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Abstract: the asphalt concrete pavement because of its good flatness, smooth driving comfort, low noise, easy maintenance and is widely applied in the construction of urban roads. But, in the urban road asphalt pavement have been completed, the early crack, rutting, water damage, aging, such as package, goes on, loose disease seriously affect the performance of road is the number, the emergence of these diseases seriously affected the driving speed, driving safety, increased car wear, shorten the service life of asphalt pavement, is becoming more and more drawn attention of the industry.
Key words: asphalt pavement; Disease; Prevention and control measures
一、沥青混凝土路面主要病害
目前杭州、嘉兴等地区沥青混凝土路面主要病害有裂缝、车辙、水破坏、老化、拥包、推移、松散等1、裂缝:沥青混凝土路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝两种。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变,同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。
2、车辙:对比分析城市道路的各种病害,发现车辙破坏极其严重,它影响行车舒适性、安全性。车辙分为结构型车辙、失稳型车辙、磨耗型车辙、压实型车辙。
3、水破坏:所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。
4、老化:路面老化是指沥青混合料在一定温度、车载、水等作用下,由于化学反应,沥青胶质化或碳化,使沥青失去原有功能,从而减轻了沥青与骨料的粘附力,最终导致路面损坏。
5、拥包、推移: 路面拥包、推移跟沥青混合料温度敏感性有直接关系,是指沥青混合料在高温情况下,在一定荷载作用下,路面随轮胎痕迹向两侧推移,最终形成路面拥包现象。
6、松散:松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落,从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。
二、沥青混凝土路面主要病害的原因
1、设计的原因
(1)结构设计不合理, 如基层厚度不足、 面层分层及材料配合比设计不当、 面层厚度设计不合理。
(2)路面、 基层、 底基层的排水设计 考虑不周。
(3)地基处理设计不合理, 地基沉降未达到允许的工后沉降等。
2、施工的原因
(1)在软土地基上修筑路基, 未加处理, 导致路基失稳或估量沉陷,导致路面破坏或不能正常使用。
(2)路基压实度不足, 路面施工质量低劣 ,压实度不足,导致路面出现纵向裂缝、横向裂缝、沉陷等。
(3)路面基层的施工质量低劣,由于抢工期、 赶进度,不能按照施工规范严格施工, 放松了对工程质量的控制, 刚性或半刚性基层没有合理的龄期,使得基层出现网裂 ,反射到面层, 面层出现网裂 , 水从裂缝 渗入到路基,在行车荷载作用下路面发生破坏。
3、沥青路面原材料的原因
(1)沥青含蜡量高, 黏度低, 延度小, 温度敏感性高, 使得许多沥青 路面结构在远小于使用寿命的年限内破坏。
(2)矿料质量差, 压碎值、 磨耗值不符合规范要求, 造成沥青混合料 稳定度低, 引起沥青路面早期的剥落。 矿料杂质较多, 使矿料和沥青的 粘附性下降。矿料呈酸性, 而混合料中却未添加抗剥落剂。
(3)矿料的级配和孔隙率不合理,当沥青路面的实际孔隙率在 7%以下时, 沥青面层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力, 不容 易造成水损害。排水性混合料的路面孔隙率大于 15%时, 水能够在孔 隙中自由流动, 也不容易造成水损害。但是, 当路面实际孔隙率在 7%一15%之间时,水容易计入混合料内部,并在荷载作用下产生动水压 力, 造成沥青混合料的水损害破坏。
4、管理的原因
(1)路面设计方案未经仔细研究 , 试验不够 。
(2)为严格实施招投标, 一些无施工经验、 无路面施工设备和技术 力量的施工队伍承担路面施工, 监理也未严格监理。
(3)工期紧迫, 搞献礼工程, 不能科学的按施工技术规范要求施工。质量管理不严,发生质量问题时,不能认真吸取教训、严肃对待。技术水平低,对采用新技术、新工艺、新设备开发研究不够
三、病害预防措施
沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除,但是可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防,将其危害降到最低,从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。
1、裂缝
(1)在路基施工过程别在路基拓宽地段、路桥(涵)衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性,并保证达到规范要求的压实度,可有效防止裂缝的形成。
(2)沥青往往随着时间增长而老化,沥青面层的抗裂缝能力会逐年降低,所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。试验证明,在其它条件相同的情况下,采用较稀(针入度大)的沥青有利于减少温度裂缝。
(3)沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。
2、车辙
(1)粗集料应粗糙且有较多的破碎裂面。
(2)根据当地气候条件选用合适标号的沥青
(3)施工时基层和沥青混合料面层的压实度应分别达到98%和95%或96%,可采用改性沥青混合料。
3、水破坏
(1)选择合适的混凝土类型。沥青面层各层应尽量使用空隙率≯5%的密实型沥青混凝土。
(2)使用优质沥青及抗剥落剂以增强沥青与碎石的粘附性。
(3)提高施工质量。施工前原材料的选用必须规格、均匀、合理,配合比设计必须严密。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度,混合料拌合温度过高会容易造成沥青老化,与集料的粘附性也会明显降低,严重时会造成面层局部色泽不一致等现象。
(4)严格控制超载车辆。根据《城市道路管理条例》履带车、铁轮车或者超重、超高、超长车辆需要在城市道路上行驶的,事先须征得市政工程行政主管部门同意,并按照公安交通管理部门指定的时间、路线行驶。
(5)优化设计。沥青面层层间应使用防水材料,在沥青面层表面涂上防水材料,形成一种不透水的薄膜封层,能使沥青面层中因降雨而聚集的水大大减少。
4、老化
(1)提高沥青等级、添加改性剂如SBS、同时适当增加抗老化剂。
(2)改善混合料级配、提高抗载、抗车辙能力。
(3)添加一定比例的纤维。
5、拥包、推移
(1)加强路面基层施工质量,提高基层平整度是有效防治病害的条件之一。同时,沥青面层铺筑前透层油的洒布尤为重要,透层油洒布前首先必须认真清扫基层表面浮土及杂物并且保证透层油洒布的均匀性和设计用量,提高基层与面层的粘结力。
(2)有效阻止超载车辆。随着油价上涨等原因,近年来超载车辆越来越多,与设计荷载相比超载十分严重。在重荷载重复作用下,特别在车辆启动或刹车频繁的叉路口及转弯处沥青路面很快产生破坏,推移、裂缝尤为常见。
6、松散
(1)选用合格的原材料,特别严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力。
(2)严格控制施工温度及压实效果。
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1贵州省海绵城市建设的必要性
1.1贵州省城市水生态环境不容乐观
随着贵州省城镇化、工业化的推进,各大小城市出现了很多“城市病”,在水生态方面,主要表现在以下两个方面:(1)城市水环境变差。目前贵州省很多城市的主城区的排水系统主要采用雨污合理制,每遇暴雨,合流制管段的大量污水会随着雨水溢流至自然水体;其次,部分城市污水收集率不高,城市生活污水溢漏至自然水体的现象十分严重;再次,由于贵州建设用地紧张,部分城市绿化率不高,暴雨时节,城市路面、屋面雨水未经足够的生态净化,直接汇入城市河流,径流污染严重。以上因素导致许多城市的河流和胡泊水环境较差,甚至为黑臭状态,如现状的安顺市的贯城河、六盘水的水城河等。(2)城市内涝时有发生。随着城市建设的快速发展、城市人口的增加以及城区面积的增大,城市下垫面较建设前发生了较大变化,原有的城市防洪排涝系统的负荷越来越大,某些本身排水条件较差、排水系统建设滞后的城市频繁出现城市内涝,造成了巨大的经济损失,如2014年7月18日,贵阳主城区24h内降水量达201.7mm,内涝受灾人口近19万人,直接经济损失7307.5万元。
1.2贵州喀斯特地貌发育、城市水生态环境脆弱
贵州省大部分城市都座落在喀斯特地区,地形破碎、土层较薄、地表渗漏强、有水留不住、环境容量小,水生态环境稳定性差、生态环境一旦被破坏,其修复难度较大。贵州的生态环境总体偏好,但是城市水环境并不乐观,由于大部分城市建设于喀斯特地貌发育地区,环境风险较大。海绵城市的建设理念,系统的提出了针对水环境、水安全、水资源、水生态的一系列工程建设方法和措施。通过加强对原有生态系统的保护、修复已破坏的水生态环境以及实施低影响开局,达到改善水环境、保障水安全,利用水资源、修复水生态的目的。因此,在贵州各城市推进海绵城市的建设,十分必要,而且国家已提出了海绵城市建设的时间表,海绵城市的建设刻不容缓。
2贵州省海绵城市建设的特点
2.1贵州海绵城市的建设方向
