城市建設(shè)是通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等工程措施,使城市像海綿一樣,在雨水管理方面具有良好的“彈性”,下雨時(shí)能夠?qū)涤陱搅鲗?shí)現(xiàn)水質(zhì)、峰值、外排流量、存蓄量等管理,晴天時(shí)又能夠?qū)τ晁M(jìn)行綜合利用。建設(shè)海綿城市,對(duì)雨水實(shí)施源頭、過程、末端的全方位管理,對(duì)于保護(hù)生態(tài)、改善民生、促進(jìn)經(jīng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
中國(guó)的海綿城市建設(shè),必須是“綠色”源頭設(shè)施和“灰色”過程、末端設(shè)施的組合才能發(fā)揮最大效益[1]?!熬G色”海綿設(shè)施是指下凹綠地、綠色屋頂和生態(tài)調(diào)蓄塘等結(jié)合景觀建設(shè)的雨水管理設(shè)施;“灰色”海綿設(shè)施主要是指雨水泵站、雨水管網(wǎng)和調(diào)蓄池等市政雨水設(shè)施。兩者相互補(bǔ)充,才構(gòu)成了中國(guó)的雨水管理和海綿城市體系。
海綿城市建設(shè)過程中的城區(qū)海綿化改造,屬于源頭控制措施,是城市面源污染控制和雨洪管理的首道防線[2]。但是由于牽涉范圍較廣,老城區(qū)的海綿化改造推進(jìn)往往會(huì)面臨困難。由于設(shè)計(jì)資料缺失、設(shè)施陳舊、現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜等原因,使老城區(qū)的海綿化改造在設(shè)計(jì)、工程前期準(zhǔn)備和施工過程中容易出現(xiàn)反復(fù)遷延和中居民不理解的問題,對(duì)項(xiàng)目實(shí)施造成影響。鎮(zhèn)江市是全國(guó)首批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市之一。試點(diǎn)區(qū)域位于城市主城區(qū),陸地面積29平方公里,水域面積11.5平方公里,人口27.6萬。鎮(zhèn)江海綿城市建設(shè)項(xiàng)目對(duì)于老城區(qū)的源頭控制方案主要是老舊小區(qū)海綿化改造工程。
通過對(duì)參與的鎮(zhèn)江市老城區(qū)海綿化改造工程進(jìn)行總結(jié)和探討,希望能為今后的類似工作提供借鑒。
2 老城區(qū)海綿化改造工程實(shí)踐
在老城區(qū)海綿化改造中,主要的改造對(duì)象是居民小區(qū)和學(xué)校。海綿工程內(nèi)容包括下凹綠地、管道改造、雨水罐、透水鋪裝以及部分綠地貼等海綿措施。這些海綿措施通過有機(jī)組合,形成了不同小區(qū)和學(xué)校中的雨水花園、海綿廣場(chǎng)、透水停車場(chǎng)等各具特色的海綿綜合設(shè)施。
2.1 地面改造
地面海綿化改造是鎮(zhèn)江老城區(qū)海綿化改造的主要內(nèi)容,主要工程形式是地面透水鋪裝改造和下凹綠地改造。在大多數(shù)的老小區(qū)改造中,透水鋪裝的改造主要是采取“結(jié)構(gòu)式透水”的鋪裝形式;而在學(xué)校和公共廣場(chǎng)則采取了傳統(tǒng)透水混凝土磚的鋪裝形式。結(jié)構(gòu)式透水鋪裝采用的混凝土磚并不透水,而是通過磚縫實(shí)現(xiàn)透水。其做法是在級(jí)配碎石鋪就的基層上,用10cm厚的混凝土預(yù)制磚作為面層磚體,磚與磚之間的縫隙寬度增加至8mm,在磚縫中填充級(jí)配為2-6mm的礫石作為透水結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)透水鋪裝和透水混凝土在應(yīng)用中各有優(yōu)勢(shì)[3]。