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海绵城市基本理念精选(十四篇)

发布时间:2023-11-20 10:18:22

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇海绵城市基本理念,期待它们能激发您的灵感。

海绵城市基本理念

篇1

[关键词]LID 海绵城市 道路规划设计

中图分类号:TU984;TV213.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0195-02

一 海绵城市的相关概述与相关概念

1. 海绵城市概念

城市扩张过程中,路面面积不断增加,导致城市综合径流系数增大,城市洪涝灾害与地表径流污染日益严重。海绵城市的出现,为解决这种突出的城市问题带来了不错的方案。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。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。

2. 海绵城市措施

低影响开发(LID)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。LID/GSI典型措施有:雨水花园 (生物滞留)、屋顶绿化、植被浅沟、渗透铺装、雨水塘/雨水湿地、植被缓冲带、多功能调蓄设施等。在道路设计中有推广低影响开发和绿色雨水基础设施理念的巨大潜力,可以根据城市道路空间条件、横断面形式以及道路纵横坡度等合理选择和布置一些 LID 措施,如植被浅沟、生物滞留设施、低势绿地、雨水塘/湿地等,在不影响道路交通功能和安全的前提下,有效滞留净化雨水,削减峰流量,提高汇水区域的综合排水能力。

(一) 研究内容

1. 研究目的与意义:

鉴于传统城市普遍存在的暴雨积涝灾害和道路排水问题,而国内的海绵城市和 LID 发展和研究较为薄弱,因此,对于海绵城市理念下的城市道路进行规划设计研究很有必要。本研究主要通过对国内外已有研究成果的整理与分析,探讨海绵城市与 LID、海绵城市道路与 LID 的关系,采用文献调研的方法系统地对城市道路进行了 LID 设施的选择。目的是建立海绵城市理念下的城市道路规划设计的基本理论框架,研究其具体的设计方案和技术。意义是为海绵城市理念下的城市道路规划设计提供借鉴与参考,对解决城市洪涝问题有一定的现实意义。

1. 研究内容与方法:

①研究海绵城市理念下的城市道路系统,分析其与 LID 的关系及对 LID 设施的组合设计。②构建海绵城市理念下的城市道路系统规划和设计的完整体系,从路网规划和道路设计两个层面进行具体研究。其中,道路设计重点研究机动车道、人行道、绿化带的LID 设施组合设计,道路与用地衔接设计。

一、 海绵城市道路规划

(一) 海绵城市道路系统规划设计框架

论文构建了海绵城市道路系统规划与设计的体系,基本框架如图所示,其中包含海绵城市路网规划和海绵城市道路设计两个层面:在路网规划层面,主要研究其规划思路和规划原则;在道路设计层面,分为城市道路设计和道路用地衔接两个部分研究,道路设计的研究对象包括机动车道、人行道、绿化带等,道路用地衔接的研究对象包括与建筑衔接、与绿地衔接、与水系衔接。(见图1)

(二) 规划思路与方法

1. 规划思路:

论文认为海绵城市路网的规划思路应该是:在满足城市道路交通通达和交通安全等基本功能的基础上,结合城市总规、城市排水防洪、城市水系、城市绿地等专项规划,采用一般城市路网规划方法,合理选择路网结构模式,确定道路功能,并配套相应的基础设施。

海绵城市建设是一个复杂的系统,其建设应从城市规划的源头着手,将海绵城市理念融入到城市各层级规划中,涉及到规划、园林、水利、市政、道路等多部门、多专业之间的相互协调运作。海绵城市理念下的新型城市规划方法对设计人员的要求已远远超过了传统城市规划专业,主要体现在它需要多规合一,即强调不同专业和部门的协调运作;区域规划,即强调城乡统筹和流域综合治理;新型城市化,即强调以人为本的工作思路;生态文明,即强调绿色理念、科学技术和路径。与营造城市空间的传统规划不同,海绵城市规划关注的是城市与生态环境尤其与水的关系,这就需要打破城市规划、园林、道路、市政等专业的被动配合与有限交互局面,解决不同专业技术协调性的困顿。基于海绵城市理念的城市规划方法见图2:

基于海绵城市理念的城市规划方法[8]

2.规划原则:第一,满足城市交通运输的要求。第二,满足城市功能布局的要求。第三,与相关规划相协调。第四,与城市用地性质相协调。第五,与城市水系相协调。第六,与城市绿地系统相协调。

二、 海绵城市道路设计

(一) 海绵城市道路设计思路

海绵城市道路设计的原理是让城市道路生态排水,即雨水先流入道路绿化带中,经截污设施处理后,流入绿地中设置的LID设施,消纳多余的道路雨水径流。海绵城市道路的设计思路是在满通功能和安全的基础上,结合道路的纵坡和路拱横坡,利用道路车行道、人行道、停车场和绿化带设置透水铺装、植草沟、下沉式绿地、雨水湿地等 LID 设施,经过渗透、净化、调蓄,生态排水,实现城市道路的“海绵”功能。

海绵城市道路与LID设施

1.LID设施

透水路面在海绵城市道路中有着大量的应用,效果也是非常的明显。透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。采用透水铺装路面时,为避免雨水浸入路基,影响道路强度,在路面结构的基层与级配层间采用土工布或粘土封水,在上面层采用透水沥青混凝土,雨水进入透水沥青混凝土面层结构的内部,从不透水顶面沿横坡排至盲沟或路侧分隔带中,若与人行道相接时,在基层埋设排水管,纵向收集雨水,每隔一段距离排至雨水检查井内。

透水沥青路面面层材料一般采用多孔沥青混合料,由高粘度的改性沥青、粗集料、细集料、填料和添加剂组成。透水基层材料可选用级配碎石,或者选用多孔水泥稳定碎石等材料。垫层材料可选用开级配集料,除了隔离地基和基层,同时可以传递荷载、扩散应力。路基材料应该选用砂性土,如果是粘性土应该换填。除了上述典型路面结构形式,透水路面现在通常的做法是引入土工布等材料做隔离层,结构类型更加多样。

2.LID路缘石

路缘石作为城市道路边缘排水设施,平缘石的标高与周围地表齐平,雨水径流通过地表漫流分散地流入绿地或集中流入雨水口,如图 所示;立缘石的标高大于周围地表,雨水一般通过漫流集中流向雨水口。立缘石既够有效地将机动车、非机动车和行人分隔开,但不能使路面雨水快速进入绿化带。

3.LID绿化带

LID绿化设施可以使路面雨水径流进入绿化带内储存,并且入渗能力强,有雨水净化功能。分车绿带受城市道路空间大小的约束,可以采用的LID设施有下沉式绿地、植草沟、雨水花园等;行道树绿带可以采用生态树池。

狭义的下沉式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200 mm以内的绿地;广义的下沉式绿地泛指具有一定的调蓄容积,且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地,包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。下沉式绿地对于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1 m及距离建筑物基础小于3 m(水平距离)的区域,应采取必要的措施防止次生灾害的发生。

结语:通过海绵城市理念的城市道路规划设计,力争做到城市像海绵体一样,遇雨吸水、蓄水,需要时“释放”利用,实现雨水资源化、涵养地下水、降低面源污染、减轻城市洪涝和排水系统压力、改善和修复城市水环境,使得“逢雨必涝,雨停即旱”的状况将得到有效改善。从长远意义上看,保护城市水文环境、减少市政雨水设施规模建设,有利于雨水管网的长期运行,其节约的资金和提供舒适的城市环境意义重大,其环境效益和社会效益远远大于经济成本。

参考文献

[1]申丽勤,车伍,李海燕,等.我国城市道路雨水径流污染状况及控制措施.中国给水排水,2009,25(4):23~27

[2]吕放放.杭州城区雨洪控制利用及道路应用研究:[学位论文].北京:北京建筑工程学院,2010

[3]唐邵杰,瞿艳云,容义平.深圳市光明新区门户区―――市政道路低冲击开发设计实践.建设科技,2010,13:47~55

[4]马敏杰,姚敏,李英豪,等.昆明市市政道路雨水资源化利用的研究.林业建设,2011,5:49~52.

篇2

1海绵城市理念的基本内涵

在城市的建设和发展过程中,通常会涉及大量基础设施的建设和规划,而这些基础设施的规划建设又会对自然环境产生无法避免的影响,部分城市会在气候等因素的影响下,发生城市干旱或是内涝等问题,这就会大大制约城市的可持续发展及人民的正常生活,在这一城市发展背景下,海绵城市理念也就应运而生,并为城市发展问题提供一种新的思路和途径。海绵城市理念指的是以尊重自然环境和生态优先的原则为基础,城市绿色基础设施与城市灰色基础设施的相互结合,保证城市能够如同海绵一样,有效应对洪涝和干旱等问题,从而保证城市能够自行净化、渗透和积存雨水,实现城市雨水资源利用效率的逐步提高,最大限度保护生态环境的安全。

2城市规划中的常见问题

第一,城市建设者没有关注城市的竖向规划,在城市规划和建设过程中常常忽视竖向规划的作用,导致,竖向规划偏离实际,最终诱发城市发生雨后的严重内涝问题。第二,城市规划建设过程中存在专项规划与用地规划相互脱钩的问题,城市管理者需要同步考虑用地规划与专项规划,然而实际情况确实,在城市规划过程中仅仅关注城市的功能分区,而没有同步考虑专项规划问题,最终导致开发强度与周围基础设施配套之间的相互脱钩。第三,缺乏定量分析,在进行海绵城市规划建设之前,需要对城市进行全面的定量分析和调研,从而选择适当的天然海绵体保护措施以及土地的开发强度,现阶段,较为常用的定性方法表现形式为文字描述型,这一方法相对较为简便,但其缺点在于容易偏离实际、严谨度较差。

3海绵城市理念下的城市规划方法

第一,城市规划理念的转变。城市规划设计人员需要摒弃以往的城市规划理念,对海绵城市的基本作用、内涵以及应用方法进行全面的把握,并在海绵城市理念的引导下,关注城市生态环境的建设。在城市化建设和发展过程中,以可持续的生态观为基础,重点规划城市排水防涝系统、城市与生态的空间关系等内容。在海绵城市规划和建设过程中,做到尊重客观实际、因地制宜,对海绵城市理念加以灵活、深刻的把握,从而提高城市规划与建设的合理性。第二,仿生人工海绵体的构建。以海绵城市理念为指导,在海绵体人工构建与保护的同时,通过仿生人工海绵体来增强城市的雨水储存和收集能力,常用方法包括:通过云计算、大数据等现代化的信息技术,科学分析城市洪涝情况,使其在城市规划和建设中发挥最大作用;利用城市市政试点或大型停车场,对再生水的专用通道和设施加以建设,从而实现水资源的循环利用;以绿色建筑设计理念为基础构建仿生海绵体,从而实现节约用水的目标。第三,建设和改造生态海绵体。海绵城市规划与建设的一种有效途径为生态海绵体的人工改造和建设,在城市生态海绵体相对缺少的情况下,可以利用人工的方式建设和改造海绵体,从而调节城市的生态环境,增加其生态海绵体的数量。常用的生态海绵体人工改造建设方法包括:改造城市园林绿地,利用下凹式或滞留塘等形式收集雨水,并将其与绿地景观资源相互结合;对城市水系加以改造和构建,从而最大限度发挥自然水资源的调节作用;对传统的绿地布局形式进行调整,在有效控制投资成本和城市建筑面积的基础上,以面积更小、更为分散下沉式绿地取代以往集中的绿地建设形式,从而促进雨水资源利用率的提高;设置人工绿地和园林,增强城市的洪水弹性应变能力[1]。第四,天然海绵体的修复和保护。城市规划建设中常用的天然海绵体恢复和保护措施包括:一是利用生态走廊的构建,加强天然海绵体保护措施,从而促进海绵城市的发展,构建起生态海绵体系,从而最大限度发挥出天然海绵体的作用;二是修复自然生态系统,包括生态砌岸、水植物培养以及淤泥疏浚等措施,从而有效修复绿色生态系统,保证天然海绵体的调洪能力得到有效发挥;三是对非建区和建区进行准确划分,利用强制性的方法对天然海绵体加以保护,避免其受到破坏[2]。第五,提高城市规划的科学性。城市管理者需要从整体上对城市进行规划设计,并做好城市规划之前的资料收集整理工作,进行专项的城市规划研究,并以相关研究结果为依据,对城市的水资源承载能力加以评估,从而确定城市的水资源承载和处理现状以及潜在能力,而这也是未来城市发展目标和方向确定的基础,会对城市的开发策略和开发原则产生直接的决定性作用,经过城市水系和道路之间的相互协调发展,能够为海绵城市的构建,以及城市用地的合理规划奠定良好的基础。城市规划需要根据地块的地质地貌等特征来划分汇水分区,对城市建设进行控制性详细规划[3]。

4结束语

综上所述,在城市的规划和建设过程中,海绵城市理念能够起到重要的指导意义,这就需要城市管理者对海绵城市理念形成深刻的认识,转变管理理念,保证城市规划的合理性与科学性,关注天然海绵体在海绵城市构建中的积极作用,同时充分构建仿生人工海绵体和人工改造的生态海绵体,从而增强城市的雨水处理能力。

作者:王艳海 单位:聊城市规划局

参考文献:

[1]苏义敬,王思思,车伍,等.基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计[J].南方建筑,2014,(3):39-43.

