摘要:目前,城市洪澇災害、雨水徑流污染、城市排水污染、水資源面源污染、水資源匱乏等問題嚴重制約城鎮(zhèn)化發(fā)展。文章以城市排水管理和面源污染處理技術(shù)發(fā)展趨勢為主線,結(jié)合海綿城市理論,探究了低沖擊開發(fā)雨水綜合利用模式,為城市生態(tài)和諧規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。
關(guān)鍵詞:低沖擊開發(fā);海綿城市;雨水利用;排水管理;綜合利用模式 文獻標識碼:A
中圖分類號:TU99 文章編號:1009-2374(2016)33-0109-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.054
隨著我國改革開放步伐不斷推進,城市化進程明顯加速,尤其是近年來施行的“城鎮(zhèn)化”戰(zhàn)略布局,進一步促進了城市基礎建設的發(fā)展,但是相應的城市洪澇災害、雨水徑流污染、城市排水污染、水資源面源污染以及水資源匱乏等問題嚴重制約城鎮(zhèn)化發(fā)展,對我國城市生態(tài)和諧發(fā)展提出極大的挑戰(zhàn)。為了從根源上解決城市排水管理與水資源匱乏問題,有效提高雨水利用率,節(jié)約城市水資源,對城市生態(tài)環(huán)境進行妥善管理與改善,我國提出了“海綿城市”發(fā)展理論,從而通過充分利用雨水資源,解決城市水資源污染與匱乏難題。本文結(jié)合城市排水管理和面源污染處理技術(shù)的發(fā)展趨勢,探索了“海綿城市”理論在城市生態(tài)和諧規(guī)劃和建設中的實踐應用。
1 低沖擊開發(fā)雨水模式理論
低沖擊開發(fā)雨水模式又稱為低影響開發(fā)雨水模式(Low Impact Development),是20世紀90年代由美國西雅圖、波特蘭市等城市共同提出的一種城市水資源保護與改善方案。低沖擊開發(fā)雨水原理是通過設計小規(guī)模的、分散的水資源源頭控制,從而對城市強降雨所產(chǎn)生的徑流、面源污染進行有效處理,并且使開發(fā)區(qū)實現(xiàn)開發(fā)前與開發(fā)后的水文環(huán)境和循環(huán)狀態(tài)基本相似。低沖擊開發(fā)雨水模式是一種以城市生態(tài)環(huán)境為基礎,以城市發(fā)展與建設為依托,實現(xiàn)雨水徑流控制與雨水開發(fā)利用的綜合管理。
低沖擊開發(fā)水模式的核心在于如下三點:(1)以城市生態(tài)環(huán)境為根基,實現(xiàn)城市發(fā)展與自然共生;(2)以雨水尤其是暴雨徑流源頭管理為主,實現(xiàn)雨水資源再利用;(3)充分尊重和利用本地區(qū)的地貌特征、水文環(huán)境、氣候類型等自然特性,盡量減少對本地區(qū)的環(huán)境擾動與破壞。城市建設是一項源于自然、依賴自然,但又不斷改變著自然,對自然進行重新設計的工程。為了保證城市的健康發(fā)展,必須實現(xiàn)城市建設與自然發(fā)展動態(tài)平衡,低沖擊開發(fā)雨水模式就是盡可能減少城市原有環(huán)境的破壞,實現(xiàn)城市雨水資源有效控制與利用。
相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,低沖擊開發(fā)雨水模式能夠有效減少城市暴雨徑流的30%~80%,延遲暴雨徑流峰值約5~30分鐘,從而對城市抗洪防澇,減輕城市排水網(wǎng)絡壓力,均起到重要作用。相比傳統(tǒng)的雨水控制與開發(fā)模式,低沖擊開發(fā)雨水模式更加側(cè)重與自然環(huán)境的和諧發(fā)展,因此更適合科學發(fā)展觀的城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略,為我國城市生態(tài)和諧規(guī)劃提供重要依據(jù)。
2 “海綿城市”理論
