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海綿城市,顧名思義是指城市能夠像海綿一樣,讓城市變為能夠吸納雨水、過濾空氣、過濾污染物質的超級大海綿,具有降溫、防洪、抗旱、捕碳等效益,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”。
海綿城市的建設注重保護與源頭控制,遵循的是順應自然、與自然和諧共處的基本原則,“滲、滯、蓄、凈、用、排”是海綿城市的六字方針,強調對原有水生態的保護,對周邊水生態環境低影響,城市建成后地表徑流量能保持不變。因此,海綿城市建設又被稱為低影響設計和低影響開發(Low impact design or develop-ment)。
目前國內海綿城市規劃方面的主要實施路徑有三個方面,宏觀方面,區域生態安全格局的保護,以實現區域的生態循環體系;劃定城市生態紅線,保護城市中的河流、湖泊、公園綠地等海綿體;相關工程技術實施。海綿城市的建設有利于推動城市邁向真正的生態與低碳。
二、西咸新區介紹及海綿城市建設經驗
1. 西咸新區介紹
西咸新區是國家批復的首個以創新發展方式為主題的國家級新區,旨在控制西安、咸陽的圈層式擴張蔓延,以“現代田園城市”為發展理念。2015年,西咸新區獲評國家首批海綿城市建設示范城市試點,成為西北地區唯一入選的城市。
西咸新區在海綿城市建設過程中秉承“理念引導,規劃先行”的原則,以建設集約、綠色、低碳、智慧的現代田園城市為目標,利用城區范圍內的山川河流、宮殿墓葬大遺址群、都市田園區等共同建構了西咸新區綠色基底,劃定了文物、生態及水體保護區域,建設整體區域的“大海綿”,借助自然力量排水,讓雨水“停一停、留一留、滲一滲”,實現雨水在城市中的自然遷移、低碳循環。
2. 海綿城市建設經驗
海綿城市的建設需要因地制宜,深入識別存在問題進而將對策本地化,從建構“山水林田湖“系統入手,兼顧水資源安全、生態安全、環境安全等多方面要素,提出西咸新區海綿城市規劃方案。并在此基礎上協同規劃、建設環保、財政等多部門,實現政府、企業及社會合作的共贏。
經驗一:劃定生態底線,建構海綿基底。
最大限度的保護原有“山水林湖“的體系,維持城市開發前的自然水文特征,并結合目前正在開展的城市增長邊界劃定工作,將規劃方案中提出的海綿體納入增長邊界,為區域海綿體預留充足的生態空間,以防止其在城市擴張中被侵占。同時,對區域范圍內的生態空間進行空間分區,提出空間管制要求,并提出生態保育措施。最后,梳理區域“大海綿體”及由建成區內部公園、綠地構成的“小海綿體”,與區域水系、排水渠等相結合,構成“水綠相融”的藍綠網絡體系,提升海綿體的連通性及排水能力。
經驗二:完善基礎設施,分類生態環境修復.
對傳統城市的粗放型水系統進行恢復,完善污水、雨水排放系統,強化市政排水體系網絡,完善生態駁岸、再生水補水、濕地修復等工程建設,增強區域生態功能,并同時在分類修復工程中融入城市游憩、觀賞等多樣功能,以實現修復工程一舉多得的作用。
策略3:踐行低影響開發
西咸新區處于快速建設階段,因此將在各類建設空間內選擇適宜的低影響技術,控制透水面積比例,以加強水系吸滲及徑流速度,增加全區域的雨水吸收及排放能力。此外,還通過明確分區管控目標,對不同建成區域及組團提出建設指引,將重點組團及一般組團予以區別,達到因地制宜的作用。同時,對組團內部不同空間如公共空間、建筑場地等提出因地制宜的建設導引,以指導城市實際的建設。
三、小結
溫室工程行業發展現狀
總體發展情況
過去人們認為,海南是天然大溫室,用不著溫室大棚設施。事實上,在國際旅游島建設進一步深化、海南國家冬季瓜菜基地與海南省常年瓜菜基地開始建設的背景下,溫室大棚設施對海南的重要性逐步顯現。
海南作為我國最大的熱區之一,其“熱帶”的特點將是海南發展設施農業的獨特之處。溫室大棚設施在海南的發展與內地有著很大的不同,可以直接拿來用的經驗比較少。海南地區的熱帶(高溫高濕)、臺風、暴雨等氣候特點是島內發展設施農業的最大制約因素。因此,探索“熱帶(高溫高濕)、臺風、暴雨”條件下的設施農業發展模式在海南應該得到足夠重視。
海南規?;l展設施農業起步較晚。至2000年以來,在有關項目資金的支持下,海南省溫室大棚栽培瓜菜面積逐年增加。大棚種植的作物由單一的哈密瓜,發展到蔬菜、花卉、食用菌,以及部分熱帶果樹。大棚設施栽培的地域也從南部幾個市縣向全省擴展。特別是近兩年來,在現代農業生產發展資金補貼的推動下,海南省溫室大棚栽培瓜菜的面積不斷擴大。截至2011年底,海南全省溫室大棚設施栽培瓜菜面積達到1.2 萬公頃(18 萬畝)。
基于海南熱區氣候特點的主要溫室大棚類型介紹
目前,在海南使用范圍較廣的溫室大棚類型主要包括:簡易圓拱形連棟大棚、平頂蔭棚(網室)、部分鋸齒形連棟溫室。PC板及玻璃覆蓋的文洛型溫室僅限于部分的科研、觀光、育苗等使用。
對簡易圓拱形連棟大棚而言,隨著其覆蓋材料和局部通風措施的不同,又分為不同的使用類型,即防雨棚、防蟲網室、防蟲蔭棚等,如圖2所示。防雨棚由于四周采用防蟲網,同樣具有防蟲功能;防蟲網室除具有防蟲功能以外,頂部保留圓拱形結構能夠在暴雨時緩沖雨水對葉菜類的沖刷,兼具了一定的防暴雨作用;防蟲蔭棚既具備防蟲網室的優點,同時又具有遮陽作用,能夠為夏季瓜菜生產創造良好的光熱環境。正是由于這類溫室大棚靈活多變、適應海南地區的氣候特點,造價低,使得其推廣使用的面積最大,成為目前海南溫室大棚的主流類型。
同時,高溫是制約海南地區溫室大棚夏季使用的又一大障礙,特別是屋頂為薄膜覆蓋時,內部集聚的高溫嚴重影響作物的生長。海南地區在溫室大棚建設使用過程中,逐步形成了以自然通風形式為主的通風降溫措施。由于本地區的溫室大棚四周立面多為防蟲網覆蓋或卷膜開窗,因此通風的主要區別在于屋頂的通風形式。主要包括:屋脊通風帽式、屋脊鋸齒式、屋肩通風口式(如圖3所示)。這幾種屋頂通風形式在海南地區較為常見,其中屋肩通風口式在三亞及周邊地區應用普遍。
設計施工過程中應注意的主要問題
如前所述,海南島地區獨特的氣候和地理特點決定了本地溫室的設計與建造不能直接照搬大陸地區,特別是北方地區的溫室設計。也正是由于這樣的原因,本地區建造的溫室大棚在材料的幾何尺寸、結構形式、材料性能選擇和結構抗風等方面出現較多問題。
天溝的設計問題
目前,海南多處溫室出現天溝截面小,排水不暢的問題。主要原因是由于海南的降雨強度大,如海口地區降雨強度q5為151 L/(s.100m2),而部分設計和施工單位并沒有嚴格按照海南地區的降雨量及相應的溫室結構幾何尺寸進行計算,僅簡單地沿用北方少雨地區的天溝截面和形狀造成。同時,海南地區的常年溫度較高,溫室內部結露現象基本沒有,在天溝截面形狀設計時,可考慮設計為平底形式,以方便節點設計,減少加工量,降低成本,集露槽同樣也沒必要在本地區采用。筆者曾遇到在三亞地區建設的育苗溫室采用集露槽的設計,均是沒有仔細考慮本地區氣候特點出現的問題。
材料的腐蝕與老化問題
海南地區的光照(紫外線)強,材料老化速度快,特別是在溫室金屬結構受熱后,在局部高溫和外界紫外線的雙重作用下,進一步加快了覆蓋材料的老化速度。因此,增強材料的抗老化性能,特別是局部抗老化措施顯得尤為重要。
