(長沙市軌道交通集團有限公司, 410000)
關于海綿城市建設的理論與實踐探討
陳 智
(長沙市軌道交通集團有限公司, 410000)
海綿城市建設主要是通過滲透、滯留、儲蓄、進水、排水等多種技術來實現城市水生態平衡、達到城市水資源良性循環的目的的一種城市建設方式。運用低成本的技術設施分散控制雨水的徑流量和污染問題,以此解決城市洪澇災害與城市水資源短缺之間的問題。
海綿城市;建設;理論;實踐;探討
由于我國近年來城市化進程的不斷推進,造成城市規劃問題逐漸被突顯出來,城市下墊面的粗糙,高大建筑阻礙了氣流在城市的穿過,使得城市小區域內容易形成渦流。加上城市大氣的污染日趨嚴重,污染物質漂浮在空中形成水蒸氣,最終導致城市的降水強度和頻率增大。一旦遭受暴雨,城市路面積水問題嚴重,導致城市交通受阻,居民的生活受到了極大的不良影響。在此背景下,有研究人員提出了海綿城市建設這一方案,主要為了解決城市鑒于與城市水資源短缺之間的矛盾問題,通過規劃建設使得城市能像一塊海綿一樣的吸收雨水,然后又能像海綿一樣適時的擠出水資源供居民使用,通過滲透、滯留、儲蓄、進水、排水等多種技術和環節實現水資源的良性循環,確保城市水生態的平衡,最終減少洪澇災害發生的概率,也實現了城市生態文明建設的目的。
本文將依據陜西省某城市作為研究案例,依據當地的水文情況和地形地貌來研究該城市海綿建設及規劃,進而深化對城市海綿建設的理論研究和實踐探討。該市位于陜西省,隸屬于溫帶大陸性季風氣候,冷暖分明、干濕明確,夏季炎熱多雨,冬季就特別的干燥。該城市全年的降水量平均查結果520mm,7、8、9月較為集中,降水特別多,而冬季降水量卻特別的少,極易形成城市旱澇。另外,受季風氣候的影響,該城市還常有暴雨、冰雹、大風和沙塵暴等災害,春末秋初的時候也經常出現寒潮降溫現象,極易造成凍害災害的發生。另外,該地域還有渭河、涇河、沙河、新河、皂河及太平河等水系流經。但是,由于該城市的氣候、地形地貌和水文特征、植被等一系列原因的影響,該城市成為了城市旱澇災害較為嚴重的城市之一。為了有效解決該城市的旱澇災害問題,率先提出了海綿城市建設的方案,意在解決該城市的雨洪管理問題,也提高社會公眾的節水意識及環保理念,推動該城市的可持續發展。
(一)雨水入滲綠地建設
雨水的入滲綠地建設的范圍蛀牙包括了居住區的綠地建設和城市公園綠地和中央綠廊等區域,通過下沉式的綠地設計、綠色屋頂設計、植草溝設計和其他配套設施的建設等相關措施來實現雨水的傳輸與收集。通過采用雨水實地、濕塘和調節塘等組合構建的雨水調蓄系統,將雨水通過滲透渠道匯集到雨水實地進行凈化,多余的雨水溢流進行下滲,最終實現雨水的調蓄,實現雨水的循環利用。
通過這系列的雨水入滲透建設,利用公園中的下沉式綠地、生態植草溝和雨水花園等設施對城市過量的雨水進行了及時的收集,可滲透的面積比例達到了8%,年徑流量的總控制率達到了85%,總懸浮物也削減了60%以上。經過這一年的實地測試,該城市多次強降雨都沒有出現過雨水外排的現象,有效緩解了城市道路的減排壓力,也大大降低了海綿城市的建設成本。
(一)道路廣場的建設
