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浅谈居住区雨水资源化与景观设计

发布时间:2017-08-18 15:28:12     浏览次数:1624

郭春燕

(中国矿业大学,江苏省徐州,221000

  :在新型城镇化大背景下,为解决城市内涝、改善城市水环境,国家提出了“海绵城市”的新理念,提倡构建低影响开发雨水系统(Low Impact Development, LID,通过采用绿色屋顶、低洼绿地、透水铺装、生物滞留等技术对雨水进行渗透、储存、调节、转输与截污净化等,从而有效控制径流总量、径流峰值和径流污染。本文主要介绍居住小区的雨水资源化与景观设计,从三维角度出发对居住区进行规划设计。

关键字:居住区;雨水资源化;景观设计

1概念与理念

1.1“海绵城市”

海绵城市是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,就是要让水在城市中的迁移活动更加“自然”。

海绵城市强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排放径流雨水,以“慢排缓释”和“源头分散式”控制为主要规划设计理念,先利用场地源头设施对径流进行促渗减排,部分径流雨水可予以调蓄净化和回收利用,最后实现安全有序排放。

海绵城市的建设途径主要有对城市原有生态系统的保护,生态恢复和修复,低影响开发等三个方面。

    海绵城市的建设,强调优先利用绿色、生态化的“弹性”或“柔性”设施,并注重与传统的“刚性”设施进行有效衔接。通过“刚柔相济”,建立和完善城市的“海绵体”,强化对城市径流雨水的排放控制与管理,从而实现缓解城市内涝、削减径流污染负荷、提高雨水资源化水平、降低暴雨内涝控制成本、改善城市景观等多重目标,最终为城市构建起可持续、健康的水循环系统。

1.2低影响开发理念

低影响开发(low impact developmentLID)是从基于微观尺度景观控制的 BMPs 措施(最佳管理措施)发展而来的。LID 理念由美国乔治省马里兰州环境资源署于1990年首次提出,主要是以分散式小规模措施对雨水径流进行源头控制,该种方式不需要大面积的土地,就能将大部分雨水截留,并通过渗透、过滤等措施,保证补充地下水的水质、水量,变雨水为资源。

从雨水处理模式的角度来讲,其核心是通过合理的方式,模拟自然水文条件,并通过综合性措施,从源头上降低城镇开发建设所导致的水文条件的显著变化和雨水径流对生态环境的影响。从城市设计和建筑设计的角度来讲,其核心是通过各种设计技术,按照水文功能等效原则,通过洼地贮存、渗透、地下水补给、降雨径流流量和容积控制等措施,维持和再现开发前的场地环境,减少开发带来的径流污染,并强调雨水处理措施与景观设计的结合,使景观设计和排涝、减少温室效应、节能结合起来,造就生态和谐的生活环境。

低影响开发雨水系统的设计目标应满足城市总体规划、专项规划等相关规划提出的低影响开发控制目标与指标要求,并结合气候、土壤及土地利用等条件合理选择单项或组合的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的技术及设施。

海绵城市建设--低影响开发雨水系统构建的五大原则是规划引领,生态优先,安全为重,因地制宜,统筹建设。建设海绵城市,首先要转变观念,传统的城市建设模式,处处是硬化路面,每逢大雨,主要依靠管渠、泵站“灰色”设施来排水,往往造成城市内涝,旱涝急转。今后城市建设应强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等绿色措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。提高水生态系统的自然修复能力,维护城市良好的生态功能。

2从三维立体的角度对居住区进行规划设计

2.1灰色与绿色基础设施的有机结合

    城市化的发展带来的道路积水、雨洪隐患及河道污染等问题,给人类生产生活带来了巨大的不便和环境压力。解决这些问题必须从生态景观、雨水下渗、环保经济等角度,综合考虑通过一体化设计整体解决问题。

    对居住区的新建、改建需要结合当地客观条件,从成本、节水效益、环境效益和社会效益等方面对居住区进行全面分析并采取适宜措施,并且需要在居住区开发建设的各个环节贯彻落实低影响开发理念,用加强前期研究,强化规划管理,统筹工程建设,强化管理维护等措施保障居住区“海绵建设”。

