鄭永新 彭紅梅 董先農(nóng) 王靜
摘要:海綿城市,作為我國當(dāng)前新一代城市雨洪管理理念,源于低影響開發(fā)?;诤>d城市的內(nèi)涵,結(jié)合貴州貴安新區(qū)星月湖公園規(guī)劃實(shí)踐,通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”六種途徑,將“低影響開發(fā)”理念與公園設(shè)計(jì)相結(jié)合,提出下滲、徑流控制、截污、雨水收集處理的四大海綿體建設(shè)重點(diǎn)系統(tǒng),希望對我國后續(xù)的海綿城市建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。
關(guān)鍵詞:海綿喊市;低影響開發(fā);星月湖公園;海綿體;雨水
近兩年,海綿城市建設(shè)得到黨中央的高度重視,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部和國務(wù)院辦公廳先后印發(fā)了關(guān)于海綿城市建設(shè)的技術(shù)指南和指導(dǎo)意見。2015年4月2日。海綿城市建設(shè)第一批試點(diǎn)城市名單正式公布,貴安新區(qū)名列其中。其規(guī)劃恰逢推進(jìn)海綿城市建設(shè)的初期。具有一定的示范性意義。
星月湖公園是貴安新區(qū)首批海綿體建設(shè)項(xiàng)目,公園堅(jiān)持海綿城市建設(shè)理念。努力探尋海綿城市的實(shí)踐方法。探索通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等途徑“留住”并利用雨水,最大限度減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響。重點(diǎn)通過下滲系統(tǒng)、徑流控制系統(tǒng)、截污凈化系統(tǒng)、雨水收集處理系統(tǒng)等四大體系達(dá)到貴安新區(qū)海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)控制指標(biāo),為后續(xù)海綿城市建設(shè)提供一些可參考的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1.海綿城市概述
1.1海綿城市建設(shè)背景
“海綿城市”的概念首次提出于2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇。2013年12月,習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議的講話中強(qiáng)調(diào):“提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來,優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水。建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。標(biāo)志著海綿城市建設(shè)已上升到國家戰(zhàn)略層面。2014年10月,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》文件。明確定義“海綿城市”。2014年12月。仇保興作題為《海綿城市(uD)的內(nèi)涵、途徑與展望》的主題報(bào)告,闡述了海綿城市的基本內(nèi)涵、建設(shè)途徑和展望。2015年10月。國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》。部署推進(jìn)海綿城市建設(shè)工作。
1.2海綿城市內(nèi)涵及措施
“海綿城市”理念運(yùn)用“綠色”措施來解決雨水問題。是希望城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”。下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水。需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。
海綿城市的基本內(nèi)涵是:1)海綿城市的本質(zhì)是解決城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)和諧。2)海綿城市的目標(biāo)是讓城市“彈性適應(yīng)”環(huán)境變化和自然災(zāi)害。3)轉(zhuǎn)變排水防澇思路。4)開發(fā)前后的水文特征基本不變。
