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Abstract: Through the concept of sponge city construction, based on the experience and Inspiration of sponge city, green infrastructure and stormwater management at home and abroad, according to the actual situation of Kunming, this paper discusses the problems of sponge city construction to provide scientific guidance for realizing the benign hydrological cycle, speeding up the construction of sponge city and ecological civilization construction of Kunming in the 13th Five-Year period.
关键词: 海绵城市;绿色基础设施;低影响开发;雨水资源利用;控制指标
Key words: sponge city;green infrastructure;low impact development;utilization of rainwater resource;control index
中图分类号:TU984.11+1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)05-0021-03
0 引言
根据外国关于雨洪、绿色建筑及城市内涝相关技术,我国因地制宜提出了海绵城市的相关建设理念。海绵城市从根本上说就是雨水的自然调蓄,而相关技术则是将传统的就地排放的思路调整,将自然途径与人工措施相结合[1],从而形成的低影响开发雨水系统(LID)。海绵城市在被提出之时是用来保护城市原有的“海绵体”,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,使这些“海绵体”在应对气候环境和自然灾害等方面发挥“弹性”作用,无论是雨季还是非雨季都能起到调控的作用[2]。最近几年,国内外相关学者也做出了不同程度的研究,美国环保局(EPA)有利用绿色基础设施代替LID的趋势[3],国内王思思[4]、车伍等人利用传统的国内雨洪调蓄措施与国外雨洪管理模式相结合。目前关于海绵城市建设中最亟待解决的问题是如何地雨水综合管理利用,减少城市内涝,为城市着“绿装”。在海绵城市建设热潮下,就昆明市中心城区规划建设用地建设海绵城市的迫切性和存在问题加以分析,在科学规划、政策倾斜、资金支持、管理运营等方面提供相应对策和建议。
1 昆明市建设海绵城市刻不容缓
随着城市化与城乡统筹的进一步推进,城市规模大幅度拓展,昆明城乡发展与建设在土地资源、生态环境等空间承载方面的压力会更加突出。建设海绵城市,不论是在水资源、防洪排涝安全还是在水环境保护、水生态恢复、缓解热岛效应上都具有非常重要的作用,是应对城市规模不断扩大所带来的这些问题的综合解决方案。昆明市海绵城市建设可以增加地下水补给量、涵养水源,改善昆明水循环[5],恢复天然水循环系统;当下雨时,雨水下渗使地下水变为蓄水模式,增加了其水位高度,一方面缓解了地下水漏斗区扩展漫延,另一方面缓解了地下水位的持续下降,最终要的是削弱了雨水在径流峰值的流量,减轻了雨水对城市及周围带来的自然灾害,保障昆明城市排水安全;改变昆明现有的城市排水系统采用快排模式,增强城市地表雨水下渗能力,缓解昆明水资源短缺问题;同时能够减少河道侵占和径流污染,加强入滇河道水生态系统保护,改善滇池水环境,进而降低城市热岛效应,改善城市人居环境。
2 昆明市建设海绵城市存在问题
2.1 昆明是一个严重缺水的城市
昆明市水资源分布不均匀,雨季雨水约占昆明总降雨资源的85%;而昆明市人均水资源的用量约为300立方米,低于京津唐地区,甚至与国外严重缺水的以色列(人均水资源260立方米)相差无几,与国际人均水资源1700立方米相距甚远。昆明城市缺水问题极为严重,用水严重依赖流域外调水引水工程。
2.2 年径流总量快速增长,内涝淹水频发
结合解放后昆明中心城区建设用地规模的增长情况,估算传统开发模式下,至2020年中心城区建设用地在开发后,对应的径流量大幅增加为未开发状态的6.0倍,比未开况下增加约5.0倍。以2014年的情况来看,年径流总量比天然情况下增加了2亿立方米,约为中心城区年用水总量的三分之二,约为牛栏江引水工程远期年调水量的三分之一。
图1中为历年昆明城市建成区规模逐步增长的同时,建成区年径流总量的增长情况,由1950年至2013年,昆明建成区的径流总量增长了50倍。年径流总量的大幅增加带来了各种各样的问题,包括影响了城市所在区域的水循环、涉水安全问题、水资源短缺、水环境污染、水生态退化、加剧城市热岛效应等。昆明市的雨水资源化利用问题已成为制约其经济和社会发展的重要因素,必予以高度重视。
2.3 昆明中心城区老旧小区较多
昆明市一些老、旧城区的排水系统一般为合流制,设计标准低,绿化率低,雨季不能将雨水及时下排,往往造成严重的内涝问题,改造难度较大。昆明中心城区老旧小区的雨水收集利用要根据小区的实际情况推行雨洪回收利用系统,雨水收集利用后可提高抗暴雨能力,可降低水处理、排洪排污、管道输送维护费用,同时也可实现小区内绿化浇灌、景观用水、清洁卫生等其他功效。
2.4 缺乏城市雨水管理的综合考虑
昆明市在规划、开发、运行、管理及可持续发展方面,普遍缺乏系统、全面和行之有效的政策及激励机制,需要借鉴国内外其他城市雨洪管理利用的先进经验,高度重视城市雨水资源利用工作,出台相应政策法规和科学合理的资金补助等激励机制。昆明现有的雨水利用地方规范性文件效力低,法律保障力度不够,影响城市雨水资源利用工作的推进,对下一步开展海绵城市建设来说缺少具体的政策指导。昆明市虽已编制了《昆明市城市排水(雨水)防涝综合规划》,从规划层面对低影响开发利用雨水资源提出了相关要求,但仅靠单项专业规划来指导海绵城市的建设和低影响开发雨水系统的构建是远远不够的。
3 昆明市海绵城市建设具体措施
3.1 严格要求新建区的建设
建议成立工作组,协调规划、住建、水务、滇管、园林等相关部门,针对十三五期间的新增用地全面落实海绵城市建设要求,新建区域海绵城市建设时建议采取广义下沉式绿地和绿化屋顶为主,将源头分散式雨水径流控制作为调蓄容积的主要措施,实现地块开发后的外排径流量与地块开发前持平,不增加下游片区的内涝淹水风险;在可能的情况下,适当考虑对在建项目、已批未建项目提出补充海绵城市建设相关内容的要求。确保到2017年,昆明市海绵城市建设先行先试建设取得成效。
3.2 有序完成建成区的改造
昆明市考虑到海绵城市建设的社会影响,根据自身条件,建成区改造建议按照改造绿地、修建海绵型道路和广场、公共设施用地、行政办公用地、商业用地、居住用地的顺序,对已开发地块进行海绵城市改造,结合城镇棚户区和城乡危房改造、老旧小区有机更新等现状改造,灵活采取透水铺装、下沉绿地、雨水收集回用系统、屋顶绿化、道路生物滞留槽、干塘、湿塘等多种措施相结合的方式以实现改造地块满足年径流总量控制率的要求,缓解旧城区排水系统压力,减轻现状内涝淹水问题。对建成区进行逐级、逐步的滚动改造以实现地块年径流总量控制率要求,是未来昆明市海绵城市建设的主要内容。
3.3 优先推行绿色雨水基础设施建设
昆明市在海绵城市的推广上应着重放在海绵型公园及绿地上,增强其城市基本的调控能力,例如建设下凹式绿地、雨水花园、河岸生态滤池、人工湿地等[6]。加强对自然水体的保护以及非硬化地面的建设,禁止将其硬化是原有的海绵体的能力受到破坏,是城市内自然水体能够自然流通,构成良性水循环系统,从根本上解决水环境问题。建设海绵城市的重中之重为将原有的破坏的河道恢复其功能,实施生态修复,营造多样性生物生存环境。
3.4 创新发展雨水资源化利用产业
昆明市需要创新城市雨水管理理念,应积极开展再生水利用及雨水资源化利用的基础研究,以及新设施设备、新工艺的研发并实现产业化。污水、雨水资源化利用应从工业园区再生水利用、市政工程项目雨水资源化利用及区域性雨水资源化利用等方面同步规划建设。雨水收集利用后可降低因外流域调水(牛栏江-滇池补水工程)、污水处理、管道输送、排污排洪的成本,减少市政管网维护费用。这项产业可促使雨水的收集没备的生产、运行管理、中水利用等方面产业链的形成,为昆明市水资源供给途径,减少对城市公园或绿地的灌溉次数,节约灌溉用水量,提高水资源利用效率,缓解水资源紧缺难题,节省投资费用。
4 建议
4.1 加强规划引领
昆明市相关部门要尽快制定昆明市海绵城市建设实施方案,积极组织专家编制昆明市雨洪利用专项规划,修订与海绵城市建设相关的技术指南、技术导则等基础技术文件。将雨水年径流总量控制率作为刚性控制指标融入城市总体规划、控制性详细规划及道路、绿地、市政工程等相关专项规划编制中[7],为下一步推进海绵城市的建设进行方向把控和提供技术支撑。
4.2 完善支持政策
根据国家试行的海绵城市建设技术指南,昆明市应结合自身水文、水环境特征以及城市雨洪管理水文控制指标,设立径流总量控制、径流污染控制、雨水资源化利用三大类指标考核体系,建立完善海绵城市建设项目绩效考核u估制度[8],确保项目绩效情况得到科学客观地考核。各级政府应该将海绵城市建设作为重点民生工程,创新投融资机制,充分发挥开发性、政策性金融作用,鼓励相关金融机构积极加大对海绵城市建设的信贷支持力度。在中央财政补助力度有限的情况下,推广运用PPP和政府购买服务等模式[9],通过财政资金激励、撬动大量企业投资和社会投资,筹措其余建设资金推动项目建设。
4.3 强化人才保障
海绵城市建设涉及面广,需要从投资、设计、建设到管理运营等各方面储备人才。昆明市海绵城市建设需要重点加强技术人才的保障,通过引入专业技术人才、现场培训、与国内优先开展海绵城市建设的北京、镇江、南宁等城市交流经验等方式,增加海绵城市建设领域的专业技术人才数量,提高专业技术人才素养。各个高校应该通过对建筑、规划、环境、市政、生态等交叉学科的系统培养,造就具有可持续发展理念、综合分析和工程实践能力的创新人才。
4.4 重视能力建设
昆明市应在区别海绵城市建设项目的经营性与非经营性属性的基础上,注重能力建设,创新建管机制。建立政府与社会资本风险、收益与共的合作机制[5],采取政府购买服务、财政“以奖代补”等多种形式,吸引社会资本积极参与到海绵城市的“投、融、建、管、营”中。制定市场化、长效化的低影响开发设施运营维护管理办法,规范标准化海绵城市建设工程的监测、评估、分析、研究等一系列工作,严格绩效考核并按效付费。
5 结论
海绵城市建设不只是对城市基础设施、城市水系统的变革和创新,更是现代化的城市管理模式,涉及到城市建设、更新、改造、维护的方方面面。昆明市以海绵城市建设为契机,利用多种低影响开发措施,综合管理利用雨水资源,可改变“逢雨即涝,雨后即旱”的现象,实现城镇化和环境资源协调发展,提升城市人居环境,当好全省生态文明建设得排头兵,起到全省建设海绵城市示范引领作用。
参考文献:
[1]王斌,曹怡春.海绵型村镇广场景观空间优化设计[J].工业C,2016(4):99-100.
