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海绵城市就字面含义来说,表示城市像海绵一样,在降雨过程中收集雨水,或者是净化与渗透雨水,有效填补地下水短缺问题,对城市水循环系统进行调节,在遇到长时间干旱过程中,进而确保城市对水资源需求。近几年,我国部分城市在长时间强降雨天气中出现洪涝灾害,例如陕西省榆林市在2017年由于频繁降雨,进而城市出现洪涝灾害,同时造成交通道路中断,城市交通受到影响,部分房屋被淹,民众遭受严重经济损失,甚至还导致人员失踪。所以,对城市雨水系统进行改造,满足城市改造工程对前期造价管理规定,探究海绵城市改造工程造价控制关键因素就显得尤为重要,能够按照海绵城市改造工程施工进度做出针对调整,有助于海绵城市改造工程顺利开展。工程造价控制属于要求较高工作,尤其是专业、技术与国家政策层面上,控制效果对海绵城市改造工程投资效果与社会效益具有显著影响。做好工程造价控制工作,能够有效节约投资成本,并且还能够有效实现海绵城市改造工程经济效益最大化,具有良好社会效益与经济效益。工程造价控制工程体现在海绵城市改造工程各个环节上,同时受到众多因素影响。因此,工程造价在海面城市改造工程各阶段所呈现的状态不同,提高对海绵城市改造工程造价控制动态性,规避海绵城市改造工程施工与后期造价出现大幅度改动。和传统造价控制模式相比较,对海绵城市改造工程造价控制关键因素进行研究,和实际情况更加吻合。所以,对海绵城市改造工程前期工程造价控制关键因素控制,对后期海绵城市改造工程造价控制具有关键作用。
2海绵城市改造工程造价控制的关键因素
2.1海绵城市改造工程特殊性。与其他类型改造工程相比较,该改造工程在落实上必须与海绵城市特点相结合。除此之外,通过人工和自然的结合、生态措施和工程措施的结合、地上和地下的结合,可以解决城市内涝问题,还可以解决水体黑臭的问题,还可以调节微气候、改善水生态等等。因此,海绵城市改造工程建设不是一个单纯的目标,而是一个综合的目标,是城市发展理念和建设方式的转型。2.2海绵城市改造工程控制性。施工控制属于海绵城市改造工程控制主要影响因素。海绵城市改造工程在施工内,高品质施工控制可以有效控制改造工程施工成本,整体控制水平,直接影响工程造价。要是控制水平过低,改造工程成本也会增加,造成工程造价表现出各种各样问题。2.3海绵城市改造工程信息性。海绵城市改造工程中,信息具有显著影响。当前,改造工程造价结构十分繁琐,市场内材料工具等相关信息呈现出随时变化,难以获得第一手相关信息。海绵城市改造工程施工内,改造工程信息也会出现转变,这些因素都会对海绵城市改造工程造价造成影响。
3海绵城市改造工程前期造价控制的措施
城镇化的快速发展带动了经济持续增长,促进了社会全面进步,同时也带来了严重的暴雨积涝灾害。从古至今,暴雨积涝灾害一直是人类难以解决的问题。
近几年,中国的暴雨洪涝灾害愈发严重:“20XX年7月12日,哈尔滨多处上演‘水漫金山’”、“2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,导致严重内涝”、“2011年6月18日,到武汉看海”、“2008年深圳6.13特大暴雨”……数量之多,不胜枚举,这些新闻无不说明暴雨洪涝已成为长城内外、大江南北大多城市的通病。暴雨积涝灾害对城市水利、农业、交通、工业等方面造成的直接经济损失不可估量,同时通过人口死亡、疫病爆发等问题给社会带来了巨大的冲击,造成的自然资源减少、环境污染和生态退化程度更是难以估计。
造成城市暴雨积涝灾害的原因主要有气候和城市建设两方面的原因。从气候角度来说,由于全球气候变暖,水循环产生变化,降雨时空分布不均,导致城市出现暴雨积涝灾害;从城市建设角度来说,主要是城市建筑和硬化面积过大,植被覆盖率过低或者遭到破坏,城市的吸水、存水能力差,其次是排水设施的排水能力不足、重建轻管。
目前,城市针对暴雨积涝灾害采取的工程性措施主要有修建蓄水池、增加排水泵站、加大排水管径、在线蓄水等,这些措施需要占用大量的城市地下空间,投资大,维护困难,废弃后无法回收利用,会产生大量固体废弃物,对环境造成二次污染。其他措施如增加绿化面积也会引起城市用地紧张等问题,浪费城市空间资源。
二、国内外相关研究应用现状
LID技术于1990年末发源于美国马里兰州的王子县、西雅图和波特兰,是由马里兰州环境资源署首次提出。之后经过20多年的发展,LID在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等地广泛应用。在美国,LID设施的应用还形成了绿色道路、绿色社区等理论和方法;在澳大利亚,LID的应用称为水敏感城市设计;在英国,LID技术应用于城市排水系统,形成了可持续城市排雨水系统;在加拿大,LID和场地设计相结合,形成最优场地设计、保护性设计等;在新西兰的应用称为低影响城市设计与开发。
随着对国内雨水问题的重视,雨水方面的研究和应用也逐渐多起来,LID在国内已有10年的研究和实践,于2012年形成了“海绵城市”.
2012年4月中国北京大学在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中首次提出“海绵城市”一词。住房和城乡建设部于20XX年2月17日发表的《住房和城乡建设部城市建设司20XX年工作要点》中首次提出海绵城市的概念,20XX年10月,住房和城乡建设部出台了《海绵城市建设技术指南》。
2017年4月2日,国家财政部、住房城乡建设部、水利部宣布了海绵城市建设试点:西咸新区、武汉、重庆、贵安新区、遂宁、南宁、常德、鹤壁、济南、萍乡、厦门、池州、嘉兴、镇江、白城、迁安16个城市。
三、研究目标及意义
鉴于传统城市普遍存在的暴雨积涝灾害和道路排水问题,而国内的海绵城市和LID发展和研究较为薄弱,因此,对于海绵城市理念下的城市道路进行系统化设计研究很有必要。本研究主要通过对国内外已有研究成果的整理与分析,探讨海绵城市与LID、海绵城市道路与LID的关系,采用文献调研的方法系统地对城市道路进行了LID设施的选择及其组合优化设计;针对案例进行实地调查,探讨LID在海绵城市道路中如何应用。
论文的研究目标是建立海绵城市理念下的城市道路系统设计的基本理论框架,研究其具体的设计方案和技术。
论文的研究意义:为海绵城市理念下的城市道路系统设计提供借鉴和参考,对解决城市雨水问题有一定的现实意义。
四、研究内容
论文的研究内容主要有三个方面:
1)研究海绵城市理念下的城市道路系统,分析其与LID的关系及对LID设施的选择。
2)构建海绵城市理念下的城市道路系统规划和设计的完整体系,从路网规划和道路设计两个层面进行具体研究。其中,道路设计重点研究停车场和广场的LID设施组合优化设计,道路与红线外用地衔接中重点研究建筑、小区的优化设计。
3)将研究的设计理论成果应用于商洛城市道路系统,并通过SWMM模型进行模拟评价。
五、提纲
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 城市暴雨积涝灾害频发
1.1.2 传统城市道路排水存在的问题
1.1.3 LID与海绵城市理念的提出
1.2 相关理论的概念
1.2.1 海绵城市概念
1.2.2 LID概念
1.3 国内外相关研究应用现状
1.3.1 国外研究应用现状
1.3.2 国内研究应用现状
1.3.3 国内外研究现状的不足
1.4 研究目标、意义、内容和方法
1.4.1 研究目标及意义
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究方法
1.5 论文创新点和技术路线
1.5.1 论文创新点
1.5.2 技术路线
第2章 海绵城市与LID
2.1 海绵城市与LID概述
2.1.1 海绵城市-LID
2.1.2 海绵城市与相关理论的联系与区别
2.2 海绵城市与LID
2.2.1 海绵城市与LID的关系
2.2.2 LID设施的选择原则
2.3 海绵城市道路系统与LID
2.3.1 海绵城市道路系统
2.3.2 海绵城市道路系统与LID的关系
2.3.3 LID技术设施选择
2.4 本章小结
第3章 海绵城市道路系统规划与设计体系
3.1 海绵城市道路系统规划与设计体系框架
3.2 海绵城市路网规划
3.2.1 影响因素
3.2.2 规划思路
3.2.3 规划原则
3.3 海绵城市道路设计思路
3.3.1 海绵城市道路设计思路
3.3.2 海绵城市道路设计注意事项
3.4 本章小结
第4章 基于LID的海绵城市道路设计
4.1 海绵城市道路与传统城市道路的区别
