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摘要:通过渗、滞、蓄、净、用、排等工序,海绵城市建设可有效减缓雨洪,解决城市降雨与城市水资源短缺之间的矛盾,提高城市生态安全性。本研究通过对海绵城市的理论进行研究分析,重点开展包括雨水下渗绿地建设、道路广场建设、给排水系统建设、水系整治,就海绵城市建设进行实践研究,解决相关管理问题,为海绵城市建设提供样板示范和实践经验。
关键词:海绵城市;道路广场;给排水系统
我国大部分城市排水主要采用地面排水与管道排水相结合的方式,地面多为不透水的水泥等硬质地面,降雨土壤入渗率低,导致城市地表径流量增加,容易造成路面积水现象。我国地下水位逐年降低,导致我国尤其北方的城市居民用水短缺。为解决城市降雨与城市水资源短缺之间的矛盾,我国提出海绵城市的建设。所谓海绵城市,是指城市能像一块海绵一样吸水雨水,并将雨水蓄积、下渗到土壤层下补充地下水,通过植物净化水体,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术,实现城市良吐水循环,确保水生态安全。海绵城市建设的主要目的便是减少洪涝灾害的同时,改善现有水资源环境,实现生态文明城市建设。
西方的现代雨洪管理技术对海绵城市建设发展功不可没。其中应用与研究最多的则为LID(Low Impact Development)技术和水敏感城市设计,包含两方面内容,一方面是指建设后的场地能维持场地开发前的水文特征;另一方面,通俗的讲,就是将水源分散处理,使得强降雨对地面的冲击影响降到最低。
我国专家学者就海绵城市建设相关理论、技术、政策及实践经验,举办了数次会议,开展了多角度探索,全国16个试点城市也在积极开展海绵城市建设,这都为解决我国城市雨洪管理和加快海绵城市建设提供了基础理论与技术支撑。
较传统雨水的“快排”方式,海绵城市通过“渗、滞、蓄、净、用、排”实现城市良性水文循环,以低成本的技术设施实现雨水径流量和径流污染的源头分散控制,有效解决城市雨洪和城市水污染、城市水资源短缺等问题。
海绵城市建设的设计原则与指导思想海绵城市建设所涉及的建设项目包括建筑、道路、市政管网、水利设施等等,种类繁多,不同项目的投资主体、建设主体、运营方式等多样化。海绵城市建设理念并不是万能的,其理论与技术、经验仍处于一个发展阶段,在实施过程中将面临技术、建设运营维护和资金等多项挑战。海绵城市涉及生态系统保护、生态恢复和修复、低影响开发等多项技术,其中一些工程技术手段均属于新型的理念和技术,在全国大范围的推广应用尚属首次,技术的本地化应用的经验不足,加之无成熟的示范区可参考,可能会出现技术应用方面的风险。
作为海绵城市坚持规划引领建设原则,积极融入低影响开发建设理念。建设原则包括以下四个方面:(1)构建生态本底。将构建城市生态本底、用生态溶解城市作为城市规划重点,着力构建河流景观带、中心绿廊、中央公园、社区公园、街头绿地、城市林带等多层次生态开放空间。(2)坚持规划引领。引入“地域性雨水管理系统”理念,开展多项雨水综合管理相关规划研究及编制工作,为海绵城市建设提供了规划基础。(3)强化理论指导。与知名高校和科研院所开展一系列技术合作,通过雨水花园、生态滤沟等大量科学实验,优化设施工艺和参数,论证了低影响开发在淬西新城的可行性和技术应用标准。(4)因地制宜实践。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开展了多个低影响开发雨水综合利用项目探索,初步构建起包括建筑小区、市政道路景观绿地及中央雨洪(中心绿廊)在内的三级雨水收集利用系统。
推进海绵城市建设的指导思想主要为:(1)生态优先,强化生态保护区的管控和涵养。最大限度地保护原有河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,留有足够涵养水源、应对较大强度降雨的林地、草地、湖泊、湿地,维持城市开发前的自然水文特征。(2)节水为重,通过非常规水利用缓解水资源压力。(3)系统治水,修复并发挥山水林田湖的综合生态效益。(4)以点带面,集中打造示范区引领全区海绵城市建设。(5)研究先行,因地制宜探索西北地区的海绵城市技术。在实践中不断完善已发布的指南,进一步加强对本地其他常用技术的研究,(6)软硬并重,建立政府、企业和社会共建共享的管理机制。海绵城市建设一方面加强渭河流域管理,另一方面落实各部门职责分工,形成合力推广低影响开发和雨水调蓄利用的配套机制。为保障海绵城市创建工作的资金投入,将形成以地方政府和社会投入为主的多元化投融资机制。
