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關鍵詞:海綿城市;理念;規劃
海綿城市,下雨時吸水,干旱時放水,自主調節城市干濕度。較為官方正式的海綿城市概念是指全新的城市雨澇管理概念,是城市適應環境變化、應對雨澇災害的一種城市建設方式。
1海綿城市的優勢
(1)滲、排:通過透水鋪裝、下洼式綠地、滲渠等滲透措施可以使部分雨水滲入城市地下,補充城市地區的地下水資源,有效緩解城市地下水位下降的問題,提高城市的地下水位。(2)蓄、滯:在城市缺水問題突出的情況下,可以通過雨水罐、蓄水池蓄積部分清潔雨水。同時,通過建造調蓄池和雨水花園還可以滯留部分雨水,減少峰值流量,緩解排水管道的壓力,減少城市內澇問題和控制溢流污染。(3)凈、用:貯存下來的雨水可以用于城市綠化和澆灑道路,從而在一定程度上緩解城市缺水問題。通過合理的凈化措施凈化貯存的雨水后,還可以將雨水用于沖廁、洗車等,從而減少自來水的用量,進一步緩解了城市缺水問題。
2海綿城市規劃原則
2.1以實際出發為原則
對于每一個城市建設來講,都有著屬于自己地域和環境的特點,而海綿城市理念的提出,需要依靠于城市建設的先天環境問題,在相關的規定中也明確了實現海綿城市建設需要結合當地的實際情況,例如城市的經濟狀況、當地的水環境、雨水資源等問題都是需要考慮的因素。
2.2生態優先安全為重原則
生態優先是海綿城市建設當中最為重要的基本原則,也就意味著建設海綿城市就要時刻以當地的生態問題作為重點考慮的對象,安全為重不僅僅意味著水資源的保護問題,最為重要的是海綿城市建設需要得到一定的安全保障,在構建海綿城市的基礎上要加強城市基礎設施的保護。
2.3規范化建設原則
任何一個項目的建設都需要依據科學合理的規范化目標與方案,對于現代城市建設來講,海綿城市的建設需要依靠于一個完整的城市規劃方案,設計的方案不僅要著眼于生態與建設的平衡,還要根據當地的水文和水利的數據進行分析,針對海綿城市建設中的各項功能或設施所起到的作用以及將來會面臨的問題都要考慮其中,例如建造的費用、是否與城市經濟發展保持平衡、維護問題等等。
3海綿城市規劃方法
3.1水系濕地規劃
水系濕地作為城市的凈化器對城市環境保護、氣候調節、生態平衡有著重要作用。(1)劃定限建區和禁建區,通過法制等強制手段劃分藍線和綠線,讓這些天然海綿體保持良好的調洪能力以及海綿吞吐能力。(2)修復自然生態,通過淤泥疏浚、生態砌岸、水植物培育等來修復綠色生態系統。但要注意重建設的同時更要重管理,充分發揮自然與人工水系濕地的蓄水、補水、凈水作用,建設海綿城市,保護生態環境,減少旱澇災害,造福城市居民。(3)生態走廊的構建,有利于海綿城市發展的生態走廊,例如河流、水渠和植物等,并通過生態走廊來加強多個生態板塊之間的聯系,形成系統性的生態海綿體;另一方面也使得生態環境形成必須的網絡和通道,方便搜集和利用雨水。
3.2城市道路
現如今城市道路越建越寬廣、越建越氣派、越建越堅實,但不可忽視的是這些道路并不滲水,甚至嚴重阻礙雨水的排泄,造成城市內澇。因此城市道路在建設中應該注意完善下水道系統,牢固井蓋安全,充分利用透水透氣材料建設城市交通道路,減少旱澇災害,真正實現海綿城市的建設。近年來,深圳市開始大力提倡完善城市下水管道系統,建立完善的小水管道體系,減少城市內澇,充分利用雨水,緩解城市用水緊張等問題。
3.3地塊內部
作為城市建設必不可少的一部分,地塊內部的規劃在海綿城市的建設中也發揮著重要作用。地塊規劃應根據城市的實際情況,有的放矢,合理安排每一部分用地。建設海綿城市,就要注重綠化、園林、濕地、湖泊等方面的建設,因此在建設過程中,在保證城市正常有序運行的基礎上,應把此部分作為重點建設對象,實現合理規劃海綿城市。
關鍵詞:給排水O施;道路硬化;水資源利用
一、海綿城市的重要性
改革開放以來,隨著我國經濟技術的穩步提升,以及城市化進度逐漸加速,在鄉鎮向城市發展的進程中由于惡劣極端天氣增多所引起一系列的城市內澇、雨水徑流污染和給排水系統突發性崩潰等問題不斷加劇,很大程度上導致了國民經濟財產損失甚至人員傷亡;另外,做為世界上水資源短缺國家之一,我國水資源嚴重匱乏的問題日益突顯,更加迫切地需要成熟的技術和根為合理科學的規劃設計來解決這些“疑難雜癥”。