4.2 海绵城市道路的LID设施组合优化设计
4.2.1 机动车道和公交专用道
4.2.2 非机动车道和人行道
4.2.3 路缘石、雨水。和路肩边沟
4.2.4 道路绿带
4.2.5 停车场
4.2.6 广场
4.2.7 高架桥、立交桥
4.3 海绵城市道路与红线外用地的衔接设计
4.3.1 道路与建筑、小区衔接优化设计
4.3.2 道路与城市绿地衔接设计
4.3.3 道路与城市水系衔接设计
4.4 海绵城市道路横断面布置型式设计
4.4.1 单幅路
4.4.2 两幅路
4.4.3 三幅路
4.4.4 四幅路
4.4.5 特殊形式断面
4.5 本章小结
第5章 商洛市海绵城市道路系统设计应用研究
5.1 商洛市概况分析
5.2 海绵城市路网规划
5.2.1 商洛市现状路网分析及存在问题研究
5.2.2 商洛市排洪防涝、水系和绿地现状及存在问题
5.2.3 商洛市海绵城市路网规划
5.3 海绵城市道路设计
5.3.1 商鞅大道地理位置
5.3.2 商鞅大道现状分析
5.3.3 基于LID的商鞅大道横断面设计
5.3.4 商鞅大道公共停车场设计
5.3.5 丹江立交平面设计
5.3.6 商鞅大道综合设计
5.4 商鞅大道设计效果模拟评价
5.4.1 SWMM模型介绍
5.4.2 获取基本数据
5.4.3 开发前场地模拟
5.4.4 传统城市道路模拟
5.4.5 海绵城市道路模拟
5.4.6 三种情景模拟结果分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足和展望
参考文献
致谢
六、研究方法
论文釆用的研究方法有:文献调研法、实地调查法、SWMM模型法等。
1)文献调研法论文通过对国内外文献的调研、对SEA Street等案例的研究,总结LID设施在城市道路中的应用情况。
2)实地调查法论文通过实地调查收集商洛市的路网、道路、绿地系统、水系、降雨等相关资料,为海绵城市理论的实例研究做铺垫。
3)SWMM模型法论文采用SWMM模型对城市道路设计后的雨水径流控制效果进行了评价。
七、进度安排
20XX年11月01日-11月07日 论文选题、
20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料,填写《任务书》
20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料,撰写开题报告
20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告
20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿,上交指导老师
20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订
20XX年03月21日-04月10日 论文答辩
八、参考文献
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中图分类号:X321 文献标识码:A DOI:10.13719/14-1279/tu.2016.04.106
0引言
海绵城市,顾名思义就是像海绵一样的城市,下雨时吸水,干旱时放水,自主调节城市干湿度。较为官方正式的海绵城市概念是指全新的城市雨涝管理概念,是城市适应环境变化、应对雨涝灾害的一种城市建设方式。其机理是下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,干旱时将存蓄的水释放、利用。现如今国家已将这一理念在一些城市试行,以期取得良好成效。相关专家学者也已深入探讨、研究、践行这一设想模式。
1海绵城市建设理念的提出
1.1适应现代化的城市建设
现代化的城市建设,高楼林立、柏油马路四通八达,使城市绿地面积逐渐减少,渗水能力严重下降,越来越多的雨水资源流入城市下水道,浪费水资源。而海绵城市概念的提出正是针对这一情况,更多地利用城市中的江河湖泊、绿地植被,甚至一些新研发的蜂窝型大孔渗水地砖来吸收渗透大自然的雨水,防止城市病———由降水的不确定性引起的旱涝灾害的发生。
1.2维护城市生态环境平衡
地球是我们赖以生存的家园,随着城市的飞速发展,汽车尾气的排放、工业污水的排放,城市生态环境遭到严重破坏,作为城市的一员、海绵城市的建设者,维护城市生态平衡刻不容缓。而海绵城市建设正是通过建设水系湿地、绿地广场、城市道路、地块内部消化等方式来发挥其作用,而这些措施便于维护城市生态环境平衡。
1.3充分利用自然水资源
之前有一个令人印象深刻的公益广告———大自然的最后一滴水将是人的眼泪,可见水资源对于人类的重要意义。以往的城市模式,雨水多数是通过井盖等雨水收集设施流入城市下水管道,干净清澈的大自然之水直接流入地下雨水管无疑是对珍贵水资源的最大浪费。更重要的是,对于一些沿海城市受季风影响,夏季强降水甚至台风、风暴很容易引发城市内涝、山体滑坡、泥石流等灾害,对当地经济乃至人们的生命财产安全造成了严重威胁。所以建设海绵城市有利于充分利用水资源,减轻人民生命财产安全损失。基于上面提到的三种情况,海绵城市的建设必将对缓解城市“旱涝”灾害,减轻城市热岛效应,促进城市化进程起到巨大作用。
2海绵城市建设理念中的关键技术
海绵城市的建设理念日益成熟但是涉及到实际技术水平与效果仍需时间的检验,其关键技术主要包括:水系湿地、绿地广场、城市道路、地块内部消化等四个方面,以下做详细介绍。
2.1水系湿地
水系湿地作为城市的净化器对城市环境保护、气候调节、生态平衡有着重要作用。水系是流域内所有江河湖泊等各种水体组成的水网系统,其调节蓄水作用与河流长度、流向、水系状况与流域范围、支流数量及其形态、河网形状密度等有直接关系。而湿地是指天然或人工等形成的沼泽地等带有静止或流动水体的浅水区域,与海洋、森林共同构成全球三大生态系统,由此可见其在海绵城市建设中的重要作用。现在越来越多的城市开始兴建人工湖,无论是公园还是小区,建设形状造型优美,水质清凉的人工湖或者人工环水水带用来净化环境,增强城市蓄水排水能力。笔者认为相关部门的湿地水系建设经验日趋丰富,关于试点城市的湿地水系建设其技术较为成熟,但要注意重建设的同时更要重管理,充分发挥自然与人工水系湿地的蓄水、补水、净水作用,建设海绵城市,保护生态环境,减少旱涝灾害,造福城市居民。
2.2绿地广场
绿地是城市规划中的专业术语,全称为城市绿地,是指城市专门为改善生态、保护环境,为居民提供的游憩场地和美化景观所用的绿地。绿地广场实则为城市中的街心花园,其中植被众多,利用光合作用有效吸收二氧化碳放出氧气,为缓解城市热岛效应做出重大贡献。随着城市化的发展,许多城市建设街心花园、广场绿地等基础设施,在美化环境,服务群众的同时,也起到了强大的涵养水源的功能,下雨时吸水,干旱时蒸发放水。近年来,城市建设利用公园绿地作为“蓄水池”,由繁茂的植被吸收涵养城市降水中的多余水分,再经阳光照射植被中水分蒸发,形成小水珠在天空凝结成云,最终降落城市,实现生态水循环。为建设新兴海绵城市,绿地广场的建设也迫在眉睫,植被的种植与培养依靠城市中有经验的园林工作者。值得一提的是,新型蜂窝状渗水地砖的出现,使城市公园小路既摆脱了雨雪天气泥土道路的泥泞不堪,又快速有效将雨水通过地砖渗透到地砖下的泥土中,蓄存水分,在城市绿地中的小路可以大量利用这种材料来实现绿地的海绵作用。
2.3城市道路
交通在一定程度上决定着城市的兴衰,四通八达的城市道路交通使商业交往更为便利,这势必会带动整个城市的经济发展。现如今城市道路越建越宽广、越建越气派、越建越坚实,但是不可忽视的是这些道路并不渗水,甚至严重阻碍雨水的排泄,造成城市内涝。因此城市道路在建设中应该注意完善下水道系统,牢固井盖安全,充分利用透水透气材料建设城市交通道路,减少旱涝灾害,真正实现海绵城市的建设。我所生活的城市近年来就开始大力提倡完善城市下水管道系统,建立完善的小水管道体系,减少城市内涝,充分利用雨水,缓解城市用水紧张等问题。
2.4地块内部
作为城市建设必不可少的一部分,地块内部的规划在海绵城市的建设与实行中也发挥着重要作用。地块规划应根据城市的实际情况,有的放矢,合理安排每一部分用地。若建设海绵城市,就要注重绿化、园林、湿地、湖泊等方面的建设,因此在建设过程中,在保证城市正常有序运行的基础上应把此部分作为重点建设对象,实现对海绵城市的合理规划。比如,城市里要合理规划土地使用情况,分配好建筑用地、绿化用地、湿地湖泊在城市中所占的比重,合理规划才能更好地发挥涵养水源的作用,真正使城市发展得更为美好。
3结语
