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【关键词】海绵城市 排水 雨水 管网
1.海绵城市的概念
海绵城市是指城市能够像海绵一样,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。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,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,并考虑其复杂性和长期性。
建海绵城市就要有"海绵体"。城市"海绵体"既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些"海绵体"下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。
海绵城市,能充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用,有效缓解城市内涝,削减城市径流污染负荷,节约水资源,保护和改善城市生态环境。
2.海绵城市建设的要求
建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等"灰色"设施来排水,以"快速排除"和"末端集中"控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》,今后城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等"绿色"措施来组织排水,以"慢排缓释"和"源头分散"控制为主要规划设计理念。
城市不同,特点和优势也不尽相同。因此打造"海绵城市"不能生硬照搬他人的经验做法,而应在科学的规划下,因地制宜采取符合自身特点的措施,才能真正发挥出海绵作用,从而改善城市的生态环境,提高民众的生活质量
3.为什么要建设海绵城市
海绵城市就是比喻城市像海绵一样,遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以快速排除和末端集中控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《指南》,今后的城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以慢排缓释和源头分散控制为主要规划设计理念。
建设海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。
建设海绵城市,关键在于不断扩大“海绵体”的规模并提升质量。
原有的“海绵体”要有效保护。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据《指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。
有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如,让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还可以起到节能减排、缓解热岛效应的功效;道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。
海绵城市经济效益不可小觑
海绵城市建设非常注重对天然水系的保护利用,大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施又往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合,‘净增成本’比较低,还能大幅减少水环境污染治理费用,降低城市内涝造成的巨额损失。
对于老旧城区占比较大的特大型城市,建设海绵城市是否现实?中国城市规划设计研究院城镇水务与工程研究院副院长谢映霞认为,相对于新城区,老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题,但与建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案相比,多添置一些“海绵体”反而更具可行性。
在设计建设过程中,既有的老旧建筑可通过雨水管断接技术,利用社区内部的花坛、绿地等空间布置雨水花园、下沉式绿地;市政道路可结合道路绿化带、树池等绿化空间布置生态树池、植草沟等低影响开发设施;也可将老旧社区雨水管线接入周边公园、水体、集中绿地。
4.海绵城市的发展将会促进的产业
1) 园林、生态修复产业
根据各个城市特点进行生态建设和修复是海绵城市的核心之处,直接对园林和生态修复产业产生大量需求。
2) 管道、渗水材料
海绵城市的宗旨在于最大可能的吸水、蓄水、渗水及净水,前三者需要城市小区道路尽可能采用透水铺装,并完善配套的管网设施,这直接放大了透水混凝土及管材市场需求。
3) 市政工程及污水处理行业
海绵城市的宗旨在于最大可能的吸水、蓄水、渗水及净水,整个排水系统的建设直接拉动市政工程的需求,同时净水部分有一定程度的进入门槛。相信现有水务环保公司会凭借其工程建设以及污水处理的经验优势切入该市场。
5.海绵城市的建设展望
(1)城镇是水体污染最重要的源头,通过海绵城市建设使城市成为应对水污染的主战场,是解决水资源短缺的希望之地。
(2)海绵城市)概念内涵仍在发展之中,创建具有中国特色的海绵城市理论、规范、标准任重道远。住房和城乡建设部已经颁布了海绵城市建设技术指南,但这还远远不够,需要大家在实践中不断探索并适时修订。
(3)海绵城市(低影响开发)规划与智慧水务是协调海绵城市各单元有效运行的两大系统工程。如果说海绵城市规划是“推”,海绵智慧则是“拉”,“一推一拉”能够将整个海绵系统有效地协调起来,既不产生浪费,也不至于出现信息孤岛。因此,“一推一拉”两大系统是非常重要的系统设计。
(4)要把海绵城市系统从大到小划成四个子系统,即区域、城市、社区、建筑,这四层次系统低影响开发的侧重点不同,需要上下结合推进系统创新。
参考文献:
中图分类号:TU-0 文献标识码:A 文章编号:1671-9107(2015)12-0062-02
近年来,随着我国城镇化建设进程的不断加快,多个城市遇雨即涝、遇干则旱的问题逐渐受到城市规划建设部门的重视,而作为我国中西部地区重点城市———重庆市的这种现象更是受到社会各界的广泛关注。海绵城市的核心理念是指在建设城市过程中,通过“源头控制”、“中途转输”、“末端调蓄”措施,让城市能够在雨量大时蓄水,雨量小时排水,从而发挥调蓄作用,减少城市内旱涝现象的发生[1]。随着海绵城市概念不断被我国学者探讨研究,我国政府部门也开始将海绵城市建设工作纳入近年来实践的重点,2014年,重庆市两江新区悦来新城作为16个海绵城市试点之一[2-3],按照海绵城市的建设要求,进行积极探索,为促进城市排水规划设计等提供支持。
1重庆市的气候及城市特点
1.1雨季时间较长、降雨量大
重庆市位于我国西南部长江中上游地区,该地区地貌以丘陵为主,属于典型的“喀斯特地貌”,也因此土壤蓄水层较薄,不适宜存水。且重庆地区属于亚热带季风性气候,降水量较多,随着近年来重庆地区城镇化建设速度不断加快,水土流失现象逐渐加剧,这都进一步促成了重庆市的降雨量不断增加;有数据表明,2010年以来重庆市每年的降雨量要明显高过2010年以前,这为重庆市内部排涝工作增加了难度。
1.2城市土质变硬、遇雨即涝
重庆市是典型的山地城市,而且随着重庆市城市化建设的范围不断扩大,城市中不透水性路面范围也开始越来越广,城市排水越来越难。虽然部分雨水能够通过地下排水网进行排解,但是部分地势较低的地区往往经常发生内涝现象,一旦内涝现象发生,不仅严重阻碍了交通,也造成了较大的经济损失。另外由于重庆的山地地形特征,降雨时地表冲刷较大,由此产生的径流污染较为严重,因此可以说,海绵城市在重庆山地城市建设应用迫在眉睫。
2海绵城市在重庆市建设应用现状
目前,我国在海绵城市建设方面的技术研究已经开展,且部分技术已在重庆市试点地区应用,下面针对海绵城市在重庆市试点地区建设中的应用现状进行分析。
2.1海绵城市建设技术措施介绍
目前来看,重庆市在海绵城市的技术研究成果主要包括特细沙源区面源污染控制、复杂地质条件下源区促渗减流技术、大坡度道路径流路肩带渗滤技术、组合模块式大坡度径流控制滤池系统、径流入湖强化侧向流生物滤池净化、道侧绿地径流滞控技术及微型水景滞存技术[4],下面对这七项技术成果进行简单的介绍。(1)特细沙源区面源污染控制技术,是指在建筑及道路的建设中使用的一种土壤聚合物,通过这种聚合物来让细沙粘性增强,从而有效避免水土流失及保证稳固性;并且这项技术还能够有效避免土壤水分渗透不充分的弊端,从而提高地面的渗水性能。(2)复杂地质条件下源区促渗减流技术,是指针对已经建成的硬质地面地表,应该有效利用硬质地面附近的绿地、草坪等设施,来减少地表径流,重庆试点建设过程中主要采取的措施就是在绿地中采用植草沟等,在转输过程中逐步减少地表径流。(3)大坡度道路径流路肩带渗滤技术,是指针对城市中地形坡度较大的地区,在路肩建设能够承载路面径流的排水渠,并通过排水渠的梯级设计来缓解水流速度,有效缓冲洪峰流量和洪峰时间。(4)组合模块式大坡度径流控制滤池系统,也称之为塘床系统,是指在水流进入排水系统之后,通过在滤池上面铺设的砂砾来对泥水进行分级过滤,从而防止由于雨水过度污染而造成的城市排水不畅。(5)径流入湖强化侧向流生物滤池净化技术,是指利用生物体系来对雨水进行净化,尤其是针对大量流进湖中的雨水,从而让雨水有充分利用的可能性,为城镇干旱季节的到来储备更加充足的水资源,并有效控制面源污染。(6)道侧绿地径流滞控技术,是指利用道路两旁的绿化带来让雨水形成滞留,并初步对泥水进行过滤,为下一步的排水及净水工作带来便利,尤其是道路两旁绿地暂时的存水性,能够有效缓解地面排水压力。(7)微型水景滞存技术,是指利用小型的城市绿地景观来对大量降雨时地表的雨水进行暂时的存储,比如花坛、水池等等,并且这项技术还能够有效利用小型景观中的生物对雨水进行净化,有利于后期的水资源利用及城市排水工作的顺利进行。
2.2海绵城市建设成果检验
目前来看,上述七项技术在重庆市海绵城市建设中已经逐步开始应用,通过利用监控设施对试点地区与普通城市地区的地表雨水排放速度进行比较发现,在同一降雨量的前提下,试点地区的雨水在20min以内就已经排放干净,而普通城市地区在降雨一个小时以后地表仍然有大量存水。其次,根据《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》中的相关规定,对重庆市两江新区的海绵城市试点与普通街道的排水过程进行检测,发现试点城区内的水量排泄非常顺利,而且也几乎没有排水死角,另外还对试点的排水时间进行测试,虽然也有部分地区排水时间与预计时间要长一些,但是并不影响雨水接下来的排放程序。从上述测试中可以看出,重庆市海绵城市建设确实取得了较好的效果。
3海绵城市在重庆山地城市建设应用带来的启示
通过对重庆市海绵城市建设的现状分析来看,海绵城市建设能够较好的起到促进城市建设与水资源生态环境保护之间的相互作用,以达到缓解城市水资源压力、提高山区城市的蓄水功能以及改善城市生态环境、减少内涝可能性的目的。在对重庆地区海绵城市建设的现状进行分析的过程中,得到以下启示。
3.1技术创新应持续加强
从上述海绵城市建设的技术措施来看,虽然已经初步研发了几项有利于海绵城市建设的技术成果,但是径流聚散工程过程影响因素较多,其中水文、土壤侵蚀、水资源研究等相互交错影响,一方面通过降雨时间空间的分布研究,将充分利用计算机模拟如GIS、HSPF、SCS、PLOAD及SWMM等技术的不断发展,与分段集蓄利用、优化配置各种径流调控技术措施相结合,不断创新突破,方能较高精度的解决海绵城市的建设遭遇的瓶颈。因此,相关研究院校机构等应针对重庆山地城市的实际需求,加强海绵城市建设技术的不断创新,从而为海绵城市建设提供有力的技术保障。
3.2不同政府职能部门之间加强协作
海绵城市建设需要市政、规划、建设、园林等各个部门之间的统一部署、统一规划、统筹协作。目前我国已经先后出台了《绿色生态住宅小区建设技术规程》以及《绿色建筑评价标准》,以及正在编写的《重庆市海绵城市技术细则》等,政府以及相关机构还需要进一步加强不同政府职能部门之间的协作,如在控制性详细规划中确定透水铺装区域,合理控制透水地面面积比例等,市政、园林部门应在绿地规划中协调下凹式绿地建设,建设部门应根据用地功能、地质条件等综合考虑技术措施以控制海绵城市建设目标,在为海绵城市的政策建设工作提供良好氛围,保证海绵城市技术应用的最佳实践效果[5-7]。
3.3市政基础数据收集范围应逐步扩大
随着海绵城市建设范围的不断加大,国内一些城市例如辽宁沈阳市、江苏镇江市、浙江嘉兴市、山东济南市等也已经开展了一系列研究与实践,应广泛开展经验技术交流,促进海绵城市发展建设。目前来看,我国现在海绵城市建设的试点主要在长江流域,这主要是由于我国长江流域普遍降水量大,该地域土质较硬,海绵城市建设需求比较迫切的原因导致的;但是实际上海绵城市建设的需求不仅仅在长江流域,同样在东部沿海其他城市有着迫切的需求。另外,不同地域的城市降水情况不同,地形地貌等地质条件不同[8],试点范围的扩大也能够为海绵城市建设政策的进一步完善提供更大范围的基础数据。
4结语
随着开发建设周期的缩短,海绵城市建设的任务也日益艰巨,海绵城市不是某一项政策提议,而是真正的用实践来证明海绵城市的时效性。这不仅需要新理论、新技术体系、新的开发建设模式的建立,还需要一系列配套的技术及管理、监控措施,包括新的规范标准的制定,传统规划、设计、观念的改变,政府不同职能管理协作,合理的监测评估等。海绵城市建设是一个多目标、多层次的长期的系统性的建设工程,重庆典型山地特征对海绵城市建设需求更要迫切,需要在当前的经验积累基础上,不断探索完善,改善生态水环境,为其他城市建设海绵城市提供借鉴和支撑,促进社会及经济和谐发展,为新型城镇化提供重要保障。
参考文献:
[1]住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建[S].2014.