當前實施的城市化建設發展模式使得城市中不透水地面(下墊面)面積不斷擴大,不僅導致將于后地面雨水徑流量累積增加,突遇暴雨等強降雨天氣時使得城市排水系統超負荷工作;而且降雨后的雨水徑流由于排放不暢更容易受到污染,進入自然水體后會造成更大的危害。更重要的問題還有雨水的重復利用率低,大部分降水經排水系統直接排放,雨水未得到很好的利用,由此折射出我國現行的“以排為主”的城市雨水排放方式早已不適用于當下亟待解決的水資源短缺以及雨洪資源宏觀調控不足這兩大難題。在這些因素共同作用下,雨洪管理逐漸趨向于最大限度地實現雨水的積存、滲透和凈化以促進雨水資源的綜合利用和生態環境保護,而且進一步引伸出涵蓋以上方面的新興發展方向即“海綿城市”的推廣與建設。
海綿是一種多孔材料,具有良好的水分性質和力學性質:水分性質主要有吸水、持水和釋水等;力學性質則體現為壓縮、恢復形變和回彈等。由海綿的特殊性質可進一步引出“海綿城市”的概念:海綿城市是新興的城市雨洪管理模式,是指城市在適應環境變化及應對雨水帶來的自然災害等方面具有較好的“彈性”,降雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,有供求時將這部分水釋放并加以利用,讓水在城市中的歉意活動更加“自然”。海綿城市的給排水系統可以很好地應付將于重現期從大到小的各類降雨,使城市既免于發生內澇,也能夠科學高效地綜合利用雨洪資源,建立良好的水文生態環境。
2014年12月31日在多次提出“建設海綿城市”的大環境下,我國有關部門下發了關于“海綿城市建設試點工作”的通知,首批共試點30個城市,為海綿城市主體工程的給排水系統建設首當其沖,進一步加快解決城市洪澇災害及水資源嚴重短缺等問題。目前城市給排水系統中遺留的嚴重問題主要有以下幾點。
二、給排水系統構建問題及措施
1、給排水構筑物設施老舊,管網系統改造建設周期冗長
城市化進程的不斷加快,導致城鎮的建筑使用面積進一步擴大,為了拓展人們的居住空間,城市內的高樓大廈屢見不鮮。這在促進城市經濟發展,提高人民生活水平的同時,也縮小了給排水設施的使用面積。導致給排水設施的維修與修建需要投入大量的人力物力,建設周期長,對工程周圍居民的正常學習生活帶來不利的影響,同時,也會對城市交通帶來擁堵。然而,城市的發展離不開基礎設施的建設,城鎮的巨大用水量對于日漸老化的給排水設施帶來了沉重的負擔。
2、對于地下的空間規劃不合理
給排水等基礎設施的建設一般對于地下空間的使用頻率較高,然而相比于地面建設,地下的管網建設和規劃由于消耗的時間和經濟成本過高,容易被相關部門忽略。導致了地下管網建設的規劃不合理,各種線路交錯,對于相關設施的維修與檢修帶來了極為不利的影響。這種情況一方面為城市的規劃建設加大了難度;另一方面,對于城市用水用電安全帶來了隱患。
3、雨洪資源未得到充分利用
現代化社會的進程加快,促進了城市規劃建設的發展,城鎮中的道路為了加強交通系統的建設,保證城市車輛的正常運行,大部分都鋪設水泥或瀝青等硬化材料。城市路面的硬化范圍擴大對于積水的下滲有著極為不利的影響,尤其在部分季節性降雨量過高的地區,經常會出現積水超過地面十幾甚至幾十厘米,淹沒車輛和建筑用房的現象出現。由于水循環過程受到阻礙,還會出現地下徑流水量不足的情況,對于雨洪資源的利用不足,這使得城市的基礎設施建設發展不全面,城市經濟的發展遇到了嚴重挑戰。
4、對于短歷時強降雨天氣承受力弱
溫室效應是全球面臨的一個巨大問題,由此引發的氣候反常變化造成了地域性極端天氣頻發,其中較短歷時的強降雨天氣發生概率不斷增大,由于其具有高強度和不定時的特點,通常會形成局部地區短時、大流量的地面徑流,因為現有城市排水系統承受能力有限,往往在類似極端天氣發生是出現排流不暢的現象,使得雨水無法及時排走,導致極易發生城市內澇和水質污染,嚴重威脅居民人身安全和財產安全。針對海綿城市建設中給排水系統存在的問題,要著手從其規劃設計的角度出發進行根本解決。
其一,要以城市總體規劃和未來發展為基礎,結合城市生產生活總的供排水量對給排水系統進行設計,全面考慮泵站及管線的供排水穩定性、安全可靠性和防洪、防澇等對自然災害的應對能力,確保合理規劃和科學建設。
其二,由于我國對海綿城市概念的引入及實踐應用較晚,無論從技術層面還是相關規章制度上均處于初期發展階段,依托于海綿城市體系下的給排水系統優化理念和技術較為欠缺,因此要鼓勵大膽開拓不斷創新,對專業技術及施工領域進行深入研究,在汲取國外更為成熟的思想和技術手段的同時善于總結國內目前的實踐經驗,以求找到適合我國海綿城市發展的給排水系統正確構建方式。