篇3

观规划角度提出建议,以期更好地推动海绵城市的研究与发展。

【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] 仇保兴.海绵城市 (LID) 的内涵、途径与展望 [J]. 给水排水,2015,41(3):1-7.

篇4

关键词:市政道路;海绵城市;建设理念;设计

中图分类号:TU99 文献标识码:A

近年来在雨季到来时,我国多个城市会发生严重的内涝,给人们群众的生命财产安全带来较大的威胁。当前城市内涝的发生与城市大量硬化建设有着直接的关系,这些硬化建设影响了雨方的渗透能力,导致地表径流量增加,一旦雨水量较大时,则会产生严重的内涝。针对于这种情况下,当前城市市政道路设计时,需要运用海绵城市理念,以渗、滞、蓄、净、用、排等作为设计的重要方针,有效的解决城市内涝问题,实现雨水的合理利用。

1.海绵城市建设理念

从字面意义上来讲,所谓的海绵城市即是吸水能力像海绵一样的城市。具体体现在在城市建设过程中,通过布置若干地块,并利用吸水性能良好的材料作为海绵体,这样在市场休闲和生活区域内就有了许多能够蓄水的地方,大量的雨水被吸收,使雨水能够消化在每一个布置好的海绵地块内,避免其汇集在一起形成大的地面径流。海绵体将雨水大量吸收后,城市的积水数量会明显降低,而且所吸收的雨水还能够实现再次利用,这对于缓解城市水资源短缺的局面非常有利。

在海绵城市建设理念中,有效地将雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水等诸多方面进行结合,并对内涝防治、径流控制、雨水资源化利用等进行统筹考虑,能够有效地满足城市的各项功能,而且还能够实现城市发展过程中的生态目标。因此在当前城市建设过程中,需要将海绵理念渗透到每一个建设环节中来,将城市一些基础设施作为重要的载体,而且各部门要做好配合协调工作,打破传统设计观念的束缚,从而为城市发展构建一个全新的生态系统。

2.市政道路建设在海绵城市建设中的重要性

市政道路作为城市发展过程中非常重要的组成部分,随着当前城市化进程的不断加快,市政道路硬化面积也随之增加,这也使市政道路路基范围内能够收集到更为可观的雨水量。一旦雨季到来,许多城市则会进入到“看海模式”,内涝忆发展成为当前城市治理中的顽疾。在当前我国城市快速发展的新时期,建设海绵城市已成为解决当前城市发展过程中水问题的必要举措。将海绵城市建设理念引入到市政道路设计中来,采用生态的设计来实现对道路径流的收集,使其作为地下水及路边绿化带的补充水源,这不仅有利于提高市政道路的使用寿命,而且有利于修复城市的生态环境,具有较好的生态效益和经济效益。

3.海绵城市理念下市政道路的设计

将海绵城市理念在市政道路建设中进行应用,在满足道路基本功能的同时,建设海绵城市理念下的所有配套设施,在提高市民满意度的同时,还能够为城市发展带来综合生态效益。针对海绵城市理念下市政道路的设计问题,可以针对某个城市一段试点海绵城市道路设计来进行具体的分析。该试点路段东西走向,为城市次干路,道路北侧为居住区及规划为居住和商业用地的基本农田,南侧为植物园和学校。在项目设计时,将该路段定位为海绵城市道路,而且在道路两侧打造景观带。

3.1 道路横断面的设计

在进行道路横断面设计时,确保满足道路基本功能的前提下,尽可能地布置宽一点的绿化带,这样道路范围内的雨水能够快速向生态滞留带内汇集,有利于地表径流量的降低。通常情况下,道路横断面以三幅路为主,即由中央向两侧依次为机动车道、绿化带、非机动车道和人行道。这其中可以将道路绿化带设计为生态滞留带,在道路北侧红线外设置下沉式绿地,道路南侧设计为植草沟,与植物园景观有效衔接,从而打造成路边景观带。

3.2 道路路面材料的选择

在道路路面材料选择上,尽可能选择透水沥青混凝土和透水砖,在满足道路使用功能的同时,有效地满足要道路透水、抗滑及降噪等要求,这对于城市建设水平的提升具有积极作用,而且还对城市生态环境进行了改善。在具体实施过程中,选用透水沥青路面作为车行道路面,以全透水式沥青路面和半透水式沥青路面为主,全透水沥青路面面层下面不进行防水层的设置,而且沥青下面层和基层都为透水层,这样地表降水能够有效地渗入到路下土基中。利用透水砖来铺砌人行道路面,采用碎石层作为垫层。这类透水人行道属于多孔结构,降水能够快速的渗透到地表,实现对地下水源的补充,而且对调节城市温度和湿度具有非常重要的意义。另外,这种多孔结构表面较为粗糙,具有较高的透水性,路面不易积水,更易于行人行走的安全。

3.3 生态滞留带、生态树池的设计

将种植土敷设在滞留式绿化带和生态树池中,在填入种植土之前,需要在滞留式绿化带和生态池的下部设有砾石和滤土层,砾石下部还要设置渗水管,种植土填入后,在其上面撒上陶粒,这样能够更充分地发挥渗透管的重要作用,保持土壤的湿润度。在绿化带设计时,尽量将其设计成低于车行道的凹型形式,这样能够有效地实现对雨水的收集。而且在绿化带下方还要设置碎石盲沟,在盲沟底面设置碎石层。

3.4 其他低影响开发措施

3.4.1 下沉式绿地。下沉式绿地典型结构为绿地高程低于周围硬化地面高程5cm~25cm左右,雨水溢流口设在绿地中,雨水口高程高于绿地高程且低于硬化地面高程。下沉式绿地可以在道路、广场、停车场等周围设置,用以汇集周围硬化地表产生的降雨径流,截留和净化雨水径流,超过绿地蓄渗容量的雨水经溢流口排入雨水管网。下沉式绿地可以起到削减径流量、减轻城市洪涝灾害、增加土壤水分含量的作用。

3.4.2 植草沟。在进行植草沟设计时,其包括的内容大致有雨水花园、雨水湿地等生态雨水设施。通过采取与亭台、堆土等结合的方式形成微地形景观,增加植草沟的可达性、观赏性与实用性。在植草沟中种植植物时,优先选择具有一定耐涝性的乡土植物,采用乔、灌、草结合的多种群落结构,形成季相变化丰富的绿地景观。由于在该路段的南侧一定范围内设计为植草地沟,能够与位于道路南侧的植物园有效地实现衔接,景观更具广阔性。植草沟本身具有渗透功能,在降雨较大或高坡绿地渗透饱和时,来不及下渗的雨水会顺坡汇入植草沟,水借助纵坡沿植草沟流向下游。

结语

针对海绵城市建设方面,住建部还了相关的技术指南,为海绵城市的建设提供了必要的指导和依据。在海绵城市理念在市政道路设计中进行运用,会涉及城市较多的部门,需要各个部门要有效地配合和协调,落实好政策及相关措施,确保城市道路实现吸水、蓄水、排水、利用,实现雨水资源化,有效地补充城市地下水及减轻城市内涝,进一步改善城市水环境,为城市的健康、持续发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]李海燕,罗艳红,张悦. LID措施在道路雨水利用工程中的应用[J].节水灌溉,2013(11):44-49.

篇5

一、海绵城市的认知

海绵城市,顾名思义是指城市能够像海绵一样,让城市变为能够吸纳雨水、过滤空气、过滤污染物质的超级大海绵,具有降温、防洪、抗旱、捕碳等效益,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。

海绵城市的建设注重保护与源头控制,遵循的是顺应自然、与自然和谐共处的基本原则,“渗、滞、蓄、净、用、排”是海绵城市的六字方针,强调对原有水生态的保护,对周边水生态环境低影响,城市建成后地表径流量能保持不变。因此,海绵城市建设又被称为低影响设计和低影响开发(Low impact design or develop-ment)。

目前国内海绵城市规划方面的主要实施路径有三个方面,宏观方面,区域生态安全格局的保护,以实现区域的生态循环体系;划定城市生态红线,保护城市中的河流、湖泊、公园绿地等海绵体;相关工程技术实施。海绵城市的建设有利于推动城市迈向真正的生态与低碳。

二、西咸新区介绍及海绵城市建设经验

1. 西咸新区介绍

西咸新区是国家批复的首个以创新发展方式为主题的国家级新区,旨在控制西安、咸阳的圈层式扩张蔓延,以“现代田园城市”为发展理念。2015年,西咸新区获评国家首批海绵城市建设示范城市试点,成为西北地区唯一入选的城市。

西咸新区在海绵城市建设过程中秉承“理念引导,规划先行”的原则,以建设集约、绿色、低碳、智慧的现代田园城市为目标,利用城区范围内的山川河流、宫殿墓葬大遗址群、都市田园区等共同建构了西咸新区绿色基底,划定了文物、生态及水体保护区域,建设整体区域的“大海绵”,借助自然力量排水,让雨水“停一停、留一留、渗一渗”,实现雨水在城市中的自然迁移、低碳循环。

2. 海绵城市建设经验

海绵城市的建设需要因地制宜,深入识别存在问题进而将对策本地化,从建构“山水林田湖“系统入手,兼顾水资源安全、生态安全、环境安全等多方面要素,提出西咸新区海绵城市规划方案。并在此基础上协同规划、建设环保、财政等多部门,实现政府、企业及社会合作的共赢。

经验一:划定生态底线,建构海绵基底。

最大限度的保护原有“山水林湖“的体系,维持城市开发前的自然水文特征,并结合目前正在开展的城市增长边界划定工作,将规划方案中提出的海绵体纳入增长边界,为区域海绵体预留充足的生态空间,以防止其在城市扩张中被侵占。同时,对区域范围内的生态空间进行空间分区,提出空间管制要求,并提出生态保育措施。最后,梳理区域“大海绵体”及由建成区内部公园、绿地构成的“小海绵体”,与区域水系、排水渠等相结合,构成“水绿相融”的蓝绿网络体系,提升海绵体的连通性及排水能力。

经验二:完善基础设施,分类生态环境修复.