[2]住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)[S].2014,10.
[3]车伍,赵杨,李俊奇.海绵城市建设指南解读之基本概念与综合目标[J].中国给水排水,2015,31(8):1-5.
[4]苏义敬,王思思,车伍.基于‘海绵城市’理念的下沉式绿地优化设计[J].南方建筑,2014(3):39-43.
[5]陈梅,曹杰,颜士春.建立城市雨水收集利用系统实现城市雨水资源化[J].城市建设理论研究,2011,16.
[6]国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见[J].建筑节能,2015,43(11):3-4.
[7]郭洋洋,刘龙坤.浅谈如何推进海绵城市建设[J].建筑工程技术与设计,2015,31:1822-1822.
摘 要:本文研究了海绵城市排水防涝关键问题,提出海绵城市、排水防涝与低影响开发概念及相互关系,排水(雨水)防涝综合规划的定位,内涝防治综合系统如何落实等问题。
关键词:海绵城市;排水;防涝
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、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。
1.如何深刻认识海绵城市、排水防涝与低影响开发概念及相互关系
海绵城市是从城市雨洪综合管理角度来描述的一种城市形态和建设模式,其内涵是,现代城市应该具有像海绵一样吸纳、净化和利用雨水的功能,以及应对气候变化和特大暴雨、保障城市安全、维持城市生态系统的能力。很大程度上与国际上流行的一些其它的雨洪管理理念和方法异曲同工,如绿色雨水基础设施(GSI)、水敏感性城市设计(WSUD)等[6],都是将雨洪管理理念与水资源可持续利用、生态环境、土地利用、城市建设及管理机制等紧密联系起来的一种顶层的城市建设和雨水管理模式。总体上,根据笔者对发达国家及城市雨洪管理发展状况的理解和资料分析,许多发达国家及城市都在顺应国际潮流,朝着水敏感性城市发展,如奥克兰、柏斯、鹿特丹、墨尔本和新加坡这几个城市或国家,虽然在雨洪管理方面较为先进,但实际现状距离水敏感性城市的目标,仍然有不同差距。而纵观我国的城镇发展和水系统状况,由于发展的极不均衡,涵盖了图中的多个阶段,许多欠发达地区可能还处于供水和排水城市阶段,而北京、上海等发达城市已部分跨入水循环城市阶段,尤其污水处理及利用水平已达到相当高标准,但雨水管理仍然是一个短板,拖了城市整体发展水平的“后腿”。不过,我们发展的火车头(海绵城市和低影响开发),在某些方面和某种意义上,正在与国际接轨,朝“水敏感性城市”目标努力。因此,对解决我国城市(雨)水领域问题的长期性和艰巨性应该有一个清醒认识,如何实现跨越式发展也具有极重大的意义。
毫无疑问,排水防涝不是海绵城市的最终目标,只是在历史欠账、严峻现状下,自然突显出的一个紧迫任务而已。换言之,排水防涝目标固然重要,径流排放总量控制、污染控制、良性的水循环以及生态系统修复等其它多重目标也同样不可忽视。
值得注意的是,为了实现海绵城市建设的综合性目标,在《指南》中,LID理念已从狭义的源头分散措施的概念拓展为广义LID理念,涉及源头、中途及末端全过程及多尺度,类似美国近年来提倡的绿色雨水基础设施(GSI)。不过,尽管LID/GSI设施是海绵城市建设极为重要的一种理念、方法和一类措施,但并非全部,它们不可能完全取代传统的灰色基础设施。因为在高密度的城市化区域,“灰色与绿色”、“地上与地下”、“源头与末端”、“蓄与排”的有机结合才是海绵城市建设的关键。即使在低影响开发推行得十分成功的新西兰奥克兰,在他们的设计手册中也提到管道系统是支持水敏感设计的重要途径,有时甚至作为主要系统,这是一种务实和科学的态度。
2. 排水(雨水)防涝综合规划的定位
根据《排水(雨水)防涝规划编制大纲》要求,各城市在2014年应完成《排水防涝综合规划》的编制,但从目前已经完成该规划的一些城市情况看,规划涉及的范围、主要内容、技术路线、关键措施、科学性和合理性以及与《指南》的要求符合程度等方面都参差不齐,甚至有很大的差距。而且,也有一些城市已经做过或正在编制《低影响开发规划》、《雨水利用规划》、《非点源污染规划》甚至《海绵城市规划》,这些密切相关的规划究竟应该如何定位?它们的关系如何处理?多年前,笔者就提出,应积极开展“城市雨洪控制利用专项规划”,综合解决雨洪多方面的问题,而不是采取“头痛医头,脚痛医脚”的方式。另一方面,国家相关的规范标准体系尚未形成,因此,当务之急的《排水防涝综合规划》之内涵究竟如何?在原有整个规划体系中如何准确定位?如何响应《指南》之要求?这些都是业内急需面对及明确的重大问题。
澳大利亚昆士兰的相关规划体系可作为一个参照。在专项规划方面,除雨洪管理规划外,还有流域管理规划、城市雨洪水质管理规划、总体排水规划以及洪泛区管理规划等一系列雨洪相关规划,因此,在规划内容上也必然有重叠之处,落实过程中也会面临协调上的冲突。但有一点,他们各州有权根据当地已有研究及相关规划内容,对其中核心的雨洪管理规划目标及内容进行调整,使得雨洪管理规划更务实、更具针对性,并且也缓解了与相关规划的冲突。
S多发达国家和城市也多采用雨洪管理综合规划。但综合规划对管理体制、专业人员规划技术水平及各专业间的协调能力有更高的要求,并且规划前期需要长期的调查研究及数据信息积累。因此,应客观认识我国目前雨水规划存在的一些问题,逐步通过相关的规划规范编制和修编,对雨水规划的框架、目标和控制指标及其他具体内容进行完善。在具备条件的城市或一些新城规划时,在城市总体规划体系下开展雨洪管理综合规划是可行和必要的;而在已建成区进行改造规划时,可在传统排水规划中合理纳入防涝、LID及海绵城市建设相关的新内容,来进行补充和完善。
3.内涝防治综合系统如何落实
排水防涝综合规划的编制是一项重大举措,但更重要的还是如何落实。一个城市内涝防治综合系统的建立是一个异常复杂的过程,丹麦哥本哈根即使在较为完善的管道基础设施基础上(已达10年一遇的管道标准)编制的暴雨管理规划,仍然预计需要20年时间才能完成,实现100年一遇的洪涝控制标准[13]。我国城市发展水平差距大、管道建设落后、提标改造难度大,尤其大量已建成区涉及到拆迁、多部门协调、土地用途变更和协调等多方面复杂问题,在此情况下进行全城范围,甚至全国范围的大规模改造,带来的经济、社会及环境影响是无法想象的,要想在10年内建成较完善的城市排水防涝工程体系是有相当大的难度。
目前,《室外排水规范》已明确了管道小排水系统以及防涝大排水系统标准,同时《海绵城市建设技术指南》中又提出了径流总量控制率的建议性标准。研究表明,实现径流总量控制会对小排水系统标准甚至整体排涝标准产生影响,如何协调这两方面内容是对规划设计的一大挑战。一方面,面对规范对管道标准的明文要求;另一方面又面临着在已建成区大规模改造重建难以承受的高难度和社会影响,径流总量控制要求的落实过程中LID设施建设也涉及政策、激励机制和大量建筑、场地改造和用地协调困难等多重障碍,以及巨额资金需求对经济条件较差的许多二、三线城市的严重制约等等。摆在建设部门及政府面前的是多方压力以及“改与不改”、“局部改还是全面改”、“如何改”的艰难选择。
显然,在新建城区,需要按照2-5年国标进行管网的规划设计,还应通过合理规划,尽量保留天然沟渠、坑塘,合理规划设计道路和开放空间等大排水系统,合理预留绿地空间,在满足防涝标准要求基础上,尽量达到85%年径流总量控制率的海绵城市建设要求。但需要明确,按要求实现的源头控制系统叠加2-5年重现期的管道系统,实际上将能应对更高标准的暴雨。
一、引言
城市作为一个巨系统,与生态环境存在相互作用的关系。由于城市化过多关注经济功能、忽视城市的生态功能,造成下垫面硬化,湿地、湖泊被部分填埋,绿地减少。此外,现有的管网设计多偏重末端集中控制,造成城市地表径流增大,既浪费了雨水资源又使城市埋下了内涝多发的隐患。实践表明,采取单一的工程措施很难全面解决城市旱涝、水体污染、绿地减少等问题,城市建设与管理亟需树立系统整合的理念,以此缓解城市化进程中带来的生态环境压力。在此背景下,海绵城市作为一种全新的建设理念,开始在我国推广。那么,如何建设海绵城市、避免一哄而上导致决策失误,首先要认知海绵城市的内涵及其建设的核心主旨。
二、海绵城市内涵及核心主旨
海绵城市的内涵可概括为通过保护河流、湖泊、湿地等“海绵体”,修复已被破坏的城市水生态系统,通过采取“慢排缓释”和“源头分散”的排水方式,进行技术创新,提高生态环境治理水平,保障城市水安全,解决水污染及生态退化等问题。海绵城市的本质在于解决城镇化与资源环境的协调问题,构建可持续、健康的水循环系统,最终目的是使城市具备能够“弹性”适应环境变化的能力。正如有关专家所言:诸多水问题的本质是水生态系统整体功能失调,从生态系统服务的角度出发,跨尺度构建水生态基础设施,并结合多类具体技术建设水生态基础设施,是“海绵城市”建设的核心。因此,从海绵城市的内涵及建设的核心主旨出发不难发现,海绵城市项目具有不同于一般项目的自身特点。这些特点决定了海绵城市建设项目的推进相比普通项目的推进,面临的问题更为复杂和隐性。
三、海绵城市PPP项目特点
第一,多层次特征。从城市雨洪管理绿色海绵技术到城镇海绵系统,再到综合水安全系统与水生态基础设施,每一项海绵城市的建设项目都要为实现微观实效-中观实效-宏观实效服务。第二,集成性特征。海绵城市PPP项目是海绵城市系统的各微观组成要素,面对的是动态的生态系统,与轨道交通、管线建设等不同,具有一定的稳定性和固定性特征,其内部运行机制更为复杂,集成性和隐性程度也更高。第三,动态性特征。海绵城市PPP项目具有一定的前瞻性和运行上的灵活性,为不断发展中出现的新问题及项目间的协调配合留有一定的动态发展余量。第四,公用性特征。海绵城市承载的雨水回收利用、污染控制、改善生态环境等职能使海绵城市PPP项目大多带有公用事业性质。第五,成本相对性特征。短期上,由于很多城市在生态规划、设计、建设等方面欠账过多,因此建设海绵城市的投入比较高;长期上,从理论上讲,综合经济收益高于运营成本,如果能在最初的规划阶段将这一理念融入建设过程中,其成本可大大降低,甚至比传统的以灰色基础为主体的城市建设设施更加节省成本,相对旧城区的改造成本也会更低。第六,不确定性特征。海绵城市项目生命周期较长,参与各方多且相互关系复杂,在立项、融资、建设、运营等环节会有很多不可测、不可控的因素出现。由于当事各方很难约定各种情形下的责权利,因此会呈现出资产专用性强、信息不对称等特征,导致不完全契约状态下风险和效率的不确定性且呈现动态化发展。
