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【關鍵詞】 海綿城市 給排水建設 注意問題
隨著世界環境的逐漸惡化以及城市建設的需要,越來越多的城市開始建造海綿工程,提升城市應對雨水的能力,留住雨水資源,為城市供水做出貢獻。但是,我國的海綿工程建設的能力還存在不足,建設過程中存在的問題較多,為此,本文結合筆者的工作經驗,闡述海綿城市給排水建設中需要注意的問題和相應的建議,以期為我國的城市建設做出貢獻。
1 海綿城市給排水建設的意義
1.1 提高環境適應能力
眾所周知,我國土地面積廣闊,既有較為干旱的西北地區,又包含雨水充足的沿海地區,同時,隨著氣候環境的不斷變化,我國城市大多會經歷雨水的考驗,當雨水量較大時,城市的排水壓力會比較大,大多數城市會出現內澇問題,為此必須要做好給排水建設工作,提升城市應對風險的能力。我國目前開始建設海綿工程,其主要的作用是提升環境適應能力,降低雨水的不良影響,保留雨水資源,利用防、排、蓄、滲、滯等方法,不但可以減少內澇問題的產生,同時還可以有效提高水資源利用效率[1]。
1.2 恢復受損害水體
海綿工程的作用不僅在于提升環境適應能力,其還能有效地恢復和凈化受損的水體,在海綿工程中,通過利用專業的技術和自然途徑,能夠將自然水文特征維持在城市開發前狀態,提高對城市原有生態系統的保護效率。海綿工程中的生態手段對粗放式城市建設環境進行優化,能夠恢復前期受損壞的水體,使其能夠降低污染程度,在海綿工程的給排水建設工作中,應當首先對城市的水體情況進行細致的檢查,找出問題較為嚴重的區域,并集中加快海綿工程建設,提升水體的恢復速率,政府部門應當將海綿工程與其他的工程進行聯合。
1.3 提高水資源利用率
由于客觀環境的限制,我國大多數地區處于缺水的狀態中,但是,我國城市建設正處在高速發展的階段,對水資源的需求非常強烈,如果僅靠地下水源,很難滿足發展的需要,為此,我國城市需要更多的水資源供應渠道,保障城市建設順利進行,其中,海綿工程能夠有效地提升水資源的利用率,讓水資源通過自然滲透、自然積存以及自然凈化等過程,重新被人們所利用,從而降低城市建設的成本,提高城市發展的速度。
2 海綿城市給排水建設存在的問題分析
2.1 依據科學性低
目前,我國在海綿城市的建設方面經驗較少,發展的思路主要來源于少數的科研單位和政府部門,因此導致我國海綿城市的科學性較差,這也導致我國海綿城市在運營過程中出現諸多問題,水資源的利用效率并沒有明顯的提高。這說明,科學程度對海綿城市的建設尤為重要,每個城市在建設過程中,要結合自身城市的特點,做好給排水的規劃和方案,掌握各項建設指標,尤其是要做好水量預測與水平衡分析。
2.2 排水體系不合理
雖然現如今我國城市的建設速度不斷加快,但是,我國城市發展的時間較短,發展的經驗相對不足,其中給排水建設工作一直為社會所詬病,例如我國大多數城市使用的雨水分流機制應用效率非常低,尤其是在西北地區,雨水管道長時間閑置,而且雨水資源往往是直接排放到目的區域,造成資源嚴重浪費。因此,我國的海綿城市應當避免上述問題,實現對雨水的分流儲存,使得雨水資源得到有效的利用[2]。
2.3 給排水體系影響大
我國的城市建設者已經認識到地下設施建設的必要性,隨著時代的發展,地下的構筑物數量逐漸增加,城市的給排水系統更加優化,但是其對城市的影響也隨之增大,同時現有供水管道長度、 質量以及建設等方面均存在一定的不足,并不能完全滿足城市建設需求。因此,在海綿城市的建設過程中,應當對給排水系統的規劃設計進行優化,降低其建設對已存自然水體系的影響。
3 對海綿城市給排水建設提出的建議
3.1 基于具體情況進行給排水建設
我國土地面積廣闊,這也導致我國城市的具體情況各不相同,為此,在海綿城市的建設過程中,應當結合自身的實際情況,避免盲目地學習其他城市的成熟經驗,要做到因地制宜。例如濟南海綿工程中,其主要的海綿道路分布在城市的南邊,這是因為濟南以“泉城”而聞名,其需要雨水作為補充,而且濟南的南邊地勢較高,海綿工程中的水資源能夠逐漸滲透到泉水聚集區,從而滿足泉水噴涌的需要。
3.2 注重專業性技術方面的研究
海綿城市的給排水建設工作是城市基礎設施建設的重要內容,為了提高建設的質量,相關單位應當加強專業性技術的研究,提升技術的科技水平,保證建設出的海綿工程具備較好的質量,使用更長的時間,尤其是在海綿城市的建設目前處于初級階段,一定要一邊建設一邊摸索著前進,無論是相關政策還是施工經驗均比較少,對系統設計提供的依據支持較低,因此具有很強的不確定性。
3.3 落實責任體系機制
海綿城市的建設過程比較漫長,而且我國在這方面的經驗較為缺乏,在建設工作中,一定要將責任進行明確,落實責任體系機制,以現有的基礎設施為對象,對其進行統籌分析、規劃與設計,提高各類基礎設施運行的安全性,且滿足其與給排水系統協調運行的要求。
總之,海綿城市是未來一段時間內我國城市建設的主要方向,其中給排水工程是最為重要的建設內容,每個城市在建設工作中,要立足自身的實際,以城市自身發展基礎為依據,統籌各項影響因素,提升海綿工程的技術水平,對其中的難點問題進行有針對性的分析。通過海綿工程的建設,提高雨水資源的利用效率,為城市的健康發展提供建設的基礎。
參考文獻:
關鍵詞:海綿城市;鄂爾多斯市;防洪排澇
隨著我國城鎮化的發展,城市規模不斷擴大,城市建設與自然環境的矛盾不斷凸顯,很多城市面臨水害頻發、水資源短缺、水污染嚴重、水生態惡化等問題。特別是近些年,汛期部分大城市出現城市內澇問題,鄂爾多斯市也存在同樣的問題,對人民群眾生命財產安全造成了極大的威脅。海綿城市建設是國家基于提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害提出的新的城市建設模式,筆者重點探討該模式對鄂爾多斯市城鎮防洪排澇的啟示。
1海綿城市建設的提出
2014年10月,國家住建部下發了《海綿城市建設技術指南———低影響開發雨水系統構建(試行)》,對“海綿城市”的概念給出了明確的定義,即城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。
1.1海綿城市的內涵
海綿城市以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規劃建設理念,追求城市人水和諧,將傳統的城市建設方式轉變為低影響的建設模式,通過生態化措施,盡可能維持城市開發建設前后水文特征不變,有效緩解不透水面積增加造成的徑流總量、徑流峰值與徑流污染的增加等對環境造成的不利影響。通過“自然積存”,來實現削峰調蓄,控制徑流量;通過“自然滲透”,來恢復水生態,修復水的自然循環;通過“自然凈化”,來減少污染,實現水質的改善,為水的循環利用奠定堅實的基礎[1]。
1.2海綿城市建設的途徑
海綿城市的建設途徑主要有以下幾方面:①對城市原有生態系統的保護。最大限度地保護原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區,留有足夠涵養水源、應對較大強度降雨的林地、草地、湖泊、濕地,維持城市開發前的自然水文特征。②生態恢復和修復。運用生態的手段進行恢復和修復,并維持一定比例的生態空間。③低影響開發。按照對城市生態環境影響最低的開發建設理念,合理控制開發強度,在城市中保留足夠的生態用地,控制城市不透水面積比例,最大限度的減少對城市原有水生態環境的破壞,根據需求適當開挖河湖溝渠、增加水域面積,促進雨水的積存、滲透和凈化[2]。
2國內外海綿城市建設經驗
海綿城市這種城市可持續發展模式目前已經成為各國城市建設的重要選擇。同時,我國也于2015年確定了17個海綿城市建設試點,逐步轉變城市的發展模式。
2.1國外海綿城市建設經驗
國外較早的開展了海綿城市建設。美國采用城市低影響開發來解決城市雨水問題,其核心是通過合理的場地開發方式,模擬自然水文條件并通過綜合性措施從源頭上降低開發導致的水文條件的顯著變化和雨水徑流對生態環境的影響。英國建立了可持續城市排水系統,從源頭處理徑流和潛在污染源,保護水資源免于點源與非點源的污染。澳大利亞城市建設則以水循環為核心,主要是把雨水、給水、污水(中水)管理作為水循環的各個環節。在這些理念的指引下,國外各大城市在完善法律法規的基礎上,通過建設雨污分離的城市排水系統、建筑物雨水收集系統,嚴格控制建筑排水標準,廣泛使用透水磚,推廣屋頂綠化,加大生態建設等方式減少水災害和保護水生態。各國也非常重視公眾參與,采用稅收減免和補助津貼等政策鼓勵民眾建設節能型房屋,使雨水得到循環利用,從源頭控制徑流和污染,減少水災害。