对传统城市的粗放型水系统进行恢复,完善污水、雨水排放系统,强化市政排水体系网络,完善生态驳岸、再生水补水、湿地修复等工程建设,增强区域生态功能,并同时在分类修复工程中融入城市游憩、观赏等多样功能,以实现修复工程一举多得的作用。

策略3:践行低影响开发

西咸新区处于快速建设阶段,因此将在各类建设空间内选择适宜的低影响技术,控制透水面积比例,以加强水系吸渗及径流速度,增加全区域的雨水吸收及排放能力。此外,还通过明确分区管控目标,对不同建成区域及组团提出建设指引,将重点组团及一般组团予以区别,达到因地制宜的作用。同时,对组团内部不同空间如公共空间、建筑场地等提出因地制宜的建设导引,以指导城市实际的建设。

三、小结

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摘 要:本文研究了海绵城市排水建设应该考虑的问题,提出了海绵城市排水建设的意义及存在的问题,并给出了合理的建议。

关键词:海绵城市;排水;建设

伴随着国民经济社会的快速发展,受气候变化和人类活动双重影响,我国出现了水资源短缺、水环境污染、水生态退化3 个主要水问题。城市地区是生活生产集聚地区,水问题尤其突出,面临严峻治水形势。2014 年4 月,在关于保障水安全的重要讲话中指出,要根据资源环境承载能力,构建科学合理的城镇化布局; 尽可能减少对自然的干扰和损害,节约利用土地、水、能源资源; 解决城市缺水问题,必须顺应自然,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。

海绵城市建设是在吸取国外先进雨水管理理念的基础上,结合我国实际提出的城市治水新构想。国内专家学者对海绵城市建设进行了积极探索。仇保兴系统阐述了海绵城市内涵、发展途径、前景展望等; 王文亮等分别从概念、雨水综合调蓄等方面对《海绵城市建设指南―――低影响开发雨水系统构建( 试行》[4]( 以下简称《指南》) 进行解读。但当前对海绵城市建设的认识停留在城市尤其是试点区区域尺度,缺乏流域治水理念。流域与城市是总体和个体的关系,它们之间有着密切的联系,流域控制是实现城市在雨水面前缩放自如的关键。笔者简要介绍海绵城市建设国内外研究进展,重点探讨流域控制在海绵城市建设中的应用,并结合实践提出几点建议。

1.海绵城市排水建设的意义

1.1弥补给排水设施欠账

在建设海绵城市的过程中,应该将自然措施与人工措施相结合,尽量保持城市开发之前的自然水文特征,通过保护城市原有的生态系统来涵养水源、应对强降雨。另外,利用生态手段对传统粗放型城市进行改造,最大限度地修复已经被破坏的水体和其他自然环境。在城市建设中,应尽量增加绿地面积,以有效积存、渗透并净化雨水,满足城市生产、生活以及景观用水、供水的需求。

在建设过程中,应将自然降水、地表水和地下水M行统筹管理,有效协调给排水的各个环节,充分考虑城市发展和城市给排水建设的复杂性和长期性,建立起城市生态保护、土地利用、水系绿地等各种基础设施网络,统筹建设地下管道网络、充分发挥城城市资源优势,尽量在缓解城市管道网络压力、提高管道网络承载力的同时,有效收集城市雨水,对各种水资源进行充分利用。

1.2提高极端天气抵抗能力

据统计,我国共有 642 座有防洪任务的城市,但是其中未达到国家要求防洪标准的有340 座;在 34 座特大防洪城市中,能达到国家要求防洪标准的仅有 7 座。除此之外,一些新建立的城市新区和工业园区更是严重缺乏防洪投入。因此,相关部门应该通过海绵城市建设,建立起完整的给排水设施,将防水、排水、蓄水、处理水等各环节有机结合起来,避免在遭遇短时间局部强降水时,出现地面径流汇集速度加快、流量加大的现象,尽量减轻城市防雨防洪的工作压力,从而减少城市内涝的发生次数。

1.3提高城市水资源利用率

随着各地经济的不断发展,我国的城市化已经进入以提高城市化质量为主的阶段,因此,我国相关建设者必须要坚持科学的新型城市化发展道路,将城市建设工作与城市资源保护工作相结合,实现城市的可持续发展。要想有效提高城市水资源的利用率,建设者要在现有环境下,建立起一个具有自然积存水资源、自然渗透水资源和自然净化水资源功能的海绵城市,在新型城市的建设进程中,要充分协调城市资源与城市建设之间的关系。

通过建设海绵城市来提高城市水资源的利用率,可以在很大程度上缓解城市水资源短缺的问题。在建设过程中,要统筹雨水开发系统、雨水管理系统和雨水排放系统,加强对雨水的渗透、存储、管理和净化,有效收集并利用雨水资源,减轻城市供水的压力。

2.在海绵城市给排水建设过程中应当关注的相关问题

2.1保证规划的引领性,并保证实际建设的科学性

在当前的城市建设规划过程中,必须同时考虑到专项性、控制性以及修建性规划,必须对所有规划任务进行细致分析,并使其形成总体规划。在实际规划和项目开发过程中,必须尽可能减少其他因素产生的影响,并根据城市发展区域的基本特点明确实际规划目标。通过对城市雨水流向的控制和管理减少城市内涝,并且从源头上完全解决供水污染的基本问题。另外,应当充分利用城市拥有的雨水资源,推动城市景观环境的改善,在城市内部形成全面有效的水循环系统。海绵城市在实际建设过程中所涉及到的内容较为复杂,工程量巨大,因此在规划过程中必须重视大规划的基本理念。在实际实施过程中应当同时考虑到供水、防洪、排水以及环保等多种因素,并且将各环节充分结合在一起,进行统筹规划,科学安排,最终按照相关规划逐步开展城市建设。

2.2加强顶层设计,保证城市建设的基本进程和力度

由于海绵城市在实际建设过程中所需的投资量和建设周期较长,该项目在我国当前尚属于初步起始阶段,缺乏基本的建设经验。因此在海绵城市建设过程中应当充分借鉴国外的成功经验,加强对城市顶层的建筑设计,通过国家支持进一步完善城市建设方案,提升城市雨水资源利用效率,形成完善的城市给排水管道建设标准,最终通过完善的政策扶持和财政补贴政策保证海绵城市的建设和发展。

2.3 同时考虑雨水流向和水资源污染控制

在海绵城市实际建设过程中应当同时考虑到雨水流向和水资源污染,尽可能满足城市建设上层规划设计要求,对于污染较为严重的地区则应当借鉴其他成功区域的经验,结合当地的实际情况对污染源进行有效控制,对所有可选择方案进行对比,最终选择能够从源头、运行过程以及终点完全控制污染的方案开展工程建设。

3.海绵城市排水建设的建议

海绵城市建设是多学科交叉、多部门协同治水的重要契机。在实践过程中,既不能直接死搬硬套国外经验,更不能陷入单一部门单一学科治水的怪圈。海绵城市建设应在深刻理解概念的基础上进行,流域是水的整体,是系统的概念,海绵城市建设不能脱离流域来谈,否则失去理论支撑。我国海绵城市建设起步较晚,发展潜力大,应重视以下研究:

a.海绵城市建设的本质是对雨水的管理,降雨直接影响低影响开发措施的设计,城市地区降雨时空分布具有高度复杂性,应重点加强相关基础理论研究;

b.我国城市水文站网建设相对滞后,为海绵城市建设带来难度,水利部门应充分发挥在海绵城市建设中的主导作用,加快水文基础站网建立,结合智慧城市建设,构建完善海绵城市建设数据库;

c. 现有水文模型主要以评价小尺度低影响开发措施为主,海绵城市建设要选取径流总量、径流峰值、峰值时间、水质等指标,加强分布式水文模型与城市排水模型的耦合,为方案优化提供模型支撑;

d. 海绵城市建设涉及多部门、多学科,协调各部门专业规划与海绵城市建设规划,使低影响开发雨水设施与城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统有效衔接,真正实现“自然积存、自然渗透、自然净化”。

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关键词:海绵城市;雨水控制;建筑小区;南宁

前言

海绵城市的提出为我国解决城市雨水问题提供了新的思路,有助于转变传统排水防涝模式、维持水文循环顺畅、降低自然灾害影响程度、促进城市生态发展,在保护环境的同时,满足城市发展的需要。建设海绵城市,应当顺应自然,因地制宜,结合城市固有水系,实现人与自然的和谐。近年来,在讲话中多次提及海绵城市理念,海绵城市相关政策密集出台。2015年4月财政部、住建部和水利部联合16个海绵城市建设试点名单,同年10月,国务院办公厅明确提出,到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求,到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求[1]。本文将以广西南宁市某改造小区为例,分析海绵城市理念的合理性和有效性、引导城市雨水管理体系的发展和完善,为解决城市水危机提供新理念。

一、海绵城市理念及发展应用

1.理念海绵城市理念改变了传统雨水管理“以排为主”的思维方式,通过技术手段将城市改造建设成为能弹性管理雨水的海绵,城市能吸纳雨水,净化雨水,储存雨水,有效利用储存的雨水资源,减少市政排水管网压力,促进城市生态发展。发达国家海绵城市起步较早,对于雨水控制技术逐渐形成了比较成熟的理论和技术体系,并且已有广泛的工程应用。我国对海绵城市的系统性研究和应用起步较晚,但随着国家多项政策出台,人们看待雨水观念的改变,基于海绵城市雨水控制的应用呈上升趋势。2.国外海绵城市发展应用自1970年以来,由于全球范围内水资源紧缺和暴雨灾害频繁,城市雨水管理的态度发生转变,由“快速、高效的工程排水”变为了“雨水蓄渗、缓排、利用”[2]。英、美、德、日等多国对雨水利用进行研究,提出了城市雨水可持续发展的管理体系,为海绵城市的实践提供了理论支持、法律保障、技术保证。英国建立了可持续城市排水系统,维持良好的水循环,缓解城市洪涝现象。美国提出了低影响开发理念,为海绵城市提供理论基础。德国征收雨水费,要求排水量零增长,处理雨水径流达标后才排放。日本通过运用海绵城市理念,径流流出率由51.8%下降到5.4%。近几年来,结合城市特点和生态情况,国内对建设海绵城市开始尝试。深圳市光明新区,依据海绵城市理念管理雨水,生物滞留雨水,净化雨水,贮蓄雨水,补充地下水,保持该区开发前的水生态,达到了年径流控制率为70%,初期雨水污染控制总量削减不低于40%[3]。六盘水通过综合治理,构建雨水管理系统和水生态系统,合理利用城市水系,构建海绵系统,提高抗灾能力,削减峰值减少内涝,存蓄雨水抵御干旱。3.基于海绵城市理念的城市建筑小区雨水控制措施建筑小区是城市的重要组成部分,也是建设海绵城市的核心内容之一。城市的建筑小区往往有大量集中且得到统一管理的建筑,有室外水景、绿地等。将海绵城市的理念同建筑小区整体设计结合起来,可以有效构建雨水管理系统,减少降雨造成的城市内涝等危害。建筑小区的雨水控制有以下几个措施:(1)硅砂雨水边沟在道路两旁设置硅砂雨水边沟来取代传统雨水箅,雨水经过边沟下渗后可去除大部分悬浮物,得到净化,便于道路雨水的收集及初期弃流。(2)植草沟采用适合的植被种植在地表沟渠,具有较好的下渗功能,可收集、输送和排放径流雨水,并具有一定的雨水净化作用。(3)透水铺装透水铺装是海绵城市建设重要技术措施之一,与传统不透水铺装相比,它含有较多的空隙,可以使雨水快速下渗,减少地面积水,削减暴雨径流,消纳径流污染,补充地下水。建筑小区中的人行道、非机动车道,停车场等交通负荷量低,适合采用透水铺装。(4)下凹式绿地下凹式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200mm以内的绿地,绿地内种植耐淹植物,采用渗透能力强的土壤,滞留雨水,净化水质;绿地内设溢流口,保证暴雨时径流的溢流排放。下凹式绿地造价低,布置简单,应用广泛,适合建筑小区改造。(5)绿色屋顶绿色屋顶是指通过在屋顶种植植物,提高滞留雨水能力,减少径流量,延缓洪峰到来,净化雨水水质。绿色屋顶形成阴影,避免光线直射屋顶,起到隔热作用,降低夏季制冷费用,改善建筑小区生态环境。(6)雨水花园雨水花园底部采用透气防渗砂防水,接通地气,避免了土工膜防水不透气水质易变坏的问题,同时可以通过植物吸收、生物净化的方式处理初期雨水,处理后的雨水再排入下游,源头截污,源头处理初期雨水。(7)雨水蓄水池通过设置景观水体、旱塘、湿塘、蓄水池(罐)等具有蓄水作用的设置,来储存部分雨水,起到削减洪峰时段管网的排水压力。储蓄部分的雨水,可用于绿化和地面冲洗。由于蓄水池的设置占用部分用地,并对场地有一定要求,一般作为“海绵”建设措施的最后选择,比较适用于新建小区。