四、海绵城市建设面临的潜在问题
由于我国在海绵城市的理论与实践、技术与管理等方面处于起步阶段,加之海绵城市项目自身的特点,所以必须充分认识到海绵城市建设将面临项目选择、规划、设计、融资、运营、监管等方面的潜在问题。这些潜在的问题将会随着海绵城市建设的不断推进浮出水面,直接或间接地影响海绵城市的建设速度和实际成效。为了有效应对、妥善解决这些可能出现的潜在问题,应充分分析并探求相应的解决方法。
(一)项目选择
海绵城市PPP项目前期评价机制的不完善。2014年12月,国家发改委在《关于开展政府和社会资本合作的指导意见》中明确规定:“物有所值”审查结果将作为项目决策的重要依据。世界上很多国家运用资金价值(Value for Money,VFM)评价方法,对PPP项目进行评价,而我国PPP项目前期评价中VFM的评估体系尚不完善,对PPP项目本身所带来的社会福利和外部性考虑不足,缺乏大量影子r格与行业数据等基础数据。由于缺乏大量准确的基础数据积累支撑,定量VFM不仅成本高而且缺乏准确性。
(二)规划层面
第一,规划过程中控制参数的选择问题。虽然美国低影响开发、英国可持续排水系统管理、澳大利亚水敏感城市等为海绵城市建设提供了大量的案例和经验,但是海绵城市建设具有因地制宜的特点。从我国提出建设海绵城市到具体实践,目前还没有成功的本土化案例可供研究。因此在规划的过程中,调控参数标准的选择成为瓶颈,亟需政府部门、研究机构进行全面论证。
第二,两类系统的有机衔接问题。从系统衔接角度讲,多年来,我国的城市建设已经建成了大量灰色基础设施,如何在实际管理和操作层面实现海绵城市建设与现有灰色基础设施的衔接,如何将绿色建筑(海绵建筑)有机纳入海绵城市的发展战略中亟需进行深入论证。
(三)设计层面
低影响开发(Low Impact Development)是海绵城市建设的重要指导思想,其在我国的具体实施需要大量详细的海量数据支持。但是,我国很多部门和企业尚不具备低影响开发的设计能力。
(四)融资层面
社会资本对政府与社会资本合作模式普遍持谨慎态度。2014年7月,财政部第43号文件,提供了新一届政府对城市融资和地方债务治理的框架,其中明确提出将逐步剥离地方融资平台公司的政府融资职能,推广使用政府与社会资本合作模式(Public-Private Partnerships)。虽然中央和地方政府大力推行政府与社会资本合作的创新型项目投融资模式,但是社会资本对此却普遍持谨慎态度,其中的原因之一即海绵城市PPP项目的融资环境存在很大的不确定性。这种不确定性具体表现在海绵城市建设项目融资主体的地位和权责不清晰,无法律层面界定。特别是随着地方融资平台公司的政府融资职能逐步剥离,需要与PPP模式下的特殊项目公司(Special Purpose Vehicle,SPV)实现市场机制下的分工合作,要求必须针对海绵城市各类项目的特点以及不同企业的自身条件和优势,探索不同阶段、面对不同主体下的运行模式,否则将很难形成持续的市场化推进力。
五、海绵城市项目在我国实行存量资产证券化的实践操作层面缺乏可行性论证和实证研究
(一)建设运营模式
1.政府购买服务型,项目公司进行设计、建设、资金筹措和运营。这一类型的项目有可能出现项目资产所有权所属对运营服务价格管理的有效性问题,如果处理不当会加大财政支出以及公私部门之间风险分配的纠纷,有悖于海绵城市PPP模式实现政府建设与管理成本的最小化和社会效益的最大化。而关于所有权的配置问题,即使是PPP模式做得比较成熟的发达国家对所有权配置的部分影响因素进行了理论研究,但是在实证研究方面还很欠缺。
2.消费者付费型。政府部门仅参与项目计划和许可,项目公司独立进行设计,资金筹措和运营通过收费收回投资和实现利润。需要注意的是,海绵城市涉及的生态水基础设施服务如何与消费者的间接付费合理联系是难点之一。宏观上讲,这是一个在分税制基础上跨区域的水生态系统治理问题,决定了社会资本进入海绵城市建设的方式、数量和质量。而方式、数量和质量将会直接影响海绵城市的进度和成效。
(二)监管层面
海绵城市建设涉及的水生态质量信息问题需要智慧城市系统大数据支撑和物联网技术下的智能监测与信息传导,以提高政府内部监督和社会外部监督的质量和效率。从我国目前推进智慧城市建设的进程看,很多城市还不具备提供大数据支撑和物联网技术的能力,由此必将为海绵城市项目的整体启动和运行带来影响。此外,从项目后评价层面的角度讲,PPP项目绩效指标多以问卷调查、模型计算归纳得出,很难动态纠正项目过程中的错漏,并且PPP的绩效指标体系也不尽完善。
六、对策
解决海绵城市建设面临的诸多潜在问题是多方参与的一个系统方案,涉及法律体系、公共政策、技术体系、管理机制、公众参与等多个层面,最终这些层面的问题都将归结于城市基础设施管理体制改革的问题,因此明确分类管理是重要前提。
第一,推进PPP项目VFM评价体系建设,建立适用于我国水生态基础设施的计算条件和指标参数,为VFM执行制定统一的量化范围和标准,科学计算以往管理体制下政府为海绵城市建设项目的支出总量和采取PPP模式政府的支出总量。第二,每个城市的自然地理条件和气象水文条件都有其各自的特点,要因地制宜科学论证具体项目立项的可行性,以分区目标、用地分类目标、用地控制指标为基础,综合考虑现有的灰色基础设施的运行能力与拟建的绿色基础设施的运行能力,在此基础上统筹考虑海绵城市所涵盖的灰色基础设施与绿色基础设施有机融合的问题。因此要设立协调机构,协调住建、水利、财政、环保、交通、农林、气象、规划等部门,建立区域协调管理机制,推进海绵城市建设。第三,加快开展LID技术应用研究及相关专业人才培养体系的建设工作,提高海绵城市建设本土化的设计能力。第四,推进城市基础设施建设分类管理。在过去的一段时间里,很多城市组建了投资建设公司,对基础设施企业的资产进行重组上市,但是这些举措都没能从根本上解决基础设施有效管理的问题,对社会资本进入公共项目的作用很有限。海绵城市建设同样面临这一问题,其所涉及的水生态基础设施系统不仅是城市基础设施系统的重要组成部分,而且海绵城市建设的一部分项目属于非盈利性质,有些又属于盈利性质,因此必须区分海绵城市的项目组成并实行分类管理。比如,以非盈利性质项目为主的政府投资建设管理与以盈利性质项目为主的社会资本投资建设必须分离管理,即以城司为代表的地方融资平台和SPV共生的局面,并以法律的形式明确各主体权责,保障海绵城市PPP模式的政府一方、项目一方和社会资本一方等各主体的利益。同时,要建立和完善产权交易和经营权有偿转让机制,促使政府投资从经营性水生态基础设施领域稳妥、有序地部分退出。此外还应完善金融市场,特别是要与发展银行、保险、信托、证券交易所等金融机构加强合作,开展海绵城市项目在我国实行存量资产证券化的实证研究工作。第五,目前,一些发达国家已经制定了征收雨水排放费的法律法规。我国对于海绵城市项目的服务定价研究需要与监管环节相联系,结合实际数据研究并制定雨水排放标准,并对现有的财政政策、税收政策加以改进和完善,确保政府对海绵城市项目全生命周期的管理合理。第六,加快推进数字城市向智慧城市转变的进度,特别是要加快城市信息管理平台建设。海绵城市建设是智慧城市建设的重要组成部分。海绵城市建设项目库的信息应达到实时网上公开化,让公众能够分享海绵城市项目的规划、设计、融资、建设及运营信息,这对于推进社会资本投入、加快混合制经济发展将会产生明显的推动作用。第七,加强对海绵城市PPP项目的后评价实证研究工作,根据实际情况建立海绵城市PPP项目后评价指标体系,为进一步推广海绵城市建设积累理论与实践经验。
综上,在海绵城市建设的过程中,政府、规划部门、项目公司、业界和社会资本必须针对本地实际,在建设模式、技术体系、城市管理体制等方面积极创新实践,这是推M海绵城市建设的先决条件。
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关键词:海绵城市;建设;问题;对策
城市建设经过数年的发展,城市面貌发生了翻天覆地的变化,我们在享受城市给我们带来便利的同时,也要不断提升城市的发展质量和生态水平。近年来,随着降水的增多,城市内涝愈发严重,我国城市不得不面对水灾,为了应对这种局面,我们要建设海绵城市,缓解城市的内涝,提升城市的生存环境。但海绵城市建设毕竟才刚刚起步,人们对海绵城市的建设还不够了解,因此,在建设中会遇到很多问题,怎样解决这些问题,提出应对对策是至关重要的,只有解决好这些问题,才能为我国的城市发展做出更大的贡献。
1海绵城市的内涵和作用
海绵城市是新一代城市雨洪管理的概念,是指城市在面对环境的变化和大量雨水所带来的自然灾害时,能够像海绵一样具有一定的弹性,当城市的地面径流丰富时,地面能通过吸水、渗水、净水把这些水资源合理有效的储存起来,当城市水资源缺乏时,能把水资源释放出来,加以利用,满足城市生态系统对水资源的合理应用,既缓解了城市的内涝,又有效保障了水资源的供给,合理有效地使城市的生态发展得以平衡。我们建设海绵城市的作用主要有几点:第一,缓解了城市的内涝问题,海绵城市最初建设的理念是解决城市降水过多的问题为出发点,我们要改变单纯靠市政排水管道和泵站排水的现状,要更好地依靠城市生态系统存储,排放降水,合理利用人为调节和生态调节两方面来缓解城市的内涝问题。第二,形成良好的水循环系统,保持城市的水土,不仅有效缓解了城市的内涝,也能解决我国水资源不足、水质恶化的问题,为城市建立良好的水循环系统。第三,改善城市的绿化和自然景观,在建设海绵城市时,要对道路及居住的小区道路进行合理分割,加大绿地的使用面积,在道路上采用透水式铺装的办法,增加城市内部的水循环系统。此外,海绵城市的建设也会增加湿地、公园的建设,为城市增添美丽的自然景观。