在卡槽處,薄膜、防蟲網、遮陽網等材料這方面問題尤為突出,如薄膜、防蟲網沿卡槽邊局部老化破損(圖4所示)。主要原因在于薄膜等材料的需緊貼卡槽,卡槽受熱后加快了材料的局部老化,卡槽處也是荷載作用下的主要傳力部位。因此,沿卡槽處的膜、網破壞的現象在海南地區比較突出。
另外,高溫、高濕的特點也極易誘發薄膜及防蟲網出現青苔(圖5所示)的現象,影響溫室內部的采光。海南北部部分地區的溫室使用不到一年時間,此現象就已非常嚴重。
結構抗風問題
獨特的海洋氣候特點,使得海南地區遭遇臺風的幾率大大增加。冬季溫暖少雨,蔬菜等作物可不依賴溫室大棚而進行大規模生產;而夏季的頻繁暴雨使得露地蔬菜生產困難,蔬菜的供應主要依賴于島外的輸入,一旦遭遇臺風,運輸中斷,將面臨“無菜可吃”的局面。因此,海南常年瓜菜基地的建設離不開溫室大棚設施,在臺風時期,設施的作用尤為明顯。探索經濟、合理的抗臺風措施(結構形式),保障本地蔬菜的常年生產已成為當務之急。
溫室工程企業情況
據不完全統計,海南本土從事溫室工程行業的企業有10余家,多為近年隨著海南設施農業的快速發展而成長起來的,多數面臨經驗少、底子薄、技術不成熟等較多問題,發展的空間還很大,需要社會各界的共同努力。
溫室工程人才培養現狀
目前,海南開設設施農業相關專業的院校僅海南大學,即海南大學園藝園林學院設施農業科學與工程系。專業開辦之初,如同多數院校一樣,主要是從蔬菜栽培等專業方向轉型而來。近幾年,海南大學的設施專業加大了設施工程方向建設。通過努力,目前基本實現了設施栽培和設施工程兩個方向的融合,培養方案中工程方面的課程占到50%。
目前,開設溫室工程方面的主要課程包括:工程制圖、測量學、CAD、建筑結構與構造、設施農業工程學、農業建筑學、溫室設計與建造、溫室灌溉、農業園區規劃、設施農業工程概預算等。同時,學校注意加強了實踐教育環節,學生大四一年主要以畢業論文、畢業實習等實踐教育為主。
設施農業科研現狀
目前,海南地區從事設施農業科研的單位主要有:三亞市南繁科學技術研究院(海南省熱帶設施農業工程技術中心)、海南省農業科學院蔬菜研究所、海南大學園藝園林學院、中國熱帶農業科學院等,科研力量正在逐步壯大。
海南熱區溫室工程面臨問題探討
設計方面問題
設計問題在方案階段、施工圖及加工圖設計階段均存在。現場任意更改溫室幾何尺寸或材料規格,導致經常出現加工的構件尺寸錯誤,現場裝配效率低,大量存在現場焊接的施工方式等。其主要原因在于,部分企業缺乏完整的設計能力。
材料加工方面問題
海南在溫室材料加工方面能力差,沒有專業從事溫室材料加工及熱鍍鋅的企業。而本地相關加工企業對溫室材料的加工能力差、成本高,導致大量的加工材料依靠島外運輸。由于運輸距離及管理問題,往往導致材料成本增加,材料的質量和加工精度也難以保證。如遇到一些量少或損耗需補充的構件,更是讓工期與成本難以控制。
施工方面問題
由于工廠加工,現場組裝的施工方式對加工設計的能力要求較高,相關企業缺乏相應的專業技術人員,加工設計能力差,同時又要控制材料成本,現場焊接成為常采用的施工方式。這也是目前海南地區溫室大棚施工方面存在的最嚴重問題。
發展理念、模式方面問題
可以看出,目前,海南溫室行業的發展模式還是快速、粗放的模式,處在探索前進的初級階段,缺乏專業人才、積淀深厚的企業和成熟的使用者(建設業主)。
但也應該看到,海南地區發展設施農業的有利方面:獨特的地理位置、氣候特點、種植特點統一,這些都非常有利于溫室標準化建設的實施。建議根據海南的氣候特點和使用特點,通過調研、計算和驗證,充分發掘并設計出適合海南建設的溫室大棚類型,按照標準規范設計出不同類型的溫室大棚各專業施工圖等,形成一套標準化方案和施工圖集。
通過以上的標準化方案,可以讓從事設施農業領域的各方明明白白,做到心中有“底”:
在設計階段,可避免不切實際的夸大性能,盲目選擇;
關鍵詞:海綿城市;綠地系統;雨水管理
1 引言
城市作為區域政治、經濟、文化中心,近年來卻頻頻出現“看海”的窘況,引發了社會各界對城市排水系統建設的廣泛關注。而在城市綜合防災減災體系中,城市綠地系統占有十分重要的位置,是城市規劃和建設中的一個重要組成部分,它不僅具有美化城市環境、凈化空氣、平衡城市生態系統、為城市居民提供休憩游樂場所等作用,同時,在減輕城市內澇及雨水災害也有較明顯的作用[1]。在此背景下,海綿城市的概念應運而生,這是我國繼園林城市、森林城市、生態城市、低碳城市等一系列政策引導的城市理念后出現的新概念[2]。因此基于海綿城市的城市綠地對降低城市徑流污染,減輕城市內澇,保持城市水環境具有重要意義。筆者基于海綿城市的概念及內涵,提出了新型城市綠地雨水管理與傳統城市綠地系統相結合的城市雨水管理模式。
2 海綿城市概念的提出及演進歷程
2.1 海綿城市概念提出背景
隨著城市化進程的不斷加快,城市地表不透水面積不斷增加,雨水下滲減少,地表徑流增加,加之城市市政排水系統不完備,使得城市內澇現象越發嚴重。近年來,國內許多大中型城市屢遭暴雨而頻現內澇災害,如廣州“5?7”暴雨,南京“7?18”暴雨,2016年夏,武漢、北京、重慶等多地再次遭遇暴雨襲擊,重啟“看?!蹦J?。內城“看?!钡木跋笏冻龅拇鷥r卻是眾多遇難的生命和慘重的經濟損失,雨洪問題已被推到了城市中生活的每一個人面前。
我國傳統的城市建設卻不能較好的解決城市內澇和洪水問題,其主要問題在于傳統的管道排水設施、防洪設施、排水工程落后以及對雨水資源利用意識的缺乏。管道排水是我國傳統的城市排水的主要方式,這種全人力的排水模式依然體現了人定勝天的思維模式。然而,隨著人地觀念更新,這種滯后的排水系統不能改善城市水生態服務功能,而引導城市可持續發展的有效途徑,逐漸被專業領域的學者提出并推廣,成為了國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導方針和戰略目標。
2.2 海綿城市概念及內涵
海綿城市顧名思義就是讓城市具備像海綿一樣的吸水能力,其概念的產生與發展也經歷了漫長的過程,楊陽等人綜合國內關于海綿城市的研究和討論,將海綿城市的形成與發展歸納為概念雛形、實踐探索、概念發展和概念形成四個階段[2]。2013年12月,在召開中央城鎮化工作會議時強調提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來,優先考慮更多利用自然力量排水,建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。 2014年12月住建部、財政部、水利部便聯合印發了《海綿城市建設技術指南―低影響開發雨水系統構建(試行)》(建城函[2014]275號),明確提出了海綿城市的概念及建設路徑[6]。此后,仇保興[7]在《海綿城市(LID)的內涵、途徑與展望》中指出海綿城市即城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用,提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害的發生。最佳管理措施(BMPs)、低影響開發(LID)和綠色基礎設施(GI)是海綿城市建設的理論基礎,為構建“海綿城市”提供了戰略指導和技術支撐[8]。海綿城市建設的目標主要包括:保護原有生態系統、恢復被破壞的水循環及生態特征以及推行低影響開發[7]。