二、南宁市降雨现状及存在问题

南宁市位于广西中南部,地处亚热带,平均海拔76.5m,气候温暖湿润,雨水资源丰富,一年四季绿树成荫、瓜果飘香,青山环绕、碧水常流,“草经冬而不枯,花非春而常开”。全市森林覆盖率47.68%、建成区绿化覆盖率43.52%,人均公园绿地面积13.21m2。随着经济的发展,南宁城市面积快速拓展,1999年南宁城区面积为115.7km2,2008年城区面积为179km2,2015年城区面积为285km2。城市建设改变原有自然生态环境,原有水循环系统受影响,大大增加城市洪涝灾害的风险。1.洪涝灾害频发南宁市辖区水系发达,河流众多,分布密集,其中较大的河流有邕江等;全年雨量充沛,多年平均降雨量为1,389.86mm,折合降水总量310.66亿m³,但降雨量集中,每年5月到10月总降雨量占年降雨量的80%以上。随着城市建设不透水面积增加,加上管网设计运行维护不合理等因素,造成洪涝灾害频发,造成重大损失。2001年7月洪水害导致159道街道被淹,9.65万人被洪水围困。2006年7月内涝造成700万m³受灾,造成直接经济损失5,820万元[4]。2.水质有待提高南宁虽然总体水质较好,但局部水质恶化和季节性水质恶化不容乐观[5]。根据《2016年1月-8月南宁市重要水功能区水质状况》,水质呈季节性变化,1月-4月水质较好,5月-8月存在水功能区水质不达标现象,其中7月份17个全国重要水功能区中郁江横县峦城、飞龙渡区和左江南宁杨美饮用、景观用水区未达标,达标率仅为88.2%。3.水循环链条破坏严重由于城市高度开发,不透水面积的增加、水土流失等因素造成地表水与地下水连通中断,导致雨水下渗和蒸发比例发生改变,原有的“降水、蒸发和径流”水循环链条遭到破坏,大量降水流入排水设施,汇流速度变快,洪峰值增大,排水管道流量变化大,河流径流量变化剧烈。这使得排水管网设计标准提高,投资建设费用增加,洪涝灾害风险上升。

三、基于海绵城市理念城市建筑小区雨水控制技术实例应用

1.项目概况某小区位于南宁市南部,建筑小区总占地面积约为6.16公顷,其中建筑用地约为1.37公顷,绿化用地约为2.02公顷,人行道路、广场约为1.67公顷,停车场占地约为0.17公顷,机动车占地约0.94公顷。统计得出不同下垫面面积为:2.综合径流系数不同下垫面对应不同径流系数,径流系数如表2所示。3.现状雨水径流系数分析该建筑小区主要采用传统建设材料,屋顶采用沥青屋面,人行道、广场采用混凝土、大理石,小区内道路、停车场等采用混凝土、沥青等不透水垫面,绿化采用传统绿化方式。根据公式(1),对现状下垫面雨量径流系数进行加权平均,得改造前雨水径流系数为0.57。4.海绵工程改造后雨水径流系数基于海绵城市低影响开发的理念,结合该小区的实际情况,对多种低影响开发措施进行组合应用:道路两旁采用硅砂雨水边沟来取代传统雨水箅;人行道两侧、广场周围设置植草沟;对人行广场和停车场采用透水材料进行改造;部分原有绿地下沉处理,改造成下凹绿地;商铺部分的屋顶种植植被,改造成绿色屋顶。将原来的“快排”转向“渗、滞、蓄、净、用、排”,利用以上措施,通过改造小区各部分下垫面材料,从源头削减雨水径流量、净化水质,进而改变小区地面的径流系数,减少排入管渠的雨水量[6]。小区各下垫面类型、面积及改造比例如表4。通过海绵城市理念下雨水控制措施对小区改造后,雨水综合径流系数为0.47,与现状0.57相比,下降了0.1,下降17.5%。5.年径流总量控制海绵城市雨水控制设施具有的调控容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求,采用容积法对设计调控容积进行计算。根据《南宁市海绵城市规划设计导则》建筑与居住小区改扩建项目径流总量控制率不低于70%,该小区年径流总量控制率取值75%,所对应的设计降雨量为26mm。该建筑小区通过运用海绵城市理念,采用雨水控制技术改造后,在原有市政管网排水能力不变的情况下,暴雨重现期由1年变为2年,排水能力达到两年一遇以上,抵御外界变化的能力增强,小区类似于“海绵”体,具有吸水、储水、释水的效果,有良好的弹性,使得开发前后该区域的水文地质和生态环境变化较小,能有效应对环境的变化,应对自然灾害,减小洪涝灾害风险[8]。

四、结语

海绵城市是现代化城市发展的更高阶段,城市建设海绵化,有利于减少城市生态水网破坏,从排水源头提高城市防灾能力,实现人与自然和谐共处。海绵城市的运用,是在城市发展同时保证自然生态的还原,实现低影响开发,由此在基于海绵城市理念下的雨水控制技术运用中,应当注意以下方面:(1)因地制宜制定雨水控制措施。在一般建筑小区考虑到小区居住、商业等功能的使用,采用硅砂雨水边沟、植草沟、透水铺装、下凹式绿地、绿色屋顶等经济、易于实施的技术措施,可以获得较好的雨水径流量控制效果。(2)城市道路应避免道路径流直接进入河道,把雨水汇入道路的绿化带及红线外绿地进行截污、下渗、溢流雨水最终流入雨水管渠或直接排入河道减少外排污染物负荷。公园绿地,可采用植草沟、滞留塘、地下蓄水池等,对雨水进行调控。(3)多种雨水控制技术措施配合使用,从源头、中途、末端全过程进行雨水控制。(4)制定雨水控制目标和标准。根据项目的条件和设计要求,设定控制目标和标准,以便选择措施的规模和类型。

参考文献

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关键词:海绵城市;城市规划;城市道路

中图分类号:TU984;TU99 文献标识码:A

一、海绵城市的理论

建设海绵城市,即构建低影响开发雨水系统,主要是指通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径,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。传统城市建设模式主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来组织排放径流雨水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,这不仅增加市政雨水管网及收纳水体、排涝设施压力,而且降雨初期大量污染物随径流雨水入河影响水环境质量。另外大量雨水外排,也是水资源的一种浪费。海绵城市构建从源头到末端的全过程控制雨水系统,与传统雨水利用相比,海绵城市更注重雨水的自然积存、自然渗透和自然净化,是一种绿色可持续的雨水排放模式。

二、海绵城市理论在城市规划中的实践

本文将结合我国南方某城市阐述海绵城市理论的实践。

(一)水系湿地规划

河湖水系、坑塘湿地等是城市天然的雨水滞纳净化场地。尤其是城区水面率高的城市,要在河道两侧控制不小于5 m~50 m的绿化带,为河滨植被缓冲带、河滨湿地、雨水滞留塘等低影响开发系统的构建提供条件。首先应加强对现有水系湿地的保护,尤其是城市低洼区的河沟、坑塘等,严禁盲目填埋,增加内涝风险。对历史填埋的河道水系,特别是在因缺乏调蓄水体导致内涝风险较高的区域,应结合城市建设进行生态恢复。

针对该城市水路并行、城河相依的城市格局,应充分利用河道与道路之间的绿化带,建设植被缓冲带,并设置横向地表泄水通道将地块雨水引入缓冲带。在河滨绿化带较宽、地势低洼的区域应构建湿地系统,强化对雨水的调蓄与净化。对于相对封闭的河沟、坑塘等,应辅以适当的工程措施,设置雨水滞留塘。

(二)绿地广场规划

该城市生态绿城建设规划提出至2020年,城镇绿化覆盖40%以上(其中建成区绿化覆盖率45%以上),城市人均公园绿地面积达到13O。充分挖掘绿地、广场、公园等城市开敞空间滞蓄、净化雨水的潜力,使之成为城市径流污染的处理场地、超标暴雨的临时滞纳空间。

为突破传统、建设海绵城市,在湿地公园规划设计中,统筹考虑了公园与周边区域的空间关系、竖向关系、雨水出路等,在公园内部构建低影响开发系统,使公园不仅服务周边市民的游憩,更服务于周边雨水的消纳与净化。

(三)城市道路规划

城市道路雨水径流量大,污染严重,是城市污染的主要来源。在满足道路交通安全等基本功能的基础上,应充分利用道路自身及周边绿化空间推行下凹式绿地、透水路面、LID树池等低影响开发措施,削减径流水量、改善径流水质。利用道路景观绿化带构建下凹式绿地系统,道路雨水地表径流汇入绿化带进行储存、入渗和净化,超标雨水溢流排放。采用透水路面,强化雨水入渗,考虑到车行道污染相对较重、荷载较高,采用透水路面应当慎重;但非机动车道、人行道等,应大力推广透水路面。为尽可能多地消纳道路雨水径流,人行道树木可采用LID树池形式。

(四)地块内部规划

低影响开发的核心理念即是采用小规模源头分散措施控制降雨径流水量和水质,因此建设海绵城市的重点即是在地块内推广低影响开发。适用于地块内部的低影响开发设施主要有绿色屋顶、下凹式绿地、透水路面、雨水花坛等。

该城市的大型小区进行了雨水综合利用尝试,但仍采用传统的加药处理工艺,初期弃流雨水直排河道,既不节能,也不能有效控制径流污染。应改变传统思路,根据水环境特征及河道水质控制目标要求,更加注重利用低影响开发设施来控制降雨径流污染,提升雨水利用率。对于已建地块,尤其是排水管道标准较低、内涝风险较高的老小区和城中村,根据实施条件,有选择地采用低影响开发设施提高内涝防范能力。

三、推进海绵城市建设的几点建议

推动海绵城市建设意义重大,任务艰巨,为贯彻落实讲话精神,提出以下建议。

(一)水利部门应在海绵城市建设中发挥主导作用

海绵城市建设与水资源配置、非常规水资源利用、城市防洪排涝、水生态环境建设等工作密切相关。水利部门应在海绵城市建设中发挥主导作用,把海绵城市建设作为解决我国城市水问题的重要抓手,协调住建、环保等有关部门推进海绵城市建设,并逐步把雨洪资源纳入到城市水资源配置体系当中去。

(二)推动出台海绵城市建设的指导意见

海绵城市建设是一个复杂的系统工程,涉及到城市规划、供水、防洪、排涝、环境保护等多个方面,必须统筹规划,综合实施。目前,海绵城市建设的理念正逐步为人们所接受,国内很多城市已经开展了海绵城市建设的探索。提出我国建设海绵城市的总体目标、思路和具体措施,引导全国海绵城市建设的开展,提高城市水安全保障能力。