國務(wù)院辦公廳關(guān)于《推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》明確指出?!巴ㄟ^海綿城市建設(shè),綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等途徑。最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。到2020年,城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求;到2030年。城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求”。
1.3星月湖公園海綿體建設(shè)意義
貴安新區(qū)是國家海綿城市建設(shè)第一批試點(diǎn),星月湖公園是其首批“海綿體”建設(shè)項(xiàng)目。其在建設(shè)過程中轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)城市建設(shè)模式,將雨水“快速排除”和“末端集中”控制轉(zhuǎn)變?yōu)椤奥啪忈尅焙汀霸搭^分散”控制的設(shè)計(jì)理念。
公園建設(shè)過程中面臨的問題以及所要考慮的因素是多方面的。過程中的每一步都是在探索中前進(jìn)。“海綿城市”建設(shè)措施采取的“滲、滯、蓄、凈、用、排”等途徑與公園景觀相結(jié)合得到的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)對后續(xù)貴安新區(qū)乃至全國城市建設(shè)“海綿體”具有重要的示范與參考意義。
2.星月湖公園一期海綿城市規(guī)劃實(shí)踐
2.1項(xiàng)目概況
貴安新區(qū)星月湖公園綜合項(xiàng)目,位于貴州省貴陽市黔中經(jīng)濟(jì)區(qū)核心區(qū),貴安新區(qū)中心區(qū)的核心位置。公園規(guī)劃總面積約192.1 hm2。分三期建設(shè)。目前實(shí)施為公園一期(圖1)。公園一期北鄰天河潭路。南至西咸路。西近金馬路,東至水壩,用地面積約42.8 hm2。2015年8月開工建設(shè)。投資約3.31億元(含征地拆遷費(fèi))。一期屬于星月湖公園綜合項(xiàng)目的啟動區(qū)域。是貴安新區(qū)作為海綿城市建設(shè)試點(diǎn)對外宣傳展示窗口,對區(qū)域的整體形象起著示范作用。
2.2水環(huán)境條件
公園一期水源豐富。水系連綿成帶。水質(zhì)良好,水生態(tài)環(huán)境優(yōu)越。公園上游分布有月亮湖(水庫)、臥龍湖,為公園提供充沛的水源。下游分布有迥龍湖、騰龍湖(圖2),共同構(gòu)成貴安新區(qū)環(huán)城水系的重要組成部分。
場地內(nèi)的主要水系為車田河,車田河呈東西向橫貫全園。水系走向自西向東流,現(xiàn)狀寬度6-8 m,公園一期范圍內(nèi)水系長度約1 045 m,現(xiàn)狀水底標(biāo)高約1214.8 m。常水位標(biāo)高1 217.5m。洪水位標(biāo)高1 219.68m。水系周邊為藕田,現(xiàn)狀水體主要用于灌溉。
2.3水環(huán)境規(guī)劃
根據(jù)水利規(guī)劃拓寬水域面積。形成公園的骨干水系,通過多樣水體形態(tài)。形成豐富的水岸邊際線。金馬路東側(cè)分布有大量藕塘,規(guī)劃對現(xiàn)有藕田進(jìn)行局部擴(kuò)大,形成公園水系焦點(diǎn)。車田河?xùn)|西向水位高差可達(dá)16 m。并通過修建水壩攔截水體(圖3),結(jié)合景觀設(shè)計(jì)形成具有層次感的水體景觀。
星月湖公園(—期)充分利用其內(nèi)在的“水”元素,主打“水”文章,沿用貴安“一半山水一半城”的城市格局,以“星月碧波、水耀新城”為主題,結(jié)合荷花文化、民俗文化。形成“三灣六島九橋”的景觀格局(圖4)。從而有序地為海綿體建設(shè)提供可靠的載體。
3.星月湖公園海綿體建設(shè)重點(diǎn)
3.1指標(biāo)控制
根據(jù)星月湖海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)指標(biāo)體系(表1),項(xiàng)目完成后公園各地塊必須實(shí)現(xiàn)年徑流總量控制率在78%以上。局部地塊應(yīng)達(dá)到90%;ss去除率在61.4%以上。局部地塊應(yīng)達(dá)到76.5%;雨水資源利用率平均達(dá)到18.4%。引導(dǎo)性指標(biāo)包含透水鋪裝率平均在42%左右。下沉式綠地率平均在7%?;谝陨现笜?biāo)體系要求,公園根據(jù)自身?xiàng)l件構(gòu)建海綿體系,融入海綿體建設(shè)措施,盡可能達(dá)到或超過規(guī)劃目標(biāo)。endprint
3.2公園海綿體構(gòu)建形式
公園海綿體建設(shè)通過構(gòu)建四大系統(tǒng):下滲系統(tǒng)、徑流控制系統(tǒng)、截污凈化系統(tǒng)、雨水利用系統(tǒng)。將“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施融合其中,形成相互作用的整體。
