楊學成 洪淑媛 張遠環 朱純
摘要:在城市綠化建設中,低沖擊開發(LID)理念的實現是依據地形地貌、水文氣候及植被特點,選擇性應用其技術,創造出趨近自然的園林環境,具有較強的地域性特征。對穗深LID技術應用現狀進行調查,得出在規劃設計、雨水利用措施、建設和管理等方面存在的不足,綜合分析廣東地形地貌和氣候特點,針對性提出保持原有地形維護水系機能、保障不減少城市綠量和綠地減災避災功能,有利于土壤通風透氣、促進雨水過濾下滲、補充地下水,有利于建設和后期管理并具有實際指導意義的地域性LID技術措施。
關鍵詞:低沖擊;技術措施;地域性;城市綠化;廣東園林
低沖擊(LowImpactDevelcpment,LID)理念1990年起源于美國,強調利用小型、分散的生態技術措施來維持或恢復場地開發前水文循環。相關理論和應用技術發展到現在,其核心思想已經拓展為盡量減少城市建設對地形地貌、水文資源、自然植被等的破壞,減輕其對生態環境的不利沖擊。近年,北京、上海、天津、深圳等地分別在相關技術的園林應用方面進行了有效嘗試,LID的理念和相關技術在業界的應用已經得到肯定。但是,我國地域寬廣,東南西北的自然條件特別是水文和氣溫條件差別很大,經濟基礎也各有不同。LID理念的實現途徑主要是通過結合綠地地形地貌、原生景觀、自然水文和天氣特點。選擇性應用其技術。創造出趨近于自然的園林環境。讓其持續發展,毫無疑問應該具有較強的地域性特征。廣州(下簡稱“穗”)、深圳(下簡稱“深”)兩地為國內較早采用LID理念開展城市綠化建設的城市。本文在實地調查穗深LID應用存在問題的基礎上,綜合分析廣東氣候環境特點,進一步拓展闡述廣東地區園林綠地應用LID理念和相關技術的地域性措施。倡導在城市建設中盡量保護和利用地形地貌、雨水和原生植被等自然條件,結合地區經濟條件因地制宜整合應用低沖擊技術。
1.LID起源及技術特點
1.1 LID理念的起源
在城市化進程中,發達國家也曾屢遭暴雨侵襲及洪澇災害,隨著城市的不斷發展和擴張,原本設計建設為能夠抵御百年一遇級別降水的龐大地下排水系統,依然不能完全消除城市地表徑流、滿足城市排水需求。20世紀后半葉,美國許多城市都面臨著洪水、城市徑流及由此帶來的水質影響、溢流污染等難題,傳統管道體系的排水方式浮現的雨洪問題和其本身存在的諸多弊端日漸明顯。于是率先建立和實踐LID理念和模式,并以各種載體將其實際運用到城市建設與改造中。達到降低地表徑流、補充地下水源、改善下游河流湖泊水質、美化環境等目的。
1.2LID技術特點
LID理念的核心思想是通過對分散、小規模的源頭控制來減少暴雨所產生的徑流和污染。使開發區域盡可能接近開發前的水文狀態,將綠地開發前后對環境的影響降到最低。資源利用達到最大化。該理念的提出基于雨水管理領域?;纠砟畎凑账墓δ艿刃г瓌t。發展至今已經延伸到城市建設管理整體領域,強調尊重、結合、保護自然和資源的循環利用,強調在城市化進程中對自然環境的低影響。在城市綠化中結合園林景觀設計和工程建設,實現雨水滲透、地下水補給、降雨徑流流量控制和環境美化等目標,達到節約和充分利用環境資源目的,包括:水、土壤、光、氣、植被等。LID理念和做法在美國、澳大利亞等國家的城市規劃和資源保護中相繼實踐??偨Y各國的先進做法,主要技術措施包括:滲濾池(溝)、人工濕地、植草溝、雨水滲透溝、滲透性鋪裝、屋頂集水綠化、雨水花園、生物滯留池。等等。
2.穗深LlD技術應用現狀及存在問題
近年筆者根據相關研究項目工作需要,對穗深LID技術應用現狀進行現場調查,同時輔以電話、網絡等多種形式開展咨詢訪問。結果總結如下。
2.1應用現狀