居住区调蓄雨水,主要技术措施包括透水铺装、绿色道路;绿色屋顶、绿色阳台停车场棚顶绿化;低洼绿地、人工池塘、植被浅沟、植被缓冲带、生物滞留设施、初期雨水气流设施、人工土壤渗滤等。

1:居住区雨水利用

2.1.1小区道路  小区道路横断面设计应优化道路横坡坡向,路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等,便于径流雨水汇入绿地内的低影响开发设施。路面宜采用透水铺装,透水铺装地面是指由各种人工材料铺设的透水地面,如各种透水砖、多孔嵌草砖(俗称草皮砖)、碎石地面,透水沥青和透水混凝土等。透水铺装地面目前在国内外应用较多,其中又以透水砖的应用最为广泛。透水铺装地面可有效入渗雨水,且雨水经透水铺装地面入渗后,雨水水质会有明显改善。

    透水铺装路面设计应该满足路基路面强度和稳定性等要求,且透水铺装结构应符合《透水砖面技术规范》(CJJ/T188)、《透水沥青路面技术规程》(CJJ/T190)和《透水水泥混凝土路面技术规范》(CJJ/T135)的规定。

2.1.2下沉式绿地  下沉式绿地是指低于周边铺砌地面或道路200mm以内的绿地,具有一定的调蓄容积,且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地。适用于小区、道路、绿地和广场。具有适用区域广,建设费用和维护费用低等优点。

2.1.3人工池塘  在小区具有建造小面积池塘的条件下,可以做一些渗透塘、湿塘、生物滞留池等人工池塘。渗透塘可用于雨水下渗补充地下水的洼地,具有一定的净化雨水和消减峰值流量的作用。湿塘具有雨水调蓄和净化功能的景观水体,雨水同时作为其主要的补水水源。生物滞留池是指在低洼区种有灌木、花草,乃至树木的工程设施,主要通过填料的过滤与吸附作用,以及植物根系的吸收作用净化雨水,同时通过将雨水暂时储存而后慢慢渗入周围土壤来削减地表雨水洪峰流量。人工水体结合绿地既具有景观休闲娱乐功能,又可以实现土地资源的多功能利用。

2.1.4植草沟  植被草沟是利用天然的或人工的洼地蓄存、入渗和净化雨水的工程设施。雨水流经植被草沟时,一方面,大量的雨水能够入渗;另一方面,雨水中的污染物质可通过植物系统和种植土壤填料得以去除。另外,由于植被草沟具有一定的调蓄容积,可有效削减洪峰流量,减轻城市洪涝灾害的影响。

2.1.5绿色屋顶  绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等,绿色屋顶对雨水的滞留是通过屋顶储存雨水和植物的蒸发作用共同完成的。根据种植基质深度和景观复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式。绿色屋顶的设计可参考《种植屋面工程技术规程》(JGJ155)。绿色屋顶可有效减少屋面径流总量和径流污染负荷,具有节能减排的作用。

屋顶坡度较小的建筑可采用绿色屋顶,绿色屋顶的设计应符合《屋面工程技术规范》(GB50345)的规定;屋顶坡度较大的建筑,可采取雨落管断接或设置集水井等放式,将屋面雨水断接并引入周边绿地内小型、分散的低影响开发设施,或者通过植草沟、雨水管渠将雨水引入场地内集中调蓄设施。

1-1LID设施应用情况

项目

LID技术措施

屋面

绿色屋顶

绿地

下凹式绿地、生物滞留池、植被草沟

机动车道路

沥青路面+生物滞留池

非机动车道路

透水砖

广场

透水砖+生物滞留池+人工水体+雨水花园

停车场

草皮砖+生物滞留池

2.2植物的选择

    LID是解决城市雨洪问题、建设海绵城市的重要理念和技术体系,在城市雨洪控制利用和绿地建设中得到越来越广泛的应用。作为LID设施重要的组成部分,植物对其功能的实现和美学价值的发挥具有十分关键的作用。