首先通過下滲系統(tǒng)對雨水進(jìn)行自然滲透吸收。多余雨水經(jīng)過徑流控制系統(tǒng)增加地表徑流時(shí)間。使土壤對雨水進(jìn)行二次吸收。截污凈化系統(tǒng)對初級雨水進(jìn)行凈化處理。最后通過調(diào)蓄池對多余雨水進(jìn)行存儲利用。
3.3海綿體建設(shè)重點(diǎn)
3.3.1下滲系統(tǒng)
下滲系統(tǒng)主要通過透水性材料或下凹滲水措施解決雨水吸收問題。公園廣場與園路主要采用透水性鋪裝。在保證路面載荷的基礎(chǔ)上,對道路及場地面層和基礎(chǔ)進(jìn)行透水設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)自然降雨的有效下滲和地下水的有效補(bǔ)給。如:廣場運(yùn)用透水磚,園路采用透水混凝土,沿園路鋪設(shè)生態(tài)植草溝等。
3.3.2徑流控制系統(tǒng)
徑流控制系統(tǒng)由植物緩沖帶、雨水花園、雨水收集池和超標(biāo)雨水排放設(shè)施等組成。
1)植物緩沖帶主要分布于主園路與水岸之間。寬度控制在3米左右。通過植被攔截、下滲減緩地表徑流,植物消能、蒸發(fā)進(jìn)行初級過濾。
2)雨水花園主要結(jié)合場地,利用其匯集雨水。在雨水滯留過程中通過種植水生植物以及養(yǎng)殖微生物對初級雨水進(jìn)行過濾。
3)雨水收集池主要收集公園本身吸收不完的雨水進(jìn)行儲存。如容納不完再行排放到湖區(qū)。
通過對降雨的滯緩、蓄積。有效消減降雨峰值,減少雨水排放總量,局部建設(shè)超標(biāo)雨水排放設(shè)施。以提高重要地段應(yīng)對極端降雨的能力。
3.3.3截污凈化系統(tǒng)
設(shè)計(jì)過程中,生態(tài)截水溝是海綿體截污凈化的重要渠道。本工程植草溝布置于公園道路高程較高一側(cè)。它主要分布于主園路與廣場周邊。植草溝形式采用的是具有滲透性的干式植草溝。結(jié)構(gòu)層分別為厚50mm植被層,厚200 mm耕植土層,厚200mm礫石層,下為素土夯實(shí)地基。寬度控制在1米左右。用于對流域面積內(nèi)綠地和公園道路的雨水進(jìn)行收集、凈化和轉(zhuǎn)輸。它不僅起到攔截初級雨水,防止雨水直接從坡地流人廣場與道路造成污染,同時(shí)也在攔截過程中對雨水進(jìn)行凈化。
在降雨量過大。公園自身雨水吸收不完時(shí)。部分雨水流入湖區(qū)、水塘或凹地,通過生物凈化措施對雨水進(jìn)行凈化,在湖區(qū)、水塘或凹地水岸邊或整個(gè)區(qū)域種植水生植物,對雨水進(jìn)行凈化過濾。當(dāng)雨水在流動過程中。通過微生物對雨水進(jìn)化再次過濾。
3.3.4雨水收集處理系統(tǒng)
修建調(diào)蓄池。當(dāng)降雨峰值過大的時(shí)候。將生物凈化之后蓄起來的雨水就地用于綠化灌溉。多余的部分排進(jìn)河流或通過排水管排出。
根據(jù)公園周邊規(guī)劃與現(xiàn)狀條件,修建3個(gè)蓄水池用于收集雨水。位于金馬路與寅貢路附近。
根據(jù)控制目標(biāo)及設(shè)施在具體應(yīng)用中發(fā)揮的功能,采用容積法進(jìn)行計(jì)算,總調(diào)蓄容積不宜低于該地塊“單位面積控制容積”的控制要求。
蓄水池以徑流總量控制和徑流污染控制為主要目標(biāo)設(shè)計(jì),設(shè)施具有的調(diào)蓄容積按照“單位面積控制容積”的指標(biāo)要求復(fù)核。按照容積法進(jìn)行計(jì)算(表2):
式中:V——設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積,(m3);
H——設(shè)計(jì)降雨量(mm),貴安新區(qū)為27.3mm;
φ——綜合雨量徑流系數(shù)。徑流系數(shù)道路按0.9。居住用地按0.64計(jì);
F——匯水面積(hm2)。
4.星月湖公園(一期)海綿體建設(shè)措施
設(shè)計(jì)通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施與景觀相結(jié)合。滿足“海綿城市”建設(shè)需求同時(shí)保證公園美觀性。
4.1滲——高透水鋪裝率,實(shí)現(xiàn)雨水有效下滲
公園主要廣場采用硅砂透水磚(圖5),局部收邊及小面積裝飾采用花崗巖,既滿足滲水功能。又滿足景觀效果。停車場鋪裝采用植草磚。主要園路采用透水混凝土(圖6),鋪裝顏色可根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇。公園總鋪裝面積32 903 m2。透水鋪裝面積30 928m2,設(shè)計(jì)透水鋪裝率高達(dá)94%。遠(yuǎn)超規(guī)劃指導(dǎo)性指標(biāo)。最大限度地實(shí)現(xiàn)自然降雨的有效滲透和地下水的有效補(bǔ)給。
