單 悅
(黑龍江水利水電勘測設計研究院,哈爾濱 150080)
“海綿城市”概念是在2013年習近平總書記在中央城鎮化工作會議上首次提出大力推進建設“自然積存、自然滲透、自然凈化”的“海綿城市”。是指城市像海綿一樣,在應對自然災害和適應與調節環境變化等方面具有良好的“彈性與韌性”,其主要功能體現在對雨洪等水資源的“滲、滯、蓄、凈、用、排”。海綿城市其狹義是雨洪管理的資源化和低影響化;廣義則包括城市生態基礎設施建設和生態城市建設的目標體系。因此,海綿城市既不單單是低影響開發,也不單是雨水管控,它應該是城市水系統綜合管控的理念,影視通過加強城市規劃建設管理,從“源頭減排、過程控制、系統治理”綜合采取對雨洪資源的管控、水資源調度以及生態保護與修復的綜合性措施體系[1]。
1)《水污染防治行動計劃的通知》(國發〔2015〕17 號),其要求主要體現在:積極推行低影響開發建設模式, 建設滯、滲、蓄、用、排相結合的雨水收集利用設施; 新建城區硬化地面,可滲透面積要達到 40%以上。
2)《關于推進海綿城市建設的指導意見》(國辦發〔2015〕75 號)對海綿城市建設進行總體部署, 明確了海綿城市內涵、工作目標、原則、措施及成效目標等。A工作目標: 最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響, 將70%的降雨就地消納和利用; 到2020 年, 城市建成20%以上的面積達到目標要求; 到2030年,城市建成區80%以上的面積達到目標要求;B成效目標: 修復城市水生態、涵養水資源,增強城市防澇能力,促進人與自然和諧發展,逐步實現小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解,即實現水生態、水環境、水資源、水安全的綜合成效;C主要措施: “滲、滯、蓄、凈、用、排”等低影響開發措施。
3)中共中央國務院《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》(2016)推進海綿城市建設;充分利用自然山體、河湖濕地、耕地、林地、草地等生態空間,建設海綿城市,提升水源涵養能力,緩解雨洪內澇壓力,促進水資源循環利用;鼓勵單位、社區和居民家庭安裝雨水收集裝置;大幅度減少城市硬覆蓋地面,推廣透水建材鋪裝,大力建設雨水花園、儲水池塘、濕地公園、下沉式綠地等雨水滯留設施,讓雨水自然積存、自然滲透、自然凈化,不斷提高城市雨水就地蓄積、滲透比例。
4)《海綿城市建設評價標準》(GBT 51345—2018)明確了評價內容與評價方法; 內容上, 確定了年徑流總量控制率及徑流體積控制、源頭減排項目實施有效性、路面積水控制和內澇防治、城市水體環境質量、自然生態格局管控與水體生態性岸線保護、地下水埋深變化趨勢、城市熱島效應緩解7大類的評價內容。
5)《海綿城市建設專項規劃與設計標準(征求意見稿)》(住建部2020.12)A術語中明確了海綿城市的內涵,即采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術,實現雨水管控,助力水環境、水安全、水生態、水資源、水文化等多重目標的實現;B明確了海綿城市在目標(水生態、水環境、水安全、水資源等多重目標)、指標(源頭減排、過程控制)和系統治理指標,體現對雨水、污水的綜合管控) 及規劃要求(分區域、分片區、分層級)上均以雨水、污水的綜合管控為主。
文章對“海綿城市建設”的理念界定為狹義性理念范疇,暨對撓力河城區段雨洪資源的調控和梳理,同時通過低影響開發理念與技術應用,共同實現雨水的“自然積存、自然滲透、自然循環”,以及通過低影響開發的技術措施實現“自然凈化、自然修復、自然循環”的城市發展方式。
項目位于黑龍江省寶清縣城區東南部撓力河流域灘地,原地貌為河道荒灘和小開荒地、無產權林地等。地形地勢平坦,東西側岸灘分別留存2條自建無等級民堤(為保留小開荒地而建設)。灘地內除小開荒地外,存留多處廢棄沙坑及魚塘,除一處樟子松林帶外,無觀賞價值和經濟價值林木。
本次設計目的致力于整治垃圾填埋坑清運后遺留的坑體及無序的荒灘環境。依據海綿城市建設理論和低影響開發建設理論,應用其相關技術,通過對坑塘及荒灘的地形改造與植物措施營造,共同實現水生態修復與景觀提質工程。
2.2.1 地表凈流雨污泥沙量大
