海绵城市理论及其在风景园林规划中的应用论文_罗宇龙

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摘要:随着中国特色社会主义市场经济的迅猛发展,现代化城市建设的步伐越来越快。在生态环境遭遇过度破坏的背景下,人们在风景园林规划中更加重视生态系统的自我调节能力。为了建设更加环保、稳定的风景园林,“海绵城市”理论应运而生。本研究主要分析海绵城市理论与风景园林规划的关系,旨在指导我国风景园林规划的实践工作。

关键词:海绵城市理论;风景园林规划;应用

1.引言

随着国内快速城镇化进程的加快,国内各大中小城市的规模也在不断扩大,由于传统规划规范的滞后性,中心城区内部排水系统却没有得到相应改造,因此,当城市内部地表径流量大幅度增加,城市涝灾变得更加糟糕,严重影响城市系统正常运行并给城市带来巨大的经济损失。在此背景下,为了有效的解决城市洪涝等问题,海绵城市的理念应运而生。

将海绵城市理念引入至设计过程中,可以很好的弥补传统粗放型开发模式的不足,类似地,将海绵城市理念融入到风景园林规划过程中,可以避免传统风景园林规划中的缺陷,提升风景园林规划设计效果,加深人与自然之间的联系,依照大自然的发展规则,从而保证城市内部生态平衡,打造优秀地生态风景园林环境,因此可以更好的维护城市系统的运作,推动我国风景园林的可持续发展建设。

2.海绵城市理论基本介绍

海绵城市最早是在2005年由印度人提出,国外有类似概念,如:美国在1970年代提出的BMPs(城市雨洪管理系统)等,国内最早提出“海绵城市”概念,是全国人大代表刘波在2012低碳城市与区域发展科技论坛上提出的[4]。

类似于弹性城市(Resilient City)[1]的“生态弹性”理念[12],海绵城市是一种将城市当作海绵,通过吸收雨水或洪水,提升城市自净能力,使其松弛有度,更具弹性的技术。在保障城市排水安全的情况下,才能有效实施海绵城市理论。海绵城市理论遵循“生态优先”的原则,是生态学不断进步的产物,它试图将人工手段与自然本身的调节功能结合起来,以大自然的河流湖泊作为城市系统的骨架,利用自身强大的蓄水能力以及排水能力,加强城市排水功能的灵活性,在雨季,有效解决城市中大规模的洪涝灾害,在干旱时期,可以有效保证城市的水资源供应,加强水资源的可持续使用。在风景园林规划中,海绵城市理论的运用能够提升风景园林的净水功效,保证园林景观中水文景观的水资源供应,达到节约淡水资源的目的,有效提升国家的水资源使用率[3]。

目前国内海绵城市研究趋势逐渐从宏观研究转为中微观研究,更多以住宅小区作为海绵城市建设研究的主体。

3.研究综述

在当前我国城市洪涝灾害频发、水资源紧缺、雨水径流污染、城市热岛效应严重等背景下,海绵城市的理念的应用变得尤为重要,国内外学者对海绵城市的研究及应用集中在多技术融合、多学科协同和多财政支持等方面[5]。

1)国外研究进展

国外对海绵城市的研究主要在三个层面上,即:宏观、中观、微观。

宏观层面,主要是美国的城市雨洪管理理念,该管理理念和技术重点逐渐向低影响开发(LID:Low Impact Development)源头控制转变,逐步构建污染防治与总量削减相结合的多目标控制和管理体系。美国政府立法严控雨水下泄量,强调非工程的生态技术开发与综合应用。最为显着的特色是对城市雨水资源管理和雨水径流污染控制实施“最佳管理方案(BMP:Best Management Practice)”,通过工程和非工程措施相结合的方法,进行雨水的控制和处理,强调源头控制、自然与生态措施,及非工程方法。美国侧重于对雨水多目标源头控制,强调低影响开发,并针对面源污染提出“最佳管理方案”。美国这种雨洪管理理念从水量或水质的调控转为到现在的多目标、可持续发展管理,其管理方式也逐步转为系统化、区域协调与统筹。

中观层面,日本政府加大雨水利用的政府补助,通过充分发挥规划和社会组织作用,注重雨水调蓄设施的多功能应用,这种技术就是日本最具特色的技术手段:建设雨水调节池,在非雨季或时,多功能调蓄设施可以全部或部分地发挥城市公园、绿地、停车场、运动场、市民休闲集会和娱乐场所等多种功能。日本政府利用这种技术,从城市到场地的不同空间尺度,将城市规划与供水、污水、雨水、地下水与整个生态水循环、地下水系统等有机联系起来,从而提高城市对洪涝灾害的防御能力。类似的中观层面的海绵城市就是澳大利亚联邦政府的水敏感城市设计项目(Water Sensitive Urban Design),也是一类海绵城市理念的中观层面应用[5]。