4.2滯——植物緩沖帶與植草溝結(jié)合,生態(tài)滯留減緩地表徑流
在水體與綠化之間設(shè)置3-5 m植物緩沖帶(圖7)。增加地表徑流時(shí)間,防止養(yǎng)分、沉積物、有機(jī)物、殺蟲劑等進(jìn)入河溪。減緩地表徑流流速,并去除徑流中的部分污染物。植物緩沖帶可根據(jù)景觀空間及特色需求搭配不同類型花灌木。豐富空間層次。
沿公園主園路及廣場邊設(shè)置生態(tài)植草溝(圖8)。溝渠表面種植草皮。植草溝溝頂寬1m,深度0.25m,邊坡(垂直:水平)1:3,縱向坡0.3%,設(shè)計(jì)總長度3 303 m。生態(tài)植草溝可以有效實(shí)現(xiàn)雨水收集、輸送和徑流排放等功能。生態(tài)植草溝根據(jù)景觀需求可鋪設(shè)鵝卵石。既滲水。又具觀賞性。
4.3蓄——地下蓄水池,實(shí)現(xiàn)雨水調(diào)蓄
在金馬路與寅貢路附近設(shè)計(jì)三座硅砂蓄水池(圖9),容量分別為:3 320m、450m、300m。收集雨水。蓄水池由水池池體,水池進(jìn)水沉沙井。水池出水井,高,低位通氣帽,水池進(jìn)、出水水管、水池溢流管。水池曝氣系統(tǒng)等幾部分組成。蓄水池可以收集道路、廣場雨水。通過過濾系統(tǒng)凈化自然滲透,多余雨水排入河道。蓄水池修建于地下。修建完成之后覆土,種植綠化。對景觀不會造成影響。
4.4凈——因地制宜,構(gòu)建生態(tài)凈化系統(tǒng)
結(jié)合場地高差設(shè)計(jì)植物梯田(圖10),植物梯田規(guī)劃面積約7600m2。梯田內(nèi)種植兼具觀賞和水體凈化功能的水生植物,植物配置上盡量考慮耐鹽、耐淹、耐污性強(qiáng)的的鄉(xiāng)土樹種,如:挺水植物蘆葦Phragmitesaus~lis、千屈菜Lythrumsalicaria、水蔥Schoenoplectus tabernaemontani、蓮Nelumbo nzlcifeFa等。沉水植物狐尾藻Myriophyllum verticillatum、苦草Vallisneria natans、輪葉黑藻Hydrilla verticillata等。利于微生物生長。實(shí)現(xiàn)水體凈化功能。
利用公園原有凹地設(shè)計(jì)雨水濕地,有序組織湖兩側(cè)的生態(tài)堤岸。利用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理,提高雨水的循環(huán)和自凈功能。
4.5用——雨水就地利用,有效節(jié)約水資源
通過收集、儲存、凈化的水體用于公園綠化灌溉、路面清洗、洗車、沖廁、消防等多個(gè)方面,星月湖公園一期雨水利用率可達(dá)到18.4%。
4.6排——地面排水與地下雨水管結(jié)合,實(shí)現(xiàn)雨水排放
在透水廣場鋪裝基層設(shè)計(jì)PVC排水管DN50。收集自然滲透土壤無法吸收的雨水。當(dāng)降雨峰值過大時(shí)。經(jīng)過梯田景觀、硅砂滲透池凈化之后自身存儲、滲透補(bǔ)給、利用不完多余雨水通過地下排水管道排入湖區(qū)。
5.結(jié)語
星月湖公園(一期)現(xiàn)即將完工。海綿城市措施初見成效。公園在建設(shè)過程中受到各界人士的關(guān)注。已多次接待各級領(lǐng)導(dǎo)觀摩、考察、指導(dǎo),針對透水鋪裝、透水園路、生態(tài)植草溝等已完工程做過多次試驗(yàn)。效果比較理想,基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。這個(gè)項(xiàng)目的成功實(shí)施也為下一步擴(kuò)大引進(jìn)社會資本、完善政府和社會資本合作,跟進(jìn)和完善區(qū)域內(nèi)后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
目前海綿體效應(yīng)初步看來比較理想。但對于雨水水量有效控制和水質(zhì)改善能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo),還尚待時(shí)間考驗(yàn)。此外。因各種原因一些內(nèi)容沒有很好落實(shí)或存在欠缺,如:1)公園建筑未采用綠色屋頂。沒有很好收集利用雨水,尚待改進(jìn)和商榷。2)調(diào)蓄池建設(shè)維護(hù)成本較高。在水體資源比較豐富的公園是否修建等。筆者僅以星月湖公園一期建設(shè)為例。拋磚引玉。簡析了一些“海綿城市”在公園建設(shè)中的設(shè)計(jì)方法。希望通過專業(yè)領(lǐng)域的不斷探索研究。尋求更多兼具實(shí)用性、推廣性、景觀性的規(guī)劃方法,從而全面推動海綿城市的建設(shè)。endprint