其三,國家要提倡和推行試點工程,以一部分經濟技術條件較為完善的城市做為項目依托,在遵循海綿城市建設規范和保證與城市基礎設施建設的協調發展條件下對城市已有的給排水系統進行改造和更新,總結雨洪管理利用的實踐經驗,為進一步推進更大范圍的海綿城市建設奠定夯實的基礎。
結語:海綿城市的給排水建設對于城市提高水資源的利用率,增強對于旱澇災害的抵御能力,促進城市建設的快速發展,提高對于環境的適應能力等方面有著極為重要的作用。為此海綿城市應將建設合理高效的給排水設施作為發展城市建設的重要環節,加深現代化技術在城市基礎設施建設中的應用程度,根據海綿城市的發展特點,加快城市的現代化建設。
參考文獻:
現代城市的建筑面積在逐漸擴大,綠地的面積越來越少,因而城市的蓄水功能也變得越來越差,一旦遇到強降雨則會極易出現“水城”現象。基于此,本文就對海綿城市的相關概述、景觀設計中構建海綿城市的具體原則進行了簡要的闡述,并就簡單的案例對海綿城市在城市園林設計中具體應用進行了簡要的分析,以期實現城市的旱澇平衡。
【關鍵詞】
景觀設計;構建海綿城市;應用分析
1引言
“海綿城市”設計的目標即為要求城市整體在應對環境的變化或者遭受自然災害(特別是面對干旱以及洪澇災害)時具有較好彈性,當雨量較大時,能夠有效的進行吸水、滲水以及儲水,而當處于干旱時,則能夠有效的釋放水源。顯而易見,這樣的城市設計理念對生態原則進行了優先的考慮,并且有效的將自然途徑跟人工途徑結合在一起,在保證城市排水防澇安全的前提下,最大限度的積存、滲透了城市區域內的雨水,并且能夠起到一定的凈水作用,使得雨水資源得到了很好的利用。
2海綿城市的相關概述
有句俗語:“時間就像海綿里的水,只要愿意擠總會有的。”這不難說明海綿城市的相關概念其實跟海綿有著密不可分的關聯,即海綿具有較強的吸水性,能夠吸附的水分較多,而海綿城市的概念也是如此。近年來,城市建設腳步的不斷加快,城市建筑空間越來越多,草木以及花園的空間則越來越少,使得城市的蓄水功能逐漸下降,而在城市建設中,在景觀設計中要注重運用海綿城市的理念,從而有效提高城市的蓄水能力。在景觀設計中,運用到海綿城市時,務必要包含有“海綿體”,其不但包含河湖這樣蓄水池,同時也涵蓋了城市配套設施,比如綠地、花園,或是可滲透地面。雨水從海綿體往下滲漏,可以起到滯蓄、精華以及回收功效,剩下水資源通過不同的渠道外排,促進城市排水系統建設更好的發揮功效。
3景觀設計中構建海綿城市應遵循的原則
3.1整體規劃原則
建設海綿城市時,務必要從整體布局出發,為了有效的發揮建設項目的作用,務必要做好前期的規劃設計工作,對于城市的雨水系統要充分的了解。在實際工作中,應落實海綿城市建設、低影響開發雨水系統構建的內容,本著先規劃后建設的原則,充分的將規劃的科學性以及權威性展現出來,充分發揮出規劃的控制以及引領的作用。
3.2生態優先原則
海綿城市的理論可以說是依賴生態性而得以實現的。在開發建設城市時,應將河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等較為敏感的水生態區,優先納入自然排水系統,有效確保雨水能夠自然的積存、自然的滲透以及凈化,實現水的循環利用,使得水生態系統的自然修復能力有所提高,對城市良好的生態功能進行維護。
3.3安全防范原則
所謂的減少人工的干預并不是指放棄人工蓄、排水措施,需從對人民生命財產安全以及社會經濟安全保護的角度出發,對工程以及非工程措施進行綜合的應用,從而使得低影響開發設施的建設質量以及管理水平有所提高,將安全隱患消除,使得城市的防災減災的能力有所增強,確保城市的水安全。
3.4因地制宜
由于我國的地域遼闊,地面的環境也十分的復雜,不同地域氣候條件相差較大,所以,確定低影響開發的控制目標以及指標時,要按照當地的自然地理條件、水文地質特點、水資源稟賦狀況、降雨規律、水環境保護與內澇防治要求等,科學規劃布局和選用下沉式綠地、植草溝、雨水濕地、透水鋪裝、多功能調蓄等低影響開發設施及其組合系統。
3.5統籌建設