(三)积极开展海绵城市建设试点

建议选取基础工作比较好的、雨洪资源利用潜力大的城市小区、园区、高校等开展海绵城市建设试点,并在资金和项目上给予一定的支持。试点地区要从实际情况出发,充分考虑当地的水资源条件和防洪排涝、环境保护等方面的要求,采用先进的理念、技术方法和手段,积极探索海绵城市建设模式和实现路径。要及时总结经验,加强宣传交流,切实起到示范作用,以点带面,为全国海绵城市建设提供借鉴。

(四)研究制定支持海绵城市建设的政策法规

根据城市雨洪综合利用的公益性特点,借鉴国外发达国家经验,为推进海绵城市建设,在国家层面应研究制定强制和鼓励城市雨洪综合利用的政策法规,限制城市建设中过多地采用不透水路面和屋顶,强制在市政工程建设和开发建设项目中采取雨洪利用措施,采取财政补贴、设置专项资金等形式鼓励城市雨洪综合利用工程技术研发、生产和使用,促进海绵城市产业化发展。

结语

综上,在我国海绵城市建设仍刚刚起步,需要各部门齐心协力、同抓共管,需要在城市开发建设的各个环节贯彻落实低影响开发理念,需要全社会共同参与。

参考文献

[1]王国荣,杨宇栋. 城市内涝地区改造对策研究――以常州为例[J]. 江苏城市规划. 2013(02)

[2]王建龙,车伍,易红星. 基于低影响开发的雨水管理模型研究及进展[J]. 中国给水排水. 2010(18)

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关键词:海绵城市;径流系数;种植阳台;原位收集;透水铺装

城市化是我国社会全面发展的重要推动力,然而高强度、高密集的城市土地改变了原有的生态系统,破坏了原有的自然水文循环机制[1],导致城市大雨内涝、水环境污染加剧、水生态系统退化等一系列水问题日益严重。为解决上述问题,我国提出“海绵城市”理念,住建部于2014年10月《海绵城市建设技术指南》,2015年10月国务院再次印发《关于推荐海绵城市建设的指导意见》,海绵城市顶层设计基本完成。目前,海绵城市试点城市已公布两期,多个省份也陆续出台推进海绵城市建设实施意见[2]。但是由于海绵城市在国内处于起步和探索阶段,关于海绵城市的内涵以及如何因地制宜开展海绵城市建设仍存在较多的争议,需要结合实际建设进一步探讨和研究。给排水系统是海绵城市规划建设中不可缺少的部分,设计作为城市建设的先行者,应根据实际工程项目特点,因地制宜、避免设计教条化。本文以南宁某高层建筑为例,把“海绵城市”的设计理念巧妙、合理地应用到建筑中去,探讨“海绵城市”设计中存在的问题,并提出安全的排水建议。

1项目概况

本项目位于邕江南岸的南宁市五象新区,是邕宁区近期开发建设的重点项目,该建筑为27层办公楼,建筑设计以注重人和自然的和谐统一,将传统的平面绿化布置变为立体绿化布置,中间办公区采用退台形式,在退台的最由植物环绕,整个建筑的立面如“花的瀑布”。在海绵城市总体规划确定的建设目标指导下,根据建筑用地分类和特点进行分类分解,制定项目降雨径流总量控制目标,确保场地设施安全,尊重自然、顺应自然,因地制宜地结合项目景观,做到低成本、高利用、易维护的海绵城市设计成果。本项目海绵城市设施包括雨水调蓄和雨水利用。雨水调蓄主要有室外雨水收集处理一体化模块,室内有敞开的露台雨水收集。雨水再利用有两方面:室外雨水收集处理一体化模块处理后的水作为绿化用水,室内有复合过滤器处理后的水作为阳台绿化用水。该项目海绵城市设计内容包括:室外雨水收集和利用系统;利用退台式种植阳台的涵水纳水功能,对种植阳台雨水进行原位收集,就近利用;采用透水铺装等。

2设计实例分析

2.1室外雨水收集和利用系统

查找南宁市降雨资料,本项目设计是以年径流总量控制率不低于80%为控制目标,设计日降雨量为33.4mm。由于项目地势北高南底,天然存在1.7米的落差,地下室顶板边线距离用地红线仅3米,地下室顶板根据地势有顺势落差,让雨水汇集到项目最低点,在此处设置有效容积为260m3的雨水蓄水模块,该模块集雨水收集、净化、存储、利用于一体,施工方便,应用广泛。

2.2种植阳台雨水原位收集和利用系统

根据该建筑的退台式种植阳台特点,利用种植阳台的涵水、纳水功能,设计时既要保证雨天排水顺畅,又要对种植阳台雨水进行合理收集再利用。由于退台阳台为二层一退,相邻的两个阳台的高差为7.4m,充分利用这一高差,对上二层阳台雨水进行收集,用于本层阳台绿化用水。在每层种植阳台处设置一个环保雨水口,内设环保截污框,并在相邻覆土层内设置雨水复合过滤器,环保截污框可从雨水口口部抽出进行清掏,初期雨水先经过环保雨水口进行雨水预处理,去除雨水中携带大颗粒悬浮物,然后进入相邻的复合过滤器,该复合过滤器可由厂家进行定制,集雨水过滤、收集为一体,过滤器内部分容积充填一定粒径砾石等填料,部分容积用于收集处理后雨水,出水管接至下二层的绿化用水管。种植阳台的雨水设计真正做到原位收集,就近利用,利用重力水头满足绿化用水需要,无机械动力费用。项目所设计的种植阳台雨水收集系统剖面图如图1所示。

2.3采用透水铺装

透水铺装是指采用透水性良好的具有空隙的材料铺设路面,雨水能够进入铺装层面下部结构的内部,通过具有储水能力的基层下渗到土基,使雨水还原于地下并净化水质,与此同时降低地表径流量[3]。本项目采用透水铺装路面用以提高道路水体自净能力,采用透水铺装的形式有以下几种:(1)非机动车停车位、室外停车场采用透水沥青混合料材料;(2)建筑周围车行道主道采用透水性水泥混凝土材料,人行道采用透水性路面砖铺设;(3)建筑周围花园中采用鹅卵石、碎石及嵌草铺装等。通过透水铺装,路面的雨水可渗透到路基或是周围的土壤中加以储存,排水流入城市管网或蓄水系统。透水铺装可以降低综合雨量径流系数,是“构建海绵城市”的有效措施,因此在工程设计中应用广泛。

3设计中存在的问题及争议

3.1径流系数理论计算值与实际有偏差

城市化的重要特征之一,就是原有的自然植被不断被建筑物及非透水性硬化地面所取代,从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性。径流系数是径流量与降雨量的比值,该值应该是小于1。规范中对不同种类汇水面的径流系数规定如下:地下建筑覆土绿地(覆土厚度≥500mm)准值为0.15;地下建筑覆土绿地(覆土厚度<500mm)准值为0.30-0.40、透水铺装地面准值为0.08-0.45。尽管该项目按照现有的设计规范及技术指南选择、计算径流系数,但合规不合理,本项目的特殊性引出下述问题。由于项目地下室已达到用地红线内允许的最大用地面积(地下室连线距离用地红线3.1-6.2米),地下室面积为总用地面积的84%。也就是说红线内有84%的面积变成不可渗透。该项目按照现有的规定计算出的综合径流系数为0.51197,约为48.8%的水量可渗透至地下,即16%的可渗透面积要渗透48.8%的降水量。如果把渗透系数看成:1-准(径流系数),渗透系数值是不可能大于1,该项目的渗透系数接近于3,明显与实际不符。事实上,分析得出规范中的径流系数应该是覆土层内水量未饱和之前径流系数,随着降雨量的增大,地下建筑的覆土层内水分饱和,雨量径流系数将不断增大,最终接近屋面的径流系数。换从极限考虑,红线范围内都是地下室,按照现有技术指南上的径流系数选择、计算,只要保证地下室顶板上方有一定覆土用于绿地或采用透水铺装就能降低综合雨量径流系数,近一半的雨水可以渗透至地下。问题是整个都是非透水的地下室顶板隔断,雨水如何渗透。地下室顶板上方的绿地或透水铺装只不过是一种障眼法,根本问题是地下室顶板的非透水性硬化改变了原有自然土壤植被的可渗透性,根据现有的设计指南计算出的径流系数明显偏小。设计中有条件时适当放大蓄水池的容积,尽量减少洪峰流量,为场区排水留有安全余地。

3.2通过透水铺装降低径流系数条件有限

根据海绵城市透水铺装的定义,透水性铺装要求铺装面层结构具有较好的渗透性能,同时透水铺装下面的基层结构也要有相应的透水性,当基层下的土壤透水能力有限或基层条件不允许下渗时(如不透水顶板等),也可以在基层中埋设排水管将水排出。一般常用的透水铺装结构从上到下依次为:60-80mm厚的透水面、20-30mm厚的透水找平层、100-150mm厚的透水基层、150-200mm厚的透水底基层、土基。透水铺装可以快速渗透表面雨水,进而渗透至土基,多余的雨水由PVC排水管收集,排入周围雨水管渠。规范定义的径流量指降落到地面的雨水,由地面和地下汇流到管渠至收纳水体的流量总称。土基上的排水管和地下室顶板上的排水层的排水量实际为透水铺装间接的径流量而非渗透水量,透水铺装的径流系数应取决于土地透水能力。可见透水铺装径流系数取值要综合考虑其应用场合,地下室顶板上方透水铺装的径流系数不能简单的按照规范进行选择计算,设计人员通过透水铺装降低径流系数条件有限。

4结论

尽管“海绵城市”的设计理念大家早已耳熟能详,但实际工程项目各有特色,如何把这简单的设计理念巧妙合理地应用到建筑中去,形成经济、实用、美观的“海绵城市”设计成果,不断完善给排水基础设施,在提高水资源利用率的同时,实现“小雨不积水”“大雨不内涝”的排水目标,是每个设计人员应该考虑的重点内容。同时国家法律法规应根据海绵城市实施过程中出现的问题逐步完善,做好顶层设计的研究,相关海绵城市的产品也应日趋更新和改进,三者同步进行才能保证海绵城市从理论到实际的合理转变。

参考文献

[1]刘文,陈卫平,彭驰.城市雨洪管理低影响开发技术研究与利用进展[J].应用生态学报,2015,26(6):1901-1912.

[2]宋芳晓,张海荣.我国海绵城市建设管理的问题和策略探析[J].城市发展研究,2016,23(10):99-104.

