海绵城市专题研究范例6篇

海绵城市专题研究

海绵城市专题研究范文1

摘要:以弹性化城市,资源可持续发展和低影响开发为核心理念的海绵城市正逐渐发展为解决我国城市内涝问题的一种新的建设模式。因其理念的代表性和典型性,使它更符合城市管理与建设可持续发展的要求,同时更有利于我国城市洪涝灾害的预防和管理,从而保障了城市生态环境的安全性以减少对城市居民生命财产的威胁。

关键词:洪涝灾害管理;海绵城市;城市化;生态基础建设

一、海绵城市理论提出的背景

我国淡水水资源的总量虽较多,但人均水资源却很贫乏,再加上我国水资源在总体上呈现出“南多北少,东多西少”、“夏秋多冬春少”的特点。正是水资源的时间和空间分布不均匀的特点使我国的一些城市水资源问题变得更加不容乐观。 例如,近年来的“2015年长沙4月7日暴雨”事件、“2012年北京7月21日特大暴雨”事件以及“2013年冬春季节的云南干旱”等。这就表明我国城市水文生态问题不仅表现为频发的洪涝灾害问题,还表现在水资源短缺、分布不均和水安全问题等。

除却一些自然因素,人类的生产生活也对水资源环境产生了重大影响。特别是近些年来随着城市化的不断加深,人类片面追求暂时的经济利益,任意向河湖排放未经处理的污染物,忽略生态环境和可持续发展,由此导致我国城市水环境问题突出,水污染日益严重。也进一步加剧了我国城市的水资源短缺 。

日益突出的城市水资源问题也引起了社会各界对城市传统排水系统的质疑和反思。纵观我国传统的城市建设模式,发现其在应对城市洪涝灾害和水资源安全问题上存在较大缺陷,如老旧的传统城市管道式排水系统、落后的排水防洪工程规划和薄弱的合理利用雨水资源的思想。因此,传统的城市建设模式已不能环节和改善当前已然出现的城市水资源问题,更不能适应经济社会的可持续发展。

然而,城市水生态问题对城市居民的生存,社会稳定,经济发展以及城市生态环境等都起到重要作用,而如何解决水生态问题引发了国内学者的广泛关注。故而,在国际上颇具影响力的“海绵城市”示范工程就引起了他们的注意。

二、海绵城市的概念及其在我国的发展

海绵城市,顾名思义就是城市能像海绵一样吸收和吐出雨水,从而达到调节城市水资源时间和空间分布不均的情况。具体而言就是对城市的水功能进行调节、高效节约地利用城市水资源、完善城市的水资源管理,净化城市水资源环境等。

海绵城市的概念最早是由澳大利亚的研究学者为了说明城市对周边村庄人口的吸引力而提出的。后来随着城市水资源问题的不断出现,不少学者就借“海绵城市”来形容城市和水资源之间的关系。而我国国内对海绵城市的研究始于2003年,在《城市景观之路:与市长交流》一书中,作者就借海绵的内涵来暗喻河湖和湿地对城市水资源的调节能力。之后,随着我国城市水资源问题的不断加深,越来越多的业内人士在国内外寻求解决的办法,从而推动了我国海绵城市理念的发展。

在学术界里,首次出现“海绵城市”字眼的是在2011年,由董淑秋和韩志刚提出。随后,一些研究学者和相关行业人士也对海绵城市的建设提出了自己的看法。例如:国际著名的水文气象专家林炳章于2013年在厦门召开的极端暴雨事件和防洪减灾国际学术研讨会上就曾建议说可以借鉴国外经验在中国率先建立一座海绵城市。而中央政府的进一步关注则更加推动了海绵城市在我国的发展和建设。例如:人大代表刘波就曾在2011年和2013年的全国人大上提交了两份关于科学利用和管理城市水资源的提案和建议,里面都有提到要“建设海绵体城市”的建议。更是在2013年召开的中央城镇化工作会议上就提出了要建设“自然积存、自然渗透、自然净化”的海绵城市。随后有多次在不同的会议中强调海绵城市的重要性。

随着对海绵城市研究不断加深,最终海绵城市的建设在国家政策层面上获得了支持和完善。

三、海绵城市建设的主要内容

为了大力推动建设海绵城市,提高水资源的有效利用,保护和改善城市自然生态环境,增进建设生态文明,住房和城乡建设部编制了《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建》。在此指南中,国家以具体文件的形式确立了低影响开发的概念,海绵城市建设的基本原则和基本框架,规划过程中的分阶段目标以及在建设过程中需要注意的工程设计、城市的维护和管理等内容。故这份指南成为全国各地积极筹备建设海绵城市的指导思想和建设依据。

在《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建》文件中同时确立了海绵城市建设的大致方向和具体内容:第一,海绵城市应包括五个方面的内容,即排水、用水、渗透、雨水滞留和蓄水。也就是说要建设合理的城市排水系统;科学的用水制度;保证城市地表的渗透,增加地下径流;建设人工湖和保护自然湖泊和湿地,保证他们调节和蓄水作用。第二,海绵城市建设过程中需要控制的内容有地下地表径流的流水总量、径流出现的峰值、径流的污染程度和雨水的优化利用等。同时也要求各城市在建设的过程中灵活运用海绵城市思想,一切以实际情况为准,结合各城市具体的城市水资源问题,经济发展要求和生态环境状况等。第三,各城市应根据自己城市的绿化程度;道路、小区和广场特点等,结合设计目标,合理开发建设雨水调节系统,从而建成独具自己特色的海绵城市。最后,在工程建设方面,要求海绵城市能有效的降低城市化给城市水文循环带去的不良影响,积极建设出优美舒服的城市水景观;在管理维护方面,要求海绵城市的建设符合城市可持续发展的要求,做到人与自然的和谐可持续发展。

结论:

综上所述,海绵城市概念的引进、发展和海绵城市建设的真正实施,对我国解决城市水生态问题起到重要作用。它作为一种新兴的城市建设模式,为我国解决人与自然不能和谐相处的问题提供了一条可行的道路,在城市的可持续发展上也将发挥着不可替代的作用。尽管当前海绵城市在我国的建设还处在探索阶段,但“摸着石头过河”一直以来都是中国人解决问题的方式之一,所以只要我们共同努力,就一定可以走出一条独具中国特色的“海绵城市”之路。

参考文献:

[1]刘应宗.李明.金宇澄.《城市排水规划中雨水资源化问题探讨》[J].中国给水排水,2013,29(2):8-12

[2]李俊奇.《城市雨水的资源化与可持续发展》[J].环境经济,2004(10):26-28

[3]张舒涵.《基于城市雨洪资源综合利用的“海绵城市”建设》[J].建设科技,2015(1):26-28

[4]车伍.《发达国家典型雨洪管理体系及启示》[J].中国给水排水,2009,25(20):12-17

[5]董淑秋.韩志刚.《基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究》[J].37-41

[6]王丽娟.《建“海绵城市”让“看海”成为传说》[N/OL].中国改革报,2014-05-22

[7]卢月.俞孔坚.《绿色海绵为城市解渴》[EB/OL].厦门网.2013-08-15

[8]仇宝兴.《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》[J].给水排水,2015,41(3):58-63

[9]中华人民共和国住房和城乡建设部.关于印发《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)》的通知(建城函[2014]275号)[Z]. 9. 中华人民共和国住房和城乡建设部,2014-10-1-22

[10]《2002-2014年我国重大水污染事件[EB/OL].》.防灾网,(2014-11-17)[2015-05-14]

海绵城市专题研究范文2

1海绵城市理念的基本内涵

在城市的建设和发展过程中,通常会涉及大量基础设施的建设和规划,而这些基础设施的规划建设又会对自然环境产生无法避免的影响,部分城市会在气候等因素的影响下,发生城市干旱或是内涝等问题,这就会大大制约城市的可持续发展及人民的正常生活,在这一城市发展背景下,海绵城市理念也就应运而生,并为城市发展问题提供一种新的思路和途径。海绵城市理念指的是以尊重自然环境和生态优先的原则为基础,城市绿色基础设施与城市灰色基础设施的相互结合,保证城市能够如同海绵一样,有效应对洪涝和干旱等问题,从而保证城市能够自行净化、渗透和积存雨水,实现城市雨水资源利用效率的逐步提高,最大限度保护生态环境的安全。

2城市规划中的常见问题

第一,城市建设者没有关注城市的竖向规划,在城市规划和建设过程中常常忽视竖向规划的作用,导致,竖向规划偏离实际,最终诱发城市发生雨后的严重内涝问题。第二,城市规划建设过程中存在专项规划与用地规划相互脱钩的问题,城市管理者需要同步考虑用地规划与专项规划,然而实际情况确实,在城市规划过程中仅仅关注城市的功能分区,而没有同步考虑专项规划问题,最终导致开发强度与周围基础设施配套之间的相互脱钩。第三,缺乏定量分析,在进行海绵城市规划建设之前,需要对城市进行全面的定量分析和调研,从而选择适当的天然海绵体保护措施以及土地的开发强度,现阶段,较为常用的定性方法表现形式为文字描述型,这一方法相对较为简便,但其缺点在于容易偏离实际、严谨度较差。

3海绵城市理念下的城市规划方法

第一,城市规划理念的转变。城市规划设计人员需要摒弃以往的城市规划理念,对海绵城市的基本作用、内涵以及应用方法进行全面的把握,并在海绵城市理念的引导下,关注城市生态环境的建设。在城市化建设和发展过程中,以可持续的生态观为基础,重点规划城市排水防涝系统、城市与生态的空间关系等内容。在海绵城市规划和建设过程中,做到尊重客观实际、因地制宜,对海绵城市理念加以灵活、深刻的把握,从而提高城市规划与建设的合理性。第二,仿生人工海绵体的构建。以海绵城市理念为指导,在海绵体人工构建与保护的同时,通过仿生人工海绵体来增强城市的雨水储存和收集能力,常用方法包括:通过云计算、大数据等现代化的信息技术,科学分析城市洪涝情况,使其在城市规划和建设中发挥最大作用;利用城市市政试点或大型停车场,对再生水的专用通道和设施加以建设,从而实现水资源的循环利用;以绿色建筑设计理念为基础构建仿生海绵体,从而实现节约用水的目标。第三,建设和改造生态海绵体。海绵城市规划与建设的一种有效途径为生态海绵体的人工改造和建设,在城市生态海绵体相对缺少的情况下,可以利用人工的方式建设和改造海绵体,从而调节城市的生态环境,增加其生态海绵体的数量。常用的生态海绵体人工改造建设方法包括:改造城市园林绿地,利用下凹式或滞留塘等形式收集雨水,并将其与绿地景观资源相互结合;对城市水系加以改造和构建,从而最大限度发挥自然水资源的调节作用;对传统的绿地布局形式进行调整,在有效控制投资成本和城市建筑面积的基础上,以面积更小、更为分散下沉式绿地取代以往集中的绿地建设形式,从而促进雨水资源利用率的提高;设置人工绿地和园林,增强城市的洪水弹性应变能力[1]。第四,天然海绵体的修复和保护。城市规划建设中常用的天然海绵体恢复和保护措施包括:一是利用生态走廊的构建,加强天然海绵体保护措施,从而促进海绵城市的发展,构建起生态海绵体系,从而最大限度发挥出天然海绵体的作用;二是修复自然生态系统,包括生态砌岸、水植物培养以及淤泥疏浚等措施,从而有效修复绿色生态系统,保证天然海绵体的调洪能力得到有效发挥;三是对非建区和建区进行准确划分,利用强制性的方法对天然海绵体加以保护,避免其受到破坏[2]。第五,提高城市规划的科学性。城市管理者需要从整体上对城市进行规划设计,并做好城市规划之前的资料收集整理工作,进行专项的城市规划研究,并以相关研究结果为依据,对城市的水资源承载能力加以评估,从而确定城市的水资源承载和处理现状以及潜在能力,而这也是未来城市发展目标和方向确定的基础,会对城市的开发策略和开发原则产生直接的决定性作用,经过城市水系和道路之间的相互协调发展,能够为海绵城市的构建,以及城市用地的合理规划奠定良好的基础。城市规划需要根据地块的地质地貌等特征来划分汇水分区,对城市建设进行控制性详细规划[3]。