結(jié)構(gòu)透水鋪裝的優(yōu)勢(shì)包括兩個(gè)方面:一是結(jié)構(gòu)透水鋪裝的造價(jià)較低,與透水混凝土相比,造價(jià)不到其二分之一。二是結(jié)構(gòu)透水鋪裝后期維護(hù)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉。與透水混凝土需要高壓水槍沖洗或?qū)iT負(fù)壓真空抽吸設(shè)備相比,結(jié)構(gòu)透水通過表面清掏和沖洗即可;即使對(duì)磚縫中的礫石進(jìn)行換填,成本也是較低的。透水混凝土的優(yōu)勢(shì)包括:一是鋪裝面平整;二是色彩多樣,形式美觀,能滿足開放性公共區(qū)域的適用需求。在鎮(zhèn)江的工程實(shí)踐中,結(jié)構(gòu)性透水鋪裝一般用于老小區(qū)地面改造,而透水混凝土鋪裝則多用于廣場(chǎng)和學(xué)校的地面改造。
在老小區(qū)的海綿化改造中,下凹綠地是起到削峰調(diào)蓄作用的主要設(shè)施[4]。下凹綠地由下至上的結(jié)構(gòu)為不透水土工膜、厚25-27cm的粗礫石層、厚3-5cm的細(xì)礫石層和60cm厚的生物過濾介質(zhì)層。在下凹綠地中設(shè)有溢流井,井底有透水花管與之相連,下凹綠地中積蓄的雨水通過花管緩慢進(jìn)入溢流井,再通過溢流井流到小區(qū)外的市政管網(wǎng)中,從而對(duì)雨水徑流起到削峰作用。在每個(gè)溢流井都設(shè)有溢流口,溢流口低于地面10-15cm。當(dāng)綠地中積蓄的雨水超過溢流口高度,則通過溢流進(jìn)入管網(wǎng),避免小區(qū)內(nèi)發(fā)生內(nèi)澇。
下凹綠地和透水鋪裝道路的關(guān)系如圖1所示。透水路面下的基層和下凹綠地之間是水力連通的。通過透水鋪裝路面下滲的雨水最終也會(huì)匯集到下凹綠地中,再經(jīng)由下凹綠地流到市政管網(wǎng)。透水鋪裝的改造有效地解決了路面積水的問題,而下凹綠地則是對(duì)雨水徑流起到了緩流削峰的作用,兩者相互配合,成為了老城區(qū)地面海綿化改造的主要工程措施。
2.2 屋頂綠化改造
城市化進(jìn)程中,建筑用地對(duì)公共綠地的擠占,也是造成城市地表硬化的重要原因之一。在城市中,建筑物屋頂面積大約為一座城市面積的四分之一至三分之一左右,屋頂也被稱為城市建筑的“第五面”[5]??梢娫谟玫赜邢薜某鞘兄校M(jìn)行建筑物屋頂海綿化改造,建設(shè)綠色屋頂,是海綿城市建設(shè)中的一項(xiàng)重要措施。綠色屋頂可以在一定程度上對(duì)雨水徑流起到削峰和凈化的作用,同時(shí)也能緩減城市熱島效應(yīng)并美化城市環(huán)境。
鎮(zhèn)江老城區(qū)綠色屋頂改造所面臨的主要問題是屋頂大多年久失修,承重、排水等條件均較差,且屋頂上多有居民私自搭建的設(shè)施。在這種背景條件下,傳統(tǒng)屋頂花園式的綠色屋頂改造由于對(duì)屋頂?shù)某兄?、防水要求較高,在老城區(qū)的使用中受到限制。與之相對(duì)的,輕型屋頂植被綠化毯的形式憑借對(duì)屋頂結(jié)構(gòu)要求低、形式靈活、后期管養(yǎng)方便等優(yōu)勢(shì)在老城區(qū)改造中得到廣泛運(yùn)用。
鎮(zhèn)江運(yùn)用的輕型屋頂綠化毯簡(jiǎn)稱為“綠地貼”, 主要植物類型是佛甲草和錦竹草,其基質(zhì)厚度約2-3cm,凈重量為15-20kg/m2,保水重量為25-35kg/m2,適用于平屋頂改造。綠地貼能夠?qū)π∮昶鸬揭欢ǖ臏钭饔茫瑢?duì)10mm以下降雨可以做到不外排。綠地貼除了對(duì)雨水的削峰作用外,也能對(duì)建筑物室內(nèi)溫度起到一定的調(diào)節(jié)作用,在鎮(zhèn)江的海綿城市改造工程中主要運(yùn)用于社區(qū)學(xué)校和有條件的老小區(qū)建筑物屋頂綠化改造中。
2.3 雨水排水系統(tǒng)優(yōu)化