3 城市綠地系統與城市綠地雨水管理的發展
3.1 城市綠地系統的產生與發展
城市綠地系統是城市生態系統的重要組成之一,伴隨著城市的產生而產生,其出現便是為了調和人類改造自然建設城市的實際需要和作為自然產物對自然的依賴與保護心理之間的矛盾。對于城市綠地系統的定義,目前尚沒有統一概念。李素英綜合不同領域對城市綠地系統的定義得出城市綠地系統是城市綠色空間中以植被為主體,以土壤為基質,以自然和人為因素干擾為特征,在生物和非生物因子協同作用下所形成的有序整體[9]。此外,中國大百科全書中對此的釋義為城市中由各種類型、各種規模的園林綠地組成的生態系統,用以改善城市環境,為城市居民提供游憩境域[10]。
城市綠地隨著社會經濟的進步而不斷發展。早期社會生產力水平底下,經濟水平落后,城市規模較小,這一時期的綠地主要出現在達官貴人的宅院之內,其主要功能為滿足人們的觀賞與休憩,主要以點狀的形式分布于城市的各個區域。隨著生產力的發展,到近代工業革命時期,工業企業不斷增加,人口集聚現象日趨明顯,為城市的快速發展奠定了基礎。隨著城市的快速增長,城市環境問題日漸凸顯。于是,在英、法、美等國率先掀起了“城市公園運動”及“田園城市”理念,大量修建城市公@,使得城市綠地逐漸形成規模[11]。城市綠地系統理論也初現于這一階段。隨著信息產業革命的進行,生產力得到極大的解放,人民生活水平不斷提高,對生活環境質量的要求也不斷提高,對于城市建設城市綠化的要求也逐漸提高。因此,這一階段的城市綠地系統建設更多的是根據城市規劃要求結合城市特色,發展具有地方特色的城市綠地系統[12]。
3.2 傳統城市綠地系統的不足
隨著城市化進程的加快,人民生活質量的提高,傳統的城市綠地系統已經不能滿足城市發展的需要。一是現有城市綠地系統雨水管理功能尚未得到充分發揮。研究表明城市綠地系統有美化環境、休憩娛樂、調節氣候、凈化空氣、水土保持、維護生物多樣性等功能[9]。但傳統城市綠地系統依然被作為休憩娛樂和環境美化等方面,其在雨水管理上的作用沒有得到充分體現。傳統的城市雨水管理多依賴市政雨水管網系統,注重雨水的收集與快速排放。但隨著城市雨水管理觀念的轉變,雨水已不再是無用之物而是被視作一種資源而加以利用,因此傳統的城市綠地系統并沒有充分發揮其蓄水、排水和補充地下水的功能。二是傳統城市綠地系統要素空間形態單一,金云峰等[13]在對國外的城市綠地系統結構中發現城市綠地系統要素空間形態主要呈現點、線、面3種形態。然而在我國的《城市用地分類與規劃建設用地標準(GB50137-2011)》中,只是對點狀要素進行了明確的規范和要求,因此說明我國當前的城市綠地系統要素主要為點狀要素。要素單一且要素之間相互隔離使得城市綠地并沒有成為一個整體系統,系統功能也不能得到充分發揮。
4 城市雨水管理c城市綠地系統的發展趨勢
在當前建設海綿城市的背景下,將傳統的城市雨水管理系統與現有城市綠地系統整合為城市綠地雨水管理系統是城市綠地與城市雨水管理發展的必然趨勢。其原因如下。
(1)城市雨水管理系統與城市綠地系統的整合能夠保證和促進各自功能的正常發揮,兩者在功能上并不矛盾,而是相互促進的。傳統城市雨水管理系統由于其蓄水的局限性往往不能及時將短時大量雨水輸送出去,因此傳統城市雨水管理系統輸水功能結合城市綠地系統蓄水功能可實現其各自功能的最大化,因此兩者滿足實現整合的前提。
(2)兩者的整合有助于提高空間的利用率,實現城市空間的高效可持續利用。無論是城市綠地系統建設和城市雨水管理系統建設都將占用大量的城市空間,而如果將兩者進行空間整合,建立立體的城市可持續綠地雨水管理系統,將大大節約城市空間,提高城市空間利用率。同時,城市綠地系統的線狀和面狀布局本身也可實現更多的城市生態與社會服務功能,實際上,兩者整合之后大幅度提高了城市空間的利用效率。
盡管現有的城市綠地系統與城市雨水管理系統可以實現空間整合,形成城市綠地雨水管理系統,但這種系統依然存在需要不斷完善和提高的地方。首先,現有城市綠地系統,其本身的功能與結構尚不夠完善,因此整合后的城市綠地雨水管理系統的整體性和連續性也有待進一步提高,這樣才能保證其城市雨水管理功能的最大化。其次,現有的城市雨水管理規劃與城市綠地建設規劃的連接性不強,缺乏統一的城市綠地雨水管理規劃,因為城市雨水問題不僅僅是城市排水系統或者城市綠地雨水管理系統的問題,應協調各個系統各個方面的整體功能,才能確保最大程度上解決城市雨水問題。因此,在海綿城市概念下的城市綠地雨水管理系統除了保證系統內部的有序性以外,還應保證其與其他系統的連續性。
5 結語
在建設海綿城市的理念下,現有城市雨水管理系統應當在空間上完成和城市綠地系統的整合,形成城市綠地雨水管理系統。不斷完善城市綠地系統自身功能與結構并實現與城市雨水管理系統的良好對接,同時協調與城市其他系統的關系,實現雨水在復雜城市系統內的有序流動,只有這樣,城市綠地雨水管理綠地系統才能整合城市間其他系統來共同解決城市的綜合雨水問題。
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Study on Rainwater Utilization of UrbanGreen Land
System Based on the Sponge City Perspective
Zhou Wei , Zhang Kai, Zhang Lijuan
(Chengdu Huaxing Zhongzhi Engineering Consulting Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610047,China)
關鍵詞:海綿城市;城市環境;作用及淺析
引言:主席高度重視城市化發展的質量,并且發表了“加強海綿城市建設”的講話,明確指出要大力構建“海綿城市”。目前海綿城市理念在多個發達國家,如美國、加拿大、新加坡、日本等都發揮了巨大的功效,我國海綿城市理念的提出相對較晚,要善于借鑒發達國家的成功經驗。建設海綿城市,是實現城市建設和自然生態系統協調發展重大舉措,從根本上解決“城市病”,推動我國城市發展早日走上生態化、持續化的道路,實現城市發展的可持續。
一、海綿城市的概念和特征
1.海綿城市的概念
我國《海綿城市建設技術指南―――低影響開發雨水系統構建》中對海綿城市的概念進行明確了定義:指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。在這一“吸”一“收”的過程中實現了城市內部良性的水循環系統,還能自動吸收水系統的污染物質,保持城市水土。
2.海綿城市的特征
第一,注重城鎮化和自然環境的協調發展,在對城市地下水、自來水等進行存儲、排放、使用時不是依靠傳統的地下管道而是依靠城市自然環境綜合利用各種措施吸收、存儲大氣降水和地下水,進而緩解城市的洪澇問題;第二,讓城市“彈性適應”環境變化與自然災害,海綿城市建設思路不僅注重恢復和保持城市內部的水系統,更注重原有自然生態系統的保護,重視城市系統的自我調節;第三,轉變了排水防澇思路,海綿城市徹底摒棄了“快排式”傳統的排水模式,在城市排澇過程中始終堅持“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針;第四,開發前后的水文特征基本不變,海綿城市構建了一個良性的水系統。