海绵城市是随着时展变化所产生的新兴的城市形态,也是新型城市理念,其发展顺应保护自然、维持生态平衡的发展观念,在未来将会进行更广泛地推广。无论是水系湿地还是绿地广场,亦或是城市道路、地块内部规划,这些都是海绵城市应具备的硬件设施。我们要做的就是掌握海绵城市建设技术、利用海绵城市建设政策,更好地为城市居民服务,为人民造福,建设我们独一无二的资源节约型、环境友好型社会。
参考文献:
中图分类号:S26文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18016203
1引言
中国是水资源严重匮乏的国家之一,水资源人均占有量不足世界人均水平的1/3。近年来,随着城市化进程的不断加快,水资源短缺和污染问题在城市发展过程当中尤为突出。在城市生态系统中,某些城市存在城市供水不足,城市建设用水安全等问题,而有些城市的工业污水也造成城市生态系统恶化,生活用水得不到保障[2]。因此,合理有效地利用水资源,缓解城市用水压力,优化水资源利用、排放、净化模式就成为社会各界广泛关注和研究的重点问题。基于此,本文就针对海绵城市建设过程对雨水的处理利用问题进行分析,并提出一些合理化意见和建议[3]。
2海绵城市的内涵
海绵城市是指在城市发展建设过程中,充分发挥道路、城市水系、建筑以及绿地等设施对雨水的吸收、渗透、储存、净化和缓解作用,控制雨水径流,如同“海绵”一样,对于环境的变化和突发的自然灾害等方面具有良好的适应性,也就是“弹性”。“海绵城市”一词的提出是在新时期下,为了缓解和解决我国飞速发展的城市化与脆弱的城市水体矛盾而提出的,“渗、蓄、滞、用、排”五位一体,落实:“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的原则。
海绵城市的发展理念在国外提出较早,主要思想是解决城市雨水问题,它包括:低影响开发(LID)、最佳管理措施(BMP)、绿色基础设施(GI),相关理论研究的目的是有效控制农村以及城市的面状污染源\[3、4\],随后逐渐发展成为控制降雨径流量和水质的生态可持续的综合性措施。而其中又以低影响开发理论为核心,即基于生态文明和景观建设为主的雨水管理方法,主要是在一定的区域内利用软工程技术,通过植被自身的特点实现就地处理降水,直接减少地表雨水径流量[5]。也就是说从源头控制雨水径流,其具体的方法包括建设雨水花园、绿色屋顶、城市下凹绿地等设施;发挥城市绿地、道路、建筑对雨水的吸收、蓄存和缓释作用,有效改善城市内涝,削减地表径流,改善城市的生态环境[6]。
3海绵城市建设过程中应注意的主要问题相对于国外而言,我国海绵城市建设起步较晚,目前处于试点阶段[7]。但“海绵城市”的发展理念已成为新型城市价值转型的重要标志以及实现人与自然和谐共处的必经之路。正因为如此,在其发展过程中应该注意以下几个问题。
3.1海绵城市的建设要以保护城市生态系统为前提
雨水降落到地表以后,经过截留、渗透、调蓄形成地表雨水径流,最后流入汇渠。其中,渗透过程和地表雨水径流管理是核心问题,其影响因素为地表植被土壤和地面坡度大小。在提出海绵城市建设理念之前,城市规划考虑更多的是用地功能,对于雨水主要考虑的是排泄,即地下管网基础设施建设,而对于路面建设等,则是人为地割裂了雨水与地下的天然联系。在城市开发过程当中不透水的硬质路面会导致径流系数增加\[8、9\],通常情况下,林地的径流系数约为0.1~0.2,农田地的径流系数为0.5~0.6,城市的径流系数一般为0.9~1.0。因此,降水到达地表后难以下渗,形成了地表径流,造成了城市内涝。海绵城市就是克服了以往的不足,将雨水利用的几个基本功能综合起来进行考虑[10]。不过,在海绵城市建设过程中,对雨水的截留和调蓄设施是建设重点,在建设过程中,应充分尊重自然环境变化规律,最大限度地保护城市生态系统[11]。
3.2海绵城市建设应充分认识南北方自然环境差异
南北方城市建设差异较大,在进行海绵城市建设的过程当中,需结合城市的地理环境因素,具体情况具体分析。从宏观建设角度出发,南北方城市开发的着重点有所不同。对于北方城市来说,降雨量小,蒸发量大,如何存蓄更多的降水、并能及时地加以再利用是关键问题[10]。而南方城市因降雨量较大,河流、湖泊众多,排洪量远小于降水积蓄量,造成了地表径流,容易诱发城市内涝。因此,在进行海绵城市建设过程中应该因地制宜,选择合适的建设方案[12]。
3.3做好基础性研究和合理规划论证工作
对当地生态环境、城建分区应该注重基础性的研究和合理规划,这样才能使海绵城市建设具有系统性、基础性的准备,也会让海绵城市建设适应当地的自然环境和社会发展的需要。很多城市都将海绵城市的建设纳入城市基础设施建设的范畴之内,但是,如果海绵城市的规划不合理,将会导致城市功能区混乱,绿色海绵设施之间无法协调,丧失了海绵的“弹性”功能。如果对当地自然地理概况缺乏全面研究的话,更会使绿色海绵设施无法充分解决城市水体问题,严重的会使海绵城市建设徒劳一场。
4建议和对策
4.1大力提高城市的植被覆盖率
海绵城市的建设过程中,应大力提高城市的植被覆盖率。基本原则是城市生态建设和自然力的复原 \[8,11\]。而传统的城市发展理念强调城市的经济职能和社会职能,以“坚固耐用、经济美观”为原则,忽视了城市水体涵养功能和生态环境的作用,在建设中偏离了正确的发展模式。例如,硬质的街道不利于雨水的下渗,不合理的沟渠开发,城市河道缩减,对湖泊等水体围填侵占等。因此,建设海绵城市就需要增加绿化面积,从环境保护入手,改善城市生态系统[15]。地表绿化是对降水的就地直接吸纳,这是发挥城市“海绵”功能的最重要的一步。海绵城市的建设不仅仅是一个工程问题,更是一个环境问题。从工程学的角度来看,工程手段可以提高对降水的利用率,而从城市生态环境保护的角度出发,才能从开发战略、指导思想上彻底转变思路,把海绵城市的建设当作永久性的,战略性的事业去发展\[15、16\],总体来说就是要保证城市绿地的覆盖面积并使其得以有效保护,例如江苏省城区用地规划就充分考虑了这些特点。
4.2重视地理环境要素,将蓄水和雨水再利用作为重点针对南北方差异问题:在北方进行城市基础设施建设时,应将蓄水、降水再利用作为开发的重点。例如哈尔滨群力雨洪公园,就合理地解决了雨水的收集、调蓄、排泄,不仅合理利用了雨水资源,而且较好地解决了水污染问题。通过简单的挖方和填方,缓解低洼地积水问题,实现高地与低地相结合,高地种植旱生植被、低地建设鱼塘并种植喜湿植被,建设新颖的农业景观\[17,18\],缓解雨洪压力。此外,公园四周建造大小不一的水坑,收集城市降水,经过自然汇集、过滤后在低洼地汇聚供给鱼类饲养,将多余降水转移到调蓄地区,尤其是城市污水,在向异地转移过程中实现过滤和汇集来解决城市水污染问题\[18,19\],建立发达的地下管渠,实现蓄水地区与城市之间水体的自由调动。
对于南方城市建设而言,由于降水较多,应采用降水就地吸纳的方式,如贵州六盘水明湖湿地公园的建设理念就是典型代表,其核心是通过减缓城市排水速度来实现“海绵性”,传统的城市排水排洪工程主要以快速排水为主,而新型海绵城市的建设打破了这一束缚,明湖湿地公园位于市区内,通过恢复水城河两岸的植被减少地表径流,增加水体中的氧气含量。种植各种植物,促使富营养化的水体被生物吸收,缓解城市水体污染,同时,建立梯田式湿地\[20,21\],有效的减缓地表径流、削减洪峰、调节季节性降雨和城区空气质量\[22,23\]。
4.3加强海绵城市建设的基础性研究,完善相关政策
在海绵城市的建设之初,要对该城市自然地理概况做出分析,如城市地貌特征、降水量、地下水水情、地质概况等,这也是海绵城市建设的基础工作,具有海绵效应的城市绿色设施,如对绿色屋顶、冠层截流、绿色街道、生态沟、雨水花园、蓄水池等建设做到心中有数。
在保障措施上,首先要制定相关的规章,出台相应的指导意见,引导各地区建设符合本地区的具有可操作性的建设方案,并将海绵城市建设纳入法律体系,通过法律来保证海绵城市建设的落实和维护\[15,24\]。转变城市发展的观念,将城市发展和自然融为一体,划分合理的城市功能,实现城市建筑、排水、水利工程等多方面的衔接\[25,26\]。
5结语
本文主要阐述了海绵城市的概况、提出背景以及国内外发展现状。探讨在进行海绵城市建设过程当中应该注意的几个问问题,这些问题是不同角度、不同的发展阶段对海绵城市建设的基本要求。影响海绵城市发展的问题主要为自然环境因素,明确自然环境与基础设施建设之间的相互关系,可以促进海绵城市的发展,实现人与自然的和谐共处。
参考文献:
[1]陈献, 尤庆国, 张瑞美,等. 试论我国城市雨洪资源综合利用[J]. 水利发展研究,2016(3):3~7.