4结束语

综上所述,在城市的规划和建设过程中,海绵城市理念能够起到重要的指导意义,这就需要城市管理者对海绵城市理念形成深刻的认识,转变管理理念,保证城市规划的合理性与科学性,关注天然海绵体在海绵城市构建中的积极作用,同时充分构建仿生人工海绵体和人工改造的生态海绵体,从而增强城市的雨水处理能力。

作者:王艳海 单位:聊城市规划局

参考文献:

[1]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[J].南方建筑,2014,(3):39-43.

海绵城市专题研究范文3

摘 要:本文研究了海绵城市排水建设应该考虑的问题,提出了海绵城市排水建设的意义及存在的问题,并给出了合理的建议。

关键词:海绵城市;排水;建设

伴随着国民经济社会的快速发展,受气候变化和人类活动双重影响,我国出现了水资源短缺、水环境污染、水生态退化3 个主要水问题。城市地区是生活生产集聚地区,水问题尤其突出,面临严峻治水形势。2014 年4 月,在关于保障水安全的重要讲话中指出,要根据资源环境承载能力,构建科学合理的城镇化布局; 尽可能减少对自然的干扰和损害,节约利用土地、水、能源资源; 解决城市缺水问题,必须顺应自然,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。

海绵城市建设是在吸取国外先进雨水管理理念的基础上,结合我国实际提出的城市治水新构想。国内专家学者对海绵城市建设进行了积极探索。仇保兴系统阐述了海绵城市内涵、发展途径、前景展望等; 王文亮等分别从概念、雨水综合调蓄等方面对《海绵城市建设指南―――低影响开发雨水系统构建( 试行》[4]( 以下简称《指南》) 进行解读。但当前对海绵城市建设的认识停留在城市尤其是试点区区域尺度,缺乏流域治水理念。流域与城市是总体和个体的关系,它们之间有着密切的联系,流域控制是实现城市在雨水面前缩放自如的关键。笔者简要介绍海绵城市建设国内外研究进展,重点探讨流域控制在海绵城市建设中的应用,并结合实践提出几点建议。

1.海绵城市排水建设的意义

1.1弥补给排水设施欠账

在建设海绵城市的过程中,应该将自然措施与人工措施相结合,尽量保持城市开发之前的自然水文特征,通过保护城市原有的生态系统来涵养水源、应对强降雨。另外,利用生态手段对传统粗放型城市进行改造,最大限度地修复已经被破坏的水体和其他自然环境。在城市建设中,应尽量增加绿地面积,以有效积存、渗透并净化雨水,满足城市生产、生活以及景观用水、供水的需求。

在建设过程中,应将自然降水、地表水和地下水M行统筹管理,有效协调给排水的各个环节,充分考虑城市发展和城市给排水建设的复杂性和长期性,建立起城市生态保护、土地利用、水系绿地等各种基础设施网络,统筹建设地下管道网络、充分发挥城城市资源优势,尽量在缓解城市管道网络压力、提高管道网络承载力的同时,有效收集城市雨水,对各种水资源进行充分利用。

1.2提高极端天气抵抗能力

据统计,我国共有 642 座有防洪任务的城市,但是其中未达到国家要求防洪标准的有340 座;在 34 座特大防洪城市中,能达到国家要求防洪标准的仅有 7 座。除此之外,一些新建立的城市新区和工业园区更是严重缺乏防洪投入。因此,相关部门应该通过海绵城市建设,建立起完整的给排水设施,将防水、排水、蓄水、处理水等各环节有机结合起来,避免在遭遇短时间局部强降水时,出现地面径流汇集速度加快、流量加大的现象,尽量减轻城市防雨防洪的工作压力,从而减少城市内涝的发生次数。

1.3提高城市水资源利用率

随着各地经济的不断发展,我国的城市化已经进入以提高城市化质量为主的阶段,因此,我国相关建设者必须要坚持科学的新型城市化发展道路,将城市建设工作与城市资源保护工作相结合,实现城市的可持续发展。要想有效提高城市水资源的利用率,建设者要在现有环境下,建立起一个具有自然积存水资源、自然渗透水资源和自然净化水资源功能的海绵城市,在新型城市的建设进程中,要充分协调城市资源与城市建设之间的关系。

通过建设海绵城市来提高城市水资源的利用率,可以在很大程度上缓解城市水资源短缺的问题。在建设过程中,要统筹雨水开发系统、雨水管理系统和雨水排放系统,加强对雨水的渗透、存储、管理和净化,有效收集并利用雨水资源,减轻城市供水的压力。

2.在海绵城市给排水建设过程中应当关注的相关问题

2.1保证规划的引领性,并保证实际建设的科学性

在当前的城市建设规划过程中,必须同时考虑到专项性、控制性以及修建性规划,必须对所有规划任务进行细致分析,并使其形成总体规划。在实际规划和项目开发过程中,必须尽可能减少其他因素产生的影响,并根据城市发展区域的基本特点明确实际规划目标。通过对城市雨水流向的控制和管理减少城市内涝,并且从源头上完全解决供水污染的基本问题。另外,应当充分利用城市拥有的雨水资源,推动城市景观环境的改善,在城市内部形成全面有效的水循环系统。海绵城市在实际建设过程中所涉及到的内容较为复杂,工程量巨大,因此在规划过程中必须重视大规划的基本理念。在实际实施过程中应当同时考虑到供水、防洪、排水以及环保等多种因素,并且将各环节充分结合在一起,进行统筹规划,科学安排,最终按照相关规划逐步开展城市建设。

