文/桑婷婷、楊希 蘭州交通大學建筑與城市規劃學院 甘肅蘭州 730070
河谷城市蘭州構建“海綿城市”的啟示和建議
文/桑婷婷、楊希 蘭州交通大學建筑與城市規劃學院 甘肅蘭州 730070
伴隨著城鎮化的快速發展,城市開始出現嚴重的城市病和生態危機,其中城市的水環境最為嚴峻,面對這些問題,國家提出了建設“海綿城市”,采取順應自然、與自然和諧共處的低影響發展模式。本文以蘭州為例分析了河谷城市現在面臨的水環境問題,提出建設海綿城市的建設理念及實現途徑。
河谷城市;海綿城市;水生態系統;海綿體
近年來,我國的經濟得到了快速發展,我國正在逐漸走向城鎮化發展之路,城市規模越來越大,數量越來越多,時至2014年,我國的城鎮化率已經達到了54.77%,超過了世界的平均水平。
城鎮化的不斷加深帶來一系列的城市病和生態環境問題,其中由于對自然水文環境的破壞所導致的城市地表徑流大幅量增加,城市經常出現內澇,地下水供不應求,雨水污染等問題日益突出。
為更加有效的節約水資源、改善城市自然生態環境,習總書記在中央城鎮化工作會議上提出“在建設城市排水系統時要學會預留雨水,充分發揮自然資源的作用,積極進行城市排水工作,讓城市能夠依靠自然力量健康運作。相關單位已經頒布了相關的城市建設指南,將逐步改變以往單純依賴市政管道的排水形式,利用城市內部的各種自然景觀、植物帶滯留、下滲、凈化收集雨水,從而可以使得城市地下水得到有效的補給,城市生態環境逐步改善,更多地保護和利用自然景觀也可為居民提供優美的生活環境、休憩等多種功能,從而更好的實現生態文明建設。
中國被聯合國認定為“水資源緊缺國家”,全國669座城市中有400余座城市供水不足,其中110個嚴重缺水。作為河谷城市的蘭州依山傍水,黃河綿延百里穿城而過,卻也在嚴重缺水的110個城市之列。造成這種尷尬局面的原因:
一方面是在城市建設的過程中,忽視了對現有水資源的保護,使水資源過度開發、水質污染嚴重。快速的城鎮化過程中出現了過度開發和不合理利用黃河水資源的現象, 黃河水量逐年減少,黃河蘭州段最大年徑流量出現于1967年,為508.7億立方米,而到了1997年,年徑流量僅為203.8億立方米,比1967年減少了近60%,黃河下游出現斷流局面,導致濕地和湖泊長時間裸露,調蓄功能缺失,地下水水位下降,最終大面積消失。此外,黃河干流近40%河段的水質為劣五類,基本喪失水體功能。蘭州是重工業基地,由于人們過度追求經濟利益,許多企業肆意向黃河排放污染物,對河道濕地以及地下水造成直接污染,使水質惡化,生物多樣性遭到破壞,污染事件不斷發生。2014年蘭州自來水苯含量超標事件的發生,映射出市民的用水安全岌岌可危。
另一方面傳統的城市建設模式和不科學的工程性措施導致水系統功能整體退化。傳統的城市開發模式建設了許多“灰色基礎設施”,排水設施采用的也是工程性管道方式。許多城市幾十年前的地面徑流系數是0.3,現在是0.7,也就意味著在雨天70%的雨水在地面流淌,許多嚴重缺水的城市就讓70%的雨水白白流失了。本應成為城市重要水源之一的雨水,卻因為城市被大量的鋼筋混凝土建筑、水泥地面、不透水地面鋪裝這些厚厚的水泥外殼包裹起來,雨水無法被土壤和植被吸收截留,地表水與地下水連通中斷,自然水循環系統被破壞,徑流匯流等水文條件被改變,呈現匯流加速、洪峰值高,成為城市排水的巨大負擔,人們日常生活出行的安全隱患。
所謂的海綿城市,就是把城市比喻成海綿,充分發揮城市降水這一自然優勢,通過一系列科學有效的措施讓城市像海綿一樣吸收儲存雨水,經過凈化后投入使用,這樣能夠在一定程度上緩解水資源短缺的現象,在城市水資源緊缺的情況下能夠暫時緩解用水難的問題,讓水資源更加自然地在城市中循環,同時還能夠提升城市應對自然災害的能力。海綿城市是一種新興理念,這種模式下的城市能夠較為輕松的儲存凈化水資源,并使水資源能夠快速投入使用,這種城市設計理念比較先進,更加注重借助自然的力量提升城市水資源的管理效率,使部分徑流雨水可以予以蓄調凈化和回收利用,以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規劃設計理念,進而提升城市對抗自然災害的能力,緩解城市用水難的問題,進一步推動城市生態環境的建設。
海綿城市一詞的出現在很大程度上強化了城市的生態環境建設,這種新型的城市模型主要是依靠自然的力量控制使用雨水,但是這一過程不同于普通的雨水使用過程,相比而言,海綿城市更加重視雨水的自然儲存、自然凈化等功能,是一種更加的自然的雨水使用新方式,更加綠色、自然。
1.充分保護和利用河谷城市原有的生態系統