二、分析“海綿城市”對城市環境的作用
根據《指南》的相關規定,海綿城市建設規劃實施的主要內容包括以下幾點::一是充分保護城市原有生態系統;二是對已經受到破壞的自然環境及水體進行修復;三是低影響開發。海綿城市的建設對解決城市內澇問題、調節地下水、凈化水中污染物質、維護自然生態環境的多樣性、美化城市環境等發揮了巨大功效。
1.緩解城市內澇問題
海綿城市建設理念在城市發展過程中的應用,起初就是從解決城市雨洪問題出發,發揮著雨洪調蓄、雨水資源收集利用與地下水涵養等作用,完善城市雨水管理體系。海綿城市的建設,改變了以往單純使用市政地下排水管道和泵站的現狀,側重于依靠城市自然生態系統來吸收、存儲、排放降水,綜合利用自然生態調節和人為調節措施來緩解城市內澇問題。
群力雨洪公園是海綿城市建設理念運用的一大成功案例。該區域在歷史上是洪澇災害多發區,在對其進行設計的過程中,以保護濕地為原則,巧妙的將其打造成收集雨水、儲蓄雨洪、下滲雨水、補充城市地下水、涵養水源、凈化水中污染物質、增加生物多樣性等功能于一體的濕地公園。在具體實施的環節中,盡量保持原有的濕地區域,群力雨洪公園成功的運用了海綿城市建設理念,濕地公園的開發,為調節濕地公園的生態系統發揮了巨大的作用。
群力雨洪公園的成功案例實現了緩解城市內澇帶來的問題和危害,增強城市排水系統的能力,通過協調市政道路和地下排水管之間的關系,增大城市的綠色植被覆蓋率,完善城市水系統等措施來達到排澇的目的,確保在雨季時城市市民依然享受安逸的生活。
2.形成良性的水循環系統
海綿城市的建立,不僅有效的減輕城市洪澇災害,還能夠緩解我國水資源不足、水質惡化的局面,為建立良性的水生態系統提供助力。
武夷新區踐行“海綿城市”在此方面取得了非常成功的效果。其主要理念體現在以下幾個方面:一是注重對森林生態的修復工作,閩北地區原生態的森林在被人為的濫砍亂伐之后正呈現急劇下降的趨勢,鼓勵當地林農還林于上,加大對林業種植的補貼力度;二是城市生態修復同樣不可忽視,一些貼近地面的建筑如廣場、硬地、建筑等工程在材料的選擇上采用通氣、透水性較好的;三是恢復和修復自然生態環境,保持生態物種的多樣性,擴大生態用地的面積,凈化水資源,淡化水質,減少暴雨對城市的影響。
筆者認為,海綿城市就像被放大了的“濕地”一樣,最大程度的修復城市原有的水生態系統,注重開發雨水的滲透、調蓄、凈化、利用等綜合作用,實現雨洪資源的有效利用,使地表徑流和地下徑流維持著一定的徑流量。森林植被、濕地等大大提升地下水的涵養能力,凈化水質,吸收水中的污染物質,確保居民生產和生活用水的安全性,促進雨水資源的利用和生態環境保護,同時實現地表水、地下水和自然降水三者之間的平衡循環。
3.保持城市水土
不可否認,城市水土保持是實現涵養水源、防風固沙、提供動植物棲息地等的關鍵,而海綿城市的建設,又能夠給城市水土保持工作的雨水控制環節提供便捷。在建設海綿城市的過程中,做到了開發前后的水文特征基本不變,始終堅持低影響開發的原則,城市水土保持離不開對雨水的控制。
比如,我國投資建設的重慶海綿城市,其建立了完整的防水控制,也因為重慶地處高原,山地較多,在進行海綿城市建設的時候發展了綠化工程,讓綠色植被對城市的水土進行保持。雨水較多季節植被能夠吸收水分,保持水源,對于雨水能夠做到有效控制。并且,綠色植被與重慶城市的人文特征相符,也是海綿城市與其人文氣息相得益彰構建之處。
鑒于此,筆者從海綿城市建設和城市水土保持出發提出以下建議:一是結合海綿城市建立起合適的雨水控制利用設施,做到真正的系統優化;二是加強對水土保持工作的監測,糾正雨水控制期雨水控制的不當之處;三是注重低影響開發理念和水土保持臨時排水措施相結合;四是政府部門要積極引進和開發雨水利用控制系統的新工藝、新技術、新手段等。
4.改善城市的人文和自然景觀
在實施“建設海綿城市”的規劃策略時,對居住區和城市道路進行分割,增大了建設綠地的用地面積,合理的修建了廣場,廣場鋪裝多采用透水式鋪裝,城市道路人行道也采用了透水式鋪裝的方法,增強了城市內部的水循環系統;另外,城市內濕地、公園面積增大,提供了良好的生態環境。
比如,嘉興海綿城市的建設,便是對居住區和城市道路進行有效規劃,開墾綠地面積,增加綠化建設,讓百姓在享受到其“海綿”作用的同時還能夠欣賞到美麗景色,增添了城市的人文氣息,美化了城市的自然景觀,可以說是一箭雙雕。嘉興海綿城市建設是全國海綿城市建設的標桿,也得到了全國各地的爭相效仿。
結語:
海綿城市的建設是實現城市化和自然生態系統協調發展的有效途徑,有力克服了城市化發展過程中的問題。當前,無論城市規模的大小,建設海綿城市已經是大勢所趨,其推動了新型城鎮的建設,在城市化發展中貫徹落實了以人為本的思想理念。
參考文獻
[1]仇保興. 海綿城市(LID)的內涵、途徑與展望[J]. 給水排水,2015,03:1-7.
據環保行業專業人士介紹,根據國際經驗,當治理環境污染的投資占GDP的1%~1.5%,可以控制環境惡化趨勢,當達到2%~3%時,環境質量可有所改善。若“十三五”環保投資達到GDP的3%,則可帶來10萬億以上投資?!霸谏鷳B環境惡化和宏觀經濟低迷的背景下,環保作為既能改善環境,又能拉動投資的行業,未來的需求在‘鐵腕治理’下必將有廣闊空間。”張嘯偉告訴記者。
為了解決環境污染質量問題,政府推出了海綿城市、地下管廊、流域治理等措施,不僅能很好解決環境污染問題,而由此帶來的萬億級別投資更能起到穩定經濟增長的作用。隨著海綿城市的相關政策不斷超預期,并已上升至國家戰略。海綿城市項目模式未來發展趨勢是從“碎片化”走向“集約化”,對企業綜合實力要求不斷提高,僅擅長海綿城市產業鏈部分環節的企業在獲取海綿城市“打包”項目上存在挑戰,綜合實力企業將有選擇地開展項目角逐,相關上市公司也將迎來飛速發展機會。
“新發行的富國美麗中國基金正是在環保這類有政策支持的強勢行業中精選強勢個股,”張嘯偉強調,“但是美麗中國又不僅僅局限于環保行業?!彼赋觯c市面上一般的美麗中國基金只是聚焦環保等行業所不同的是,他們認為“美麗中國”概念是一個極為寬泛的內容,除了美麗家園,還應該包括美好生活和永續發展,三者的關系是相輔相成的,缺一不可。從需求端來看,美麗中國聚焦“美好生活”,無論是消費升級還是人口老齡化的醫療保健,不斷創造有效需求,從而成為推動“綠色GDP”的不竭動力。而從創新層面來看,美麗中國強調永續發展,重點是產業升級和產業創新,不斷挖掘經濟增長中的“新基因”。
關鍵詞:海綿城市;鋪裝材料;生態環境;透水性
中圖分類號:TU984
文獻標識碼:A 文章編號:16749944(2016)07005102
1 引言
近年來隨著我國經濟的飛速發展,全民小康政策的實施,城市化發展越來越迅速,城市的數量在急劇增多,隨之而來的問題也逐漸顯露出來。環境的污染導致的霧霾問題,水資源短缺、河水污染、城市內澇、排水困難,解決這一系列問題成為了我國的當務之急。由于城市的道路結構絕大部分都采用不具有透水性的材料,那么解決城市內澇問題的關鍵在于道路材料的選擇。2014 年 11 月住房和城鄉建設部正式出臺了《海綿城市建設技術指南―低影響開發雨水系統構建(試行)》,標志著海綿城市的建設已被國家提升到了國家環境的高度上來。透水性鋪裝材料的出現正是解決我國當前城市內澇問題的關鍵。透水性鋪裝材料的使用不會污染環境,它是綠色的環保材料,為我國實現綠色中國邁出實質性的一步,同時,新興透水性鋪裝材料的出現還會進一步推動我國經濟的發展。