微观层面,德国政府通过制定各级法律法规引导水资源保护与雨水综合运用;积极推广三种雨水利用方式:一是屋面雨水集蓄系统;二是雨水截污与渗透系统;三是生态小区雨水利用系统。与此同时,德国政府通过采用经济手段控制排污量,建立统一的水资源管理机制。最具有代表性的是德国汉诺威康斯伯格生态社区,该社区整个雨水规划中的几个大型雨水止六区都很好的结合地形设计,不仅休闲绿地的设计满足景观要求,而且雨水沿着地势排放的过程也形成了溪流景观。

2)国内研究进展

随着人们对雨洪管理意识的逐渐转变与提升,近几十年来国内外进行了大量实践,国内也开展了大量的实践,大到国家生态安全,小到居住小区、街道改造,为海绵城市专项规划的开展积累了丰富的经验。

2014年,建设部发布了《海绵城市建设技术指南》,并于2015年选取了首批海绵试点城市,分别是:迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区等。

大部分试点城市对年净流总量控制、污染控制、峰值控制、雨水回用四大方面提出总体建设目标。其中,已编制导则的城市将四大指标针对不同用地功能与城市需求细化拆解,确保达到总体目标。

试点城市以政府指导性文件牵头,着力进行各类城市规划编制,提出城市各空间建设管控条件,进而明确试点项目及建设标准与规范。部分城市还建立了海绵城市项目与资金管控平台,用于建设管控评估。

试点城市率先进行的项目以水系统生态提升和道路系统改造为主,建筑与小区项目大多以一到两处为试点,有条件的城市对城市公园进行改造提升,在建项目以周期较长的项目为主。项目周期长短结合,保证近期建设与远期发展有效衔接[6]。

4.海绵城市理论与风景园林规划的关系

海绵城市理论对风景园林规划水平的提升具有重要意义,随着国家对生态环境保护的重视,人们越来越注重风景园林规划在城市建设中的作用。在风景园林建设中,海绵城市理论的应用能够保证城市景观规划的合理性以及水资源的使用率,提升风景园林的空气清新度、保护水土资源的作用得到充分单位发挥。

在风景园林规划中使用海绵城市理论可以加强城市建设的整体性,抵抗外界因素对城市内部生态环境的影响,进一步保证城市生态系统地稳定。

风景园林的规划应当推陈出新,融合海绵城市理论,更加积极地管理、养护城市中的绿地,使人与自然之间的发展能够更加协调,为子孙后代留下宝贵的园林景观。

当前城市学科发展,注重多学科协同发展,海绵城市的研究也是多学科系统发展的过程,而海绵城市理论在风景园林规划中的应用有以下五种情况:

1.对条件允许的市政道路进行下沉式绿地、生态池等改造,治理城市内涝风险;

2.老旧小区由政府出资进行绿色屋顶、蓄水池、植草沟等改造;

3.加强相关减碳技术应用,降低城市热岛效应,提高城市环境质量;

4.结合其他先进的理念与海绵城市一并应用至风景园林规划中,如:低碳城市、智慧城市、韧性城市等

5.结合其他技术一并应用至风景园林规划中,如:大数据技术、物联网、云计算、人工智能等信息技术,将各类绿色设施和海绵城市的建设设施相互协同起来;

3)风景园林海绵系统设计

在当前时代背景下,海绵城市理念的应用要顺应自然规律,将海绵城市理念应用到风景园林规划中也是时代发展的要求,合理的风景园林规划设计,能够让城市变成一个稳固的生态系统,有效改善城市生态环境,打造一个新型的生态空间,满足广大人民不断增长的物质与精神需求。

风景园林海绵系统的设计主要由雨水收集系统、储存系统、净化系统、生态景观格局以及建筑物、绿地等方面组成。

雨水收集系统

雨水收集系统是海绵城市理论在风景园林中的重要应用,能够通过搭建绿地生态水渠的方式,保证风景园林的蓄水能力。根据风景园林建设方位的实际环境,建立符合实情雨水收集系统,可以丰富风景园林中的水区类型,加强风景园林的降水收集能力,提升风景园林城市的净水能力。雨水收集系统地建立能够利用改造过后的横截沟,搭建功能更加丰富的生态水渠系统,使其在更短的时间内,收集更多的降水,进一步节省水资源。在行人较多的区域,风景园林规划团队可以在此区域建设降水渗透区域,规划并安放净水设施,提高水资源的干净程度。

