海綿城市框架下寒地濱水空間改造

戰(zhàn)美秋 齊檸 白立敏

【摘? 要】在海綿城市框架下，以長春市南湖公園為例，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，討論寒地城市濱水空間改造方案與方法，旨在后續(xù)相關(guān)實(shí)踐工作的開展及城市濱水空間環(huán)境規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。

【關(guān)鍵詞】海綿城市;寒地;濱水空間

引言

濱水空間是城市與自然環(huán)境相連接的部分，是自然生態(tài)系統(tǒng)與人工建設(shè)系統(tǒng)相互結(jié)合的區(qū)域，對于城市空間塑造極為重要。寒地城市濱水區(qū)具有豐枯變化大，冬季冰凍期長，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，生態(tài)敏感性高、生態(tài)彈性低等特點(diǎn)，我國寒地城市分布于黑龍江、吉林、遼寧及內(nèi)蒙古自治區(qū)的東北部地區(qū)。

長春市南湖位于吉林省長春市中心區(qū)西南部，隨著城市化進(jìn)程加快，長春南湖地表徑流源頭的涵水環(huán)境發(fā)生顯著變化，密集的建筑密度及硬質(zhì)路面阻礙了降水下滲通道，地表水與地下水連通中斷，改變了徑流匯流等水文條件，南湖蓄水量短缺、污染嚴(yán)重，南湖周邊區(qū)域內(nèi)防、排洪能力弱，難以應(yīng)對大流量的雨洪。南湖濱水空間的改造已經(jīng)成為海綿城市規(guī)劃建設(shè)的主要問題。

1.長春市南湖濱水空間特征

長春市南湖位于吉林省長春市中心區(qū)西南部，處于長春市老城區(qū)，水面面積92萬平方米，為小I型水庫，濱水空間超300萬平方米，以居住建筑、公共綠地為主，東南部分布近代建筑、文化場所、遺跡等資源，西南地勢偏低，紅旗街與湖西路交匯地段為雨洪重災(zāi)區(qū)，延安大街、工農(nóng)大路地段交通壓力大，地下市政管線縱橫交叉、錯綜復(fù)雜，維修難度大，地上電纜線架設(shè)交錯，不利于處理緊急事件及突發(fā)緊急事故。

2.南湖濱水城市空間改造方案

2.1與城市基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)籌建設(shè)

舊城濱水空間的改造、建設(shè)與實(shí)施是一個周期長、復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目，可將濱水空間的改造與城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)統(tǒng)籌建設(shè)，最大限度地提升改造效率，實(shí)現(xiàn)“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”（鋼筋混凝土的道路、軌道交通、市政設(shè)施、下水凈水等）與“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”（園林綠地、城市公園、自然景觀等）有機(jī)融合，全方面提升濱水空間改造深度、發(fā)展質(zhì)量，減小濱水空間改造對自然和生態(tài)環(huán)境的影響。

2.2釋放濱水地上空間，打造立體式復(fù)合交叉空間

平衡人文空間、生態(tài)空間以及商業(yè)空間，釋放地上空間為商業(yè)文化街，如延安大街、工農(nóng)大路、紅旗街部分地段，將主要車流通過工農(nóng)廣場和新民廣場等出入口導(dǎo)入地下，可合并設(shè)計(jì)入管廊工程，進(jìn)行雨洪管理，盡可能的與地鐵交通合并考慮，形成地下部分為交通空間、市政管廊空間和停車空間，地上部分為娛樂休閑空間的，集商業(yè)、交通、景觀及休閑等功能為一體的立體式復(fù)合交叉空間。

2.3多層次的方案連通設(shè)計(jì)

優(yōu)先利用南湖自然排水系統(tǒng)，發(fā)揮綠地、交通、建筑對雨（雪）水的吸納、滲滯、蓄排和凈用的“滲、滯、蓄、凈、用、排”機(jī)制，從原生態(tài)保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、自然開發(fā)三個層次連通規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)，將濱水空間建造成“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”與“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”建設(shè)有機(jī)統(tǒng)一的，具有文脈特色、區(qū)域功能與與城市區(qū)域相適應(yīng)的“海綿”功能生態(tài)系統(tǒng)，達(dá)到水、人居環(huán)境與自然的和諧共生，并有效帶動周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3.南湖濱水城市空間改造關(guān)鍵技術(shù)

寒地濱水空間的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)方案必須契合海綿城市系統(tǒng)，充分考慮適合寒地氣候特征的方案，并在建造技術(shù)上做出更新與調(diào)整，從建造末端嚴(yán)格把控濱水空間的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1功能性材料的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