穗深兩地采用LID理念起步較早,已經有研究收集基礎支撐數據的案例,比如深圳萬科中心探索滲透鋪裝、綠色屋頂、雨水花園、植被淺溝等LID技術。得出雨水收集利用率達50%。徑流控制率達90%。應用現狀調查結果顯示:穗深在場地規劃和設計理論的探討、雨水綜合排蓄工程個案研究方面開展了較多工作。具有濕地建設及水質凈化、屋頂花園及雨水收集、蓄滲水綠地等類型的成功案例,比如廣州海珠湖濕地水體凈化、廣州太古匯屋頂花園及雨水收集利用、深圳市民中心綠地雨水收集系統(包括休息亭雨水收集)、廣州萬科睪境三位一體綠化及雨水收集等,這些案例在總體規劃、多項LID技術融合、景觀效果等方面都達到一定水平,其LID理念和相關技術應用、功能和景觀融合、設計施工和后期管理達到一定的水平,取到較好的行業示范作用。在道路綠地建設方面也有成功的案例。比如深圳光明新區道路、前海自貿區綠地等,其順應地型特點,營建蓄滲水綠地,應用因地制宜的雨水生態處理方法和LID理念。并在傳輸、蓄留等功能上形成較好的水文景觀綠化模式。另外,植草溝技術應用在穗深兩地新建設的道路綠地和大面積草坪應用較多,讓雨水先經過草坪緩坡及植草溝的徑流減緩與生物過濾,再流入市政管道傳輸。
2.2存在問題
調查比較結果顯示。穗深LID研究與國外相比還存在一定差距。首先,對LID理念的理解和應用方面存在片面和極端的現象,有的將LID理念建設的綠色基礎設施功能取代城市的灰色排水基礎設施,忽視了綠色基礎設施的生態、景觀和避災功能,無限放大綠色基礎設施的滲透和蓄水功能,或者孤立看待LID技術應用,缺乏綠化、景觀、水文、市政設施、公共管理等不同學科領域的融合和聯系。具體敘述如下。
2.2.1前期調研及環節落實不到位
廣東各地環境氣候條件差異較大,LID相關技術。特別是雨水收集和利用的技術與管理措施無法統一,可能因為缺乏因地制宜的地方性技術指引和標準。以至于規劃設計中的LID理念和技術措施先行步伐較慢。更主要是在項目實施前,現場調查研究或者是現場踏查不夠充分,項目缺乏整體統一的考慮布局,出現采用的LID技術與現場不相適應、多余的雨水不能進入市政管網等問題。又或者規劃設計中的LID技術,建設及管理人員沒能領會。在建設實施過程中出現不匹配,完全違背了設計宗旨。相關措施變成一種擺設。endprint
2.2.2有影響力和導向性的案例數量不多
LID理念進入學界視野并受到本地關注的時間約15年。實際運用還處于起步探索階段。業界在實施過程中的前期調研、建設隊伍及技術把控和后期管理都較為缺失,區域性水文、雨水下滲速度、初雨的污染程度及去除初雨的時間要求等方面的基礎數據缺乏。難以支持因地制宜的LID技術整合應用?,F有的優秀案例不夠多。特別需要經過現場調研分析。依托前期研究的基礎數據。由風景園林、水文、市政設施、公共管理等不同學科參與共同完成、滿足各學科要求的LID技術應用的優秀案列。為行業提供示范引領作用。
2.2.3雨水利用及措施單一
目前現狀中的雨水以直接進入市政管道后排入河流為主,利用率較低。整體、綜合、多目標利用雨洪資源、解決雨洪內澇問題的途徑較少。“留住雨水”和“利用雨水”的城市雨水管理策略有待加強。LID技術應用單一,單獨使用屋頂綠化、植草溝、生物滯留池等。雨水收集、凈化和利用。雨水作為園林水景應用等方面考慮較少。缺乏有效全面的整合。濕地、雨水花園等非硬地化工程性措施應用有限,比較少將供水和雨水作為一個整體來考慮。滿足場地尺度的園林綠化、衛生用水需求量,滿足季節間供水量和需水量的平衡。
2.2.4自然資源利用考慮不足
自然資源除雨水外。還包括地形地貌、陽光、鄉土植被等?,F有的LID技術應用案例。除考慮雨水應用外,往往忽視了對光能、原有植被以及鄉土植物的應用,在降低對地形地貌的干擾、盡量保持原有狀態、減少對原始環境(包括地形地貌、原有植被等)破壞和模仿自然等方面的理念還不夠深入人心。設計和建設中實實在在貫穿LID理念還有待加強。
2.2.5設計方案中的LlD技術沒實施
規劃設計目前集中在場地規劃和設計理論的探討。多提出LID理念的應用和指導意義。并將雨水花園、生物滯留帶等設計其中。但是由于種種原因,LID技術的應用普遍還停留在設計圖紙階段。有的設計顯得有點牽強。在結合原有地形條件方面欠考慮。與當地的水文、環境、植被條件匹配缺乏科學、具有實際指導意義的數據支持。實際建設過程中由于前期造價、管理等原因。沒按照設計圖紙實施。LID相關技術的應用流于形式。只是紙上談兵。
2.2.6 LID相關設施建設技術達不到要求