篇10

关键词:海绵城市;城市小区;景观改造

我国的部分城市在发展的初始阶段,忽略了对环境的保护问题,没有重视绿化的面积,随着时间推移,这些问题暴露了出来。为了改善人民群众的生存环境,“海绵城市”的理念诞生了[1]。

一、海绵城市的概念

由于城市环境的日益恶化,为了解决洪涝问题,走生态优先、绿色发展之路,我国制定了“建设海绵城市”这一目标,并大力推广海绵城市的理念。海绵城市的理念具体就是:用景观作为生态基础设施的载体,利用景观设计和雨水收集系统来解决洪涝问题,海绵城市的核心,就是要让人们可以将城市的生活与生态环境结合在一起[2]。建设海绵城市的任务就是要改善人们的生存环境、提高生活的质量、解决城市的洪涝问题,让城市成为人们的宜居之地,让小区成为人们快乐生活的最佳选择。

二、工程概况

深圳位于我国的华南地区,属于亚热带季风性气候。降雨多发生在夏季,并且雨量特别集中,占到全年降雨量的75%以上,因此也容易出现洪涝灾害。该城市基于海绵城市的理念,建设了包括改造公共场所项目、改造排水项目、改造老旧街道项目、改造小区园林景观项目等100多个试点项目。本文将专门根据这些项目中的改造小区园林景观项目,探讨和研究基于海绵城市理念改造城市小区园林景观的方法。通过对深圳中某个小区的调研分析,发现该小区中存在着大量的问题,缺少绿化景观、排水系统整体压力过大、道路的渗透性不佳、路面硬化过多、循环水池系统运转异常等问题严重影响人们的日常生活[3]。因此,我们要基于海绵城市这一理念,对该小区存在的问题提出改造方案,从而提升该小区居民的生活质量,同时解决该小区主要的排水与绿化的问题,努力打造一个环境优美的社区,为小区的居民提供一个舒适的生活空间。

三、海绵城市的具体改造方案

针对小区内的排水问题,可以减小排水管道的压力。根据小区的排水系统施工图,该小区的西、南两侧各有一根主要排水管道,其他的支管道都是汇集到主管道,实现统一排水,基本承担了该小区大面积的排水需求,致使主管道的排水压力过大。目前该小区的南侧有一定范围绿地,并且地势相对较低。为了缓解主管道的排水压力,可以将小区南侧的绿地建设成为人工湿地,由于地势比较低,可以将一部分管道的水导入南侧的人工湿地中。这样不仅可以分担排水的压力,还可以实现雨水的循环利用。人工湿地还具有储水净化的功能,使这块绿地拥有了海绵的功能[4]。针对小区内的绿化问题,可以在小区内部道路的周围增加绿化面积。在增加绿化面积的同时,设置与小区岛屿纵向坡度一样的植草沟。这样就可以让路面的雨水顺着道路旁边的排水沟,进入植草沟当中。再让植草沟的底端连接到雨水花园,这样一部分雨水会被植草沟的土壤吸收,没有吸收的雨水,也可以进入雨水花园当中。这种植草沟的设计,不仅增加了小区的绿化面积,还可以及时疏导路面上的积水,并且最后一部分雨水会进入雨水花园中,提高了雨水的利用率与收集率[5-6]。针对该小区内人行道路的渗透性不佳的问题,可以将目前的人行道路直接换成渗透性比较好的材料,比如透水混凝土和生态砖,避免积水长时间停留在人行道路上,对人们的日常出行造成影响。砖石的路面结构是有一定的缝隙的,雨水可以顺着缝隙流入土壤当中,也就不会出现长时间积水的情况。该小区的路面硬化区域,主要集中在小区南侧的健身器材区。针对路面硬化过多的问题,可以将部分路面材料换成塑胶铺装材料。塑胶铺装材料,不仅有一定的弹性,而且透水性也非常不错,如此一来也就保证了健身器材区不会出现积水的现象,也提高了小区居民在健身器材区活动锻炼的安全性。针对小区的循环水池系统运转异常问题,经调查发现,是由于该小区建设时间比较久远,小区内的循环水池系统长时间没有检查与维修,整个循环水池系统已经出现了明显老化。所以,针对循环水池系统只能进行整体改造,来改善小区居民的生活质量。除了上述针对小区现有的问题提出的改造措施以外,还可以将小区周围的道路两侧改造成生物滞留区。生物滞留区的作用是可以将道路上的积水通过排水孔进行统一的收集处理,一部分雨水直接进入土壤,另一部分直接进入排水管道中。这样不仅能够缓解雨季时的排水压力,避免产生洪涝灾害,还可以对路边绿化地进行灌溉。

四、主要设施的海绵化改造

(一)人工湿地

人工湿地是一种净化功能非常强的绿化设施,可以将雨水进行净化处理。根据该小区的状况与地理情况,本次改造将人工湿地建设在该小区的南侧。人工湿地的建设不仅可以增加该小区的绿化面积,还缓解了该小区的排水压力,更实现了对该小区雨水的二次利用。人工湿地不仅能够对水进行净化,还能改善周围的环境。人工湿地可以规划建设观花、观叶等生态景观,还可以设计群落丰富的多层立体景观、四季变化的景色,从而进一步提高居民生活的质量。

(二)水量调节估算

该小区在西、南两侧各有一个主要排水管道,因此可以在小区的南侧、地势比较低、有一部分绿植的位置建设两个人工湿地,对应西、南两侧的两根主要排水管道,实现排水的分流,缓解这两条主要排水管道的排水压力。在雨量比较小的时候,还可以直接将雨水引入人工湿地当中,在人工湿地当中就能实现对少量雨水的净化。在雨量比较大的时候,雨水还能通过分流井中的管道与溢流管排出。还有如果遭遇了较强降水天气,还可以通过人工湿地调整小区的储水量,将雨水及时分流,不让排水管道产生过大的压力,这样可以减少小区内的积水,降低小区出现洪涝现象的概率[7]。本次设计的人工湿地深为2.5m,预计可以储存的雨水量为11000m3。

(三)人工湿地水位标准

一般情况下,人工湿地的水位在经历较强雨水天气后,水位会处于一种大于正常水位的非常规状态,这是一种正常的现象,人工湿地内的水位会随着时间逐渐回归正常。因为人工湿地的雨水会渗透、蒸发与分流,慢慢地人工湿地的水位就会回归到正常的水位。如果出现了比较干旱的情况,也可以通过补水系统为人工湿地进行补水,实现水量的动态调节[8]。1.人工湿地结构规划人工湿地一般情况下由以下区域组成,分别为:稳定塘、水汇集区、水分配区。所有聚集的雨水都会首先进入稳定塘之中,之后经过投水墙,慢慢渗透进入水分配区。2.其他区域为了提高水的渗透性与流动性,要将人工湿地的水分配区的底部设置成一个斜面,还可以在透水强的前面布置一层火山岩坝,可以提高对雨水的净化效率。

(四)植草沟改造

植草沟能够提高雨水的渗透性,还可以迅速汇集雨水,所以植草沟要尽可能地遍布整个小区内部的所有道路附近。在小区的绿地附近也要布置植草沟,来提升小区园林景观储存雨水的能力。植草沟还可以与雨水花园一起构建成小区的排水体系[9]。

(五)雨水花园

雨水花园的作用是汇集并存储由植草沟引来的雨水与积水,可以将雨水花园建设在小区内部道路的周围。雨水花园有着出色的蓄水能力与净化雨水的能力,这些主要是依靠组成雨水花园的土壤和植被实现的。雨水花园还可以构建生物栖息地,能够有效地缓解热岛效应,还能为小区的园林景观创造微型的生态环境[10]。

(六)透水铺装路面

砾石铺装路面、透水砖铺装路面、透水混凝土铺装路面、草石块铺装路面等,都是比较常见的透水铺装路面。透水铺装路面的功能就是避免人行道路上产生积水,影响居民的正常出行。透水铺装路面是让水通过铺装路面的缝隙渗透到地下,从而实现路面上不会产生积水的目的。在本次小区的改造中,将小区内部的道路与停车场的铺面都设计成了透水铺装路面,使用透水砖进行路面的铺装,有效降低了小区内出现积水的可能性。

五、结语

篇11

【关键词】海绵城市 源头做起 综合规划设计

1、从小做起,从源头做起

随着国家发展战略的推进,城市建设用地快速增加,硬质不透水性的地面随之不断扩大,降雨时地面入渗量大为减少,汇流时间缩短,径流峰值流量增大,给城市下游雨水集中排出带来很大的压力。并且,引发城市洪涝积水、河流水系生态恶化、水质污染加剧等问题。

近十几年,欧美一些国家在对雨水处理问题上也都实践着自己的做法,如,美国的低影响开发管理,英国的可持续发展水系统,澳大利亚的水敏感性设计等规划设计理念,其核心都是基于源头控制和延缓径流量消减峰值流量,建立比较完善的城市排水系统,使区域开发建设后尽量接近于开发建设前的自然地表径流及水文化状态。

雨水源头管控的价值远大于后期治理,源头减排水体包括了水质控制体积、地下水回补体积和源头滞蓄体积,低影响开发一般是在进入市政管道之前,在一定的地块面积内建立源头分散式小型设施,如,凹型绿地、雨水花园、绿化屋顶、透水铺装、植草沟、雨水桶等,这对中小型降雨进行径流总量和污染物的控制起到重要作用。以年径流总量控制率及降雨量设计作为重要的控制目标和设计依据。当然,这些分散式的小型低影响开发设施对于应对大流域、特大暴雨时作用显然是不足,一般的城市都有面临着排水防涝、防洪、水资源缺乏等问题的困扰,要解决上述问题,必须将自然的蓄水塘、湿地、滞洪区等绿色基础设施一同作为低影响开发工程的内容。

建设海绵城市重要的是顺应自然,低影响的建设模式,最大限度地保护好原有的自然,保护好土地,保护好水生态环境等,总之,保护好大自然的生态体系。对传统粗放城市建设模式下已受到破坏原有的自然生态环境加以修复,使城市生态多样性并存。控制城市开发强度,城市开发一定要留足生态用地,增加水域面积,城市建设从规划设计开始,全面采取屋顶绿化,渗透型路面,凹型绿地,人工集蓄池,人工湿地等,使得雨水积存净化。采取种种低影响开发系统措施,有效减少地表径流量,通过绿色基础设施与灰色基础设施相结合的雨水系统,达到暴雨时,能够减轻雨水对城市运行的影响。

2、改变传统认识 改变传统单一建设

针对城市的快速发展,引发的城市病,提出了需要建设海绵城市,改变我国目前传统的雨水排的越多、越快、越通畅越好,管收集、渠汇集、河道排放的三级体系。这种快排式,集中末端排除的单一做法。建设海绵城市依照“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针,将雨水渗透、滞留、集蓄、净化、循环、使用及排除密切结合起来,使城市的雨水径流量得到有效的控制。

城市每一块建设用地都作为城市源头建设用地,进行低影响开发源头控制。新建、改扩建城市道路绿化隔离带不能单一只考虑绿化的需求,要与城市雨水收集相结合,在用地条件可行时建设为下凹式绿地,下凹式绿地除渗透、滞留雨水外还可控制面源污染。改变传统的绿地集中建设模式,在小区中、道路旁随处建设下凹式接纳雨水的街头绿地。另,凸型绿地不仅不能起到调蓄、渗透、吸纳、净化等功能,还产生高耗水量和水土流失等问题。城市下凹式能够接纳雨水的绿地,应占城市整个绿地的60%以上。但要注意,由于路面径流水质较差,道路绿化带及直接接纳道路雨水的绿地,景观植物需选择耐污染、耐浸泡的植物。人行道、自行车道、步行街、停车场等轻型荷载路面有条件的都应铺装成强透水性结构地砖,铺装率应在70%以上,对中小型降雨基本不产生地表径流。在城市公园、文化广场、休闲娱乐广场都应建设收集雨水并且可以循环利用的蓄水池,同时,作为周边居民的应急水源地。据中国 城市科学研究会水技术中心推出的一些先进技术,如,通过在蓄水池底铺设表面经过处理的砂层,沙地雨水处理池和含氧量比普通雨水处理池提高了3倍,可使水长时间保持新鲜度。

3、建立城市绿色道路雨水系统

城市道路雨水径流面源带来的污染很严重的,污染负荷很高,因此,城市道路雨水控制与利用对保护城市水生态环境意义重大。一些道路雨水系统做的比较先进的国家早先年就已建设了道路雨水系统,如,英国排水系统中主要的植被过滤带、雨水花园、雨水塘、湿地等都结合了道路建设系统实施,已成了城市道路排水设计的重要组成部分。法国在水法中规定,必须在道路周围修建雨水塘以保护水源免受交通污染,同时,对路面径流进行控制。在其他国家,如,德国、加拿大、新西兰和澳大利亚等道路周边通常都设置各类雨水湿地、雨水集蓄塘等滞留设施,不仅有效调蓄峰流量、消减道路径流中的污染物,同时对生物多样性的营造和景观改善也有着显著的效果。