[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(3):7~10.
Practice of Sponge City Construction Idea in Landscape Architecture
Zhou Li-jun
(East China Architectural Design and Research Institute LimitedShanghai200041)
【Abstract】With the improvement of people's living standards and aesthetic taste, as well as green, the concept of ecological development increasingly popular people, more and more people began to pay attention to the living environment, the pursuit of harmony between man and nature. This also made a better request for urban landscape design. Sponge city in the urban landscape design due to a number of factors led to the development of design behind the development of the city, the need for its reform. "Sponge city" is a low-impact development of the rainwater system, integrated a new generation of urban rainwater management concept, its protection in the region under the premise of natural water ecological balance, can break the urbanization and resource and environmental problems, Natural harmony symbiosis. In the process of urban landscape design and construction, the integration and application of sponge theory will enhance the function and function of landscape, so that it can achieve the goal of rainwater resources recycling and ecological environment protection while beautifying the city.
【Key words】Sponge city;Landscape
随着城市的发展及新型城镇化的不断推进,自然生态平衡日渐被破坏,城市存水、净水能力持续降低,导致地表径流量增加、地下水污染及水位降低、洪涝灾害频发、河流水系生态恶化等问题。例如,近年来很多城市在汛期,都出现了“逢雨必涝”、“城内看海”的痼疾,极大地影响了城市的可持续发展。近几年,在不断探索和研究的过程中,相关人士提出了海绵城市(sponge city)的概念,并在城市园林景观设计中积极融入海绵城市概念,取得了良好的经济效益与生态效益。
1. 海绵城市的概念
澳大利亚研究者最早提出“海d城市”理论,如今,国外已经建成了比较完善的“海绵城市”系统(如图1),实现了绿色水循环和良好的雨洪管理。我国在2013年提出建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市,采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,将70%的降雨就地消纳和利用,从而最大程度地保护自然水文循环,增强城市应对环境变化与自然灾害的能力,实现内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等目标。
2. 海绵城市的建设规划
2.1原则。
(1)安全原则。
海绵城市应该与城市防洪排涝的标准相互结合,构建一个安全的城市雨水控制系统,以提高城市雨洪管理能力,确保城市供水、用水安全和水生态平衡。
(2)生态原则。
在规划和建设海绵城市时,要充分考虑保护城市生态安全,比如公园、绿地、湖泊、河流、沟渠等海绵体,要优先使用自然系统进行“渗、滞、蓄、净、用、排”,从而有效保护和修复生态环境。
(3)因地制宜原则。
要根据不同地区的地质、水文条件,分析影响水资源开发与控制的因素,并因地制宜的去选用影响因子比较低的开发设施或系统。
(4)统筹建设原则。
海绵城市的建造需要多个部门、多个专业协调去运作,并做到分工负责,遵照同设计、同施工、同投产使用的原则,确定影响因子低的因素,统筹规划。
2.2海绵城市的规划目标。
(1)提高雨水利用。海绵城市通过集蓄和渗透,可以实现雨水资源的合理利用,降低地表径流系数。另外,通过池塘、自然水体、湿地等海绵体,吸收、渗透、储蓄、净化雨水;在非降雨期间,可以将这些雨水“释放”出来进行循环使用,从而达到雨水资源的循环利用和生态环境保护的目的(如图2)。
(2)改善城市景观。将海绵城市的理念运用到城市园林的设计中,既能提升城市园林景观的观赏性、实用性,也能保护自然资源,改善水环境和水文地质条件,促进城市可持续发展。
3. 海绵城市理论下的城市园林设计
3.1加强城市园林设计规划。
每个城市都有自己独特的地域和环境条件,气候、水文及植被覆盖等也存在很大差异,在对城市园林景观进行规划时,应结合城市建设布局、自然生态条件、地域文化等,因地制宜地进行规划。“海绵城市”注重保护和修复自然生态环境,强调低影响开发,是一种高效、和谐的人类栖境,能使各类物质、能量、信息得到充分而高效的应用,促进自然生态环境良性循环,因此,应将海绵城市理论融入到园林设计规划中,充分发挥园林景观在保护自然、提高绿化覆盖率、美化城市环境、改善水生态环境的作用。
图 2“海绵城市”水循环示意图
3.2科学设计雨水集蓄系统。
(1)增设道路渗滤沟。如今,城市建筑和混凝土道路数量越来越多,土地硬化和水资源破坏问题比较突出,这不仅严重破坏了自然生态的平衡,也极大地降低了城市存水、净水能力,导致地表径流量增加、水生态环境恶化等问题。另外,传统的城市采用快排模式、泄洪能力设计偏低等,在强降雨来临时,往往因泄洪不及时,而引发城市内涝。在修建城市道路的时候,可借鉴海绵城市理论,在道路两侧增设渗滤沟。这样,在降雨的时候,就可以将雨水收集起来进行循环处理与利用。
(2)应用渗透性铺装。渗透性铺装可以促进地面渗水、排水功能得到充分发挥。与水泥混凝土路面相比较,渗透性铺装既能节约物料,降低成本,也符合园林生态化设计理念,有效保护和修复生态环境。在进行铺装设计时,为增加稳定性和透水性,应在地面上铺设砂砾垫层,在此基础上,主路可铺设砖层,两侧及辅道可铺设石子路,从而更好地实现雨水的“渗、滞、蓄”雨洪管理目标。
(3)构建园林生态水渠和雨水缓坡。在园林景观内,可依据园林景观的自然条件,建设生态水渠,以实现观赏和雨水蓄集的目的。生态水渠可分为明渠和暗渠,明渠采用砂砾、石子和透水土工布进行铺设,暗渠时在园林景观建设时便预留排水沟,实现雨水渗透吸储。
3.3科学设计雨水储蓄体系。
(1)集雨型绿地。集雨型绿地的植物配置,一般选择耐湿涝植物,这类植物具有良好的储水功能,当多余的雨水导入集雨型绿地后,能够得到良好的蓄积。同时,集雨型绿地也可称为园林景观的一部分。在雨季持续时间较长的南方,可大量建设此类集雨型绿地和小型湿地。
(2)人工湖。人工湖在城市园林景观中,是必不可少的部分。人工湖既是园林景观的一部分,能提升园林景观的灵动和意趣,也是雨水储蓄的“海绵体”。在平常的时候,应严格控制人工湖的水位,确保在下雨时,可以充分发挥出雨水储蓄的功能。另外,还要配置具有自洁能力的水生植物,以保持湖水清洁,降低维护成本。
(3)地下储水池。规划设计园林景观时,可在地下设置多个专门的储水池,并与生态水渠、道路渗滤沟、雨水缓坡等相连接,这样,各个“海绵体”收集的雨水,都可以流到地下储水池中,并进行处理,以供二次利用。
3.4建立合理的雨水净化系统。
(1)采取土壤渗透净化。例如,利用草坪、土壤等进行雨水渗滤净化,然后,再通过次级净化池或渗滤池中收集。
(2)生物处理净化。利用生物自身具有的净化功能,对雨水中的污染物进行分解,以达到雨水净化的目的。在园林景观设计中,一般是借助植物进行雨水净化,例如,利用植物的富集作用,吸收雨水中的各种元素及杂质;利用植物的代谢作用,对雨水中的有害物质进行吸收分解。此外,还可采用微生物净化方法来实现雨水循环利用。
4. 海绵城市理念应用到园林设计中的对策
(1)转变工作人员的设计理念。
受到传统园林设计观念的影响,设计人员在设计排水系统时,主要采用的是水泵、管渠等等,对于园林道路面e的设计过大。尤其是有些设计人员遵循末端集中排水的原则,导致了许多园林出现了大雨必涝的现象。海绵城市的原理主要是利用自然排水,优先选用一些低影响设施区排水,比如下沉式绿地等,注重源头分散控制,而不是末端集中法。因此,为了满足现代化园林设计的要求,必须转变设计人员的设计观念。
(2)合理选择“海绵体”。
海绵园林的作用主要有三个,包括保护园林原有的生态系统、恢复原来被破坏的生态系统、低影响开发。但是,在建设海绵园林的过程中会产生很多的问题,由于我国地大物博、幅员辽阔、每个地区的环境和气候各有不同,存在着很大的差异,每个城市的降水量也不同。所以为了充分的展现出海绵体的作用,工作人员应该根据城市的实际情况、年平均降水量,来去选择合适的“海绵体”,对“海绵体”进行严格的质量检查,施工单位根据工作人员的调查情况,在去进行合理的采购,这样可以从根本上保证“海绵体”的质量。
(3)进行低影响园林景观开发。
首先要做到基础设施和市政设施稳定的融合,降雨之后,要采取源头分散的控制方法,将排水量和径流系数作为控制参数,合理的利用各种技术,比如设置透水铺装、蓄水池、碎石沟、渗透渠等海绵设施。在削减径流的过程中,要做到有效缓解管网承受的雨水压力,建立分布合理的排水网络,促进基础设施和市政设施的完美融合。其次就是根据园林气候和水土特征,合理选择具有雨水集蓄作用的植物,并进行科学配置,增强园林景观的立体感、美观度,确保水循环良性运行和水资源利用最大化。
5. 结语
现今人们对于居住景观的设计要求越来越高,在进行城市园林设计中,必须要结合海绵城市的概念,做到合理设计景观、合理选择“海绵体”、转变工作人员的设计观念,这样才能够合理建造海绵园林,多角度去满足人们的需求。
参考文献
[1]周葵. 海绵城市理论在园林设计中的渗透[J]. 中国林业产业,2017,(02):81.