盡管“海綿城市”的理論出現的時間較長,然而在具體的建筑層面其還屬于一種新的事物,所以地方政府的建設要與中央總體規劃保持統籌一致。在各類建設項目中嚴格落實各層級相關規劃中確定的低影響開發控制目標、指標和技術要求,統籌建設。低影響開發設施應與建設項目的主體工程同時規劃設計、同時施工、同時投入使用。
4海綿城市在城市園林設計中的總體規劃
城市總體規劃(含分區規劃)應結合所在地區的實際情況,開展低影響開發的相關專題研究,在綠地率、水域面積率等相關指標基礎上,增加年徑流總量控制率等指標,納入城市總體規劃。
4.1工程案例
某工程部分建筑屋頂采用綠色屋頂,不僅美觀,而且可以有效削減徑流雨水,對城市內澇災害防控和徑流污染控制具有積極作用。停車場應用草格鋪砌,廣場應用透水磚鋪砌,可有效下滲雨水。停車場和廣場周圍綠地部分采用下沉式綠地和雨水花園,停車場和廣場超滲徑流雨水可流入其周圍的下沉式綠地和雨水花園內下滲。綠地應用了下沉式綠地、植草溝、雨水花園等低影響開發設施。這些設施的建設不但可以有效控制地表徑流,而且還能消納周圍部分硬質地面徑流雨水,效果顯著。
4.2海綿城市在構建景觀設計中的的具體應用
4.2.1保護水生態敏感區
應將河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區納入城市規劃區中的非建設用地(禁建區、限建區)范圍,劃定城市藍線,并與低影響開發雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統相銜接。
4.2.2集約開發利用土地
合理確定城市空間增長邊界和城市規模,防止城市無序化蔓延,提倡集約型開發模式,保障城市生態空間。
4.2.3合理控制不透水面積
合理設定不同性質用地的綠地率、透水鋪裝率等指標,防止土地大面積硬化。
4.2.4合理控制地表徑流
根據地形和匯水分區特點,合理確定雨水排水分區和排水出路,保護和修復自然徑流通道,延長匯流路徑,優先采用雨水花園、濕塘、雨水濕地等低影響開發設施控制徑流雨水。
4.2.5明確低影響開發策略和重點建設區域
應根據城市的水文地質條件、用地性質、功能布局及近遠期發展目標,綜合經濟發展水平等其他因素提出城市低影響開發策略及重點建設區域,并明確重點建設區域的年徑流總量控制率目標
4.3城市綠地系統專項規劃
城市綠地是建設海綿城市、構建低影響開發雨水系統的重要場地。城市綠地系統規劃應明確低影響開發控制目標,在滿足綠地生態、景觀、游憩和其他基本功能的前提下,合理地預留或創造空間條件,對綠地自身及周邊硬化區域的徑流進行滲透、調蓄、凈化,并與城市雨水管渠系統、超標雨水徑流排放系統相銜接,要點如下:
4.3.1提出不同類型綠地的低影響開發控制目標和指標
根據綠地的類型和特點,明確公園綠地、附屬綠地、生產綠地、防護綠地等各類綠地低影響開發規劃建設目標、控制指標(如下沉式綠地率及其下沉深度等)和適用的低影響開發設施類型。
4.3.2合理確定城市綠地系統低影響開發設施的規模和布局
應統籌水生態敏感區、生態空間和綠地空間布局,落實低影響開發設施的規模和布局,充分發揮綠地的滲透、調蓄和凈化功能。
4.3.3城市綠地應與周邊匯水區域有效銜接
在明確周邊匯水區域匯入水量,提出預處理、溢流銜接等保障措施的基礎上,通過平面布局、地形控制、土壤改良等多種方式,將低影響開發設施融入到綠地規劃設計中,盡量滿足周邊雨水匯入綠地進行調蓄的要求。
4.3.4應符合園林植物種植及園林綠化養護管理技術要求
可通過合理設置綠地下沉深度和溢流口、局部換土或改良增強土壤滲透性能、選擇適宜鄉土植物和耐淹植物等方法,避免植物受到長時間浸泡而影響正常生長,影響景觀效果。
4.3.5合理設置預處理設施
徑流污染較為嚴重的地區,可采用初期雨水棄流、沉淀、截污等預處理措施,在徑流雨水進入綠地前將部分污染物進行截流凈化。
4.3.6充分利用多功能調蓄設施調控排放徑流雨水
有條件地區可因地制宜規劃布局占地面積較大的低影響開發設施,如濕塘、雨水濕地等,通過多功能調蓄的方式,對較大重現期的降雨進行調蓄排放。
5結語
總而言之,我國已經進入了城市化發展的快速階段,“海綿城市”理念與跟我國可持續發展戰略的方針相符,在緩解城市內澇、干旱等問題方面發揮著重要作用,為了促進新型城市的建設,務必要對此開展統一的規劃、建設。
作者:王玉艷 單位:中方縣規劃設計室
參考文獻
[1]徐靜.現代海綿城市概念于景觀設計中的運用探究[J].建筑工程技術與設計,2015(31):12.