2.2加强顶层设计,保证城市建设的基本进程和力度

由于海绵城市在实际建设过程中所需的投资量和建设周期较长,该项目在我国当前尚属于初步起始阶段,缺乏基本的建设经验。因此在海绵城市建设过程中应当充分借鉴国外的成功经验,加强对城市顶层的建筑设计,通过国家支持进一步完善城市建设方案,提升城市雨水资源利用效率,形成完善的城市给排水管道建设标准,最终通过完善的政策扶持和财政补贴政策保证海绵城市的建设和发展。

2.3 同时考虑雨水流向和水资源污染控制

在海绵城市实际建设过程中应当同时考虑到雨水流向和水资源污染,尽可能满足城市建设上层规划设计要求,对于污染较为严重的地区则应当借鉴其他成功区域的经验,结合当地的实际情况对污染源进行有效控制,对所有可选择方案进行对比,最终选择能够从源头、运行过程以及终点完全控制污染的方案开展工程建设。

3.海绵城市排水建设的建议

海绵城市建设是多学科交叉、多部门协同治水的重要契机。在实践过程中,既不能直接死搬硬套国外经验,更不能陷入单一部门单一学科治水的怪圈。海绵城市建设应在深刻理解概念的基础上进行,流域是水的整体,是系统的概念,海绵城市建设不能脱离流域来谈,否则失去理论支撑。我国海绵城市建设起步较晚,发展潜力大,应重视以下研究:

a.海绵城市建设的本质是对雨水的管理,降雨直接影响低影响开发措施的设计,城市地区降雨时空分布具有高度复杂性,应重点加强相关基础理论研究;

b.我国城市水文站网建设相对滞后,为海绵城市建设带来难度,水利部门应充分发挥在海绵城市建设中的主导作用,加快水文基础站网建立,结合智慧城市建设,构建完善海绵城市建设数据库;

c. 现有水文模型主要以评价小尺度低影响开发措施为主,海绵城市建设要选取径流总量、径流峰值、峰值时间、水质等指标,加强分布式水文模型与城市排水模型的耦合,为方案优化提供模型支撑;

d. 海绵城市建设涉及多部门、多学科,协调各部门专业规划与海绵城市建设规划,使低影响开发雨水设施与城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统有效衔接,真正实现“自然积存、自然渗透、自然净化”。

海绵城市专题研究范文4

关键词:海绵城市;公园绿地;设计

中图分类号:S731.2 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)04-0005-01

海绵城市理论的提出,是应对我国不断城镇化进程中出现的一系列雨水渗透、排泄、以及水资源的缺乏和再利用问题的重要突破。在2013年中央城镇化工作会议上就海绵城市理论提出了重要要求“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。本文就海绵城市理论在公园绿地设计中应用的方法和问题做出论述。

1 海绵城市理论

海绵城市从其字面意思理解,就是说城市具备海绵的吸附作用,这也是学者应用这一概念来形象的比喻城市对于雨水的吸附应用能力。在我国的《海绵城市建设技术指南》中对海绵城市提出了明确的定义: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。海绵城市理论的提出是为让城市在水问题上能够由一个缓冲作用,充分实现城市在开发前后的水文平衡和对周边水生态的影响。从建设意义上来说,海绵城市有以下三个方面的目的:一是保持原有的生态系统;二是修复城市被破坏的水资源系统;三是运用较低影响到措施来建设城市生态环境。海绵城市的建设不仅要依靠自然水域的雨水调蓄功能,还要发挥公园绿地对于城市的水资源吸收和释放能力。

2 基于海绵城市理论的公园绿地设计

2.1 海绵城市理论的公园绿地设计理念

公园绿地是海绵城市理论的重要组成部分,其具备很大的城市雨水资源的吸收和释放能力。但是,从我国目前公园绿地的实际情况来看,依靠现有公园绿地开展海绵城市建设还存在很大的困难,公园绿地也无法完成对整个城市雨水的管理能力,只能作为现有城市排水系统的辅助。另外在公园绿地的设计上,还要根据城市的气候环境和水资源环境进行设计。例如部分水资源缺乏的城市,重点开发公园绿地对于水资源的存蓄和净化作用。而对于雨水资源丰富的城市,要重点开发公园绿地的雨水渗透和调蓄功能。

2.2 海绵城市理论的公园绿地设计要点

从公园绿地的设计要点来看,我们主要分为综合性公园、专类公园、带状公园、街旁绿地这四个类型。其中综合性公园指供城市居民休憩、游览、文化娱乐的综合为主的公园。这类公园在设计时要考虑到综合性公园大部分占地较大,与自然地形和水体相结合等特点,是海绵城市建设的重要节点。能够完整的实现雨水径流的产生,传输,滞留整个过程,对于雨水的调蓄能力较强。而专类公园则是指具有特定的园林内容或形式的主题公园,如儿童乐园、动植物园、历史名园等。这些公园在形式上都有自身独特的要求,在设计时要考虑到其特殊功能性进行设计。而带状公园是指沿城市交通干道、河流、旧城墙基等建设的狭长形一体化绿地。这类绿地一般宽度较小,但是长度较长。在设计时主要强调对周边道路与自身雨水的收集、下渗、净化、滞留。街旁绿地主要是指位于城市道路用地之外,相对独立成片的绿地,如沿街的小型绿地,广场绿地等,这类绿地可是设计对道路雨水的过虑和渗透。

