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摘要:据不完全统计,我国在2011年因为内涝灾害所形成的经济损失达到4000亿元,且这几年的经济损失在不断增加,城市所受到的雨水灾害问题也在不断增多。从本质原因看,这些病害问题发生的根源是城市建设改变了地下水的分布和径流特点,表现出来的现象是,城市的排水设施无法匹配突发性的连续降雨。上述问题使得城市水生态和水资源管理面临诸多压力,导致水资源无法有效的利用。目前,城市可持续发展的理念不断被关注,可持续智慧城市的基本理念是:城市对雨水的排泄、净化和重新利用等能力不断提升,使得城市不仅能够有效面对突发性的降雨气候,还能够将这些水资源充分利用回收,形成可循环可持续性系统。
关键词:海绵城市;不同设计;侧重点
1国内水环境现状与海绵城市建设的必要性
随着我国城镇化建设的不断推进,城市自然生态面临着严峻的失衡。原本自然的生态环境中,雨水经过一系列的下渗、漫流、净化、存蓄、蒸发,维持着天然的水量平衡与自净生态优势。而传统型的城市开发建设,存在下垫面硬化、坑塘被填占、市政设施排水能力低等弊端,这些都导致雨水下渗量锐减、地表存蓄量降低、外排量增大但抗内涝风险能力低。同时,铺装区域存在着机油、垃圾等多重污染物,降雨时随雨水冲刷进入排水管网进而进入下游水系,导致水环境质量下降。随着人口增长及生活水平的提高,水资源消耗量亦呈几何速度增长,而传统型城市开发建设模式,不能很好地留住雨水,造成了这一天然淡水资源的极大浪费。因此,为了改变现状,各地方均需快速建立海绵城市设计与建设体系,充分发挥其渗、滞、蓄、净、用、排的核心理念优势,将场地开发后的水文环境还原至开发前的水平,以期城市能够像海绵一样,在降雨时渗水、蓄水、净水,在需要时又可将吸收的水资源释放出来并加以利用,使城市在适应环境变化和应对自然灾害方面均具备良好的弹性。
2海绵城市在城市规划领域中的应用
在城市总体规划的大层面中,海绵城市应更多地关注宏观体系架构及区域之间的协调统一。首先,应对地区原有的生态体系进行梳理,再结合各区域不同建设用地类型建设的必要性进行分析。当规划城市建设用地位于城市功能及城市空间架构的重要组成位置且对生态环境影响不大时,可优先考虑城市建设用地的设置。当规划城市建设用地位于生态系统的核心位置或者生态敏感性较高的区域时,侵占后会对自然环境产生不可逆的影响,则应最大限度地保留现状的河湖林绿等生态敏感区,将规划城市建设用地转移至其他区域,以确保生态系统的完整性。另外,应充分利用现有低洼地、河流湖泊等,作为大区域整体的调蓄空间,为城市防涝做出贡献;充分利用现有的林地、湿地等作为水源涵养空间,提高水系自身净化能力及水环境承载力水平;对于由于早期城市建设破坏了的生态要素,应就地还原或依据城市建设条件运用生态的手段进行相应修复,使得区域整体维持一定水平的生态空间比例。另外,在规划阶段,海绵城市设计工作的另一侧重点即为总控制目标的制定及指标体系的构建。
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3海绵城市在景观详细设计领域中的应用
城市绿地与公园等存在着天然的海绵优势,但其同样也存在一定的劣势。优势在于,通常公园、绿化景观类项目,本身就是服务于城市居民,对景观效果及休闲舒适度有着较高的要求,这就使得其用地本身就会存在大量的绿地、湖体等天然的海绵体,这类天然的海绵体均具备强大的渗透能力以及局部集中储存雨水、降低排水峰值的多重作用。劣势在于,该类具备较多天然海绵体的区域,在上位规划阶段通常会被给予更多的指标分配要求,即在年径流总控制量不变的基础上,该类区域会分配得到比城市年径流总量控制率更高的目标值,达到大于85%甚至90%以上的年径流总量控制率要求。