江门职业技术学院 广东 江门 529000
摘要:低影响开发(LID)作为海绵城市的核心建设理念,基于LID的场地分析与规划对海绵城市的推广实施具有重要意义。本文基于海绵城市建设过程的实践经验,对基于LID的场地分析与规划设计原则进行了探讨,得到了合理的绿地规划布局方法,完善了海绵城市建设前期的场地分析规划相关原理。
关键词:低影响开发;场地;分析;规划;
场地条件分析是基于LID雨水系统方案的重要考虑因素。选定场址后,为避免场地开发对生态环境造成严重的破坏以及更好地保护和恢复场地的生态环境,应首先对开发场地的现状条件及其周围环境进行深入分析即进行生态敏感性分析。生态敏感性[1]是指在环境质量不降低的前提下生态因子对外界变化或压力的适应能力。生态敏感性分析内容有地形地貌、植被、水文水系、土壤渗透性及周围环境等。分析这些环境条件,进一步了解开发场地的雨水径流、水环境现状,了解场地开发的优势特征以及面临关键问题,才能有针对性的确定规划目标和原则以指导规划设计方案的制定。
1.场地条件分析
(1)地形地貌
通过对不同地形地貌特征的分析,可以让我们了解到哪些区域可以开发利用,哪些区域需要受到保护,哪些区域必须进行改造。地形地貌分析还包括场地坡度和坡向分析。通过坡度分析可以了解场地是否存在陡峭斜坡、易侵蚀区域及地势低洼易积水区域。通过对坡向的分析了解场地排水是否顺畅以便采取措施避免洪涝灾害的发生。通过对坡度和坡向的分析还可以充分了解现有地形,充分利用现有地形找到不同功能分区最适宜的建设用地,尽量减少对场地的破坏。
(2)水文水系
任一场地都从属于一个流域,流域水文区包括水源区、汇水区和疏导区三个区域而水源区占流域面积的主要部分。大部分的场地开发都是在流域中的水源区进行的,了解场地水文状况、保持并恢复场地的自然水文有助于减轻下游汇水区和疏导区的压力从而保护整个流域的自然水文循环。对于待开发场地,地下水、地表水状况和暴雨径流流经状况,特别是场地内地表水体流量、流速、水位变化及洪峰流量等都是水文水系分析的对象。通过对上述对象的分析才能发现场地水文所面临的关键问题,是干旱问题还是水涝问题或者是水污染问题,从而在宏观上把握对场地雨水系统的规划。
(3)生态植被
植物是场地重要的绿色雨水要素之一。其具有净化水质和削减地面径流流速的作用。通过对场地生态植被的了解不但可以确定场地不适宜开发的生态敏感区域,保留名树、古木,保护植被缓冲地带,还可以根据现有场地植物品种的生理习性特点来进行场地植物设计。保证植物设计的科学性和合理性,特别是雨水设施中的植物,由于其特殊生境条件更要求植物品种对现有场地的环境具有较强的适应性。
(4)土壤渗透性
土壤渗透性影响场地雨水渗入地下补充地下水的速度,绿色基础设施是采用模拟自然水文循环的方式实现对雨水的蓄渗,与场地的土壤渗透性关系密切。对场地的土壤渗透性进行测定可以为绿色基础设施的设计提供更加科学的依据。对土壤渗透性较差的区域还能考虑采取改良的方式增加渗透性以保证绿色雨水系统的功能发挥。美国水土保护局基于土壤在水文方面的土壤渗透性,将土壤分为四种类型,其中A,B类型的土壤渗透性能较好,应尽量保护此类土壤区域不被破坏;C、D类型的土壤渗透性能较差,可以用于建设建筑、道路等不透水表面。
2.场地规划设计
绿地是城市内最主要的透水面形式,是维持城市生态环境最重要的手段,是实现低影响开发的基本载体和新型雨水系统的基本组成部分。LID开发既要利用有限的土地达到目标又要实现可持续发展不破坏水文生态环境,绿地在其中起着至关重要的作用。绿地是布置绿色基础设施的主要场所,LID技术中绝大部分绿色基础设施,如雨水花园、植被浅沟、雨水塘、雨水湿地等,都与城市园林绿地密不可分。
我国现有大多数城市绿地并没有真正发挥其雨水调蓄功能,更不用谈构成整体的新型雨水利用排放系统。比如我国绝大多数具有景观功能的花坛和草坪及道路周边的绿化带的高度都高于周围硬化地表,下雨时绿地不但不能够蓄存周围硬化地表的径流反而还会从绿地流到不透水地表,最后进入雨水管网排出场地使绿地不能发挥其渗蓄功能。再加上目前在进行居住场地规划设计时存在“建筑优先、绿地填充”的思维定式,绿地总是一种配套设施或是造景设施的身份出现[2],如此很难形成科学合理、满足生态需求的雨水系统。
不同绿地的规模、分布、形状、结构对绿色基础设施雨洪调蓄功能的发挥都具有非常重要的影响。对上述五种绿地指标对雨洪调蓄功能的影响进行分析计算,以指导居住场地绿地和建筑面积的合理规划与建设从而更好地发挥新型雨水系统的源头控制功能。
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(1)绿地规模