2.3 海绵城市理论的公园绿地的设计手法

在公园绿地的设计手法上,主要参考公园绿地的自身特点和实现的功能进行设计,例如与地形结合的设计、与水体结合的设计、与植物结合的设计、与建筑结合的设计等。首先与地形结合的设计主要是指城市公园绿地根据地形坡度变化可分为凸地形、凹地形、平坦地形等。其中凸地形是雨水径流产生的主要地形,要对地形改造,增加径流的时间,加大渗透。而凹地形一般结合自身条件设计成雨水塘用于消纳自身与周围的雨水。平坦地形则与凹地形结合,形成雨水汇聚的形式。水体结合的设计则要考虑公园绿地与水体的关系,是径流过境型、径流汇集型、无径流型中的哪种。其中径流汇集型公园一般是指位于雨水径流末端的公园绿地,这类公园要考虑对水资源的容纳能力,同时还要有净化和处理能力。径流过境型绿地则是位于城市与水体间绿色隔离带,能对周边流入雨水进行过滤与净化,可有效控制流入河流雨水径流的污染问题。而与植物结合则是通过不同的植物组合改善绿地对于雨水的滞留能力,如坡度较大的地方增加一些乔木、灌木、地被、草坪相结合的植物群落,促进雨水渗透;与建筑物结合则是利用雨水花园对屋面汇集雨水的处理,还可以设计绿色屋顶,对雨水进行收集和回用。

3 结语

目前城市水资源匮乏、水源污染、城市内涝等问题随着城镇化的加快也不断显现。在国家大力推行海绵城市理论的基础上,本文对基于海绵城市理论的公园绿地设计提出了一些技术与方法,期望能够通过研究提出更有利的海绵城市建设途径。

参考文献

海绵城市专题研究范文5

关键词:海绵城市;建设路径;园林规划

中图分类号:F292 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160732057

前言

伴随着生态学的出现与发展,风景园林设计思想也逐步经历着“人定胜天”、“以人为本”到“遵循自然”3个阶段。自19世纪下半叶至今,乡土化设计、自然式设计、保护性设计以及恢复性设计成为生态设计思想的4种倾向,在保护性设计中,麦克哈格开创了园林生态设计的科学时代。园林生态学是传统生态学向宏观方向发展的自然延伸,从研究内容来看,主要包括景观生态评价和规划,景观格局、生态过程和尺度,景观生态保护与生态恢复;从研究层次来分,由生态系统、景观和区域深入到城市园林绿地的范畴,其中生态评价、斑块和廊道等理论为园林绿地规划提供了可靠的数据与方法,使园林规划在形式和功能相结合的同时发挥着生态效益。

随着园林生态学研究的深入,新的学科生长点在知识交叉融合中得到形成与发展,其内容主要包括水域景观生态学、景观综合模拟、多功能景观研究、景观遗传学、景观生态学与可持续性科学5个方面,“海绵城市”则是解决城市水域景观生态环境问题的一种途径。

1 海绵城市理论内涵

海绵城市是指一个城市可以像海绵一样具有良好的“弹性”去适应环境变化、应对自然灾害。其工作机理为:在保证城市排水安全的前提下,通过自然方式与人工措施相结合,最大限度地实现城市雨水的吸收、蓄水、渗水、净水,并在需要时将储存的水释放,从而促进水资源得到科学合理利用,起到保护生态环境的效果。

2 海绵城市建设路径

海绵城市转变排水防涝思路,主要体现在对城市原有生态系统的保护、修复、低影响开发3个方面,其建设路径通过对雨水进行收集、储存、净化利用来实现。首先,在能产生雨水径流的起始场所以建造雨水花园、屋顶花园、下凹绿地、透水铺装等景观元素来汇聚并吸收降水,补充地下水源。当地面入渗能力小于降雨强度时,则结合园林设计手法配置植物、挖沟筑渠、建造景观等过滤净化雨水,随后将溢流汇集的雨水运输到生态湿地、景观雨水塘等,若景观水体容量达到饱和,则溢流至人工蓄洪池或城市河道。

2.1 雨水收集系统

2.1.1 绿地生态水渠

针对现存地形条件和景观需求设计3种形式各异的绿地生态水渠:对截洪沟改造利用,成为收集、存储、过滤3种功能兼具的生态水渠;在山坳设置引水渠,将雨水引入人工湿地进行过滤净化处理;结合现状地形设计渗透式采集通道。

2.1.2 道路渗滤沟

不同位置及不同使用功能场地在设置渗滤沟时同样采取不同形式:园路因行人较多,雨水受一定程度污染,渗滤沟需结合绿地过滤设计渗滤沟;硬质广场路面每隔20m左右设置渗滤沟,设计时需结合地面找坡及铺装设计;停车场应在植草砖停车区设计多孔沥青车道,尽可能让雨水下渗,并结合弃流及土壤渗滤设置穿孔管集水。

2.1.3 渗透性铺装

渗透性铺装具有入渗、滞留的能力,能够让雨水回归大地,解决地下水回灌问题。透水铺装成功实例很多,例如,乌鲁木齐经济技术开发区西山路道路,全长84km,断面宽50m,道路坡度2.8%,横坡1.5%,人非混行道横坡1%。机动车道为沥青混凝土路面,人非混行道路面为普通花砖铺砌。该工程通过雨水下渗实现道路年径流总量控制率85%,同时提高了绿化带土壤保水量,降低绿化用水量。然而,人流密集的主广场上在污染清理和耐用性上均存在一定问题,所以不宜选用透水性过高的铺装材料。因此,透水铺装的应用中有很大考究。

2.2 雨水贮存系统

2.2.1 人工湖

结合景观水景要求设计人工湖,建设时溢流口与驳岸的标高都应根据常水位设计,一般溢流口要高于常水位10cm,这样处理在保证使用者亲水活动的同时,又为雨季蓄水打下基础。此外,人工湖多设有若干水生植物种植池,丰富湖区景观效果;沉积雨水携带的泥沙,保证湖水清洁。

2.2.2 地下贮水池

结合生态水渠、道路渗滤沟等集水系统设计地下贮水池,根据场地条件及绿化灌溉就近原则可将贮水池分为2种形式:草坪高位坡地上多设自动滴灌式贮水池,将清水池中雨水抽取后贮存于坡顶土层下方贮水池中,利用重力作用灌溉下游草坪;高位集水沟收集过滤的雨水是山地贮水池的主要水源,经过滤后在重力作用下直接供给附近低标高厕所冲厕以及绿地灌溉。