2海绵城市建设中出现的问题
2.1绿色海绵体的数量很少
随着我国城市建设的不断发展,开发商为了赚取更多的利益,不舍得在土地上开发公共绿地,建设园林景观,这就使得楼房越来越多,而绿化园林几乎没有,街区沥青路蔓延在城市的大街小巷,如果城市在多雨季节,就会发生内涝,没有可以吸收多余水分的绿色植被,导致海绵城市中最基本的渗水功能得不到实现。
2.2海绵城市建设缺少国家政策法规支持
海绵城市的建设是今年我国提出的一个新的城市建设目标,只是在一部分城市进行实施和试点,还没有实现全国海绵城市的统一要求。我国土地辽阔,跨度很大,每座城市因为所处的位置不同,自然条件也不一样,政府提出的关于建设海绵城市的法规政策需要一点点推行和完善,不断总结和归纳海绵城市建设中存在的问题,并及时解决,如果没有国家政策法规的支持,海绵城市建设就没有标准的硬性规定,还会因为无法可依出现管理的混乱,这样使得城市建设也会受到影响。
2.3人民群众对于海绵城市缺乏一定的认识
在遇到降雨或是内涝等自然灾害时,人们的普遍想法是如何把雨水加快排出去,不影响人们正常的生活,却意识不到如果把这些雨水存储起来会变成一种可以利用的水资源。政府部门依照上级的安排积极建设海绵城市,却没有让老百姓了解建设海绵城市的重要意义,这不利于创建海绵城市。
2.4科研水平和技术较为落后
在国外,海绵城市的建设是比较常见的城市规划,且国外有建设海绵城市的一系列规划,我国的海绵城市建设比较晚,在该领域的技术又相对落后,没有相关的理论知识指导,一直是政府在不断摸索和研究,因此,我们要引进国外的先进技术,学习它们先进的建设思想,结合我国实际情况,更好地建设城市。政府部门对建设海绵城市的投入资金有限,这也对海绵城市的发展建设带来了一定的影响。
3解决海绵城市建设问题的对策
3.1种植大量的绿色植物
随着城市化建设的加快,城市的土地大都被开发商占用,可用的绿地过少,我们要想使城市更好的发展,就要想办法解决这些问题,政府应减少城区楼盘的建设,不断增加城市绿色植物的种植。可以在马路上合理加大树木的种植,扩大绿化带面积,尽可能多创建带有大量植被的公园和风景区,尽量减少不透水的沥青路面,只有这样才能在城市一旦发生雨水较大或是城市内涝时,城市里的大量植被可以渗透吸收雨水,把这些雨水吸收起来,进行水资源的再利用。如果城市的绿化不能利用,我们还可以进行屋顶的绿化,这也是我们推行绿化建设的关键,它能够起到很好的蓄存雨水的作用,生态环保,节能减排,可缓解城市的热岛效应,我们要大力推行,实现更好的绿化建设。
3.2政府要出台相应的法律法规
我国政府在建设海绵城市的同时,要有章可循,要出台相关的法规政策引导海绵城市的建立,使海绵城市的建立能够比较正规化。政府要加强监管力度,出台硬性的法律法规,使各个城市都能按照规章政策创建海绵城市,最终把创建海绵城市当成终极目标,更好地实现城市化建设。政府要鼓励海绵城市的建立,缓解我国部分城市缺水的现状,让水资源能够很好的得以循环利用。
3.3做好宣传,让群众更好地认识海绵城市
人们习惯了城市发展的最初模式,思想上比较保守,这阻碍了我国的城市化建设,群众对于海绵城市的认识还不够深入,到底什么是海绵城市,它有什么作用,它的实现到底能给我们的生活带来什么新的改变,这些问题人们还不是很了解,政府应安排专业的人员进行讲解和宣传,让百姓充分了解海绵城市的定义、意义和作用。政府在宣传时,要让人们了解水资源循环利用的重要性,这对发展海绵城市会起到一定的促进作用,有了广大群众的支持和理解,海绵城市的建立才会更加快速实现。
3.4提高我国科研水平,加大资金投入
我国海绵城市的建立还处于初级阶段,还要不断学习和借鉴先进国家的经验。政府在认识到海绵城市重要性的同时,要给予大力支持,在资金方面,要投入一定的研究资金,培养更多的专业人员学习先进的经验和技术,做好人才储备。海绵城市的建立是一个漫长的过程,不是一蹴而就的,需要各方的努力。
4结语
海绵城市的建立从长远来看是一项利国利民的大事,是为子孙后代造福的好事,想要建设这种新的城市体系,就要更好地了解海绵城市。海绵城市的建立是城市发展的机遇,也是挑战,我们要迎难而上,做好各项工作,处理好水资源的循环合理利用,人们要从思想上转变,国家要给予一定的财力、物力支持,社会各方相互配合,才能实现海绵城市的建立。
参考文献:
[1]周建国.我国“海绵城市”建设管理问题研究[D].济南:山东大学,2016.
[2]仇保兴.海绵城市的内涵、途径与展望[J].建设科技,2015,(18):11-18.
[关键词]水资源;水安全;水环境;水生态;评估
中图分类号:TV211.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0178-02
1 现状评估
1.1 水资源评估
大伙房水库向我市总供水能力为166.7万立方米/日,关山水库供水能力5万立方米/日,浑河供水能力21万立方米/日,地下水供水能力为1.35万立方米/日,合计194万立方米/日。其中市政水源供水能力为169.7万立方米/日。
现状水厂总的设计规模为102万立方米/日。依据总规:规划2020年水厂合计规模为85万立方米/日。
对比水资源量和现状用水量,水资源不构成我市经济社会发展的硬约束。
1.2 水安全评估
根据我市实际情况,内涝风险评估在积水深度的基础上,结合城市区域重要性和敏感性,对城市进行内涝风险等级划分。具体评估情况如表1:
1.3 水环境评估
(1)城市面源污染
我市初期雨水污染物的类型主要是SS、COD、N、P,主要来源于农业面源污染。大伙房水库、浑河及其支流河水体的上游有大量耕地及农作物大棚,为了保证农作物的产量,需要施用大量的化肥和农药,大量化肥农药的使用不仅污染农产品,使耕地土质退化,农田害虫的天敌数量锐减,而且大量化肥农药的流失不仅造成农业生产成本的增加,同时随着降雨时地表径流的作用,对河流水体造成了极大的污染。
(2)合流制及其污染
我市望花区,新抚区南站地区、南北台地区、公园地区及老虎台等地区,东洲区绥化路南侧及章党地区均为合流制排水管网。排水干管为城市污水截留干渠,溢流口主要分布在浑河左岸,部分溢流口的溢流频率达到50%。浑河及支流河两岸还有23个主要生活污水排污口没有截流至污水管网,直排入河。
(3)点源污染
我市点源污染点主要分布在造纸、焦化、氮肥、有色金属、印染、农副食品加工、原料药制造、农药、电镀等行业,污染物主要为一些重金属,难降解有机物及无机物等。
1.4 水生态评估
在评价指标的基础上,根据以往掌握的水体污染和投诉情况,对所有城市水体的黑臭情况进行预评估。评估结果见表2。
2 问题识别
2.1 水资源
(1)随意开采深层地下水
深层地下水无补给水源,目前中心城区周边的大部分企事业单位取用深层地下水,如果任其随意开采,必然导致该层地下水的枯竭。
(2)浅层地下水污染日趋严重
近些年来,随着工农业生产和城市建设的高速发展,工业废水、生活污水排放量和农药化肥用量逐年增加,对浅层地下水造成了一定程度的污染,使有些地区原本水质较差的潜水,水质进一步恶化,有些过去水质好的地区,某些离子的含量已超过生活饮用水卫生标准。
2.2 水环境
我市浑河及其支流河等水体是城区雨水、污水(包括污水厂出水和部分未经处理直接排放的污水)的收纳水体,大量污染物随雨水、污水进入水体。加之我市水系多为硬化堤岸,水体内生态系统简单、自净能力差;支流河旱季水位低,大量N、P等营养物质的排入使藻类极易快速增长,导致我市河道水体污染严重,水体景观效果差。中心城区有22条河道水体受到不同程度污染。
2.3 水安全
(1)城市排水防涝问题
①管网老化,需要翻建
我市老城区排水基础设施建设始于1908年,由于近些年城市建设的飞速发展,市政基础设施建设相对滞后,部分既有排水管网建设年代久远,超出了服务年限,譬如南站地区、南北台地区、海城地区等地区污水管线建于解放前,老化严重,需要翻建。
②缺乏统一管理,管道私接、乱接现象严重
由于历史原因,管道私接、乱接现象严重,导致大量污水排入雨水管道捏,破坏了一些区域较为完善的分流制排水体系。
③城市排水系统规划设计标准偏低
由于我市地下排水管线建设年代不一,建设时间跨度较大,原建设标准与现行“规范”存在一定的差距,大多数雨水管线的设计重现期为0.33年,建设标准不够造成雨季便发生内涝。
④城市透水面积的减少,调蓄能力降低
随着城市化进程,我市水面率普遍降低,对渗水地面没有硬性要求,建设的公园绿地比周边道路高,给城市排水造成径流量增加、调蓄能力下降的双重压力,导致城市雨水管渠排水压力增大,易产生内涝。
(2)城市防洪问题
浑河上游段和下游段防洪堤防洪能力不足50年一遇,其中,鲍家河口至大伙房水库段北岸为土堤,章党大桥至大伙房水库段南岸河堤为土堤。受城东三期规划设计影响,李其河尚未治理,基本无防洪能力。海新河现有堤防长约5.8公里,青年桥至河口段左岸堤基被沿岸厂矿占用,右岸滩地被农民开荒占用,是城市防洪的薄弱地段。
2.4 水生态
(1)浑河支流水系周围城市建设发展中忽略了河道水系湿地应起的积极的美化、水利安全作用,反而隐伏了污染、洪灾、恶化生态环境等突出问题。
(2)滨水公共岸线严重缺乏,公共活动与优质河道景观脱节,浑河景观远未达到合理化的开发利用,产生足够的社会效益、经济效益。
(3)城市主中心岸线近水不亲水,滨水绿化薄弱,不足以消解、软化岸线之刻板硬质。
2.5 其他
(1)城市文脉模糊 ,地域人文标识踪迹缺乏挖掘,滨河地带一个足以与名城匹配的城市风貌与景观体系未及建立。
(2)沿岸景观较差,生态建设贫乏。滨河建筑形式刻板陈旧,天际线缺乏韵律与变化,没有明显的标志性景观。
3 需求分析
