浅谈“海绵城市”理念下的论文_谢欢

惠州市市政工程勘察设计研究院 广东惠州 516000

摘要:传统的道路排水设计以通过建设排水管渠的方式来解决雨天雨水的排放,忽略了自然生态系统的循环规律和自身调节能力,造成近些年来全国多地一下暴雨就内涝的情况。海绵城市是我国城市水问题综合治理的新理念,采用低影响开发建设模式,以城市道路、绿地、水系等作为载体,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种生态化技术手段,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、提高水资源利用率、缓解热岛效应、保护和改善城市生态环境。在海绵城市理念下,雨水系统的设计思想从灰色设施到灰绿结合,生态优先,兼顾安全。

关键词:海绵城市;低影响开发;雨水系统;生态

引言

在2013年12月12日的《中央城镇化工作会议》上,习总书记提出“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”来解决城市水问题,“海绵城市”这一新的理念正式被提出。为贯彻落实习近平总书记讲话及中央城镇化工作会议精神,住建部于2014年10月发布了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(下文简称《指南》)。

通过分析海绵城市理念下低影响开发的意义及设计要点,更好地将会议精神及《指南》内容落实到实际工程中,解决城市水资源问题,让城市基础设施更好服务于人民生活,促进社会和谐稳定的发展。

1 海绵城市概念

“海绵城市”是指城市能够像海绵一样,在顺应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时能吸水、蓄水、渗水、净水,需要时能将蓄存水“释放”并加以利用,将对水生态环境的影响降至最低。根据当地的水文地质条件与气象情况等综合考虑,将自然生态环境与人工设施相结合,缓解城市中水资源短缺的现象。

海绵城市的建设内容主要包括:一是对城市原有生态系统的保护,二是对受到破坏的生态系统进行修复、恢复,三是实施低影响开发。

2 低影响开发概念

低影响开发(Low Impact Development)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,简称LID。

《指南》中指出,低影响开发是在城市开发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。其主要目标是实现峰值削减、峰值时间延缓,峰值流量维持不变。

3 低影响开发的意义

3.1 预防城市内涝的发生

传统的排水系统一般按照暴雨重现期P=2~5年进行设计,一旦出现几十年一遇的大暴雨,将超过排水系统的负荷无法及时排走。建设低影响开发设施充分发挥了海绵系统的“渗”“滞”“蓄”功能,这种方式不会使城市的水文特征发生太大变化,有效缓解了排水管渠的负荷,从而起到预防城市内涝发生的作用。

3.2 提高水资源的利用率

雨水是水资源的一大组成部分,海绵城市低影响开发对雨水进行有效的收集及利用,同时也避免了排水系统的淤积堵塞对雨水再次造成污染,有效改善雨水的质量,缓解了水资源短缺日益增长的矛盾。

3.3 缓解城市热岛效应

海绵城市提倡减少城市硬底化面积,增加水体和绿地面积,对于硬底化路面,采用透水性材料作为下垫面,这些下垫面在吸收相同的热量时温度比传统硬底化路面上升得慢,能降低地面温度并为地表面增加一定的湿度,有效缓解城市热岛效应。

3.4 减少在排水设施维护的投入

传统的排水系统使得雨水没有经过过滤及滞留就直接排入雨水管渠系统,初雨中携带的污染废弃物容易造成管渠堵塞,这就导致排水系统投入使用后需要定期进行保养维护,严重老化或排水能力不足的管道甚至需要重新建设,造成资金浪费。

4 低影响开发设计要点

4.1 设计原则及目标

(1)生态优先

海绵城市注重对天然水体的保护利用,在确保城市排水防涝安全的前提下,优先利用城市自然排水系统,充分发挥道路、绿地、水系对雨水的吸纳、渗滞、蓄排和净用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,通过雨水的自然积存与渗透,采用灰色设施辅助绿色设施来加以完善,使得城市拥有良好的生态调节功能。

(2)因地制宜

以当地气候水文、地形地貌、社会经济发展水平为基础,结合当地上层规划资料,制定合理的发展目标以及科学的建设方案,保障城市中的公园、湿地有较高利用率,因地制宜地采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,综合考虑水资源、水环境、水生态、水安全等方面的现状问题和建设需求,并结合全国生态城市创建的要求进行低影响开发建设。