海绵城市的建设涉及的部门多、需解决的问题也多。涉及的部门有建设、环保、规划、水利、园林、国土等部门,解决的问题有水环境修复、水安全改善、雨水资源利用等问题,因此在多部门、多专业、多问题导向的复杂环境里,需重点提出建设方向。根据前述分析,贵州省大部分城市已经面临严重的水污染问题,部分城市应及时解决水安全问题,只有少部分城市需要对水资源加以利用。因此,贵州省各城市在海绵城市建设过程中,应首先主要解决水污染问题和水安全问题,只有在部分缺水城市,可结合经济条件酌情实施雨水资源化利用。
2.2贵州省城市建设方法和特点
海绵城市是个宏观的概念,需要大大小小的工程措施进行有机的组合和布局来完成。海绵城市的建设核心是低影响开发,通过各种工程措施有机组合模拟雨水在城市里的自然循环,恢复水生态的自然修复功能,营造良好的人居环境。因此,与传统的建设的方式不同,海绵城市并非讲究“规模效应”,更讲究“生态效应”。针对不同城市,其建设方法不同、工程布局也有差异。结合贵州城市发展的特点,贵州省海绵城市建设方法和布局有以下特点:
(1)贵州省城市规模小、发展速度快,海绵城市的建设以城市新区建设为主,旧城改造为辅。海绵城市建设主要考核指标是年径流控制率,《关于推进海绵城市建设的指导意见》提出,在2020年及2030年,城市建成区20%及80%以上的面积达到海绵城市建设目标要求(即年径流控制率达到70%以上),其中“城市建成区”既包括城市新建区,也包括旧城区。贵州的城市规模较小,仅贵阳市中心城区人口大于100万,其余大部门城市城区人口在25万人以内,根据国家城镇化的总体要求,未来一段时期内,贵州省绝大部分城市的城市新区的建设力度较大,发展速度相对较快,规划也更加科学合理,因此,海绵城市建设的条件较好;而对于老城区,由于贵州用地条件较差,城市的建筑密度较大,绿化率偏低,在老城区进行海绵城市的建设改造难度偏大。所以,要完成在2020年及2030年分别达到“城市建成区20%及80%以上的面积达到海绵城市建设目标”要求,应积极在城市新区开展海绵城市的建设,而对于旧城区,仅仅以问题为导向,结合旧城改造实施低影响开发实施的建设,不宜大拆大建,大面积铺开进行海绵城市的改造。
(2)贵州省城市形态以山地城市为主,海绵城市的建设需结合山地城市的特点进行设施布局。①山地城市的建设用地平均坡度较大,决定了雨水在城市建设区域的平均流行速度比平原型城市要快。因此,要将一定降雨量的雨水“留”下来,需加强“滞”方面的工程措施,延缓雨水在城市内的流行时间,同时增加“渗”的功能和效果,缓解洪峰的峰值,降低内涝风险。②许多山地城市往往是“群山环抱”,其城市内河就是城市山体汇水面积的收纳水体,每逢暴雨,城市内涝风险极大。海绵城市建设的基本要求就是最大限度的降低城市内涝风险。因此,与平原型城市不同,对于贵州山地城市的海绵城市建设,除了解决好“高频率,小暴雨”下的雨水存储问题,更应解决好“小概率,大暴雨”的内涝风险问题,在海绵城市建设的过程中,需同时建设城市规划建设区域外的雨水防洪设施。
(3)伴随贵州城镇化进程,海绵城市的建设尤其应重视规划引领、示范引领。贵州省快速的城镇化率必将带来大量的城市小区建设、城市道路和广场建设、城市公园建设以及城市水体建设。这些建设项目恰恰是海绵城市建设实施的重要载体,但是以上项目往往涉及到多专业、多部门的协调与合作,实施起来相对复杂。因此,要将海绵城市相关项目有机有序的进行建设,规划引领十分重要和必要,在编制各城市总体规划、控制性详细规划以及道路、绿地、水等相关专项规划时,应将雨水年径流总量控制率作为其刚性控制指标。另外,目前“海绵城市”作为一种全新的建设模式,全国范围内都在不断的学习和探索,甚至在某些建设理念上仍然存在着观点分歧。如何能从技术上创新、从管理上创新、从融资上创新,开辟出一条符合贵州实际的海绵城市建设体系和方法,是专业技术人员和管理部门正在努力探索的目标。因此,要全面推进贵州省海绵城市建设的步伐,还应加强示范引领,尤其是作为全国海绵城市试点城市之一的贵安新区,可将其在海绵城市建设过程中的好的经验进一步总结,为贵州省其他城市建设提供科学的方法,加快推进全省海绵城市的建设步伐。
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1.海绵城市的概念
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。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。
建海绵城市就要有"海绵体"。城市"海绵体"既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些"海绵体"下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。
海绵城市,能充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用,有效缓解城市内涝,削减城市径流污染负荷,节约水资源,保护和改善城市生态环境。
2.海绵城市建设的要求
建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等"灰色"设施来排水,以"快速排除"和"末端集中"控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》,今后城市建设将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。
城市不同,特点和优势也不尽相同。因此打造"海绵城市"不能生硬照搬他人的经验做法,而应在科学的规划下,因地制宜采取符合自身特点的措施,才能真正发挥出海绵作用,从而改善城市的生态环境,提高民众的生活质量
3.为什么要建设海绵城市
海绵城市就是比喻城市像海绵一样,遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水,补充地下水、调节水循环;在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来,并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以快速排除和末端集中控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《指南》,今后的城市建设将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。
建设海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。
建设海绵城市,关键在于不断扩大“海绵体”的规模并提升质量。
原有的“海绵体”要有效保护。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据《指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。
有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如,让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还可以起到节能减排、缓解热岛效应的功效;道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。
海绵城市经济效益不可小觑
海绵城市建设非常注重对天然水系的保护利用,大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施又往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合,‘净增成本’比较低,还能大幅减少水环境污染治理费用,降低城市内涝造成的巨额损失。
对于老旧城区占比较大的特大型城市,建设海绵城市是否现实?中国城市规划设计研究院城镇水务与工程研究院副院长谢映霞认为,相对于新城区,老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题,但与建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案相比,多添置一些“海绵体”反而更具可行性。
在设计建设过程中,既有的老旧建筑可通过雨水管断接技术,利用社区内部的花坛、绿地等空间布置雨水花园、下沉式绿地;市政道路可结合道路绿化带、树池等绿化空间布置生态树池、植草沟等低影响开发设施;也可将老旧社区雨水管线接入周边公园、水体、集中绿地。
4.海绵城市的发展将会促进的产业
1) 园林、生态修复产业
根据各个城市特点进行生态建设和修复是海绵城市的核心之处,直接对园林和生态修复产业产生大量需求。
2) 管道、渗水材料
海绵城市的宗旨在于最大可能的吸水、蓄水、渗水及净水,前三者需要城市小区道路尽可能采用透水铺装,并完善配套的管网设施,这直接放大了透水混凝土及管材市场需求。
3) 市政工程及污水处理行业
海绵城市的宗旨在于最大可能的吸水、蓄水、渗水及净水,整个排水系统的建设直接拉动市政工程的需求,同时净水部分有一定程度的进入门槛。相信现有水务环保公司会凭借其工程建设以及污水处理的经验优势切入该市场。
5.海绵城市的建设展望
(1)城镇是水体污染最重要的源头,通过海绵城市建设使城市成为应对水污染的主战场,是解决水资源短缺的希望之地。
(2)海绵城市)概念内涵仍在发展之中,创建具有中国特色的海绵城市理论、规范、标准任重道远。住房和城乡建设部已经颁布了海绵城市建设技术指南,但这还远远不够,需要大家在实践中不断探索并适时修订。
(3)海绵城市(低影响开发)规划与智慧水务是协调海绵城市各单元有效运行的两大系统工程。如果说海绵城市规划是“推”,海绵智慧则是“拉”,“一推一拉”能够将整个海绵系统有效地协调起来,既不产生浪费,也不至于出现信息孤岛。因此,“一推一拉”两大系统是非常重要的系统设计。
(4)要把海绵城市系统从大到小划成四个子系统,即区域、城市、社区、建筑,这四层次系统低影响开发的侧重点不同,需要上下结合推进系统创新。
参考文献:
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海绵城市是新一代地对城市洪雨水进行管理的一种新概念,目前,在许多城市已经被投入使用,它很好地解决了城市突出的水问题,以及生态和环境问题,取得了十分显著的效果。而海绵城市理念的实现正是通过大量的植被种植,因此,政府应加强园林工程的建设,最大限度地解决城市水资源问题,进一步推动水资源的合理利用和布局,为城市发展和生态环境做好提供充分的保障。接下来,对海绵城市理念在市政园林工程中的运用做了详细的阐述。