3.1 重点解决的问题
(1)城市黑臭水体问题
我市水环境污染十分严重,通过城市水体水生态评估结果,有22条水体存在不同程度的黑臭情况。
(2)排水防涝问题
通过城市内涝风险评估,我市存在易涝点36处,其中低风险区1处,中风险区22处,高风险区29处,极危险区2处。
3.2 解决存在问题的优势
(1)经济方面
传统模式是建设宽马路、大广场等,硬质铺装后,再建大排水管道等设施,且运行维护费用高。海绵城市建设重在理念和方式的转变,是更多的利用自然力量吸水、净水、排水,减少人工系统建设,并不意味着多花钱。同时其具有社会收益(城市防涝、增加就业等)、环境收益(减少污染、补充地下水等)、经济收益(地产升值、减少建设费用等)、美学收益(城市景观等)。
(2)技术方面
我市大部分为丘陵地区,地表水资源较丰富,城市周边水体水质较好,局部有污染。特点是水土流失严重、生态敏感度高。海绵城市建设采用“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体的综合排水、生态排水方式。实现对城市原有生态系统的保护及生态恢复和修复。减小地块开发对水文循环的破坏。
(3)管理方面
加大管控力度,坚决杜绝水安全、水环境、水生态等事件发生。作为老工业基地,在管理方面积累了大量的经验,借国务院振兴东北老工业基地的契机,彻底解决水安全、水环境、水生态等问题。
3.3 可能存在的风险
海绵城市的“产业”需要边实践边学习。具体表现在以下方面:
(1)设计工作
海绵城市规划设计涉及气象水文计算,降雨模型、产流模型、汇流模型、管渠水力模型、水工设施水力模型、流域淹没模型、河道水力模型、水质模型等诸多建模工作。但规划设计部门对这些工作缺乏了解及实践。
(2)建设成果评估
海绵城市规划建设与工程技术研究基础不足,没有同步建立监测评估体系和专门队伍等问题也成为当前的建设难点。
海绵城市建设首先应做好全局战略规划,应从法律体系、财税政策、管理机制、技术与产业体系、人才培养、公众参与等环节综合考虑实施。
关键词:海绵城市 洪水管理 解决对策
中图分类号:TU992 文献标识码:A
海绵城市,一个新颖又形象的词语,将一个城市建设得如同海绵一般。这是我国节约能源的一大方法之一。海绵城市一旦建设成功,必然是我国的一大进步,各级政府也都在大力投入。
一、海绵城市建设的现实原因
(一)降水量加大
近几年,我国降水量逐渐加大,很多地方因为雨水原因遭遇了洪灾。大片的房屋、庄稼葬身于大水之中。严重的情况下,人员疏散不及时,很多人都因此失去了性命。水很重要,但是水也是摧毁生活的一大元凶,所以治水也是势在必行的一大重点项目。还有一些地区的洪涝虽然没有达到威胁人类生命安全的地步,但是大部分的庄稼皆因降水而变得没有收成,很多地区因为水量过大而没有粮食吃,百姓过得水深火热,生命安全受到了侵犯。
(二)排水设施缺少
可以看到,城市中为了美观,建造的都是水泥板路,有着各种花纹的步道板、瓷砖等美观的设施,但是用来排水的设施却是少之又少。地铁的兴建,地下管道的数量也逐渐下降,排水不及时,降水就容易堆积,长此以往,对生活质量、人们生活安全也产生了一定隐患。
(三)部分地区水资源稀缺
有的地区降水量加大,就会有很多地区水资源稀缺,那里的人们就连喝水都很困难,就算下雨、降水,还是无法解决没有足够水资源的问题。而且河流、湖畔等资源的源头被污染严重,在这样的情况下,如果不对水资源进行处理,又一令人心痛的大型事故将会到来,人们最终会缺失干净的水资源。
二、国内外海绵城市建设的现状
(一)中国
我国现在海绵城市正在试行过程中,试行的城市也仅是一部分。政府对海绵城市建设的大力支持得到了各城市的积极回应。由于预算有限,政府能够给予的支持也无法让全部城市进行海绵城市建设,于是决定采取竞争的方法,让各个城市进行比赛,最终排名靠前的将会获得试行建设海绵城市的资格。现阶段,我国有将近二十个城市步入了海绵城市建设的行列。
(二)德国
德国的排水系统是十分先进的,在世界上享有盛誉。他们的排水系统主要是地下管道,而且管道为混合管道,在地下分布。这样的管道可以排水,同时也可以将水资源回收利用。污水在污水管道里能够得到妥善的管理,雨水又会在另一个管道里进行回收,二者互不影响。在有了先进的排水系统后,德国政府对建设海绵城市又进行了大力的支持。减少各方面税收,让百姓建设可以节能的房子,雨水能够再利用,不再浪费水资源。
(三)新加坡
新加坡的排水系统也较为先进。新加坡的排水系统比较整齐有序,分布较为合理,在雨水较多的时候,能够有效地将雨水进行回收,最后达到再利用的效果。
三、海绵城市建设的常用方法
(一)物理方法
1.“海绵体”的应用
所谓的“海绵体”并不是海绵,而是可以让水渗透的、类似海绵的物质,例如草坪、沙滩等。如果可以将水渗透到地下,那么我国水资源的管理水平将会有很大的提升。同时,这样的路面还会让我们的生活更加安全。例如在下雨的时候,改造为可以渗水的路面,路面上不会积留过多的雨水,这样的环境首先不会反光,在路面上走不会因为光的影响而看不清道路,从而减少安全隐患。第二,当路面积水时,这就说明仅有的几处排水下水道已经堵塞,而当雨水过多时,排水道的井盖极其容易被水流冲开,然后继续被水覆盖,人们看不到已经没有盖子的排水井,安全隐患又多了一分。而如果有了可以排水的路面,这样的隐患又会得以避免。
2.在必要的地方建立局部排水区
有一句古话叫作“水往低处流”,那么如果降水量加大时,在可以排水的地方建立隔离带,将水滞留在隔离带里,再通过过滤等排水设施将水资源进行有效的管理,就可以补充地下水,最终作为完整的水资源得以利用。
3.建立截取水资源的设施
所谓的截取也仅仅是截取其中的一部分,可以在屋顶上建设小菜园,在排水时,屋顶上的生态环境可以将一部分水留在菜园中,这样可以减少一部分水资源的流失,还让水资源得到了有效的利用。同时可以建立景观,用生态植物来建立景观,既可以达到美观的效果,还可以让水资源得到有效的利用。
(二)技术方面
1.整体建设
在建设海绵体城市时,首先要做一个整体规划,要计划好在什么地方建设有效的“海绵”机制。要考虑城市中各部分的分配情况,让“海绵体”的应用率达到最大。要探讨城市的地形方面,要在低处进行规划,在旧城区进行绿化改革,在低洼处设置储水、滤水机制。要知道各城市中的降水分布,依照自然条件进行设计、建设,让水资源得到更好的回收利用。
2.各方面合理分配
当考虑好城市的特点后,我们要建立相应的排水设施。这时我们要考虑好各个层面的分布。排水系统中最基本的是排水装置,将城市中表面上滞留的水排入装置。接下来就要有滤水装置,为了将水资源更好地再利用,滤水装置必不可少。但是滤水装置也要有一定的针对性,要将雨水与污水进行有效分离。然后是储水装置,在水资源得以解决后要将完善的水资源进行存储,以用来再次利用。现在我们还要增加渗水装置,让更多的水资源进行下排,再进行过滤等等。
四、建设海绵城市面临的相关问题
(一)管理层面――资金匮乏
现如今虽有政府大力支持,但由于资金需求过高,试行海绵城市建设的脚步便会放慢。同时,由于仅仅是刚开始建设的阶段,还没有一个非常稳定的资金来源,并不能带来利益上的回报,由于资金的不够,很多技术上的问题便显现了出来。
(二)技术居面――技术不过关,同时海绵体缺失
进行科技探讨,最重要的是资金与经验,而经验是在一步一步中累积出来的。由于我国刚刚开始试行海绵城市的建设,经验不足,资金过高又导致不够,因此我们的技术不够革新,在科技研发上较为落后。同时,在现在的城市范围内,混凝土、柏油马路占据了大部分的地区,能够成为海绵体的路面及材料少之又少,而建设海绵城市最重要的便是可以用来渗水的海绵体,绿化过少不仅仅使建设海绵城市出现了问题,在我们日常的生活中也存在着很大的问题。
(三)意识层面――对于海绵城市的理解不够
很多人并不知道水资源的重要性,因为在一些人的眼里,水资源是取之不尽、用之不竭的。因此他们没有将节水意识放在重要的层面上,对海绵城市的建设便也觉得可有可无了。然而降水量加大的危害实在是过于严重,减少水造成的危害迫在眉睫。
(四)发展层面――建设举措发展过快
建设海绵城市的突然举措,让人们有些措手不及,同时对容易发生的问题也没有完整的预计。而有些已经试行绿植化覆盖的地区,由于绿植的吸水率有限,而又恰恰赶上阴雨连绵,很多海绵体屋顶都被破坏。而安全隐患又随之而来,我们的基本“海绵体”都无法承担庞大的水量,基础的设施没有起到很好的作用,还需继续改进、加强。
五、建设海绵城市的改进措施
(一)增加“海绵体”的数量
“海绵体”没有起到一个很好的作用,首先是因为“海绵体”的数量过少。庞大的水量仅由一小部分“海绵体”承担是远远不够的,需要更多的“海绵体”来进行分担。我们可以将草坪等泥土化设施进行改进,安装良好的排水系统,确保“海绵体”能够有效将水渗入地底,而不会在草坪等绿色设施下面滞留,从而导致水囤积的过多,绿植因此死亡。其次,我们可以把屋顶化设施扩展至全市可以实施的范围,不会影响城市美观,绿植还会为城市带来清新的空气,也是一个很好的选择。再次,我们可以将大面积的园林景观换成“海绵体”景观,既美观又实用。
(二)完善排水系统
远观国内外水资源得到很好利用的城市,他们本身的排水系统就很优异。例如德国的排水系统,在城市内部地下,污水与雨水混合排放,但通过分布设施来将污水与雨水分别处理,最后汇总在一处储水区。在郊外,污水与雨水分布不同的管道,又得到了不同的处理,这样的排水系统省地又有效。那么我国所实行的几个城市的排水系统又有些差强人意。想要让海绵城市更好的建设,良好的排水系统是根本。
(三)加大宣传,让更多百姓了解海绵城市
由于海绵城市的建设刚刚开始启动,有一部分群众不了解海绵城市的意义,因此不会响应政府的号召,没有从自我做起进行良好的排水。这就需要我们对海绵城市的建设大力宣传,将建设理念与设计感想积极与群众进行沟通,号召群众排水依照规定,从自我做起,为城市的水资源建设做出自己的一份贡献。
六、结束语