[2]刘春雪.重庆两江新区:建“海绵城市”解“城里看海”[N].新华每日电讯,2015-03-31(7).
[3]刘宇斌.建设海绵城市,倡导生态文明[N].人民日报.2015-01-29(4).
[4]张亦筑.“海绵城市”对雨水“吸放自如”[N].重庆日报.2015-04-02(3).
[5]张旺,庞靖鹏.海绵城市建设应作为新时期城市治水的内容[J].水利发展研究,2014(9):5-7.
[6]车伍,马震,王思思,等.中国城市规划体系中的雨洪控制利用专项规划[J].中国给水排水,2013,29(2):8-12.
2012年,海绵城市这个概念首次被提出,就引起了不小的反响。海绵城市(LID)指的是城市能够像海绵一样,在降水时,利用一些绿化植物的保水功能和蓄水池等收集雨水,实现放内涝及蓄水抗旱等功能。从而有效缓解城市水资源短缺与城市内涝之间的矛盾,并助力于修复城市水生态环境。构建海绵城市的经济效益不可小觑。海绵城市建设非常注重对天然水系的保护利用,相比于建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量,海绵城市建设在劳动力成本上又有了一大突破,调蓄设施往往与城市既有的绿地、园林、景观水体等相结合,“净增成本”减少。倘若海绵城市概念能够得以广泛实施,必然是现代社会的一大生态革命。
一、海绵城市建设中出现的问题及解决办法
1新旧观念的对抗
从资源利用角度来看,不难发现,传统城市建设大都采用“以求应供”的模式,导致大量资源的不合理堆滞浪费。而海绵城市的建设模式却如它的名字一般,有弹性地“以供应求”。从根本上与传统的城市雨洪管理模式区别开来,也就使得大部分企业难以适应,从而成为海绵城市建设中的一大阻碍。传统的城市雨洪管理建设设施在社会生活中随处可见,地面下纵横交错的下水道正是最好的体现。仔细想想,我们不难发现:雨水直接变成了废水。事实上,随着温室效应的加强,全球气候变暖,水资源的逐步稀缺,雨水——资源回收率及其低的天然水资源,是具有超能的创造力的。不仅仅是经济上的效益,生态上带来的益处简直是国人的福音。所以,深入贯彻落实“海绵思想”不失为一个好方法。海绵思想,即有弹性的思想,以海绵城市为出发点,不拘泥与时代,不拘泥于生活。以此逐步构建生态和谐的社会。
2规模化系统的建立难题
此规模化系统大抵可以定义为建立在全国各地的完善的雨水湿地、下沉式绿地、植被缓冲等具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市系统和城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。但是就目前来说,大多中小型城市都没有足够的资金投入及管理意识,加之很多中小企业根本没有能力来试水,前期投入资金的缺乏,相关技术经验的不足,市场行情的不确定性都为海绵城市的持续推进构成了一种隐形障碍。以生态文明建设为中心,从政府出发,企业为辅。借鉴于以往的“先富带动后富”,依旧可以采用“公带私,大带小”的管理经营策略。正所谓“大树底下好乘凉”,但是,这并不意味着盲目跟从,在发展中创新才是根本。
3各领域间的配合问题
生态建设的促进与利益的分工化及其合理化。随着社会经济科技的发展,可持续发展战略正在生态文明建设道路上显得越发不可忽视,而海绵城市这种概念直观地体现了“循环”的意义。这是一场传统与新治的较量,各个领域。各个企业间的合作是必不可少的。然而,海绵城市由于落实的反差性,在城乡规划具体实施中不占优势,使它成为了一种单一的概念。国家鼓励中小企业的全面推进生态文明建设。相关技术捐赠、开设海绵城市专题讨研会、项目外包、组织交流沟通等均可以尝试一番。
二、海绵城市建设相关技术问题及解决办法
1科技研发的滞后性
海绵城市建设在中国是一个新生事物,现有的雨洪管理经验和技术利用率不高,从“零”开始研发,需要大量的实验积累与经验海绵城市建设及相关技术问题分析杨振雷西安市第二市政工程公司陕西西安710075分析,专业人才的需求量很大,但专业研发人才却很少,以致海绵城市的持续推进受阻。培养人才是关键,可以先从教育界入手,新增大学生生态文明建设之类的专业,加强对环境维护、给排水等专业的重视,注重实践。
2低影响开发技术的选择
一般情况下,规划定位的目标是海绵城市建设过程中的关键因素,从径流峰值控制、径流污染控制等条件中筛选,开发出系统海绵体。既是要点,更是难点。因地制宜,分析各个城市的区域位置、气候特点、降雨规律、水文特点等,作出不同的规划定位目标,并在此过程中,遵循资源节约、经济适用、环境保护的原则,合理选择低影响开发雨水技术,例如,针对降水较多的南方城市,侧重点应该在雨水的储蓄与排放,而较之降水较少的北方城市,侧重点则是雨水的净化与利用。
3突袭式建设的挑战
作为一种新概念,我们可以亲切地把海绵城市叫做一个时代的衍生物,生态文明建设的促进与利益的分工化及其合理化一直是一项有意义的挑战。接纳新事物的同时也就意味着旧模式的没落,反之,旧模式的正常运行,就是新模式最大的阻碍。政府及时制定出有关海绵城市的政策已经成为刻不容缓的事情,鼓励海绵城市的推进,出面筹集资金等都行之有效。
海绵城市在我国的生态文明建设道路上一抹清泉般骤然冲击到社会这股浪潮中,是时代的战利品,也是时代的附属品。在国土、排水、道路、交通等各个方面都将起着举足轻重的作用,虽然面临的挑战不少。但是,一旦成功覆盖实施,在可持续发展战略的衬映下,对建设美丽中国具有非同寻常的意义,也必然会使绿色生态家园在这个时代火树银花般精彩绽放。
作者:杨振雷 单位:西安市第二市政工程公司
【参考文献】
2015年10月16日,国务院办公厅《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》,明确提出将海绵城市建设中符合条件的项目列入专项建设基金支持范围,支持符合条件的企业通过发行企业债券、公司债券、资产支持证券和项目收益票据等募集资金,用于海绵城市建设项目。国家鼓励对海绵城市建设项目的投资,为债券发行带来新一轮契机。
海绵城市相关概念
(一)海绵城市的定义
2012年4月,在“2012低碳城市与区域发展科技论坛”中,“海绵城市”概念首次提出。2013年12月12日,在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调:“建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。
根据《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(〔2015〕75号),海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。其内涵是现代城市应该具有像海绵一样吸纳、净化和利用雨水的功能,以及应对气候变化、极端降雨的防灾减灾、维持生态功能的能力。
(二)海绵城市试点
海绵城市的申报有两个要点,一是要求目标的合理性,二是要求投融资模式的创新性。主要考核以下内容:
1.是否以将城市建设成具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体,提高城市防洪排涝减灾能力、改善城市生态环境、缓解城市水资源压力为目标。试点城市年径流总量目标控制率是否达到《海绵城市建设技术指南》的要求,排水防涝标准、防洪标准是否达到国家有关技术规范。
2.是否有效整合现有资金渠道加大政府投入,是否客观评价地方财力可承受度,建设和运营模式是否有效采取政府和社会资本合作(PPP)模式,采取PPP模式部分投资占项目总投资比例,是否充分体现“以地方及社会投入为主”,是否能够实现政府和社会资本的有效合作等。
2015年4月2日,财政部、住房城乡建设部、水利部公布了第一批海绵城市试点名单,共16个城市和地区,涉及16个省市;2016年4月22日公布第二批试点城市名单,共14个城市,涉及14个省市(见表1)。
国外海绵城市建设经验及我国发展现状
(一)国外海绵城市建设经验
“海绵城市”的概念脱胎于20世纪70年代以来美、德、日对于雨水的管控、处理和英、澳对于城市内涝、水环境治理理念。国外对于雨水的处理态度经历了20世纪70年代之前的“视同负担,一排了之”,70到80年代的美国“就地滞洪蓄水”,再到90年代的重视水质管理的BMPs(最佳实践管理)。
在典型的海绵城市模式中,美国提出了“强化建设水敏城市”概念,德国提出了“排水零增长”的水处理相关法案,日本提出了“雨水贮存渗透计划”,英国建立了“可持续城市排水系统”,澳大利亚形成了“雨水源头控制理念”,新西兰建立了“低影响城市设计与开发体系”。
1.美国:水敏城市建设
水敏城市的建设内容与海绵城市基本相同,但更加侧重于城市生态管理和城市景观建造,综合运用城市建设管理和可持续水系统管理方法,在生态机能的理念上进行城市基础设施建设和城市空间布局。
美国通过发行一般责任债、联邦和州给予补贴与贷款等方式来鼓励雨水的科学化处理。一般责任债属于美国市政债券的一种,其发行获得政府信贷及“征税权力”担保,而不是项目收入担保。
2.德国:高效集水
先进的绿地管理水平和排水设施使得德国能够有效的进行雨水收集,并同时进行污水和雨水处理,城市地下管道能够有效地平衡生态系统,完成收集、中转、储蓄整个过程。
德国各城市根据自身的情况制定了不同的雨水费用标准,并将该项资金主要用于雨水项目的投资补贴,以鼓励雨水利用项目的建设。
(二)我国海绵城市发展现状
住建部部长陈政高表示,海绵城市建设投资约为每平方公里1亿元到1.5亿元。根据已海绵城市建设规划的试点城市信息,2015到2017年每个城市的规划投资平均规模约为 80亿元,估算我国目前330个地级行政区未来五年内投资总额约为3万亿元。