關鍵詞:風景園林;生態城市發展建設;海綿城市
中圖分類號:TU984
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)07-0077-05
1 引言
生態城市是在城市發展的基礎上,依托于城市建設而不斷發展的人文生態系統。發展標準并不是一成不變的,隨著生態技術發展,生態城市將會被注入更加科學化、多樣化的內涵和標準。生態城市不僅反映了人類謀求自身發展的意愿,也反映了人類對人與自然關系認識的提高[1]。而城市景觀的發展與居民生活息息相關,生態城市建設除了提供良好的生態環境以外,對城市的資源、經濟、居民生活質量發展具有重要意義。
2 城市水問題
2.1 城市排水存在的問題
水是區域生態過程規劃中重要的環節,直接決定生態規劃格局的生態因子[1]。海綿城市建設是生態城市水環境資源利用方面的新型發展理念,傳統城市建設模式雨洪管理中存在一些問題:①主要依靠硬性設施來外排徑流雨水,增加了市政雨水管網及水體容納排澇設施壓力。②降雨初期,沒有經過植物層的凈化,大量污染物隨雨水入河,影響城市水環境質量。同時雨水大量流失,浪費了大量水資源。③排不出水,但實際又缺水的矛盾。
2.2 傳統城市給排水存在的局限性
近年來,我國大中城市頻繁出現逢雨必澇、地下水補給不足、炎熱干旱等痼疾,對城市居民生活形成惡劣的影響。提起內澇、城市看海、地下水供給不足等問題,人們都會認為是下水道設計不夠好,或者是過于陳舊。其實一個重要的原因是由于城市發展速度過快,原本可以滲透雨水的水溝、綠地全部被硬質化了,變成了房屋、停車場、道路,雨水無處可去,就形成了積水。傳統城市雨洪管理模式的建設目標是實現城市雨水徑流的快速排放,避免城市雨洪問題干擾正常的城市秩序、影響人居生活。因此,不再出現“城中看海”(圖1)這種問題,不僅僅需要的是大修城市地下管道這些事情,還需要一種在澇時能吸收水,在干旱炎熱時又能吐出水的“海綿城市”,這也與生態城市的發展方向相契合。
3 海綿城市理念與生態城市發展建設的關系
海綿城市發展體系通過結合生態城市總體規劃,控制徑流總量,逐步構建并完善低影響開發雨水系統,其中以城市綠地系統為主要載體構建海綿城市體系,不僅便于應用低影響開發雨水系統的技術措施,也有助于實現生態城市建設中低影響開發雨水系統的建設目標。在規劃階段生態城市綠地系統與海綿城市體系可相互指導,但兩者的結構布局存在差異。海綿城市發展體系的規劃強調城市綠地系統對雨水徑流量、峰值流量與徑流污染的控制能力,進而對城市綠地的建設提出了更高的要求(圖2)。生態城市綠地布局、規模與建設情況也會反過來影響海綿城市體系的規劃,兩者在規劃階段相互指導。
由于海綿城市體系在用地范圍的布局上不只限于城市建設用地范圍,而是站在更大的維度上來處理城市雨洪問題。海綿城市體系的結構分布解決存在雨水徑流與雨水污染問題的區域,均衡了城市中雨水難排的情況。針對局部地段的少量雨水徑流,海綿城市體系可通過建設“雨水花園”控制雨水徑流。針對大面積的城市易澇區,海綿城市體系可通過建設“暴雨花園”實現控制雨水峰值流量、削弱污染的雙重目標。對于城市已建成區,海綿城市體系的布局以點狀、線狀為主,從多個角度結合軟化改造、而不是在城區大改大造,相對更多樣化、全面化。
4 海綿城市建設概述
4.1 概念和構建原則
4.1.1 概念
海綿城市在澇時能吸收水,在旱時炎熱時又能吐出水,并對水體進行綠色凈化。從源頭植物層開始到末端的全過程控制雨水系統。相對之前的舊模式,自然滲透和自然凈化,需要時再將儲存的水釋放并加以利用,是構建海綿城市的切入點,水循環收集與釋放更是一種綠色可持續的雨水排放模式(圖3)。
4.1.2 基本原則
低影響開發雨水系統構建的基本原則是生態優先、規劃引領、安全為重、因地制宜、統籌建設[2]。要真正地落實這一基本原則,要把更多問題考慮進來。包括城市基礎設施安全運行和生態城市水安全的問題,水文條件各地區差異性,和各方案的可實施性和操作性。不同地區可根據自身的水文條件、水安全要求、水資源的不同狀況,從實際出發確定符合自身需要的生態海綿城市的發展路線。
4.2 建設海綿城市的指導思想
4.2.1 轉變城市建設的觀念
建設海綿城市,首先要轉變傳統的觀念。在傳統城市建設模式中,城市道路逐漸被硬化,雨水無處可去。排水功能主要依靠管道這些“灰色”硬質設施,以“快儲快排”為主要理念,往往造成逢雨必澇,無雨就旱的極端局面。而現在海綿城市的建設理念則要求讓城市回歸自然,強調優先利用雨水花園、屋頂綠化、植草溝這些軟質綠色的低影響設施來儲存雨水,以慢排儲存,先利用綠色植物的源頭設施對雨水進行調蓄凈化和回收利用,最后在利用了雨水資源的同時也解決了城市雨澇的問題。