目前,我国水资源的分布呈现两极化,部分地区的水资源过剩,而多余的水又为当地的百姓带来了不可估计的危害。还有部分地区的水资源缺乏,很多人又无法喝上水,更不用说用水了。建设海绵城市是将水资源良好应用的一大举措,需要我们每一个人都去响应号召,相信在不远的将来,海绵城市的建设会更加完善,水资源也会得到更加有效的利用。
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温室工程行业发展现状
总体发展情况
过去人们认为,海南是天然大温室,用不着温室大棚设施。事实上,在国际旅游岛建设进一步深化、海南国家冬季瓜菜基地与海南省常年瓜菜基地开始建设的背景下,温室大棚设施对海南的重要性逐步显现。
海南作为我国最大的热区之一,其“热带”的特点将是海南发展设施农业的独特之处。温室大棚设施在海南的发展与内地有着很大的不同,可以直接拿来用的经验比较少。海南地区的热带(高温高湿)、台风、暴雨等气候特点是岛内发展设施农业的最大制约因素。因此,探索“热带(高温高湿)、台风、暴雨”条件下的设施农业发展模式在海南应该得到足够重视。
海南规模化发展设施农业起步较晚。至2000年以来,在有关项目资金的支持下,海南省温室大棚栽培瓜菜面积逐年增加。大棚种植的作物由单一的哈密瓜,发展到蔬菜、花卉、食用菌,以及部分热带果树。大棚设施栽培的地域也从南部几个市县向全省扩展。特别是近两年来,在现代农业生产发展资金补贴的推动下,海南省温室大棚栽培瓜菜的面积不断扩大。截至2011年底,海南全省温室大棚设施栽培瓜菜面积达到1.2 万公顷(18 万亩)。
基于海南热区气候特点的主要温室大棚类型介绍
目前,在海南使用范围较广的温室大棚类型主要包括:简易圆拱形连栋大棚、平顶荫棚(网室)、部分锯齿形连栋温室。PC板及玻璃覆盖的文洛型温室仅限于部分的科研、观光、育苗等使用。
对简易圆拱形连栋大棚而言,随着其覆盖材料和局部通风措施的不同,又分为不同的使用类型,即防雨棚、防虫网室、防虫荫棚等,如图2所示。防雨棚由于四周采用防虫网,同样具有防虫功能;防虫网室除具有防虫功能以外,顶部保留圆拱形结构能够在暴雨时缓冲雨水对叶菜类的冲刷,兼具了一定的防暴雨作用;防虫荫棚既具备防虫网室的优点,同时又具有遮阳作用,能够为夏季瓜菜生产创造良好的光热环境。正是由于这类温室大棚灵活多变、适应海南地区的气候特点,造价低,使得其推广使用的面积最大,成为目前海南温室大棚的主流类型。
同时,高温是制约海南地区温室大棚夏季使用的又一大障碍,特别是屋顶为薄膜覆盖时,内部集聚的高温严重影响作物的生长。海南地区在温室大棚建设使用过程中,逐步形成了以自然通风形式为主的通风降温措施。由于本地区的温室大棚四周立面多为防虫网覆盖或卷膜开窗,因此通风的主要区别在于屋顶的通风形式。主要包括:屋脊通风帽式、屋脊锯齿式、屋肩通风口式(如图3所示)。这几种屋顶通风形式在海南地区较为常见,其中屋肩通风口式在三亚及周边地区应用普遍。
设计施工过程中应注意的主要问题
如前所述,海南岛地区独特的气候和地理特点决定了本地温室的设计与建造不能直接照搬大陆地区,特别是北方地区的温室设计。也正是由于这样的原因,本地区建造的温室大棚在材料的几何尺寸、结构形式、材料性能选择和结构抗风等方面出现较多问题。
天沟的设计问题
目前,海南多处温室出现天沟截面小,排水不畅的问题。主要原因是由于海南的降雨强度大,如海口地区降雨强度q5为151 L/(s.100m2),而部分设计和施工单位并没有严格按照海南地区的降雨量及相应的温室结构几何尺寸进行计算,仅简单地沿用北方少雨地区的天沟截面和形状造成。同时,海南地区的常年温度较高,温室内部结露现象基本没有,在天沟截面形状设计时,可考虑设计为平底形式,以方便节点设计,减少加工量,降低成本,集露槽同样也没必要在本地区采用。笔者曾遇到在三亚地区建设的育苗温室采用集露槽的设计,均是没有仔细考虑本地区气候特点出现的问题。
材料的腐蚀与老化问题
海南地区的光照(紫外线)强,材料老化速度快,特别是在温室金属结构受热后,在局部高温和外界紫外线的双重作用下,进一步加快了覆盖材料的老化速度。因此,增强材料的抗老化性能,特别是局部抗老化措施显得尤为重要。
在卡槽处,薄膜、防虫网、遮阳网等材料这方面问题尤为突出,如薄膜、防虫网沿卡槽边局部老化破损(图4所示)。主要原因在于薄膜等材料的需紧贴卡槽,卡槽受热后加快了材料的局部老化,卡槽处也是荷载作用下的主要传力部位。因此,沿卡槽处的膜、网破坏的现象在海南地区比较突出。
另外,高温、高湿的特点也极易诱发薄膜及防虫网出现青苔(图5所示)的现象,影响温室内部的采光。海南北部部分地区的温室使用不到一年时间,此现象就已非常严重。
结构抗风问题
独特的海洋气候特点,使得海南地区遭遇台风的几率大大增加。冬季温暖少雨,蔬菜等作物可不依赖温室大棚而进行大规模生产;而夏季的频繁暴雨使得露地蔬菜生产困难,蔬菜的供应主要依赖于岛外的输入,一旦遭遇台风,运输中断,将面临“无菜可吃”的局面。因此,海南常年瓜菜基地的建设离不开温室大棚设施,在台风时期,设施的作用尤为明显。探索经济、合理的抗台风措施(结构形式),保障本地蔬菜的常年生产已成为当务之急。
温室工程企业情况
据不完全统计,海南本土从事温室工程行业的企业有10余家,多为近年随着海南设施农业的快速发展而成长起来的,多数面临经验少、底子薄、技术不成熟等较多问题,发展的空间还很大,需要社会各界的共同努力。
温室工程人才培养现状
目前,海南开设设施农业相关专业的院校仅海南大学,即海南大学园艺园林学院设施农业科学与工程系。专业开办之初,如同多数院校一样,主要是从蔬菜栽培等专业方向转型而来。近几年,海南大学的设施专业加大了设施工程方向建设。通过努力,目前基本实现了设施栽培和设施工程两个方向的融合,培养方案中工程方面的课程占到50%。
目前,开设温室工程方面的主要课程包括:工程制图、测量学、CAD、建筑结构与构造、设施农业工程学、农业建筑学、温室设计与建造、温室灌溉、农业园区规划、设施农业工程概预算等。同时,学校注意加强了实践教育环节,学生大四一年主要以毕业论文、毕业实习等实践教育为主。
设施农业科研现状
目前,海南地区从事设施农业科研的单位主要有:三亚市南繁科学技术研究院(海南省热带设施农业工程技术中心)、海南省农业科学院蔬菜研究所、海南大学园艺园林学院、中国热带农业科学院等,科研力量正在逐步壮大。
海南热区温室工程面临问题探讨
设计方面问题
设计问题在方案阶段、施工图及加工图设计阶段均存在。现场任意更改温室几何尺寸或材料规格,导致经常出现加工的构件尺寸错误,现场装配效率低,大量存在现场焊接的施工方式等。其主要原因在于,部分企业缺乏完整的设计能力。
材料加工方面问题
海南在温室材料加工方面能力差,没有专业从事温室材料加工及热镀锌的企业。而本地相关加工企业对温室材料的加工能力差、成本高,导致大量的加工材料依靠岛外运输。由于运输距离及管理问题,往往导致材料成本增加,材料的质量和加工精度也难以保证。如遇到一些量少或损耗需补充的构件,更是让工期与成本难以控制。
施工方面问题
由于工厂加工,现场组装的施工方式对加工设计的能力要求较高,相关企业缺乏相应的专业技术人员,加工设计能力差,同时又要控制材料成本,现场焊接成为常采用的施工方式。这也是目前海南地区温室大棚施工方面存在的最严重问题。
发展理念、模式方面问题
可以看出,目前,海南温室行业的发展模式还是快速、粗放的模式,处在探索前进的初级阶段,缺乏专业人才、积淀深厚的企业和成熟的使用者(建设业主)。
但也应该看到,海南地区发展设施农业的有利方面:独特的地理位置、气候特点、种植特点统一,这些都非常有利于温室标准化建设的实施。建议根据海南的气候特点和使用特点,通过调研、计算和验证,充分发掘并设计出适合海南建设的温室大棚类型,按照标准规范设计出不同类型的温室大棚各专业施工图等,形成一套标准化方案和施工图集。
通过以上的标准化方案,可以让从事设施农业领域的各方明明白白,做到心中有“底”:
在设计阶段,可避免不切实际的夸大性能,盲目选择;
Abstract: The city wetland patches have the ability of self-repair and sustainable development, and play an important role in improving the urban ecological environment at city landscape restoration. Based on discussion of Sponge City, and Elastic Restoration theory, this paper takes the wetland patches restoration in Dounan district of Dianchi Lake as an example to analyze the importance of urban wetland elasticity landscape patches, describes the relationship between urban elasticity landscape patches and ecological environment construction of the city, and proposes the ideas and methods about reorganization of landscape patches, water network repairing, etc. It is aimed to find the entry point of the implementation with the landscape toughness development and sponge city, in order to build more way to get a solution to restore elasticity and toughness of the city.