2 海綿城市和透水性鋪裝材料的存在意義
2.1 海綿城市
由于城市擴張和環境污染等因素導致城市頻頻面臨自然災害,強降雨量導致的城市內澇和水災問題使城市的穩定發展面臨著嚴峻的挑戰,地面的硬質材料鋪裝和城市不堪重負的排水防澇系統都是急需關注的問題。海綿城市這一新的代名詞出現在人們視野中,海綿城市是指城市像海綿一樣具有較強的彈力和適應能力,能保障城市經濟和環境更好的發展。在遇到內澇和水災時將雨水滲透到地下儲存,經過凈化合理利用。海綿城市的建設不能以犧牲環境為代價,必須要保護生態環境這一大自然法則。透水性鋪裝材料的研制與應用解決了雨水徑流對道路土壤結構的破壞,減輕了城市排水防澇系統的壓力,通過透水性鋪裝材料的使用將雨水滲透到地表,令雨水凈化儲存。待水資源短缺時得以利用,解決城市用水問題。
2.2 低影響開發理念
海綿城市離不開低影響開發雨水系統,低影響的理念是通過分散的、小規模的源頭控制機制和設計技術,控制暴雨所帶來的徑流和污染問題,使開發區域盡量接近于開發前的自然水文循環狀態。在低影響開發過程中,盡量避免因開發手段和方法造成的開發場地地質的破壞和水質的破壞問題。透水性鋪裝材料具有較強的透水性,可以將雨水滲透到地層表面。最大程度上保護了地質結構,遵循了保護自然這一生態法則。
2.3 提高城市雨水疏導能力
城市傳統地面排水觀念認為雨水排得越多、越快、越通暢,城市的排水系統越先進。實際上這種思維存在兩方面局限性:一方面城市硬質鋪裝趨于逐漸擴張,城市防洪壓力較大,許多城市排水系統的排水能力及速度難以適應城市擴張的腳步,許多城市在發展的過程中都出現了“逢雨必澇”的尷尬局面;另一方面則是這樣的排水系統無法循環利用雨水,造成水資源的浪費。同時,夏季降雨量增多時,由于地表徑流未能合理補充地下水,反而造成城市內澇這一困局。而透水性鋪裝材料能夠很好地克服這兩個弊端,形成環保而高效的排水系統,一方面能迅速適應城市擴張的快速與大范圍規模,減小城市防洪壓力,緩解城市內澇;另一方面能夠循環利用雨水,合理利用水資源。下滲過程中能夠及時滋養植被根須,另外儲存水資源,進行循環利用,在減少了水資源浪費的同時還能應急城市的用水需求。
3 透水性鋪裝材料的發展過程與應用
3.1 透水性鋪裝材料的演變
透水性鋪裝材料并非近現代才被發明和使用,實際上它在國內外都有著比較悠久的使用歷史。青磚、青瓦、砂礫、石板等材料,都是中國古代園林與城市建設中經常使用的材料,而它們都具有良好的透水性。 歐洲的傳統透水性鋪裝材料為也較為類似,砂石、石塊與草地的結合是歐洲宮苑景園常見的景象。透水性鋪裝材料的產生實際起源于西方國家,但現在的透水性材料實際意義是指在古代的基礎上增強其原有的屬性值,對硬度,耐磨度,透水性都有較高的要求。對于現代意義而言的透水性材料在20世紀就應用于道路的建設、城市的路面建設,現在更是作為一種環保型綠色的道路建設的主要材料。
3.2 透水性鋪裝材料的應用
透水性鋪裝材料的類型可以分4類:透水性水泥混凝土材料、自然型透水材料、透水性新材料和陶瓷透水磚。透水性混凝土材料主要應用于工程和道路建設;自然型透水材料透水性新材料因其有著良好的視覺效果而多用于景觀設計、園林工藝;陶瓷透水磚是燒制而成的,人行道是其最好的應用。
4 透水性鋪裝材料在城市道路中的應用
以前城市道路的建設采用的大多是硬質型材料,滲水效果差,在面臨強降雨時,城市排水防澇系統承擔著巨大的壓力,嚴重時會導致城市內澇和水災。為保障城市的發展,采用了透水性鋪裝材料進行路面建設,透水性鋪裝材料滲水效果顯著,大大地減輕城市的排水防澇系統負擔。在載重問題上,透水性鋪裝材料弱于硬質型材料,但為滿足其載重要求,透水性鋪裝的路面結構應有著特殊性。透水性鋪裝路面的結構應該在自然土壤上鋪一層透水土工織物,在其上面墊上基石和過濾層,最后再鋪上透水性混凝土和透水性瀝青為面層。下雨時,雨水會通過層層鋪裝快速進入到地質表面,形成自然循環,不會破壞地質結構。雨水滲透到透水性鋪裝路面后會被凈化儲存在土壤中,各類生物會得到充足的水分來綠化城市環境,同時為城市提供用水,解決城市用水問題。
5 透水性鋪裝的生態功能及意義
5.1 透水性鋪裝的生態功能
透水性鋪裝路面透水性明顯優于硬質材料路面。從城市視角來看,能更好地保護地質結構,防止城市內澇和水災同時,給城市植物提供水分,凈化空氣改善城市空氣質量。從生態角度上維護了自然生態平衡,更具備生態功能。
(1)雨水能夠快速下滲到城市土壤,還原為地下水,一方面減少了城市地面徑流,另一方面使得城市下墊面能夠充分地和大氣進行水氣交換。同時因地表徑流減少,攜帶污染物的機率也隨之降低,一定程度上降低了城市污染度。
(2)透水性鋪裝具有良好的通透性,其表面溫度及濕度要優于非透水性鋪裝。透水性鋪裝起到了調節溫度及濕度的作用,即高溫季節時,透水路面要更為涼爽;干燥季節時,透水路面要更為濕潤。良好的透水性及透氣性在一定程度上保護了城市的生態環境,使得下墊面生態空間得到了良好保護,植被根系能補充充足的營養成分,間接改善城市空氣質量。
(3)透水性鋪裝中多孔隙結構能夠吸收城市噪音、減少強光反射。非透水性鋪裝往往在降雨過后路面上存留積水,陽光強烈照射下會產生強光反射,對行人及過往車輛造成極大的安全隱患,透水性鋪裝能夠很好地克服這一弊端,及時下滲,一方面滋養植物低下根系,一方面減少了地面上安全隱患。
5.2 透水性鋪裝的生態意義
透水性鋪裝材料是綠色的環保材料,對于透水性鋪裝材料的選擇和使用有利于生態環境的發展,有益于城市人民身心健康,很大程度上節約資源和廢物利用。當今世界,環境污染問題嚴重困擾著人們,保護生態環境刻不容緩。綠色建筑材料成為建筑行業中的主要材料,占著舉足輕重的位置。由于透水性材料在建筑中環境綠化效果十分明顯,其在原料采取、產品制作及廢物處理上也都有著良好的生態性。工業廢料、建筑垃圾都能用于透水性鋪裝材料的制作,即減輕環境污染,又提高經濟效益,維護了生態環境。透水性鋪裝材料可以重復利用,展現出它作為綠色材料的一面。隨著透水性材料的出現,作為21世紀新型綠色材料,被世界各國家追捧和推崇。透水性鋪裝材料也為綠化地球作出保障,是人類邁向綠化地球的重要一步。
6 結語
中國經濟的飛速發展使環境受到嚴重的影響,城市化速度在加快,城市內澇和水災問題急需解決,海綿城市必然成為我國未來城市的主要發展趨勢和潮流。透水性鋪裝材料完全符合作為節約資源、廢物利用、保護生態環境的新時代綠色建筑材料的要求,將被得到廣泛應用。為更好地滿足社會發展,需了解透水性鋪裝材料的特點及其結構,清楚掌握路面結構,為海綿城市建設提供科學的保障。雖然透水性材料存在價格偏高、承載力偏小等問題,但從社會生態環境長遠角度考慮,必須堅持海綿城市這一策略,實現人類可持續的生存與發展。
參考文獻:
[1]劉睿智.基于海綿城市視角的透水性鋪裝材料的研究[J].江蘇建材,2015(6):14~17.