1.试点城市初见成效,已有成功案例
首批试点的16个城市计划建设项目993个,投资279亿元,截止2016年5月已开工建设且形成实物工作量的项目593个,占比59.8%,完成投资184亿元。1部分城市的内涝问题和水环境问题已得到一定改善。例如,作为海绵城市的项目试点案例,金华燕尾州公园的改造取得世界建筑节最佳景观奖,该公园建成后经受住了金华市百年一遇的洪水;遂宁、萍乡在治理城区内涝中取得较为显著的进展。
2.建设因地制宜,各试点城市建设重点不同
试点的海绵城市中有地级市、县级市、直辖市、单列市,地理范围上涉及华北、华南、华中、西北、东北地区,囊括了中国内陆地区所有的有内涝、干旱等问题的城市及地区。在住建部的《海绵城市建设技术指南》的基础上,各个试点城市又推出地方性政策来推进海绵城市项目建设进行。
3.摸索中前进,问题待解决
(1)巨额投资,回报机制不明。海绵城市的建设时间长,除前期需要投入大量的建设资金外,后期的维护、运营管理还需要大量的资金和政策的跟进。
(2)PPP撬动巨额资金,收益模式是关键。关于海绵城市的建设,国家政策要求是予以信贷支持,大力引进社会资本,将PPP模式资本的占比作为是否列入试点城市的重要标准。引入社会资本大力推广PPP模式,具体来说就是采用基金、众筹、资本证券化等金融组合方式运作。国外相关经验显示,海绵城市项目收益具有较强的外部性,主要外部收益包括减少地表径流进而防治内涝、降低排水负担、增加供水、改善供气质量和增加房产价值等。在我国,如何发掘海绵城市建设中的收益点,多元化收益模式,是海绵城市项目建设和管理中的要点。
海绵城市建设相关政策
(一)国家层面政策支持
国家层面,财政、金融支持力度加大,规范、指导政策陆续出台。
财政政策上,中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助,一定三年,具体补助数额按城市规模分档确定,直辖市每年6亿元,省会城市每年5亿元,其他城市每年4亿元。对采用PPP模式达到一定比例的,将按上述补助基数奖励10%。中央支持有条件的城市政府对海绵城市项目给予贷款贴息。
在金融支持方面,国家对于海绵城市建设的融资除了引入PPP模式外,还通过鼓励债券融资、信贷便利和PSL支持等方式拓展海绵城市建设的融资渠道。(1)支持符合条件的企业通过发行企业债券、公司债券、资产支持证券和项目收益票据等募集资金,用于海绵城市建设项目。(2)农发行可为海绵城市建设提供信贷便利,将在贷款期限、利率等方面提供优惠政策,期限最长可达30年;积极开展购买服务协议预期收益等担保创新类贷款业务;还将开通绿色办贷通道,提高对海绵城市建设项目的贷款审批效率。(3)对于符合使用抵押补充贷款资金条件的贷款项目,可执行人民银行确定的优惠利率。在风险可控、商业可持续的前提下,项目的购买服务协议预期收益等可作为农发行贷款的质押担保。
(二)地方政府层面政策支持
在中央和各部委的政策鼓励下,有17个省市相继了地方对于建设海绵城市的相关政策。从内容上看,可以概括为5个规划设计导则、7个推进意见、1个详细方案。如鹤壁市出台了详细的海绵城市建设方案。在鹤壁市的3年投资方案中,总投资34.8亿元,其中建设单位自筹0.1亿元,占比0.4%,地方政府以财政收入支持16.6亿元,占比47.7%,中央财政支持12.1亿元,占比34.8%,社会资本6亿元,占比17.1%。地方政府和社会资本投入基本比例为3:1。
海绵城市建设项目运作模式
海绵城市的建设有三种途径,一是传统方式,即各部门分段实施,进行碎片化管理来改造海绵城市;二是城投模式,即以城司为主来推进工程项目整体进行;三是PPP模式,即引入社会资本进行投资、运营,政府采取补贴和购买的方式进行回收。
PPP模式的应用条件强调四个要素,即界面、产出要求、绩效指标、收益来源。2对于海绵城市的建设来说,界面大概可以分为两个大类和三个小类,一是蓄水、保水的绿地、湿地、流域,其中以城市园林生态修复为主;二是雨水、生活污水、工业污水的治理,包括管道、渗水材料的铺建和市政污水的处理。第一类项目公益性较强,且没有显著的盈利模式和结构,对政府的补贴有很强的依赖性;第二类项目有较为清晰的收益结构,即政府付费、污染者付费、受益者付费,对于PPP模式来说较为合理。从统计的海绵城市计划建设项目中可以看到,属于第二类的项目为22个,占总数的18.8%,投资额为14.09亿元,占总投资额的6.7%。
通过对海绵城市建设项目模式的梳理,我们发现现有的试点海绵城市运营模式有如下特点:各个城市在海绵城市项目建设中都提出了引入社会资本拓展PPP模式,都有较为合理的政府出资和社会资本占比规划。为引进社会资本的投入,地方政府除了采用政府购买、税收优惠等措施外,最重要的是对海绵城市建设项目的收益模式进行详解。在这方面,迁安市、厦门和鹤壁市分别代表了三种不同思路,迁安市将非经营性和可经营项目打包出售,让社会资本获得收益的同时参与公益性项目的建设;厦门市则将公益性项目和经营性项目区分开,社会资本只参与经营性项目的建设,公益性项目仍采取政府购买、付费的方式;鹤壁市则将项目进行细分,不同的项目采用不同的融资及运营模式
海绵城市类债券的筛选
我们对企业债、公司债和中期票据进行筛选,基于募集资金用途寻找具有海绵城市概念的债券,并从发行人所在城市的海绵城市建设项目是否纳入地方政府采购计划、是否有国开行和国开证券参与、主体评级及债券募集资金项目的偿还方式四个方面进行筛选。
海绵城市类城投债发行募集的主要用途为:(1)城市污水处理及配套管道改造项目;(2)水环境治理,湿地环境与生态保护项目;(3)河道治理及清淤。
我们统计出海绵城市类的债券,其中企业债72只,发行额920.5亿元;中票3只,发行额23亿元;公司债1只,发行额6.5亿元。
从债券募集资金投入项目的用途上看,污水处理类债券最多,为60只,发行额744亿元;生态环境治理类3只,发行额33亿元;河道治理类10只,发行额117亿元。同时包含污水处理和生态环境治理类2只,发行额46亿元,包含三项内容的1只,发行额10亿元。
(一)项目是否纳入试点海绵城市地方采购计划及中长期财政规划
地方政府将海绵城市建设项目纳入地方采购及中长期财政规划,是对海绵城市类债券募集资金项目的资金支持。在30个试点城市中,除玉溪、大连、上海、青岛、北京外,其余25个城市都将海绵城市建设项目纳入地方采购计划中。根据是否已经进行公开招标、完成招标,及政府性文件中是否明确提出将海绵城市建设列入地方政府采购范围的标准,我们筛选出5只债券(见表2)。
上述债券发行人所在城市的地方政府财政收入如图1所示。作为试点海绵城市,重庆市城投企业发行的海绵城市类债券数量最多,为3只,重庆市的地方政府财政收入在将海绵城市建设项目纳入地方政府采购计划的试点城市中排名第二。
在未将海绵城市建设项目纳入地方采购计划的试点城市中,有上海、青岛、大连发行了城投债,共6只(见表3)。
(二)是否有国开行、国开证券参与发行
国家开发银行及国开证券参与程度,从国家开发银行或国开证券是否是债券的主承销商、是否对债券发行进行担保、是否是债券的监管人三个方面进行考量,筛选出以下债券。其中12辽源国资债、14嘉峪关债、15兴泸债的主承销商为国开行和国开证券,并由国开行地方分行进行监管(见表4)。
(三)债项及主体评级
按主体评级和债项评级,进行如下分类:债项和主体评级均为AAA的债券,见表5;主体评级为AA+,债项评级为AA+和AAA的债券,见表6;主体评级为AA,债项评级为AA和AA+的债券,见表7。
(四)募投项目收益模式
中图分类号:TV213.9
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)20-0138-03
1 引言
《海绵城市建设技术指南》中指出,海绵城市是指城市能够像海绵一样,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[1]。近些年来,临沂市在保障城市生态安全、防治城市内涝污染、改善城市水质等方面取得了相当大的成效[2]。但仍存在一些技术性问题尚未解决,如排水基础建设目标单一、净水标准不高、排水系统不全等,这使得初期雨水地表径流污染、城市内涝、水体黑臭等问题无法从根本上解决[3]。临沂市进行海绵化建设和改造刻不容缓,于2015年顺利成为山东省海绵城市建设试点省级示范市。
通过调研临沂市开工建设的新东关棚户区改造项目、北城二期道路改造工程、鲁商中心雨水收集利用项目、临沂国际雕塑公园改造项目等海绵项目,分析了临沂市海绵城市建设的内容和存在问题,有针对性地提出可优化的建设策略。这不仅为临沂市充分利用雨水资源提供可行性方案,还为建设具有自然渗透、自然净化、自然积存功能的海绵城市提供理论依据。
2 临沂海绵城市建设整体分析
临沂市位于山东省南部,降水量丰富,受季风影响显著,夏季多暴雨,且地势相对低平,故夏季是造成临沂市“逢雨必涝、旱涝急转”局面的高发季节[3]。临沂市的城市建设模式传统,排水设施也主要是泵站、灌渠等“灰色”设施,配以“末端集中、快速排除”控制的主要规划设计理念,更加剧了这种矛盾局面。
2014年10月,以实现城市发展与环境资源协调为目标,建设具有自然积存、自然渗透、自然净化能力的“绿色”海绵城市理念首次被提出。临沂市成为2015年山东省确定的5个设区市、3个县(市)的省级海绵城市示范市建设试点之一。
临沂市于2015年12月启动海绵城市规划和实施方案编制工作,共计4个海绵城市项目开工建设:临沂国际雕塑公园改造项目、新东关棚户区改造项目、鲁商中心雨水收集利用项目、北城二期道路改造工程,初步确定将火车站片区作为海绵城市示范区。初步预测,到2018年底城市海绵化面积完成71.75 km2;到2020年,临沂市将有25% 以上的面积实现海绵城市改造。
3 临沂海绵城市建设现状及存在问题
