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绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路探讨

2017-12-27郑翔云付士磊

考试周刊 2017年41期
关键词:建设规划设计思路海绵城市

郑翔云+付士磊

摘要:随着我国城市化进程的快速发展,人们城市的规划建设提出了更高要求,绿色生态城区海绵城市成为我国各大城市发展规划发展的主要趋势。基于此,本文针对绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路探讨结合理论实践,在阐述相关理论概述的基础上,提出海绵城市理论的产生背景,分析了绿色生态城区海绵城市建设的规划原则,以及绿色城区海绵城市建设的规划思路,最后通过深入分析得出良好的建设规划设计思路是绿色生态城区海绵城市建设关键的结论,确保我国绿色生态城区海绵城市建设能顺利进行。

关键词:绿色生态城区;海绵城市;建设规划;设计思路

一、 引言

绿色生态城区海绵城市建设的基础实现绿色化、节约化把单体城市逐渐转变为区域融合,随着我国城市化进程不断发展,绿色建筑技术被广泛应用在城市建设规划设计中,从原来的单项应用逐渐演变为综合集成应用。绿色生态城区海绵城市是在城镇化、城市水安全、水环境中诞生的新型城市,就像海绵一样具有很高吸水性、储水性、排水性,能够行之优秀的解决城市水资源问题,同时还能很大程度上设计提高城市应对自然灾害的能力,大大增强了城市的防御能力,为城市居民营造一个更加安全和谐的居住环境。但是我国对绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路的研究还有待进一步提高,在如何科学、高效建设规划设计海绵城市方面仍然存在较大困难。因此,本文通过查询大量文献,并结合实际和理论,就绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路做了如下分析,希望对提高我国建设绿色生态城区海绵城市有一定帮助。

二、 相关理论概述

(一) 绿色生态城区

近年来,我国各大城市都开始着手建立大面积的绿色建筑,旨在为城市居民营造一个更加安全、舒适、和谐居住环境。绿色化城市已经逐渐从园林建筑扩向城市的每个角落,在科技技术和绿色建筑快速发展前提下,绿色生态城区已经成为我国城市发展的主要趋势。绿色建筑也逐渐从单项应用逐步提升到综合集成,从而诞生落实一种绿色、生态、节约的城市建设模型。到目前为止,城市的空间布局、房屋建筑、交通设施、產业分配等等都相继出台落实了绿色生态城区的考评标准,为我国绿色生态城区海绵城市建设规划设计奠定了坚实基础,在设计过程中遵循节约资源、绿色环保的原则,通过系统科学合理的方式对城市的功能区、开发区、生活区等进行科学合理的规划,把绿色建设理念融入到城市规划、土地出让等环节中,从而构建起一套科学合理的绿色生态城区海绵城市。随着我国社会经济的发展,城市化的进程日益加快,大量农村人口融入城市,导致各大城市的人口数量剧烈上涨,城市可使用资源逐渐减少,工业产量急剧增加,对城市周围的生态环境造成了严重损坏,在此基础上建立绿色生态城区海绵城市就显得尤为重要。

(二) 海绵城市

在城市化快速发展的背景下一味追求发展速度,而忽略了城市硬件和软件的建设和完善,导致我国大多数城市都出现了水体污染、内涝、水资源短缺、水环境被破坏的问题,为了给城市居民营造一个安全稳定生活环境,相关专家和学者提出了海绵城市的城市雨水管理理念,通过国家也发布了《海绵城市建设技术指南》为绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路探讨提供了理论指导,并在多个城市开展了海绵城市示范试点。所谓海绵城市就是赋予城市海绵的特性,比如:在下雨季节进行吸水、蓄水等,在需要时再把储存的水资源进行释放,综合利用了渗水、蓄水、用水、排水等技术,有效实现了城市用水的良性循环,不但缓解了城市用水急迫性,而且很大程度上确保了城市水生态环境的完全性,海绵城市建设规划设计思路探讨过程中必须按照城市生态性原则进行,开发出较低影响基础设备,在不影响城市居民生活和道路出行的基础上确保城市排水能有序进行,并对雨水提出相应处理,实现雨水的循环利用,进而保护城市周围的生态环境。海绵城市是指通过一定的自认和人工方式把城市改造成一个可以吸水、蓄水、渗水和海绵一样的绿色生态城区城市,在下雨的时候及时吸纳雨水,然后通过下渗或者净化的方式进行回收利用,在需要的时候再进行释放,从而实现送雨水的弹性管理。总体来说,绿色生态城区海绵城市建设主要包含三个方面的内容,第一,应用低影响开发措施建设城市生态环境;第二,确保原有生态系统的一致性;第二,恢复后者修复已经破坏的水环境。不但要发挥湖泊河流蓄水的功能,还需要重视绿色生态城区的海绵功能,在满足城市休闲和生态功能之外,还要尽量满足城市雨水吸收和释放的功能,其外排和内蓄转变图如图1所示:

三、 海绵城市理论的产生背景

(一) 城市排水困难

城市在开发建设中难免会出现水环境、水安全等问题,如果不进行科学合理的解决,就会对城市周围环境和居民的生活产生很大影响。主要体现在以下几个方面:第一,造成城市积水,在城市建设和发展过程中势必会伴随着城市扩建发生,就会增加城市不透水垫面比例,同时雨水流量也会增加,在夏季降雨频发期,降水量也会不断增加,如果不能把积水及时排出,就会加剧雨水的聚集量,从而导致城市发生内涝问题,对城市居民的出行和城市基础建筑都会产生很大影响,比如:2013年9月上海发生特大暴雨,降水量高达124mm,导致地铁2号线全线停运,数条城市主干道路一个小时便犹如汪洋大海一般,使得行人、车辆寸步难行在,甚至部分道路积水深达腰部以上;第二,发生水污染问题,在城市发展和运行过程中,如果城市雨水污水管道设施建设不够规范,当发生雨水时,不能及时排水,而且城市道路大多数都是沥青柏油路,就会把雨水冲刷的杂物、油脂、重金属等污染物带入到城市污水管道中,最后在未处理或者处理不及时的情况下,就会排放到城市附近的河流当中,进而增加水污染的程度;第三,发生千岛效应,城市在发展建设中如果施工人员没有在不透水的垫面下方覆盖土壤后栽种植物,也就没有相应土壤和植被进行吸收和储蓄,就会导致城市地面得不到充分的水资源补给,从而发生千岛效应,给城市的外貌造成很大影响。在城市排水困难的前提下,研究和探讨绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路就显得尤为重要。

(二) 传统城市排水规划的局限性

我国传统城市排水规划设计中排水途径主要有自来水排水、雨水排水、管网排水、污水处理厂排水等等,随着我国城市建设不断发展和完善,传统城市排水规划很难满足城市多样化的发展和需求,而且也为城市的发展造成了很大压力,还不能实现排水系统节约性和环保性,以及水资源的循环再利用等等。也就会说传统城市排水规划的局限,不但体现在城市排水规划很难满足绿色生态城区海绵城市的规划设计的具体需求,而且很大程度上限制了城市现代化的发展。所以,在目前城市建设中急需设计出一个既满足节约水资源和保护生态环境,又能促使城市建设持续稳定发展规划建设方案和体系。而绿色生态城区海绵城市建设规划设计能够充分满足现代城市化发展的具体需求,所以在城市发展建设中必须高度重视绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路。

四、 绿色生态城区海绵城市建设的规划原则

(一) 基于目标导向

绿色生态城区海绵城市建设规划设计工作开展前提是对建设中存在的问题和建设目标进行统一规划和制定,绿色生态城区海绵城市的水安全、水环境、水资源、水生态等一系列关于水的问题进行系统合理的梳理和分析,并划分出相应的问题等级或者类别,重新确定绿色生态城区海绵城市建设规划设计的主要和次要关系,并落实在实际建设当中。随着我国社会经济的发展,对城市建设提出了更高要求,相比于传统的雨洪分布状况,海绵城市雨洪分布状况能够很大程度上缓减城市发生洪涝灾害的发生,具体分布图如图2、图3所示。

