低影响开发下的海绵城市建设研究——以镇江市为例论文_王德政

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摘要:当前,我国日益重视生态文明建设和城市排水防涝基础设施建设,并逐步加强对海绵城市的建设。在新形势下,对海绵城市进行建设,有助于促进我国城市水生态平衡,且有助于拓展解决城市雨洪问题的途径。本文简述了海绵城市的含义,并以镇江市为例浅析了海绵城市建设的顶层设计,探究了海绵城市建设顶层设计中遇到的问题,以期为海绵城市建设提供借鉴。

关键词:低影响开发;海绵城市;建设

前言

对海绵城市的传统认识认为,在城市花园中对雨水花园进行设置、采用透水材料对广场进行铺装、对市政道路绿化设置下沉绿地、构建部分蓄水池、对中水回用方式进行采用,就是海绵城市,就能实现对城市雨水全部问题的有效解决。这种认识显然是片段化的。笔者通过参与对镇江市海绵城市的考察,深刻认识到建设海绵城市,必须做好顶层设计。另外,在海绵城市建设中,要注意景观创新,并逐步提升绿化配置空间效果。

1.海绵城市概述

海绵城市,是一种新型的城市发展方式,是指对城市规划建设进行科学管理,并借助各类生态系统,诸如城市水系、城市绿地等对雨水进行吸纳、蓄渗以及充分缓释,实现对雨水径流的有效控制,并实现对雨水径流的自然积存、渗透以及净化。海绵城市致力于通过“渗、滞、净、蓄、用、排”,实现对自然循环体系的良好构建,增强城市对雨水洪涝以及干旱等的自我调节能力,实现良好的缓排缓释[1]。

海绵城市建设主要涵盖以下四个方面:(1)建筑与小区。要科学合理地开展地块开发和房地产建设,实现源头减排和消纳雨水。(2)道路与广场。要强化市政设施建设与维护,美化市容,做好城市环境卫生工作,实现良好的渗、滞、蓄、净。(3)地下管网。要强化城市排水防涝,构建系统完善的地下管网,实现良好的雨污分流和雨水调蓄。(4)水系治理。要强化水系治理,并重点加强黑臭水体整治,有效实现清淤疏浚,构建良好的生态岸线[2]。海绵城市建设示意图如下图1所示:

图1 海绵城市示意图

2.海绵城市建设的顶层设计

笔者通过参与对镇江市海绵城市的考察,深刻认识到对海绵城市进行建设,要做好顶层设计。顶层设计主要包括以下内容:

2.1政府组织框架

建设海绵城市,要强化政府支持力度。要通过政府组织框架对海绵城市建设进行科学领导。镇江市在建设海绵城市的过程中,由住建局牵头,从全市各个部门包括规划、水利、环保、市政、财务以及发改、纪检等部门抽调相关人员成立了海绵城市建设指挥部,该指挥部是个33人的领导小组,由副市长担任指挥长,由住建局局长担任副指挥长和主任。为强调项目的独特性,在项目初期到后期让项目流程中参与的各个部门都加入,以有效减少后期的审批时间和流程,该指挥部下设综合处、工程处、规划处、财务处以及监察处。

2.2技术路线

建设海绵城市,要深入考察城市实际状况,采取科学合理的技术路线。镇江市对海绵城市进行建设,设置了五大目标:(1)要构建具有美学价值的景观。(2)要实现良好的非常规水资源利用。(3)要强化径流控制,实现75%的径流控制率。(4)要强化水质控制,确保TSS削减60%。(5)要强化排水防涝,有效应对30年一遇的洪水。同时,镇江市对海绵城市进行建设,强调对源头、过程、末端以及水系四大过程的控制。另外,镇江市采用绿色、灰色、蓝色三大方法对海绵城市进行建设。所谓绿色方法,是指对镇江市市域范围内存在的河湖湿地系统进行构建,实现对自然“绿色海绵”的有效恢复;灰色方法,是指建立健全镇江市城区涉水系统,实现对“人工海绵”的有效构建;蓝色方法,是指对镇江市城区海绵管控单元进行科学划分,并明确对城市道路、城市绿地以及城市水体等相应的管控要求,实现对城区现状海绵体的有效保护[3]。技术路线示意图如下图2所示:

图2 技术路线示意图

对海绵城市进行建设,要明确该城市在建设海绵城市的过程中存在的主要突出问题,并秉承因地制宜的原则,深入考察城市实际状况,对解决方案进行科学制定。镇江市水资源相对充足,在海绵城市建设过程中,面临的主要问题有两方面:一是城市内涝,二是城市水体污染。对于城市内涝,镇江市加强了排水防洪;对于城市水体污染,镇江市加强了水质控制。