3.1 火车站片区
火车站片区属于老城区,建筑密度高,人流量大,车辆流通频繁,是临沂重要的交通运输中心,但该片区仍采取“快速排除,末端集中”设计理念的传统排水系统,大雨天气仍存在严重内涝,对城市交通以及居民出行造成严重影响。
在调研过程中,发现火车站片区在海绵城市建设的诸多问题,未能发挥对环境变化和自然灾害的“弹性”作用。
(1)火车站广场两侧建有小面积绿地,绿地铺设孔状透水砖,乔木根部铺设鹅卵石,但由于采用传统绿地设计模式,透水铺装率低,绿地高于四周路面,在雨天吸水、渗水、蓄水作用较弱,源头分散效果差,遭遇暴雨急雨时缓排作用微弱,未能发挥“海绵体”应有的作用。
(2)火车站地势差异大,在北高阶梯处设有排水口,能够一定程度缓解北高处的雨水积存。但片区排水口位置分布设计不科学,未考虑实际地势。多数排水口分布在片区地势较高区域,导致低洼处在雨停数天后仍存在积水现象。
(3)片区内排水口数量少且分布范围有限,排水设施目标单一,设备老旧,排水管道标准偏低,排水口径小,排水效率差,在城市遭遇暴雨急雨时无法实现“快速排水”,易导致内涝。
3.2 国际雕塑公园
临沂国际雕塑公园在规划建设中坚持“渗、滞、蓄、净、用、排”宗旨,以打造成为“海绵公园”。目前公园内有4个蓄水池,其中有1个在建,有1个处于改造提升阶段,蓄水能力达到1.8万m3。雕塑公园中各类景观与“海绵”元素有机结合,利用自然力量排水、蓄水、渗水,实现“缓排缓释、源头分散”理念,发挥“海绵体”作用。公园地势总体呈四周高、中间低,中间最为低洼区域为林下区,使园区整体形成了自然排水、自然积存、自然渗透和净化的良性循环;园区部分人行道路两侧铺设有下凹形大理石雨水沟,引导径流汇流;园区地下安装了作为雨水回用管道的PE管道,总长度达5.2 km,直径为160 mm,收集来的雨水进行园内植物浇灌。
但临沂国际雕塑公园在诸多方面仍存在“海绵化”不彻底的问题。
(1)园区透水路面铺设率较低,硬质人行道路面比例大,路面以大理石、沥青为主要材料,渗水较差;
(2)园区雨水蓄水池、收集井数量较少,地势较低区域蓄水性利用差;
(3)园区雨水回用系统利用率不高,大片的绿地浇灌仍以自来水浇灌为主。
3.3 新关东棚户区改造项目
东风东关片区不仅是临沂最古老的历史文化核心区,人口密度大,同时也是滨水景观居住区,总建筑面积达51万m2。新东关棚户区建设提升改造过程,将“渗、滞、蓄、净、用、排”的海绵城市建设理念融入其中。为保障75%降雨不外排,逐步实现城市小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解的目标,在对现状水系、绿地、管网等进行深入研究的基础上,该片区改造项目按照海绵城市建设标准进行工程建设,制定了合理的下垫面径流系数、透水铺装率、下沉式绿地率、绿色屋顶覆盖率等规划目标(表1)。
3.4 鲁商中心雨水收集项目
鲁商中心雨水收集利用项目是指对该片区的房屋屋顶进行海绵化改造,屋顶增设排放雨水的管道(图1),地下建一个大约150 m3的蓄水池。屋顶有多个弃流井,溢流、弃流雨水经过弃流井进入下游雨水管线。经过初期处理的洁净雨水进入屋面雨水收集管线,流向地下的蓄水池。这样既能最大程度地蓄存利用雨水,也能保证收集的雨水的清洁度。经过初级过滤、全自动紫外线杀菌之后的雨水,达到相关水质标准后,用水泵打到用水点,用于道路浇洒、景观用水、绿地灌溉等。为了提高二次利用的雨水的洁净度,使用的雨水收集箱采用模块化设计,系统会反向冲刷掺在雨水中的淤泥,然后通过底部的排水口排出淤泥。
3.5 北城二期道路改造工程
作为临沂海绵城市建设的首要推进区,临沂市北城新区二期引入了海绵城市建设理念,形成“一心、三带、三廊、多点”的绿地结构。初步进行了大面积道路人行道渗水性改造工程,涉及北城新区长沙路等六条交通干道,人行道用具有透水性的耐火砖替换了混凝土砖,总工程量5.9万 m2。
对两种砖体进行模拟降水的对比试验,发现普通混凝土砖人行道在遭遇降水时,砖块本身无渗水能力,水体完全依靠砖块之间的铺设形成的缝隙完成下渗,下渗速度慢,下渗率低,且砖面易出现雨水积存现象;透水性耐火砖人行道在遭遇降水时,砖块之间缝隙大,砖块本身也具有吸水性,水体下渗速率快,且砖面不会出现雨水积存现象。
但该项目目前仅进行了人行道渗水材料铺设,遭遇急雨暴雨天气时,雨水经人行道渗水材料进入地下后仅靠土壤自然积存、渗透、净化,因此蓄水、净水能力差,效率低,周期长。
4 临沂海绵城市建设的建议和思考
根据海绵城市建设的目标和应遵循的基本原则[4~6],在对临沂海绵城市建设充分调研的基础上,针对目前存在的问题,提出了科学可行的建议。
4.1 临沂国际雕塑公园改造项目
在临沂国际雕塑公园地理位置、生态基础以及海绵项目改造现状的基础上,针对园区进一步实现“海绵公园”建设目标提出建议。新规划主要针对该园区四个区在“海绵化”过程中不彻底的方面进行重新规划设计,进一步将雕塑公园建设成“海绵公园”。
(1)入口区:将以渗水性较强的“海绵道路”代替以大理石为主要材料的硬质路面,增强入口区渗水能力,同时增大入口区绿化比例,将绿色植物与“海绵体”有机结合。
(2)林下区:重点强化该区内的雨水调蓄能力,实现雨水调蓄池功能多元化、运作高效化,将其打造成集储水、净水、雨水再利用于一体的雨水收集利用系统,使其能够解决园区内70%以上的绿化灌溉、景观水等用水。
(3)现代园区:结合该区域东北高西南低的地势特点,计划将该区域西南最低洼绿地改造为地下雨水调蓄池,主要承担现代园区的雨水排水、蓄水,解决现代园区排水成本高,海绵项目覆盖率低的问题。
(4)雕塑园区:该园区人文因素丰富,布局较多雕塑,规划建设中将海绵项目细化,对该区景观花池、大型乔木和游客休闲座椅等进行“海绵化”改造,使其能够发挥分散的、小规模的源头控制机制。
4.2 新关东棚户区改造项目――新型透水孔
调研发现,新东关社区“透水孔”的渗水、蓄水功能主要由自然力量承担,渗水、蓄水效果较差,无法应对暴雨急雨等天气,更无法实现雨水的再利用。对此,针对透水孔技术进行改造,提出新型透水孔设计方案(图2)。新型透水孔路面采用四层铺设,最下层(第四层)为排水层,在建设土基中铺设渗水管;第三层是由30 cm厚的大颗粒石子组成为石子层;第二层为持力层,浇筑15 cm厚的混凝土,并钻出直径为15 cm的规整透水孔,每个透水孔间隔40 cm;最上层(第一层)按“人字形”竖铺渗水砖。相比第一代透水孔,新型透水孔大大提高了道路渗水效率,同时与雨水回收利用技术有机结合。
5 结语
通过海绵城市建设,实现雨水资源的高效利用,一方面综合提升了城市防洪排涝能力,另一方面使径流污染得到有效削减,进而逐步实现小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、“热岛效应”缓解的目标。同时又能充分发挥城市绿地、水体、建筑、道路等基础设施对雨水的吸纳、蓄存、净化和缓释等作用,实现雨水的二次利用。建成以生态系统为基础、现代科技为手段的多元化城市雨水管理系统,以解决临沂市雨涝灾害和水污染管理两大核心问题,从而平衡城市建设与水生态环境之间的关系。
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引言
在我国经济可持续发展过程中,绿色生态城区海绵城市规划设计非常重要。在国家十二五规划中,针对绿色生态城区海绵城市规划,政府给予了高度重视。在社会经济发展中,更是明确指出必须要深入推进绿色生态城区海绵城市规划设计,在后期工作中必须要充分考量经济发展质量,正确对待经济发展与生态环境间的关系,这对社会经济的稳定发展具有非常重要的作用。
1相关内涵概述
目前,在社会经济发展中,绿色建筑得到了广泛普及与推广,绿色化也由开始的单体逐渐转向区域融合,相应的绿色建筑技术实现了由单项应用到综合集成的转变。基于此,绿色生态城区建设模式应运而生。而空间布局、基础设施、建筑、交通及产业配置等是绿色生态城区的重要评价标准,以节约资源,建立环境友好型社会为目的,对城市开发、功能及新城等区域规划要合理,将绿色化建设理念与规划设计、土地出让等前端发展行为相机和,全面实施绿色城区建设。所谓的海绵城市,就是指城市像海绵,具有吸水、蓄水及释水等功能。在顺应环境变化,应对天灾时,弹性非常好。建设海绵城市时,必须要依照生态优先原则,采用影响较小的开发设施,与人工措施相结合,促使城市顺利排水防涝的基础上,尽可能积存、渗透并净化雨水,提高雨水资源使用效率,更好的保护生态环境。其中,影响较低的开发主要为场地开发中,为了确保水文特点前后开发一致,采用源头与分散式等方法,促使原始径流、峰值及峰现时间等水文特点保持不变。
2规划背景分析
2.1传统给排水规划的束缚
在以往城市规划中,给排水途径以自来水取水、管网供水排水、雨水收集、城市自来水厂与污水处理厂等为主,对给排水系统的节能与节水功能、海绵城市建设及水循环再利用等不够重视。这种城市局限性的规划,与大规模生态城市建设相背离,因此在城市规划与实施中,以水资源节约与环境保护前提下,对其进行补充与改良是十分必须必要的。2.2城市排水问题现代城市建设中,城市水环境影响比较大,主要表现为:①随着城市开发规模的扩大,不透水下垫面比重加大,雨水径流量也不断变大,提高了对应峰值流量,使得城市极易聚集暴雨径流量,从而引起城市内涝。②各类不透水下垫层上降落雨水后,对油脂、重金属等污染物进行冲刷与收集,流入城市雨污水管道,这些水资源没有经过有效处理,便直接流入河流、地下水资源等,造成面源污染。③如果不透水下垫面是连在一起的,天然土壤与植被的吸取与蓄存能力较差,城市近地面空气水分补给不足,就会造成干岛效应。
2.3绿色生态城区发展需求
