李薇 胡夢琴
在城市快速發(fā)展的進(jìn)程中,原有的水生態(tài)和氣候條件被傳統(tǒng)的開發(fā)方式所改變,使城市雨洪災(zāi)難日益嚴(yán)重,海綿城市中的雨洪資源化利用把雨水作為重要的水資源,運用工程和非工程的措施,分散實施、就地攔蓄,使其及時就地下滲、補(bǔ)充地下水、緩解洪澇、控制雨水徑流污染及和改善提升城市生態(tài)環(huán)境等諸多方面。
前言
城市化在改變了城市道路、交通、住房等基礎(chǔ)設(shè)施的同時,也引發(fā)了天氣、水文、植被以及環(huán)境質(zhì)量的轉(zhuǎn)變。城市化進(jìn)程不僅破壞了大面積的植被覆蓋,而且也改變了水環(huán)境的自然循環(huán)過程。主要產(chǎn)生的問題主要體現(xiàn)在以下兩方面:其一,大量的自然土地被城市用地所占用,導(dǎo)致城市雨洪問題的出現(xiàn),雨水徑流把污染物帶人城市排水系統(tǒng),影響城市河流水體的質(zhì)量;其二,城市人口的增加使城市的需水量和用水量急劇增加,水資源供需矛盾增加,城市水環(huán)境壓力增大。除此之外,城市雨洪問題對現(xiàn)有的公共基礎(chǔ)設(shè)施造成了威脅,不斷增加的雨水流量和雨水的流速侵蝕河道、河岸;強(qiáng)降雨時,降水量超出了城市排水系統(tǒng)的負(fù)荷,對現(xiàn)有的城市排水設(shè)施造成巨大沖擊。
雨水收集及雨水花園設(shè)計
1.雨水收集
雨水收集是雨洪資源化利用的前提,海綿城市的建設(shè)可通過天然的水體及影響開發(fā)設(shè)施實現(xiàn)雨水儲蓄。2014年我國中央提出住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(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)建的通知,指出我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市發(fā)展過程中面臨的城市內(nèi)澇、徑流污染、水資源短缺、用地緊張等突出問題的復(fù)雜性需要靠低影響開發(fā)技術(shù)(LlD)來控制。其中具有儲存功能第影響開發(fā)設(shè)施主要有濕塘、雨水花園、蓄水池及雨水灌。
2.雨水花園
雨水花園可以暫時滯留雨水,并通過植被吸收和吸附對雨水進(jìn)行凈化,在建筑與小區(qū)、綠地與廣場、城市道路及水系統(tǒng)均可布置,適用性最為廣泛。雨水花園只是在雨季用來蓄滯、儲存、利用和凈化雨水的花園,不是水景園。平時較少甚至是沒有積水的,從形態(tài)來看更類似于一個隨機(jī)出現(xiàn)的雨水滲透盆地。
雨水花園分為兩類,一種以控制雨洪為目的,一般用在環(huán)境較好和雨水污染較輕的地域,如居住區(qū)等,主要起到滯留與滲透雨水的目的,結(jié)構(gòu)相對簡單。另一種以降低徑流污染為目的,這種雨水花園不僅滯留與滲透雨水,同時也起到凈化水質(zhì)的作用,結(jié)構(gòu)上需要進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計,適用于環(huán)境污染相對嚴(yán)重的地域。如城市中心和停車場等。
濕地設(shè)計
濕地是強(qiáng)調(diào)水文、土壤以及濕地植物三個要素同時存在的一種關(guān)系,水深一般不超過2m,濕生和水生植物占大多數(shù),土壤為水成土,具有明顯生物積累和潛育化特征,有利于水生動植物的生長和繁育。
1.濕地設(shè)計原則:①保護(hù)優(yōu)先、科學(xué)修復(fù)、合理利用;②因地制宜、按需建設(shè);③生態(tài)效益與景觀效益同時兼顧;