關鍵詞:低沖擊;海綿城市;適應性;武漢
中圖分類號:TU986文獻標識碼:A文章編號:16749944(2016)13018303
1引言
“低沖擊”理念(LID)即Low Impact Development,旨在通過分散、小規模的源頭控制來達到對暴雨所產生的徑流和污染的控制,使開發地區盡量接近于自然的水文循環。其核心思想是在城市化進程中,采取各種手段減輕城市建設對生態環境的沖擊和破壞,保持和恢復自然生態。該規劃模式主要有水資源平衡系統、防洪排澇系統、城市水文循環系統、城市水質保護系統以及城市水生態修復系統組成,其中城市水文循環系統是規劃設計的重點[1]。
園林景觀形式多樣,現實中有豐富的景觀素材供選擇,其中就有集雨型綠地。集雨型綠地通過生態草溝、生態排水溝等形式,或是明溝,或是暗溝,排至集水濕地景觀中,既起到了濕地的集水、防止城市內澇、補充城市地下水等作用,又起到了自然灌溉水源地的作用,同時作為景觀的重要組成部分,是園林景觀不可或缺的組成部分。
2“低沖擊”理念在城市建設中具有積極
的現實意義(1)作為目前城市建設的先進理念,代表了人與自然和諧相處,資源循環利用,是發達國家新興的城市規劃概念,是近期發展起來的暴雨管理和面源污染處理技術。目前國內各大城市對當下遇到的“城市沙漠化”、“城市內澇”等問題非常關注,并在積極推進實踐“低沖擊”理念。
(2)以武漢市為例,水體面積約占全市面積的25%,綠地面積約占30%,作為全國區域性的大城市,“千湖之城”,四季雨水充沛,針對武漢市氣候特點和區位特質,更適合該理念的實施。針對綠地和水資源總面積超過50%的武漢市,綠地和雨洪資源綜合管理理念,可以極大的提高武漢市城市建設,尤其對于綠地建設的綜合效益,解決目前該市經常遇見的城市洪漬問題,提升武漢市的生態環境。同時,水資源的保護和利用可以部分地緩解城市綠化用水問題,提高城市綠化的耐旱能力,保證城市水文環境的健康。
3“海綿城市”理論與“低沖擊”理念的差異
何瑾等[2]在2015中國城市規劃年會中對該兩者進行了對比(圖1),并提出從兩個概念的內涵特征來看,二者具有內在一致性。但通過圖1可以看出其存在明顯的差異,“海綿城市”尺度較小,注重復合型的技術、集約性循環,“低沖擊”尺度更大,注重大系統的生態目標。低沖擊理念有別于刻意追求技術,犧牲綠化景觀的的海綿城市建設技術,更適合于如武漢這種高地下水位城市的建設與推廣。
4“低沖擊”理念在武漢市綠地建設中的實踐
4.1集雨型綠地建設
在武漢市公園、道路、廣場等市政項目建設中,鼓勵結合武漢市的氣候特點,充分利用現有地形,形成山水空間,建造了大量具有長江中游地區的濕地景觀。
張公堤城市森林公園就依托綠地和雨洪資源綜合管理理論,在綠道邊緣布置生態植草溝,并設置可透水的礫石小徑收水,同時針對現有洼地保留其自然地貌,改善坡度,構造成自然濕地。該項目明顯地減少了地表徑流,收集的雨水同樣可滿足綠地澆灌和水文涵養功能(圖2,圖3)。
在三環線米糧立交建設中,因地制宜,低處挖湖、高處堆山,挖的池塘用于苗木養護灌溉和地下水補充,堆山造景實現良好的園林效果。解放公園、湯湖公園等建設有專門的雨水收集系統,排入河道湖泊做為水源的補充;解放、菱角湖等具有水體的公園采用生態駁岸,利用自然組織和設計能力,讓其水中或水邊生長出各種水藻、雜草、和昆蟲,使其成為一個物種豐富的水生生物群落。在戴家湖公園范圍內(包括高架橋)雨水通過地表徑流組織排水,根據地形設計了生態草溝疏導,經生態草溝凈化后的雨水通過暗涵管流入地勢最低處的中心水體,這樣自然地形成了一個雨水收集系統(圖4,圖5)。
4.2環保生態透水材料的應用
黃鶴樓公園部分區域游客集中,綠地踐踏比較嚴重造成黃土。在過去,公園大多采取反復補種地被植物的辦法,但效果不佳。現在在這些地方的周邊釘上半截樹樁(離地面高度12 cm左右),中間鋪上木屑,形成小游路或者小集散場所,較好地解決了這一問題。解放公園芳香園內游園步道,均鋪設厚度約15 cm的木屑,強化了生態自然特色,方便了游客進入參觀。
2016年7月綠色科技第13期
李風濤,等:“低沖擊”理念在武漢市園林建設中的實踐研究園林與景觀
長江江灘、竹葉海公園等處的廣場、人行道使用了生態透水磚,透水磚既兼顧了人類活動對硬化地面的使用要求,又能通過自身性能接近天然草坪和土壤地面的生態優勢,減輕城市非透水性路面對地表生態的破壞程度,很好地發揮了對城市地下水的保持作用。同時在長江大道范湖示范段,路側鋪裝均應用了PC透水磚,透水、透氣。
張公堤城市森林公園通過透水路面建設,保證了森林公園綠地的涵養水分功能,同時配合雨水收集系統,形成一個更加生態的城市綠地(圖6)。戴家湖公園中北入口廣場鋪裝面層采用廢舊耐火磚鋪砌,減少了材料價格,二級園路面層采用透水的廢舊紅磚鋪貼,三級園路采用透水的廢舊紅磚、碎石等生態、自然地材料作為三級園路為透水做法,不僅利于環保節能、減少造價,也滿足了生態要求;公園建設中,停車場占有較大的比例,面積大,人流密集,景觀中一直滿足不了生態環保要求,戴家湖公園生態停車場采用兩層級配碎石設計,不僅節約造價,而且雨水經多級過濾后排入人工水體,減少了水處理環節,也部分解決了人工水體的補水問題。
5結語
5.1“低沖擊”理念的思考
通過實施低影響景觀,減少硬化下墊面面積,可提高雨水徑流滲透能力,提高開發區域的美學價值[3]。園林工作者一直堅持在其工作領域中,推廣節約循環型理念。對于“綠地和雨洪資源綜合管理”理念,在日常工作中,尤其是城市公園建設中,已在積極實踐,并且取得了良好的經濟、生態效益。該理論實踐不能僅限于公園綠地,需要將雨洪資源利用技術和景觀規劃、建筑布局以及基礎設施建設統籌考慮,有機結合,需要規劃、城建、水務等部門共同努力,從而實現經濟、社會及環境效益的整體優化。
5.2武漢市建設“海綿城市”的思考
目前武漢市作為海綿試點城市,正在大力推進下沉式綠地建設,該理念太過于依賴技術和資金投入,而忽略了水侵蝕對于道路路基嚴重的破壞,綠化景觀對于土壤保肥、保水的要求,中部城市霧霾、灰塵、泥土等對下沉式綠地下滲作用嚴重破壞等因素,其真正效果與作用有待時間檢驗。
參考文獻:
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[2]何瑾,馮祥源,高鶯.基于低沖擊開發理念的“海綿城市”規劃策略探究[C]//2015中國城市規劃年會.新常態:傳承與變革――2015中國城市規劃年會論文集.北京:中國城鄉建設部,2015.
[3]王建龍,車伍,易紅星.基于低影響開發的城市雨洪控制與利用方法[J].中國給水排水,2009(14):6~16.
劉波是湖南省常德市環衛處宣教中心的一名普通干部,卻懷抱改變中國城市規劃、城市水資源持續利用和生態修復的理想。
在接受《瞭望東方周刊》采訪時,劉波給記者翻看他2012年5月4日向七大流域干流城市市長寄出80封信的郵局存根,臉上顯出失望和無奈?!鞍焉厦娴臈l形碼輸入中國郵政的主頁就能查到,寄過去的信沒有丟,都已經被簽收了?!?/p>
2011年兩會期間,劉波曾通過常德市一位九三學社代表提交了《關于建立完備的城市流域管理水資源法律法規體系》、《關于建設海綿體城市,提升城市生態還原能力》等7個方面內容的提案。水利部回復了近10頁紙,但除了列舉水利部多年來在這些方面所做的工作,可實質性操作的內容不多。
這條路沒走通。2012年,劉波想起給長江、黃河、珠江、海河、淮河、松花江、遼河七大流域干流的80座城市市長寫信,千字左右的《中國七大流域干流城市市長宣言》中明確寫出了他的改造構想:七大流域干流各城市政府以2012年城市硬化面積為基準,從2013年起,每年減少城市硬化面積3%至5%;從現在起,以建立“海綿體城市”為切入點,有步驟地開展城市生態修復工作。