2海绵城市理念在市政工程中应用的价值
海绵城市不仅是自然环保理念的综合体现,也是改变城市道路积水、规避房屋倒灌现象、缓解热岛效应、降低污水排泄压力、改善城市生态环境的综合项目工程,对城市形象、城市宜居性、城市功能等都会存在积极影响。从城市形象来看,很多多雨城市、地势低洼城市、径流量较多城市遭遇强降雨时,容易出现雨水“漫城”的现象,给外地游客留下负面影响,对城市排水泄洪能力存在担忧,尤其是在雨水挤占污水、恶臭水体排泄通道下,可能会造成恶臭水体堆积在路面上,给游客留下“味道”上的深刻印象,借助海绵理念的渗透,路面沉积水可以很好地渗透到地下,污水、恶臭水体可以得到有效净化,运用绿植增强城市抗洪、抗涝能力下,还可以贯彻绿城理念,进一步改观城市面貌形象,从城市宜居性来看,城市道路积水不仅会阻碍交通,飞溅水沾湿行人衣服,内涝型城市直接对城市生产生活造成负面影响,除了直接停产外,一楼居民、商店等可能在雨水作用下被浸泡,造成大量财产损失,借助海绵城市渗、滞、蓄、净、用、排的理念,可以蓄积与排泄相结合,增强城市抗洪抗涝能力,渗水与滞水相结合,减少城市积水现象,透过净水与用水相结合,还可以减少城市污水、黑臭水体,通过“蓄水反补”,缓解城市温岛效应,城市宜居性大幅度增加,从城市功能来看,传统城市对雨水、径流水、生产生活废水等的处理较为被动,大量消耗净水,排泄污水,雨季来临时,下水道、水渠、湖泊等泄洪能力较差下,很容易出现洪涝,另外,城市化的进程中,热岛效应日益显著,在夏天,城市内温度普遍较高,再加上大量空调外机,室外温度进一步被拉高,借助海绵城市理念的运用,城市抗洪、泄洪功能得到统筹规划,路面积水问题得到很好的治理,在夏季,蓄积的水体可以通过“蒸发吸热”的形式降低城市温度,大量绿植的运用既可以起到绿景作用,又可以为室外群众提供绿茵场地,进一步完善城市功能。综上所述,海绵城市理念可以改善城市形象、提升城市宜居性、完善城市功能,将海绵城市理念应用于市政工程存在现实价值。
3海绵城市理念应用可行性分析
影响海绵城市在市政工程运用的质量主要是有城市信息了解程度、海绵城市理念应用规范性、可持续发展能力。从城市信息了解程度来看,不同城市呈现不同城市信息,对海绵城市理念的需求程度、需求目标、规划方案也会存在差异,在运用海绵城市理念时,应当注重城市信息了解,根据城市现状,了解境内水体、地势、污水排泄通道、气候类型、城市布局等信息,以此为基础,评价泄洪压力、降温需求、植物栽植要求、空间规划要求、黑臭水体净化压力、海绵城市改造成本等信息,鉴于此,一般可以充分保障海绵城市建设方案与待改造城市适配性,不仅可以规避后期建设风险,还可以确保海绵城市建设方案能对城市发挥应有的效果。从海绵城市理念应用规范性来看,应用海绵城市理念,需要重视决策会议、方案设计、方案可行性论证、工程建设、工程验收等流程,决策会议是评估资金、成本效益、风险等与城市建设是否相协调,对后续专项市政建设资金划拨等工作具有奠定作用,方案设计是根据城市实际情况,将海绵城市理念转化为具体方案的过程,对后续施工过程具有指导价值,方案可行性论证在方案设计完成后,对成本、风险、工期等状况论证可行性,避免设计方案与城市规划矛盾,或建设成本超出专项资金总额等,工程建设质量可以通过现场监督、建设公司资质审核、定期验收已完成工程量等形式保障施工质量,避免设计方案与施工实际现状脱节,预期目标无法得到实现,工程验收是在工程结束后,对工程建设质量进行综合评价,考虑到海绵城市理念的特殊性,可以延长验收期限,或延长追责期限,便于综合考虑工程家建设质量。从可持续发展来看,海绵城市理念下市政工程大部分需要长期维护,另外,海绵城市理念下的市政工程并非独立时,该项市政工程一般与当地地理水文、人文活动、城市基建等息息相关,因而,海绵城市需要具备持续存在能力及拓展能力。从持续存在来看,海绵城市体系初步落实后,市政府应划拨专项资金,委托工程管理人员,修缮绿植、疏浚淤泥、监督黑臭水体净化公司等,从拓展能力来看,城市化背景下,城市呈现不断扩充的姿态,海绵城市体系应当具备可拓展能力,同步城市拓展,具有持续发展能力。综上所述,市政府应用海绵城市理念时,注意城市信息了解程度、海绵城市理念应用规范性、可持续发展能力,一般可以充分保障海绵城市理念应用质量。
4海绵城市理念应用具体措施
4.1选取与城市环境和气候相适应的植被
海绵城市,顾名思义,是指城市能像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,将水分进行有效的储存和排放,从而对雨洪水进行有效的利用,促进城市的建设和发展。当前任丘市在贯彻落实新型城镇化和水安全战略有关要求时将海绵城市理念运用到了园林工程建设中,采取了渗、滞、蓄、净、用、排等措施建设了众多的集雨型绿地,这有效地解决了任丘市水资源短缺以及减轻排水系统运营压力。但海绵理论的运用离不开绿色植被的支持,如果任丘市政府能够根据自身情况选择合理的植物用于园林建设中,就可以进一步提高园林建设的蓄水能力。所以,政府在建设园林工程之前,首先应选取任丘市环境和气候相适应的植被进行种植,促进城市水资源的有效利用。例如,政府首先应对所在城市的环境,气候以及年降水量的分布进行详细的分析和了解,紧接着,应聘请相关的植被和海绵城市研究专家,结合城市的环境和气候对植被进行合理的选择。可以先设立植被实验室,进行小面积的植被种植和试错,并且采取植物快速叶绿素荧光分析技术和生物滞留技术对植物材料进行有效的测定,可以将植物置于干旱,适中,水淹的三种条件下,利用植物荧光仪测定在这三种条件下成熟植物叶片的叶绿素荧光动力值,并且详细记录每一种植物材料叶片在三种条件下的荧光产量,然后进行多次重复测量,在保证实验数据准确的情况下测试植被的抗旱性和抗涝性,此外,还应充分考虑植物材料本身的根系发达程度和自身繁殖能力,对植物在不同土壤条件下的根系稳定程度和生长繁殖速度进行测量,并且选取一个恒定的参考标准。而就任丘市海绵型植物园植物的选择来看,其在栽植水生植物时就选择了抗旱性,抗涝性强,根系发达,繁殖能力强的植被(芦苇、千屈菜)种植,这既营造了丰富多彩的园林景观,而且也起到了雨水储蓄净化的功能。通过上述案例分析,我们可以看出因地制宜选择栽种植物,可以将园林景观中植被的作用发挥到最大,打造一块巨大的海绵,解决城市的各种水资源问题,促进城市的不断建设和发展。
4.2建设可渗透地面,为植被提供充足的水分,加强储水和排水效果
海绵城市的整体布局思路主要包括“渗,滞,蓄,净,用,排”等六个步骤,这同样适用于市政园林工程的建设,因此,针对渗的工程,政府应积极地财务措施,建设可渗透地面,从源头减少径流,净化初雨污染,促进海绵城市在市政园林景观中的应用。而可渗透路面是指采用具有一定的吸水能力和透水性能强的材料所铺设的地面,雨水通过这样的地面可以很好地往下层进行渗透,从而大大解决地面积水的问题。以海绵型植物园的建设为例,其位于任丘市京开道以西,北环路已北,整片园区共占地36.19公顷,其在建设过程中充分利用现有的地形地貌创造了河、湖、岛相连的格局。植物园在修建过程中全园铺装面积51331.58m2,透水铺装面积33793.54m2,透水砖应用比例为65.83%,正是这些可渗透地面使得植物园做到了水能存得住,大雨排的出。现如今,新建道路中华西路、昆仑南道、渤海西路、会战北道、泰山北道等9条道和植物园园、站前公园张华绿色家园等9处公园采用透水铺装材料。主要的三种可渗透路面分别是透水砖路面,透水混凝土路面以及嵌草砖路面,因此,在铺设可渗透地面时,应根据园林景观工程的具置以及地形地貌采取合适的路面进行铺设,可以在人行路和园林广场中铺设透水砖路面,并且可以根据实际的情况设置一定的路面坡度,在坡向道路两侧采用嵌草砖路面,这样既可以在降雨时,通过路面坡度将雨水进行有效的渗透,解决地面积水问题,还可以起到美化园林景观的作用,实现有效地渗水排水。
4.3采用下凹型绿地,打造雨水花园
雨水花园是指自然形成或者人工挖掘的浅凹性绿地,主要用于汇集和吸收地面的雨水,并且通过植被和沙土将雨水进行有效的净化,并使之逐渐渗入到土壤当中,很好的涵养园林植被,促进其茁壮成长。因此,可以即利用雨水花园这一特点,在市政园林景观的工程中采用下凹型绿地,打造雨水花园,实现水资源的可持续利用。例如,张华绿色家园公园根据现状地形做的下凹性绿地,设计时在雨水花园区域底层铺设了碎石,上层铺设了上层铺卵石及散铺种植土,并种植半湿生植物,这样可以在下雨时将雨水汇集到雨水花园中形成雨季池塘景观,有效增加了公园的观赏性。与此同时,还可以考虑在其表面覆盖一些净化能力强的沙子,有效地去除径流中的悬浮颗粒,有机污染物等有害物质,净化水资源,在此基础上,在地下铺设与其相通的管道,将净化过的水用于补给景观用水,实现水资源的最大化利用。通过这种下凹型绿地的建设,不仅可以实现蓄水和净化水的功效,还可以通过其表面植被的蒸腾作用,调节空气中的湿度和温度,有效地改善环境,美化整个园林景观,将海绵城市的作用发挥到最大,促进城市的绿色建设。
4.4在植被的基础上建设生态植草沟,解决城市内涝问题
城市的内涝一直以来都深深困扰着城市管理者,其具有积水量大,积水面积广的特点,在段短时间内很难进行解决,而在海绵城市的建设中,生态植草沟是一项十分有效地设施,因此,可以在市政园林景观植被的基础上建设生态植草沟,解决城市的内涝问题。例如,植草沟是种有植被的地表浅沟,可以收集,输送和排放雨水,并且具有一定的雨水净化作用,与雨水花园类似,但植草沟的成本较低,且能够较好地美化园林景观,但铺设的要求较高,因此,在铺设时应充分结合地形,可以在市政园林景观中不透水的路面再用干式植草沟进行铺设,并且聘请相关的园林设计和植被铺设人员,将植草沟的断面形式设计成三角形或者梯形,并且控制植草沟的边坡坡度,如果坡度较大,可以采用阶梯式的方法进行铺设,同时控制植草沟的深度和宽度,不断地进行实验,确保其可以有效地收集和排放水资源,另外,值得关注的是,植草沟可以用于衔接其他的单项设施,比如城市的雨水管道系统和雨水径流排放系统等,所以,可以将生态植草沟与雨水管道联合应用,发挥其最大的效果。通过在市政园林景观中建设生态植草沟,不仅可以很好地将其与外界雨水管道系统进行连接,最大限度地解决城市内涝问题,还可以促进城市生态环境的良性循环,实现生态的可持续发展,促进城市的发展与建设。
4.5注重园林工程和天然水体的保护,真正实现可持续发展
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Key words: sponge city;municipal water supply;meaning;influence