寒冷地區(qū)除冰雪技術(shù)如撒布融雪劑，人工除雪，機(jī)械除冰雪等，需依靠人力物力，效率低，環(huán)境污染較大，且不利于雪水重新回收利用。目前相關(guān)學(xué)者已經(jīng)將相變溫度低于60℃的有機(jī)相變材料封裝于管材料中形成相變儲熱路面，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相變儲能發(fā)熱體埋置深度為3cm，在零下15℃以內(nèi)的負(fù)溫環(huán)境下，可控制預(yù)熱時(shí)間3h，路面不出現(xiàn)積雪。隨著技術(shù)研究深入與發(fā)展，未來可將相變材料運(yùn)用于工程實(shí)際瀝青混合料中，形成相變儲熱路面發(fā)熱融雪體系。這一技術(shù)可應(yīng)用到南湖濱水地上路面，可將雪水排入到地下綜合管廊雨（雪）水回收凈化系統(tǒng)，直接用于補(bǔ)充地下水，緩解水資源短缺。同時(shí)也提高了地上空間冬季人們出行舒適度。

濱水地上景觀用地的鋪裝，在滿足實(shí)用需求的前提下，盡量減少使用不透水鋪裝材料，如如停車位、人行道、廣場盡量選擇透水鋪裝材料，以加大雨（雪）水滲透路徑，緩解南湖水短缺，降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。寒冷地區(qū)鋪裝材料使用要充分考慮季節(jié)性凍脹破壞因素，選擇適宜的基底材料、孔隙率等，經(jīng)過耐候性試驗(yàn)進(jìn)行壽命預(yù)測后投入實(shí)際應(yīng)用。

濱水地下綜合管廊須采用防腐蝕、防滲漏混凝土材料。南湖水體的污染介質(zhì)主要為硫酸鈉、硫酸鎂等，地下綜合管廊采用的混凝土技術(shù)應(yīng)兼顧有抗凍、抗?jié)B、防硫酸鹽腐蝕功能，以提高地下空間服役期間的耐久性、安全性、舒適性。

3.2地下與地上立體交通空間設(shè)計(jì)

（1）地下與地上立體交通空間節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。濱水地下與地上交通空間的立體化改造，兼顧綠色公園開放性、人與自然可達(dá)性、交通連續(xù)性、空間文化性等有機(jī)融合，同時(shí)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)處理及節(jié)點(diǎn)處防滲漏施工技術(shù)措施直接影響空間改造的耐久性，如地上與地下的連通部位，如十字路口或者丁字路口處，管廊預(yù)制結(jié)構(gòu)拼縫和接頭防水防滲構(gòu)造設(shè)計(jì)等等。

（2）地下與地上立體交通空間截面設(shè)計(jì)。合理設(shè)計(jì)地下綜合管廊系統(tǒng)，截留雨水量通過回收凈化后可進(jìn)行綠地澆灌、路面澆灑、湖水補(bǔ)水等，通過將大量雨水滯蓄與回用，可降低洪澇風(fēng)險(xiǎn)，減少徑流面源污染。雨水艙斷面尺寸應(yīng)根據(jù)雨水系統(tǒng)匯水面積計(jì)算出雨水量，并根據(jù)周邊市政雨水需求量，結(jié)合雨水艙有效深度及坡度計(jì)算出雨水艙斷面尺寸，根據(jù)地段坡度、寬度選擇截面形式，如雨水艙與各艙水平并列、雨水艙垂直于各艙下方等形式，紅旗街地段宜采用雨水艙垂直于各艙下方等形式。緊鄰南湖區(qū)段雨（雪）宜采用排入植被淺溝、下凹式綠地等生態(tài)措施，凈化后再排入雨水管網(wǎng)進(jìn)入雨水管廊，其他地段可采用棄流井、沉砂井等灰色措施進(jìn)行過濾。

4.結(jié)論與建議

濱水空間改造有助于突顯在城市公共生活中的生態(tài)核心作用，深度挖掘城市地上與地下空間的潛力，實(shí)現(xiàn)地上地下空間的互動，將城市既有濱水空間的單一功能轉(zhuǎn)變成集商業(yè)、交通、景觀、休閑等多功能、多用途為一體的城市濱水空間，塑造良好的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文關(guān)于海綿城市框架下寒地濱水空間的技術(shù)方案為建設(shè)海綿城市框架下寒冷地區(qū)濱水空間改造的提供些許技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)

[1]王秋菲，石丹，王盛楠.沈陽市海綿城市的建設(shè)思路與對策研究[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2016 （6）：604～608.

[2]何靜.舊城濱水公共空間建設(shè)實(shí)施策略研究——以上海市蘇州河兩岸地區(qū)為例，2020-09-01，72～73.

[3]于遠(yuǎn)燕.海綿城市理念在濱水空間的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代園藝，2016年第2期：155.

本文基金項(xiàng)目：吉林省教育廳”十三五”《寒地海綿城市LID綠色基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境控制技術(shù)研究》，編號：2016（162號）;

吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目2019《嚴(yán)寒地區(qū)海綿城市建設(shè)中既有濱水空間改造關(guān)鍵技術(shù)研究》編號：20190303049SF。