海绵城市技术城市设计研究

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海绵城市技术城市设计研究

摘要:我国大部分城市面临着严重的水安全风险,如何转变城市水安全管理理念,海绵城市理论为这一领域提供了新的解决方案。本文介绍了城市水安全的成因,海绵城市在城市设计中的相关理论,以及如何运用海绵城市设计思想的内容等,从城市设计者、城市排水系统、雨水排水系统和海绵城市建设等角度进行了政策设计,并提出了一些有益的建议。论文指出只有在城市建设主管部门的统一协调下,城市设计各专业分工协作,才能顺利实施城市海绵建设。

关键词:海绵城市;城市设计;水安全

1海绵城市概念产生的背景

我国今天城市的发展是前所未有的,然而,随之而来的是我国越来越多的各级城市遭受反复的暴雨洪涝灾害,城市生态环境不断恶化。造成这些问题的主要原因如下:(1)城市防渗面积比例迅速扩大。随着城市人口的发展和扩张,人们对城市硬化越来越痴迷,人们将原来裸露的路面一劳永逸地封闭起来,解决了交通、扬沙、健康等问题。但这样一来,我们却让原来的土地呼吸戴着一个紧闭的面具,雨水不能顺利地渗透,一旦暴雨来袭,就会形成大量的暴雨径流,同时缩短雨水四处蔓延的时间,进而引发内涝。(2)城市排水系统的原因。城市大部分污水管网存在不同程度的网络老化、维护性投资等问题。甚至像北京这样的城市也会遇到大暴雨发生内涝,甚至导致人员死亡这样的后果。虽然,中央和地方政府都意识到了这一问题,但由于市政排水问题由来已久,不能指望在短时间内全部解决。市政排水系统的建设与一个城市的地形、水文、地质、气候、城市规划密切相关,应该结合各个城市的实际情况,提供一揽子解决方案。(3)缺乏相关法律法规。虽然大家都知道生态城市、宜居城市的好处,但在实际建设中,无论是地方政府的管理者还是开发商的实际运作,都会因为一些看得见的短期效益而破坏城市生态。如经常发生的一种情况是,一块居住用地内有一片自然形成的湿地,开发商都是以“湖光山色”的名义,出售第一批房屋,等第一批业主入住后,原来的湿地已经被开发商填平准备建设第二个项目。业主维权时会发现,由于湿地面积太小,所以没有在规划的保护区范围内划界。但事实上,一个城市的天然水库就是由这些小块,遍布城市的各个角落的池塘、河流、运河等组成的。

2海绵城市的相关概念

顾名思义,海绵城市是指整个城市被描述为一块海绵。下雨时,城市会产生吸水、渗水和蓄水的作用。在我国,供水大多来自降雨,降雨对我国大部分城市,特别是南方地区来说,却往往是雨灾,它会增加城市地表径流,造成城市内涝,污染自然水体。海绵城市,首先是对周边自然水体影响较小,海绵城市本身的概念起源于低影响设计或开发(LID);其次,海绵城市可以保持雨水,让水循环。我国水资源不仅在地理上分布不均,甚至在同一个城市也因季节和时间的不同而存在很大差异,以我国长江中下游地区为例,夏季干旱、高温与暴雨交替,如果下雨,大部分雨水会被收集起来,净化成中水甚至饮用水,对保护我国的用水意义重大。建设海绵城市,参与城市设计建设的建筑师、规划师,设计师、市政给排水工程师、景观设计师等各个阶段的工作,必须相互协调,共同完成宏伟蓝图。因此,海绵城市的概念必须深入到城市设计的每一个专业上。

2.1城市规划设计

城市规划是城市建设各项工作的前提。在总体规划中,必须明确天然水体的保护和利用,同时也要保护人工池塘、人工湖等水体,因为它们也起到了滞洪和降雨入渗的作用,客观上也是减少雨洪径流的重要因素。明确海绵城市的实施战略和总体目标。如因地制宜地调整措施,确定全市年径流总量控制。并应将相关要求和内容纳入城市排水、防洪排涝、园林绿化、道路交通等相关专业专项规划。明确总的指导方针比政府有关部门牵头,协调各部门。在城市其他各级规划中,如专项规划、控制性详细规划等,海绵城市的建设应提出相应的城市规划目标和要求,通过规划分级控制,为海绵城市的建设提供顶层设计。