按照劉波最初的計劃,在2012年5月30日前,如有超過60%的城市回復同意,此宣言生效,他會將宣言交給國務院及國家有關水資源管理組織備案,并擬建議第三方機構對宣言中的實踐內容進行跟蹤評估。
然而,至今無人回復。
全流域管理
劉波關注水資源利用始于2000年他在湖南省環衛協會任職期間。那時他到湖南省各城市開會調研,看到許多地區垃圾場都是露天堆放,直接污染了當地水源,農村就地取的地下水基本不能喝。這些環境問題也引起了當地官員的關注,請來德國專家對湖南省負責垃圾管理的技術人員做培訓。水資源管理的理念也是在當時湖南和德國的合作項目中被引入的。
2005年,在一位旅居德國的常德人牽頭下,德國漢諾威市、荷蘭烏特勒支市和中國常德三座城市聯合向歐盟提交了城市水資源環境對話項目的申請。盡管申報材料并不十分完備,但水資源環境話題得到了歐盟的重視,在同時申報的100個項目中,唯獨這個通過了。
歐盟提供了50萬歐元的經費,項目于2006年3月在常德啟動。在頻繁往返于歐洲調研的過程中,劉波真正領會了歐洲的水資源管理理念。正是在這種理念的指導下,歐洲上世紀80年代曾經態勢嚴重的德國魯爾工業區、巴黎塞納河的水資源污染問題都得到了有效治理。
“他們最主要的理念是全流域管理。大的流域管理是國家級的,地區性的流域管理要成立管理委員會,一二三級流域,形成樹狀結構,從根部管到每一片樹葉。而我們現在不是樹狀,是碎片化管理?!眲⒉ㄖ赋鰢鴥人Y源管理理念中不科學的因素。
歐洲國家的水資源管理都是在《歐盟水框架指令》的指導下進行的,水框架指令的核心要點是強調整體流域系統的概念,所有河流改善計劃的細節都要公布、讓民眾自由發表看法,所有國家都要定期向歐盟報告工作進展,配合以嚴格的懲罰條例,對無法完成指令的國家進行懲罰。
我國雖然有長江水利委員會和黃河水利委員會等組織,但是它們并沒有行使流域管理的職能。我國《水法》中強調行政區域管理和流域管理相結合的方式,“實際上就無形中削弱了流域管理的作用,地方政府搞開發的時候,不會向流域管理系統申報開發項目對當地水資源造成的破壞和修復辦法。”劉波解釋。
打造“海綿體城市”
在嚴格的水框架監督下,歐洲的水資源管理、污水治理、城市生態修復在最近30年內“脫胎換骨”。
“完備的流域管理法律體系和有效的管理機構;注重流域管理規劃和城市建筑開發中的水土保持;按就地處理的原則收集和處理雨水和污水;重視河流的生態保護和嘗試親水型防洪策略。”劉波對歐洲經驗做出了總結,這其中,他對法律強制城市建筑小區蓄水的做法尤為印象深刻。
德國上世紀80年代末就把雨水的管理與利用列為90年代水污染控制的三大課題之一。當地在新建工業、商業建筑和住宅區前,均要設計雨水利用設施,若無雨水利用措施,政府將征收雨水設施費和排放費。
上海市水務規劃設計研究院副總工程師趙敏華告訴《瞭望東方周刊》,“德國法律要求每個建筑開發后限制排出來的水量,強制蓄水。上世紀80年代,全球水價最高的是德國,一噸水4馬克,其中1馬克是上水,臟水回到干凈的水,處理費要3個馬克,這就是在水價上做引導。而目前歐洲水價平均是1. 75歐元一噸?!?/p>
與德國重視雨水管理的方法類似,美國提出了雨水最優化管理方法BMPS,日本也在上世紀80年代末提出了“雨水流出抑制型下水道”,采用各種滲透設施截留雨水并收集利用,該計劃納入國家下水道推進計劃,國家在政策和資金上給予支持。
借鑒上述經驗,劉波將城市生態修復的理念概括為打造“海綿體城市”:建立雨水收集和利用系統,開發、改造城市社區建筑物、道路、綠化帶、停車場、廣場、公園等公共設施蓄留雨水的生態功能,盡可能恢復城市原有河道、水塘、溝渠,減弱城市熱島效應,提高雨水滲透率,重視地下管網的普查、檢測和修復工作,防止地質災害。
“要讓城市像海綿一樣,有時能吸水,有時又能擠出水。”劉波說,“這里說的吸水和擠水,幾乎都是運用自然排放和收集的方法,實現雨水和綠地間的自然交換,不依靠抽水泵等高耗能高排碳的人工方法。實現從人工化城市向自然城市、生態城市的轉換。”
從居民樓的屋頂開始改裝
北京“7·21”特大暴雨山洪泥石流災害,讓城市蓄水排水問題成為社會關注熱點。數據顯示,在原始森林的天然流域狀態下,98%的雨水都可以下滲和蒸發,只有2%從地表流走。但是隨著城市化進程的加快,城市路面硬化率增高,失去了自我消化能力,雨水無法下滲,徑流量超過50%,北京甚至達到90%,雨水流走后,地面蒸發馬上產生熱島效應。
“怎樣有效留住雨水,又在需要的時候擠出水,成為中國城市特別是北方缺水城市要重新考慮的治水觀?!眲⒉ㄕf。
“7·21”暴雨過后,北京水務局和設計院專家也和趙敏華討論過,認為是北京的排水標準太低。趙敏華說:“這種找原因的方式,還是頭疼醫頭腳疼醫腳,沒有對癥下藥。北京地勢高低不平,廣渠門的積水是從上游流下來的,客水為洪,才造成了人員傷亡。改變‘只排不蓄’的概念,從蓄水到排水到用水,系統考慮才能治理好?!?/p>
雨水在數千年前就被人們利用,進入工業化時代,城市快速發展,雨水反而成為一種負擔,被當做需要解決的“廢水”?!氨本﹫F城的排水系統,是古人遵循天人合一、敬畏自然的觀念修建成的,都江堰這樣成功的水利工程也是因勢利導的結果,成功治水,要順應自然。”劉波說。
劉波建議,“海綿體城市”首先從小區居民樓的屋頂開始改裝,屋檐做成凹形槽,雨水通過管道流下,在與地面交匯處堆上鵝卵石緩沖水流下泄壓力,然后將雨水引到小區中央的生態濕地,濕地下面連接蓄水箱。“或者像德國一樣,一些建筑物屋頂直接改裝成生態綠地。但滲透速度必須經過科學計算,如果遇到暴雨,能不能滿足最大的暴雨徑流,這些都跟草皮下面的沙子直徑有關?!眲⒉ㄏ虮究浾哒故镜聡承^內部的人工濕地資料,小型湖泊旁設置了瀑布景觀,瀑布的水就是雨季蓄水。
用收集到的雨水補充地下水,是防止地陷、天坑現象的有力措施。在干旱季節,能夠維持小區景觀,調節小區的微氣候,綠地土壤含水量較高,可以自然給小區降溫。
“而單體建筑做了雨水收集處理,就是健全了城市的蓄水細胞,如果每個細胞都這樣處理,那么城市生態必定大為改觀。”劉波說,停車場和道路兩旁也做同樣的改裝,做成下凹式綠地。綠化帶路面稍有傾斜,水都流進綠化帶設置的缺口里。初期雨水含有汽油等油污,含鉛量比較高,土壤和草皮可以對前10分鐘的雨水進行自然的凈化過濾。
“通過海綿體城市建設保存好地下水,10~20年后收效會非常明顯,100年之內,地下水基本恢復正常?!眲⒉ㄕf。
最近剛從杭州出差回來的劉波驚喜地發現,2001年開放的位于杭州市元寶街的胡雪巖故居,古宅建筑的屋檐采用了和歐洲一樣的排水蓄水管道,雨水經過這樣的系統收集到一個大水缸里,形成了天然的人工濕地。
“古人有‘天水不外泄’的觀念,我正在考證這個系統是胡雪巖家里本來就有的,還是故居后期修繕加上去的。如果是早期就有的,那古人在很久以前就理解了‘海綿體’的意思,并把它運用到自家住宅當中,保持自然生態平衡?!眲⒉ㄕf。
“從飛機往下看處處是刀痕”
一些發達國家的停車場本身就具有儲水排水的功能,對比中國式的道路綠化,劉波直言很多時候是做表面功夫,“綠化帶的植物用托盆高高掛起,完全起不到涵養雨水、調節氣候的作用。天安門廣場那么大面積,如果結合濕地改造的功能,對調節北京城中的氣候能起到相當重要的作用?!?/p>
在我國快速修建高速公路和城市高架橋、立交橋的同時,城市與鄉村的天然河道被切割成碎片。“從飛機往下看處處是刀痕?!眲⒉ㄕf,“最典型的就是臥龍大熊貓自然保護區被公路割成碎片,大熊貓的活動區域因此進一步減少?!?/p>
理想的人工系統和自然系統應該緊密融洽地結合在一起,一些德國的案例顯示人工橋梁下面就是步道,河流下面可以交流,河岸的生態廊道也不會被橋梁阻隔。而當地河流沿線布置著較大面積的人工濕地,積水通過公路下的缺口流下,硬化路面下面是溝通的。梯形攔水設施順著道路坡度修建,一級一級流下來,水流的沖擊力也得到緩解。
在中國許多地方,河道經歷了由自然坡度向90度垂直大壩演變的過程,劉波的海綿體城市構想要做的,還包括把這個趨勢逆轉回去。