2.2國內海綿城市建設情況
國務院辦公廳2015年10月印發《關于推進海綿城市建設的指導意見》,部署推進海綿城市建設工作。要求通過海綿城市建設,最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。到2020年,城市建成區20%以上面積要達到目標要求;到2030年,城市建成區80%以上的面積要達到目標要求。目前,部分海綿城市建設試點,出臺了海綿城市建設管理辦法,編制完成了各項建設規劃及“海綿體”設計指南,并已開始了公園廣場、整體式雨水暗渠、水庫聯通工程、雨水收集調蓄設施等“海綿體”的建設改造,以及對“海綿體”的監測系統建設。例如,武漢市出臺了《武漢市海綿城市建設管理辦法》,明確了建設目標、內容、措施、部門職責、績效考核等內容;灃西新城編制完成了《西咸新區海綿城市建設規劃設計技術導則》等5項技術標準,《西咸新區海綿城市總體規劃》等4項專業規劃;廈門市將啟動試點區海綿城市管控平臺,評估海綿城市建設情況,大小海綿體將裝傳感器,可實時監測降雨量、流量、水位、易積水位置等;濟南、南寧、池州等都開始了道路、公園、廣場等的“海綿體”改造工作。
3對鄂爾多斯市城鎮防洪排澇的啟示
鄂爾多斯市全年降水集中在7~9月,且常以暴雨形式出現,易造成洪澇災害。海綿城市建設是基于提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害提出的新的城市建設模式,對鄂爾多斯市城鎮防洪排澇有重要的指導意義。
3.1城鎮防洪排澇存在的問題
鄂爾多斯市城鎮防洪排澇存在以下問題:①城市暴雨強度加大。鄂爾多斯市烏審旗烏審召、呼吉爾特和東勝地區是沙漠暴雨中心,其中東勝區城鎮發展規模較大,“雨島效應”使東勝城區暴雨頻率與強度高于周邊地區,發生洪澇災害的可能性增加。②排水設施標準較低。城鎮建設過程中,排水設施標準較低,地下排水管網建設跟不上城鎮建設進度,缺乏長遠規劃,沒有骨干排水管網,而且部分排水管網老化、破損、淤塞等問題嚴重,城鎮排水能力不足。③雨洪調蓄能力弱。城鎮下墊面大量硬化,不透水面積增加,城市湖泊、洼地、河道等蓄水空間隨之減少,城鎮滯留雨洪的能力較弱。④防洪管理水平有待提高。目前各旗區城鎮防澇管理模式不明晰,存在城建和水務部門共同管理、城建和水務部門單獨管理、水務公司管理幾種模式,或管理機構不明確等問題。⑤城鎮還存在暴雨預測預警體系不完備,防洪排澇基層力量薄弱,防汛物料儲備不足,防災救災培訓演練不夠等問題。
3.2對鄂爾多斯市的啟示
鄂爾多斯市對城鎮防洪排澇和應急管理有迫切需求,應該以海綿城市理念為基礎,采取以下防洪排澇措施。①轉變城鎮防洪排澇觀念。要從單純城市排水轉變為滲、滯、蓄、凈、用、排等措施聯合將降雨就地消納和利用的應對理念,減少對自然環境的影響。②科學規劃城鎮。在規劃時,盡量保持場地開發后能維持原有的水文功能,提高土壤入滲能力,減少地表徑流;最大限度地保護原有的河流、湖泊、濕地、溝渠等不受開發活動影響,并修復已破壞的水生態環境;新建建筑雨水收集系統,綜合利用雨洪,調節城鎮地表徑流;水域治理時充分考慮河道的功能和水生態環境,盡量保留原有河道的自然形態,避免采取對其有重大影響的工程措施。③精細化設計城鎮“海綿體”。根據城鎮水文條件對河道、綠地、湖泊、濕地、溝渠、儲水池等“海綿體”進行精細化設計,通過改造道路、廣場、公園等,增加下滲,減少徑流;通過建設模塊式的雨水調蓄系統、地下水的調蓄池或者下沉式雨水調蓄廣場等設施,最大程度地把雨水保留下來。④提高防洪排澇管理水平。基于海綿城市理念的城鎮防洪排澇涉及城建、水務、環保、園林、國土等多部門,需要通過完善體制機制協調部門間關系。城鎮建設中應增加水務部門職能,如核發建設用地規劃許可證、城市排水許可證時需要經過水務部門核準。⑤應根據自然氣候、城市規模、蓄排水體系建設等因素的變化,不斷修訂完善城鎮防洪排澇應急預案,加大城鎮防洪知識宣傳教育和防汛救災演習等。
4結論
國外部分城市在完善法律法規基礎上,通過建設雨污分離的城市排水系統、建筑物雨水收集系統,嚴格控制建筑排水標準,廣泛使用透水磚,推廣屋頂綠化,加大生態建設等方式減少水災害和保護水生態。同時,非常重視公眾參與,采用稅收減免和補助津貼等政策鼓勵民眾建設節能型房屋,從而使雨水得到循環利用,從源頭控制徑流和污染,減少水災害。國內海綿城市建設試點主要通過制定管理辦法,編制建設規劃及“海綿體”設計指南,開展公園廣場、整體式雨水暗渠、水庫聯通工程、雨水收集調蓄設施等“海綿體”的建設改造,以及對“海綿體”的監測系統建設等方式建設海綿城市。鄂爾多斯市對城鎮防洪排澇和應急管理有迫切需求,應該以海綿城市理念為基礎,轉變城鎮防洪排澇觀念,通過科學規劃、精細化設計和建設城鎮“海綿體”,完善管理體制、應急預案等方式修復保護生態環境,實現城鎮與水和諧發展,從而達到防治城鎮洪水內澇的目的。
作者:周海光 路寧 閆江鴻 單位:鄂爾多斯市水利勘測設計院 鄂爾多斯市防汛抗旱指揮部辦公室 鄂爾多斯市水務局
參考文獻:
一、海綿城市建設的提出
“海綿城市”概念的首次提出是在2012年的《2012低碳城市與區域發展科技論壇》;在2013年底的《中央城鎮化工作會議》中,強調到要優先考慮利用自然力量排水,建設海綿城市,讓自然做功。
(一)海綿城市建設提出的背景
“水資源短缺、水資源污染和城市雨洪災害”這三大水資源問題在整個世界范圍內都是廣泛存在的并且也是制約城市發展的重要因素,但與此同時,水生生物棲息地喪失、干旱、氣候變化、水生生態系統退化也同時出現,這些綜合癥狀都是與水和水循環自然過程有關。海綿城市是可持續雨洪管理系統的中國表述,提出的目的是為了有助于解決我國的水問題和水危機。
(二)那海綿建設概念的定義
“海綿城市”概念的產生源自于行業內和學術界習慣用“海綿”來比喻城市的某種吸附功能,例如澳大利亞人口研究學者布吉(Budge)應用海綿來比喻城市對人口的吸附現象,根據《海綿城市建設技術指南》,其定義為:“海綿城市是指通過加強城市規劃建設管理,充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方法。”
(三)海綿城市建設的意義
海綿城市的意義就在于對整個城市自然生態的綜合整治,通過順應自然規律的方式解決包括防洪、水質凈化、地下水補充、水資源補充、生物多樣性保護、微氣候調節等多個綜合的水相關城市發展問題以及與之相關的社會問題。
二、風景園林專業與海綿城市建設
風景園林學科(Landscape Architecture)這一學科是以“生物生態學科”為主,并與其他非生物學科(如土木、建筑、城市規劃)、哲學、歷史和文學藝術等學科相結合的綜合學科。其核心工作即城市的環境綠色生物工程系統。
(一)風景園林在海綿城市建設中的機遇
綠地是海綿城市主要的物質空間構成,也是可持續雨洪管理措施的主要載體,是對傳統觀排水系統(灰色基礎設施)的一種“減負”與補充;同時綠色基礎設施設計正是現代風景園林專業的重要實踐領域和研究內容。因此在海綿城市建設背景下,風景園林學科面臨巨大的建設需求。
(二)風景園林專業目前在海綿城市建設面臨的挑戰和問題
1、在海綿城市建設系統中的角色定位不明確
從專業外來說,雨洪管理傳統上由市政、水務等專業負責,盡管海綿城市中明確了園林是系統構成中的一員,但我國目前的海綿城市建設指南中,明顯仍然是市政等與工程相關的專業或技術做法更受到重視,基于綠地設計的內容相對較少。
實際上,目前的工程系統傾向于把水與土分離,把水與生物分離,把排水和給水分離,把防洪和抗旱分離,是一種“水適應人”的價值觀和技術管理體系。有學者已經提出本專業是海綿城市建設的“共同領導者”和多學科整合平臺的重要依托,這亟待成為專業內外的共識。
2、海綿城市相關基礎研究和數據平臺構建不充分
我國建設海綿城市的很多規范和技術導則參考了很多美國的BMPs、LID的相關內容,但成功的海綿城市建設一定要科學嚴謹地基于本地條件進行研究。海綿城市技術設計需要的氣象、水文等基層資料一般分屬不同機構管理,設計部門獲取并不容易,這直接影響了可持續雨洪管理相關設計的決策依據。國外經驗是建立共享的數據平臺提供設計機構,幫助建設、設計方更科學合理的完成相關設計工作。