在我国,今后的路规划设计中也不能单一只考虑道路的行车线型、交通流量等,雨水规划设计也不能单一只考察管道径流量,排的越快、多越、越通畅越好,小管径收集,大管径汇集,河道排出的灰色雨水排放系统。道路系统规划设计与雨水系统规划设计一定要科学实效的紧密结合起来,充分利用道路周边或更大范围的自然条件及人工工程将雨水留滞净化,建立起城市绿色道路雨水控制目标的排放系统。

4、发展中的海绵城市理念

海绵城市的建设是在不断发展、不断发现、不断的创新过程。联合国提出建设弹性城市,应对自然灾害,城市必须在控制低碳可持续发展的同时,采取措施提高其弹性应对的能力,将多重灾害降到最低点。所谓弹性就是要有一定的宽容度,能放能收。从城市水资源来说,把水循环的利用起来,每利用一次就是水资源增加了一倍,利用了二次就是增加了二倍,以此,就做到了水资源弹性城市。海绵城市的理念也就是这种发展创新的延伸。

建筑物的设计,要以降雨和建筑物的垂直绿化结合起来,将绿化植物长在建筑物的屋顶和墙壁上,建成垂直园林建筑物,不但使每一栋建筑物变成漂亮的园林建筑物,还会成为整个城市美丽的景观,并将建筑物排下的雨水充分利用。

当一幢幢的建筑物都能成为园林式的建筑物,那每一幢建筑物就是一座微型低影响开发的海绵体,每一个海绵体组合起来的城市,这个城市就是这个海绵城市的载体。

参考文献:

1.赵杨 李俊奇 王文亮 王建龙 王思思 宫永伟.海绵城市建设指南解读之基本概念与综合目标,中国给水排水2015,(04)

篇12

关键词:海绵城市债 城投债 财政补贴 PPP模式

2015年10月16日,国务院办公厅《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》,明确提出将海绵城市建设中符合条件的项目列入专项建设基金支持范围,支持符合条件的企业通过发行企业债券、公司债券、资产支持证券和项目收益票据等募集资金,用于海绵城市建设项目。国家鼓励对海绵城市建设项目的投资,为债券发行带来新一轮契机。

海绵城市相关概念

(一)海绵城市的定义

2012年4月,在“2012低碳城市与区域发展科技论坛”中,“海绵城市”概念首次提出。2013年12月12日,在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调:“建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。

根据《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(〔2015〕75号),海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。其内涵是现代城市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。

(二)海绵城市试点

海绵城市的申报有两个要点,一是要求目标的合理性,二是要求投融资模式的创新性。主要考核以下内容:

1.是否以将城市建设成具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体,提高城市防洪排涝减灾能力、改善城市生态环境、缓解城市水资源压力为目标。试点城市年径流总量目标控制率是否达到《海绵城市建设技术指南》的要求,排水防涝标准、防洪标准是否达到国家有关技术规范。

2.是否有效整合现有资金渠道加大政府投入,是否客观评价地方财力可承受度,建设和运营模式是否有效采取政府和社会资本合作(PPP)模式,采取PPP模式部分投资占项目总投资比例,是否充分体现“以地方及社会投入为主”,是否能够实现政府和社会资本的有效合作等。

2015年4月2日,财政部、住房城乡建设部、水利部公布了第一批海绵城市试点名单,共16个城市和地区,涉及16个省市;2016年4月22日公布第二批试点城市名单,共14个城市,涉及14个省市(见表1)。

国外海绵城市建设经验及我国发展现状

(一)国外海绵城市建设经验

“海绵城市”的概念脱胎于20世纪70年代以来美、德、日对于雨水的管控、处理和英、澳对于城市内涝、水环境治理理念。国外对于雨水的处理态度经历了20世纪70年代之前的“视同负担,一排了之”,70到80年代的美国“就地滞洪蓄水”,再到90年代的重视水质管理的BMPs(最佳实践管理)。

在典型的海绵城市模式中,美国提出了“强化建设水敏城市”概念,德国提出了“排水零增长”的水处理相关法案,日本提出了“雨水贮存渗透计划”,英国建立了“可持续城市排水系统”,澳大利亚形成了“雨水源头控制理念”,新西兰建立了“低影响城市设计与开发体系”。

1.美国:水敏城市建设

水敏城市的建设内容与海绵城市基本相同,但更加侧重于城市生态管理和城市景观建造,综合运用城市建设管理和可持续水系统管理方法,在生态机能的理念上进行城市基础设施建设和城市空间布局。

美国通过发行一般责任债、联邦和州给予补贴与贷款等方式来鼓励雨水的科学化处理。一般责任债属于美国市政债券的一种,其发行获得政府信贷及“征税权力”担保,而不是项目收入担保。

2.德国:高效集水

先进的绿地管理水平和排水设施使得德国能够有效的进行雨水收集,并同时进行污水和雨水处理,城市地下管道能够有效地平衡生态系统,完成收集、中转、储蓄整个过程。

德国各城市根据自身的情况制定了不同的雨水费用标准,并将该项资金主要用于雨水项目的投资补贴,以鼓励雨水利用项目的建设。

(二)我国海绵城市发展现状

住建部部长陈政高表示,海绵城市建设投资约为每平方公里1亿元到1.5亿元。根据已海绵城市建设规划的试点城市信息,2015到2017年每个城市的规划投资平均规模约为 80亿元,估算我国目前330个地级行政区未来五年内投资总额约为3万亿元。

1.试点城市初见成效,已有成功案例

首批试点的16个城市计划建设项目993个,投资279亿元,截止2016年5月已开工建设且形成实物工作量的项目593个,占比59.8%,完成投资184亿元。1部分城市的内涝问题和水环境问题已得到一定改善。例如,作为海绵城市的项目试点案例,金华燕尾州公园的改造取得世界建筑节最佳景观奖,该公园建成后经受住了金华市百年一遇的洪水;遂宁、萍乡在治理城区内涝中取得较为显著的进展。

2.建设因地制宜,各试点城市建设重点不同

试点的海绵城市中有地级市、县级市、直辖市、单列市,地理范围上涉及华北、华南、华中、西北、东北地区,囊括了中国内陆地区所有的有内涝、干旱等问题的城市及地区。在住建部的《海绵城市建设技术指南》的基础上,各个试点城市又推出地方性政策来推进海绵城市项目建设进行。

3.摸索中前进,问题待解决

(1)巨额投资,回报机制不明。海绵城市的建设时间长,除前期需要投入大量的建设资金外,后期的维护、运营管理还需要大量的资金和政策的跟进。

(2)PPP撬动巨额资金,收益模式是关键。关于海绵城市的建设,国家政策要求是予以信贷支持,大力引进社会资本,将PPP模式资本的占比作为是否列入试点城市的重要标准。引入社会资本大力推广PPP模式,具体来说就是采用基金、众筹、资本证券化等金融组合方式运作。国外相关经验显示,海绵城市项目收益具有较强的外部性,主要外部收益包括减少地表径流进而防治内涝、降低排水负担、增加供水、改善供气质量和增加房产价值等。在我国,如何发掘海绵城市建设中的收益点,多元化收益模式,是海绵城市项目建设和管理中的要点。

海绵城市建设相关政策

(一)国家层面政策支持

国家层面,财政、金融支持力度加大,规范、指导政策陆续出台。

财政政策上,中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助,一定三年,具体补助数额按城市规模分档确定,直辖市每年6亿元,省会城市每年5亿元,其他城市每年4亿元。对采用PPP模式达到一定比例的,将按上述补助基数奖励10%。中央支持有条件的城市政府对海绵城市项目给予贷款贴息。

在金融支持方面,国家对于海绵城市建设的融资除了引入PPP模式外,还通过鼓励债券融资、信贷便利和PSL支持等方式拓展海绵城市建设的融资渠道。(1)支持符合条件的企业通过发行企业债券、公司债券、资产支持证券和项目收益票据等募集资金,用于海绵城市建设项目。(2)农发行可为海绵城市建设提供信贷便利,将在贷款期限、利率等方面提供优惠政策,期限最长可达30年;积极开展购买服务协议预期收益等担保创新类贷款业务;还将开通绿色办贷通道,提高对海绵城市建设项目的贷款审批效率。(3)对于符合使用抵押补充贷款资金条件的贷款项目,可执行人民银行确定的优惠利率。在风险可控、商业可持续的前提下,项目的购买服务协议预期收益等可作为农发行贷款的质押担保。

(二)地方政府层面政策支持

在中央和各部委的政策鼓励下,有17个省市相继了地方对于建设海绵城市的相关政策。从内容上看,可以概括为5个规划设计导则、7个推进意见、1个详细方案。如鹤壁市出台了详细的海绵城市建设方案。在鹤壁市的3年投资方案中,总投资34.8亿元,其中建设单位自筹0.1亿元,占比0.4%,地方政府以财政收入支持16.6亿元,占比47.7%,中央财政支持12.1亿元,占比34.8%,社会资本6亿元,占比17.1%。地方政府和社会资本投入基本比例为3:1。

海绵城市建设项目运作模式

海绵城市的建设有三种途径,一是传统方式,即各部门分段实施,进行碎片化管理来改造海绵城市;二是城投模式,即以城司为主来推进工程项目整体进行;三是PPP模式,即引入社会资本进行投资、运营,政府采取补贴和购买的方式进行回收。

PPP模式的应用条件强调四个要素,即界面、产出要求、绩效指标、收益来源。2对于海绵城市的建设来说,界面大概可以分为两个大类和三个小类,一是蓄水、保水的绿地、湿地、流域,其中以城市园林生态修复为主;二是雨水、生活污水、工业污水的治理,包括管道、渗水材料的铺建和市政污水的处理。第一类项目公益性较强,且没有显著的盈利模式和结构,对政府的补贴有很强的依赖性;第二类项目有较为清晰的收益结构,即政府付费、污染者付费、受益者付费,对于PPP模式来说较为合理。从统计的海绵城市计划建设项目中可以看到,属于第二类的项目为22个,占总数的18.8%,投资额为14.09亿元,占总投资额的6.7%。

通过对海绵城市建设项目模式的梳理,我们发现现有的试点海绵城市运营模式有如下特点:各个城市在海绵城市项目建设中都提出了引入社会资本拓展PPP模式,都有较为合理的政府出资和社会资本占比规划。为引进社会资本的投入,地方政府除了采用政府购买、税收优惠等措施外,最重要的是对海绵城市建设项目的收益模式进行详解。在这方面,迁安市、厦门和鹤壁市分别代表了三种不同思路,迁安市将非经营性和可经营项目打包出售,让社会资本获得收益的同时参与公益性项目的建设;厦门市则将公益性项目和经营性项目区分开,社会资本只参与经营性项目的建设,公益性项目仍采取政府购买、付费的方式;鹤壁市则将项目进行细分,不同的项目采用不同的融资及运营模式

海绵城市类债券的筛选

我们对企业债、公司债和中期票据进行筛选,基于募集资金用途寻找具有海绵城市概念的债券,并从发行人所在城市的海绵城市建设项目是否纳入地方政府采购计划、是否有国开行和国开证券参与、主体评级及债券募集资金项目的偿还方式四个方面进行筛选。

海绵城市类城投债发行募集的主要用途为:(1)城市污水处理及配套管道改造项目;(2)水环境治理,湿地环境与生态保护项目;(3)河道治理及清淤。

我们统计出海绵城市类的债券,其中企业债72只,发行额920.5亿元;中票3只,发行额23亿元;公司债1只,发行额6.5亿元。

从债券募集资金投入项目的用途上看,污水处理类债券最多,为60只,发行额744亿元;生态环境治理类3只,发行额33亿元;河道治理类10只,发行额117亿元。同时包含污水处理和生态环境治理类2只,发行额46亿元,包含三项内容的1只,发行额10亿元。