雨水储存系统

按照海绵城市理论,在风景园林中建设雨水储存系统是十分有必要的。雨水储存系统建设在降水较多的区域,可以提升整个风景园林的降水收集量,促进风景园林中水资源的循环利用。在风景园林规划中,结合海绵城市理论,科学规划并建设因地制宜的雨水储存系统以及溢流口高于一般水位的人工湖,提升风景园林的降水储存能力,为观赏者营造更加便捷的游览环境。雨水储存系统地建立,可以保证园林灌溉中对降水的需求,避免风景园林发生水资源不足的情况,为风景园林养护者提供更加便捷的灌溉环境,减少风景园林养护者的工作量。

雨水净化系统

雨水净化系统是海绵城市理论在风景园林中的又一重要应用。雨水净化系统能够通过规划科学有效的雨水净化设施,提升风景园林中的水资源循环使用效率,进一步减少降水中的杂质,保证风景园林中水资源的干净程度。雨水净化系统是通过一级净化和不断重复的二级净化来实现雨水的净化,达到分离不同水质的目的。搭建雨水净化系统可以达到有效净化人工湿地的目的,减轻人工湿地在当前阶段的污染程度。在风景园林的雨水净化系统中,雨水的一级净化可以利用泥土来过滤掉雨水中的一部分杂质,减少雨水净化系统的资金投入[2]。

生态景观格局

海绵城市理论在风景园林中的应用表现在生态景观格局的规划上。在风景园林建设中,生态景观格局的规划可以在很大程度上优化整个生态体系的景观布局,改善园区生态环境。生态景观格局地规划可以从以下四个方面来考虑:第一是按照海绵城市理论的相关安全要求,做好区域内的生态景观格局规划工作;第二是按照风景园林内的生态景观安全,建设科学性较强地等级安全格局;第三是科学设计风景园林中的空间布局,分辨出隐藏的径流通道、洪涝灾害区域等控制点;第四是利用控制点,科学合理地规划生态景观格局。

相关建筑物和绿地

建筑物和绿地规划也是海绵理论在风景园林规划中的应用之一。在建筑物规划方面,风景园林规划者需要从以下两点出发:其一,风景园林相关规划人员必须了解风景园林建设周围的环境以及天气条件,设计出有利于雨水收集的建筑物规划方案;其二,风景园林规划者应该建设更多适合雨季的建筑物,设计出有效地蓄水系统,将降落在不同区域的雨水汇聚在同一个地方,形成人工湿地。在绿地规划中,风景园林规划者应该根据风景园林建设的面积,规划绿地的面积,使风景园林的土地利用率最大化,增加风景园林的储水量。

5.案例分析——美国西雅图High Point住宅区

美国西雅图High Point住宅区的重建引入了低影响土地开发LID的多项措施(如植草沟、雨水花园、调蓄水池等),创造性的将这些海绵设施与小区景观和开放空间相结合,并模拟自然水文过程,将自然净化和处理后的雨水排入城市河流,保证了河流生态环境,保护了生物栖息地。

除了美国西雅图High point住宅区外,国外海绵城市实践案例还有:英国贝丁顿零能耗生态社区、美国波特兰雨水花园、NE Siskiyou绿色街道、美国波特兰市塔博尔山中学雨水花园、韩国首尔清溪川等,这些成功案例都是海绵城市理论在风景园林规划的典型案例。

6.结语

大量资料表明,为了深度贯彻我国的可持续发展计划,在风景园林的设计中,政府应该给予海绵城市里技术更多的研究资金,加深海绵城市理论在风景园林建设规划中的应用程度,加强我国风景园林的规划创新能力,缩短我国与国外海绵城市技术的差距,加强水资源的循环使用程度,提升我国的生态城市建设水平,促进人与自然之间的和谐发展关系。

参考文献:

[1]Yuzva,K. and M. Zimmermann,Introduction:Toward the Resilient City. 2012.

[2]郭华与任国柱,弹性城市目标下都市农业多功能性研究. 工程研究-跨学科视野中的工程,2012. 4(1):第49-56页.

[3]宋琳琳,海绵城市理论及其在风景园林规划中的应用_宋琳琳. 现代园艺,2018(08).

[4]刘波,提出“海绵城市”概念,in 2012低碳城市与区域发展科技论坛2012.

[5]胡颍铨,中国海绵城市规划建设发展趋势,in 2018(第十三届)城市发展与规划大会2018:中国江苏苏州. 第 5页.

[6]福建泛亚远景环境设计工程有限公司,滨海?福腾花园 海绵城市系统设计,2018.

生态弹性:Holling把城市生态弹性定义为:城市生态系统在重新组织且形成新的结构和过程之前,所能化解变化的程度。

本研究选取微观层面的海绵城市理念在住宅区风景园林规划的应用。

论文作者:罗宇龙

论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期

论文发表时间:2019/5/21

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