2.3 雨水净化系统

2.3.1 土壤渗滤净化

大部分雨水先通过土壤渗滤净化后再进行收集,收集后的雨水由穿孔管排入次级净化池或贮存在渗滤池中,未经过土壤渗滤的表层水一般由水生植物过滤后排入初级净化池中。

2.3.2 人工湿地净化

人工湿地净化由2个处理过程组成,初级净化池,未经土壤渗滤的雨水在此经过第一步净化;次级净化池,初级净化池排出的雨水,以及经土壤渗滤排出的雨水在此进一步净化。初级净化池与次级净化池之间、次级净化池与清水池之间用水泵进行联接。

2.3.3 生物处理净化

生物处理净化为利用生物自身的新陈代谢净化雨水中的污染物,多与人工湿地净化系统结合。如生物滞留池,通过利用流经区域的土壤和植被来去除雨水中的污染物,最终,将径流作为片流传递到治理区。在治理区中有草地隔离带,水洼区,有机层或覆盖层等。

3 海绵城市理论在园林规划中的实例分析

位于柏林的波茨坦广场承载着东、西柏林分裂而遗留的历史创伤,由戴水道设计。广场建设中,水面用地占总面积的19%,可收纳周边屋面和地面雨水约1.5万m?,以水作为设计主题能够营造出的所有可能性捕获了人们的想象力;以雨水作为如厕冲水和灌溉绿色空间的建议符合生态需求。另外,这样的设计提供了建造阶段不降低地下水位、且能够适当收集建筑体滑落雨水、填充附近运河的可行性。

玛琳黛德丽广场水体是波茨坦广场设计的亮点,水体自主体部分向流动阶梯滑行,在此处创造出具有韵律感的波形结构,之后毗邻广场,水体从两侧缓缓移动穿过线形水阶,清晰地与建筑体形态呼应。最终,水流进入一个狭窄的水渠。这一设计的实施使水质保持很好,对于降雨也具备一定的缓冲能力,同时能够节约建筑物内部的净水消耗量。用设计语言来讲,这一处具有城市水敏特征的设计赋予了波茨坦广场开放空间独特的魅力。

4 结束语

海绵城市建设是生态设计研究的一大突破,是城市发展理念和建设方式的转型,它通过利用生态措施和工程措施相结合、地上和地下相结合、人工和自然相结合,解决了城市内涝、水体黑臭等问题,起到调节微气候、改善水生态的作用。本文通过对海绵城市相关建设的分析借以提醒在园林规划中应秉承节水优先、系统整治的原则,着力建设集自然渗透、自然积存、自然净化于一体的“海绵城市”。

参考文献

[1]刘青林.景观生态学的研究进展及其在园林绿地中的应用[J].现代园林,2013,10(1):12-16.

[2]傅伯杰,吕一河,姚雪玲,刘宇.国际景观生态学研究新进展[J].生态学报,2008,28(2):798-804.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)[S].2014.

[4]董淑秋,韩志.基于“生态海绵城市”构建的雨水利用研究[J].城市发展研究,2011(2):18-21.

海绵城市专题研究范文6

关键词 海绵城市;低影响开发技术;地域性;雨水花园;浙江嘉兴

中图分类号 TU992 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)11-0162-05

A Pilot Study on Rainwater System with Low Impact Development System in Jiaxing City

SHEN Pei-yu WANG Yu-jia ZHOU Hai-ju XU Hai-shun

(Nanjing Forestry University,Nanjing Jiangsu 210037)

Abstract According to the city waterlogging and water shortage in Jiaxing City,under the new normal condition of planning transformation,the water governance in Jiaxing will change mentality and use the concept of foreign low impact development(LID) to carry on the reform of sponge city.In this paper,based on the background of sponge city construction of Jiaxing,the operation of Jiangshuigang green road and the parking lot of Shaoyuan were analyzed,finally summarized the references significances of experimental research on regional parameters.

Key words sponge city;low impact development technology(LID);regional;rainwater garden;Jiaxing Zhejiang

嘉兴市位于浙江北部著名的杭嘉湖平原,襟江带湖,自古为富庶繁华之地,也是我国近代史上重要的革命根据地。嘉兴虽为江南水乡,河流密布,水系发达,但近年来其因水环境破坏引起的水质型缺水问题相当严重(图1),嘉兴目前可利用水资源总量大大低于全国和全省平均水平,其中以地表径流污染为代表的非点源性污染日益严重。与此同时,嘉兴在城市建设过程中,大量自然地面逐步被包括道路在内的硬化面所取代。其不(弱)透水下垫面不断增加(根据嘉兴市第一次地理国情普查报告,截至2015年,嘉兴的104.35 km2建成区内,不透水下垫面(全硬化)面积达56.01 km2,弱透水下垫面(绿色屋顶等)面积达到6.89 km2,不(弱)透水下垫面占比约60%),而且在嘉兴市平原河网地区,降雨量大而集中(多年平均约980 mm),城市内涝问题也不断加剧。

1 国内海绵城市建设情况

1.1 体情况

住房和城乡建设部的《海绵城市建设技术指南》(以下简称《指南》)对海绵城市进行了如下定义:“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]。中国住房和城乡建设部在2014年10月编制了《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建(试行)》,部分内容涉及海绵城市绿地的规划设计与建设。该导则主要参考了美国关于低影响开发(LID)雨水系统等方面的理论研究与实践经验。

LID理念的核心是通过合理的场地设计,模拟场地开发前的自然水文条件,采用源头调控的近自然生态设计策略与技术措施,营造出一个具有良好水文功能的场地,最大限度地减少和降低土地开发导致的场地水文变化及其对生态环境的影响。与BMPs(美国20世纪70年代提出的雨水管理技术体系,最初主要针对非点源污染的控制,通过最佳管理措施来预防或控制非点源污染)相比,LID强调通过分散式、小规模调控措施对雨水径流源头进行控制,更多体现的是一种贯穿于整个场地规划设计过程的场地开发方式和设计策略[2]。