撓力河(城區段)灘地地勢較低,灘地東側為工業園區交通路,由于道路坡度較大,短時強降雨時地表徑流既大且急,部分道路低洼處匯水裹挾泥沙直接流入項目區灘地內,造成局部內澇與泥沙淤積。
2.2.2 季節性洪澇災害
項目區位于河道灘地,受上游降水影響、近幾年內6-8月份期間多次發生不同程度的洪澇災害。但是隨著上游寶石河流域治理工程(含寶石河支流及山體坡水溝、侵蝕溝治理)的實施,對撓力河流域短時強降雨匯水量及水流速度均有一定的減緩效果。
2.2.3 河灘地地下水位高及土壤沙質化
項目區緊鄰河床、灘地內地下水位受撓力河漲幅影響明顯,豐水期灘地面挖深平均2m即可見水,同時土壤含水量較高、并且多為砂質壤土。
秉承海綿城市建設理念,結合低影響開發技術與城市河流水環境修復技術,對雨洪資源采取“蓄、滲、凈、納、排”的處理措施,形成濕地(生態干塘+生態濕塘+生態導流溝)與微地形相結合的濕生植物景觀群落。利用濱水慢行系統建設,有效地對灘涂農地、原生灘荒地進行生態化、景觀化、近自然化改造。將以上理念元素集中以“郊野濕地公園”的景觀狀態呈現與濱水公共空間中[2]。
有效處理與解決規劃區內存在的水問題同時,結合地形改造工程與植物景觀工程,共同打造水適應性景觀工程。
首先,在充分分析雨洪流域與淹沒區域的基礎上對現有灘地進行地形改造,在地勢低洼處挖人工湖或生態塘、利用取土在淹沒幾率低的區域堆丘、筑微地形、微地形上種植低矮灌木與耐水濕宿根花卉,為便于微地形雨水收集,邊緣設置植草溝,同時溝體邊緣栽植挺水植物與水生植物。
然后,利用河灘地低洼地設置生態干塘和生態濕塘,并設置生態導流溝將其串聯,實現水體交換的目的。將河灘地濕地化、并作為城市海綿體,實現其“蓄、滲、凈、納、排”的功能。栽植耐水濕植物,凈化水體的同時美化環境形成濕地生態系統。同時,結合生態修復技術共同實現改造自然河流灘地水系的試點型案例。
再者,在規劃區內沿公園園區路一側修建排水U型槽,將地表徑流引導入預先設置好的生態塘內,同時生態塘由若干個功能不同、體量各異的人工或自然塘構成。其中分為沉沙塘、沉淀塘、凈化塘與凈水塘。同時在地表徑流入沉沙塘前設置植被緩沖帶,用以減緩水流速度,降低泥沙含量及污染物含量。
在水景觀生態性方面:改變原河道陡直岸線為河道灘島,并采取拋石石縫間插柳條的形式進行岸坡防護。其目的在于利用改造后的河灣流域空間,結合插柳后形成的生態護岸,共同營造適宜于動植物棲息和生存的水域環境。改變原河道陡直、且流速快不利于營養物質沉積、魚類筑巢棲息的現狀。經過2020年數次臺風形成的洪水檢驗,拋石結合插柳護岸完好無損、且生長勢良好。據當地鳥類愛好者觀察,因河灣生態改善、原只棲息于江心島上的水鳥,近期時常在河灣處及人工湖內覓食。
在水景觀低影響開發性方面:通過植物措施改造并重建灘地水生態系統,在廢棄魚塘內栽植睡蓮與浮游藻類,生態干塘內栽種水蔥、菖蒲,邊坡栽種千屈菜。生態濕塘內種植睡蓮、荇菜等。人工湖內種植狐尾藻、浮萍等水生植物。同時應用表流濕地原理設置猶如蛇形的植草溝構建蛇形濕地,其水力路徑是以地表推流為主,在處理過程中,主要通過植物的莖葉攔截、土壤的吸附過濾和污染物自然沉降來達到去除污染物的目的,同時形成較為開闊的水景觀。
在水景觀可達性及安全性方面:結合濱水慢行系統設計將項目區道路分為集園區養護與旅游觀光功能與一體的養護觀光路(5m);環島騎行路(3m);濱水慢行路(2m);高效的路網設計共同實現“交通分級與功能分流”。
臨水路面與場地設計中,面層鋪裝采用透水性強、耐水濕抗浸泡材料;下層基礎根據地質情況進行必要的換填處理,部分場地依據其位置、功能結合水位等實際情況采取一定的抬升處理,在滿足人群親水性的同時,保證設施運行安全。
以海綿城市建設為主導的城市綜合性水系統建設將與我們的生存環境息息相關,通過該項目的實踐可為以后的水生態工程設計提供以下借鑒:
1)通過生態修復技術及生態景觀工程技術手段可以共同營造滿足水生態修復的綜合性水景觀。
2)運用海綿城市中低影響開發技術,通過水生植物根系、莖干對富營養化污染物N、P等物質的吸收功效,實現水生態修復。同時,其釋放氧氣的功能亦能提升水體環境質量。應充分發揮其功能,達到海綿城市“自然凈化”的要求。
3)濱河景觀原是自然河道的一部分,通過地形改造與生物措施結合的形式,恢復水體與綠地界面之間的聯系,在洪水來臨時使其可淹沒,亦是海綿城市“自然調蓄”功能的體現。