LID相關綠色設施建設過程中的前期調研、建設隊伍及技術把控和后期管理都非常缺失。導致技術設施不能實施落地,普遍存在不重視技術環節和質量標準的問題,比如:標高與原有市政設施不匹配。雨水花園的基礎偷工減料不能滲水。生物滯留池未設彎管、未換土。等等。導致達不到LID理念建設目的及出現后期管理困難等問題。
2.2.7缺乏本地指導性的技術指引
LID理念應用于本地城市綠化建設。在實施過程中。還缺乏根據自身地理環境、氣候水文條件制定的實操性強、具有地方特色的LID應用技術指引。規范前期調研、規劃設計、建設施工、后期管理和評估監督等各階段的工作實施。
3.廣東低沖擊技術應用的地域性特點措施
廣東各地園林綠化建設需要積極應用LID理念。但是應該避免盲目跟風及不切實際的濫用,需要根據自身實際情況和環境條件具體分析,因地制宜合理應用LID技術。
3.1地域性環境特點
廣東除粵北山地外,其它大部分為低山、丘陵和沿海臺地、平原,珠三角地區的城市坐落在珠江水系上。密如蛛網的珠江支流河涌遍布市域范圍,原有自然形態的河塘水網系統。是城鄉生態環境的重要組成部分。全省年平均降水量在1 300~2 500mm之間,粵西沿海地區地熱條件好,各地年平均降雨量大于1 500mm,具有充沛的降水量,雷暴頻繁帶來大風大雨。也經常發生干旱、臺風災害。羅定盆地、興梅盆地和沿海的雷州半島、潮汕平原少雨區,年平均降水量小于1 400 mm。全省降水的年內分配不均。4~9月的汛期降水占全年的80%以上;年際變化也較大。多雨年降水量為少雨年的2倍以上。春季的低溫陰雨、秋季的寒露風和秋末至春初的寒潮和霜凍,也是廣東多發的災害性天氣。
3.2廣東城市綠化LID應用的地域性措施
總體而言。LID技術的整合,既要考慮滲滯并利用雨洪,達到適當減緩洪峰,又要保障不減少城市綠量,保證古樹名木、珍稀物種與群落的生存。不降低綠地生態功能和減災避災功能。還要避免雨水下滲過多甚至長期浸泡超過綠地承受能力造成的危害。穗深兩地的LID應用現狀在廣東具有一定的代表性,下面針對存在問題并結合廣東地貌氣候特點。同時借鑒國外的做法。提出地域性技術措施。
3.2.1依據地貌土壤特點應用LID技術
廣東各地具有山地、低山、丘陵等不同的地貌特點,土壤類型以紅壤為主,容重較大。不利于通氣透水。應保持原有的地形維護水系機能,同時在規劃設計和建設管理中。嚴格按照建設部《城市綠地分類標準》(CJJ/F 85-2002)規定,保障城市綠地配套比例(綠地≥45%。綠化覆蓋率>50%,街頭綠地中的綠化面積≥70%)。增加林地、園地、草地等植被覆蓋土地利用方式,保障綠地的有效面積,保持土壤植被覆蓋,穩定土壤粘粒含量和結構。提高土壤孔隙性。改善土壤的通氣透水性,彌補紅壤先天通氣透水性較差的不足,促進雨水下滲補給地下水。
3.2.2依據水文特點選擇LID技術
廣東氣候、水文條件與我國東、西、北具有非常大的區別,總體來說必須按照防御大暴雨乃至特大暴雨的標準建設城市排洪設施。在此基礎上,再將LID技術整合用于綠色基礎建設中。保障綠地周圍的排水順暢,保障植物正常生長。中部珠三角地區應充分利用原有自然形態的河涌、河塘水網系統蓄排水。讓其在成為城鄉大地景觀要素的同時。充分發揮周圍綠地對雨水的過濾和凈化作用?;浳餮睾5貐^地熱條件好。降水量充沛,但是分布不均,會出現干旱災害凈化和滯留更多雨水用于干旱期,是考慮的主要因素之一?;洷奔捌渌降?,可以利用本身山坡地形,在綠地建設過程中,采用山坡綠地及植草溝的形式。依山就勢配合排水溝利用,通過滲透和過濾。將水凈化后匯入自然水系?;洊|低山、丘陵和平原。可以充分利用歷史以來存在或長期農、牧、漁業留下的水塘及濕地的條件,發揮周圍綠地對雨水的過濾和凈化作用。endprint
3.2.3盡量減少地表徑流