3、相關人才的培養與繼續教育亟需相應更新
海綿城市建設是一項跨思維、跨尺度、跨學科的高度綜合復雜城市生態建設,所謂跨思維是從“水適應人”的思維轉變到“人適應水”的過程。跨尺度是指海綿城市不僅僅是雨水利用和管理問題、應用LID技術和場地措施,還應該包括宏觀尺度、中觀尺度的保護區域水文循環過程,應該是從宏觀到微觀不同尺度的承接與配合;跨學科是指在海綿城市的建設中不僅需要風景園林學科對綠色基礎設施的相關規劃與設計。
三、總結
關鍵詞:海綿城市;水生態;山地城市
2015年10月,國務院辦公廳《關于推進海綿城市建設的指導意見》,提出到2020年,城市建成區20%以上的面積達到海綿城市建設目標要求;到2030年,城市建成區80%以上的面積達到海綿城市建設目標要求。該意見確定了各城市海綿城市建設時間表,貴州作為全國生態文明先行示范區,更需抓住國家對海綿城市建設大力支持的政策機遇,結合貴州特點,統籌推進進行海綿城市建設。本文主要分析了貴州省海綿城市建設的必要性及貴州海綿城市建設的特點。
1貴州省海綿城市建設的必要性
1.1貴州省城市水生態環境不容樂觀
隨著貴州省城鎮化、工業化的推進,各大小城市出現了很多“城市病”,在水生態方面,主要表現在以下兩個方面:(1)城市水環境變差。目前貴州省很多城市的主城區的排水系統主要采用雨污合理制,每遇暴雨,合流制管段的大量污水會隨著雨水溢流至自然水體;其次,部分城市污水收集率不高,城市生活污水溢漏至自然水體的現象十分嚴重;再次,由于貴州建設用地緊張,部分城市綠化率不高,暴雨時節,城市路面、屋面雨水未經足夠的生態凈化,直接匯入城市河流,徑流污染嚴重。以上因素導致許多城市的河流和胡泊水環境較差,甚至為黑臭狀態,如現狀的安順市的貫城河、六盤水的水城河等。(2)城市內澇時有發生。隨著城市建設的快速發展、城市人口的增加以及城區面積的增大,城市下墊面較建設前發生了較大變化,原有的城市防洪排澇系統的負荷越來越大,某些本身排水條件較差、排水系統建設滯后的城市頻繁出現城市內澇,造成了巨大的經濟損失,如2014年7月18日,貴陽主城區24h內降水量達201.7mm,內澇受災人口近19萬人,直接經濟損失7307.5萬元。
1.2貴州喀斯特地貌發育、城市水生態環境脆弱
貴州省大部分城市都座落在喀斯特地區,地形破碎、土層較薄、地表滲漏強、有水留不住、環境容量小,水生態環境穩定性差、生態環境一旦被破壞,其修復難度較大。貴州的生態環境總體偏好,但是城市水環境并不樂觀,由于大部分城市建設于喀斯特地貌發育地區,環境風險較大。海綿城市的建設理念,系統的提出了針對水環境、水安全、水資源、水生態的一系列工程建設方法和措施。通過加強對原有生態系統的保護、修復已破壞的水生態環境以及實施低影響開局,達到改善水環境、保障水安全,利用水資源、修復水生態的目的。因此,在貴州各城市推進海綿城市的建設,十分必要,而且國家已提出了海綿城市建設的時間表,海綿城市的建設刻不容緩。
2貴州省海綿城市建設的特點
2.1貴州海綿城市的建設方向
海綿城市的建設涉及的部門多、需解決的問題也多。涉及的部門有建設、環保、規劃、水利、園林、國土等部門,解決的問題有水環境修復、水安全改善、雨水資源利用等問題,因此在多部門、多專業、多問題導向的復雜環境里,需重點提出建設方向。根據前述分析,貴州省大部分城市已經面臨嚴重的水污染問題,部分城市應及時解決水安全問題,只有少部分城市需要對水資源加以利用。因此,貴州省各城市在海綿城市建設過程中,應首先主要解決水污染問題和水安全問題,只有在部分缺水城市,可結合經濟條件酌情實施雨水資源化利用。
2.2貴州省城市建設方法和特點
海綿城市是個宏觀的概念,需要大大小小的工程措施進行有機的組合和布局來完成。海綿城市的建設核心是低影響開發,通過各種工程措施有機組合模擬雨水在城市里的自然循環,恢復水生態的自然修復功能,營造良好的人居環境。因此,與傳統的建設的方式不同,海綿城市并非講究“規模效應”,更講究“生態效應”。針對不同城市,其建設方法不同、工程布局也有差異。結合貴州城市發展的特點,貴州省海綿城市建設方法和布局有以下特點:
(1)貴州省城市規模小、發展速度快,海綿城市的建設以城市新區建設為主,舊城改造為輔。海綿城市建設主要考核指標是年徑流控制率,《關于推進海綿城市建設的指導意見》提出,在2020年及2030年,城市建成區20%及80%以上的面積達到海綿城市建設目標要求(即年徑流控制率達到70%以上),其中“城市建成區”既包括城市新建區,也包括舊城區。貴州的城市規模較小,僅貴陽市中心城區人口大于100萬,其余大部門城市城區人口在25萬人以內,根據國家城鎮化的總體要求,未來一段時期內,貴州省絕大部分城市的城市新區的建設力度較大,發展速度相對較快,規劃也更加科學合理,因此,海綿城市建設的條件較好;而對于老城區,由于貴州用地條件較差,城市的建筑密度較大,綠化率偏低,在老城區進行海綿城市的建設改造難度偏大。所以,要完成在2020年及2030年分別達到“城市建成區20%及80%以上的面積達到海綿城市建設目標”要求,應積極在城市新區開展海綿城市的建設,而對于舊城區,僅僅以問題為導向,結合舊城改造實施低影響開發實施的建設,不宜大拆大建,大面積鋪開進行海綿城市的改造。
(2)貴州省城市形態以山地城市為主,海綿城市的建設需結合山地城市的特點進行設施布局。①山地城市的建設用地平均坡度較大,決定了雨水在城市建設區域的平均流行速度比平原型城市要快。因此,要將一定降雨量的雨水“留”下來,需加強“滯”方面的工程措施,延緩雨水在城市內的流行時間,同時增加“滲”的功能和效果,緩解洪峰的峰值,降低內澇風險。②許多山地城市往往是“群山環抱”,其城市內河就是城市山體匯水面積的收納水體,每逢暴雨,城市內澇風險極大。海綿城市建設的基本要求就是最大限度的降低城市內澇風險。因此,與平原型城市不同,對于貴州山地城市的海綿城市建設,除了解決好“高頻率,小暴雨”下的雨水存儲問題,更應解決好“小概率,大暴雨”的內澇風險問題,在海綿城市建設的過程中,需同時建設城市規劃建設區域外的雨水防洪設施。
(3)伴隨貴州城鎮化進程,海綿城市的建設尤其應重視規劃引領、示范引領。貴州省快速的城鎮化率必將帶來大量的城市小區建設、城市道路和廣場建設、城市公園建設以及城市水體建設。這些建設項目恰恰是海綿城市建設實施的重要載體,但是以上項目往往涉及到多專業、多部門的協調與合作,實施起來相對復雜。因此,要將海綿城市相關項目有機有序的進行建設,規劃引領十分重要和必要,在編制各城市總體規劃、控制性詳細規劃以及道路、綠地、水等相關專項規劃時,應將雨水年徑流總量控制率作為其剛性控制指標。另外,目前“海綿城市”作為一種全新的建設模式,全國范圍內都在不斷的學習和探索,甚至在某些建設理念上仍然存在著觀點分歧。如何能從技術上創新、從管理上創新、從融資上創新,開辟出一條符合貴州實際的海綿城市建設體系和方法,是專業技術人員和管理部門正在努力探索的目標。因此,要全面推進貴州省海綿城市建設的步伐,還應加強示范引領,尤其是作為全國海綿城市試點城市之一的貴安新區,可將其在海綿城市建設過程中的好的經驗進一步總結,為貴州省其他城市建設提供科學的方法,加快推進全省海綿城市的建設步伐。
3結語
Abstract: Through expounding the background of sponge city and the concept of sponge city, this paper further studies the connotation of sponge city and rain flood management, discusses the status quo of urban construction at home and abroad and analyzes the way and technology of sponge city construction. And combined with the cases at home and abroad, in the case of urban construction in china, this paper thinks about how to better construct the sponge.