4.2.2 對城市中建設的“海綿體”進行改造
生態城市發展下,對城市中建設的海綿體進行改造主要途徑有3個方面:保護城市原有的生態系統;生態修復和恢復;低影響開發[3]。首先,保護原有生態系統,不受現代開發活動的影響和破壞,例如城市公園、大型濕地、原有的河流、湖泊、濕地等。其次,在生態修復方面,對已經受到破壞的“海綿體”,應運用綜合手段逐步慢慢地進行修復,使其水文特征和生態功能逐步得以恢復。再著,通過生物滯留帶、下沉式綠地、雨水花園、屋頂綠化、垂直綠化、透水鋪裝等低影響技術措施,加強雨水儲存。以城市建筑、道路、綠地、廣場等建設為載體擴大綠化規模,設置包括垂直綠化在內的多種綠化形式,通過構建生態廊道來保護城市生態多樣性,改善城市的生態環境[4,5],為改善生物生存環境和水資源調控提供必要的生態通道;通過建設人工濕地等措施來修復水生態環境,濕地一直都有“城市之腎”的美稱,生態城市建設人工濕地,對保護城市水系統生態環境有著至關重要的作用。
5 建設海綿城市的具體措施
5.1 雨水花園
雨水花園是自然或人工后天挖掘的下沉式綠地,收集匯合雨水把雨水儲存起來(圖4)。通過雨水花園中的植物和沙石過濾層分解儲存使雨水得到凈化。慢慢滲入土壤,涵養地下水水源,或進行中水利用之后,達到補給景觀綠化用水、廁所用水等的用水標準。雨水花園利用植物、土壤層滲透凈化雨水、過濾雨水雜質,可改善小環境,緩解城市“熱島效應”,為鳥類、蜜蜂等動物提供食物和棲息地,給人以新的親近大自然的感受。
最表層是植物層,第一層也稱蓄水層。表層植物可通過光合作用,吸收利用氮、磷等物質,植物根系對污染物質,特別是重金屬的攔截和吸附作用,選擇根系發達、莖葉繁茂、凈化能力強的植物再深層的覆蓋層和種植土壤層,可滯留削減洪峰流量、減少雨水排放,凈化水源。可過濾雜質和涵養水源,以導致雨水過濾到砂層和礫石層通過穿孔管收集水源。
5.2 生態滯留帶
生態滯留帶是一塊活的“海綿體”,表現形式為條形或者長條形,雨水篦子換成豁口導入植物中,減慢雨水流動速度,把雨水儲存起來,成為活的“海綿體”(圖5)。生態滯留帶在植物的選擇上應優先選用本土植物,選用耐澇又可抗旱的植物。本土植物能更好地適應當地的氣候和水土,打造更好的生態滯留帶景觀。
5.3 綠色屋頂
綠色屋頂是指建筑屋頂的部分或全部作為綠化的一種改造景觀措施。由植物部分、植物生長基質部分以及屋頂防水結構層一起所組成的一種景觀屋頂形式(圖6)。綠色屋頂在雨水控制上,在建筑屋頂的源頭上來減少雨水徑流總量、削減洪峰流量。增加屋頂雨水停滯時間,降低屋頂雨水徑流流速,以及凈化屋頂雨水水質。綠色屋頂還可減少建筑制冷、降低制熱能源消耗。
5.4 垂直綠化
垂直綠化,綠化范圍是指對建筑物外表面及室內垂直方向上的建筑豎向綠化(圖7)。作為一種裝飾實用技術,附屬在建筑主體之上,需要融合于周圍的環境,不僅僅是植物彼此生長間融洽,更要做到與周邊的環境相融合,最重要的是能豐富生態城市的自然景觀,完善整個城市的生態系統。
雖然垂直綠化成為建設海綿城市不可或缺的重要部分不能計入綠地率等經濟技術指標中,但是毋庸置疑的是對整個生態城市發展建設和景觀綠化構成呼應效果。據北京市園林科學研究所觀測推算,綠化覆蓋率達30%時,氣溫可下降8%;綠化覆蓋率達40%時,氣溫可下降10%。同時太陽福射經過植物后,60%~80%會被植物所吸收,這樣就削弱了熱源的作用,從而使周邊溫度降低3~8 ℃。與此同時,在相對濕度為47%~53%時,人體最為舒適,當處于干燥環境中時,植物葉子還具有蒸騰作用能夠增加其周圍的濕度。數據可以表明在全球氣候變暖的今天,垂直綠化也有降溫增濕的作用,另外對空氣環境影響而言,也起到了通風防風,凈化空氣的效果。
5.5 透水鋪裝的應用
現我國城市市場的硬質地面材料常見主要分為:砌塊磚、水泥路、植草磚和塑膠地面等(表1)。
現在我國的城市人行道使用的透水鋪裝以透水磚為主(圖8),透水地面由于滲透蒸發能力強,在下雨天可以將雨水滲透到土壤層,防止路面徑流緩減市政排水的壓力;天晴時蒸發作用可以降溫,改善路面上方的微氣候,對于緩減城市熱島效應有明顯的作用。塑膠橡膠多用于游憩和兒童場地,但不好維護,有一定吸水性(圖9)。所以在實際使用時透水面磚是一種生態的,有利于生態的鋪裝材料(表2)。6 海綿城市理念對于生態城市發展建設的意義
6.1 社會意義
6.1.1 經濟性、生態性
老舊城區改造面臨空間改造條件有限、改造難度大等問題。相比建設大型地下雨水儲蓄池、大規模改造雨水管道等硬性灰色方案,設置改造軟性的海綿設施不妨為更好的方法。在改造設計中,可通過兩個大方面進行改造。一是原有的老舊建筑雨水管斷接技術,集中貯存雨水,將雨水管線接入周邊城市綠地中,也可利用小區已有內部的花壇、綠地、雨水池等建筑設施空間布置雨水花園、生態滯留帶;二是城市道路可結合城市道路綠化帶、樹池、花池等綠化空間,布置成生態樹池、生態停車場等低影響開發設施,有效地對老城區雨水管理加以蓄、留、滲、排等。