水土保持工程措施分坡面工程措施、沟道工程措施和蓄水引水工程措施。坡面工程的功能是截短地表径流线,分段拦蓄径流,增加土壤入渗,减少水土流失,保持土壤水分。坡面工程的重点项目是整修水平梯田。水平梯田改善了坡地的地形条件,加厚了活土层,可增加土壤入渗,减少雨水径流冲刷,把跑水、跑土、跑肥的“三跑田”变成保水、保土、保肥的“三保田”,从而改变坡耕地的农业生态环境条件,使土壤越种越保水,越种越柔软,越种越肥沃,最后成为名副其实的“海绵田”。
近年来随着城市化现代化进程的不断推进,我国的城市建设步入了高速发展的新时期,不仅城市数量得到了飞速的增长,城市的规模也愈发的巨大。尤其是那些位于平原的大型城市,其城市发展的思路多为以单个核心为基点,不断向外扩张,在发展满足需求的同时也留下了很多的隐患,其中多雨季节城市的内涝和径流污染的问题尤为突出,更有甚者已经成为了威胁国民经济生产和人民生命财产安全的中大问题。另一方面由于城市建设的快速发展,在广场、路面和建筑的屋顶等部位大量的应用了非渗水硬质铺装,导致了原本水资源就匮乏的地区由于地表大量被大量的硬质铺装覆盖,降水无法渗透到地下,进一步加剧了水资源的匮乏程度。这些问题不仅是困扰我国城市建设的核心问题,在世界范围也存在着诸多类似的情况,在这种情况下,“海绵城市”的建设思想应运而生,为了解决现有城市规划带来的问题,那么我们首先来了解下什么是海绵城市。
1海绵城市的基本概念
海绵城市这一概念最初的目的是在于降低城市开发过程中对于各种水生态环境的影响,其出发点在于通过局部的措施以及分散控制,对强降雨产生的内涝和水体污染进行控制,使得被开发的地区的水文情况尽可能的接近自然状态。具体来讲海绵城市的建设理念是从对城市地下土壤的含水量控制、雨水的回收利用以及地表水流量的控制等方面出发,提高城市抗击内涝的能力并加大对雨水的渗透等。充分利用渗透、滞留、储蓄、净化、排放等规划和技术上的措施,尽最大可能的减少城市开发对自然生态环境带来的影响,使得整体的城市环境像海绵一样在降雨过多时可以通过城市内自身的开放水体和土壤将雨水快速的进行排放和储存,当城市降雨量较少或者遇到干旱的时节时,城市开放水体和土壤中储存的水量可以有效的缓解市政绿地的灌溉需求。
2我国当前城市规划与海绵城市规划间存在的差距
“海绵城市”作为一种通过人工模拟自然循环方式来达到减少城市开发影响的规划思想,其本身具有较强的专业性和系统性,需要定量定性的对城市总图的规划布局进行分析,并且结合GIS等专业的软件的数据分析对城市的竖向规划进行从新的整合,这些都是目前我国在成是规划过程中所容易忽视的方面。
2.1城市竖向规划欠缺
在我国现行的城市规划编制体系当中对于城市竖向规划的要求还较少,往往将规划的重心放在区域的划分和轴线的制订上,往往忽视了城市竖向规划对于城市雨洪管理的作用。虽然当前在进行局部的城市规划中,会对区域内的道路与场地的标高梳理,但是当讲视野放大到整个城市的层面上,目前我国的城市规划中还缺乏对城市整体竖向统筹的措施,各片区内往往笼统的划定标高范围,当遇到强降雨时在各板块的交界处会因为竖向设计的不协调,导致局部积水。
2.2城市规划中定性分析多于定量分析
海绵城市的规划从技术上要求在进行城市规划之前,需要对目标区域展开详尽的调查和定量的分析,确定目标规划区域的建设容量,并对周边的水域、积水区和生态敏感地带进行数字化的分析,从而确定规划的主体与方向。当前我国在进行城市规划的过程中,往往更加注重规划区域各功能组织的分析,并通过先关策划和调研对场地内适宜做何种功能进行确定,虽然在逻辑上行得通,但大多偏向于主观的判断,例如在城市整体规划中常常会根据市政道路的等级对市政给排水管网进行分类,越是主要的道路其给排水管网的直接就约大,这种“一刀切”的方式缺少了对于相应地区降雨和供水量的科学定量分析,造成了局部容量过剩或容量有亏欠。
2.3总体规划和专项规划之间存在一定的冲突
我国城市在进行规划编制时采用的是总体规划先行编制,各项专项规划相对于整体规划而言在时间上略微滞后,规划人员往往先考虑功能的划分,之后确定道路的等级和市政设施等,对于下位规划的考虑处在一种理想的状态。然而海绵城市的建设要求城市的总图规划和各专项规划协同进行,各专项规划都要向总图规划提出相应的意见和要求,而在总体规划的制订过程中需要对个专项规划进行统一协调,这样才能在具体实施的过程中较高程度的实现总体规划的目标。
3基于海绵城市理念的城市规划方法
3.1基于海绵城市理念规划的基本原则
(1)规划引领:落实海绵城市建设发展理念,先规划后建设,突出城市规划的权威性和科学性,展示规划设计的引导和控制作用。(2)生态优先:海绵城市的开发建设应在原有的生态环境下保护,优先利用自然生态排水系统与低影响雨水开发构建设施,实现雨水的自然渗透、自然净化、自然积存以及可持续水循环,提高城市雨水系统的自然恢复能力和生态功能。(3)安全为重:以社会经济安全以及人民生命财产为出发点,提高低影响开发设。施的管理水平和建设质量,消除雨水安全隐患,增强城市灾害减灾控制能力,保障城市雨水安全。(4)因地制宜:根据当地水环境资源现状、地质特点、水文条件、地理条件、降雨规律、水环境保护和内涝防治要求等,确定低影响开发雨水控制目标,合理的规划布局以及选用下沉式绿地、植草沟、透水铺装、调蓄池、雨水花园等生态设施进行组合形成完整的低影响开发系统。
3.2基于海绵城市理念规划设计的控制目标
海绵城市建设,就是要争取把70%以上的雨水在当地渗透、积蓄以及加以利用;而达不到海绵城市的建设整体雨水控制目标,不是一个适合人们居住的好城市,也不是一个现代化的城市。随着海面城市的提出和规划设计生态理念的改变,城市的雨水并非一定要全部排走,而是尽可能地保留收集利用,作为“海绵城市”,雨水排放量应小于30%。老天爷送给我们的水,我们至少要通过渗透、自留、蓄水、净化、使用、排放等方式利用70%以上。因此在海绵城市的建设中主要是通过渗、净、滞、排、蓄、用等策略来实施的。具体来讲主要对一下四个方面进行控制如图1。
4展望
城市规划作为城市建设的先行阶段在我国的城市建筑中占有重要的地位,近年来随着“海绵城市”、“雨水花园”等环境友好性的规划理念越来越流行,我国原有的城市理念和设计手段越来越跟不上城市规划更新的要求。水作为生命起源中最重要的因素,理应得到全体人类的重视,推行基于“海绵城市”理念下的规划设计方法不仅是对人来赖以生存的地球的尊重,更是可持续传承人类文明的需求,希望通过本文对于“海绵城市”理念以及其规划方式的图解示意,为我国城市规划的提高贡献出一份微薄之力,为实际的规划设计提供一定的帮助。
作者:张圣杰 单位:从化市规划建筑设计室
一、“海绵城市”调研背景及意义
现当代我国城市生态环境出现诸多问题,其中有一个问题是最离不开人们日常生活的,那就是水污染问题。据调研分析,42%的城市饮用水源地受到严重污染;63%的城市受到不同程度的污染。全国约有1.7亿人饮用受有机物污染的水。水体受到污染和城市植被覆盖率具有一定关系,我国城市建成区绿化覆盖率、绿地率分别为39.59%,35.72%。在城市建成区绿化率方面的国际标准是50%以上才合适。这说明随着城市工业污染的不断加重,过慢的绿地增长速度不利于城市生态环境的发展。当今城市环境非常缺少洁净的水资源、缺少绿化景观,所以建立一种新型的生态景观城市必须具备雨水的海绵技术、拥有自己的水的净化系统和良好的土壤净化技术。“海绵城市”是符合这种新型的生态景观城市建设要求的。那么如何理解“海绵城市”呢?