绿色建筑日益形成规划,以生态理念为主的绿色生态城区,在城市总规划与相关控制规划中,在节约资源与环境友好型城市原则引导下,依据城市发展空间布局、道路与基础设施建设配套产业等内容,也就是将绿色理念与绿色生态城区前端规划设计相结合,促使绿色节能建筑得到普及与推广。
2.4海绵城市规划设计意义
海绵城市规划设计,生态与经济双重效益非常显著。从生态角度来看,一方面使得城市降雨洪水危害得到缓解,市政基础设施排水压力下降;另一方面,对收集到的水资源进行净化,并再回收利用,尽可能实现资源节约目标,生态环境得到保护。
3规划设计思路分析
3.1绿色生态城区功能与规模划分要合理
相较之传统城区,绿色生态城区对用地规划比较重视,此措施对城区建设有一定的推动作用,使得城区建设格局更加合理。如果再详细划分其功能,在总用地中确保居住于公共建筑用地超过50%,合理区分居住与公共建筑用地,增强城区建设的系统与科学性。目前,在一些地区全部用地量中,工业用地仅仅为15~25%。
3.2对海绵城市建设程序做好规划
在绿色生态城区海绵城市发展中,对其建设程序进行规划时,要在城市总规划引导下,有计划、针对性的对规划程序进行细致化,即先有效评估建设场地实际情况。必须要注意的是,要严格开展评估操作,评估内部必须要以地形、流域、地质及植被等为主,为获得全面、真实性的评估结果奠定基础。在依照此项评估结果,合理划定城区雨水排水流域,明确各流域满足条件、可利用的绿色雨水相关基础设施扥技术。再对各流域差异进行分析,依照此分析结果,合理规划上述措施,合理确定与绿色雨水基础设施相关的范围与街坊区域。最后,对各项指标值进行合理划分,做好检测,有效控制并处理场地内外排放出的雨水与污染物。总体来讲,对城市建设各程序的规划,与城市建设各计划与目标的制定相一致,在此基础上,才能确保有计划、针对性的开展工作,促使工作人员操作效率从根本上得到提高。
3.3合理制定规划措施
绿色生态城区海绵城市建设规划中,制定相关措施,工作人员要在充分考虑总规划的基础上,兼顾各项具体要点。具体来讲,就要要对生态敏感区域进行优先保护。对于城市天然海绵体来讲,水生态敏感区域是非常重要的,必须要将河流、湿地及沟渠等部分的管控列为禁建区范围,合理制定城市发展蓝线,加强雨水系统开发,确保超标雨水径流排放系统与城市水体间的有效衔接,以免水体遭受二次污染。其次,实施集约式城市开发。在此过程中,工作人员必须要对城市生态空间做好规划,确保其合理。但在开发的同时,生态环境保护也不能忽视。例如,不能将原有山体、水体等列为规划范围,对其进行重点保护,倡导集约式城市开发,以防出现无序开发建设。明确城市边界,规划城市规模的基础上,加强开发监控,以免发生被破坏情况。再次,基本透水面积要有保障。目前,部分城市面积硬化情况比较严重,一定程度上,不利于雨水渗透,因此相关工作人员,要根据土地用途与性质差异,合理制定绿地及透水铺装率等参数指标,确保城市有透水功能正常。最后,地表径流控制姚合理。依据城市分区特点,对雨水排水区进行科学划定,对自然径流通道进行优先保护,做好检修,合理设置并建设植草沟与雨水湿地等,为雨水汇集奠定基础,实现与地表径流汇集的目标。
4结束语
综上所述,在新时期,城市总规划要积极响应海绵城市建设大环境下,规划要精细,从宏观上做好控制。为海绵城市建设编制专项规划,制定强制性与鼓励性指标,确保能够顺利实施规划。绿色海绵城市建设,对传统治水思路进行不断优化与完善,市政排水系统对暴雨抵御能力得到增强,已成为解决我国城市旱涝问题的重要途径之一。建设海绵城市,城市建设与生态格局相结合,积极探索新的发展新渠道,为海绵城市建设奠定良好基础。
参考文献
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【中图分类号】TU2 【文献标识码】A
以低影响开发模式为建设内涵的“海绵城市建设”已成为近年来我国学术与实践研究的热点话题,我国在借鉴国际雨洪管理技术的基础上,结合自身特点,提出了海绵城市的建设理念。“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市在适应气候变化与环境时具备良好的“弹性”特征,海绵城市建设倡导将自然途径与人工措施相结合的雨涝调蓄能力,传统的雨水就地排放思路开始向雨水自然调蓄方向转变①。近年来,车伍②、王思思③、王建龙④等人在介绍国外雨洪管理模式及方法、国内雨洪应用案例及雨洪与景观设计结合方面有深入探讨。俞孔坚及其北京大学研究团队提出生态海绵城市并实践了用生态基础设施来综合解决城市水问题和绿色城市的构建⑤。台湾水利署基于LID技术在新近的《流域综合治理计划》中提出构建“海绵城市”⑥。2014年11月住房和城乡建设部《海绵城市建设技术指南》,海绵城市的建设需要将城市中大量的不透水区向透水区或部分透水区转变,恢复原有的水文循环过程。村镇广场在村镇聚落中具备社交场所、组织交通、城市名片与美化环境等功能,是村镇公共空间的重要组成部分,然而目前村镇广场的硬质铺装比例大,下垫面结构与排水方式对村镇可持续发展建设有较大影响,因此建设海绵型村镇广场景观的优化设计尤为重要。
“海绵城市”与“低影响开发”的辨析
“低影响开发”概念起源于20世纪80年代末90年代初美国的雨洪管理理念,并于2000年发展成为全美的雨洪管理范本。“海绵城市”是我国借鉴国外先进的雨洪管理与低影响土地开发理念基础上,提出适合我国国情的城市建设与雨洪治理理念。因此,有必要将“低影响开发”与“海绵城市”进行释义辨析。
概念辨析。低影响开发的雨水管理技术是美国马里兰州乔治王子郡的环境资源部的首创,是一种新型土地开发方法,与自然管理雨水方式接近,以恢复与维持一个地区的水文生态功能为目标。海绵城市是我国借鉴国外先进的雨洪管理理念基础上,提出的适合我国国情的一种顺应自然、与自然和谐共生的城市建设与土地开发、管理、保护等方法。第九届中国城镇水务发展大会提出了海绵城市以改变我国传统的城市粗放型建设理念为依托,满足城镇化与资源环境的可持续发展内涵。海绵城市的建设目标是通过保护原有的水生态系统,运用低影响开发技术恢复水文环境,“让城市弹性适应环境变化与自然灾害”。改变就地排放的排水防涝思路,倡导开发前后的水文特征维持不变。
由此可见,“低影响开发”与“海绵城市”在本质上都以改善水生态为出发点的。“低影响开发”在具体的水文技术方法、法定规范与土地开发手段上更加具体、明确,可操作性强。“海绵城市”在吸收“低影响开发”(以下简称LID)理念基础上,紧密结合城镇化建设中的实际问题,从国家战略高度出发,在城市规划顶层设计中层层落实、明确要求,相比LID,内涵更宽、任务更重、更加迫切实施。
适用范围。美国低影响开发(LID)理念适用于大于5000平方英尺的所有联邦项目,主要在中小尺度的街区、广场、居住社区应用较多。近年来,LID理论与方法逐步向全美与欧洲扩展,适用范围逐步扩大到与城市设计、规划相结合,形成了水敏感城市设计(WSUN)、低影响城市设计与方法(LIUDD)、可持续城市排水系统(SUDS)的理论与方法,目前在流域尺度的雨洪模拟管理和保护开发也开始研发与应用。
海绵城市相比LID适用范围更加广阔,从区域水生态环境保护到城市规划区的海绵城市设计及旧区改造均有涉及。借鉴国际上低影响开发建设模式的成功经验,并吸纳了我国相关政策法规的要求和低影响开发雨水系统的工程实践经验,适用于以下三个方面:一是指导海绵城市建设各层级规划编制过程中低影响开发内容的落实;二是指导新建、改建、扩建项目配套建设低影响开发设施的设计、实施与维护管理;三是指导城市规划、排水、道路交通、园林等有关部门指导和监督海绵城市建设有关工作⑦。
海绵城市视角下的村镇广场景观空间环境的问题
课题组在2013~2014年间对河北周边村镇广场进行实地调研,对城镇级综合型广场、乡级主题型广场和村级休闲型广场进行专项研究,从促进或阻碍海绵因子、功能因子、文化因子层面定量统计,分析满意度。调研发现,城镇级、乡级综合型广场景观的整体满意度最高,文化代表性强,能够凸显城镇地域特色。然而,在城镇及乡村的海绵城市建设以及海绵文化的传播还尚未全面展开,还存在以下不足:
广场下垫面结构及排水方式引起的积水与水污染问题。广场是城镇公共空间的重要组成部分,传统的城市管网排水系统在广场下垫面结构中处于主导地位并大量存在,随着城镇化进程的加快,村镇广场建设量也不断增加,使得村镇的不透水下垫面激增、径流量加大、城郊村镇内涝及污染不断加重。常见的解决方法是扩大排水管径,增加泵站数量及排水能力来避免内涝,然而,建设经验表明这并不能从根本上解决洪水及水污染问题。调研发现,由于建设规格及排水系统较为完善,城镇、乡级的主要广场内部较少发生内涝及水污染,然而途径广场内部的污水及雨水更多地汇集到广场周围的道路及低洼地段。村级广场问题较多,由于排水管道陈旧,施工工艺较差,部分村级广场成为雨季内涝高发地段,有些地面铺装工艺差,出现缺口、内陷、剥落等问题,加剧了径流污染及内涝问题。
绿化植被(透水下垫面)面积不足或单一,夏季缺少遮荫场所。目前国内并没有对村镇广场的绿化率划定统一标准,《城市绿化规划建设指标的规定》(1994)中规定城市绿化覆盖率为不少于35%。非园林城市的广场建设也主要以此作为标准进行开发建设。传统的城市广场绿化设计是以满足广场的各类功能需求为目的的,适当运用园林小品和硬质铺装等园林手段,最终形成美观、实用的广场环境。然而作为透水下垫面的广场绿化植被对雨水的滞留有重要作用,将靠近广场硬质区的绿化做下沉式处理可以有效地吸收、过滤与滞留雨水。调研发现,大部分的村镇广场没有考虑这一问题,许多绿化区周围用不透水石材围合起来作为座椅供人使用,导致雨季大量雨水无法排入绿化池内,加大径流量。此外,绿化面积不足也是广场的主要问题。