绿地规模的大小主要由绿地率表示,绿地率是表示场地绿化程度的一个标准之一,也是影响场地不透水面最主要的因素。在一定面积的场地内,绿地率越大透水面的总面积就越大,不透水面的总面积越小,则产生的地表径流量越少。Gill等[3]通过模拟实验研究表明,住宅小区绿地率增加10%可减少地表径流4.9%,再增加10%可减少5.7%。但是这也并不是说绿地规模越大越好。因为场地规划除了满足生态要求以外还需要满足其他多种功能,
因此,在场地规划的过程中维持一定的绿地率是非常重要的。我国新建住宅小区的绿地率标准是基本合理的,一般在30 %左右。但是大多数绿地并没有真正发挥其生态功能,这主要与绿地的分布、形状和结构有关。使现有的绿地真正的发挥维持自然水文循环的功能,是基于低影响开发的雨水系统规划设计的基本要求。
(2)绿地分布
绿地分布主要由绿地密度和绿地离散度两个指标表示。绿地密度是反映绿地破碎程度的因子。在场地面积及绿地率一定的情况下绿地密度越大说明绿地越破碎,不透水面的连接程度就越小,相同时间段内形成的雨水径流越小从而雨水管理的压力就越小。绿地离散度反映的是绿地的离散程度。绿地离散度越高说明绿地之间的距离越大,不透水面的连接度就越大,相同时间段内形成的雨水径流越大,不透水地面雨水汇流时间就越短,达到洪峰流量的时间越短从而雨水管理的压力就越大。
通过上述分析,绿地密度大且绿地离散度小在一定程度上可以减少雨水管理的压力。但是这并不是说绿地密度越大越好或绿地离散度越小越好。绿地密度过大会导致绿地过于破碎,对在绿地中布置绿色基础设施特别是一些集中处理设施产生一定的困难;绿地离散度过小则使绿地过于集中,不利于雨水的源头分散处理。因此,在实际的项目中应综合分析多方面的因素以确定绿地的布局模式。
(3)绿地形状指数
反映了绿地形状和圆形的相似度,最小值为1。当取值越接近于1时绿地越接近圆形,反之绿地形状越复杂。理论上当绿地面积及分布一定的情况下,绿地形状越复杂则绿地的连接程度越大,不透水面的连接程度越小,绿地与不透水面的接触面也越大从而使雨水更容易进入绿地中。当采用绿地作为雨水渗蓄利用的场所时复杂的绿地形状可以起到积极作用.
(4)绿地结构
按照绿地和周边地面的高度关系可把绿地分为凸、平、凹三种结构。上凸式绿地具有较好的景观功能,雨水会顺着地形排出绿地流入周边的地面并最终进入雨水管网。此时,绿地对雨水的蓄积作用被削弱,对雨水管理不利。至于平绿地只能积蓄绿地表面的雨水,地面径流无法进入绿地且绿地雨水在较大雨量时仍然会形成径流流到周边绿地,不能充分发挥渗蓄雨水的功能。当绿地做成下凹式时,在一定降雨条件下不仅不会往周边地面排水而且还可以接纳部分周边地面的径流进行消纳和去污沉淀,在雨水管理方面发挥积极的作用。任树梅[4]等绿地渗蓄实验研究结果表明,若北京市的规划面积为1040 km2,绿地率30%的情况下非下凹式绿地每年只有1.34亿m3的降雨转成土壤水,0.65亿m3补给地下水,而外流雨水量达3.3亿m3。而下凹式绿地接纳雨水后每年则会形成1.55亿m3的土壤水,3.66亿m3补给地下水而外溢的雨水量仅有0.11亿m3。南昌市市区面积657 km2,其中建成区208 km2[5],如果所有绿化都新建或改造成下凹式,雨水渗透效果将非常明显。
3.结语
低影响开发作为一种自然和谐的开发理念,与生态文明建设的内涵高度切合,基于低影响开发的场地合理分析与规划,则是海绵城市建设的基本前提和保证。在场地分析过程中需综合考虑地形地貌、水文水系、生态植被和土壤渗透性等因素。在绿地的规划设计过程中,分散式、下凹式和形状复杂的绿地布局更加利于雨水的自然渗透。
参考文献:
[1]蒋琛,于兰军.生态敏感性分析在规划中的应用探讨——以秦皇岛西部滨海地带概念性规划为例[M].中国城市规划年会,2008.
[2]张新鑫.BMPs技术及其在我国城市绿地中的应用研究[D].北京:北京林业大学,2012.
[3]Gille, Handley, Ennos,et al. Adapting cities for climate change: theory of the green infrastructure [J] . Built Environmental Engineering, 1998,124 (11) :1121-1128.
[4]周翠宁,任树梅.北京城市化发展及雨水利用[M].中国可持续发展论坛,2006.
[5]陈先明.城市化进程中南昌市降雨特征变化研究[D].南昌:南昌大学,2013
论文作者:匡彬
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/7/15
标签:绿地论文; 场地论文; 雨水论文; 径流论文; 水文论文; 土壤论文; 越大论文; 《城镇建设》2019年第8期论文;