老城區(qū)改造另一個(gè)重點(diǎn)雨水排水系統(tǒng)的優(yōu)化[6]。在居民小區(qū)和社區(qū)學(xué)校,將原本接入污水管的建筑物雨水立管斷接至下凹綠地,以達(dá)到雨水調(diào)蓄的目的。在雨水出流口,設(shè)置消能石,防止雨水徑流對(duì)下凹綠地的沖刷,如圖3所示。在場(chǎng)地允許的條件下,會(huì)在雨落管末端增加雨水罐,實(shí)現(xiàn)一定程度地雨水利用。
合流制管道溢流(Combined Sewer Overflow,CSO)是城市收納水體面源污染的主要來源,隨著我國(guó)污水處理能力的逐步提高,CSO已成為城市河流的主要污染源。通過雨污分流改造,能夠有效改善因?yàn)镃SO導(dǎo)致的水體面源污染。鎮(zhèn)江除了針對(duì)社區(qū)進(jìn)行雨污分流改造,也對(duì)市政雨水管網(wǎng)進(jìn)行了排查,對(duì)一些錯(cuò)接、逆接的管道進(jìn)行了改正。此外,鎮(zhèn)江在2017年還有修建大管徑雨水管道的計(jì)劃,該管道管徑預(yù)計(jì)為DN4000 mm,長(zhǎng)度為5-7km,建成后其滿管容量超過了6×105m3,兼具了雨水調(diào)蓄和轉(zhuǎn)輸?shù)墓δ堋?/p>
3 分析與探討
我國(guó)的第一批海綿試點(diǎn)城市的建設(shè)期截止至2017年底,目前鎮(zhèn)江市的海綿城市建設(shè)工作仍在進(jìn)行。對(duì)鎮(zhèn)江海綿城市項(xiàng)目建設(shè)中的老城區(qū)海綿化改造的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行階段性總結(jié),主要包括精細(xì)化設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制和注重公眾參與等三個(gè)方面。
3.1 精細(xì)化設(shè)計(jì)
鎮(zhèn)江海綿城市建設(shè)從頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)開始到每一個(gè)具體小區(qū)的海綿改造設(shè)計(jì),都始終貫穿著精細(xì)化設(shè)計(jì)的理念[7]。鎮(zhèn)江針對(duì)與洪管理的規(guī)劃研究起步較早,已經(jīng)根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄甑慕涤暧涗浛偨Y(jié)了本地的降雨模型,并以此作為設(shè)計(jì)依據(jù),這比套用一些通用的雨型公式更加符合當(dāng)?shù)氐那闆r。
鎮(zhèn)江市海綿城市建設(shè)的目標(biāo)是至2017年底,在海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)內(nèi):排水防澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到有效應(yīng)對(duì)30年一遇降雨;面源污染削減率達(dá)到60%;年徑流總量控制率75%以上。頂層設(shè)計(jì)過程中,結(jié)合試點(diǎn)區(qū)內(nèi)的匯水特征和積水點(diǎn)情況,將試點(diǎn)區(qū)劃分為若干匯水區(qū),并根據(jù)降雨模型模擬的結(jié)果將這些目標(biāo)分解至各個(gè)匯水區(qū),再從匯水區(qū)分解至各個(gè)居民社區(qū)內(nèi)。匯水分區(qū)年徑流總量目標(biāo)分解如圖4所示。