關鍵詞: 海綿城市;雨洪管理;低影響開發;技術
Key words: sponge city;the rain flood management;low impact development;technology
中圖分類號:TU992 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)10-0214-02
0 引言
近些年,我國頻繁地發生城市內澇,同時,忽視生態環境,導致水資源遭到嚴重污染、水資源短缺。另外,我國傳統城市建設模式在面對出現的各種水環境問題時,表現出明顯不足之處。主要歸咎于:①城市排水單一的使用工程管道式灰色排水基礎設施;②防洪規劃和排水工程規劃的落后;③對于雨水再利用的意識薄弱,天然雨水利用率極低,不到10%[1]。這些問題已經無法依靠某一單獨的管理部門去解決了,而是需要一個更為系統、綜合的解決方法,“海綿城市”理論便是基于這樣一個背景下提出的。
所以研究的目的就是通過對海綿城市建設的內涵、國內外研究進展、國內外案例分析等來梳理海綿城市建設主要是其中雨洪管理方面的要點,對目前我國海綿城市建設提出一些建議,以期對之后海綿城市建設起到參考作用。并且在進行研究時,對于國外的成功經驗不能一股腦地“拿進來”,一定要結合我國國情,有針對性地進行研究,更好地用于我國海綿城市建設。
1 關于“海綿城市”的內涵
《指南》對“海綿城市”進行了如下定義:城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。其內涵可以具體解釋為3部分:①海綿城市就是在面對洪澇和干旱等自然災害時,可以靈活應對和適應水環境危機。②海綿城市在雨水管理前后其水文特征是基本保持不變的,主要通過低影響開發(LID)思想以及相關技術來實現。③海綿城市通過不同方式將雨水收集起來加以利用,體現了對雨水資源可持續的綜合管理思想。
2 海綿城市建設的現狀
2.1 國外海綿城市發展現狀 國外對于城市雨水管理的實踐與研究大量興起于20 世紀的八九十年代,并在二十年內取得了可觀的進步和發展[2]。以美國、澳大利亞、英國、德國和日本等為代表,主要包括美國的最佳管理措施(best management practice,BMP)和低影響開發技術(low impact development,LID);澳大利亞的水敏性城市設計(water sensitivity urban design,WSUD);英國的可持續城市排水系統(sustainable urban drainage system,SUDS);日本的健全水循環體系;以及德國柏林推行“雨水費”制度。另外,除了雨水管理的理念和技術,國外還推出了一系列法規及獎勵政策,比如20世紀90年代,美國聯邦政府制定了《家污染物排放削減許可制度》;設立綠色屋頂專項基金及優惠[3]。
2.2 國內海綿城市發展現狀 我國城市雨水控制技術起步于20世紀80年代,初期主要集中在雨水利用,近年來雨水控制技術重心逐漸轉向雨洪調控及污染控制[4]。2014年10月,住房和城鄉建設部了《海綿城市建設技術指南―――低影響開發雨水系統構建(試用)》。2015年1月,啟動了鎮江、嘉興、廈門、濟南、武漢、常德、南寧等 16 個試點城市的海綿城市建設。
3 海綿城市構建途徑與技術
3.1 水生態系統的主體保護與修復
①劃定區域。劃定需要保護的生態斑塊比如湖泊、河流、濕地及水源涵養區,同時還有農田及原野,嚴加保護和識別。②進行保護。并且制定相應的法律法規,引導、規劃和約束各類開發、利用、保護水資源和水生態的行為[5]。對于確需建設的項目應上報各相關部門批準后,予以實行;而對那些不符合岸線控制利用和保護管理規劃的一切行為都應依法查處。另外,已經遭受到破壞的綠地、森林等雨水調控功能性強的斑塊、水體面積和體積及水質我們需要通過各項技術加以修復。
3.2 低影響開發技術 低影響開發(LID)就是根據自然界中的水文條件原理,從源頭對雨水進行管理和控制的一種雨水管理方式。
3.2.1 截留技術 截留技術就是通過不同方式,使雨水匯集面積增加,減慢雨水形成徑流的時間,以此達到延緩徑流的目的。
①綠色屋頂。綠色屋頂的結構包括四部分:植物層、土壤層、過濾層、排水層。對于不同的植物和介質層,綠色屋頂在夏天可以滯留70%~90%的降雨,冬季可以滯留25%~40%的降雨[6]。②冠層截留。根據上海交通大學對上海市156個植物群落中植物滯留能力的研究,發現植物截留主要分樹冠、枝干及其土壤,其對雨水的截留能力分別約為9%~12%、2%及40%,并且針葉植物冠層截留率要高過闊葉植物[7]。
3.2.2 促滲技術 促滲技術就是通過使用一些透水性的結構和材料來增加雨水的下滲量,同時材料或是結構具有一定的過濾凈化作用。①透水鋪裝。透水鋪裝其系統的結構,從上到下依次為:面層、基層、底基層、墊層。透水性鋪裝材料主要有五種:包括透水瀝青、透水混凝土、透水地磚、沙礫網格和嵌草網格。②綠色停車場。綠色停車場就是能夠匯集來自機動車的零件磨損產生的重金屬、汽車排放物以及周邊徑流匯集所產生的污染,進行初期處理減少面源污染。③綠色街道。綠色街道就是包括雨水種植溝、雨水種植池、路牙石擴展池、雨水滲透園與透水性鋪裝等設施,來保護地表和地下的水資源、使污染物減少,使雨水外排減少的道路雨水管理方式。
3.2.3 調蓄技術 調蓄技術就是在降暴雨時能收集雨水并對其凈化,在干旱時能向周邊綠地提供水資源。
①植草溝。植草溝是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統,地表徑流以較低的流速經植草溝滯留、植物過濾和滲透的作用,雨水徑流中的多數懸浮顆粒污染物和部分溶解態污染物得以有效去除[8]。植草溝的結構從上到下為植被層、種植土層、過濾層、滲排水管以及礫石層。根據上海交通大學對5條不同結構參數的生態植草溝進行模擬降雨徑流實驗,生態植草溝中對徑流污染物凈化效果最佳的結構組合是:20cm種植土+30cm砌塊磚+10cm礫石[9]。
②雨水花園。雨水花園也叫生物滯留池,指在低洼區域種不同植物的工程設施,通過土壤以及植物的過濾作用來凈化雨水,并將雨水暫時滯留后慢慢滲入土壤以此來減少徑流量。自上而下包括:蓄水層、樹皮覆蓋層、植被及種植土層、人工填料層、礫石層,其總厚度在50~80cm合適。
③多功能調蓄池。多功能雨水調蓄池具有雨水調節和雨水貯存功能。主要是為了調蓄暴雨峰流量,同時將雨水的排洪、減澇、利用與城市的生態環境和其他一些社會功能更好地結合,使城市土地資源更高效地利用的一種綜合性性設施。
4 案例分析
4.1 德國沙恩豪斯社區雨洪管理系統 沙恩豪斯社區位于奧斯菲爾敦,總面積約為150公頃,人口大概是9000,降雨偏少,屬于較干旱的地區。社區在規劃設計以及建造的過程中運用低影響開發技術,比如可再生能源、節能建筑、雨洪管理和開放空間多功能利用等等。
社區的雨洪管控系統有3個等級,首先一級組團生態設施接收來自建筑屋面、道路的雨水徑流,主要設施包括生態溝和雨水花園;二級處理設施接收各個組團間的雨水,主要是通過大型生態溝進入多功能蓄滲池、小型景觀濕地,最終再一起進入三級中型湖泊濕地。雨水的利用率高達95%,十分有效地緩解了城市的排水設施壓力,同時還補充了地下水部分。