目前国内有“海绵城市”应用的实例,例如其在六盘水市河道的应用。没应用前的河道污染严重、破坏了湿地的水文功能。通过将河道改造成一个生态廊桥,将其支流改造成活的生命体,然后将两者节点形成一系列的海绵体以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,这样湖里的富营养和污染就不会出现,水就会变得清澈见底,经过三年改造,现在整个河道焕然一新,强大的水文功能使两岸植被丰富,生态环境优美。由此可见,对海绵城市湿地水文功能的研究和湿地水资源的合理保护和分配是十分重要的;对海绵城市湿地不同种类的植物特性和应用的研究也是十分重要的,研究“海绵城市”中的水文功能与景观设计的关系和融合更是重中之重。
二、“海绵城市”水文情况与景观设计建设现状调查
“海绵城市”是指城市像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要内容,是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现,也是城市建设的重大任务。
1.分析“海绵城市”建设成功的例子
美国汉诺威康斯伯格生态社区,由于当地地下水位较高,kronsberg城区是汉诺威重要的地下水储存地,这也是汉诺威政府一直迟迟没有在kronsberg城区进行建设的原因之一。该项目提出了“近自然的水管理”概念和方法,目标是通过一些接近自然的排水方式尽可能地将雨水就地滞留并下渗,最大限度地减少流失量,让城区的雨水流失量和地下水保持在未开发前的状态。整个雨水规划中的几个大型雨水滞留区都很好地结合地形设计,由于地势东高西低,在场地的西边缘最低洼处,规划了一个可作为公园绿地使用的大型滞水区域,下暴雨时可滞留大量雨水从而起到防洪作用,平时是可进入的休闲绿地。雨水顺应东高西低的地势沿地表可形成溪流景观。
2.嘉兴“海绵城市”建设情况
经过调研,作为江南水乡城市,海宁水系发达,河流密布,但水资源相对有限。统计显示,嘉兴多年平均水资源总量仅20.76亿立方米,居全省倒数第二。2013年嘉兴人均水资源量仅为476.1立方米,低于人均500立方米的国际严重缺水标准,利用再生水和雨水资源是嘉兴寻找非传统水的重要出路。不仅如此,从上世纪90年代到本世纪初,由于多种原因,嘉兴水质情况总体颇让人担忧。
早在2011年,国家水专项办公室把嘉兴列为示范城市,并设立了“河网城市雨水径流污染控制与生态利用关键技术研究与工程示范”研究课题,主要内容是研究如何利用低影响开发技术服务于嘉兴建设海绵城市。
6月调研时正好是梅雨时节,这让嘉兴部分城市道路积水严重。但是在嘉兴勺园停车场,宽阔的停车场的地面却无积水,雨水快速渗透地面,被“吸收”了。秘密就在脚下那片看似平常、但有别于传统混凝土的路面:停车场的路面铺设了专用透水混凝土,底下安装了1公里多长的网状盲管。下渗雨水被土壤吸收后,再经管网流进调蓄池进一步调蓄渗透后,达标排入河道。由此就有效收集了雨水,既降低了路面积水的程度,利于人们雨天出行,又将雨水进行了二次利用,缓解了城市用水的压力。
除了对勺园生态停车场的实地调研外,我们还对蒋水港绿道、长绿道等在建的低影响开发示范工程进行实地调研。这两个地区经过改造后现在整个河道焕然一新,植被的多样性丰富了许多。我们不难发现河岸的植物高度由河及岸呈现出由低向高的排列,这利用梯田高度和植物高低的落差逐级下渗,使河水经过层层过滤,得到净化;更重要的是这种梯田式的景观设计有防洪作用还可净化湿地之间的高差,使人放松身心。近看河水,我们发现河水变得比原来清澈了许多,通过分析我们发现这得益于两岸的植被种植。植被将河道改造成一个生态廊桥,将其改造成活的生命体,然后两岸的植被形成一系列海绵体以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,这样河里的富营养和污染就不会出现,水就会变得清澈见底。
那么是哪些植物有截留雨水和地面的污水的功能呢?通过分析和查阅资料,我们发现有几种植物可调节河川径流、提供水源、改善水质等作用,其独特的水文功能对维持流域生态系统的健康和改善区域生态环境具有十分重要的意义。在这里举两种植物的例子:
花畦:池底覆以土壤并种植吸附污染物的湿生植物,具有调节与改善水质的功能。
植草沟:用植被覆盖的集水、排水渠,主要用于疏散暴雨径流和移除污染物,改善水质,保留植被维护景观品质,提供生物栖息的空间,且植草沟设置及维持保养的费用低于传统的地下管线。
通过这些拥有独特水文功能的植物不但可截留雨水和地面的污水,净化河道的水源,还可维持水生生态系统的稳定性,开放的水域还达到供亲水及视觉美化的效果。强大的水文功能会使这两个低影响开发建设示范工程实验地的水质越来越好,生态环境越来越优美,达到人与自然和谐相处的目的。
三、结语
“海绵城市”的生态系统中不同高低、不同作用的植物组合是拥有水文功能的基础,结合地形与当地环境通过美学角度将植物的高低落差和不同的作用进行科学的组合与设计是水文功能发挥作用的必要条件。根据这个出发点,景观设计所从事的内容就包括在一个限定的地域环境下,用科学的方法通过美学角度将不同功能、不同作用、不同高度和颜色的植物有序搭配并种植起来,既能给所在地区净化空气、涵养水土,又能起到稳定生态环境,美化生态环境的目的。这说明在“海绵城市”的建设中,景观设计与水文功能是相互交融、息息相关的。这两者的美好结合体现了“可持续发展”理念,既具有功能性,又具有自然生态美观性;不仅能维持良好的生态环境为人类的生存提供更舒适的生存空间,而且对于当今城市建设具有积极意义。
“海绵城市”这种全新的城市建设理念遵循了自然法则,最大限度地提高了在经济建设和新型城镇化建设中的生态效益,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在“海绵城市”实施建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑该系统的复杂性和长期性。
参考文献:
[1]车伍,张伟,王建龙,等.低影响开发与绿色雨水基础设施:解决城市严重雨洪问题措施[J].建设科技,2010(11).
[2]李秀娴.浅谈海绵城市的建设[J].江西建材.2015(9).