广场设施功能单一或缺乏维护。村镇广场是公共设施的主要承载空间。公共设施不仅能够为市民创造出愉悦感、快乐感以及对村镇生活的思考,而且能够促进人与人的接触和交流。一方面展现了村镇的文化和历史,一方面也能激发人们参与意识、创造力和想象力。调研发现,村镇广场设施普遍存在一体化设计、功能单一或缺乏维护的问题,设施满意度最低,人们普遍认为不方便,可休息的地方太少。
海绵生态文化的普世性不足,应加大宣传力度。“海绵城市”的生态文化理念在我国行业内部刚刚兴起,社会大众对海绵生态文化认知度不高,对其恢复生态环境、改善城市水资源问题的积极作用并不了解。调研发现,大众对城市内涝与水污染问题的解决途径尚以传统的排水设施不足或缺乏为主,而对新兴的雨水滞留、雨水回用、雨水景观等设计理念不了解。因此在海绵城市建设过程中,应着重加大海绵生态文化的宣传力度,使雨水文化口口相传,提高社会各界的生态文化意识。
海绵型村镇广场景观空间优化设计思路
海绵型村镇广场景观空间优化设计构架。海绵型村镇广场景观优化不应仅限于雨水景观的优化设计,还应同时考虑植被、场地、材料、文化及教育等整体景观环境的优化与提升。根据美国可持续景观评价标准、我国生态景观建设标准等,提出建设可持续的海绵型村镇广场景观空间优化设计构架:第一步,优化设计前评估,对场地内部水文、植被、群落生境、材料与文化进行系统评估,确定场地需要保留与改造的区域,同时增设公众参与设计环节,对场地中功能设施及景观环境进行综合评估。第二步,用地适宜性分析,根据场地自然、人文与现状条件,结合地域特点确定场地适宜建设区、较适宜建设区及不适宜建设区。第三步,优化设计目标,以建设海绵城市、美丽乡村为总体目标定位,侧重生态与人文两方面解决现存问题,以达到可持续的广场景观目标。第四步,优化目标分解,将总体目标分解为五个方面:水生态系统改善,可从雨水景观设计方法解决;植被、土壤及群落生境改善,可从植被生境修复设计解决;场地设计侧重功能优化与完善;材料生态化可应用新能源、可再生及本土化材料来完善;文化及环境教育需重视生态意识及文化保护在场地优化中的要义。第五步,施工及运营维护机制,需要考虑场地优化建设中应加强控制污染及使用可再生能源的问题。
海绵型村镇广场雨水景观设计途径。以维持与恢复水文生态本底为目标定位的海绵型村镇广场景观,在设计构架上应加强雨水设施与景观要素之间的衔接与完善,将海绵生态文化理念融入广场文化理念中,使人们在广场景观环境中更加舒适、愉悦地体验自然魅力与人类智慧的交融。海绵型村镇广场雨水景观设计途径:第一步,用地适宜性分析。第二步,按照我国《海绵城市建设指南》中对我国各地区年径流量控制率的规定,制定海绵型村镇广场雨水景观优化目标。第三步,雨水系统设计。根据现场具体情况,确定水文与气象,测定雨水的体积来管理现场。第四步,典型现存设计选项。根据测定雨水的体积与现状条件选择雨水设施来进行现场设计,从场地源头开始对雨水进行管理,可将雨水渗透/滞留设施、雨水径流传输设施、雨水调蓄设施通过任意组合来达到设计目标。第五步,雨水设施景观化设计。雨水设施景观化是海绵型村镇广场景观优化设计的关键,可通过雨水设施功能多元化、雨水植被设计景园化以及海绵生态文化地域化的设计策略来实现。
海绵型村镇广场景观空间优化设计策略
雨水设施功能多元化。村镇广场中的雨水渗透/滞留设施在满足雨水径流就地渗透/滞留的功能以外,还可结合城市广场的游憩空间、场地边界绿化带、停车场绿化带、情景化铺装来实现丰富的广场景观品质。村镇广场中的雨水径流传输主要通过明渠流与漫地流的方式来实现,设施主要由植草沟、雨水管渠等构成。广场中的雨水传输设施可具备分割空间场地、景观雕塑、游憩设施等多种功能来满足人们的户外活动需求。村镇广场的雨水调蓄设施位于雨水径流汇集的末端,为多功能调蓄设施。当村镇发生强降雨或防洪排涝有较高需求时,可作为雨水径流调蓄池,有效减低雨水径流,减轻村镇防洪压力。雨水调蓄设施平时可作为下沉广场提供多种游憩功能供人适用。
雨水植被设计景园化。在我国,现代村镇广场的植被设计主要以学习西方广场的现代造景手法为主,以几何形式的排列组合来配合场地道路与活动场地,或以群落式的布置方式作为场地集中绿地的体现,此外,每逢国家节日村镇大型花坛蜂拥而至,展出结束,花已凋零。这些与我国传统的天人合一、因借自然的园林植被设计手法有很大差异。与传统广场旱地植被不同的是,雨水植被可有效净化与降低雨水径流中的污染物,削减雨水总径流及峰值流量,具备重要的生态功能与美学价值。目前国内外学者对于雨水植被类型、组合方式、地域特性以及净化效果均有较为深入的研究,然而,在雨水植被的景观环境营造中涉及尚少。笔者认为海绵型村镇广场的植被设计应采用低维护、低成本的本土植被,借鉴我国传统园林的造园手法,使场地中雨水植被与旱地植被巧妙融合,创造优雅怡人的景园效果。
海绵生态文化地域化。海绵生态文化是城市回归自然本真的一种体现,是当前环境治理、城镇开发与改造的精神动力。海绵生态文化是我国海绵城市建设进程中的核心文化理念,在学术界与业界已得到广泛关注,调研发现人们对新兴的海绵城市、雨水景观等设计文化理念知之甚少,对村镇水污染与内涝治理尚停留在依赖城市排水设施的基础上,因此在村镇建设中宣扬海绵生态文化理念,提高大众的生态意识尤为迫切。海绵生态文化的传播应体现地域性的特点,在我国不同地域的村镇广场具备风格各异的水文与地形特征,根据不同地域类型的村镇广场来划分不同的海绵生态文化分区,可以加深大众对海绵生态文化的认知度与理解力,对村镇广场的独特性与多样性有一定的推动意义。
结语
我国的“海绵城市”理论是在吸收借鉴国外雨洪理念基础上逐步发展起来的,2014年《海绵城市建设技术指南》的提出将海绵城市理论与建设实施提高到国家战略规划高度,对我国解决城镇化与资源环境协调发展实现城市永续目标有里程碑式战略意义。本文通过对河北村镇广场进行专题调研,梳理现存问题,提出建设海绵型村镇广场景观设计思路与构架,对村镇广场雨水景观化途径与策略展开详细讨论。目前,我国的雨洪景观理念与实践尚属起步阶段,还存在水文数据不透明、雨洪径流模拟与计算技术滞后、项目落地阻力大等问题,需要不断积累实践经验,提高本土雨洪景观理论与技术能力,加大海绵生态文化传播力度,早日实现我国海绵城市开发建设的良性发展目标。
(作者分别为天津大学仁爱学院建筑系博士研究生、讲师,河北工业大学建筑与艺术设计学院博士研究生、讲师;本文系2014年底河北省社会科学发展研究课题“新型城镇化背景下河北省农村社区生态规划策略研究”阶段性成果,项目编号:2014040707)
【注释】
①⑦住房城乡建设部:《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建(试行)》,2014年10月。
②车伍,张{,赵杨:“我国排水防涝及海绵城市建设中若干问题分析”,《建设科技》,2015年第1期。
③苏义敬,王思思,车伍等:“基于‘海绵城市’理念的下沉式绿地优化设计”,《南方建筑》,2014年第3期,第39~43页。
④王建龙,车伍,易红星:“基于低影响开发的雨水管理模型研究及进展”,《中国给水排水》,2010年第9期,第50~54页。
在2013年12月12日中央城镇化工作会议中提出“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”,到2015年12月20日中央城市工作会议中再次强调“要提升建设水平,加强城市地上和地下基础设施建设,建设海绵城市”,短短几年时间,海绵城市已成为实现城市良性水文循环和可持续健康发展的新型城市建设模式。然而随着全国海绵城市建设全面展开,各城市面临从建设模式、前期规划、工程设计到后期绩效考核与运营管理各方面问题和挑战,如何因地制宜、合理高效地选择技术设施与产品成为突出问题和迫切需求。
1海绵城市的概念和作用
所谓的海绵城市指的是城市能够像海绵一样,对外界环境的变化有着较强的适应能力,且在应对自然灾害等方面具有良好的弹性,下雨时能够实现吸水、蓄水、渗水、净水等功能,旱季则可以将蓄存的水“释放”出来并加以利用,这部分功能主要是通过实现综合性“低影响开发雨水系统”的构建并完善。
具体来说,海绵城市建设的重要作用可以表现为以下3个方面:第一,保护水资源,打破传统“以排为主”的城市雨水管理思想,尽可能多地吸纳水资源,为城市所利用。第二,防治水污染,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种生态化技术,减少雨洪初期雨水对水体的污染。第三,减轻洪涝灾害影响,通过减少径流系数的方式,使较大降雨量得到就地吸纳,降低城市内涝的影响。
2海绵城市建设过程中的难点问题
海绵城市建设是关系到国家生态文明、社会可持续发展和人民生命安全的大事,在全国上下拍手叫好之后却面临着很多困难和矛盾。在建设初期如果缺乏针对性的理性思考,一味跟风、模仿,不能及时反思和评价,则会造成极大的浪费,欲速则不达。
2.1“绿色海绵体”不足是全国普遍存在的问题
目前全国范围普遍存在“海绵体”不足的现象,主要是因为城市房地产开发过热,城市土地价值哄抬过高,开发商受经济利益的驱使进一步加速了土地的地产开发流向,造成了公共绿地面积减少,硬质地面增加,最终导致可以吸水的绿色海绵体严重不足,使国内的海绵城市建设缺少了基础实力。
2.2社会认知不够
我国是一个世界上严重缺水的国家。人们在遭受瞬时暴雨灾害的同时,并没有意识到雨水被大量排放所造成的严重后果,因此,对于立足于将雨水变害为利的海绵城市建设的认知也不够深刻。目前对于海绵城市建设的热情仅局限于相关政府、建设及设计单位。人们对于相关改造的必要性和造成的不便不认可不支持,也会影响建设进程。
2.3缺少相关政策法规的支撑
海绵城市建设作为一个新生事物,处于摸索尝试阶段。很多问题尚未预见,相关政策法规的出台也需要随建设的实践慢慢推进,需要在建设中总结分析,并实时调整。因此没有有力的政策法规支撑,没有建设行业标准的硬性要求,建设中会存在混乱和无法可依的状况,也会影响建设力度和成效。