6.1.2 海綿城市建設對于減少城市內澇也有明顯改善
通過海綿城市的建設,能很大程度上減輕城市防洪排澇的壓力,將防、排、蓄、滲、滯等措施合理地結合起來。有利于減少城市洪澇災害的發生,城市生態水系統需要海綿城市的措施加以解決,維護城市居民安定的生態生活環境。可減少雨水滲透的時間,緩解雨水的壓力,補給地下水,有效減輕城市內澇。
6.1.3 海綿城市的建設可改善城市水資源短缺的問題
經濟發展越來越快,我國城鎮化的速度也越來越快,隨著城市人口不斷增多,城鎮化水平的不斷提高,許多城市水資源匱乏的問題日益突出。通過海綿城市建設,為實現自然生態雨水收集的有效再利用,在很大程度上緩解城市用水資源難、排水難的壓力。
6.2 經濟意義
海綿城市建設跟以往不同偏向重視對已有的對天然水系保護利用,減少了巨大的管道改造工程量,減少工程資金投入,提高了經濟效益。另外還減少了城市水災發生的可能性,以及避免水災所帶來的城市經濟損失。建設的海綿城市建設的儲水設施與城市已有的生態景觀、綠地、景觀水體緊密結合,豐富完善城市生態系統。成本相對管道的修理與改建較低,還能大大減少城市水環境污染治理維修費用,降低城市內澇所帶來的損失。
6.3 生態意義
建設海綿城市應用有利于城市生態環境的發展與建設。海綿城市強調增加綠地,多進行的是軟化改造,降低城市地面的硬化比例,對硬質地面材料也有相應要求。有研究表明,城市越來越多的地面硬化,第一時間直接阻斷了雨水補給地下水的途徑,讓雨水白白流失了,實際上又是缺水的,使地下水水位難以回升越來越低。軟化改造還可以增加城市綠色空間,改善人居環境,提高綠地率,促進城市生態建設。
7 結語
我國提出的海d城市體系主要參考了美、德等國的雨洪管理理論研究與實踐經驗,和近年來我國頻繁出現的城中看海的現象。在海綿城市理念指導下的生態城市建設不僅可以滿足城市綠地的生態環境發展、游憩娛樂、文化教育、環境美化等基本功能,同時還可以有效地輔助城市水利設施處理城市雨洪問題,發揮出生態城市中綠地系統更大的潛力。生態城市的構建也會反過來影響海綿城市體系的規劃,使海綿城市體系的結構布局更為合理、構建過程更為流暢、作用效果更為明顯。海綿城市體系的構建不要求大改大建,更多的是一種軟化的改造手段,以最小的資金投入取得最佳的建設結果。生態城市綠地系統雖可作為海綿城市體系的重要載體,但是由于海綿城市體系對城市雨水管渠系統具有較強的依賴性。 隨著生態城市建設的發展,也會探索出更多合適的海綿城市建設手段和新的發展方向。
參考文獻:
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關鍵詞:海綿城市;濕地景觀;設計原則;設計措施
隨著城市化進程的加快,城市環境問題越來越嚴重,城市的生態系統變得越來越脆弱,特別是瀕江近海的城市。此類型城市由于地理位置、基礎設施等條件,在暴雨季節容易出現城市“內澇”現象。為了城市的可持續發展,必須加強城市濕地景觀的生態設計,將城市打造成為“海綿城市”。
濕地是蓄水防洪的天然屏障, 在生態環境和生物多樣性保護上有著巨大作用。濕地景觀是城市景觀組成的一部分,近年來,一直提倡生態設計,如何進行生態設計并達到保護環境的作用,已經成為瀕江近海城市發展考慮的重大問題之一。“海綿城市”的提出,為城市濕地景觀的生態設計提供了思路。“海綿城市”是一種新型的城市概念,其在城市濕地景觀生態設計中的應用,適合于當前提倡的低碳經濟和生態環境建設需求。
1 “海綿城市”及其核心思想
在城市化不斷推進的過程中,城市建設速度迅猛,瀝青、混凝土類的硬質材料覆蓋城市地表上,使城市的水循環系統遭到一定程度破壞,無法利用自然力量控制地表徑流。而人工排水設施根本不能承受暴雨帶來的巨大洪峰,造成城市出現“內澇”現象,危及人們的財產和人身安全。為了很好地解決這一問題,在2012年提出“海綿城市”概念,突出強調城市排水系統設計優先考慮自然力量,并把有限的雨水資源存蓄下來,建立一套完善的水循環系統,將城市打造成為具有自然滲透、自然存蓄、自然凈化功能的新型城市,實現對水資源的合理利用,推動城市可持續發展。
“海綿城市”是指城市像海綿一樣具有很好的彈性,對地下水、自然雨水及地表徑流等起到良好的吸納、滲透、存蓄、過濾、凈化作用,保護城市水環境,緩解城市生態危機。南京市瀕江近海,城市生態環境脆弱,為解決“內澇”問題,有效利用雨洪,應朝著“海綿城市”方向發展。濕地在城市有蓄水防洪、保護水資源、控制地表徑流等作用,其景觀設計理應納入城市整體水循環系統中。因此,南京市濕地景觀設計可融入“海綿城市”核心思想,將城市濕地景觀與城市水循環系統相結合,積極建設“海綿城市”。