2.3系统方案

对海绵城市进行建设,首先要对项目位置以及具体规模进行确定,并对汇水分区进行科学划定。镇江市在海绵城市系统性顶层设计方案中,编制了29.28平方公里海绵城市试点区,并划分了11个汇水分区。其次,在海绵城市建设选定区域内,对出现的问题进行深入分析,并提出系统科学的解决方案。另外,要实施源头治理。镇江市为解决城市内涝问题,采用LID技术,建设雨水花园、生态草沟、下沉绿地以及下沉广场,并增加排水管道、实施泵站提升[4]。

镇江市水体污染问题主要是雨水径流污染,为解决此问题,镇江市采用LID技术,建设雨水花园、重力流湿地以及多层生物池,并建立了海绵公园、生态湿地对初期雨水进行处理。另外,补充利用管道对小、中、大雨的初期雨水进行收集,并将之转输到污水处理厂。对于特大暴雨,则直接将雨水排入江河。其系统解决方案如下图3所示:

图3 镇江市水体污染系统解决方案

3.海绵城市建设顶层设计中遇到的问题

3.1非常规水资源的运用

镇江市水资源相对充足,对中水进行再利用,需耗费较大的成本。同时,对非常规水资源进行运用,所耗费的管理和维护成本过大,且需配置专门人员和专业技术支持,设备极易发生损坏。另外,中水回用有赖于对中水管道的使用。镇江市多数建成区域内未设置中水管道,对中水管道进行建设,需耗费巨大的建设成本。当前,镇江市在各个旧小区内,对容积为30m³到100m³的埋地式水箱进行采用,每个小区设置1个到2个埋地式水箱,对中水进行回用时,需采取紫外线进行消毒。另外,江苏大学构建了景观河道。在下雨时,通过重力流湿地对水体表面污染物进行处理,然后将之排入河道。不下雨时,则采用内循环以及污水处理厂的中水。

3.2海绵城市设计建设以及资金问题

镇江市对海绵城市进行建设,对PPP形式进行了采用。其具体表现形式为资本市场和技术核心的紧密结合。若将核心技术全部交给PPP公司,则可能导致投资及材料失控。因此,镇江市海绵城市建设设计团队牢固掌握核心技术,并对施工图进行编制,然后要求PPP公司按照施工图进行建设。上述措施不仅能实现对核心技术的牢固掌握,还能对自己的团队进行有效锻炼,并实现对建设效果的有效控制,还能实现对建设成本的有效监管。从远期来看,甚至可以实现产业化。镇江市海绵城市建设设计团队主要采用混合股份制,其中国有企业占据60%的股份,还联合了当地设计院以及国外顾问团队和景观公司、数字模型公司等设计公司。

3.3养护管理以及绩效评价

当前,镇江市尚未对海绵城市的养护管理体系进行完善,尤其是缺乏对重力流湿地的有效养护管理。对此,镇江市要建立健全海绵城市养护管理团队,对养护方式以及定价标准进行科学制定。镇江市将海绵城市建设绩效评价分为设施级、小区级、汇水级以及水体加陆地全流域级四类。当前,镇江市对海绵城市建设实施绩效评价,主要采用检测数据与电脑模型相结合的方式。

3.4智慧海绵与景观海绵

当前,镇江市在海绵城市建设中,为实现“智慧海绵”,对宣传平台、自动检测系统以及自动报警系统进行了构建,但未能对检测系统以及报警系统相应的经验值进行有效建立,仍需对大量检测设备进行安装。另外,镇江市海绵城市建设解决了部分城市内涝和水体污染问题,但缺乏良好的景观效果。对此,要对海绵城市建设设计团队进行整合,并邀请专业的景观设计公司参与海绵城市建设。同时,对海绵城市进行建设,要综合考虑城市居民的实际要求,强化景观效果。例如,镇江市海绵公园以及玉山公园在景观效果上有一定提升,且强化了社区功能,具有更高的技术含量。

4.镇江市海绵城市考察案例分析

笔者通过参与镇江市海绵城市考察,选取如下案例,对海绵城市建设进行更为深入的研究。所考察的镇江市海绵城市建设案例主要分为以下几类:(1)河道类,以江苏大学为例。(2)市政道路类,以禹山北路和焦山路。(3)旧小区类,以华润新村为例。(4)公园类,以海绵公园和玉山公园为例。上述案例,均对源头处理方式进行采用。

4.1河道类案例

苏州大学对重力流湿地设置与河道连接的连通管,并构建雨水花园溢流口,在透水沥青下设置盲管;并采用水箱蓄水,以减缓流速,每周均要实施放水,采用自动操作,不下雨时则用于水系自循环,同时,构建自热驳岸,将直立驳岸有效转变为生态驳岸,使驳岸线呈现出曲折变化,增强了景观效果。另外,苏州大学采用LID以及透水材料的渗透形式进行水质净化,并设置了广场、亭廊以及休息节点等。详见图4。

图4 苏州大学河道

4.2市政道路案例

(1)禹山北路。禹山北路在道路两侧设置了简易生态草沟以及雨水花园溢水井,但溢水井下未对盲管进行设置。这种设置能使道路中的雨水汇集到雨水花园,但雨水花园卵石杂乱,植物搭配效果较差,且生态草沟缺乏变化,总体缺乏良好的景观效果。另外,过街口应设置较大一些的排水口,以增强后期养护的便利性。详见图5。