4.2 哈爾濱群力國家城市濕地公園 哈爾濱群力國家城市濕地公園場地原本是一片濕地,然而周邊的道路建設和高密度城市的發展,導致該濕地的水源即將枯竭,造成濕地退化,并將消失的情況。該項目的設計策略就是將面臨消失的濕地轉化為一個雨洪公園。設計保留了場地中部的一大片區域作為自然演替區。沿其四周通過挖填方,人為地制造出一系列深深淺淺的的土坑和高矮不一的土丘,成為一條美麗的“藍-綠項鏈”,使之形成了自然和城市之間的一層過濾膜和體驗界面。然后沿四周布置雨水進水管,盡量收集城市雨水,讓經過水泡系統經沉淀和過濾后的雨水進入核心區的自然濕地,同時還在山丘上種植了很多白樺林,一個個水泡中主要是鄉土水生和濕生植物群落。讓整個場地煥然一新,成為城市周邊一處宜人地帶。
5 我國海綿城市建設發展的思考
海綿城市技術要把握的最重要的原則就是以匯水區為單元,包括工業、農業社區,雨水就地蓄留處理,要在源頭控制,完成地上與地下的水循環。并且在建設海綿社區時,我們要看到匯水區和濕地、河流和湖泊的關系,還要看到大的流域關系,要綜合地看待社區生態功能。要將海綿城市的技術綜合利用起來,形成一個系統,將利用率達到最高。筆者建議,還應加強相關的立法工作,盡快完善法規體系建設,比如運用收費、補貼、獎勵和罰款等經濟手段,提高落實低影響開發技術措施的積極性,通過各種渠道普及相關知識,轉變公眾觀念,增強公眾的生態意識,城市的建設不只是靠管理建設部門或是專家學者,更重要地是要讓公眾參與進來,讓公眾有這個意識,這是非常重要的。
所以在海d城市建設的過程中,我們需要適時的向回看、不要完全被現代科學技術所束縛,要重拾尊重自然、模擬自然的智慧方法,更好地發揮現代科技優勢,解決人類生存的問題,因為任何的發展,不管是科學技術還是城市建設,只有在尊重自然的前提下,才會是可持續的。
參考文獻:
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[關鍵詞]園林景觀;海綿城市;理念;運用
中圖分類號:TU986.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)27-0344-01
隨著我國城市的不斷發展和推進,海綿城市理念的不斷實踐和應用已經證明了其價值。海綿城市理念不僅適用于城市建設,對園林景觀設計還具有較好的適用性。在園林景觀設計中應用海綿城市理念,不僅能夠實現對園林景觀內水資源的綜合利用,實現對雨水資源的循環利用,還有助于構建景觀與自然的和諧關系。在降低園林景觀維護成本的同時,提升園林景觀的自然屬性和視覺效果。但海綿城市理念在園林景觀設計中的運用,仍然需要把握好幾點關鍵問題,并通過技術優化和設計創新,才能使其更適用于園林景觀設計,實現提升園林景觀設計質量的目的。
一、園林景觀設計中海綿城市理念運用應注意的問題
1、做好雨水的生態利用
園林景觀設計一定要注意雨水生態利用,傳統城市建設改造了自然,以利用土地為主,改變了原有生態環境,粗放式建設,地表徑流量大。而海綿城市建設則強調順應自然,保護原有生態,低影響開發,地表徑流量不變。園林設計及施工需考慮下滲減排,利用透水鋪裝、下沉式綠地、生物滯留設施等方式,使用蓄水池、雨水罐、濕塘、雨水濕地等集蓄利用雨水,達到最佳“彈性指數”。在海綿城市建設中,需要注意滲、滯、蓄、凈、用、排六個方面。
2、實現對水資源的循環利用
在小區建設中,可建設綠色屋頂、可滲透路面、沙石地面、自然地面、透水性停車場和廣場等,也應建設下凹式綠地、廣場、植草溝、綠地滯留設施等。以北京奧林匹克公園為例,園區包含雨洪收集、再生水利用、循環過濾凈化、濕地凈化等各種工程設施,總水系面積84.2公頃,總蓄水量130萬立方米,這些工程設施的外在形式表現為公園內的景觀路面、休閑綠地、下沉花園、龍形水系、森林公園等,既做到了節水養水,同時還營造了一道亮麗的景觀帶。據了解,整個園區的透水鋪裝地面約17公頃,下凹式地形17公頃,滯蓄雨水,減少灌溉量,水系滯蓄16.5公頃,雨洪集水池9個,容積7200立方米,下沉花園蓄洪溝調蓄8000立方米,滲濾、收集管網長60多公里。奧林匹克公園每年的總用水量超過1700萬立方米,其中利用再生水就有800萬立方米,將近全年總用水量的一半。奧林匹克公園是一個很好的“海綿體”,充分有效地利用了各種設施。
3、改造、恢復并利用好自然水系
因此,城市建設過程中還應在保護、恢復和改造城市建成區內河湖水域、濕地并加以利用,因地制宜建設雨水收集調蓄設施等。在合理的位置建設污水處理設施及管網、初期雨水處理設施,適當開展生態水循環及處理系統建設。在滿足防洪和排水防澇安全的前提下,可建設人工濕地,改造不透水的硬質鋪砌河道,建設沿岸生態緩坡。園林景觀建設應按照“集散結合、就近處理、就地循環”的原則,建設污水再生利用設施,建設綜合雨水利用設施等。
4、老舊管網的改造和利用
海綿城市理念在園林景觀中的運用,要求我們加大對現有排水管網和溝渠的利用效率。因此,在海綿城市建設過程中還應更新改造使用年限超過50年、材質落后、漏損嚴重的老舊管網等,并進行河道清淤,有條件的地區拓寬河道,開展城市河流湖泊整治,恢復天然河湖水系連通。城市新建地區嚴格實施雨污分流管網建設,老舊城區加快雨污分流管網改造。高標準建設雨水管網,加大截流倍流,加快易澇立交橋區、低洼積水點的排水設施提標改造等。老舊管網和溝渠的翻修和重建,不僅能夠提高其排水和供水效率,還能夠極大的提高其景觀價值,為人們創造更好的人居和景觀環境。
二、 園林景觀設計中海綿城市理念的運用
1、開放空間
在海綿城市建設中,開放空間必不可少,既可以提供市民娛樂、休閑、游憩的公共活動空間,也可以成為交通、排水、防災避險等多種職能的載體,還是體現城市文化的重要方式。因此,從生態學和景觀學角度在城市開放空間尺度范圍內開展低影響開發規劃及設計,有利于改善城市生態環境,也提高了城市生活環境的品質。在開放空間低影響開發規劃設計中要注意四大原則:安全性原則,滿足城市防洪排澇標準;系統性原則,在區域范圍內統籌考慮;強制性原則,在規劃區內實現統一規劃、按設計目標分階段實施;功能性原則,既承擔雨洪調蓄功能,又具備良好的景觀效果。
2、水資源的保護和規劃設計
水生態系統保護與修復的規劃設計是海綿城市建設過程中應重視的另一方面,此方面的規劃設計必須與生態功能紅線劃定范圍對應,體現尊重自然、順應自然、天人合一的理念,依托現有山水脈絡等獨特風光,把城市放在大自然中,讓居民體驗良好城市生態。
3、雨水處理系統的設計
目前,國內很多城市在進行海綿城市改造工程,不同區域的改造有不同的注意點。居住小區海綿城市改造工程在設計方面應優先考慮雨落管斷接,無綠化空間時必須有雨水調蓄池收集,平屋頂應考慮屋頂綠化,停車場、非機動車道則可改造為滲透性鋪裝。城市道路雨水系統海綿城市改造設計則要考慮初期雨水棄流,道路紅線內綠地下凹,道路縱向坡度較大時設置擋水坎,非機動車道采用滲透性鋪裝材料,道路紅線外的綠地利用與積水點改造等。大型公共設施雨水系統海綿城市改造設計則要求集中綠地考慮與周邊場地相銜接,建議綠地設計為下沉式綠地,大型廣場結合周邊景觀的改造。河道及濕地公園系統改造設計嚴格限制雨水直接排入河道,截污管道排入污水處理廠,經雨水濕地等生物滯留設施后再進入河道以及生態河道恢復、濕地構建等。多功能調蓄公園海綿城市設計應考慮公園對周邊排水分區內暴雨的消納,考慮雨季、旱季不同功能需求,不同淹沒水深對設施及植物的影響,以及游人安全要求等方面。
4、對自然水系的利用
目前國內海綿城市的建設主要有三個途徑。一是對城市原有生態系統的保護,最大限度地保護原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區,留有足夠涵養水源、應對較大強度降雨的林地、草地、湖泊、濕地,維持城市開發前的自然水文特征,這是海綿城市建設的基本要求。二是生態恢復和修復,即對傳統粗放式城市建設模式下已經受到破壞的水體和其他自然環境,運用生態手段進行恢復和修復,并維持一定比例的生態空間。三是低影響開發,按照對城市生態環境影響最低的開發建設理念,合理控制開發強度,在城市中保留足夠的生態用地,控制城市不透水面積比例,最大限度地減少對城市原有水生態環境的破壞,同時根據需求適當開挖河湖溝渠、增加水域面積,促進雨水的積存、滲透和凈化。