2.2进一步改造城市排水系统

传统的市政排水模式只注重排水快,海绵城市的主要理念之一就是雨水的循环利用。因此,雨水的渗透、截留、汇水、净化、循环利用与排水紧密结合,是海绵城市的新理念。如果雨洪来了,首先要解决的还是让雨水汇水区能够顺畅快速的流出,借鉴我国一些古城的经验,这些城市之所以罕见地出现内涝,是因为排水和蓄水紧密结合在一起。如赣州福寿沟排水系统,始建于宋代。它能起到的作用,一是内部空间设计合理。古籍记载“宽二至三尺,深五至六尺,以砖为主,以石加固”,如图1所示。图为大图的截面尺寸。另一个原因是赣州几十个大小池塘通过福寿沟排水系统相互连通。但现在赣州大部分水塘因近年来城市发展而被埋,蓄水量已不到原来的十分之一。

3渗透技术的应用

城市不透水面比例的增加,使得雨水不能有效渗入地面,从而会形成内涝。应当鼓励市政(交通)设计人员尝试设计透水性路面城市道路。研究表明,透水性路面的减径能力为40%~90%,比不采取措施的减径能力高10%左右,洪峰减径能力在20%~80%之间。

3.1绿色停车场

而停放在停车场的车辆,由于雨水的冲刷和排放,会聚集大量与重金属混合的机动车零部件废水。传统的停车场只考虑一定的坡度排水设计,考虑尽快排除雨水,避免对车辆造成损坏,而不会因排除雨水而进行处理,让其直接进入市政雨水管系统,造成自然水体的污染。在新型绿色停车场的排水坡末端种植深根植物,采用种植土和植物根系混合吸收径流和污染。图2展示了新型绿色停车场的结构。

3.2绿色街道

结合透水性铺路、生态沟、植物栽培等方面的技术。城市道路和广场应采用生物滞留技术。生物滞留技术主要通过介质过滤、吸附和微生物来净化雨水径流入渗滞留,由于雨水可以暂时储存,然后缓慢渗入到周围土壤中,因此,可以起到削减地表降雨洪峰流量、减少径流污染等作用。生物滞留技术可以包括多种形式,比较常用的有生物滞留池、下沉绿地、生态草沟、植物缓冲带、雨水花园和湿地等,调节功能还可以包括雨水回收设施、土壤改良等。研究表明,在林冠截留植物方面,针叶树优于阔叶植物。

3.3绿色屋顶

绿色屋顶对于拦截雨水的洪水有明显的效果,特别是在城市建筑密度高的情况下。但是绿色屋顶并不等同于屋顶花园,因为更注重绿色屋顶是生态和技术的评价标准。图3显示了绿色屋顶的结构。在绿色屋顶的设计和施工方面,我们需要政府出台激励措施,鼓励建筑师在新住宅设计中使用绿色屋顶技术。我们也可以效仿美国的做法,通过征收雨水管理税(费),迫使业主和设计人员积极使用绿色屋顶方案。这是因为雨水管理税(费)是根据基层表面积征收不透水表面,而绿色屋顶可以减少不透水路面产生的负面影响。目前,我国建筑业实施绿色建筑,对其屋顶绿化建设也起到了很好的促进作用。

4结语

人们早就意识到城市化的粗放式发展带来了“大城市病”的恶化,但遗憾的是没有顶层的设计和指导。因此,《海绵城市建设技术指南》的出版对于中国的城市建设来说是一个里程碑,海绵城市的建设需要多个专业、多个部门的密切配合。这就要求中央和地方政府有坚定的决心在这一方面发挥主导作用。此外,作为每一个专业人士都应该有责任感建设海绵城市在中国。努力探索,创建有中国特色的海绵城市理论。因此,“指南”的问题不是一个终点,而仅仅是一个起点。

参考文献

[1]周倩岚.海绵城市建设中水系规划设计的思考[J].住宅与房地产,2019(10):55-62.

[2]刘妍炯.探讨住宅小区的海绵城市设计——以上海市某项目为例[J].智能城市,2019(12):33-36.

[3]王明明.海绵城市下一种便于冲洗淤泥的调蓄池设计[J].中国资源综合利用,2019(12):66-69.

作者:常金龙 单位:固原市建筑管理站