图5 禹山北路道路生态草沟

(2)焦山路。焦山路采用透水沥青进行铺设,并在透水沥青下设置有盲管、以及下沉树池。在人行道一侧,设置有约400mm的安全护栏,护栏后设置有市政排水口。道路中的雨水汇集到下沉树池后,会下沉300mm到400mm。在海绵城市建设中,可参考镇江市市政道路的系统排水方式以及下沉树池。详见图6。

图6 焦山路透水沥青铺设

4.3旧小区改造案例

镇江市华润新村是老旧小区,占地面积大约6万平方米,每逢下雨,必然导致小区内涝。采用LID技术对该小区进行改造,在该小区宅间绿地以及集中绿地建设雨水花园,并对部分小区地面采用透水材料。同时,在该小区改造中,借助SWMM模型,对华润新区现状以及LID设计方案进行分别模拟,根据模拟结果,对华润新区进行LID设施改造。在小区西南处排口大约有120m³的雨水排出,拟对蓄水模块进行设置。该方案基本实现了对年径流总量控制率相应设计要求的良好满足。同时,在30年一遇的降雨情况下,小区全部溢流井均能满足设计要求,即能实现对30年一遇降雨的有效应对。详见图7。

图7 华润新村小区改造

对华润新区进行现场考察可知,集中绿地处对下沉绿地进行了设置,且沿集中广场四周对草沟进行了布置,基本实现了对防洪问题的有效解决,但缺乏理想的景观效果。华润新区建筑室外人行道采用透水材料进行铺装,且宅间下沉绿地设置了雨水花园,建筑立面排水先排入地下透水层或者盲管,再进入雨水花园。完成对华润新区的改造后,基本解决了小区内涝问题。但是植物杂乱,且缺乏良好的收边处理,未能取得理想的景观效果,且后期缺乏有效的养护管理。

4.4公园案例

镇江市海绵公园实现了当前海绵城市建设所运用到的全部技术的集中展示,且具备一定的社区活动功能。海绵公园设置了雨水公园、多级生物滤池、石笼网以及加强型草沟,表面雨水可通过石笼网实现良好过滤。雨水通过多层过滤汇入雨水花园,再进入景观水系。海绵公园广场采用花岗岩进行铺装,能满足总的径流率和,且增强了广场的景观效果。玉山公园则采用卵石沟方式对雨水花园进行设置。

5工程实践

坪山大道作为深圳坪山区的中轴脊梁,自坪山西南角向东、向北贯穿全区,全长21.5公里,打造一条山水迎宾的深圳最美花景门户大道,对坪山区的形象提升和转型发展有着非常重要的意义,也契合深圳市打造世界著名花城和提升城市环境品质的方向。“进出口加工区海绵城市节点”是坪山大道景观提升工程设计整体项目中的一个海绵城市的示范节点。详见图8。

图8 进出口加工区海绵城市节点现状

坪山大道景观总体设计将按道路控制线100米宽进行打造,2017年建设内容主要为对坪山大道全线21.5公里进行现状提升,同时结合城市设计,年内形成坪山大道景观总体方案。通过对场地的主要问题及汇水面积进行计算后,在节点设计中打掉原有的水利地面变为海绵花园(有透水地面、雨水花园)的形式解决雨水滞留和排放的问题。详见图9。

图9 进出口加工区海绵城市节点改造后雨水花园

同时根据深圳提出的打造花样街区的概念进行景观与雨水花园进行结合,在功能能留出一定的草坪空间、休息座凳、休闲廊架为加工区的工人提供休息的场地,详见图10,图11。

图10 进出口加工区海绵城市节点改造后雨水花园效果图

图11 进出口加工区海绵城市节点改造后休闲廊架效果图

6.结束语

笔者通过参与对镇江市海绵城市的考察,深刻认识到对海绵城市进行建设,要强化政府支持力度,并通过政府组织框架对海绵城市建设进行科学领导,并采用科学的技术路线和系统方案。在海绵城市建设过程中,要高度重视非常规水资源的运用、海绵城市设计建设以及资金问题、养护管理以及绩效评价、智慧海绵与景观海绵等问题。

参考文献:

[1]张雪松,糜金帅.低影响开发下的海绵城市建设研究——以镇江市为例[J].江西建材,2017(24):23-24.

[2]郑寒,陈超.基于低影响开发技术下的景观设计要点——以嘉兴市海绵城市建设为例[J].建筑工程技术与设计,2016(12).

[3]刘颂,陈长虹.基于低影响开发的海绵城市景观化途径[J].中国城市林业,2016,14(2):10-16.

[4]胡东起,陈星,张其成,等.低影响开发在海绵城市建设中的应用[J].水电能源科学,2017(4):18-21.

论文作者:王德政

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/9/18

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