“海綿城市”理論源于行業(yè)內(nèi)慣用“海綿”來比喻城市排水及雨水吸附能力,隨后采用“海綿”描述城市或土地調(diào)整雨水積蓄的能力,因此“海綿城市”概念在學術(shù)界得到廣泛的應用。盡管對“海綿城市”的定義并不一致,但是“海綿城市”理論的核心思想都是旨在城市的洪澇調(diào)節(jié)能力。近年來,國家越來越重視“海綿城市”理論的研究與應用探索,先后在2014年和2015年發(fā)布了《海綿城市建設技術(shù)指南》《海綿城市試點工程建設指南》等官方文件,大力推動了我國海綿城市的探索與實踐?!昂>d城市”理論是在低沖擊開發(fā)雨水模式、水敏感性城市規(guī)劃等理論基礎上發(fā)展而來的綜合性城市生態(tài)規(guī)劃與建設理論,為城市雨水管理、生態(tài)規(guī)劃與建設、自然發(fā)展等提供重要支撐?!昂>d城市”理論將城市水環(huán)境和水生態(tài)作為根基,重點研究基于水環(huán)境和水生態(tài)的跨地域、跨尺度的城市規(guī)劃與建設等系統(tǒng)性問題。城市水問題的根本在于水生態(tài)環(huán)境整體功能的失調(diào),例如大量的雨水沒有進入預定的排水網(wǎng),而是形成城市內(nèi)澇;水體面源污染問題嚴重等。因此,“海綿城市”理論不單單關(guān)注水資源本身,而是綜合考量水資源環(huán)境、水生態(tài)系統(tǒng)、水資源基礎設施、城市排水網(wǎng)絡等,并結(jié)合多種具體技術(shù)指導城市建設。
傳統(tǒng)城市建設中雨水處理側(cè)重于雨水單向管理,即雨水過多時通過城市排水系統(tǒng)將城市內(nèi)澇積水排到周邊管渠,甚至直接排放到農(nóng)村簡易溝渠,以犧牲周邊地區(qū)為代價達到雨水管理目的。雨水過低甚至干旱時,綜合利用周邊水資源引入、人工降雨等緩解城市水資源匱乏。因此,傳統(tǒng)城市雨水管理模式浪費了大量雨水資源,而解決洪澇或干旱問題時,通過周邊溝渠的排出與引入,又會增加城市水資源面源污染風險?!昂>d城市”在應對城市洪澇和干旱等環(huán)境變化時,具有良好的彈性,能夠利用各種自然環(huán)境的優(yōu)勢,抵消自然環(huán)境的劣勢。城市雨水過多時海綿城市能將多余的雨水資源吸收、過濾、凈化,存儲,實現(xiàn)雨水資源再利用;城市干旱時可通過釋放存儲的雨水資源緩解城市干旱,同時降低城市對周邊地區(qū)水資源的依賴程度。所以“海綿城市”在處理城市雨水資源方面具有獨特優(yōu)勢,通過自然途徑和人工基礎設施干預,可進一步提高城市防澇抗旱的能力,對城市生態(tài)發(fā)展具有重要意義。
3 低沖擊開發(fā)雨水模式在“海綿城市”理論城市規(guī)劃中的實踐
低沖擊開發(fā)雨水模式與“海綿城市”理論在處理雨水資源方面具有一致性,而且“海綿城市”許多實現(xiàn)的途徑必須依靠低沖擊開發(fā)雨水技術(shù),因此二者對城市規(guī)劃與建設具有重要影響。自從低沖擊開發(fā)雨水理論和“海綿城市”理論提出后,我國已經(jīng)開展了相關(guān)技術(shù)試點工程,如北京中關(guān)村生命科學園、黑龍江哈爾濱群力國家濕地公園、天津橋園濕地系統(tǒng)、秦皇島濱海生態(tài)修復城市海綿系統(tǒng)等,通過試點工程的建設與實施,進一步驗證了低沖擊開發(fā)雨水模式和“海綿城市”理論的正確性和可行性。本小節(jié)將結(jié)合我國城市規(guī)劃和建設實際情況,探索基于低沖擊開發(fā)雨水模式在構(gòu)建“海綿城市”中的應用。
3.1 城市道路規(guī)劃
城市道路是城市交通運輸?shù)摹按髣用}”,是城市發(fā)展的重要支撐,因此城市道路規(guī)劃對城市發(fā)展具有重要意義。城市道路越來越寬闊,一旦遭遇暴雨,道路面水流量較大,道路及周邊垃圾等污染物隨雨水流動,極易造成面污染,對城市雨水資源產(chǎn)生影響。另外,暴雨導致城市內(nèi)澇,道路積水嚴重,會嚴重影響城市交通,尤其是在惡劣天氣下將會對城市居民帶來不便。因此,城市道路規(guī)劃是關(guān)乎城市生態(tài)健康發(fā)展的關(guān)鍵。
利用低沖擊開發(fā)雨水模式對城市道路進行規(guī)劃,在保證城市道路暢通和基本功能的基礎上,要加強道路兩側(cè)及周邊綠化建設,通過建設道路綠地、透水路面、低沖擊開發(fā)雨水樹池等,減少道路雨水流量,增強道路吸收雨水能力。利用道路周邊綠化帶建設下凹的海綿系統(tǒng),促進雨水徑流進入海綿系統(tǒng),并對雨水進行過濾、凈化和存儲。綠地的應用,有效控制了道路雨水污染,從而提高了城市雨水環(huán)境和質(zhì)量。