植物作为LID设施的主要构成要素,发挥着至关重要的作用。主要体现在:①对污染物的滞纳与净化;②迟滞水流,削弱水流的冲刷;③促进水在生态系统中循环,特别是下渗和蒸腾;④作为重要的景观元素,使LID设施充满生机和美感;⑤为城市提供宝贵的生态服务。合理的植物选择与设计是LID设施能够更好地发挥并长期维持其功能的关键。LID设施不同于常规的植物选择,其特殊的场地环境也决定了植物选择的特殊性。

LID设施的植物选择基本要求:遵循场地环境,合理筛选植物;选用本土树种,慎用外来物种;考虑周边条件,协调其他设施;多种植物科学合理的搭配组合,构成稳定的植物群落。

2.3LID与景观相协调

    LID在满足其功能性的前提下,能够使景观效果达到移步换景的效果,并且使这种景观效应得以延伸,使居民在使用上和视觉上感觉轻松、安逸,使整个小区具有较高的生活舒适性。

3海绵城市建设的困难与误区

3.1对海绵城市建设工作难度认知不足

    一些试点城市对海绵城市建设的艰难程度还认识不足,旧城和新城的海绵城市建设,都会面临主、客观两方面许多的巨大困难和障碍。缺乏对这些困难和障碍的清晰认知,以及高效的制度突破和安排,高效率的应对策略,将会极大地影响后续工作的有效开展。

3.2海绵城市内涵关系不清

    将海绵城市的建设内容狭义地局限于低影响开发分散式设施,而忽视了如多功能调蓄公园、管网提标改造、合流制区域内涝和污染控制等一系列综合方案和设施的建设。

3.3对设施功能、控制目标和指标的片面理解和僵化操作

    海绵城市涉及新的突破性的控制目标和指标。“渗、滞、蓄、净、用、排”即精炼地概括海绵城市建设的多目标、多途径特征,如何科学地认识这六字的内涵至关重要。但从一些城市实施方案看,存在理解僵化、认识不清的问题,进而影响实施方案的合理性。

    困难或误区都是由于对海绵城市的内涵与系统的复杂关系缺少科学理解和清晰认识。

4 展望

    海绵城市化建设过程中,必须认识到城市雨水问题是涉及水安全、水资源、水环境及水生态的综合问题,是一个系统工程,复杂且艰巨,在建设过程中不能顾此失彼。

长期来看,我国城市雨水系统建设模式必然向海绵城市 - 低影响开发雨水系统建设模式转变。无论是工程界、学术界还是政府管理者都已经清晰认识到原有的目标单一、高碳排放、高污染、粗放型的雨水排放模式已经难以为继。但从一些雨水管理领先国家的推进经验来看,这一转变和新体系的建立绝非一蹴而就的事,是一个长期而艰巨的系统工程,必须在管理理念、政策机制方面有重大突破,必须建立系统的基础理论、工程技术体系、专业人才队伍和培育新型的产业等等,期望短期内快速见效恐欲速而不达。海绵城市建设的试点,正是向这个方向转变迈进的一大步和跨越式发展的尝试。尝试,就应该允许出现偏差甚至出错,就应该准以纠偏。我们期待未来的步子更大也更稳,让海绵城市建设真正成为“美丽中国”和未来“绿色城镇化”的有力抓手和一种长效机制。

参考文献

[1]  王向阳 . 居住区雨水花园的植物配置与景观设计.绿色科技.20107.第七期.1-2.

[2]  关丹桔 吕伟娅 秦海燕 . 居住区雨水收集利用及景观水循环处理运行总结.给水排水.20095.35.1-4.

[3]  曾金凤 . 萍乡市海绵城市发展需求与建设思路初析.人民长江.201511.22.1-5.

[4]  刘丹 . 沈阳市雨水收集利用研究.建筑与预算.201512.10.1-4.

[5]  朱钊 . 住区低影响开发雨水管理措施构建探析.住宅科技.201512.1-5.

作者简介郭春燕,女, 19933月生,江西上饶人。中国矿业大学环境工程专业在读书硕士研究生,邮编:221116,通讯地址:江苏省徐州市中国矿业大学(南湖校区)竹苑一号楼B4132,联系电话:13952114106Email2529847159@qq.com

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