而公园或者绿地类地面类型的径流系数通常为0.15~0.2,因此,要将该类用地的年径流总量控制率提高,就必须在原海绵体的基础上进一步合理地选择低影响开发设施并结合景观布局进行设置。在低影响开发设施的选择方面,应优先选择湿塘、湿地等单体规模较大的LID设施,并优先结合区域绿地的布局一同设置,这样可使绿地下渗满负荷后的雨水就近输入LID设施内:(1)缩短地表径流的流通路径;(2)降低雨水二次污染的概率。由于公园或绿地等用地绿化面积较大,日常对于绿化浇灌的养护要求较高,水量也较一般的原生植被需水量大。因此,集中设施雨水蓄水模块及配套净化回用设施是非常必要的,其不仅可削峰减排还可提高水资源的利用率,充分利用自然环境中的淡水资源。
4海绵城市在建筑与小区详细设计领域中的应用
建筑与小区类项目的共同特征是用户使用时间较长,或用于居住或用于办公、商业等。由于功能性的要求,绿化、道路、广场、建筑的建设较分散,用地分割较零碎,不便于较大规模的集中型的海绵设施的建设。因此,在进行该类项目的海绵城市设计时,应优先综合多种小型低影响开发设施的设置,如下凹式绿地、绿色屋顶、透水铺装等。该类设施的设置较灵活,对占地面积要求较小,可结合主专业方案设计时的平面进行布置。虽然其单个设施对于年径流总量控制率的达标贡献率较低,但通过多点密布、系统串联的设计方式,可使得区域形成一个有机的海绵体,达到集成效益。
5海绵城市的设计理念与发展方向
5.1海绵城市的设计理念
传统城市建设中对于径流雨水和地下给排水管线等布置缺乏系统性和合理性,往往仅从实用角度出发而缺乏全局观念,这些设计可以满足原有城市发展的需求,但当城市化进程加快,越来越多的人员和资源汇集在城市中,城市各种供给设施都面临很大的压力,这使得在连续性强降雨天气情况下,排水管线不能及时地疏解地面雨水,这对市民的生产和生活将产生不可忽略的影响;此外,由于雨水无法及时排泄,雨水在地表流动过程中形成浑浊物流入河流中,这对原本的纯净水源产生很大的污染,从而影响市民生活健康。海绵城市的理念就是基于可持续城市对上述问题进行有效的解决,实现从源头到末端的全程雨水控制。
5.2海绵城市的发展方向
在现代化城市发展的进程下,互联网、物联网、传感网络、云计算等理念不断发展,工业化时代也逐渐转入信息化时代,充分利用各种信息进行特征分析和资源整合,例如市民生活、环保需求、生产服务等,从而做出快速智能反应,为城市更美好提供高效率和高质量的方式,未来海绵城市的发展将充分融入这些信息化方法。具体而言,融合信息化的海绵城市,其发展过程是:首先,采用各类传感设备对城市的各类信息和数据进行监测;其次,采用互联网技术和移动通信技术,对实时监测数据进行传输分析;再则,通过大数据分析和云计算等手段,对数据进行过滤和分析,从而给出各种问题的智能化解决方法;最后,基于上述分析和评估,对结果进行反馈分析并改进系统。
6结论
海绵城市的建设不是一蹴而就,也不是单一层面的工作。只有清晰地了解海绵城市的核心理念,并做到从城市规划到详细设计的纵向轴线,以及不同类型建设项目的横向轴线贯穿始终,合理平衡各阶段及各领域的不同重点,才能做到有的放矢,将海绵效益发挥到极致,为城市的生态及可持续发展做出更大的贡献。
参考文献
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论文作者:何福春
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/22
标签:城市论文; 海绵论文; 径流论文; 雨水论文; 设施论文; 区域论文; 城市建设论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;