綜上所述,為了提升園林景觀設計質量,海綿城市理念的運用,已經被證明是一條可行的道路。但在應用該理念與園林景觀設計中,仍然要有針對性的進行創新,使其與園林景觀的設計宗旨和目的有效結合,才能最大化的提高海綿城市理念對園林景觀設計的適用性。相信隨著我國海綿城市理念的不斷實踐和經驗的積累,園林景觀設計水平將會進一步提升,在美化人居環境的同時,實現人與自然的和諧共存。
參考文獻
節能環保展歷來是高交會的重要組成部分。第十八屆高交會節能環保展首次設置“治水提質主題展”,將這一主題與建設海綿城市試點相結合,全面展示深圳治水理念、策略以及水質凈化、污水污泥處理等一流的技術產品,搭建治水提質新技術及設備的展示、交易、交流平臺,展現水務領域的發展及服務于綠色生活、綠色發展的相關應用。
天時與地利
很少有哪個行業像城市水務一樣,短短數年間不斷獲得國家政策層面的呵護與扶持,成為新興產業投融資熱點。
2013年12月,在中央城鎮化工作會議上提出要建設對雨水“自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。此后,海綿城市從倡議逐漸發展為試點項目,考核指標、配套財政政策、建設方針甚至建設指導細則陸續出臺。而時下最為炙手可熱的PPP項目中,有媒體估算,財政部三批示范項目中約40%與環保產業相關,項目規模最大、對環保產業格局最富沖擊力的,便是市政和環境相結合的城市水環境流域治理市場。
2015年4月,環保部牽頭編寫、國務院的《水污染防治行動計劃》(“水十條”)出臺,明確提出“到2020年全國水環境質量得到階段性改善,污染嚴重水體較大幅度減少”等階段性目標及金融與環保融合、開發經營權益捆綁、環境績效合同服務等細化內容。
2015年,深圳市出臺《深圳市治水提質工作計劃》,全面開展治水提質攻堅戰。2016年4月,深圳入選第二批海綿城市建設試點。政策扶持、行業利好、地方發力三者疊加,本屆高交會的“治水提質主題展”儼然是深圳交出的一張完美“期中考試答卷”。
展會期間,圍繞城市水資源與水環境的綜合整治,中電建、中建水務環保、深圳水務集團、法國蘇伊士集團、北控水務、碧水源等一批跨國公司、大型央企和國內龍頭企業全面展示了水凈化、污水污泥處理、防洪排澇、材料設備等一流技術與產品,在高交會這一展示、交易、交流平臺上,展現了水務行業發展前景及服務于綠色生活、綠色發展的相關應用。
縱深發展的市場
城市水環境治理的難點在于系統復雜,需要有效集成的技術,各地情況不同、治理方案差異大。隨著多地試點推進,海綿城市的概念不斷深化。
在“治水提質和海綿型城市建設院士論壇”交流中,中國工程院院士、城市水資源與水環境國家重點實驗室主任任南琪表示,最初海綿城市的指導思想是要解決逢雨必澇,然而這一思路有其局限性,“城市暴雨內澇治理是一方面,城市水資源與水環境的改善同樣也是非常大的問題,開展海綿城市的建設,必須要統籌考慮城市治水的自然循環與社會循環,作為一個大系統來考慮,從全局和戰略的高度進行頂層設計和謀劃,統籌發揮自然生態功能和人工強化功能,實現源頭減排、過程控制、系統治理,最終目的將是實現地表水資源、污水資源、地下水等統籌管理、保護與利用。”水務環保領域的行業發展空間,正在從單一的市政、水務、廢水廢固項目,向包括環境修復在內的綜合性領域擴張。
圍繞水務行業的縱深發展需求,“治水提質主題展”展示了“綜合化、系統化”的行業動向。在市政工程與環境修復相結合的思路下,借助示意圖、沙盤模型、VR參觀體驗等,城市水環境流域治理綜合技術、項目成為多數參展企業的展示重點。此外,展品中不乏為整體打包方案“量身定制”的業內高新技術成果。
深圳市水務局重點展示介紹深圳河灣流域、茅洲河流域、東部海灣、大空港新城區、龍崗河流域、觀瀾河流域、坪山河流域等綜合整治工程項目的治理方案與成果,深圳水務集團展出水體生態修復技術、分散式集約化污水處理設備等新技術。
中電建水環境公司集中展示水環境治理技術和水生態修復技術,中建水務展出無干擾精準清淤、污染水體植物修復等高度集成化的流域治理集成技術,蘇伊士水務工程展出污泥熱干化和焚燒、污水處理、水處理及海綿城市的先進技術和成功經驗,碧水源展出用于市政污水處理、提標升級改造、高品質再生水處理的大型膜生物反應器MBRU生物膜反應器,以及采用“MBR+DF”雙膜工藝的雙膜新水廠,北控水務展出兼氧膜分離深度處理技術,中廣核環保展出電子束輻照處理工業廢水技術等。此外,會場還展出了高強度透水路面建材、微型動物監測預警技術、智能消火栓在線監控系統、無干擾精準清淤工藝等最新材料、工藝。
參展商之一中電建水環境公司表示,水環境治理和水生態修復是中國電建的新興主營業務,已成為中國電建的三大核心戰略業務之一。2015年12月,中電建水環境治理技術有限公司成立,集合中電建全集團治水、治污和環境專家之力,參與深圳茅洲河流域(寶安片區)水環境綜合整治項目。這一參展項目是目前國內城市水環境治理第一大項目,對全國城市水環境治理具有示范意義。
國際環保產業巨頭蘇伊士水務工程,其蘇州工業園區污泥處置與資源化項目、揚州污泥干化廠項目展示了特有的專利技術和應用案例,整體布展也體現了國際環保巨頭在諸多領域的綜合實力和技術儲備。蘇伊士水務工程亞洲中國區總裁張軍向《中國經濟信息》記者介紹,本次參展,蘇伊士帶來了治水機制方面的眾多新技術,包括污水一般性處理、污水深度處理、海綿城市、河道治理等,“蘇伊士是綜合性公司,業務模式、技術路線、技術方案、運營能力都有相應的綜合性配套經驗。本次參展,既是對公司實力的展示,也希望就業內高新技術有所交流。”
PPP的風口
住建部統計數據顯示,建設海綿城市每平方公里投資高達1億元-1.5億元,面對巨額資金需求,中央財政補助力度有限,融資渠道亟待拓寬。對此,多項政策均提出積極推廣政府和社會資本合作(PPP)、特許經營等模式,吸引社會資本參與海綿城市建設。
PPP模式不僅可以解決公共部門融資難的問題,還可以帶來“海綿城市”建設所需先進技術和相關的管理經驗,有力推動海綿城市建設。不過,任南琪院士也針對前期試點中發現的問題提出,這一過程應當加強海綿城市專項規劃,完善工程設計,建設施工、運營、管理等機制,提高建設和管理的質量,明晰責任人,便于政府監管,對于投融資模式,則應當根據具體城市的總體經濟狀況,提出發展方向。
另一方面,由于城市水環境治理系統集成和績效考核的要求,項目規模通常較大,對社會資本方綜合實力、融資能力同樣提出較高要求。環境產業結構正在重構,以投資運營環境基礎設施為主營業務的重資產環境服務集團加速投入,行業集中度正在逐漸提高。
【關鍵詞】完整社區;可持續研究;海綿城市;生態社區
1研究背景
1.1“完整社區”建設與發展背景
世界正在經歷快速的城市化進程,隨著城市的集聚,提高了人類的生產效率和生活品質,同時也帶來了住房、交通、能源、就業、教育、醫療衛生與生態環境等方面的巨大挑戰。社區是城市物質空間與社會組織體系中的基礎單元。因此,設計與建設滿足發展需要的新型城市社區至關重要。為滿足新時代城市建設的需求,國內外一系列新的社區建設理念應運而生。歐美等西方發達國家由于較早經歷城市化進程,在新型社區建設方面積累了一定的經驗。作為可持續發展原則的延伸,以生態學概念為基礎衍生的“生態社區”概念也受到廣泛的關注與應用,例如,英國豪其頓生態住房項目,美國COTATICOHOUSING共享社區項目等。我國也提出了一系列新型社區理念。我國兩院院士吳良鏞提出,社區除了解決住房外,必須囊括服務、治理、衛生、教育、娛樂、文化等綜合性內容,形成以人為核心,硬件與軟件兼具的最基本生活場所———完整社區。隨后,我國住房和城鄉建設部于2019年12月23日工作會議中,首次將“完整社區”概念正式推出,以此助推社區基礎設施和公共服務的完善,加速社區公共環境更新與特色社區文化營造,最終實現共建、共治、共享的社區體系。