在居民社區(qū)層面上,結(jié)合小區(qū)的匯水特征、綠化率、可用空間等條件合理選取海綿工具并對(duì)徑流控制、面源污染控制等目標(biāo)進(jìn)行模擬和校訂,直至滿足該小區(qū)的分解目標(biāo)后,進(jìn)入小區(qū)海綿化改造的方案設(shè)計(jì)階段。在方案設(shè)計(jì)過程中,除了要考慮海綿設(shè)施的雨水管理功能,也用充分考慮其景觀功能和居民訴求,杜絕過度設(shè)計(jì)。以下凹綠地為例,為了強(qiáng)化雨水下滲,下凹綠地改造中回填的介質(zhì)土成分以沙土為主,介質(zhì)土滲水性強(qiáng),但營(yíng)養(yǎng)物保持能力則不如原土。因此這種土適合種植草本植物和灌木,不適合種植喬木。這對(duì)小區(qū)的景觀來說無疑是一種損失。針對(duì)這種情況,在滿足徑流控制指標(biāo)的前提下,可對(duì)下凹綠地中的部分區(qū)域采用原土回填,用于種植喬木,使下凹綠地的雨水調(diào)蓄功能和景觀功能都得到最大限度的發(fā)揮。
3.2 施工質(zhì)量控制
施工質(zhì)量是海綿設(shè)施發(fā)揮作用的重要保障。對(duì)于海綿設(shè)施施工質(zhì)量的控制,必須從源頭、過程和末端三個(gè)方面都予以重視才能保證海綿設(shè)施的質(zhì)量。在源頭上需要對(duì)海綿工程參建人員進(jìn)行系統(tǒng)的海綿知識(shí)培訓(xùn),建立對(duì)項(xiàng)目公司、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人和施工人員的三級(jí)培訓(xùn)體系。由于老城區(qū)海綿改造項(xiàng)目多而小,往往是多個(gè)工地同時(shí)開工,這些工地施工內(nèi)容和現(xiàn)場(chǎng)情況各有特點(diǎn),如果不掌握一定的海綿理論知識(shí),很難機(jī)械化地復(fù)制管理,因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人的培訓(xùn)是必要的。此外,現(xiàn)場(chǎng)施工人員是海綿工程的實(shí)施者,對(duì)其進(jìn)行一定的培訓(xùn)能更好地保證工程質(zhì)量。例如一些綠化人員可能對(duì)綠地下凹的形式不理解,如果沒有統(tǒng)一培訓(xùn),往往會(huì)根據(jù)自身喜好將一些灌木種植區(qū)堆高,導(dǎo)致下凹綠地的調(diào)蓄功能下降。
在施工過程中的控制需要施工人員認(rèn)真按圖施工,質(zhì)量巡視員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并整改:一是要對(duì)施工控制指標(biāo)嚴(yán)格控制。對(duì)于下凹綠地,主控包括各結(jié)構(gòu)層厚度、綠地表面標(biāo)高和溢流井口標(biāo)高等。結(jié)構(gòu)層厚度和綠地表面標(biāo)高決定了下凹綠地的雨水調(diào)蓄能力;溢流井口標(biāo)高則關(guān)系到大雨時(shí)小區(qū)內(nèi)澇的問題,如果溢流井口標(biāo)高過高,在大雨時(shí)就會(huì)造成澇水無法及時(shí)外排引起內(nèi)澇,海綿設(shè)施也就失去了意義。而對(duì)于結(jié)構(gòu)式透水裝,需要把握磚縫寬度,磚縫太窄雨水滲透受限會(huì)造成路面積水,如果太寬又會(huì)影響路面功能。二是要注意施工順序,以3.1節(jié)中提到的原土和介質(zhì)存的下凹綠地施工為例,需要先回填原土區(qū)域,之后再回填介質(zhì)土區(qū)域,其目的是防止回填過程中,原土覆蓋在介質(zhì)土表面,使介質(zhì)土滲透性下降。同樣在需要進(jìn)行混凝土對(duì)側(cè)壁抹面的下凹綠地或花壇,要先進(jìn)行抹面施工,再逐層回填礫石層和土層,目的也是為了防止施工過程中混凝土堵塞雨水下滲面。
施工質(zhì)量的末端控制包含三層含義,一是施工完成后及時(shí)進(jìn)行工作面清理,防止下滲面被堵塞;二是在工程驗(yàn)收中不合格的工程要及時(shí)進(jìn)行整改;三是要及時(shí)進(jìn)行總結(jié),鎮(zhèn)江市的老城區(qū)海綿化改造過程中,已組織了多次“海綿回頭看”活動(dòng),針對(duì)既往施工過程中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和梳理,為后續(xù)工程實(shí)施提供借鑒。