2.濕地設(shè)計的目標(biāo):充分尊重自然,恢復(fù)自然,以水動力為基礎(chǔ),以水質(zhì)為目標(biāo)。以最完美的科學(xué)設(shè)計和工程,構(gòu)建科學(xué)完善的水陸空間格局、豐富多樣的植被系統(tǒng)及健全的水質(zhì)凈化系統(tǒng),打造自然濕地,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,并可降低運營成本。
海綿城市水系空間格局設(shè)計
城市化地區(qū)應(yīng)該減少不透水鋪裝,盡量恢復(fù)自然地貌和植被,增加水域,提高水系連通性,恢復(fù)豐富的河網(wǎng)、滯留塘、雨水濕地和湖泊等水體類型。海綿城市的水系設(shè)計既能將雨洪資源轉(zhuǎn)化為水資源對地表和地下水進(jìn)行補(bǔ)給,提高了水資源總量,緩解了生活和生產(chǎn)用水壓力;又能增加水景觀,提供更多親水區(qū)域,提高周邊土地價值;同時,也提供了更多的動植物棲息地,豐富生物多樣性,真正意義上實現(xiàn)區(qū)域的良性水循環(huán),實現(xiàn)區(qū)域城市水系統(tǒng)空間格局價值的最大化。
雨水就地下滲設(shè)計
降雨時會有以下三種情況:一部分蒸發(fā)變成水蒸氣返回大氣(大約占降雨量的40%),一部分下滲到土壤補(bǔ)充地下水(在自然植被區(qū),大約占降雨量的50%),其余的降雨隨著地形、地勢形成地表徑流(在自然植被區(qū),大約占降雨量的10%),注入河流,匯人海洋。但是在城市發(fā)展的進(jìn)程中,隨著城市地表的硬質(zhì)化,地表徑流可以從10%增加到60%,下滲補(bǔ)充的地下水可能急劇減少,甚至是零。通過海綿城市的定義我們可以知道,一個具有良好雨水收集利用能力的城市,應(yīng)該在降雨時就地或者就近吸收、存蓄、滲透、凈化雨水,補(bǔ)充地下水,調(diào)節(jié)水循環(huán)。
低影響開發(fā)中,人工土壤滲濾主要用作蓄水池等雨水儲存設(shè)施的配套雨水設(shè)施,使雨水達(dá)到回用水水質(zhì)指標(biāo)。每座城市和每一片區(qū)域都會存在區(qū)別于其他省市的獨特的地理屬性,下滲能力強(qiáng)的砂土地區(qū),不需要對土壤性質(zhì)做過多改變,以滲透功能為主。若該地區(qū)降雨量較大且時間集中,則可以考慮以儲存及調(diào)節(jié)功能為主。下滲能力弱的黏土地區(qū)則首先考慮是否對土壤性質(zhì)進(jìn)行人工改良,壤土地區(qū)則要綜合考慮當(dāng)?shù)厍闆r。
小結(jié)
城市水資源的最大來源是降雨,海綿城市設(shè)施通過滯蓄、下滲,把城市降雨量最大限度地留在城市當(dāng)中,將城市雨洪轉(zhuǎn)化為寶貴的水資源。想要利用雨洪資源,就需要城市打造更多的濕地、湖泊、綠地、公園,城市的宜居程度和生態(tài)安全將得以提高,也成為城市增加活動空間和生態(tài)空間。而這些空間的大小、形態(tài)、分布格局,都應(yīng)該考慮歷史最大連續(xù)降雨量、地形地勢、城市發(fā)展格局。當(dāng)然雨洪是資源,如何存儲這些資源,也就成為海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵。
(作者單位:大連工業(yè)大學(xué))
作者簡介:李薇(1992-),湖北鄂州,大連工業(yè)大學(xué),研究方向:現(xiàn)代景觀規(guī)劃設(shè)計方法與實踐。
胡夢琴(1992-),湖北武漢,大連工業(yè)大學(xué),研究方向:現(xiàn)代景觀規(guī)劃設(shè)計方法與實踐。