“修建大壩截斷了河道,阻斷了魚類的回游產卵通道,破壞了生物多樣性,生物鏈條阻斷后,自然凈化能力就變低,即使不向河里排污,水質也會變差?!眲⒉ㄕf,“建防洪堤都是堵的方法,應該改成生態堤岸,建生態水庫、濕地,用柔性波岸代替硬性河床,可以減緩水流沖擊力,還能恢復生物多樣性。”
三峽大壩現在就在修復魚類洄游的生態廊道。對于年久失修、已經喪失功能的病險水庫,劉波建議直接打掉,把加固資金節約下來用于生態投資。
“生態產業在中國還是朝陽產業,將來它創造的GDP含金量非常高,產業分工明細后還能帶動就業。目前我國的生態修復研究往往停留在紙面研究上,產業化程度比較低。”劉波說。
“陽光谷”和鳥巢模式不適合推廣
幅員遼闊的中國,不同地域城市做雨水收集都有不同的考慮重點,據趙敏華介紹,北京、武漢、廣州等容易形成內澇的地區,安全是首要考慮的因素;而昆明雨水利用則要從水資源的角度切入,上海的初期雨水規劃,要從提升水質和建造水環境的角度切入。
國內的雨水利用方面,昆明走在了前列,昆明市政府2009年頒布了《昆明市城市雨水收集利用規定》,提出民用建筑、工業建筑的建筑物占地與路面硬化面積之和在1500平方米以上的工程項目,總用地面積在2000平方米以上的公園、廣場、綠地,城市道路及高架橋等市政工程項目都要建設雨水收集設施。
2011年廣州市了《廣州市建設用地地表徑流控制辦法》。而早在十年前,北京就著手建立各類蓄水池、人工湖和下凹式綠地等集雨工程,但收集率卻不到1%。
“7·21”大雨過后,北京市出臺雨水利用獎勵政策,凡小區內建設儲水能力達一噸的蓄雨池,政府補貼500元,1000噸補貼50萬元。
對收效明顯的世博會集雨工程和北京鳥巢雨洪綜合利用工程,趙敏華分析說,兩者在技術上都套用了國外先進技術,但理念上還是沒有脫離人工化的框架。
上海世博會的“一軸四館”,集水屋面面積達20多萬平方米,雨水收集主要用于景觀水體補充、綠地澆灌和道路廣場清洗。只“陽光谷”收集的雨水,就補給了世博園幾十個廁所用水。
但是參與設計規劃的趙敏華也承認:“這一套造價太貴,成本非常高,水價超過3元,而目前上海的水價是2元多,這種模式向市場推廣,操作非常難?!?/p>
北京鳥巢的雨洪綜合利用工程最大儲水能力高達1. 2萬立方米,鳥巢70%的用水都來自回收水,每年可節約400多萬元的城市防洪費。
鳥巢附近的龍形水系,雖然是人工濕地,但下面沒有與蓄水、回收利用的系統連接,草坪也沒有集雨設施,仍然是獨立的單元,沒有系統化。
“‘陽光谷’和鳥巢這些工程的質量肯定是確保的,后期管理也跟得上,而普通城市小區的集雨工程管理跟不上,效益不大,做好了也只是個擺設,所以政府和公司都不愿意做。集雨工程可能是房子的賣點,但賣出去就沒人管了?!壁w敏華說。
劉波也不認為“陽光谷”和鳥巢模式具有可復制性:“陽光谷太人工化了,為了收集雨水而收集雨水,是大型的收集工程,不是生態處理方法。用自然的方法做地表的雨水收集才適合推廣發展,大工程需要維護費用,本身就是高碳的?!?/p>
目前,劉波式“海綿體城市”正在他的家鄉常德“試水”。
通過與德國的歐盟合作項目,常德請德國專家做了“水城常德”的重新規劃方案。以水為中心,第一步是恢復古護城河;第二步治理穿紫河,穿紫河沿線有六座污水基地,從前的露天污水池改為封閉式,通過污水管道引到污水處理中心,新的河道只承接雨水,與柳葉湖打通,雨污分流;第三步建設城市的生態廊道,把整個城市用水溝通起來,上游農業地區要控制農藥污染,水質在未來3~5年內得到徹底改觀。
關鍵詞:現行;泰城;城市建設;問題及對策
中圖分類號: X321 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/ki.jlny.2017.13.057
1目前泰城城鎮建設存在的主要問題
1.1城鎮建設的理念問題
理論上因循守舊,缺乏創新,缺乏利用新技術對用地模式改變的感知,缺乏因對生活理念的改變對用地類別的選擇。城鎮建設理念采取了小區建設的理論,封閉式小區雖然減輕了小區外交通對內部環境的干擾,但建設過多的封閉式小區,出口少,導致小區出口附近擁擠,給交通帶來很大的壓力?,F在城鎮建設過于強調城市土地的利用率,理念上的綠色、運動、體育、休憩、文化用地不足。城鎮建設中綠地、花園過少,有的綠地多是草坪,樹木綠化較少,過于強調城鎮中心的引力作用,較少考慮“互聯網+電子商務”的發展。隨著國家會議制度、網絡視頻技術發展和生活節奏的加快,大型桌宴變為自助餐,飯店減少,快餐店增加,用地供給缺乏。
1.2城鎮建設和地下空間的規劃及施工問題
規劃缺乏新意,對地下規劃兼容性探討不夠。對農貿市場、教育用地、能源利用的方式方法考慮較少。隨著建立“海綿城市”風潮的興起,相關規劃缺乏,實施中與地下管廊管線建設缺乏協調意識。城鎮建設中管線布局混亂,經常存在錯開施工現象,不能預先統籌規劃及統籌施工。地下土地利用的規劃性不強 ,地下管廊規劃缺乏兼容性。
一些旅游點過于保守,在預計未來產業的發展方面,對地下空間多數沒有長遠規劃。預留產業用地中,地下停車場、地下水電供應、地下旅館等問題考慮過少。
在城鎮發展過程中,取締了不少馬路市場,設立了有頂棚的農貿市場,但農貿市場收費偏高,對商戶收益和城市居民的消費帶來不少的壓力,農貿車輛的停放、管理等用地需求尚未引起重視。
在學前教育上,如幼兒園、特長教育、心理輔導教育上的用地缺少提前規劃,布局不合理。城鎮建設中,能源利用尚存在一些問題,如地熱和光伏等能源利用還不充分。
2解決辦法
2.1理念上的解決辦法
在城鎮建設中多建設開放性小區,小區四周都留出口并自由出入,所帶來的安全隱患,可以通過多設置高清攝像頭來解決;在校園四周多設置出口,這樣既方便了群眾生活,又解決了交通擁擠問題。例如新加坡的交通新模式就是采用立體交通空中走,地面交通相結合,地下跑管線。泰安的交通用地模式應結合實際學習與改進。土地規劃設計理念上應當以“有余”的思想來統領,土地的區片開發應用,留出生態綠色、運動、體育、休閑、文化用地等空間。城鎮建設中可以在樓頂等地方參照新加坡的經驗,建設空中花園、空中綠地,建設的綠地應選擇適宜的綠化樹種,既可美化環境,又能提高土地的利用率,還可以凈化空氣,符合現在人們對城鎮環保及綠化的追求。城鎮建設設計中應注重網絡和虛擬世界對未來電子商務的作用以及快遞等物流業的發展,市級中心等應多極發展,減少地域中心的引力作用。一些旅游景點應著重未來人們對休閑、娛樂的追求,提前統一規劃設計開發,適應人們在旅游景點的住宿、停車等需求,避免馬路停車。提倡節儉成本耗費,個人婚宴、普通宴請呈現簡單化趨勢,要求我們提前規劃。飯店、酒店、快餐店、自助店的減少和發展,應特別統計,找出規律,調整用地方式和選擇。
2.2城鎮建設及地下空間的規劃及施工方案
“海綿城市”是個新興事物,建設應提前規劃,與地下管廊、地下車庫等地下設施相兼容統I,與供排水系統相結合。在城鎮建設中應該統籌規劃管線,學習日本的長遠設計,強化部門統一管理,提前提交施工計劃,統籌施工,避免在城市建設中的重復勞動,浪費資源,給附近的居民帶來諸多不便。當前,地下土地利用規劃應該提前預留地下管線走廊,并統一設計、建造、測繪、管理、使用和登記造冊,統一建立數據庫、電子檔案。其中地下管廊的設計、建造,應兼容統籌各種管線的特點,合理布設,減少干擾,兼容并行,便于管理。
對城鎮中的農貿市場采取政策扶持,降低商戶成本,讓城市居民減少飲食耗費壓力。在農貿市場的用地布局上,采取讓他們有多種地點和層次的選擇。在農貿市場用地中,應考慮地下停車場的建設和管理。
在小區和校園周圍適當增加學前教育和特長教育預留適量用地,合理布局。用地建議參照義務教育用地的規劃、取得、收費等。同時隨著社會節奏的加快、科技的加速、人們生活壓力的增加,要求心理輔導教育應當獲得適當的空間用地,引導人們適應壓力、化解壓力,化壓力為動力。