LID体系包含结构性措施和非结构性措施2种策略。结构性措施主要通过小型雨水设施将雨水回收利用,包括生物滞留池、下沉式绿地、植草沟、绿色屋顶等(表1)。结构性措施主要包括以下内容:①渗透。采用植被或可透水路面材料,增强地面透水性;②滞留。利用植被、土壤良好的吸水能力滞留雨水,使雨水径流总量减少;③蓄水。通过蓄水池、水塘等收集雨水,不仅能减少雨水径流,还能作为灌溉用水或经过处理后作为生活用水;④过滤净化。通过植被和土壤的过滤、吸附和微生物降解等作用,清除雨水中的污染物[3]。非结构性措施包括街道和建筑的合理布局、增加植被面积等。

2015年2月,国家财政部、住建部、水利部联合发文确定了包括嘉兴在内的16座城市为海绵城市建设试点。

2015年10月,国务院办公厅颁布《关于推进海绵城市建设的指导意见》(〔2015〕75号),从国家层面战略性地推进我国海绵城市建设,明确指出推广海绵型公园和绿地,增强公园和绿地系统的城市“海绵体”功能,并首次提出了径流总量控制的海绵城市量化工作指标:70%的降雨就地消纳和利用;到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求的工作目标。海绵城市应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、维持生态的能力[4]。

1.2 嘉兴试点

目前,嘉兴已建成多处于其他江南地区海绵城市建设有较强参考性的试点。从“点”的层级上,已建成如晴湾佳苑、勺园停车场、嘉兴植物园、再生水厂等试点。从“线”的层级上,已建成蒋水港、湘家荡等试点。从“面”的层级,已建成以南湖为中心的18.44 km2示范区。在政策方案上,编制了《嘉兴市海绵城市建设技术规范》。

2 旧城改造案例――嘉兴市蒋水港绿道

2.1 场地简介

本试点位于嘉兴市南湖区蒋水港,改造时间为2012―2013年。蒋水港河道全长约2.5 km,改造区域北至南湖大桥、南至长盐桥新气象路段(约600 m)。到目前为止,北至南湖大桥、南至长盐桥新气象路段均已经改造完成(图2)。其中亲水河道的构成分为4个水深区,正常水位分别为1.0、1.4、1.8、2.6 m(图3)。

2.2 LID在蒋水港绿道中的体现

嘉兴城市以硬化路面为主,不(弱)透水下垫面占比约60%,且硬化路面的排水也以强排快排的形式,增加了排涝压力。同时,道路对沿线周边的水体污染十分严重。路面雨水径流中,除含有重金属、碳氢化合物等对环境危害性大的污染物质以外[5],车辆运行带来的油类等污染物[6]、行人抛弃的废物、从庭院和其他开阔地上冲刷到街道上的碎屑和污染物等最终都将在雨水淋洗、冲刷作用下迁移至水环境中,并对这些水域产生很大危害。在周边有生态敏感保护区和重要水源保护区的地方,道路污染物对水质、生物及生物多样性的潜在威胁更需要认真对待[7]。

LID技术主要是尽量把雨水入渗到地面以下,一方面减少了雨水的排放,降低了城市的内涝风险;另一方面减少了初期雨水对河道的污染。而在蒋水港绿道工程建设中,具体应用的低影响开发技术有以下几种形式。

2.2.1 绿地建雨水花园,从源头解决周边硬化路面排水和削减污染。蒋水港绿道在施工中通过适当改造,在绿地中建设雨水花园。雨水花园是一种下凹式绿地,下凹式绿地是一种生态型雨水渗透设施,具有投资少、蓄渗效果明显、截留净化径流雨水、不易堵塞等优点,它既可设置在城区范围内的建筑物、街道、广场等不透水地面周边,用于收集蓄渗小面积汇水区域的径流雨水,又能在立交桥附近、市郊等空旷区域大规模应用,从而提高立交桥及整个城市的防洪能力[8]。

2.2.2 雨水花园渗透层构造及参数。在雨水花园中,原有的壤土被换成了渗透系数大的材料如砾石、砂、煤渣等。雨水花园的主要作用为滞留、下渗及处理雨水。其主要构造及设计参数为蓄水层0.25 m,种植土及人工填料层0.5 m(孔隙率0.3)、砂层0.1 m、砾石层0.2 m(图4)。同时,雨水花园中设置雨水溢流设施,将暴雨时的雨水排入雨水管道或河道。蒋水港绿道改造过程中将周边硬化路面雨水引入绿道内绿地,可通过改造人形道侧石(拆除侧石或侧石开口)形式,将雨水排入绿地。

通过现场调研与前期资料收集可知,图4、5所示的雨水花园地下层的主要构造及设计参数可能适用于以嘉兴为代表的江南地区的雨水花园,这些构造及参数将对后期的地域性参数化研究有借鉴意义。

2.2.3 雨水花园植物选择。在植物生长环境方面,根据雨水花园中种植区不同的水淹情况可将雨水花园种植区分为蓄水区、缓冲区、边缘区(图6)。植物在这3个分区中的配植要充分考虑到不同植物的耐淹、耐旱特性。边缘区无蓄水能力,植物物N需要有较强的耐旱能力,对植物的耐淹能力无特别要求,可选用一般较耐寒的植物,与周边植物景观相衔接;缓冲区有一定的蓄水容积,对植物的耐淹特性有一定的要求,同时要求植物有一定的耐旱能力和抗雨水冲刷能力;蓄水区植物物种耐淹能力和抗污染能力、净化能力要求最高,同时要求在非雨季的干旱条件下也要有一定的耐旱能力[9]。

调研发现,蒋水港绿道雨水花园采用下凹式绿地的做法,中间下凹部分铺有较大块的卵石,卵石中种有一些耐水湿植物。在坡道上还种植一些灌木及地被植物,植草沟也普遍分布。雨季来临时,雨水顺着植草沟流到下凹式绿地中,起到滞留下渗及净化处理雨水的作用(图7)。