2.4突袭式建设存在弊端和风险
海绵城市突袭式建设会给城市带来很多尚未预见的风险。比如,改造道路绿化带为海绵体的做法,在一定程度上缺乏理论支撑和安全评价,尤其对于济南等北方城市,植物品种普遍耐涝性差,夏季瞬时雨量大,可能给全市园林绿化造成灾难性后果。海绵城市建设需要改造原有市政设施,在一定程度上会破坏基础结构,因此需要进行严密的风险评估,避免改造中的人为灾难。积蓄雨水的后期净化处理和再利用不仅成本较高,处理效果和利用中也存在一定的安全风险。除此之外,还有很多问题会随着建设的深入和后期的应用逐步显现,需要各方面密切监控并及时处理。
2.5科技研发滞后
海绵城市建设在中国是一个新生事物,现有的经验和技术多为借鉴,自我研发需要大量经验的积累和分析,也需要全面评价建设效果,因此需要很长一段时间。而且研发需要专业人才和资金的大量投入,人才的培养更不是一日之功,因此国内的海绵城市建设还会有一个很长的艰难探索和成长阶段。
3海绵城市建设过程中的技术关键点
3.1因地制宜,合理确定规划控制目标和低影响开发技术选择
第一,通常情况下,规划控制目标是海绵城市建设的一个非常重要的选择因素,具体则可以分为径流峰值控制、雨洪利用、径流污染控制等多种可选条件。这些条件的选取,对城市建设的标准和实施效果具有决定性影响。加上各个城市的区域位置、水文特点以及气象条件等因素存在较大的差异,规划控制目标也就有一定的差别,因此要做到科学必选,因地制宜。此外,还可将径流总量控制作为海绵城市建设中重要的规划控制目标,并制定合理的实施策略。低影响开发主要对包括地块透水铺装率、下沉深度、下沉式绿地率以及绿色屋顶率等单项指标进行控制等。
第二,选择低影响开发技术应遵循资源节约、保护环境、因地制宜,经济适用等选择原则。合理选择低影响开发雨水技术及组合方式,包括截污净化系统、储存利用系统、渗透系统、开放空间多功能调蓄、径流峰值调节系统等原因。在这里,尤其要注意运用因地制宜原则,针对属于干旱缺雨城市,首先应对考虑吸纳收蓄和利用雨水,而针对南方多雨地区的城市,则应侧重于雨水的迅速收集与排放。
3.2依据投资来源,合理确定开发主体,严格落实海绵系统的设计、建设工作
政府部门统筹管理,市政、规划、国土、交通、水务、园林等职能部门在各相关规划编制过程中严格落实低影响开发雨水系统的建设内容。政府对城市道路、公共绿地等的低影响开发设施建设工程的投资,由当地政府筹集资金。社会投资项目由企事业建设单位自筹资金。政府可利用建设奖励机制,调动社会资本参与海绵系统建设。
3.3依据项目性质,建立并完善设施维护长效机制
依据职责分工,公共项目类低影响开发设施是由各相关部门负责维护,而针对社会投资类低影响开发设施,则是由所有者负责维护管理。日常维护和雨季前设施的检修维护则是由维护管理部门负责。
3.4加强政策引导、标准规范的制定
一、海绵城市的重要性
改革开放以来,随着我国经济技术的稳步提升,以及城市化进度逐渐加速,在乡镇向城市发展的进程中由于恶劣极端天气增多所引起一系列的城市内涝、雨水径流污染和给排水系统突发性崩溃等问题不断加剧,很大程度上导致了国民经济财产损失甚至人员伤亡;另外,做为世界上水资源短缺国家之一,我国水资源严重匮乏的问题日益突显,更加迫切地需要成熟的技术和根为合理科学的规划设计来解决这些“疑难杂症”。
当前实施的城市化建设发展模式使得城市中不透水地面(下垫面)面积不断扩大,不仅导致将于后地面雨水径流量累积增加,突遇暴雨等强降雨天气时使得城市排水系统超负荷工作;而且降雨后的雨水径流由于排放不畅更容易受到污染,进入自然水体后会造成更大的危害。更重要的问题还有雨水的重复利用率低,大部分降水经排水系统直接排放,雨水未得到很好的利用,由此折射出我国现行的“以排为主”的城市雨水排放方式早已不适用于当下亟待解决的水资源短缺以及雨洪资源宏观调控不足这两大难题。在这些因素共同作用下,雨洪管理逐渐趋向于最大限度地实现雨水的积存、渗透和净化以促进雨水资源的综合利用和生态环境保护,而且进一步引伸出涵盖以上方面的新兴发展方向即“海绵城市”的推广与建设。
海绵是一种多孔材料,具有良好的水分性质和力学性质:水分性质主要有吸水、持水和释水等;力学性质则体现为压缩、恢复形变和回弹等。由海绵的特殊性质可进一步引出“海绵城市”的概念:海绵城市是新兴的城市雨洪管理模式,是指城市在适应环境变化及应对雨水带来的自然灾害等方面具有较好的“弹性”,降雨时吸水、蓄水、渗水、净水,有供求时将这部分水释放并加以利用,让水在城市中的歉意活动更加“自然”。海绵城市的给排水系统可以很好地应付将于重现期从大到小的各类降雨,使城市既免于发生内涝,也能够科学高效地综合利用雨洪资源,建立良好的水文生态环境。
2014年12月31日在多次提出“建设海绵城市”的大环境下,我国有关部门下发了关于“海绵城市建设试点工作”的通知,首批共试点30个城市,为海绵城市主体工程的给排水系统建设首当其冲,进一步加快解决城市洪涝灾害及水资源严重短缺等问题。目前城市给排水系统中遗留的严重问题主要有以下几点。
二、给排水系统构建问题及措施
1、给排水构筑物设施老旧,管网系统改造建设周期冗长
城市化进程的不断加快,导致城镇的建筑使用面积进一步扩大,为了拓展人们的居住空间,城市内的高楼大厦屡见不鲜。这在促进城市经济发展,提高人民生活水平的同时,也缩小了给排水设施的使用面积。导致给排水设施的维修与修建需要投入大量的人力物力,建设周期长,对工程周围居民的正常学习生活带来不利的影响,同时,也会对城市交通带来拥堵。然而,城市的发展离不开基础设施的建设,城镇的巨大用水量对于日渐老化的给排水设施带来了沉重的负担。
2、对于地下的空间规划不合理
给排水等基础设施的建设一般对于地下空间的使用频率较高,然而相比于地面建设,地下的管网建设和规划由于消耗的时间和经济成本过高,容易被相关部门忽略。导致了地下管网建设的规划不合理,各种线路交错,对于相关设施的维修与检修带来了极为不利的影响。这种情况一方面为城市的规划建设加大了难度;另一方面,对于城市用水用电安全带来了隐患。
3、雨洪资源未得到充分利用
现代化社会的进程加快,促进了城市规划建设的发展,城镇中的道路为了加强交通系统的建设,保证城市车辆的正常运行,大部分都铺设水泥或沥青等硬化材料。城市路面的硬化范围扩大对于积水的下渗有着极为不利的影响,尤其在部分季节性降雨量过高的地区,经常会出现积水超过地面十几甚至几十厘米,淹没车辆和建筑用房的现象出现。由于水循环过程受到阻碍,还会出现地下径流水量不足的情况,对于雨洪资源的利用不足,这使得城市的基础设施建设发展不全面,城市经济的发展遇到了严重挑战。
4、对于短历时强降雨天气承受力弱
温室效应是全球面临的一个巨大问题,由此引发的气候反常变化造成了地域性极端天气频发,其中较短历时的强降雨天气发生概率不断增大,由于其具有高强度和不定时的特点,通常会形成局部地区短时、大流量的地面径流,因为现有城市排水系统承受能力有限,往往在类似极端天气发生是出现排流不畅的现象,使得雨水无法及时排走,导致极易发生城市内涝和水质污染,严重威胁居民人身安全和财产安全。针对海绵城市建设中给排水系统存在的问题,要着手从其规划设计的角度出发进行根本解决。
其一,要以城市总体规划和未来发展为基础,结合城市生产生活总的供排水量对给排水系统进行设计,全面考虑泵站及管线的供排水稳定性、安全可靠性和防洪、防涝等对自然灾害的应对能力,确保合理规划和科学建设。
其二,由于我国对海绵城市概念的引入及实践应用较晚,无论从技术层面还是相关规章制度上均处于初期发展阶段,依托于海绵城市体系下的给排水系统优化理念和技术较为欠缺,因此要鼓励大胆开拓不断创新,对专业技术及施工领域进行深入研究,在汲取国外更为成熟的思想和技术手段的同时善于总结国内目前的实践经验,以求找到适合我国海绵城市发展的给排水系统正确构建方式。
其三,国家要提倡和推行试点工程,以一部分经济技术条件较为完善的城市做为项目依托,在遵循海绵城市建设规范和保证与城市基础设施建设的协调发展条件下对城市已有的给排水系统进行改造和更新,总结雨洪管理利用的实践经验,为进一步推进更大范围的海绵城市建设奠定夯实的基础。
结语:海绵城市的给排水建设对于城市提高水资源的利用率,增强对于旱涝灾害的抵御能力,促进城市建设的快速发展,提高对于环境的适应能力等方面有着极为重要的作用。为此海绵城市应将建设合理高效的给排水设施作为发展城市建设的重要环节,加深现代化技术在城市基础设施建设中的应用程度,根据海绵城市的发展特点,加快城市的现代化建设。
近几年的快速城镇化带来了中国经济的飞速发展,促进了区域协调发展以及全社会的进步,但是同时,快速城镇化也带来了新的问题———环境污染和资源短缺,尤其是水资源短缺。这种外延式的城市发展模式给城市带来了巨大的创伤,所以必须改变城市发展模式,转为内涵式发展和集约式发展。在生态文明建设中,海绵城市是一项重要内容,它具有自然积存、自然渗透和自然净化功能。
1.2概念解读
海绵城市是指城市能够像海绵一样吸水、蓄水、释水,在适应环境变化和应对自然灾害的时候具有良好的“弹性”。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,应用低影响开发设施与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,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。低影响开发是指在开发场地时,为维持场地开发前后水文特征不变,采用源头式、分散式的措施。其核心是维持场地原始的径流总量、峰值流量和峰现时间等水文特征不变。
2.研究思路