1.2社區可持續綠色環境研究
社區作為城市的一部分,因其自身的功能屬性而決定其與居民密切的相關性、互動性以及高參與度,使社區的建設更新中除了基礎設施的改建外,更多地向景觀綠化、空間更新、文化營建、游憩設施等側重,隨著人們對生活品質、環境品質的重視,社區生態環境的營建逐漸得到人們的關注。本文從社區海綿城市系統營造與社區綠色生態環境營造兩方面進行闡述,結合案例解析我國目前在社區可持續綠色環境中的探索。
2社區海綿城市系統營造研究
2.1海綿社區概念解讀
海綿社區,是能夠像海綿一般進行吸水儲水的社區環境。根據測算,海綿社區在適應環境變化以及應對自然災害等方面較普通環境更具彈性與恢復力,具體表現為對雨水的吸、蓄、滲、凈,并“釋放”儲備的水進行循環利用。海綿社區在海綿城市的建設中起著承上啟下的作用,是海綿城市的基本細胞,也是先進的雨水收集利用的生態技術體系在新型城市居住社區的應用。海綿社區可以通過生態植草溝、下凹綠地、雨水花園、綠色屋頂、地下蓄滲、透水路面等途徑和設施來實現社區對自然雨洪災害后的“彈性和恢復力”。相較于傳統社區,海綿社區能夠使硬質景觀與自然環境有機結合,并高效地蓄積、調配雨水,這也是如今社區設計與建設的主要方向。
2.2海綿社區的建設原則
2.2.1科學布局,合理規劃海綿社區的建設應遵循海綿城市總體思路,科學布局并協調各環節,充分研究上位海綿城市規劃,將海綿城市理念融入社區內街道、公共綠地、居住小區的設計中,規避因為考慮疏忽而造成的遺漏或建設浪費。2.2.2減少不透水地面,增加下滲現有的住宅小區街道與廣場的不透水材質鋪裝比例較高,促使暴雨期間雨水徑流快速達到峰值,從而提高市政排水系統的排水壓力。海綿社區建設中提倡使用透水材質鋪裝,促進雨水下滲,使雨水以原始的方式滲透到地下,補充地下水,促進和恢復水系統的自然循環過程。2.2.3結合環境,因地制宜海綿城市背景下的社區建設是一個繁雜的工程,只有充分考慮并結合當地的自然環境、氣候特征、降雨情況等客觀因素,選用合適的符合當地情況的技術,才能做到用最少的代價實現低影響開發。2.2.4建設與管理相結合重視工程的建設過程,而項目后期的維護與管理幾乎缺失,這是許多項目后續發展偏離既定規劃效果的重要原因。實行建設與后期維護管理相結合的方式,對設計施工過程進行監督,及時發現問題及時整改,才能實現真正的設計目標。
2.3海綿社區的營造方法和路徑
海綿社區的建設必須落實到海綿城市建設的層級上,營建方法可以運用五維立體化的方法:1)良好的制度建設:獎懲機制與分區測評機制的有序建立,設計過程管理與后期養護管理全過程控制;2)引入彈性社區理念和垂直綠化建筑理念;3)與景觀更新機制有效結合;4)推行與倡導社區居民低碳生活;5)加快低影響開發智慧化推進,利用大數據與互聯網解決生態問題,提高解決效率。海綿城市建設行動應在海綿社區中充分開展。首先,屋頂雨水可棄流流入高位花壇及雨水桶的雨水,同時,部分溢流流入下沉綠地,雨水桶內存儲的雨水可供小區綠化使用。其次,道路、廣場等硬質鋪裝雨水,可通過滲透鋪裝及管溝、下沉綠地、雨水花園等方式對雨水進行凈化、消納處理,超標準的雨水選擇排入附近的雨水管道。新處理的雨水可分為兩部分使用,一部分進入雨水管進行間接式利用,另一部分通過調蓄、存儲后進入雨水池和景觀水體,在過濾消毒后,集中用于植被灌溉、景觀水體補水和道路澆等,實現水資源的可持續利用。
3社區綠色生態環境營建
3.1生態環境營建的優勢
3.1.1生態自主循環景觀建設初期,針對場地氣候、溫度、濕度、地下水、土壤等要素做全面的分析,利用土壤改良等方式搭建可持續的生態自主循環體系。3.1.2景觀互動共享社區是城市組成中最重要的部分,大量的城市人口都集中于此,這里能夠真切地反映一座城市的生活面貌。社區更新應著重考慮生態環境搭建與園林景觀美化,不斷豐富街區空間的色彩,增加季相變化互動感。打造可互動、可參與的共享式自然生境景觀。3.1.3環境柔化調和在城市設計與建設的過程中,植物起到了至關重要的作用。它自身色彩多樣,卻猶如繪畫中的黑白色一般,能夠與各種城市界面相搭配。同時,它能夠調和柔化不同建筑、構筑物之間的矛盾感,使原本沖突的硬質個體變得統一和諧,也使城市景觀變得更加自然、美觀。
3.2社區中的生態環境———以創智天地街區改造項目為例
生態環境主要包含溫度、濕度、光照、水系、土壤、微生物、動植物等多個方面,而在社區中與人居活動最為密切的主要是溫度、濕度、光照、植物景觀4個方面。3.2.1溫度和濕度近年來,隨著氣候的變化,上海地區夏季極端高溫的天數越來越多,暖冬和冬季零下氣溫交替變化的情況也越來越多,同時,作為沿海城市,上海春季和夏季的空氣濕度較高,秋季及冬季較為干燥。這一情況直接影響著人的四季體感,而以植物為主的社區生態環境則潛在并有效的做出貢獻。以創智天地街區改造項目為例,社區范圍內的道路尺度普遍較小,無法在道路空間實現綠量提升,設計以現狀圍墻作為依托,栽植攀緣植物,如藤本月季、紫藤等攀緣開花植物,將原先簡陋、無特色的透空圍墻打造成明快浪漫的街區特色花墻,打造特色花墻景觀的同時,增加了設立的立面綠量,通過植物的吸收、蒸騰等生物作用,有效調節了道路空間的空氣質量。3.2.2光照社區空間主要以市民的居住和日常通行為主要功能,有夏季遮陰、冬季采光的要求,所以,在植物的選擇上多以落葉品種為主,尤其是建筑物的南側因盡量避免遮擋,若存在不可避免的情況時,應控制植物與建筑物距離。創智天地作為改造項目,大學路行道樹現狀即為常綠樹種香樟,并且與建筑立面距離固定,因此,改造時著重對下層空間進行梳理,盡可能地簡化下部空間的綠化布置,并采用花箱進行補充配合,兼顧景觀效果和空間體驗感。3.2.3植物景觀社區環境中的植物需著重考慮兩方面的訴求:1)季相表現。社區中的主要人群均為長期居住于此的市民,因此,需要合理配置觀花、觀果、觀葉、聞香、常綠等不同的感官體驗和季相表現,采用多樣化的植物配置營造豐富的社區生態環境。2)安全性。社區中的植物選擇應禁止選擇有毒有害植物,并且盡可能避免一些會造成過敏等問題的植物,如夾竹桃、懸鈴木等。創智天地現場場地在改造前因植物種類的繁多而顯得雜亂無章,沒有主題性與邏輯性。針對不同場地的植被主題品種設計,應重點選擇1~2個特色季相設計,并注意每個地塊的錯期觀賞。在每個地塊擁有特有亮點設計的基礎上,能夠提升場地生物多樣性、改良優化自然生態環境并為游人帶來絕佳的觀賞體驗。
4結語
在可持續綠色環境之外,“完整社區”還有更多維度的外延———社區街道空間、公共服務設施、社區運營、綠色低能耗建筑……近年來,世界各地城市社區公共空間建設向精細化、多維度、個性化方向發展,打破原來的固有模式和僵化的城市界面,創造新的共享空間。本文希望通過融入可持續發展理念拋磚引玉,引起更多專業人士的對于綠色景觀基礎設施的建設,最終讓“完整社區”社區可以承載市民幸福生活,激發社區活力,構建和諧鄰里關系。
【參考文獻】
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[2]劉禹汐.完整居住社區實踐初探[J].城鄉建設,2021(20):58-61.