经实地考察与历史资料汇总,总结了北京西郊八处私家园林的历史演变和水系的景观结构。
1.1 北京市西郊私家园林历史演变
承泽园,始建于雍正三年(1725),没落于(1911),为清果亲王允礼的园林;蔚秀园,始建时间不详,最早记为载为道光十六年(1836),没落于咸丰十年(I860),为清定郡王载铨的园林;淑春园,始建时间不详,最早记载为康熙二十六年(1687),没落于咸丰十年(1860),为清大臣和珅的宅园;鸣鹤园,始建时间不详,最早记载为嘉庆七年(1802),于咸丰十年(1860)没落,是清惠亲王愉的宅园;镜春园,始建时间不详,最早记载为嘉庆七年(1802),于咸丰十年(1860)没落,属清庄静公主;朗润园,始建时间不详,最早记载为嘉庆年间(1795)民国初年(1912)改建,属清庆郡王瑶;勺园,始建于万历40年(1612)至42年(1614)年间,咸牟十年(1860)没落,属明官员米万钟;治贝子园,始建时间不详,最早记载为光绪中叶(1871-1908),宣统八年(1916)没落,属淸贝子载治。
1.2 北京市西郊私家园林水系结构
承泽园在昆明湖二龙闸出水口和万泉河的汇合之处,园内从西向东有两条河纵贯全园。蔚秀园从南引万泉河水入园,全园湖面约十余处,大小形状各不相同,形成回环水系。淑春园属原永定河的古河道,以“水”为脉,全园都分局着分散的水面,水景变化多端。鸣鹤园的水面富于变化,东侧较规则有序,西侧相较更为自由活泼,显示了传统园林的多层次变化。镜春园建筑位于中央,四周湖水围绕,全园观景以静观为主,动观辅之。朗润园布局则为曲水和土山环绕全园,中心形成一岛,建筑集中修剪于岛上,四面临水。勺园景观以水景为主,水面或堤桥分隔,或环水而筑,形成许多不同水景空间。治贝子园设置辘车卢转井,通过这种工程向石槽注水,形成“曲水流觞”之美景。
2 北京市西郊私家园林的理水艺术
杨鸿勋先生在《江南园林论》中总结传统园林理水艺术,有池塘、湖泊、溪流、江河、濠濮、泉水等类型[1]。北京私家园林的水景可归入以上类型之中。
2.1 池塘型水系
池塘型水系是简单的水池,多为长方形,显出人工气息和静谧氛围。如半亩园早先的方池,寸园内形如砚台的小池“砚沼”都是属于这一类型。再如鸣鹤园和蔚秀园中都设有独立的金鱼池。另外,许多的京城宅园的设计中常在庭院内设一“月牙河”,形状似弯月,如崇礼宅园、马家花园等。
2.2 湖泊型水系
湖泊型的水系在北京私园中也经常出现,其大小各不相等。但无论大小,其岸大多都是曲折蜿蜒,且多为叠石形成驳岸。湖泊型的水系经常做源头和尾流以及水湾等部位,同时在端头架设小桥,形成更丰富的层次,如可园、那家花园、莲园等。大湖当中还要设置岛屿、长堤、水滩,从而形成更为丰富的景深,小学德育论文如淑春园、鸣鹤园,都是富有自然流转之意的。同时,与中国自然地形的呼应,北京园林的水系流向也经常是以西北为源头,流向东南的。
2.3 溪流型水系
溪流即蜿蜒的较狭窄的河道,许多花园都用它绕假山、亭榭,增加趣味。如藏园东部就有溪流潺潺而下,再如意园内也有小溪曲折萦绕。清华园、达园均设长溪流经全园,以此彰显水脉漫长,源源不尽。
2.4 濠濮型水系
濠濮型的水系可概括为两侧山峦叠石夹一水的形态。京郊规模较大的私家园林,如勺园、清华园、自怡园、朗润园、蔚秀园等,拥有变化繁复的水景,可泛舟游览。园中之水与人工假山通常互相倚靠,相辅相成。山水的关系最常见的有两种,一种是山与水彼此独立,叠石位于水池的尽头,山体走势与水的流向垂直,并与主建筑遥遥相对,形成“远山”的效果,如张伯驹的似园。另一种是山水彼此平行展开,咫尺相望,似有无尽之感,如清代西郊清华园北部山池、 民国礼士胡同李家花园后院石池等[2]。
3 对海绵城市建设的启示
3.1 功能完善的水系统
小水系联合形成大水系,大水系之间再联合形成更大的水网。在整个体系中,每一个私家园林就像是组织,其中的各个水面就像是细胞,而三山五园地区就像是器官,整个城市就像是个体。细胞组成组织,组织形成器官,器官又组成人体。由此可见,要实现海绵城市,就要一步一步细化,将整个城市的“吸水”落实到每一个雨水花园细胞的“吸水”。完整的水网结构建立之后,还要求水体有完善的功能。城市的低洼地,可以学习古典园林,就近收集滞留雨水。同时人工修建的排水沟渠是地面上的排水系统,保证雨水就近排放。城外的自然大河可为城市提供充足的水源,与大海相连的,则可以调控整个城市的水量。在整个过程中,暗沟主要用于人口密集的区域,大多在雨洪排放的起始段设置,路边的排水沟渠相互勾连,引导雨水进入城内的排水河道。这些河道应具有较强的蓄水作用,足以抵御暴雨径流所带来的威胁。
3.2 富有诗意的景观
在中国传营造中,雨水基设施的功能、形式与文化相得益彰,是传统文化价值取向的表现[3]。北京西郊的私家园林,是园林,也是水网系统,担任着北京市水源地这一角色,其主要功能在于蓄水,大到城市当中的主要蓄水区,小到一个雨水花园的蓄水区,都可以在进行借鉴。在满足工程目的的同时,融入设计师的思考,使海绵城市上升一个层次,成为山水城市。同时不应盲目的挖湖堆山,大兴土木,违背园林的初衷。
4 总结
海绵城市建设,应先分析自然水文变化过程,通过对水系的完整规划整理,保证水系网络完整性和水体功能的完善度。在满足水域的面积,河网的密度的同时营造兼有游赏和调蓄雨洪双重功能的城市空间。城市园林绿地应在改善城市环境条件的同时形成富有诗意的绿地景观,构建山水城市特色人居环境。孟兆祯院士说,园林建设是“从来多古意,可以赋新诗。”[4]在海绵城市建设的背景下,我们应借鉴古代北京城市水系规划与建设的优秀经验,变管网排水系统为综合治理。增加水道、湿地的面积,恢复河网的生态功能。建设以水定城,注重景观,水与绿相互结合的海绵城市。
【参考文献】
珍惜绿色家底,换来“金山银山”
遂宁位于四川盆地中部、涪江中游,最显著的特点就是生态本底非常好,森林覆盖率达39%、高于全国17个百分点;涪江支流呈树枝状分布,境内流域面积占全市面积的96.3%,大大小小生态湿地达108个、146平方公里。对于这样丰厚的家底,遂宁人懂得珍惜。
遂宁一位政策研究人士介绍说,对于绿色发展的探寻,遂宁事实上经历了一个并不算短暂的历程。2007年,遂宁就开始探索生态、循环、低碳、高效的绿色发展之路,在全国率先制定由资源指标、环境指标等构成的《区域绿色经济指标体系》,从2012年起坚持两年一届的绿色经济遂宁会议制度,真正把绿色发展作为推动经济转型升级的动力。2016年,全市确立了“决战决胜全面小康、建设绿色经济强市”的发展主题,并把绿色引领放在富民强市“四大战略”之首,努力推动发展与生态相融、生态与经济双赢。
时至今日,遂宁已确立了生态、低碳、循环、高效的绿色发展战略体系,形成多层次的绿色发展规划体系,构建了《区域绿色经济指标体系》及《绿色经济遂宁典章》 《国民幸福指数评价体系》等构成的绿色发展标准体系。绿色坚守,换来了“金山银山”。“十二五”以来,全市地区生产总值连跨6个百亿台阶,2016年经济发展又迈上了一个新的台阶,地区生产总值突破千亿大关,增长9.1%,增速居四川省第二位。
“产业做好‘加减法’,将绿色经济进行到底”
日前,遂宁市新绿洲印染有限公司因污水中的COD(化学需氧量)监测数据超标0.1,被环保部门罚款7万元,停产6天。面对环保部门的监测数据,公司董事长文多明最初还有点懵:公司已投入4000万元用于烟气治理、污水处理、降噪除臭;通过“热电联产”实现循环利用;聘请了管理公司来指导、落实环保生产行为。怎么还是超出了0.1?经调查,问题出在企业使用的监测设备上,其精准度有细微出入。“企业生产必须把环保放在首位,一定要把那0.1给拿下。”新绿洲及时更换了监测设备,并按此标准落实环保生产。
新绿洲排污不过关被处罚在遂宁引起了不小的反响,“不起眼”的“0.1”却被如此“严苛”处理,这正是遂宁产业“加减法”的辩证折射。