中图分类号:TV674 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)22-0033-02
0 引言
当前,随着城市水资源短缺问题的日益严重,各方工程开始注重τ晁的利用与排放,因此海绵城市建设的新思路应运而生,它将城市雨水利用与市政供水工程建设有效地关联起来。海绵城市建设的思路是利用“吸、渗、滞、蓄、净、排、用”等多种技术构建低影响开发的雨洪管理体系,通过有效地利用和排放雨水,进而实现预防城市内涝、利用雨水资源、美化城市等效果。总地来说,海绵城市的建设除了能满足城市的用水需要,还能使城市水资源短缺问题得到缓解,市政供水压力也会随之减小,有利于现代化城市的持续发展。
1 关于海绵城市的建设背景
受气候变化和人类活动因素的影响,城市出现了水体污染、水资源短缺、洪涝以及生态系统退化等多种问题。城市的快速发展和自然环境的变化都使得我国很多城市对水资源的需求量越来越大,因此,市政供水压力也就越来越大。有学者做了1997年到2050年我国城市化率、城市总人口、城市需水总量和城市雨水总量的数据对比,见表1。
从表1中可以看出,随着时间的变化,城市化率、城市总人口、城市需水总量和城市雨水总量都呈上升的趋势,雨水的可利用量也在持续上升。除湖泊、江河的水资源以外,还可以充分利用雨水作为城市第二水源,城市生态雨水系统的构造,不仅能减轻城市的供水压力,还能使水体黑臭等问题得到缓解,同时在多雨季节有效地减轻了城市内涝,有利于城市生态环境的改善和修复。
为了使城市化进程带来的一连串负面效应得到解决,从20世纪90年代起一些发达国家就针对城市内涝问题提出了解决方案,例如澳大利亚的水敏感城市设计(water sensitive urban design,WSUD),WSUD依据有关城市水循环系统的概念,对污水处理、水资源的再循环利用以及城市供水等进行了一个整体的综合管理(图1),推动了城市建造与规划的改变,使城市实现可持续发展。
2013年12月,中央城镇化工作会议上首次对水资源缺乏,洪涝灾害,水体污染等问题,提出了海绵城市的理念:“在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,建设自然保存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。这使得海绵城市建设在我国城市建设中新兴起来。
2 海绵城市理念
海绵城市理念是通过提高对城市建设方式和规划设计的管理,使植被、水系和建筑等都能对雨水有着吸纳、蓄渗和缓释的作用,让雨水不产生径流,城市的发展能够自然渗透、自然积存和自然净化。海绵城市建设运用科学合理的平面和竖向设计对不同设施进行组合,综合采取 “渗、滞、蓄、净、用、排”等方式,最大程度上减轻了城市化过程中对生态环境产生的消极影响。
海绵城市建设理念是一种对环保的、科学的、自然和谐的生态理念的深入渗透,是贯彻落实城市可持续发展方针的体现,它不仅能促进城市的可持续开发,还能使城市深入建设。事实证明,在市政供水中倡导海绵城市理念,能够对各种水资源进行充分利用,减缓市政供水压力。
3 海绵城市对市政供水意义
3.1 减轻城市供水的压力
海绵城市对水资源具有自然积存、自然渗透和自然净化的能力,在现代化城市进程中,能使城市建设与城市资源的关系更加和谐。海绵城市的建设来不仅能提高城市水资源的利用率,还能有效解决城市水资源短缺的问题。在城建中,要统筹兼顾雨水的开发、管理和排放系统,对于雨水的渗透、存储、管理和净化要进一步加强,充分利用雨水资源,对水资源进行再循环利用,使城市供水的压力得以缓解。
3.2 缓解市政供水管道网络压力
在建设海绵城市的过程中,应该将人工措施与自然措施合理地结合,尽量维护好城市建设之前的自然水文特征,涵养水源最好的方法是通过最初城市的生态系统来实现。另外,改造传统的粗放型城市,离不开生态手段,例如多种植植被、修复已经被破坏的水体等。在城市建设中,提高植被覆盖率,让雨水能够自然积存、渗透并净化,进而满足了城市生产生活中对水资源的多重需求,缓解了城市管道网络压力、提高管道网络承载力。
4 海绵城市对市政供水措施及注意问题
海绵城市通过“吸、渗、滞、蓄、净、排、用”七字方针加强了对雨洪的管理,下雨时采用吸水、渗水、蓄水、净水、排水的方式,适当时可利用雨水,完成了对雨水的排放与利用。从某种程度上来说,以上七字方针的雨洪管理理念与市政供水规划设计是紧密联系的。为了实现传统市政供水、排水理念的转型,可以将海绵城市理论与现代城市市政给供水系统规划设计相结合。根据海绵城市的理念,市政供水不再是单纯地满足雨水径流排放和城市居民用水、排水的需求,同时也要包含综合利用雨水、防止内涝、控制径流污染等工作内容,规划设计目标从传统的单一化模式转变为多元化的模式。为了完成多元化模式的目标,需要适当的转变市政供水系统规划设计的标准和手段,从而满足新时代下市政供水设计规划需求。所以,应构建“大一统”的规划设计思路,综合考虑市政供水系统设计、城市道路基础设施建设、城市绿化设计和城市湿地景观设计之间的有效结合。
根据“大一统”的规划设计思路,市政供水系统可以采用结构性和非结构性两种策略。每种策略所对应的措施也不尽相同,结构性策略可以采用建设雨水花园、蓄水池、生物滞留池、植被浅沟、干井、渗透沟、透水铺装等措施来实现;而非结构性策略可以采用主要措施为:合理设计道路布局、扩增可透水路面和植被的面积等。
在规划设计城市供水系统时,应当合理优化配置水资源,实现对城市给排水系统的统一规划设计。首先需要通过基本的调查预研,估算城市的用水情况。根据当前城市用水量的需求,可以从两个方面设计规划。一方面在保证未过度开发的情况下,合理开发利用城市地下水,另一方面为了实现雨水资源的合理使用,可以在合适的场地修建蓄水池等基础设施,下雨时在存储水资源的同时也解决了部分排水问题。另外,通过优化城市污水处理机制,完成对水资源的多次循环重复利用,可以极大地提升水资源的使用率。在整规划设计过程中,应考虑城市的地形地貌、建筑的设计概况,尽量避免与给水系统规划设计产生冲突,满足因地制宜的规划原则。特别在设计规划给水管道系统时,必须根据当前城市的地质条件、地下建筑布列和障碍物类型等情况合理布置管道,以降低施工难度。
5 结语
综上所述,基于海绵城市理念,可充分利用城市雨水资源,解决了城市水资源短缺问题,为市政给排水规划设计提供了一个全新的方案和设计思路,是现代乃至未来城市发展趋势之一。因此,在现代城市规划中,合理建设海绵城市,发挥其优势,打造一个全新的市政供水系统,将对现代城市建设将产生深远的意义。
参考文献:
[1]章林伟.海绵城市建设概论[J].给水排水,2015(6):177.
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(一)海绵城市建设提出的背景
“水资源短缺、水资源污染和城市雨洪灾害”这三大水资源问题在整个世界范围内都是广泛存在的并且也是制约城市发展的重要因素,但与此同时,水生生物栖息地丧失、干旱、气候变化、水生生态系统退化也同时出现,这些综合症状都是与水和水循环自然过程有关。海绵城市是可持续雨洪管理系统的中国表述,提出的目的是为了有助于解决我国的水问题和水危机。
(二)那海绵建设概念的定义
“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能,例如澳大利亚人口研究学者布吉(Budge)应用海绵来比喻城市对人口的吸附现象,根据《海绵城市建设技术指南》,其定义为:“海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方法。”
(三)海绵城市建设的意义
海绵城市的意义就在于对整个城市自然生态的综合整治,通过顺应自然规律的方式解决包括防洪、水质净化、地下水补充、水资源补充、生物多样性保护、微气候调节等多个综合的水相关城市发展问题以及与之相关的社会问题。
二、风景园林专业与海绵城市建设
风景园林学科(Landscape Architecture)这一学科是以“生物生态学科”为主,并与其他非生物学科(如土木、建筑、城市规划)、哲学、历史和文学艺术等学科相结合的综合学科。其核心工作即城市的环境绿色生物工程系统。
(一)风景园林在海绵城市建设中的机遇
绿地是海绵城市主要的物质空间构成,也是可持续雨洪管理措施的主要载体,是对传统观排水系统(灰色基础设施)的一种“减负”与补充;同时绿色基础设施设计正是现代风景园林专业的重要实践领域和研究内容。因此在海绵城市建设背景下,风景园林学科面临巨大的建设需求。
(二)风景园林专业目前在海绵城市建设面临的挑战和问题
1、在海绵城市建设系统中的角色定位不明确
从专业外来说,雨洪管理传统上由市政、水务等专业负责,尽管海绵城市中明确了园林是系统构成中的一员,但我国目前的海绵城市建设指南中,明显仍然是市政等与工程相关的专业或技术做法更受到重视,基于绿地设计的内容相对较少。
实际上,目前的工程系统倾向于把水与土分离,把水与生物分离,把排水和给水分离,把防洪和抗旱分离,是一种“水适应人”的价值观和技术管理体系。有学者已经提出本专业是海绵城市建设的“共同领导者”和多学科整合平台的重要依托,这亟待成为专业内外的共识。
2、海绵城市相关基础研究和数据平台构建不充分
我国建设海绵城市的很多规范和技术导则参考了很多美国的BMPs、LID的相关内容,但成功的海绵城市建设一定要科学严谨地基于本地条件进行研究。海绵城市技术设计需要的气象、水文等基层资料一般分属不同机构管理,设计部门获取并不容易,这直接影响了可持续雨洪管理相关设计的决策依据。国外经验是建立共享的数据平台提供设计机构,帮助建设、设计方更科学合理的完成相关设计工作。
3、相关人才的培养与继续教育亟需相应更新
海绵城市建设是一项跨思维、跨尺度、跨学科的高度综合复杂城市生态建设,所谓跨思维是从“水适应人”的思维转变到“人适应水”的过程。跨尺度是指海绵城市不仅仅是雨水利用和管理问题、应用LID技术和场地措施,还应该包括宏观尺度、中观尺度的保护区域水文循环过程,应该是从宏观到微观不同尺度的承接与配合;跨学科是指在海绵城市的建设中不仅需要风景园林学科对绿色基础设施的相关规划与设计。
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一、海绵城市新概念
海绵城市这个叫法源自于业内和学术界的一个表达方式,就是用海绵来描述一些具有吸收能力的城市,这几年更是用海绵这个概念来形容城市或土地具有吸收调节能力。海绵城市是一个比喻,用来表示形容可以合理开发利用城市降雨的一个系统,意思是有雨水的时候,城市就如海绵吸水一样,可以对雨水进行接受、保存、过滤,并使雨水更加干净,这样就可以对地下水进行自然补给,促进水资源循环利用。在干旱季节里,通过排放地下水库的水,达到缓解干旱、补充城市水资源的功能。