4.2 相关工程案例分析

4.2.1 项目建设背景

环湖一路东南段道路工程位于惠州市金山湖片区,为把金山湖公园打造成国内一流的多功能综合性滨水公园及“国家5A级景区”,响应惠州市人民政府第十一届154次[2016]27号文件以及《惠州市海绵城市规划建设技术导则》要求,本工程采用海绵城市低影响开发进行设计。

4.2.2 项目技术要点

(1)下凹式绿化带

下凹式绿化带是一种绿色基础设施,起到雨水收集及水体过滤作用。一般情况下绿化带的设计高度低于路面标高150~200mm,绿化带里设置溢流式雨水口,溢流口一般应高于绿地50~100mm;每隔一定距离设置一组豁口路缘石,便于车行道上的雨水进入绿化带。在条件允许情况下,尽可能增加道路红线内绿化带的宽度,以提高滞水调节的能力。

本项目临金山河侧设有4.5m绿化带,采用下凹式绿化带,并设置豁口式路缘石,豁口间距为5m,道路径流雨水通过豁口排入下凹式绿化带消纳,并在下凹式绿化带中部设置溢流雨水口,当雨量过大,绿化带无法完全消纳时通过雨水口排入雨水管道。

图4-1 溢流式雨水口示意图

下凹式绿化带采用种植土掺20%细砂(孔隙率35%~45%)+透水土工布(200g/m2)+300mm厚砾石层(孔隙率35%~45%,有效孔隙≥80%),砾石层中设置穿孔排水管,接入下游的雨水口中,排入雨水管。

图4-2 下凹式绿化带示意图

(2)透水铺装

传统的市政、小区道路路面为硬化路面,硬化路面的面积占城市总面积约20%左右,这部分路面降雨时起不到帮助雨水下渗、补给地下水的作用,暴雨季节容易导致路面大量积水而发生内涝,也对周围的空气湿度温度起不到调节作用,容易导致城市热岛效应的产生,对国家及居民造成直接的经济损失。透水铺装与传统路面的差别关键就在于“透水”,在地面铺设上选孔隙率高、透水性好的材料,雨水可以进入其内部,达到雨水快速下渗,减少地表雨水径流,补充地下水,减少热岛效应的目的,被誉为“会呼吸的”地面铺装。

本项目道路非机动车道、人行道采用透水铺装,非机动车道可采用透水沥青路面或透水水泥混凝土路面,材料均应符合《透水水泥混凝土路面技术规程》中的相关要求。

由于雨水下渗,对路基的水稳定性破坏有一定影响,在设计时考虑对道路结构层采用防渗膜包裹,防渗膜采用两布一膜防渗土工膜,其规格为织物质量/膜厚/织物质量=200g/0.5~1mm/200g,其技术性能指标满足《公路土工合成材料应用技术规范》要求。

4.3.3 技术要点总结

通过以上措施,可初步达到小雨极少量外排,中雨能滞留部分雨水,大雨能削峰,有效利用雨水并且减少初期雨水污染等,符合海绵城市设计的基本要求。

5 结语

在城市道路中应用低影响开发技术,能够较好地预防城市内涝、提高水资源的利用率、缓解城市的热岛效应等,为构建生态城市做出贡献。目前,海绵城市建设还处在初期探索阶段,将新理念运用到实际工程中,需要各相关部门的配合推动并加以严格的审查监督,不断实践、合理开发利用,才能实现可持续发展。

参考文献:

[1]住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)[S].北京,2014:4-7.

[2]王云才,崔莹,彭震伟.快速城镇化地区“绿色海绵”雨洪调蓄与水处理系统规划研究——以辽宁康平卧龙湖生态保护区为例[J].风景园林,2013(02):60-67.

[3]车生泉,谢长坤,陈丹等.海绵城市理论与技术发展沿革及构建途径[J].中国园林,2015(6):11-15.

[4]王国荣,李正兆,张文中.海绵城市理论及其在城市规划中的实践[J].山西建筑,2014,40(36):5-7.

论文作者:谢欢

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/6/25

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