产业上做好“加减法”。“加”就是改造传统产业优“存量”、培育新兴产业扩“增量”、实施创新驱动育“变量”,把绿色发展的支撑做大做强。“减”就是平衡和处理好发展与保护的关系。遂宁市经信委主任刘锋华介绍说:“我们一直坚持按照绿色产业布局原则,一方面以引进符合绿色发展的新兴产业企业为主,另一方面注重对原有的食品、纺织等传统企业进行提升。”
“不要污染的GDP成为我市建设绿色经济强市的底线。”在遂宁当地,有一个著名的案例一直被人津津乐道。在招商引资中,曾有一家年纳税2000万元以上的企业,因高污染而被遂宁果断舍弃。据介绍,近年来,遂宁先后婉拒过60余个投资亿元以上的“三高”项目,高污染企业在遂宁只能吃“闭门羹”。
2016年,遂宁淘汰13家落后产能企业,完成18家企业22台燃煤小锅炉淘汰或清洁燃料替代工作,完成1家重点企业的工业烟粉尘治理,强化了54家重点污染源24小时在线监控,对26家企业每季度监督性监测……一组组数据彰显了遂宁企业以转型升级为突破,助推绿色经济发展的决心。
城镇做好“乘除法”,让绿色福祉惠及每一个人
眼看着市场内外的海绵工程即将竣工,遂宁市城区川中大市场的商户王大华不禁喜上眉梢:“再也不用怕内涝了!”他还清楚地记得,此前一到雨季,这个地势低洼的市场总会遭遇内涝袭击,最严重时停在市场内的小汽车都会被淹没。
自遂宁全面推进城区海绵城市建设以来,这样的内涝现象慢慢成为历史。位于老城区的复兴巷小区去年就已告别“看海”。在这里住了三十多年的刘大爷告诉记者,2013年夏季遂宁发生特大暴雨时该小区积水深达1米多,而去年通过海绵改造后,小区再也没有内涝了。刘大赞叹说:“过去下雨出门穿雨靴都要进水,现在下雨出门穿布鞋都不湿脚。”
2015年4月,遂宁市成功申报成为全国首批16个海绵城市建设试点城市之一,这是四川也是西部地区唯一入选的地级市。按照规划,遂宁市项目试点区面积为25.8平方公里,计划总投资58.28亿元,完成建筑小区、市政道路、公园湿地、排水设施、生态修复、供水保障、能力建设7大类共346个项目,今年将全部完成。
据遂宁市住建部门相关人士介绍,截至2016年12月底,遂宁市累计开工项目221个,占三年实施计划的63.9%。在2016年海绵城市建设试点的全国综合考评中,遂宁位列第二名。目前,遂宁海绵改造正全力推进,今年将按计划完成海绵建设任务,届时将形成一个具有吸水、蓄水、净水和释水功能的城市海绵体。
我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源是世界平均水平的1/4,特别是水资源在我国“南多北少、东多西少”的分布状况让我国北部以及西北部的城市缺水问题更加凸出[1]。在当前能源缺乏、生态环境日益恶化的严峻态势下,经过不断的实践探索,绿色建筑节能减排、绿色高效的理念逐渐深入人心,成为了建筑行业可持续发展的着力点。建筑给排水节能作为节能工作的重要一环,对于实现绿色建筑起到了至关重要的作用。因此,我们应该积极探索节能新技术,为绿色建筑的实现以及提高我国建筑行业整体竞争力提供抢而持久的助力。
一、“第二水源”的开发与利用
(一)中水回用
中水是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水的水质要求低于饮用水,目前主要被用于建筑施工、道路清洁以及景观用水等。经过调查研究发现,城市供水的80%转化为污水,经过收集处理之后,其中70%以上的中水可以再次循环使用。中水的回收利用具有极其重大的现实意义,这意味着可以在现有供水量不变的条件下,让可用水量至少增加50%。目前中水的回收利用主要是侧重于建筑污水的回收利用。这对现下严峻形势下,提高水资源利用率,实现水资源的可持续利用,缓解我国水资源短缺的现状以及生态环境的保护,提供了现实可行的途径。在我国北部以及西北部的缺水地区,普及中水回用技术,实现污水资源化,这对于绿色建筑的实现以及保障城市可持续发展具有深远的战略意义。
(二)雨水利用
雨水利用是这通过建筑物或者地面滞留水流,经过收集处理之后,用于景观绿化、建筑用水、灌溉用水、消防用水以及厕所冲洗等。2015年10月,国务院办公厅印发了《关于推进海绵城市建设的指导意见》,部署推进海绵城市建设工作。城市“海绵体”既包括河、湖等水系也包括可渗透路面、花园以及绿地等城市配套设施。根据《海绵城市建设技术指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路以及绿地和广场等建设作为载体。对于建筑和小区,可以让屋顶绿起来,在滞留雨水的同时起到节能减排、缓解城市热岛的目的。同时,可以在下雨时吸水、蓄水、渗水和净水,在利用是将蓄存的水“释放”出来并加以利用。这不仅可以在暴雨时减小城市排水管道的压力,更可以滞留雨水,缓解城市缺水现状。
二、热水供应系统的节能
(一)空气源热泵的应用
空气源热泵是通过从周围环境中吸收热量,并把热量传递给被加热物体的一种热量提升设备[2]。通常来说,空气源热泵是以制冷剂作为媒介,利用制冷剂气化温度低的特点,通过与周围空气的热交换吸收外界的热量。在制冷剂汽化后,使用压缩机压缩制热,使之变成高温高压的气体,在更过热交换器与水交换后,通过膨胀阀释放压力,从而回归到低温低压的液化状态。通过这个原理,空气源热泵装置可以源源不断地吸收外界空气的热量,逐渐将水温提高。空气源热泵的应用可以减小人们对电能、天然气的利用,一定程度上缓解了人们对煤炭、天然气等资源的消耗,同时降低了环境污染。
(二)太阳能的利用
太阳能是一种清洁、经济的新能源,并且由于太阳能储量巨大,开发前景良好,目前逐渐被人们广泛运用于热水供应系统。太阳能热水供应系统具有集热效率高、保温性能好、操作方便以及节能安全的特点,目前在全国范围内尤其是用电不方便的偏远山区得到了普遍使用。由于我国人口基数大,“聚沙成塔”,“集腋成裘”,太阳能在热水供应系统和供电系统的应用,很大程度上降低了我国电网的负荷,减小了我国电网的压力。同时,随着太阳能热水器在全国范围内的推广,人们使用电、煤炭和天然气加热生活用水的情况逐渐减少。总而言之,太阳能的使用,将对资源短缺的现状起到很大程度的改善作用。
三、新型节水设备的推广
(一)推广使用优质管材和阀门
传统的镀锌钢管如果发生镀层破损,里面的铁就会和空气发生化学反应,导致管道锈蚀,并滋生各种微生物,污染管道中的自来水。这既导致了水源浪费,还因为自来水中携带的细菌危害了我们的健康。近年来,一些发达国家禁止镀锌钢管作为饮用水输送管,并全面倡导使用PE管、PVC-U管等一些绿色的新型管材[3]。既避免了管道漏水造成的水源浪费,还避免了管道锈蚀的污染问题。
阀门作为建筑给排水中最常用的配件之一,其材料和质量直接影响了用水的质量和节水的成效。一般而言,截止阀止水效果最好,其次是闸阀,最后是蝶阀。在建筑给排水中,我们应该优化设计,同等情况下,选择节水效果较好的阀门。
(二)推广使用节水型卫生器具和配水器具
鉴于水资源匮乏的现状,一些节水型卫生器具和配水器具也应运而生。经过调查研究发现,节水型淋浴喷头较传统的淋浴喷头,可节约水源达一半以上。由此可见,在我们的日常生活中,节水型卫生器具和配水器具能起到很大程度的节水作用。节水器具和配水器具节水是建筑节水的重要组成部分。这就要求我们在选购日常卫生器具和配水器具时,在经济合理、满足日常需要的条件下关注其节水性能。
结语
地球是我们赖以生存的家园,针对目前由于粗放的经济发展模式导致的矿产资源开采过度、水资源匮乏、全球生态环境逐渐恶化以及温室效应日益加剧的严峻形势,打造绿色建筑、实行节能减排的时代趋势势在必行。我们应该积极开发、利用“第二水源”,减少水源的浪费,提高水资源利用率,建设水循环型的绿色建筑;我们应该积极开发太阳能等新型能源,缓解我国资源短缺的现状;我们应该在供水量不变的情况下,采用节水设备实现对水源的最大利用。
⒖嘉南