原有的城市设计的雨水排放,主要是采用排水管和集中污化处理的方式来处理雨水。新型海绵城市更注重于采用多种方式排放回收雨水,比如采用绿地排水沟、凹式绿化带和其他更自然的方式来促使雨水的快速消散和回收利用。因此要积极促进城市建设绿色环保建筑,绿色环保建筑是海绵城市建设的根本基石。从每个小区开始,建设各种下沉式绿化带和雨水排放花园,房屋屋面也可以设置排水收集系统,同时辅助建设各种小型储水装备,这些都有助于促进雨水的排放回收,达到对地下水进行补充的目的,总之就是利用各种方式把整个城市建设得更为绿色环保,更好的对水资源进行回收利用。
二、如何建设海绵城市对策思考
(一)制定适合我省特色的政策,为海绵城市建设提供政策支持
首先要制定一个适合海绵城市建设的可持续发展的政策架构,因此要做一个整体的规划设计,从整个的政策法律体系、以及具体的财政税收政策、还有整个行业产业的管理、以及相关产业的结构调整,甚至到技术人才的培养,整个社会的参与程度等等都需要通盘考虑。海绵城市建设很有发展潜力,但是必须要有具体政策和实施措施支持,否则这个工作难以开展和维系。所以要借助水资源管理体系改革机遇,根据海绵城市建设制定相关的配套政策措施。首先进行水资源的调查和立法工作,进行汇总总结之后,积极构建整个水资源管理和使用的政策方案,可以从如何实施保障、如何划分责任、如何筹集资金、如何进行制度管理这几个方面着手,建设完善的水资源法律和政策体系。要从立法规划指导的基础做起,建立水域管理法规体系。省级管理应当抓住海绵城市建设概念,对全省的湖泊、江河流域、森林水系进行范围标识管理。各级县市要根据海绵城市建设的理念来指导城市建设规划,根据这个整体建设规划制定具体目标,在城市建设中留足生态透水绿地,尽量减少硬化地面,保护好城市的原生水生态系统。我省应以国家的《海绵城市建设指南》为指导,制定出一套符合国家标准的海绵城市建设方案,与之相适应的是要制定适当的政策鼓励建设新技术的应用研究和开发,在建筑行业推广先进施工技术和新型的建筑材料,努力培养出和海绵城市建设相关的新兴产业和先进企业,实现城市建设的供给侧改革,改善城市居民和城市水系的关系,实现和谐发展。
(二)加快城市生态文明建设,促进海绵城市建设发展
近年来,我们的城市扩张速度很快,同时城市的地面硬化程度也在不断增加。因此有必要对此进行约束,可以采取措施逐年减少硬化地面,同时根据这个措施制定一个相应的年化指标,并且每年进行考核。对发展中的农村也要进行地面硬化指标管理,避免在城镇化工程中盲目加大地面硬化程度。
福建城市比较多丘陵、山脉,城市水系发达,因此疏通河道尤为重要。利用自然下沉式绿化带可以尽快疏散雨水,因此可以在城市多建立下沉式的绿化带或者绿地。完善城市下水道建设,城市下水道被称为“城市的良心”,因此看不见的隐蔽工程尤为重要。我们大多数城市的下水道建设很落后,所以可以在城市建设地下管廊,铺设大直径管道排水,同时铺设电力、电信、自来水、燃气、广播电视等等市政部门的专用管道,这样可以避免重复开挖路面,同时提高了消防抗灾能力。
(三)引入创新技术为为海绵城市建设提供技术支持
海绵城市建设是一个全新的理念,因此有必要引入创新技术进行城市建设,如在污水处理问题上可以加强对雨水的收集和净化,可以采用一些生物净化的办法,或者通过对雨水的过滤来净化雨水,达到雨水回收的目的,可以建立一些制度来实施。对城市污水的处理也要尽量要就近处理。因此,有必要建立雨水的回收利用系统,利用城市的建筑屋面、道路排水、以及城市的各种绿化地带、还有公园绿地,对雨水进行收集净化回收利用,同时把原有的城市水系重新恢复,比如城市原有的内河、水渠、池塘、湖泊,都应该重新修整重建,这样可以有效解决城市热岛效应问题。同时要注意对城市的地下管网进行维修检查,避免因强降雨或者其它地质灾害造成损失。推广这些新技术建设海绵城市,可以改善地下水资源,改善土壤环境,减少城市生活和工业污水的排放,从而改善整个城市的水资源状况。
因此要建立全民惜水的社会环境,让大家都意识到水资源的重要性,并且从立法上开始建立对水资源的保护和规范节约使用的制度,同时要鼓励大家有全民监督的意识,让大家都参与到对水资源的保护利用的事项中来,甚至从水资源的规划开始就应有专门的组织监督建设,除了合理保护利用水资源,还可以引申出相关的亲水产业和亲水文化,丰富城市文化生活。
(四)建立健全投融资机制,为海绵城市建设提供资金支持
海绵城市的建设离不开大量资金的投入,除了财政补贴的支持外,应当大力利用市场的投融资功能,可以向社会市场融资融券,比如发行中长期债券,采用PPP模式,为建设海绵城市提供资金支持。建设海绵城市离不开社会的支持,因此要对现有的城市投融资模式进行创新,政府对这些公共项目的建设除了进行政府投资外,也可以对社会资本进行引导进入,政府加强监管监督,促使海绵城市建设顺利完成。
(五)学习借鉴国外先进经验,建设有福建本土特色的海绵城市
国外对于海绵城市的建设有相当多的经验,因此我们可以借鉴国外的先进经验,形成我们自己的特色。例如在英国这个比较缺水的国家,政府就鼓励建设各种雨水收集设施,同时也注意提高大城市的排水能力,政府积极鼓励市民们在各家各户的屋顶上花园里建设各种雨水收集设施,对一些大型的公共建筑和商业建筑,也建设雨水收集设施,这些都可以很有效地解决他们的水资源收集利用问题;法国是一个降雨比较多的海洋性气候国家,因此他们更注重对洪涝灾害的防治和对雨水进行收集处理循环使用,因此他们更注重对城市的海绵化建设,只有把城市建设成了注重生态循环的海绵城市,才能解决了洪涝灾害又合理利用了雨水资源;日本是一个绿色国家,东京这个大城市就遍布各种公园,适合各种需求,为了保护这些城市绿色空间,日本制定了大量的相关法律和法规,可以长期有效的保护这些绿色空间,大量的绿色空间不仅净化了空气,而且还极大地保护地下水资源。这些经验对我们都很有实际借鉴意义,我省在建设海绵城市中,可以综合考虑参考这些经验,根据实际情况,建设有本土特色的海绵城市。
参考文献
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1海绵城市理论的运用原则
1.1优化规划
城市园林设计中,海绵城市理论的应用,其主要构成部分包括三项内容,第一个是城市雨水,第二个是雨水灌渠,第三个是超标雨水径流排放系统,三者之间是互相合作的关系,三者对海绵城市建设的作用十分突出,因此,在城市园林设计过程中,要保证三者之间的协调统一,并促使三者之间的衔接到位[1]。具体而言,在进行城市规划时,要兼顾绿色设计与灰色设计,同时,在注重从源头减少地面雨水径流的同时,也要注重在设计末端对雨水进行调解,与此以外,要充分认识并且在规划过程中要综合兼顾考虑到海绵城市建设过程中的复杂性,坚持可持续发展原则,更为重要的是,城市中相关的政府部门,要积极配合海绵城市的发展建设,最大限度的对海绵城市规划进行优化。
1.2注重生态性
海绵城市理论的应用,其出发点和落脚点就是保证和提高整个城市的生态性。在城市建设领域中,将管道、沟渠,以及泵站类等工程,称之为灰色工程,而海绵城市理论下,是通过更加灵活、更加贴近自然的工程设施,实现对城市雨水的处理,我们将此种方式称之为绿色工程,从而在城市建设发展过程中,兼顾人类社会效益的同时,也能够兼顾生态效益。尤其是在城市中的老城区地带,由于建设时间较为久远,管理不到位,雨水设施大部分都年久失修,较为落后,在雨水天气过后,雨水径流问题严重,因此,要在保持生态性的基础上,建设和发展雨水系统,保证雨水处理设施能够充分发挥作用。
1.3安全第一
现阶段,无论是何种工程,安全性都是居于首位,海绵城市建设也不例外,在建设过程中,要将城市居民的生命安全放在最重要的位置,在海绵城市的设计过程中,要立足城市的水资源实r,并结合城市的降水规律,遵守城市对水资源保护,以及城市对内洪处理的具体制度,设计出安全、科学、高效的海绵城市。
2海绵城市理论的实际应用
2.1城市道路设计规划
在海绵城市理论应用过程中,道路规划方法有两种,第一种是道路景观绿化,第二种是人行道雨水排放[2]。针对道路中的凹陷绿地,可以将其中存积的雨水,通过引流的方式,引入城市绿化带当中,将其看作天然的储水箱,减少雨水的下渗。同时,在利用城市道路中的渗透道路时,可以适当的强化它的雨水渗透作用,但是,若是城市道路路面上有大量的淤积泥土泥沙,或者是有其他垃圾污染,则要认真思考,渗透路面的可行性。
2.2自然排水系统设计规划
这一系统的工作原理,从本质上而言,就是在城市中固有排水系统的基础上,促使雨水通过不同的集水管直接被排放到城市外部的河流当中,但是,在排放过程中,将城市中的雨水视作地下水,为城市中的土壤还有植被提供水源。这一系统的构成包括城市中的植被,以及城市中的坑洼地,还有经过人工改良的土壤,最后,还包括城市本土的土壤,以及城市排水系统中自带的排水管道。
2.3雨水花园设计规划
海绵城市理论下,所谓的雨水花园,即是指以浅凹陷的方式,栽植城市中的各种植被,如灌木、话木,还有花草等等,以及城市其他基础设施中,带有植被的地带。雨水花园,充分发挥了土壤和植被对雨水具有过滤的作用,切实保证了雨水的充分渗透,并且能够最大限度的减少雨水的径流。在雨水花园中,充分的将城市的雨水管理系统与城市园林设计两者结合,一方面,有效的解决了城市的雨水问题,另一方面,又起到了美化城市的作用。
2.4可渗透路面设计规划
从本质上分析,海绵城市理论的运用,对整个城市园林设计而言,可渗透路面的实质,就是综合利用多种技术手段,将原有城市道路中那些不可渗透雨水的路面,转变为可以渗透雨水的路面,主要的形式是通过增加渗透量,从而减少地表的雨水径流量。从某种意义上而言,在城市雨水管理系统中,应用可渗透路面,就是对实际的雨水问题展开的一种具有缓和性质作用的措施,在此基础之上,能够切实减少对其他雨水管理技术手段、技术方法的使用,从源头上解决城市的雨水问题。目前,在可渗透路面中,被广泛应用的材料有水泥砖块,以及具有渗透功能的沥青,还有可渗透混凝土等[3]。
总结
综上所述,海绵城市理论,是时代不断前进背景下,城市建设发展的产物,在城市园林设计中,充分应用海绵城市理论,具有积极的影响和意义,一方面,能够降低城市园林建设的经济支出,另一方面,还有助于提高城市园林的运行管理质量,更为重要的是,海绵城市理论的应用,可以促进城市园林的建设质量,使其朝着更加自然、更加和谐、更加美观,更具实用性的发现发展,能够充分发挥城市园林的各种功能,体现城市园林的价值。
【参考文献】:
[1]孙威.关于“海绵城市”建设理论的运用与思考――以银川滨河新区黄河外滩公园休闲旅游观光道和木栈道工程景观设计施工为例[J].现代园艺,2015,11:74-76.