海绵城市的建设目的就是通过调控雨水入渗和地表径流以实现雨水的回收利用。综合考虑地区降雨特征、建筑密度等因素,结合已有规划和研究,海绵城市的建设包括三个方面,分别是对城市原有生态系统的保护、生态恢复和修复以及低影响开发,通过这三个方面的实施,将在一定程度上解决地区在水系统方面存在的问题。一是通过“补水”“蓄水”“释水”缓解水资源短缺;二是通过“渗水”“滞水”“排水”“治水”解决城市洪涝风险;三是通过“护水”“净水”“活水”提升水生态环境品质。
海绵城市建设理论与实践
以海绵城市建设理论为指导,通过建设雨水入渗系统、雨水回收利用系统和调蓄排放系统,以实现城市雨水可持续利用。将海绵城市理论应用于新建小区、旧城改造、城市公园和中央绿廊、道路广场和排水系统等建设。所用工程措施主要有雨水入渗绿地建设、透水性铺装建设和给排水建设与水系整理等。
雨水入渗绿地建设包括居住区绿地、城市公园绿地和中央绿廊,建设要点包括下沉式绿地建设,植草沟的设计,植物的选择及配套雨水传输与收集设施,如绿色屋顶、生态树池、植被缓冲带、植草沟、生态滞留(流)设施和水景湿地等。建设措施包括下沉式绿地设计、绿色屋顶设计、植草沟设计、植物选择、其他配套设施。
道路广场的建设包括居住区、城市公园道路和城市交通道路。其主要功能是组织交通、引导游览,提供集散场地以及组织排水。因此,通过合理的道路布局设计,可以促进海绵城市建设。常见的透水铺装材料有透水沥青、透水混凝土、透水砖,嵌草砖、(植草砖)等。
道路雨水的排出除通过透水铺装外,还通过道路周边绿地和雨水管道排出。这就要求道路必须有合理的纵横坡设计,让小区非机动车道路、停车场、广场、庭院等未下渗的雨水集中引入周围下沉式绿地入渗。或建设适当的引水设施,以便雨水能够自流到绿地入渗。路牙,也称道牙,路缘石,通常设置在路面与绿地分界处,用于保护道路和绿地边缘。为确保道路雨水径流能够顺利流入绿化带,路牙设计采用平道牙,在适宜位置留路牙豁口,以利于道路径流雨水渗入。需要注意的是透水铺装对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时,可采用半透水。土地透水能力有限时,应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板。
城市的给排水系统是满足城市口常运转、城市绿化养护所必需的工程措施。给排水系统设计必须满足功能、技术和美学等多方面的要求。新建或全面改造区域,排水体制全部采用分流制。对于已形成合流制的建成区,应结合规划逐步改造城分流制。发展分散的生态式污水处理。在雨水排放过程中除利用植草沟进行雨水输送外,配套安装相应的工程设施,如护土筋、挡水石,以减弱雨水径流流速。
通过雨水湿地、滞留(流)设施、雨水排出口末端处理设施,调蓄洪峰,增强河流综合防洪能力。河流综合治理应在保护控制范围划定的基础上,综合考虑防洪整治、水质提升、生态补水、景观提升的需求,进行分河段、分功能的整治。充分利用雨水及污水再生水,增加河道补充水量,做好河道水质保护工作。
总结
海绵城市建设并非一口之功,尤其在建设初期,海绵城市建设理论与实践经验不足。尤其是在引进国外雨水利用先进经验时,必须因地制宜的将理论本土化。海绵城市建设任务任重而道远,海绵城市建设没有捷径可走,要想解决我国城市雨洪与水资源短缺、水污染等城市水问题,还需要我们不懈努力继续研究与实践探索。
参考文献
[1]张建云,王银堂,胡庆芳,贺瑞敏.海绵城市建设有关问题讨论[J].水科学进展,2016-06.
[2]鞠茂森.关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考[J].水利发展研究,2015-03.
[3]张伟,车伍.海绵城市建设内涵与多视角解析[J].水资源保护,2016-06.
论文作者:李占稳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/30
标签:海绵论文; 雨水论文; 城市论文; 城市建设论文; 绿地论文; 透水论文; 入渗论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;