蘭州市位于我國地理中心,屬溫帶大陸性氣候,年平均降雨量327mm,主要集中在6~9月。蘭州地勢西南高,東北低,黃河自西南流向東北,橫穿全境,切穿山嶺,形成峽谷與盆地相間的串珠型河谷,屬于典型的河谷型城市。河道對于河谷型城市來說既是景觀,又是最直接最理想的雨水調蓄、排放的場所,作為河谷城市中最重要的“海綿體”,要避免對它的污染、破壞和填挖,積極整治黃河河道非法采石挖砂的問題,將城市河流、地下水系統的污染防治與生態修復結合起來,加強河道生態修復。創造濱水宜人的休閑活動場所,水岸設計除必須考慮防洪、安全等問題的硬質鋪裝外,應多采用生態駁岸,提高水系吸收、凈化雨水的能力。蘭州共有河道濕地28塊,總面積552.9hm2。濕地自身有很多獨特的優勢。比如濕地本身能夠提供水資源、調節氣候,還能夠幫助人們凈化水資源、分解污染物,還能夠確保生物的多樣化,為人們的生產生活供給必要的資源。所以,我們應該嚴格按照相關要求進行濕地的開發,切不可為了一己私利或其他因素亂開發,不能破壞濕地的生態平衡,嚴禁濕地資源的浪費行為,要確保科學合理的濕地開發,保護生態環境,逐漸落實濕地資源的可持續發展之路。嚴格規劃控制水體保護范圍,保護和擴大自然濕地,興建人工濕地系統,使城市水系統生態鏈條得到應有重現的。
2.構建點狀、帶狀、面狀的河谷型城市“海綿體”
城市中星羅棋布的建筑是城市中最重要的元素,推行屋頂綠化以及屋面綠化這種垂直的綠化形式,不僅可以美化城市景觀,同時還可以更加有效的儲存、吸收、滯留雨水,起到節能減排、緩解“熱島效應”的作用;被城市道路劃分成的居住區,商業區,行政辦公區這些小的區域內部可建設集水單元,在規劃建設綠地景觀時可采用下沉式設計,低于地平面,便于有效的收集雨水,并可作為區域內部的水系景觀;內部道路、人行道、休閑廣場可采用透水鋪裝。這些小的屋頂綠化和區域內部的集水單元一同構成了河谷城市中的點狀海綿體。
河谷型城市中的河道本身就是城市中最得天獨厚的巨型帶狀海綿體。通過實地調查分析得知,河谷城市的大致布局是城市與河流緊挨著,因此有水路兩種模式,我們可以在河道與道路之間建設綠化帶以及植被緩沖帶,充分發揮自然優勢將雨水引入緩沖帶進行儲存。當然,蘭州市還可以發揮黃河從城市穿過的優勢,構建寬廣的黃河綠色植被成為河谷型城市特有的帶狀海綿體。
大面積的濕地、城市公園、廣場及綠地形成了構建海綿城市的面狀海綿體。城市公園、城市廣場是每個城市必不可少的供市民休閑娛樂的活動場所,也是雨水主要匯聚的場所之一。種植多種植被營造良好自然景觀的同時,也可通過地被植物、灌木植物的根系更充分的吸收雨水。人行步道鋪裝應盡量采用透水式鋪裝,在設計時充分考慮引導雨水匯集、吸收的作用,下沉式綠地以及公園中的小廣場應低于周邊設施標高,可以形成向心的、吸引力強的、有活力的場所,同時還能夠使雨水匯聚、吸收、下滲,完善城市水循環系統。在河濱綠化帶較寬、地勢低洼的區域有很多天然的濕地,同時可構建新的濕地系統,以及濕地公園來涵養水源,強化對雨水的調蓄與凈化。
3.蘭州市構建海綿城市的發展途徑
河谷城市蘭州具有特殊的地形地貌和環境條件,在緩解水資源危機、減少洪澇安全隱患、改善生態環境等方面都有著更為迫切的要求。構建高透水、高承載、高質量的海綿城市,是保證區域正常的水循環、提高城市生態環境質量、實現城市資源可持續發展的必經之路。
海綿城市的建設是一個復雜的系統,需要社會各部門的相互參與和配合:從具有決策權的政府各部門及各個機構,到實行具體設計的城市規劃相關專業人員,最后到參與和維護的社會公眾。首先,城市政府決策部門應當充分發揮決策、指揮的作用,統籌安排海綿城市的發展方式,科學統籌好不同部門的工作,協調好國土部門、城市規劃部門、園林部門、給排水部門等不同部門之間的關系,統一安排落實工作,為海綿城市這個宏偉目標做貢獻,此外,蘭州市還要把黃河流域的開發治理工程融入到市里的規劃工作中,科學處理好城市河流排水問題以及城市水污染問題等,從根本上解決城市水資源問題。
尊重自然規律,修復城市原有濕地、河流、綠地等生態系統;其次,城市規劃等相關工作人員做好設計者、建設者的工作,并因地制宜的設計更多城市海綿體,既可以營造良好的城市景觀,保護生態環境,也能夠將城市在面臨災害性天氣時的應對能力提升;最后,社會公眾作為海綿城市最直接的受益者和維護者,每一個市民都應該樹立尊重自然、遵循生態優先的海綿城市新理念,保護好城市河流、濕地,城市公園、城市綠地等城市中的“海綿體”,自覺、自愿、自發的為海綿城市的建設做出自己的貢獻。
應對快速城鎮化過程中產生出的城市雨洪問題以及水生態問題,國家實施了海綿城市戰略,這成為我國改變當前城市快速建設的一個重大契機,讓城市規劃理念更新為尊重自然,與自然和諧共處,提倡構建低影響開發雨水系統來緩解城市內澇、削減城市徑流污染、節約水資源、保護和改善城市生態環境。論文就河谷城市建設海綿城市結合蘭州實際情況,提出了蘭州現存的問題,就河流水系、濕地、綠地廣場、地塊內部等城市空間以及發展途徑,探討了規劃建設具有河谷城市特色的“海綿城市”的實施策略。“海綿城市”的建設還是一個長期的過程,需要在當前實踐經驗上,長時間的積極探索才能日趨完善,需要全社會共同參與。
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