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文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)09002602
1 引言
我国城市正处于快速发展阶段,对城市品质的提升提出了新的要求,即建设一座可持续发展,具有示范意义的生态城市。城市发展应充分利用现有的自然条件和历史文化资源,利用有利条件,建设高标准的生态系统,提升环境质量与品位,突出城市特色。运用海绵城市的理念,指导城市绿地系统规划,对城市绿化品质提升具有引领作用。
2 海绵城市相关内容
海绵城市是指城市能够像海绵一样,在面临环境的变化和因雨水产生自然灾害时,能够有良好的“弹性”。城市能够良好的吸水、蓄水、渗水、净水,也可以将蓄存的水释放并加以利用,补充地下水,调节水循环。这是我国在解决城市雨洪问题方面提出的一种新型模式。这种新型的城市建设模式,分析其主要的原因就是近几年来我国多个城市雨洪问题频频发生,城市水问题日益成为国民所关注的重点问题,这也就引起了国家对于城市水危机的重视以及对优化城市排水系统的反思与建设。
由于人类在城市建设过程中急于求成,忽略了城市生态环境问题,从而导致严重水污染,加剧了我国水资源的短缺,城市用水安全也受到了严重影响,同样还面临着水生物栖息地丧失等多种问题,面对这一系列问题的发生,我国的传统建设模式由于排水设施和防洪措施的落后以及对雨水资源循环利用意识的薄弱,使得我们完全不足以应对内涝灾害等问题所带来的影响,更加无法改善和缓解城市的水生态问题,因此必须针对这些制定应对的措施。在相关的行业和领域对城市水问题综合管理与应用的共同研究与探讨之下,国家提出了“海绵城市”这一理念,并了相关的建设要求,许多城市纷纷投身于建设海绵城市的行列当中。
建设海绵城市,最重要的就是要遵循生态优先原则,即将自然方式与人工途径相结合,在确保城市排水防涝的前提之下,能够最大限度地将雨水在城市区域内存储、渗透和净化,从而在促进雨水资源利用的同时保护生态环境。生态环境是首位,不能为了城市的建设而损害我们赖以生存的环境,否则便会得不偿失。
综合以上的种种问题和理念,本文所提到的“海绵城市”正是近些年来我国城市规划以及相关行业内的热门话题和前沿思想。随着关注程度越来越高,更加促进了这一建设理念的形成,相关领域的配合加速了海绵城市的建设与发展。
3 城市绿地系统规划相关内容
3.1 建立系统性的思维
在绿地系统规划中,必须把握好整体性的原则,不能着眼于简单的功能而单独布局,而应该将各种绿地视为绿地系统的有机组成部分,将区域内的点状、线状、面状绿地根据功能统一规划布局,做到功能上的整体效益最大化。
3.2 建立循序渐进的方法
结合绿地现有条件,制约绿地建设的因素较多,在这种条件下,绿地系统规划必须遵循渐进性的原则,分阶段地实施,才能保证绿地系统规划能够得到有效的实施。具体地说,应该首先把重点放在人口高度密集、绿地严重不足的地方,结合城市改造等多种手段增加绿地的面积,逐渐改善这些地区的生态环境。在此基础上再逐步扩展到周边地段,阶段性地改善绿地状况。
3.3 树立可实施性原则
城市绿地系统规划不能只停留在城市绿地系统总体规划阶段,不应该只要求在城市规划总图上完成人均公园绿地面积和城市绿地率这两方面的硬指标,因此在规划中要通过加强对城市绿地建设过程中各个环节的政策设计,将土地空间和各种生态政策相结合,以政策设计为核心缩小绿地系统规划从编制到实施的距离。
4 海绵城市在绿地系统规划实践
根据现状资源调研分析,响水城区水系发达、河网密布,划充分利用优越自然资源条件,以河流、防护林带、主要交通道路等形成城市绿网骨架,形成对城市街区的绿色包围和穿插,并保持主城区内外绿地之间的有机衔接和贯通。规划重点突出“古淮生态镇,响灌水绿城”城市特色,通过“水绿生态网架”绿地系统的建设,打造具有浓郁苏北水乡风情、独特人文环境的生态宜居城市。
4.1 规划目标
将城市总体规划与海绵城市体系相结合,通过城市用地规划、雨水工程规划、道路交通规划、绿地系统规划等规划内容,逐步构建并完善低影响开发雨水系统。从区域环境的自然本底出发,充分保护和利用城乡依托的区域大环境各种自然要素,形成城乡一体的生态绿地系统,建设“城、田、海”的水绿型生态城市基本构架。基于生态安全和区域协同发展,通过梳理“带―廊―径”的线状系统,布置绿化重要节点,使得县域形成“点、线、面”结合,多层次、多功能、立体化、网络式的生态结构体系。
4.2 规划结构
针对于响水城市特点,海绵城市体系的布局主要以点、线状为主,同时结合城市的改造,利用较少的用地集中解决问题,针对于城市规划区,海绵城市体系布局可更加的全面化与多元化。城市绿地系统通过把点状绿地、带状绿地以及面状绿地有机地联系在一起,以形成稳定的绿色空间。绿地系统采用线系统与面系统结合的方式,构筑生态型、多层次、多功能、立体化、网络式的生态绿地空间结构体系。
(1)线系统为“五带五廊多径”。“带―廊―径”为线状区域生态绿地系统的等级结构。“带”为区域绿地系统的“骨架”;“廊”为区域生态绿地系统的“主动脉”;“径”为链接区域内部生态绿地系统的“毛细血管”。
线系统的建设重点是积极构筑生态廊道。生态廊道指相邻两源之间最易联系的低阻力通道。构筑县域灌河、南潮河、唐豫河、中山河、黄响河、通榆河、响坎河和陈坎河为主要的河流生态廊道。326省道、307省道、337省道、金海路、连盐高速公路、226省道则为主要的道路生态廊道。保护措施的建设重点是注重打造交通防护绿廊 、河海防护绿廊、高压走廊防护绿廊。
(2)面系统为“两区、六镇、六园”。“两区”即响水主城区和港城2个生态城区;“六镇”即小尖、黄圩、运河、双港、南河和大有6个卫星城镇;“六园”即响水湖和东鸣湖综合公园、特色主题公园、现代农业示范园区、灌江口沿海风景区、黄河故道风景区和古云梯关风景区等6处大型公园。
面系统建设在县域范围内加强中心城区、中心镇、中心村和各类自然保护区、文化古迹保护区等的绿化建设,强化植被恢复力度,以江苏省级园林城市、国家园林城市绿地指标为依据,形成城乡统筹、城市与自然协调、人与自然共生的县域大环境绿化格局。
4.3 绿地系统规划
(1)规划增绿,结合城市改造,集中增设公共绿地。根据总体规划要求,未来城区发展可以结合改造,进一步加强可以结合城区综合环境改造与整治,把规划中尽量腾出的土地用于绿化建设。规划可增加的城区公园绿地建设项目主要包括灌河滨河风光带、通榆河风光带、响坎河带状公园、美鲈路游园、军民路游园、幸福路游园、双园路街旁绿地和广场绿地等带状公园和社区公园绿地,通过新增的公园绿地进一步完善城区绿地类型与空间布局,形成合理的服务半径覆盖区,提高城区居民进行绿地游憩休闲的均好性和开放性。
(2)见缝插绿,增加城区口袋公园项目的规划建设。城区由于人口密集,绿地占地面积小,导致了户外公园绿地远远满足不了广大市民的户外活动需求,而大型公共绿地的建设条件又十分有限,因此可以结合城区用地改造和综合环境整治,增加口袋公园项目,主要包括各种小型绿地、小公园、街心花园、社区小型运动场所等。口袋公园不仅能弥补城区内公园绿地的不足,随时为城区居民提供温馨、和谐的室外交流场所。同时具有投资少、见效快、方便市民的优势,规划城区口袋公园项目可重点围绕城区现状居住用地、公共管理服务用地和商业服务业用地的附属绿地建设展开,特别是针对现状建筑密集区域采取“整治增绿、拆违建绿、见缝插绿、拆墙透绿”等工程方法,进一步提升城区绿化美化绿化水平,从而能不断改善城区微观景观环境,提高城区居民生活质量。
(3)立体造绿,加强城区垂直绿化、屋顶绿化的建设。垂直绿化和屋顶绿化的建设,是在短期内有效增加绿化的面积,改善城市生态环境与景观的有力措施。通过对城区公共建筑的改造,进一步加强城区公共建筑的立面、窗台、围墙、廊架等立体绿化,不仅可以极大地拓展城^绿化空间,缓解城市用地紧张的矛盾,同时其对于保护、改善城市生态环境等方面亦具有巨大的生态价值,有效地增加城区的绿化面积,进一步突出城区绿化特色和亮点。
5 结语
在建设过程中,海绵城市与绿地系统规划相互指导。海绵城市对绿地系统规划进行统筹安排,使之形成合理的绿地空间系统,海绵城市的建设满足城市生态防护及环境美化等功能,对城市雨水收集及利用有良好的示范效应,更大程度发挥了城市绿地系统的作用。城市绿地系统规划的建设同样也会对海绵城市的建设有一定的影响,它会使海绵城市的建设内容更加完善,作用更加突出。
参考文献:
篇10
1海绵城市
所谓海绵城市,就是让城市具有和海绵类似的一些特性,即城市能够很好地收集雨水以及释放雨水,城市的雨水收集以及利用的整个体系,并且将城市的建筑物和道路以及绿化工程都做一个比较系统的整治,加大城市收集水的能力,从而利用自然界的力量来帮助城市能够更好地自我调节。海绵有2个方面的特性:第一,能够自如地吸收、保存、释放水分;第二,其经过压缩之后能够反弹,从而恢复到原来的形状。海绵城市的效果就是像海绵一样,不仅能够自如地吸收、保存和释放水分,还能很好地释放水分来保持原来的形态不发生变化。海绵城市主要有3个内容:第一,城市通过改造自身的各项基础设施,来改善城市的排水体系,从而使得城市水能够很好的循环,即收集存储水的同时,还能够净化水,从而加以利用;第二,城市的排水系统能够很好地减少甚至避免洪涝对整个城市的影响以及破坏;第三,通过园林工程的建设,能够将城市环境以及自然环境有机地结合在一起,避免在城市建设过程中对生态环境产生不同程度的影响。综合起来就是通过海绵城市的建设,能够让城市自如地应对可能出现的不同程度的降雨以及洪涝灾害,从而维护人与自然的和谐,由相关资料可知,海绵城市的目标就是在地下储存以及渗透70%的水分,如果不能实现,就不算是一个合格的现代化城市。
2园林工程如何应用到海绵城市当中
2.1统筹规划城市的山水林田湖
通过园林工程来治理山水林田湖,提升城市水的管理能力,增加绿地面积,加大对山体的维护,将绿地和港渠以及水体有机结合起来,并且使用相关的净化手段。
2.2保护城市中的湖泊以及湿地,提升海绵城市的储存能力
城市中的湖泊湿地是最佳的雨水储存场地,所以,城市建设中要利用园林工程来建设河滨的湿地以及植被缓冲带等低影响的开发体系,在国内外的园林工程建设中,最著名的就是日本的多自然型河道的建设,以及瑞士和德国的河流回归自然的改造建设,其能够帮助我们很好地建设海绵城市。
2.3通过城市的排水体系来计算园林工程中绿地的承载能力
绿地的建设不能为了水而去做水,绿地的主要功能还是生态景观以及供市民进行身心的放松,所以,要利用园林工程使其尽可能地合理以及承载能力最大化,并且要合理地保留出一定的空间,来渗透绿地旁边的硬化地区的径流,并和城市的雨水管渠体系很好地结合在一起。