構(gòu)建新型透水路面,可提高暴雨徑流滲入城市道路海綿系統(tǒng)的能力。透水路面要優(yōu)先考慮應用在人行道,同時配合使用低沖擊開發(fā)雨水模式樹池,這樣可保證暴雨后人行道雨水徑流能在較短時間內(nèi)徹底排干,方便行人雨后行走。在城市道路污染嚴重的地段,要慎重考慮透水路面的使用,道路海綿系統(tǒng)要強化雨水過濾和凈化功能,提高道路污染下雨水的水質(zhì)。
3.2 城市水系統(tǒng)規(guī)劃
城市天然雨水常用的凈化場地主要有濕地、河塘、湖水等,利用天然水系凈化雨水不僅凈化效果顯著,而且不需要過多人工建筑設施的干預,在城市規(guī)劃和建設中節(jié)約成本。在海綿城市建設中,城市水系統(tǒng)是一項重要的基礎性建設。利用城市現(xiàn)有的濕地、河塘、湖水等水系統(tǒng)作為雨水凈化場,將城市廣場、綠地、公園等建設成具有一定城市雨水存儲和過濾功能的雨水滯納場地,形成完善的城市水系統(tǒng)。
為實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的作用,需要從以下三個方面入手:(1)嚴禁居民或相關(guān)單位私自填埋城市低洼河溝和小型池塘,防止因河塘填埋造成城市防洪抗旱功能下降。對于已經(jīng)填埋的池塘或河溝,應綜合考慮城市規(guī)劃的需求,并結(jié)合城市生態(tài)發(fā)展的實際情況,適當進行填埋恢復及生態(tài)重建;(2)突破傳統(tǒng)城市規(guī)劃理念,開放城市廣場、公園、綠地等設施的建設,盡量將這些設施與城市水系統(tǒng)構(gòu)建聯(lián)系,提高城市廣場、綠地、公園等公共場所的雨水吸納與排水能力,形成城市水系統(tǒng)的重要輔助支撐;(3)充分考慮城市水系統(tǒng)建設與周邊生態(tài)環(huán)境的融合,將城市空間布局、地域環(huán)境、雨水管理等因素納入城市水系統(tǒng)構(gòu)建條件,在充分利用城市生態(tài)環(huán)境下推廣水系統(tǒng)的構(gòu)建與利用。
3.3 城市雨水管理規(guī)劃
從微觀角度來看,低沖擊開發(fā)雨水模式在城市雨水管理中主要是依賴水生態(tài)基礎設施的建設。以城市河塘來說,要實現(xiàn)雨水管理,首先要將城市雨水徑流引入城市河塘,形成城市雨水的匯集區(qū)。此外,為保證河塘的蓄水能力,還要確保具有良好的排洪渠道,而且排洪時并不會犧牲周邊或農(nóng)村排水系統(tǒng)。城市河塘還要具備雨水凈化能力,這樣就形成了雨水吸納→雨水存儲→雨水凈化→雨水再利用的良性循環(huán)。
在雨水管理規(guī)劃中要充分利用城市各個地形的優(yōu)勢,達到因地制宜的雨水管理效果。在利用低沖擊開發(fā)雨水模式進行海綿城市建設的過程中,要充分尊重自然,敬畏自然,良性科學地利用自然,注重自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的雙重保護,實現(xiàn)城市的生態(tài)和諧發(fā)展。
4 結(jié)語
低沖擊開發(fā)雨水模式和海綿城市理論是城市現(xiàn)代化規(guī)劃和建設的重要進步,在生態(tài)城市的建設和實施具有重要意義。在城市規(guī)劃中,充分利用低沖擊開發(fā)雨水模式和海綿城市理論,構(gòu)建完善的城市雨水管理系統(tǒng),充分發(fā)揮城市雨水在城市水資源管理中的重要作用,為構(gòu)建生態(tài)和諧健康發(fā)展的現(xiàn)代化城市提供理論依據(jù)。本文通過分析低沖擊開發(fā)雨水模式在城市規(guī)劃中的應用,探索了海綿城市建設,為推動我國生態(tài)城市建設提供有力支撐。
參考文獻
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作者簡介:馮博(1984-),男,河南人,深圳市梅林水庫管理處中級工程師。
(責任編輯:小 燕)