2 “海綿城市”優勢在城市濕地景觀設計中的體現
在城市濕地景觀設計中引用“海綿城市”理念,有助于實現城市建設與自然生態之間的和諧,推進城市可持續發展。
2.1 設計原則
2.1.1 防洪原則。濕地景觀設計:一方面具有景觀功能,滿足人們休閑娛樂的需求;另一方面要具有一定的防洪能力。夏季強降雨后,有效吸納雨洪,避免雨洪危及城市安全。
2.1.2 空間層次性原則。空間層次設計是否合理,對景觀的效果有著重大影響,城市濕地景觀設計中要特別注意垂直方向的景觀設計,如根據地形變化設計植物種類高度,使垂直景觀看起來更立體、更豐富。
2.1.3 生態原則。設計濕地景觀時,利用生態理念,盡可能地不破壞自然景觀,最大程度地保護當地環境,利用自然資源建設濕地景觀。
2.1.4 完整性原則。為了營造良好的景觀效果,城市濕地景觀設計要注重點、面、線的合理配置,將城市濕地與城市水環境結合起來,互相協調,形成一個相對比較完整的城市水循環系統。
2.2 設計措施
2.2.1 水陸消落區域景觀設計。城市濕地中的水面與陸地交界處屬于水陸消落區域,承擔著重要的生態功能。在很多城市濕地景觀設計中,為了預防水流沖刷駁岸,該區域經常用混凝土砌筑定型,一定程度上降低了濕地的過濾、滲透、凈化等作用,影響濕地景觀的一致性。南京市濕地景觀設計應避免采用這樣的處理方式,盡量采用地介入的設計手法,將濕地原有基質土壤保留下來,作為水面與陸地的自然過渡區域,并根據該區域原來的形狀、生物分布設計水岸的形態、生物景觀,充分保留原生態駁岸的自然形態,不進行硬化造地。對于易被沖刷和土質疏松的駁岸,在不破壞原形態的基礎上,用卵石、片石等硬質材料做加固處理,形成自然護岸,防止駁岸水土流失。
2.2.2 水循環系統設計。水循環系統是城市濕地的重要組成部分,具有吸納、蓄水等重要功能。在濕地水循環系統建立上,要把濕地景觀與城市中的自然江河、自然水道等結合起來,使濕地打造成為具有水資源調節和運輸能力的“綠色海綿”。一般情況下,城市濕地地勢低洼,有自然水渠、水蕩等集水單元。設計濕地水循環系統時,可以充分利用這些自然的水渠、水蕩、低洼,如將低洼區域改造成為草灘綠地,把水渠改造成為水道,與南京周圍的江河相通,形成互通的內外水循環系統,為城市濕地公園帶來活力。特別是這種設計充分利用了自然力量,到了雨季,雨水集中于水道之中,隨著水道流向江河,有效緩解了城市雨洪壓力,以免出現城市“內澇”現象。
2.2.3 濕地植物配置。植物在城市濕地景觀中屬于視覺要素,既有美化環境的作用,又有防止水土流失、凈化水質的功能。為了體現出“海綿城市”的優勢,提高濕地景觀的視覺效果,應科學合理的配置濕地植物。城市濕地植物配置采用“保育為主、增補為輔的”理念,也就是保留當地原有的優質本土植物,并根據美學需求適當增加一些新的植物種類,多種植物通過優化配置完美地融于一體,形成豐富的植物景觀效果。水生植物是城市濕地景觀的重要組成部分,其配置的優劣程度直接影響濕地的景觀效果。水生植物的配置,以濕地水體的形態、功能、位置、水位以及水生植物的特性等為依據,按照因地制宜的原則選取適宜的水生植物,例如,蘆葦、燈芯草、睡蓮、金魚草等。比如,淺水區域適合種植燈芯草、香蒲等植物;岸邊或深水區域適合種植蘆葦等植物;岸邊淺水區域適合種植睡蓮等植物,浮在水面上,起到凈化水體的作用;水底適合種植金魚草等,搖曳的姿態透過清澈的河水傳遞出來,美不勝收。
除了水生植物外,還應注重城市濕地公園內的陸生植物配置工作。陸生植物種類的選擇遵守上文提及的防洪原則、空間層次性原則、生態原則、完整性原則,根據南京當地的氣候條件、土壤條件、生物種類等情況選擇適合的植被,盡量營造具有空間層次感的植物景觀環境,提高濕地公園景觀效果。特別是為了打造“海綿城市”,應種植一些灌木樹種,固化土壤,防止地表雨水徑流帶走過多的土壤,造成水土流失。
3 結語
綜上所述,城市濕地景觀是城市的一個子系統,承擔著蓄水防洪、美化城市、控制徑流污染、保護環境、維護生物多樣性等多種職責,是城市生態環境不可缺少的重要組成部分。在提倡低碳經濟的當下,可以選取城市中適宜的場所作為濕地公園建設地,基于“海綿城市”進行濕地景觀優化設計,讓濕地公園與周邊環境相聯系,有效利用自然力量進行雨洪管理,實現雨洪資源化,讓城市形成良好的吸納、滲透、存蓄、過濾、凈化等功能,為“海綿城市”建設與發展創造了有力條件。
參考文獻
1 宋蕓.海綿城市概念在城市濱水景觀設計中的應用[J].現代園藝,2016(2)