除此之外,鎮(zhèn)江海綿城市建設(shè)工程針對(duì)海綿設(shè)施施工的全過程,提出了“智慧海綿”的管理模式,對(duì)整個(gè)施工過程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和相關(guān)資料,都會(huì)進(jìn)行電子圖片保存,并建立數(shù)據(jù)庫,將來還會(huì)建立手機(jī)應(yīng)用APP軟件,既規(guī)范施工管理過程,也方便社會(huì)各界參與監(jiān)督。
3.3 公眾參與
老城區(qū)海綿化改造屬于開放型的工程,與一些傳統(tǒng)的封閉型工程或半封閉工程如污水處理廠建設(shè)、道路施工等不同[8]。它是直接在居民社區(qū)中進(jìn)行的,與居民交互密切,工程的進(jìn)展也受到居民態(tài)度的影響,因此在實(shí)施老城區(qū)海綿化改造過程中,一定要邀請(qǐng)公眾參與,取得公眾的理解和支持。
鎮(zhèn)江市在進(jìn)行老城區(qū)海綿化改造的過程中,通過公眾媒體向社會(huì)普及海綿城市及雨洪管理的相關(guān)知識(shí),讓公眾對(duì)海綿城市建設(shè)的必要性進(jìn)行了解。同時(shí),在進(jìn)場(chǎng)施工過程中,采用宣傳牌、宣傳圍擋等手段,向施工地點(diǎn)周圍的民眾宣傳海綿城市相關(guān)知識(shí),介紹工程內(nèi)容和工期,完善公眾意見反饋渠道。對(duì)于居民反饋的意見,進(jìn)行及時(shí)處理,盡量減少施工對(duì)居民的影響。
對(duì)于預(yù)備進(jìn)場(chǎng)的居民小區(qū)和學(xué)校等非開放區(qū)域,注重居民意見。從設(shè)計(jì)階段就開始請(qǐng)業(yè)主方介入,組織業(yè)主見面會(huì),與建設(shè)單位一同對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)審,通過后才進(jìn)行后續(xù)施工。進(jìn)場(chǎng)前邀請(qǐng)居民代表參觀已完工的海綿改造小區(qū)和改造中的小區(qū),使居民切實(shí)看到海綿化改造給小區(qū)帶來的改觀,樹立公眾對(duì)老城區(qū)海綿化改造的信心,減少施工過程中的阻力。
4 結(jié)語
鎮(zhèn)江市針對(duì)老城區(qū)的海綿化改造,主要是基于低影響開發(fā)理念進(jìn)行的源頭控制型海綿設(shè)施,包括下凹綠地、透水鋪裝和綠色屋頂?shù)龋送庖矔?huì)針對(duì)性地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排水系統(tǒng)優(yōu)化。在建設(shè)過程中,通過精細(xì)化設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制和公眾參與等理念進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益和社會(huì)效益,老城區(qū)海綿化改造工程取得了當(dāng)?shù)鼐用竦闹С趾驼J(rèn)可。截止至2016年底,針對(duì)鎮(zhèn)江市的源頭老城區(qū)海綿化改造和建設(shè)工作已經(jīng)基本完成,在2017年⒒嶙帕建設(shè)區(qū)域性雨水管網(wǎng)、雨水泵站和排口處理設(shè)備等灰色設(shè)施。隨著“綠色”和“灰色”海綿體系建設(shè)完善,鎮(zhèn)江市的雨洪管理水平將會(huì)得到明顯提升。
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