通過透水路面、下滲溝、屋頂花園(高位截流系統)、陽臺綠化、生物滯留帶或池、保障土壤合理結構等措施,減緩地表徑流,延長雨水在土壤中的停留時間。盡可能長地保持土壤持水量。城市建成區域,道路和步行道使用可滲透的鋪裝材料。道路沿線有條件的地方采用低洼綠地或植草磚;樹池以疏松的樹皮、碎石、鏤空蓋板等覆蓋;住宅小區沿著排水道建設滲透淺溝;屋頂和不可避免的非滲透鋪裝的徑流雨水排入雨水滲透管(溝),超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地,作為水景或繼續下滲。利用多種滲排水方式,減小徑流,補充地下水。改善生態環境。
3.2.4發揮綠地的滯、濾和凈化作用
城市建設過程中在充分考慮預留足夠的綠地喬灌草濕地植被面積前提下,發揮綠地對雨水的滯、滲、濾和凈化功能。使地表水匯人自然水系前盡可能得到凈化,以改善自然水系的水質。配合應用卵石溝或人工設施等的過濾作用。讓更多的雨水過濾滲透到地下水或溪流及江河中。應用立體綠化、植草溝、生物滯留帶(溝)等。形成綠地開放式的排水系統,開辟水資源利用的新途徑。人行道采用透水鋪裝地面。道路兩邊綠地和隔離綠帶低于路面,并合理設計路牙引導初雨截污后的雨水流人綠地人滲。協助市政排水系統,減少下游的洪峰流量、流速和徑流體積,減輕下游排水系統的壓力。
3.2.5有條件的區域發揮緩沖洪峰的作用
從城市和城市的區域尺度來看,城市綠地特別是公園作為城市建成區的重要組成部分,在有效補給地下水方面具有一定的作用。通過場地基礎條件、公園用水和污染源控制等方面的分析,注重場地設計的因地制宜。在面積較大的公園可以充分利用原有的湖(池、塘)?;蛘哌m度開挖人工湖、人工緩減洪峰河床,同時將屋面集水、雨水花園、生物滯留池、生態調節池、植草溝、人工濕地等LID技術措施,與景觀營造相結合。將雨水資源利用與公園景觀建設融合在一起,初雨截污后的雨水作為園林灌溉和水景觀營造的資源,作為公園景觀、綠地灌溉、公廁用水和消防用水等。同時在適宜的空間配合采用滲濾溝、滲濾池、低洼綠地、梯田、花畦等雨水間接利用方式,將雨水滲入土壤,涵養地下水或回灌至地下水層。充分發揮園林綠地緩沖洪峰的作用,輔助解決城市內澇問題。
3.2.6正確選點并加強后期管理
LID建設的選點和后期管理很重要。需要充分利用城市原有設備,嚴格控制每一個建設環節。共同發揮作用,做到高效率,低成本。同時,應將景觀建設融入,在LID設施建設的同時達到環境美化的目標。來自美國科羅拉多大學的郭純園(James c.Y.Guo)教授指出,LID更重要的是濾水。在排入河流前通過綠地進行過濾。不是蓄水。他介紹的美國案例是注重在已有的基礎設施基礎上,針對流量滯洪進行城市防洪減災的設計??刂瞥鏊康轿撮_發前或周圍河川的承載量,做到小雨不積水,大雨可滲透。先讓前15分鐘的初雨水排走。后面的水經過LID設施后進入原有的市政排水設施。72小時后的水。不截留放入下流河流。一般在某個出水口建設一個LID技術體系。并非全城都建LID設施。相關LID設施可以截留80%降雨,可以輔助常規設施應對百年一遇的暴雨。
學習他人在LID實踐應用方面較為成熟的經驗,加強風景園林、水文水資源、水力學、市政設施等學科和領域的聯系和融合。區域性選擇共同建設LID綠色基礎設施。在注重城市綠色基礎設施的前提下,與灰色基礎設施的耦合優化。建設前先進行區域性低影響開發調研、規劃與模型應用。制定LID政策、具體做法及可持續發展的管理措施。建成后嚴格執行檢修、運行、監測,保障LID系統和設施的可持續應用效果。
3.2.7制定適宜本地的LID技術指引
結合廣東的地形地貌、水文條件、城市化及經濟發展特點,制定基于LID理念基礎城市規劃建設、具有地方特色的LID技術指引。以對水文最小擾動、保護和恢復自然生態、建立可持續發展城市的理念。規范行業技術標準。對城市建設進行科學合理、因地制宜的規劃設計和實施,保障生態環境的可持續發展。
4.結語
園林景觀LID技術主要體現為工程性措施。且多數措施都是綜合性的。需要具體情況具體分析。郭教授認為LID理念提出至今不到30年,應用于工程不足20年,作為工程學,歷時還太短,還存在很多需要不斷總結和提升完善之處。先起步的國外現狀如此,后起步的國內何嘗不是,因此業界任重而道遠,還需要做大量的系統性工作。才能實事求是、科學理性應用LID技術。endprint