2.4下凹绿地的建设
因为很多城市的用地都十分紧张,所以导致城市主干道的绿带都十分狭窄,绿带的宽度都是1~4.5m,很难进行下凹绿地的建设,所以在园林工程的应用中,首先要了解城市的初雨弃流的时间,然后通过初雨工程来进行净化,让一部分道路的雨水进入道路隙的地下凹绿地或者雨水塘以及景观的水体中,从而实现径流的减少以及收集和利用雨水的目的,在人行道的树池建设中,可以使用条状的连接方法,不能整体进行下凹绿地的建设,但是可以在某些部位进行下凹绿地的建设,在绿带中的下凹绿地中,不能缺少的就是初雨弃流的设备,从而保障污水不会进入绿地以及地下水中,避免造成污染。在绿地中应该有溢流口,从而便于暴雨时实现溢流的排放。对于以前的绿地方案,全部进行下凹绿地的建设不太现实,绿地的容量有最大值,如果土壤的稳定入渗系数太小,植物就会出现长时间淹水的情况,严重阻碍植物的生长,所有下凹绿地的建设一定要利用科学的方法,再结合城市的规划合理进行。
3结语
综合上述,海绵城市建设的原则就是节水,以及空间的均衡,还要系统地进行整治,通过园林工程利用自然界的力量,更好地保留水分以及渗透和净化,所以园林工程的建设措施以及模式都要符合各个城市的实际情况而采取最佳的方案,不能只注重眼前的短期效果,从而在最大程度上推动我国海绵城市的发展。
参考文献
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海绵城市主要是能够适应环境的变化和自然灾害所带来的影响,在下雨的时候能够进行吸水渗水蓄水净水,并且在需要的时候合理的释放雨水,并采取渗、滞、蓄、净、用、排等措施,通过源头消减、中途传输、末端调序的手段,实现最大限度降低对生态环境的影响。在海绵城市的建设理念中,降雨径流的排放量小于40%,截然不同于传统“快排”模式中将大于80%的降雨径流排出城市的要求,这就有效的减少城市雨水与地面的冲刷,然后将收集来的雨水进行相应的净化处理。这样不仅仅保护了生态环境,有效的降低城市内涝出现的几率,也缓解了城市居民用户用水压力的紧张。因此在晋城城市园林建设的时候需要有效的融入海绵城市理论,从而能够构建非常好的环境,促进城市的建设发展。
2、海绵城市理论在园林设计中的应用原则
2.1、整体规划原则
就目前的情况来看,园林设计中应用海绵城市理论具有非常重要的意义,在应用的过程中需要遵循一定的原则,充分的发挥海绵城市特点,对此需要针对实际情况从全局出发,做好规划设计工作。在设计的过程中需要将原来的系统进行保留,同时充分的了解系统,在实际的运用当中,要充分将海绵城市理论落实在实际的建设过程当中,还要降低雨水系统的构建,而且在进行的设计的工作当中要有效的遵守先规划有减少的重要原则,因此这样才能更好的充分的发挥其规划设计的作用。
2.2、生态有限原则
海绵城市的概念是基于生态的概念,并且在实际的运用过程当中,要充分的了解当时水资源,例如江河与湖泊以及渠道,而且必须考虑到排水系统,从而要保障雨水自然的寄存和自然净化,这也将是循环利用的关键部分,然而在这过程当中要不断加强生态循环,其次,生态自然自身就有着很强的恢复力,这对前期破坏的部分起到修复和二次融合的功能。
2.3、因地制宜原则
在园林设计过程中需要遵循因地制宜的原则,因为每个城市的环境以及地域存在很大差别,因此在土壤、降水、植被覆盖率等方面都存在差异,在实际的应用过程中需要结合实际情况进行考虑,有效的将其海绵城市理论融入其中,从而更好的确保园林设计的有效性,促进园林行业的建设发展。
3、海绵城市理论在园林设计中的应用
3.1、城市园林道路设计
为保障园林设计雨水渗透的高效性,道路设计采用以下几点措施:①选用具有渗透性能的沥青,在道路结构设计上保证雨水的渗透,控制短时表面径流量;②结合地形,可适当的将人行道或者非机动车道改成随地形走向的线型,以便增大道路两侧的绿化面积,同时选择吸水性较强的植被,缓解雨水的瞬时径流量;③道路分隔绿化带采用“下凹式绿地”设计,引导道路雨水进入下凹式绿带,同时经特殊配比的种植土,可涵养一部分雨水,多余的再由溢水口排走,保证植被的生长条件;④严格按着“海绵”设计理论,选择渗透性强的铺装材料,嵌草路面、草皮,多孔混凝土等。尤其是公园和树林边,可以采用木屑、卵石等材料。
3.2、雨水收集系统的合理设计
(1)渗透性铺装。要科学合理的做好园林铺设的相关工作,并且可以更好的确保地面渗水与排水功能能够得到充分的发挥,和水泥地面来相比较的话,不仅可以更好的减少施工材料在数量的投入,也是更加符合景观生态设计的理念,园林设计和自然环境保护是一种和谐的联系。在普遍情况下,铺装设计需要在地面上铺设一层砂砾的垫层,从而来提高其稳定性和渗透率。在主道上普遍都是在垫层上铺设砖层,这样能够为人们在上面行走提供很好的便利,在辅道与主道路的两边,都要铺设石子路,以便能够很好的实现于是的渗透作用。(2)园林生态水渠和雨水缓坡。在建设园林生态水渠的过程当中要严格根据地形条件来做好生态水渠工作,生态水渠也可以作为园林景观的重要组成部分,也在其中起到雨水汇水的重要作用。渠道的建设将分为明渠与暗渠。暗渠一般都是进行园林设计时,在地下预留一定空间的排水沟,雨水将会沿着暗渠进行排出。明渠需要沙拉石子和透水土工布来铺设来进行相关的操作作业,从而来达到很好的渗透吸储的效果,来达到导流的作用。
3.3、雨水储蓄系统的合理设计
3.3.1、集雨型绿地。对于园林雨水储蓄系统设计的时候一般情况下可以选择设计一些集雨型绿地,而对于这一类型的植物配置也主要是不怕湿涝的植物。如果是雨水比较多的集雨型绿地,植物就能够发挥有效的作用,能够达到储水的作用,并且也可以将其作为园林景观中非常重要的部分,目前主要是让其成为暂时以湿地的形态存在着。南方地区因为雨季的时间比较长,因此在园林建设过程中主要是设计小型湿地,从而满足需求。3.3.2、人工湖。进行园林景观设计的时候会选择设计人工湖,其主要的作用是能够不断增加园林意趣,同时也能够起到园林雨水储蓄功能。在进行人工湖设计的时候需要高度重视水生植物的配置,从而能够确保雨水冲刷泥沙进入人工湖后,能够有效的保障湖水的干净和清洁,从而降低成本。总之,海绵城市理论在园林设计中的应用具有非常重要的意义,可以很好的降低城市当中径流污染的负荷程度,而且还能够很好的净化城市中的空气质量问题,因此需要重点加强研究。
参考文献
[1]彭红元.城市园林设计中海绵城市理论的运用分析[J].中国林业产业,2016,(09):94-95.
篇12
1 “海绵城市”概述
2015年4月2日,我国16个“海绵城市”建设试点城市正式公布,标志着我国“海绵城市”建设的全面开始。“海绵城市”在一定程度上就像一块巨大的海绵,使城市具有一定的弹性和张力,遇到降雨时将雨水进行吸收、存储、下渗,补充地下水和调节水循环;适逢干旱时将存储的水资源释放、外排、发散,促使城市在水的循环中变得更加“自然”。“海绵城市”建设的关键在于实现区域和城市的雨洪资源化、增加城市的水域和湿地面积、增加雨水的地表下渗率、减少地表径流、减少面源污染及减少洪灾旱灾的危害,其根本的立脚点就是视雨洪为资源,尊重、顺应、重视自然。雨洪是资源,蓄为先,一个城市要有足够的地表水面积和湿地面积来蓄存常雨量,使雨水能就地下渗,补充为地下水,减少地表的径流。雨洪虽是资源,但必须要考虑最大一次连续降雨下城市雨洪的系统管理,实现蓄洪水面、湿地、绿地、雨水花园和公园等空间的最大化,地表径流、城市排水管道分散化和系统化,及城市流域水系和汇水空间格局的合理化。
“海绵城市”的建设发展是以修复城市的水生态环境、营建城市的雨水适应性景观为前提的。依托整个城市甚至是更大的区域范围,综合运用“渗、滞、蓄、净、用、排”等相应的工程技术措施,将整个城市建设成具有“自然积存、自然渗透、自然净化”功能的“海绵体”,从而能有效地解决雨洪资源利用、排水能力提升与内涝风险防控、雨水径流污染控制、城市地下水涵养等问题。“渗”,减少路面、屋面、地面等硬化地表面积,雨水就地下渗,从源头减少径流;“滞”,延长雨峰出现时间,缓解排水的强度,降低雨洪风险;“蓄”,增强雨水就地存储,削弱雨洪流量,合理调控雨洪的空间分布;“净”,对污染源采取相应控制手段,削减雨水径流的污染负荷;“用”,借助雨水回收、雨水灌溉、雨水造景等措施,实现雨水的资源化,形成多层次、多环节的循环利用;“排”――依据城市生态安全格局,构建城市安全的排水系统,综合统筹城市的雨水管网,低影响开发雨水体系及雨洪径流超标排放系统,确保城市的排水系统有效地运行。
2 盐城市雨水概况
盐城市地处中国东部,紧临黄海,享有“东方湿地之都,仙鹤神鹿世界”之美誉,雨水丰沛,四季分明,季风气候显著,空气温暖而湿润,年降水总量为785.2~1309.5 mm,年总雨日数为96~113天。盐城市区内河流蜿蜒曲折,河网密布,纵横交错,流域中的串场河、蟒蛇河、新洋港等构成其特色的生态水脉,赋予盐城“百河之城”之盛名。
现如今,盐城市内钢筋水泥、沥青混凝土、花岗岩、大理石等材料的大面积使用,使整个城市的成为这些硬质材料的“展示场”,加上大面积的道路、屋顶的建设,导致暴雨季节(特别是夏季)带来的城市内涝时有发生,其衍生的水环境恶化问题日益趋显。2014年8月7日,盐城市大丰区遭受特大暴雨,局部地区数小时内降水量超过200mm,对农业造成巨大损失。2015年6月25日,暴雨致盐城市部分路段被淹,新都路、迎宾路,市民都在大雨中淌行。6月29日,因持续性降雨天气,盐城市全市里下河地区防洪涝Ⅲ级预警,市区内串场河水位高出警戒水位0.77m。8月9日晚至11日,盐城市大丰区全境基本持续在暴风雨中度过,在过去36小时内总降水量达364.915mm,局部乡镇达471.3mm,城市、农村受淹情况严重。地面雨水渗透能力差,自然雨洪调控能力低,城市雨水利用措施薄弱,给盐城市市区带来巨大的经济损失。如何寻找一种行之有效的城市雨水综合利用方式来解决上述问题,改善盐城市居民的人居环境,成为目前盐城市经济快速发展下亟待考虑和解决的问题。
3 城市雨水综合利用方法
3.1 总体指导思想
盐城市城市雨水综合利用必须要遵循盐城市的整体空间结构,围绕“海绵城市”建设的发展目标。树立雨水利用资源化的概念,对雨水资源先进行综合生态利用,再将其下渗补充地下水,最后将超出环境容量的雨水资源予以排放,即通过绿色屋顶、雨水花园、生态驳岸、下沉式绿地、透水铺装等技术措施,将雨水资源进行存储、下渗,促进水体、地表、土壤及地下水之间的互相循环,实现对雨水径流的有效控制,实现城市雨水生态环境的有机平衡。盐城市城市雨水综合利用要与城市雨水管网建设相结合,要在城市地形基础上进行竖向设计的宏观规划,既要达到雨水资源的充分利用,又要能增进城市运转正常且不受雨水洪涝的侵害,最终达到整个市区内雨水资源的综合利用、水体循环及雨水适应性景观的动态发展。