随着城市化进程的开展,武汉也遭遇着水污染和内涝的严重问题。建设海绵城市,制定相应的规划设计方法,加快海绵城市的建设步伐,是本文研究目的所在。文章从规划角度出发,与城乡规划各个层级规划相结合,为将来的武汉市海绵城市建设提出具备可操作性的工作思路。海绵城市建设应具备的特色:1)保护性开发“海绵体”城市开发建设过程中应保护河流、湖泊、湿地等这些大的水生态敏感区,这些是大自然原生态的海绵体,理应保护不被破坏,并且结合区域及周边有利条件进行低影响开发的雨水系统规划设计。2)水文干扰最小化设置人工海绵体如植草沟、湿地、下沉式绿地等实现地区径流总量控制、径流峰值控制和径流污染控制等,保护区域内河道不被污染,水体不被污染。3)统筹协调低影响开发雨水系统建设内容应该纳入城市总体规划、专项规划、控制性详细规划和修建性详细规划之中,且各规划在编制和实施过程中,应相互协调相互衔接,做到多规融合,共同指导建设海绵城市。
3.海绵城市在城乡规划中如何实施
海绵城市建设作为一项繁琐又巨大的工程,武汉市人民政府理应作为责任主体,同时统筹协调规划、国土、排水、道路、园林和水利等部门,在海绵城市相关规划的编制和实施过程中,共同落实海绵城市建设的详细内容。
3.1总规定目标
在规划编制之始,应优先开展相关专题研究,同时为了更准确的确定城市年径流总量控制率和对应的设计降雨量目标,应结合武汉市的生态保护、土地利用以及水系绿地、市政环保等相关内容,最终根据设定的降雨量目标制定武汉的低影响开发雨水系统构建的实施策略、实施原则和重点实施区,同时应在城市水系、排水防涝、绿地交通等专项规划里纳入海绵城市建设的相关内容和要求。结合武汉市的现状实际状况,展开专题研究的同时,也要在绿地率、水域面积率等相关指标基础上,城市总体规划还应增加城市年径流总量控制率、峰值流量控制率等指标,具体要点如下:(1)优先保护水生态敏感区。水生态敏感区作为城市里的大的天然海绵体必须受到足够的重视和保护,河流、湖泊、湿地、坑塘和沟渠等在空间管制里应纳入禁建区和限建区的范围,严格划定城市蓝线范围,城市构建低影响开发雨水系统和城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统应于城市水体做好衔接,保护水体不被二次污染。(2)集约式城市开发。合理保障城市生态空间,提倡集约式开发,为防止城市无序蔓延,应确定城市空间增长边界和城市的规模,避免开发造成破坏。(3)确保合理的透水面积。目前城市地面都是大面积硬化,影响雨水的渗透,因此要设定不同性质的绿地率和透水铺装率指标,确保透水路面的比例。(4)合理控制地表径流。根据武汉的竖向分区,合理确定雨水的排水区,优先保护和修复自然径流通道,建设植草沟、下沉绿地、雨水湿地等汇集分区雨水,控制地表径流。
3.2控规定指标
海绵城市建设在控规层面应该与相关专业协调,通过土地利用空间优化等一系列方法,在控规内容里细化和分解总规以及上级规划提出的低影响开发控制目标及要求。在建筑密度和绿地率等指标的约束下,应提出各地块的单位面积控制容积和下沉式绿地率、透水铺装率和绿色屋顶率等控制指标,作为土地开发的规划设计条件,要点如下:(1)地块的低影响开发控制指标应明确。控规应该分解细化城市总规和专项规划的低影响开发控制目标,根据规划用地分类的比例和特点对各指标进行分类分解。地块的地影响开发控制指标看依据地块的分区而定,比如已建区、新建区、改造区等。(2)地表径流组织应合理。根据汇水区的划分,协调地块内建筑道路的布局和竖向,使得地块内地表径流有组织的汇入周边绿地系统和城市水系,同时汇水区应与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统相衔接,充分发挥低影响开发设施的作用。(3)低影响开发设施应统筹协调。根据地块实际情况,确定地块内的低影响开发设施的类型及其规模,合理布局地块内规模较大较为复杂的低影响开发设施。
随着城市的飞速发展,城市中基础设施建设的步伐加快。城市中的路面建设亦随之发展扩大,路面的建设材料大多是沥青、混凝土等防水材料,导致城市中的雨水不能通过地面渗透到地下,又因为城市中的建设管理跟不上发展需要,防洪泄水系统不健全,导致雨季时,城市面临暴雨不能及时的通过管道排出,从而发生城市内涝。2014年国务院颁布了《海绵城市建设技术指南》,提出了海绵理论,为城市建设提供了理论基础,未解决城市生态问题提供了良好的决策,因此,运用海绵理论对城市湿地进行景观设计,是现阶段城市生态建设的重要任务。
1“海绵城市”的理论概述
海绵城市的表面意思是指希望城市能如同海绵一样,很好地适应环境的变化和面对各种自然灾害,具有良好的吸收和恢复能力。其主要作用是通过对下雨时的水进行吸收、储存,然后雨后加以利用释放,达到城市生态系统的良性循环。海绵城市的建设应该遵循生态系统平衡的原则,将自然存在的和人工建设相结合,在保障城市安全的前提下,实现城市最大限度的储水,再将雨水进行释放,从而维护了城市生态系统的平衡,避免了城市在暴雨时出现洪涝灾害。这样不仅可以促进城市对雨水资源的利用,而且可以保护城市的生态环境。
2基于“海绵城市”理论对城市湿地进行景观设计
2.1设计原则
2.1.1生态平衡的原则。城市湿地景观设计时应以生态平衡为基础,坚持保护生态环境和维持生态系统平衡的原则,合理地对城市的湿地进行开发和景观设计,将对城市生态环境的影响降到最低。2.1.2具备防洪功能的原则。城市湿地建设除了为人们提供休闲和娱乐的场所等功能,还应该具备一定的防洪储水的能力,是城市水循环系统的重要组成结构。雨季来临时,城市湿地能够具有吸水储水的功能,作为城市的储水基地,为整个城市在雨季建立一道安全防线。2.1.3与城市相结合的原则。城市湿地景观设计是城市景观设计的重要组成部分,在进行城市湿地景观设计时,要和整个城市的景观设计融合,利用点、线、面的设计方法,将城市湿地景观设计与城市相结合、统一,使整个城市的水体系统、景观设计更加完善。
2.2设计方法
在城市湿地景观设计中,汇集储存雨水的景观主要包括湖水、地面、绿地以及建筑,湖水可以直接吸收储存雨水,地面、绿地和建筑主要是通过汇集雨水,然后将雨水排放。可以优化集水景观,充分发挥其对雨水收集和净化的功能,减少雨水的径流,降低污染物的汇聚,从而保障雨水最终的汇集质量。其主要设计方法如下:2.2.1改善地面的铺设材质,提升地面的渗水能力。大多数地面采用沥青和混凝土等防水材料,这样的地面阻止了雨水的渗透,阻碍了水循环。因此,在进行地面铺设时,可根据不同景观的需要及功能对地面进行铺设。如部分地方可铺设透水混凝土或者砌体材料,也可铺设鹅卵石、碎石等材料,这样可以提高地面的渗透能力。在对地面进行铺设时,也可设计不同材料或者色彩的组合,不仅为景观带来美化的效果,也可以使地面能够集水渗水,促进水的循环。2.2.2改变绿地的建设方式,提高绿地的储水能力。在城市湿地景观设计时,都会建设相应的绿地,在绿地中种植乔木、灌木和草类等植物,这些植物不仅可以储存净化水分,还可以保护环境,减少水土的流失。在进行湿地绿地建设时,应该最大限度地保护天然绿地,使绿地具有自然之美。而人工绿地的建设部分,可以根据周围的环境进行设计,依据绿地的地理位置及地形特点,设计一些具有凹式形状的绿地,这样不仅可以使绿地在下雨时汇集雨水,也可以过滤雨水中所带的树叶等杂物,使之慢慢地渗透到地表,补充地下水。在下凹式绿地建设时可以建设“雨水花园”,即在下雨时形成雨水花园,在绿地中种植不同的植物,这样在雨季可以形成独具一格的湿地景观。在为下凹式绿地选择种植植物时,一定要结合湿地景观设计,选择具有吸附净化能力的,能在短时间内具有一定的耐涝、耐旱能力的本土植物。在城市湿地景观建设中的建筑屋顶主要功能是承接雨水。因此,针对建筑物屋顶的集水功能,可在其屋顶种植绿植进行覆盖,这不仅为湿地提供了一种独特的景观,还可以达到净化雨水的功能,促进雨水参与大气水循环。在屋顶上种植如爬山虎等依附生长的绿色植物,覆盖在屋顶,当雨水降临时,落在屋顶的雨水一部分被该植物吸收储存,一部分在阳关的照射下通过蒸腾作用挥发进入到大气中参与水循环。根据建设物的形态设计绿植,使之与湿地环境更好地融入在一起。
3城市湿地景观建设对海绵城市建设的作用
城市湿地景观建设是组成城市整体绿化系统的重要组成部分。城市湿地的建设不仅保持了生态系统的平,还使得整个湿地景观的生态系统接近于自然景观,从而维持大自然动植物之间的平衡和协调。城市湿地主要分为2种:一种是自然湿地,一种是人工湿地。在“海绵城市”的建设过程中,城市湿地景观建设不仅能够在雨季暴雨天气和河流涨水的时期具有储水的作用,还能够通过土壤、微生物以及植物净化雨水,通过植物分解雨水中的污染物,从而达到净化雨水的作用。城市湿地是天然的蓄水池,能够储存大量的水。因此,可以利用城市湿地存储水资源,将储存的水资源用来灌溉、养殖、绿化,从而提高了水资源的利用率,维护了生态环境系统的平衡,促进了经济的发展,城市的进步。通过城市湿地进行蓄水,还能够提高湿地周围环境的空气湿度、补充地下水资源。因此不论是自然湿地还是人工湿地,都能够促进生态平衡进而海绵城市建设的进程,使城市达到可持续发展的目标。
4结语
随着“海绵城市”概念的提出,城市湿地景观设计促进了海绵城市的建设,在海绵城市的建设中起着重要的作用。城市湿地是城市中雨水的汇集和储存之地,不仅能够美化城市,为人们提供良好的绿色的休闲环境,还能够保护环境,储水防洪,保持生物多样性,维持生态平衡。形成一个完整的水循环系统是“海绵城市”建设中的重要战略,在其建设规划中把湿地景观建设融入到“海绵城市”建设中来,使整个城市在自然中进行人工建设,将人工和自然相结合,依靠大自然的力量对城市湿地进行景观设计,有效地管理和规划自然资源,促进“海绵城市”的建设和发展的进程。
作者:余劲松 单位:重庆金三维园林市政工程有限公司
参考文献:
[1]李思逸,史梓潇.基于海绵城市建设的城市湿地景观设计[J].建筑工程技术与设计,2016(15):25-28.