调研过程中,小组成员对蒋水港绿道雨水花园中使用到的植物材料进行了分类与总结(表2):通过观察绿道不同区域不同植物的生长状况,可以初步判断绿道采用植物的耐水性与耐旱性,由此指导雨水花园地域性植物的选择。

2.3 生态浮岛

调研发现,蒋水港河道中央及岸边置有生态浮岛。生态浮岛适用于没有空间建设雨水塘或雨水湿地的场所,可通过对生态的重新构造,提升河道的自净能力,同时也提升景观效果(图8)。

2.4 总结

嘉兴生态绿道网是一种线形绿色开敞空间,通常沿着河滨带情况较多,内设可供行人和骑车者进入的景观游憩路线,连接主要的公园、自然保护区、风景名胜区、历史古迹和城乡居住区等,有利于更好地保护和利用自然资源、历史文化资源,并为居民提供充足的游憩和交往空间。

运用低影响开发技术建成的绿道,将面临着与传统绿地养护不同的管理挑战。传统绿地养护仅限于修剪、施肥及保洁,由于具有嘉兴特色的绿道需要的养护措施广泛,所以在绿道养护方面嘉兴也有不少实际经验,雨水排入了绿道,因而每隔几次降雨均需进行养护。另外,雨水塘、雨水湿地内需要定期清淤,水生植物到秋季需进行收割等。

3 生态停车场改造案例――勺园停车场

3.1 场地简介

嘉兴勺园停车场位于嘉兴南湖景区的南部、南溪西路北侧(图9),建设总面积约5 200 m2,是供园内参观时停车所用。其中,停车位面积约1 169 m2,通道面积约1 670 m2,停车场共有85个停车位, 是勺园内重要的交通枢纽地。此处独特的设计,有利于地面径流,防止地面过多积水从而影响园区的营业与使用。

3.2 低影响开发技术在勺园中的体现

3.2.1 铺设专用透水混凝土。勺园生态停车场的表层是使用透水混凝土铺设的,结构见图10。20 cm厚的透水混凝土表层,形成了透水路面和透水停车位。这样的新型混凝土可以让雨水较为快速地流入地下,防止“快排水”带来的水体快速流失以及由于雨水过量而导致的洪涝积水的现象。另外,一方面这一举措也可以有效补充地下水,缓解城市的地下水位急剧下降等城市环境问题。这样的做法不仅保护了地下水,节约了水资源,而且更能够有效缓解因水滞留在路面表层而带来的油类化合物污染地下环境的问题,维护了城市的生态平衡。

调研过程中,小组成员进行了试验。将约20 mL的水浇在停车场路面,模拟雨水下渗,试验发现地面不会像普通的水泥地一样马上变深色,浇下去的水也不会马上四处溢流开来打湿地表,而是慢慢下渗,吸收效果显著(图11)。

3.2.2 植浅草沟。勺园停车场在停车位之间的绿地中植浅草沟,并配以侧石开口(图12)。植草沟沟顶宽0.5~2.0 m,深度0.05~0.25 m,边坡(垂直∶水平)1∶3~4,纵向坡度0.3%~5.0%。植\草沟具有输水功能,具有一定的截污净化功能。这样有利于将硬质停车场中未能及时排出的雨水排入一旁的绿地中,通过植浅草沟的下渗吸收更多雨水,加快雨水排放,避免雨量过大带来的雨水堆积给使用者带来不便的现象(图13)。

植浅草沟的植物一般选用当地适种的草坪地被,在保证排水给予过滤的同时也能够带来景观上的美好感受,为停车场增添一定的视觉效果。

3.2.3 铺排地下网状排水盲管。除了地上部分的精心设计,勺园停车场的地下部分更是进行了多样的设计与处理。停车场在地下布设了将近1 km的网状排水盲管(图14)。盲管能够收集地上的渗水,进行统一处理,也可在雨量较大时,调节地下水,减缓地下水的压力,这对解决目前城市中经常出现的积水问题有很大的作用。

3.2.4 地下雨水调蓄池。勺园停车场在地底更是设置了一个巨大的地下雨水调蓄池(图15)。在多雨的季节,城市往往会因长时间的强降雨导致地下水的大量积聚,而现有的地下网管不能满足排水需求,不仅会带来严重的洪涝灾害,更会将大量雨水带来的河流污水排入地下,从而对污水厂造成一定的危害。而这样的调蓄池既可以减缓污水的冲击,减少污水厂的压力,也可以在一定程度上减小城市的内涝问题。

3.3 总结

每当下雨天,落在停车场地表的雨水首先通过透水材质浇筑的地表渗入土中;当土壤含水量过高时,专门用于集排土中渗水的盲管就会发挥作用,把多余的雨水排放到停车场北侧的排水管道内,地下调蓄池也可以帮助蓄、排水。

自2014年起,经过设置透水路面、建设透水停车位、安装地下网状盲管,并设计了下凹式绿地和植草浅沟等一系列改造后,勺园停车场已能在一定程度上控制雨水径流。据统计,整个项目年径流总量控制率达80%,控制雨量达24 mm。

4 结论与启示

在水质型水资源缺水的大背景下,雨水不应该是负担,而应是宝贵的资源。为了应对城市水问题,嘉兴的城市建设理念从破坏生态转向恢复生态。海绵城市的建设相对于传统的市政雨水管理系统有很大的优势。一是在雨水治理理念上变革,从原来的末端治理转变为源头治理;二是雨水就地收集处理,减少径流;三是从原来的单一下水管网建设转而利用好河湖蓄水、道路渗水等多种方式建设。

总体而言,我国海绵城市建设尚处于起步阶段,理论研究在很大程度上依旧滞后于实践,尤其是在本土化、地域性等方面的研究亟待重视,这对以后的研究方向有指导意义。

5 参考文献

[1] 住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南[S].北京:[出版者不详],2014.

[2] 徐海顺,蔡永利,赵兵,等.城市新区海绵城市规划理论方法及实践[M].北京:中国建筑工业出版社,2016.

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