3.2 绿色屋顶――雨水收集
绿色屋顶是对雨水资源最为便捷的一种收集方式,其可适用于盐城市城区内的居住区、学校、办公楼、工厂等建筑的屋顶,特别是现如今盐城市青年路以北的老居住区。绿色屋顶可将雨水降雨直接收集存储,汇集于集雨桶或蓄水池中,代替公共场所、家庭及公司的洗车、浇洒道路、冲洗厕所的非饮用水。这样的技术手段可以有效地降低地表径流及较少雨水流失的比率,减少家庭用水和市政用水(如图1)。同时,可将绿色屋顶打造成屋顶花园,可在各种形式的建筑屋顶上栽种植物,合理设计屋顶的坡度,在上面铺设防水层、垫层及景天科的植物,建造“有生命的屋顶”,既能降低屋面的径流系数,削弱雨水资源的径流量,又能美化环境,提升水质,为乡土植物或其他植物提供丰富的生存环境。
3.3 雨水花园――雨水涵养
雨水花园是由人工挖掘或自然形成的,浅洼绿地内种植花灌木、地被及小乔木的专类工程设施(如图2),通过大面积的栽植植物获得视觉效果和生态效益,是较为理想、生态的一种雨水适应性景观。它具有建造费用低、面积大小不一、运行管理简单等特点,可适用于盐城市的居住区、企业、学校及商场的公共绿地。它可收集来自地面或屋顶的雨水,借助植物和土壤将雨水进行净化,并可有效地存储和涵养雨水资源,通过慢慢入渗土壤而减少径流量。雨水花园不是传统的水体景观,只是在大量降雨和暴雨径流流入时,用来收集、涵养和利用雨水的一种花园,平时较少甚至是没有积水的,从形态上来看更类似于一个雨水渗透盆地。雨水花园是以控制雨洪和降低径流污染为目的,其比传统的草地多回渗30%的水量。在设计时,可选择具有较高观赏价值或特性的乡土植物,也可选择长势强、根系发达、耐旱、又有短暂耐水湿能力及抗逆性良好的植物。
3.4 下沉式绿地――雨水滞蓄
下沉式绿地是一种处理地形低于周边地表高度的绿地空间(如图3),通过凹槽的方式方便周边雨水的流入,其比一般的绿地透水性要强,能有效地截留雨水径流,延缓排水强度及时间,还能适量地拦截和去除雨水资源中的污染物(泥土和石子)。这种雨水利用方式适用于盐城市的主要干道两侧绿化,如解放南路、世纪大道、青年路、新都路等的道路绿化带。下沉式绿地在应用中要合理计算其蓄水量及植物淹水时间,可采用与其他人造景观如座椅、假山等结合的方式,也可与其他雨水设施结合,以增加下沉式绿地的观赏性。在植物选择上,可选择多种耐水性植物交错的方式,形成耐水植物体系,丰富绿地景观。
3.5 生态驳岸――雨水净化
串场河是盐城市内重要的水域,也是因其构成盐城市的水乡特色,其对整个盐城市的水资源利用及水环境循环显得尤为重要。串场河流域的驳岸是盐城市水上旅游的特色风景线,对其处理既要做到保证驳岸结构稳定,又要满足整个流域的生态循环及环境平衡的要求。生态驳岸的设计既可保护河岸,防止雨水冲刷损毁,也有利于建立河道自净化系统,维持河流生态系统的完整与健康。生态驳岸通过运用林带截留雨水和地表径流中的大型固体颗粒物、草带去除雨水径流中的悬浮颗粒污染物和部分溶解态污染物、湿地植物带净化微型污染物等(如图4),降低面源污染对河流水质的影响,提高河流的自净能力。同时,为各种小动物、微生物的生存繁衍提供天然的生境,形成完整的生物链,提高生物的多样性。生态驳岸在降雨过程中,有效地增加了“城市海绵体”,对雨水资源的净化、渗透及过滤都起到积极的作用,也构成了盐城市特色的雨水适应性景观。
3.6 透水铺装――雨水下渗
盐城市区内大面积的不透水铺装严重地阻碍土壤、地下水和植被的生态循环,是城市内雨洪灾害及热岛效应的“元凶巨恶”。透水铺装对增强景观的渗水性是非常重要的,其能让降落在其表面上的部分雨水渗透下去进入土壤或补充地下水,减少地表积水,促进雨水资源的下渗(如图5)。它非常适用于盐城市的人行道、广场、停车场等公共空间。松散的砾石和卵石是其最好的选择材料,在适当的组合形式下,可在其表面播撒草种,以便形成坚固的绿色表面,如嵌草砖。
4 结语
围绕“海绵城市”建设目标,合理运用绿色屋顶、雨水花园、下沉式绿地、生态驳岸、透水铺装等技术措施对盐城市城市雨水进行综合利用,将有效地解决盐城市当前存在雨洪问题,也为其营造雨水适应性景观提供强有力的保障,促进水生态文明建设。为此,也希望盐城市能有专项的技术规范及政策的支持,积极提升公众的参与,共同促进盐城市生态化、智慧化的全面发展。
参考文献:
[1] 伍业钢.海绵城市设计:理念、技术、案例[M].南京:江苏凤凰科学技术出版社,2016.
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近年来,随着极端天气多发频发,从北到南,由东至西,暴雨以其独有的方式,给现代化城市留下深刻烙印,内涝似乎已成为我国许多城市遭遇强降雨后的普遍状态。武汉、广州、杭州等城市频繁遭遇雨袭击,引发严重内涝,可说是“逢雨必涝,遇涝则瘫”。 2015年,据国家防汛抗旱总指挥部办公室统计:全国657座城市中有300多座城市的防洪标准不达标,其中70%以上城市排涝能力水平达不到国家规定的标准,90%的老城区达不到国家规定标准的下限。
城市内涝不仅会造成国家经济损失、影响社会正常运行,严重的话将会威胁到人民的生命财产安全。解决中国城市内涝问题成为当前社会发展的迫切需要,也成为国家和人民关注的热点议题。近年来,“海绵城市”的理念在解决城市内涝方面越来越多地受到关注,陆续被各大城市写入在其“工作规划”中的建设目标[1]。
1 “海绵城市”理念
“海绵城市”简单来说就是将城市河流、湖泊和地下水系统的污染防治与生态修复结合起来,让城市像一块海绵一样,下大雨时就吸水,干旱时就把吸收的水再吐出来,以有效地防止出现城市内涝。
现在所说的“海绵城市”,这个概念起源于国外的低影响开发(Low Impact Development,简称:LID),即在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征,也称为低影响设计(Low Impact Design,LID)或低影响城市设计和开发(Low Impact Urban Design and Development,LIUDD)。主张通过渗透、过滤、储存、蒸发和滞留等设施,让水文条件尽量不受到开发的影响,这一概念最早于上世纪90年代提出并应用,是一种新的雨水管理思想与技术体系。
2 国内、外实践
德国早在上世纪80年代末就把雨水的管理与利用列为90年代水污染控制的三大课题之一。当地在新建工业、商业建筑和住宅区前,均要设计雨水利用设施,否则政府将征收雨水设施费和排放费。与德国重视雨水管理的方法类似,日本提出了“雨水流出抑制型下水道”,采用各种渗透设施截留雨水并收集利用。该计划纳入国家下水道推进计划,国家在政策和资金上给予支持。美国丹佛在城市社区里布置若干地块作为“海绵体”,如一些下沉式的广场、下凹的绿地,平时可作为市民休闲、健身场所,下暴雨时就成为“储水罐”蓄积雨水。
相比国外,我国在建设“海绵城市”方面起步较晚。然而,随着治水用水观念的更新,国家从政策上鼓励“海绵城市”的建设,我国的大中型城市也陆续重视起雨水的收集与利用,各地“海绵城市”规划、建设争相开展。
2013年,江苏南京市启动了雨水综合利用规划和相关管理办法的研究和编制工作。规划提出,南京市雨水利用模式分为雨水集蓄利用和雨水渗透利用两种模式。2014年山东青岛市的市政部门已经初步形成“海绵型城市”框架,目前已经在做相关的工程建设,长远目标是建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的“海绵型城市”。 2015年四川成都首次在“2015年规划工作重点”中将“海绵城市”纳入规划之中。2015年,财政部、建设部、水利部将推进中央财政支持的海绵城市试点工作,中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助。全国130多个城市参与竞争,最后经过筛选有34个进入初步名单。3月4日,三部委确定22个城市参与国家海绵城市建设试点城市竞争性评审答辩,最后有16个城市获得“海绵城市”的资格。
3 建设“海绵城市”的具体措施
“海绵城市”的建设主要通过城市的规划、建设的管控,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程技术措施,控制城市雨水径流,最大限度减少由于城市开发建设行为对原有自然水文特征和水生态环境造成的破坏。
3.1保护、修复城市原有“海绵体”
以往的城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。防涝主要依靠城市下水道等“灰色设施”。
“海绵城市”则提倡最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等城市原有“海绵体”不受城市开发活动的影响,使其能够正常发挥对雨水的“渗、滞、蓄”等生态功能。受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。
3.2新建一定规模的“海绵体”
“海绵城市”的防涝思路不同于以往的管道“快排”模式,其主要依靠增大下渗、集蓄雨水的方式对突如其来的大雨量进行“慢排”。
新建人工湿地、绿色房顶、水塘、人工湖,大片植草沟、下凹式绿地的种植,地面停车场铺设的多孔砖,人行道上的透水铺装都是增加城市“海绵体”的有效举措。
在东京和大阪,街头的小型公园、绿地和广场无一例外地采用“沉降式”,比周围地面低0.5米~1米,雨水可以轻易在此汇聚并渗入地下。据有关数据显示:若每棵树的树坑低于路面0.3米,那么下雨时,每个树坑可蓄雨水0.432立方米。这些小举措既满足城市居民的日常使用功能,又具备了内涝防治的“海绵”功能。
3.3转变传统雨水观念
雨量过大一直被认为是城市内涝的“真凶”,然而同样下雨,山区却只会发生洪水而不会出现内涝。究其根本原因还是在于城市处理雨水的手段过于简单粗暴――将治理城市内涝仅仅依靠管道排水。在将雨水视为资源的今天,事实已经证明:简单的管道排水已经无法解决城市内涝问题,而如何将雨水资源化、从更多的角度出发利用雨水,使雨水造福我们的城市,方便我们的生活成了一个新的命题。
4结论与展望
我国以往治理城市内涝的方法、思路过于简单粗暴,难以从根本上治理城市内涝问题。城市内涝的问题不仅仅是“雨水过多,管道过细”,其根本原因还是城市土地资源的蓄水滞雨能力太弱,雨水资源、土地资源没有得到科学利用。我们除了需要利用“海绵城市”的理念来治理城市内涝问题,更加需要从人自然和谐相处的角度出发来建设城市。我们需要运用先进的理念滞留雨水、净化雨水,使雨水资源化,用生态技术和适度的管道工程相结合来解决城市内涝问题。