关键词: 景观斑块;弹性修复;海绵城市;湿地
Key words: landscape patches;elastic restoration;sponge city;wetland
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)20-0181-04
1 背景
城市景观是自然与人力在不同条件相互作用的产物。一个城市长期生产力、繁荣度和宜居性,从根本上由城市的可持续性(承载能力)和弹性(应对能力)决定。[1]我国以农业立国,在历史长河中,城市被良田所围绕,对于自然灾害与环境问题具有一定的防御能力。随着经济发展,昔日城市中的绿地斑块如农田、湿地、林地等被各类建筑、道路、广场等人工斑块所代替。城市化地表斑块变化的一个重要特征是不透水斑块取代了透水良好的自然斑块,自然水过程受到影响,城市环境恶化失去原有弹性,导致城市生态系统严重退化[2]。
过度开发使得城市景观破碎化,许多涵养水源的绿色弹性空间相继消失,城市绿网破坏,河流、湖泊等水体受到污染甚至断流。如此矛盾的局面正需要城市规划师在城市规划中找到人与自然和谐共处的关键点,建设具有良好生态基础设施系统的城市[3],保护好城市的弹性景观斑块,通过绿色、蓝色以及灰色廊道的连接形成生态屏障,组建城市韧性(抵抗灾害的能力),从而创造弹性宜居的城市环境。
2 相关概念辨析
城市过度发展,生态环境变化,水土流失、洪涝灾害等“城市病”被广泛关注,传统观念中被认为是废弃物的雨水,也被重新审视,[4]人们逐渐意识到雨水作为一种可循环资源,影响城市居民的日常生活,关系城市的生态健康状况,塑造城市的景观斑块,组织城市的缓冲空间。城市绿色缓冲空间往往是城市弹性斑块的有机构成体,反作用于城市景观及生态系统,确保了城市的物、能平衡与资源的良性循环。(如图1)
2.1 海绵城市与弹性景观
海绵城市(Sponge City)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“韧性”与“回弹”能力,有效保护和修复城市水生态,缓解城市内涝,削减城市径流污染负荷,涵养城市水资源,复兴城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生态系统功能减少城市洪涝灾害发生。西方国家对雨水的利用由来已久,形成了最佳管理实践(Best Management Practices,简称BMPs)、低影响开发(Low Impact Development,简称LID)、水敏型城市设计(Water Sensitive Urban Design,简称WSUD)、绿色(雨洪)基础设施(Green Infrastructure,简称GI)等措施。这些都是海绵城市(Sponge City)雨水管理的重要理论基础。(如表1)。
弹性景观(Resilient Landscapes)是城市中用于抵抗自然灾害,维持城市生态系统稳定的重要韧性空间,强调基于人工参与的同时注重自然生态系统自我修复的能力。合理设计城市的弹性景观斑块,将不同功能的生态空间与雨水管理、生物栖息、公共休闲和审美需求相结合,连接城市“绿色”和“蓝色”斑块,为城市生态环境搭建起重要的生态保障屏障。城市湿地斑块构成城市景观,组织城市能源循环,如“海绵”一般,在应对城市生态失衡与自然灾难时,为城市生物提供安全庇护港,保护生物的多样性,保证城市景观的稳定与持续发展。
2.2 湿地斑块与弹性修复
湿地斑块是城市生态系统的重要组成部分,具有城市其他生态系统不可替代的多种生态服务功能,被认为是陆地生态系统的最佳利用方式。[10]国内许多学者认为,湿地(Wetland)是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带,是一种复杂的生态系统。城市湿地(Urban Wetland)是指位于城市中,由水文、地貌、植物、动物等要素构成的,要素之间相互联系相互作用形成的具有防洪、污水净化和气候调节等特定功能的一种水陆生态系统。[11-12]湿地斑块对城市的建设贡献主要在于连接了城市(人工斑块)与水域(自然斑块),形成了半自然半人工的中间过渡地带,是重要的城市水陆枢纽与弹性缓冲空间,是城市与自然间的天然屏障,具有以下的生态学意义:
2.2.1 疏导水流,涵养水源
对于城市,湿地斑块无疑是良好的水流“储藏器”,随着城市无序扩张,河渠硬化,防浪堤高筑屡见不鲜。城市给、排水不畅,下雨时地表径流增大,形成快速排水模式,水资源难以保存。[13]城市污水处理不当,水体受到污染,湿地斑块支离破碎,蓄水能力严重不足,导致城市土地河流的水源安全问题。
2.2.2 净化水体,形成良性水网
湿地的植物,在长期自然演替过程中,对水体中的污染物有着一定的过滤、吸附和降解作用。“以绿养水”的生态支持模式[14],在其自身生态承载力允许条件下,会促进水循环,形成良性水网络。在城市生态环境中,许多湿地斑块以及绿地斑块被河流廊道等联系成绿网,对城市水流起到层层净化的作用,形成天然依水而生的缓冲空间。
2.2.3 可持续发展,形成城市综合“海绵体”
可持续发展,需要可持续经济,首要就是对环境的低影响开发,低成本维护,低干扰管理,让城市可以自由的呼吸,要做到这一点最重要是城市中水的资源化,从而进行景观的弹性组织与资源循环利用。[15]水流的循环利用带来的是能流的循环持续,既促进了城市的物质、能量循环,又可以调节城市的自然环境。[16]
将湿地的弹性修复融入城市建设中,恢复景观斑块在应对城市问题中的稳定作用,从广义的角度理解海绵城市理论,发挥城市绿河流湿地等水陆交界面对雨水的吸纳、缓解作用,充分发挥城市绿地斑块对自然灾害的预防和缓解的能力,采用融、滞、消、散等措施,建设具有自然缓解、自然容纳、自然重构的城市综合“海绵体”(如图2)。[17]
总体来说,湿地的弹性修复设计,需要城市在防御自然灾难时做到以下4方面内容:
①了解水资源的重要性及在城市生态系统中扮演的角色,形成城市应对自然灾害的屏障和缓冲空间;②调节城市旱涝的基础上,加强绿地应对灾害的能力;③以城市绿色空间涵养水源,从而调节城市生态,减少自然灾害;④形成绿色弹性景观斑块,化对抗为共生,使城市生态自我修复能力提升。
3 城市的弹性景观――湿地斑块修复设计
3.1 研究区概况
云南滇池是城市发展中与湖争地,导致城市生态破坏的例子。1950年-1970年随着“围湖造田”运动,滇池先后萎缩近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的启动,阻断水陆能量交流,沿湖湿地斑块严重破坏,城市生态系统失稳,蓄水、净水能力下降,自然灾害频发,昆明城市人居环境受到严重威胁。
研究区位于滇池湖岸东侧水陆交接处,北纬24°53′11″-24°53′34″,东经102°46′4″-102°46′30″,面积约24hm2,是斗南片区城市空间与滇池水域空间最后的生态屏障。研究区全年平均降雨789.6mm,有旱、雨季之分,降雨量集中于5-10月占全年降水量的86%-90%。随着斗南片区发展,城市生活生产废水肆意排放,导致滇池水体富营养化,维持该地区生态平衡的弹性景观――湿地斑块,在“造田”运动中消失殆尽,植被减少,生物生存环境受到威胁,研究区主要面临以下城市问题(如图3):
①湿地退化,蓄水困难,内涝严重,交通受限。研究区较为平坦,在雨季后存在内涝问题,主要道路被雨水淹没,严重影响区域交通。湿地斑块退化,场地无法储存雨水,造成二次污染。
②水体富营养,水陆交接面硬化,生态失稳。作为水陆媒介的驳岸系统有着重要的生态学作用。研究区均为水泥驳岸,阻隔水陆物质能量传递,造成湿地景观斑块弹性缺失,水体富营养化严重。
③水体分离,排水困难,湿地斑块缺乏弹性。研究区水体分离,水网不联通,不能引导排水,造成雨季水体倒灌,植被受损,动物生境破坏,湿地斑块弹性不足,应对措施不够,无法达到湿地生态系统的自我修复与稳定。
3.2 弹性修复设计与措施
弹性修复,即在分析场地存在的主要城市问题基础上,运用生态设计、柔性恢复等方式进行场地各个景观斑块的修复和重建设计,以较低影响,增强其景观与生态系统应对生态扰动、人类活动及自然灾害时自我修复与重回稳定的能力。
通过对景观斑块的研究比较,依据研究区独特的水文、地理气候等条件,进行湿地生态系统的韧性修复,形成城市中良好的弹性景观斑块。尊重场地原有景观记忆,延续场地景观斑块的演变脉络,减少对场地的破坏。通过水体网络的重构组织场地绿地斑块的修复与更新引导场地产业的转型达到湿地景观斑块的韧性修复,做到低成本修复、少管理维护和弱生态破坏,营造良性、有序的城市景观过渡带。柔化城市边界,促进水陆生态系统物、能循环,形成依托于滇池周边城市的弹性湿地景观斑块。(如图4)基于对水陆交接带湿地斑块修复设计的研究,主要有以下几种方式:
3.2.1 整合地形,构建湿地骨架,通过水网联通形成弹性蓄水空间
在原有肌理基础上,根据场地降水、污染物种类等影响因素,利用研究区原有鱼塘,缓和边形成曲线水陆界面,增加水岸边长,创造供湿地鸟类等生物生存的小环境。增加观赏度的同时活化了水岸,使水、陆之间的物质、能量传递界面增长。
梳理地形,将研究区低洼内涝地块整理开发形成“湿地泡”,设置长淹没区、半淹没区域、偶尔淹没区域,与边界原有鱼塘链接形成净化网络,恢复湿地斑块的生态功能,创造动植物的生活生境,形成应对雨水的弹性空间。
3.2.2 软化驳岸,路网修复,形成多级式水体净化模式
进行水循环交流,将防浪堤岸进行适度开口,形成沿堤内流湿地泡,在防浪堤外增加立体绿化,形成水陆生态廊道,解决水泥堤岸高筑的生态隔离问题,同时也阻止雨水倒灌造成的堤顶路塌方,路网断裂。运用厂区拆卸废料加工形成空中景观高架系统,为湿地恢复提供空间,借鉴海绵城市理论形成水网净化系统,通过过滤池、氧化池、潜流湿地净化泡、表流湿地净化泡、末端强化池等多级式水体净化池,形成弹性可淹没区,收纳雨水,在必要时业区转型后的花卉大棚浇灌使用。
3.2.3 更新地块产业,借鉴海绵城市等理论,形成水循环系统及景观修复机制
海绵城市是关于水循环的智慧,城市湿地作为弹性景观的重要组成部分,作为城市绿地斑块的缓冲空间,为城市的生态健康及经济发展做出贡献。在研究区中依据不同条件,设置雨水的储存装置利用自然集水槽与大棚集水设施,从源头留住雨水。
通过产业更新,在温室大棚区通过立体绿化、无土栽培等技术栽植花卉、中草药等植物。防止浇灌废料中氮、磷等物质流入场地水系统,抬高厂区地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水与浇灌用水,应用生态、物理等水处理方法,由湿地泡净化后排入研究区水网系统,既能够保证水体的自然循环,又能够最大限度的保护湿地、湖泊的水体安全。在湿地内部形成完整水循环系统,从而完成湿地斑块的景观修复,达到城市水陆交界带的柔性回归。
3.3 小结
对滇池斗南片区湿地斑块的修复研究,通过梳理研究区存在的主要生态问题,找到湿地斑块恢复的切入点,重构湿地斑块水网,以海绵城市理论研究入手,形成水循环系统网络,组织湿地斑块的柔性恢复,为动植物生存创造条件。另一方面,将研究区融入城市环境,尊重场地记忆,促使产业转型,把斗南片区的经济支柱产业――花卉贸易与地块产业衔接,形成特色鲜明集聚科研与生态旅游为一体的城市弹性斑块,达到水陆交接面湿地与城市发展的和谐,使城市中的景观斑块得到弹性修复,韧性重构及景观更新。
4 结语
城市发展对自然的掠夺造成绿地斑块支离破碎,水生态恶化、生物生境缺失,城市失去弹性和应对灾害的韧性。海绵城市理念对城市建设带来了健康发展的契机,为僵硬的城市加入地下和地上水系统的互动[18]。城市中的弹性景观空间、绿地斑块等在应对自然灾害时扮演着城市保卫者的角色。湿地作为城市景观斑块的一员,人们更应该意识到保护城市弹性空间与水环境安全的重要性与必要性。在城市弹性空间的景观修复研究中应该站在建设广义的“城市海绵体”水循环的角度上,对绿地斑块进行组织与重构,尊重场地精神,保证场地内部与外部生态循环的自我稳定。
湿地斑块是城市水岸空间的有机组成部分,提供城市中动物生存的必要环境。对城市湿地景观斑块的修复研究,既能对城市景观斑块的弹性进行重构,也能对城市的水安全、水循环和水环境进行恢复,达到城市生态系统的自我稳定与长久发展。湿地景观是海绵城市组成的一个重要环节,斑块间的连接性十分重要。单一的湿地仅仅是城市众多弹性景观斑块中的一员,对水循环、水网络的影响有限,需要在城市规划与设计中考虑绿色生态斑块、蓝色水体斑块与灰色基础设施斑块的连通性,通过韧性修复与设计形成统一的综合网络,才能使弹性斑块在城市的资源循环及应对自然灾害中达到生态效益的最大化。
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在城市化的快速发展下人类活动和生态环境的矛盾日益加重。本文以台山市北新区石花北公园景观设计为例,以海绵城市为设计理念,在满足生态效益的同时,也带来良好的城市景观。使之成为一个以自然生态为基底,以雨水收集为景观特色的生态城市公园。
关键词:
海绵城市;城市公园;景观设计
1.引言
随着经济社会的快速发展,我国城市化进入高速发展阶段,然而传统的战胜自然、改造自然的城市发展模式打破了城市与自然生态进程的均衡态势[1],使雨水径流污染、洪涝灾害、水资源匮乏等环境问题日益严峻[2]。而海绵城市理念的提出就是针对这些问题从根本上削减城市径流污染负荷、缓解城市内涝、节约水资源、保护改善城市生态环境等[2]。城市化的快速发展使得人类活动和生态环境矛盾日益加重,作为集游憩、休闲和娱乐多功能为一体的城市公共绿地,城市公园已不能满足人们对于城市环境的要求。以生态理念为指导来建设发展公园逐渐成为发展趋势[3]。海绵城市理念的提出,能以生态途径从源头上解决城市问题,改善城市环境。本文以台山市北新区石花北公园景观设计为例,以海绵城市为设计理念,将场地打造为一个以雨水收集为景观特色的生态城市公园。
2.海绵城市概念与原理
《指南》对“海绵城市”进行明确定义: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[4]。美国在20世纪70年代提出了“最佳管理措施”[5];在此基础上,美国东部马里兰州的乔治王子县和西北地区的西雅图、波特兰市于20世纪90年代末期共同提出了“低影响开发”理念;1999年美国可持续发展委员会提出绿色基础设施理念[6]。上述三种理念都为“海绵城市”的构建提供了战略指导和技术支持[4]。
3.海绵城市的应用———以台山市北新区石花北公园景观设计为例
3.1项目概况项目位于台山市北新区的东南角,地块呈三角形,座落于在石花山北麓。规划范围东起陈宜禧路,西至顺安路,北面以石花北路为界,南面与石花山旅游风景区自然景观连成一体。场地位于石花山北麓,现状植被类型较为丰富,主要以林地、灌木丛和草地为主。西部有水塘分布,北部和西部靠近城市道路处有部分裸地,局部零散分布有少量废弃建筑。
3.2景观规划设计理念
3.2.1整体思路提取蜿蜒曲水作为主题元素,以“水舞石花•融汇葱华”为设计主题。“水舞石花”展现多水汇聚湿地生态场地特色,以连续湿地水带为核心设计布局,结合公园地貌特征,提取湿地梯田结合山体布局;“融汇葱华”体现绿色生态、和谐自然的生机活力。
3.2.2设计重点水体是核心部分,因此我们在设计时尽量控制水体面积和水量,并通过技术手段,按功能的不同将水体类型细分成原生态湿地区、湿地体验区、湿地展示区,增加趣味性。我们依据原地形设计跌水景观,在得到良好景观效果同时,使丰枯水期时景观水面积得到有效控制,减少补水压力。除此外我们还采用“湿地泡”,“雨水花园”,“草沟”对雨水进行收集及净化处理,进一步优化水面效果。
3.3海绵城市规划理念应用该项目主要采用海绵城市生态设计理念,最大限度保留场地“依山抱水”山水格局和现状植被,通过对场地自然条件、自然过程以及当地气候特点的分析,对场地进行设计。通过采用“LID”技术措施恢复场地吸收和滞纳雨水功能,构建具有自然生命力“雨水花园”系统,保持场地开发前后水文状况基本不变。通过集中式场地布局方式,达到对场地资源的最小干预。构建“绿化隔离带+功能区+生态涵养区”功能结构模式,在保护场地自然环境资源基础上充分满足人们的休闲活动需求。山体自然雨水经过路边的生态植草沟,缓解暴雨径流,排入山体各级阶梯式跌水湿地泡池内,在湿地泡池内种植种类丰富的水生植物进行自然净化水体,最终排到最大湖中,部分雨水在此过程中自然渗透至土壤,对地下水进行自然补充。建筑周边的“雨水花园”设置溢流口,排至湖内,湖体最低点处设置溢流口,确保在雨水量大的时期,能够把多余的雨水经过市政管道泄流,不产生内涝。最大湖水作为雨水处理系统蓄水池,经过雨水回用系统对雨水和湖水处理后对绿化灌溉循环利用,实现原位收集,自然净化,就近利用和回补地下水。
4.小结
该项目案例使用了海绵城市理念最大限度保留场地“依山抱水”的山水格局和现状植被,采用最小人工干预的手法在场地现状水塘和低洼地的基础上构建“雨水花园”,通过地形梳理,在现状地形基础上,形成大量下洼式绿地,蓄存雨水径流,将雨水资源滞留在场地上,让场地雨时吸水,旱时贮水,成为一个兼顾旱涝问题的弹性系统,在满足生态效益的同时,也带来良好的城市景观,形成具有生命力的水生态系统。这种方式是海绵城市技术在城市公园中的一次成功应用,对于我们探索城市公园景观设计提供了重要的技术支持。
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