道路廣場的建設主要包括居住區、城市公園道路和城市交通道路等區域,其具有組織交通、引導游覽、提供集散場地和排水的功能,因此,對城市道路布局予以合理的設計,也可以推動海綿城市建設的發展。通過在新區的居住區和城市主要道路及廣場鋪設透水磚和建立合理的排水縱橫破,通過實施透水鋪裝設計、縱橫坡設計、路牙設計和其他建設措施來實現城市的給排水和雨水的收集。并對該城市主要線路兩側的雨水口改成了沉泥井,路牙也進行了側向開口,并設置了相應的攔污槽,兩側的綠化帶當中也布設了低于路面30公分的生態草溝,呈S型繞開了樹木,以此將85%的路面雨水收集道路綠化帶當中,并進行過濾、滯留和滲蓄。通過改造,即便該城市遭受暴雨,也可以靠道路紅線外的調蓄塘來進行路面的給排水,保證路面無積水現象。通過道路廣場的改造,建立植物滯留漕、下凹式綠帶和集料儲水溝這些開放性設置,對雨水進行綜合利用,進而削弱地表徑流的污染。
(二)給排水系統建設
給排水系統作為城市建設的重要組成部分,其對城市日常運轉、城市綠化建設具有非常大的影響,也是城市發展中必要工程措施。該城市通過對新區的建設或者老城改造區域采取分流排水體質,對已經形成合流制的區域逐步改造成分流制,采用分散的生態污水處理方式。另外,在雨水排放的過程中,該城市除了利用植草溝來實現雨水的輸送之外,還配設了相應的安裝設施,比如護土筋、擋水石等,來削弱雨水的徑流速度。由于該城市的新區整體地勢成南高北低趨勢,場地內的地勢較為的平坦,但隨著城市地面硬質化程度的加深,如果依照傳統的建設方式,必然需要采取大型的城市給排水網管進行給排水系統的建設,造價的成本較高,并且,由于該區域的地表三至五米以下基本為沙層,排水管道的施工難度加大,只能采取海綿城市建設的方式來開展給排水系統的建設,并且也大大降低了給排水系統的施工成本。通過分流制將雨水和污水分別流入到雨水回收系統和污水凈化系統的那個中,實現了該城市水資源的最大化的集中利用,大大緩解了該城市新區的水資源短缺問題。
(三)水系的整治
由于該城市的流經水系較多,城市水文環境較為復雜,使得水資源的管理難度大大提升。為了能提高對城市水資源的把控程度,該城市的政府部門決定對水系予以整治。通過在渭河和灃河建立雨水濕地、滯留設施(植被緩沖帶、生態駁岸和生態島等)、雨水排水口末端處理設施來進行調蓄洪峰,進而提高河流的綜合防洪能力。對水系進行整治時,首先應在保護控制的范圍之內,綜合考慮城市的防洪、稅制和生態需求,進行分段式的、分功能式的整理。積極利用雨水和污水等再生水資源來補給河道,并做好河道的水質保護工作,在雨水排入口可以安裝相應的處理措施,比如沉砂過濾池等等,凈化雨水,避免雨水對水系的污染。截至目前為止,該城市的防洪工程已經全部完工,累積投資了12.7億元,防洪的標準提高至百年一遇,水生態修復工程也已經完成了設計,211公頃的沙濕地項目也正在逐步推進。同時,河流兩岸的污水處理廠及配套設施也正在開展當中,對城市中的污水進行集中處理,城鎮污水處理廠污染物排放等級為一級A標準,部分指標甚至達到了地表水環境V類標準。
總之,海綿城市的建立并非一蹴而就就可以成功的,需要研究人員對本地的氣候狀況、地形地貌和水文特征予以深入的把握,必須依據因地制宜的原則,依照城市的具體發展情況來開展相應的城市建設工作。我國正處于海綿城市建設的初級階段,缺乏豐富的實踐經驗和扎實的理論基礎,仍需要我們進一步的努力和共同的探索才行,對海綿城市建設技術予以不斷的改進和本土化,積極借鑒國外海綿城市建設的成功經驗,科學的布局,合理的規劃,進而推動我國城市建設的進程,完善我國海綿城市建設理論體系。
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