[關鍵詞]水資源;水安全;水環境;水生態;評估
中圖分類號:TV211.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)22-0178-02
1 現狀評估
1.1 水資源評估
大伙房水庫向我市總供水能力為166.7萬立方米/日,關山水庫供水能力5萬立方米/日,渾河供水能力21萬立方米/日,地下水供水能力為1.35萬立方米/日,合計194萬立方米/日。其中市政水源供水能力為169.7萬立方米/日。
現狀水廠總的設計規模為102萬立方米/日。依據總規:規劃2020年水廠合計規模為85萬立方米/日。
對比水資源量和現狀用水量,水資源不構成我市經濟社會發展的硬約束。
1.2 水安全評估
根據我市實際情況,內澇風險評估在積水深度的基礎上,結合城市區域重要性和敏感性,對城市進行內澇風險等級劃分。具體評估情況如表1:
1.3 水環境評估
(1)城市面源污染
我市初期雨水污染物的類型主要是SS、COD、N、P,主要來源于農業面源污染。大伙房水庫、渾河及其支流河水體的上游有大量耕地及農作物大棚,為了保證農作物的產量,需要施用大量的化肥和農藥,大量化肥農藥的使用不僅污染農產品,使耕地土質退化,農田害蟲的天敵數量銳減,而且大量化肥農藥的流失不僅造成農業生產成本的增加,同時隨著降雨時地表徑流的作用,對河流水體造成了極大的污染。
(2)合流制及其污染
我市望花區,新撫區南站地區、南北臺地區、公園地區及老虎臺等地區,東洲區綏化路南側及章黨地區均為合流制排水管網。排水干管為城市污水截留干渠,溢流口主要分布在渾河左岸,部分溢流口的溢流頻率達到50%。渾河及支流河兩岸還有23個主要生活污水排污口沒有截流至污水管網,直排入河。
(3)點源污染
我市點源污染點主要分布在造紙、焦化、氮肥、有色金屬、印染、農副食品加工、原料藥制造、農藥、電鍍等行業,污染物主要為一些重金屬,難降解有機物及無機物等。
1.4 水生態評估
在評價指標的基礎上,根據以往掌握的水體污染和投訴情況,對所有城市水體的黑臭情況進行預評估。評估結果見表2。
2 問題識別
2.1 水資源
(1)隨意開采深層地下水
深層地下水無補給水源,目前中心城區周邊的大部分企事業單位取用深層地下水,如果任其隨意開采,必然導致該層地下水的枯竭。
(2)淺層地下水污染日趨嚴重
近些年來,隨著工農業生產和城市建設的高速發展,工業廢水、生活污水排放量和農藥化肥用量逐年增加,對淺層地下水造成了一定程度的污染,使有些地區原本水質較差的潛水,水質進一步惡化,有些過去水質好的地區,某些離子的含量已超過生活飲用水衛生標準。
2.2 水環境
我市渾河及其支流河等水體是城區雨水、污水(包括污水廠出水和部分未經處理直接排放的污水)的收納水體,大量污染物隨雨水、污水進入水體。加之我市水系多為硬化堤岸,水體內生態系統簡單、自凈能力差;支流河旱季水位低,大量N、P等營養物質的排入使藻類極易快速增長,導致我市河道水體污染嚴重,水體景觀效果差。中心城區有22條河道水體受到不同程度污染。
2.3 水安全
(1)城市排水防澇問題
①管網老化,需要翻建
我市老城區排水基礎設施建設始于1908年,由于近些年城市建設的飛速發展,市政基礎設施建設相對滯后,部分既有排水管網建設年代久遠,超出了服務年限,譬如南站地區、南北臺地區、海城地區等地區污水管線建于解放前,老化嚴重,需要翻建。
②缺乏統一管理,管道私接、亂接現象嚴重
由于歷史原因,管道私接、亂接現象嚴重,導致大量污水排入雨水管道捏,破壞了一些區域較為完善的分流制排水體系。
③城市排水系統規劃設計標準偏低
由于我市地下排水管線建設年代不一,建設時間跨度較大,原建設標準與現行“規范”存在一定的差距,大多數雨水管線的設計重現期為0.33年,建設標準不夠造成雨季便發生內澇。
④城市透水面積的減少,調蓄能力降低
隨著城市化進程,我市水面率普遍降低,對滲水地面沒有硬性要求,建設的公園綠地比周邊道路高,給城市排水造成徑流量增加、調蓄能力下降的雙重壓力,導致城市雨水管渠排水壓力增大,易產生內澇。
(2)城市防洪問題
渾河上游段和下游段防洪堤防洪能力不足50年一遇,其中,鮑家河口至大伙房水庫段北岸為土堤,章黨大橋至大伙房水庫段南岸河堤為土堤。受城東三期規劃設計影響,李其河尚未治理,基本無防洪能力。海新河現有堤防長約5.8公里,青年橋至河口段左岸堤基被沿岸廠礦占用,右岸灘地被農民開荒占用,是城市防洪的薄弱地段。
2.4 水生態
(1)渾河支流水系周圍城市建設發展中忽略了河道水系濕地應起的積極的美化、水利安全作用,反而隱伏了污染、洪災、惡化生態環境等突出問題。
(2)濱水公共岸線嚴重缺乏,公共活動與優質河道景觀脫節,渾河景觀遠未達到合理化的開發利用,產生足夠的社會效益、經濟效益。
(3)城市主中心岸線近水不親水,濱水綠化薄弱,不足以消解、軟化岸線之刻板硬質。
2.5 其他
(1)城市文脈模糊 ,地域人文標識蹤跡缺乏挖掘,濱河地帶一個足以與名城匹配的城市風貌與景觀體系未及建立。
(2)沿岸景觀較差,生態建設貧乏。濱河建筑形式刻板陳舊,天際線缺乏韻律與變化,沒有明顯的標志性景觀。
3 需求分析
3.1 重點解決的問題
(1)城市黑臭水體問題
我市水環境污染十分嚴重,通過城市水體水生態評估結果,有22條水體存在不同程度的黑臭情況。
(2)排水防澇問題
通過城市內澇風險評估,我市存在易澇點36處,其中低風險區1處,中風險區22處,高風險區29處,極危險區2處。
3.2 解決存在問題的優勢
(1)經濟方面
傳統模式是建設寬馬路、大廣場等,硬質鋪裝后,再建大排水管道等設施,且運行維護費用高。海綿城市建設重在理念和方式的轉變,是更多的利用自然力量吸水、凈水、排水,減少人工系統建設,并不意味著多花錢。同時其具有社會收益(城市防澇、增加就業等)、環境收益(減少污染、補充地下水等)、經濟收益(地產升值、減少建設費用等)、美學收益(城市景觀等)。
(2)技術方面
我市大部分為丘陵地區,地表水資源較豐富,城市周邊水體水質較好,局部有污染。特點是水土流失嚴重、生態敏感度高。海綿城市建設采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”六位一體的綜合排水、生態排水方式。實現對城市原有生態系統的保護及生態恢復和修復。減小地塊開發對水文循環的破壞。
(3)管理方面
加大管控力度,堅決杜絕水安全、水環境、水生態等事件發生。作為老工業基地,在管理方面積累了大量的經驗,借國務院振興東北老工業基地的契機,徹底解決水安全、水環境、水生態等問題。
3.3 可能存在的風險
海綿城市的“產業”需要邊實踐邊學習。具體表現在以下方面:
(1)設計工作
海綿城市規劃設計涉及氣象水文計算,降雨模型、產流模型、匯流模型、管渠水力模型、水工設施水力模型、流域淹沒模型、河道水力模型、水質模型等諸多建模工作。但規劃設計部門對這些工作缺乏了解及實踐。
(2)建設成果評估
海綿城市規劃建設與工程技術研究基礎不足,沒有同步建立監測評估體系和專門隊伍等問題也成為當前的建設難點。
海綿城市建設首先應做好全局戰略規劃,應從法律體系、財稅政策、管理機制、技術與產業體系、人才培養、公眾參與等環節綜合考慮實施。