(一)项目是否纳入试点海绵城市地方采购计划及中长期财政规划

地方政府将海绵城市建设项目纳入地方采购及中长期财政规划,是对海绵城市类债券募集资金项目的资金支持。在30个试点城市中,除玉溪、大连、上海、青岛、北京外,其余25个城市都将海绵城市建设项目纳入地方采购计划中。根据是否已经进行公开招标、完成招标,及政府性文件中是否明确提出将海绵城市建设列入地方政府采购范围的标准,我们筛选出5只债券(见表2)。

上述债券发行人所在城市的地方政府财政收入如图1所示。作为试点海绵城市,重庆市城投企业发行的海绵城市类债券数量最多,为3只,重庆市的地方政府财政收入在将海绵城市建设项目纳入地方政府采购计划的试点城市中排名第二。

在未将海绵城市建设项目纳入地方采购计划的试点城市中,有上海、青岛、大连发行了城投债,共6只(见表3)。

(二)是否有国开行、国开证券参与发行

国家开发银行及国开证券参与程度,从国家开发银行或国开证券是否是债券的主承销商、是否对债券发行进行担保、是否是债券的监管人三个方面进行考量,筛选出以下债券。其中12辽源国资债、14嘉峪关债、15兴泸债的主承销商为国开行和国开证券,并由国开行地方分行进行监管(见表4)。

(三)债项及主体评级

按主体评级和债项评级,进行如下分类:债项和主体评级均为AAA的债券,见表5;主体评级为AA+,债项评级为AA+和AAA的债券,见表6;主体评级为AA,债项评级为AA和AA+的债券,见表7。

(四)募投项目收益模式

债券所募集资金的收益模式从一定程度上度量了债券的偿付能力和违约风险。通过梳理海绵类债券的募集说明书,我们大致将海绵城市概念债券募集资金所投项目的收益模式分为四类:政府进行回购、收购类项目;经营性收费项目,或企业代建政府付费项目;企业自主运营性项目;公益性项目,政府通过财政补贴进行支持(见表8)。

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关键词:海绵城市 洪水管理 解决对策

中图分类号:TU992 文献标识码:A

海绵城市,一个新颖又形象的词语,将一个城市建设得如同海绵一般。这是我国节约能源的一大方法之一。海绵城市一旦建设成功,必然是我国的一大进步,各级政府也都在大力投入。

一、海绵城市建设的现实原因

(一)降水量加大

近几年,我国降水量逐渐加大,很多地方因为雨水原因遭遇了洪灾。大片的房屋、庄稼葬身于大水之中。严重的情况下,人员疏散不及时,很多人都因此失去了性命。水很重要,但是水也是摧毁生活的一大元凶,所以治水也是势在必行的一大重点项目。还有一些地区的洪涝虽然没有达到威胁人类生命安全的地步,但是大部分的庄稼皆因降水而变得没有收成,很多地区因为水量过大而没有粮食吃,百姓过得水深火热,生命安全受到了侵犯。

(二)排水设施缺少

可以看到,城市中为了美观,建造的都是水泥板路,有着各种花纹的步道板、瓷砖等美观的设施,但是用来排水的设施却是少之又少。地铁的兴建,地下管道的数量也逐渐下降,排水不及时,降水就容易堆积,长此以往,对生活质量、人们生活安全也产生了一定隐患。

(三)部分地区水资源稀缺

有的地区降水量加大,就会有很多地区水资源稀缺,那里的人们就连喝水都很困难,就算下雨、降水,还是无法解决没有足够水资源的问题。而且河流、湖畔等资源的源头被污染严重,在这样的情况下,如果不对水资源进行处理,又一令人心痛的大型事故将会到来,人们最终会缺失干净的水资源。

二、国内外海绵城市建设的现状

(一)中国

我国现在海绵城市正在试行过程中,试行的城市也仅是一部分。政府对海绵城市建设的大力支持得到了各城市的积极回应。由于预算有限,政府能够给予的支持也无法让全部城市进行海绵城市建设,于是决定采取竞争的方法,让各个城市进行比赛,最终排名靠前的将会获得试行建设海绵城市的资格。现阶段,我国有将近二十个城市步入了海绵城市建设的行列。

(二)德国

德国的排水系统是十分先进的,在世界上享有盛誉。他们的排水系统主要是地下管道,而且管道为混合管道,在地下分布。这样的管道可以排水,同时也可以将水资源回收利用。污水在污水管道里能够得到妥善的管理,雨水又会在另一个管道里进行回收,二者互不影响。在有了先进的排水系统后,德国政府对建设海绵城市又进行了大力的支持。减少各方面税收,让百姓建设可以节能的房子,雨水能够再利用,不再浪费水资源。

(三)新加坡

新加坡的排水系统也较为先进。新加坡的排水系统比较整齐有序,分布较为合理,在雨水较多的时候,能够有效地将雨水进行回收,最后达到再利用的效果。

三、海绵城市建设的常用方法

(一)物理方法

1.“海绵体”的应用

所谓的“海绵体”并不是海绵,而是可以让水渗透的、类似海绵的物质,例如草坪、沙滩等。如果可以将水渗透到地下,那么我国水资源的管理水平将会有很大的提升。同时,这样的路面还会让我们的生活更加安全。例如在下雨的时候,改造为可以渗水的路面,路面上不会积留过多的雨水,这样的环境首先不会反光,在路面上走不会因为光的影响而看不清道路,从而减少安全隐患。第二,当路面积水时,这就说明仅有的几处排水下水道已经堵塞,而当雨水过多时,排水道的井盖极其容易被水流冲开,然后继续被水覆盖,人们看不到已经没有盖子的排水井,安全隐患又多了一分。而如果有了可以排水的路面,这样的隐患又会得以避免。

2.在必要的地方建立局部排水区

有一句古话叫作“水往低处流”,那么如果降水量加大时,在可以排水的地方建立隔离带,将水滞留在隔离带里,再通过过滤等排水设施将水资源进行有效的管理,就可以补充地下水,最终作为完整的水资源得以利用。

3.建立截取水资源的设施

所谓的截取也仅仅是截取其中的一部分,可以在屋顶上建设小菜园,在排水时,屋顶上的生态环境可以将一部分水留在菜园中,这样可以减少一部分水资源的流失,还让水资源得到了有效的利用。同时可以建立景观,用生态植物来建立景观,既可以达到美观的效果,还可以让水资源得到有效的利用。

(二)技术方面

1.整体建设

在建设海绵体城市时,首先要做一个整体规划,要计划好在什么地方建设有效的“海绵”机制。要考虑城市中各部分的分配情况,让“海绵体”的应用率达到最大。要探讨城市的地形方面,要在低处进行规划,在旧城区进行绿化改革,在低洼处设置储水、滤水机制。要知道各城市中的降水分布,依照自然条件进行设计、建设,让水资源得到更好的回收利用。

2.各方面合理分配

当考虑好城市的特点后,我们要建立相应的排水设施。这时我们要考虑好各个层面的分布。排水系统中最基本的是排水装置,将城市中表面上滞留的水排入装置。接下来就要有滤水装置,为了将水资源更好地再利用,滤水装置必不可少。但是滤水装置也要有一定的针对性,要将雨水与污水进行有效分离。然后是储水装置,在水资源得以解决后要将完善的水资源进行存储,以用来再次利用。现在我们还要增加渗水装置,让更多的水资源进行下排,再进行过滤等等。

四、建设海绵城市面临的相关问题

(一)管理层面――资金匮乏

现如今虽有政府大力支持,但由于资金需求过高,试行海绵城市建设的脚步便会放慢。同时,由于仅仅是刚开始建设的阶段,还没有一个非常稳定的资金来源,并不能带来利益上的回报,由于资金的不够,很多技术上的问题便显现了出来。

(二)技术居面――技术不过关,同时海绵体缺失

进行科技探讨,最重要的是资金与经验,而经验是在一步一步中累积出来的。由于我国刚刚开始试行海绵城市的建设,经验不足,资金过高又导致不够,因此我们的技术不够革新,在科技研发上较为落后。同时,在现在的城市范围内,混凝土、柏油马路占据了大部分的地区,能够成为海绵体的路面及材料少之又少,而建设海绵城市最重要的便是可以用来渗水的海绵体,绿化过少不仅仅使建设海绵城市出现了问题,在我们日常的生活中也存在着很大的问题。

(三)意识层面――对于海绵城市的理解不够

很多人并不知道水资源的重要性,因为在一些人的眼里,水资源是取之不尽、用之不竭的。因此他们没有将节水意识放在重要的层面上,对海绵城市的建设便也觉得可有可无了。然而降水量加大的危害实在是过于严重,减少水造成的危害迫在眉睫。

(四)发展层面――建设举措发展过快

建设海绵城市的突然举措,让人们有些措手不及,同时对容易发生的问题也没有完整的预计。而有些已经试行绿植化覆盖的地区,由于绿植的吸水率有限,而又恰恰赶上阴雨连绵,很多海绵体屋顶都被破坏。而安全隐患又随之而来,我们的基本“海绵体”都无法承担庞大的水量,基础的设施没有起到很好的作用,还需继续改进、加强。

五、建设海绵城市的改进措施

(一)增加“海绵体”的数量

“海绵体”没有起到一个很好的作用,首先是因为“海绵体”的数量过少。庞大的水量仅由一小部分“海绵体”承担是远远不够的,需要更多的“海绵体”来进行分担。我们可以将草坪等泥土化设施进行改进,安装良好的排水系统,确保“海绵体”能够有效将水渗入地底,而不会在草坪等绿色设施下面滞留,从而导致水囤积的过多,绿植因此死亡。其次,我们可以把屋顶化设施扩展至全市可以实施的范围,不会影响城市美观,绿植还会为城市带来清新的空气,也是一个很好的选择。再次,我们可以将大面积的园林景观换成“海绵体”景观,既美观又实用。

(二)完善排水系统

远观国内外水资源得到很好利用的城市,他们本身的排水系统就很优异。例如德国的排水系统,在城市内部地下,污水与雨水混合排放,但通过分布设施来将污水与雨水分别处理,最后汇总在一处储水区。在郊外,污水与雨水分布不同的管道,又得到了不同的处理,这样的排水系统省地又有效。那么我国所实行的几个城市的排水系统又有些差强人意。想要让海绵城市更好的建设,良好的排水系统是根本。

(三)加大宣传,让更多百姓了解海绵城市

由于海绵城市的建设刚刚开始启动,有一部分群众不了解海绵城市的意义,因此不会响应政府的号召,没有从自我做起进行良好的排水。这就需要我们对海绵城市的建设大力宣传,将建设理念与设计感想积极与群众进行沟通,号召群众排水依照规定,从自我做起,为城市的水资源建设做出自己的一份贡献。

六、结束语

目前,我国水资源的分布呈现两极化,部分地区的水资源过剩,而多余的水又为当地的百姓带来了不可估计的危害。还有部分地区的水资源缺乏,很多人又无法喝上水,更不用说用水了。建设海绵城市是将水资源良好应用的一大举措,需要我们每一个人都去响应号召,相信在不远的将来,海绵城市的建设会更加完善,水资源也会得到更加有效的利用。

参考文献:

[1] 方正,张磊,刘非.海绵城市建设及相关技术问题分析[J].湖北理工学院学报,2016(03):31- 37.

[2] 刘飞,王岩.海绵城市建设的难点与技术要点探析[J].园林科技,2015(04):1- 5.

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关键词:海绵城市;老城区;工程改造;镇江市

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。

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