图2传统的雨洪分布状况

图3海绵城市雨洪分布状况

从图2和图3中可以看出,海绵城市雨洪分布充分发挥了城市绿色海绵缓冲力和消纳力的作用,而且城市水泥和沥青组成了一个相对封闭的地下垫面,降雨产生的雨水不能直接渗入地下而产生较大的径流,而且具有很强雨水调蓄能力。所以在绿色生态城区海绵城市规划设计过程中,必须先建立起核心目标,然后通过其他目标辅助核心目标,从而建立起一套完整的城市雨水系统。

(二) 基于区域整体标准

国际相关文件提出建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市要求,也制定了雨水排放管理标准制,对每个城市的排放总共量进行了统一规定。在2015年4月,我国开展了首批海绵城市建设试点,包括:南宁、武汉、池州、西咸新区等,就陕西西咸新区而言,规划设计包括:小区内部、市政道路、景观绿化、中央雨洪四个系统,充分实现了雨水的综合利用,通过不完全统计陕西西咸新区每年收集可以利用的雨水4000万吨,城市抗洪防洪能力提高了2~3倍,节约灌溉用水资金高达1.5亿元。绿色生态城区海绵城市建设的规划中不但要求各个城市在开展海绵城市建设时要合理划分海绵城市的雨水分区,还要以年径流总量控制率为各个分区的总量控制的标准,同时建立科学完善的区域管控制度和相应的考核指标,绿色生态城区海绵城市建设的规划运行奠定坚实的环境。

(三) 基于绿色生态优先

在绿色生态城区海绵城市建设的规划设计过程中必须着重强调尊重自然、顺应自然和保护自然,在不影响城市居民正常生活和坚持开发建设前后城市水文地质情况不变的基础上,对城市原有的生态环境进行保护和修复。在绿色生态城区海绵城市建设前,应当首先采用绿色基础设施和灰色基础设施相结合的工程措施,进而实现多重目标。随着我国社会经济的发展,人们对生活的追求已经不在限制于物质条件方面,对周围的生态环境也提出更高的需求,所以在绿色生态城区海绵城市建设的规划是把绿色生态城市建设放在首要位置,先通过绿色植物和灌木种植来提高城市的吸水性和蓄水性,因为绿色植物能够很大程度上锁住地表的水资源,而且还能达到美化环境的作用。

(四) 基于经济综合效益

绿色生态城区海绵城市建设涉及很多工程项目,资金投入非常庞大,而且还具有一定的周期性,所以必须在绿色生态城区海绵城市建设的规划设计过程中必须严格遵循经济综合效益原则,用最低的资金支出,获得最大社会效益。所以在绿色生态城区海绵城市建设重要进行全生命周期的资金管理,并对绿色生态城区海绵城市建设投资融资、规划设计、施工方案、施工技术、施工设备、验收评估、维护保养进行全过程、全方位的效益分析,满足海绵城市对周围生态环境需求的条件下,对绿色生态城区海绵城市建设的生命周期成本进行评估,综合考虑建设成本和运营成本。所以必须建立相应的投入机制,同时研究绿色生态城区海绵城市建设的投资规模是否符合实际情况,并对建设和运营的成本进行科学合理的审核和预算,积极倡导政府和社会资本合作模糊,在政府和社会共同协作写促使绿色生态城区海绵城市建设能高效稳定进行。

五、 绿色城区海绵城市建设的规划思路

根据习近平总书记和李克强关于加强绿色生态城区海绵城市建设讲话内容,要求国家财政部门、住房部门、水利部门联合发文,决定在全国开展政府支持的绿色生态城区海绵城市建设试点工作,要求绿色生态城区海绵城市建设必须具有吸水、蓄水、净水、释水等具体功能,从而最大程度上提高更大城市防洪排涝减灾的能力,在建立信息化、智慧化、现代化城市的基础上,为城市居民营造一个良好生活环境。同时要求各个试点城市先提供绿色城区海绵城市建设的规划思路和具体建设方案,要求绿色城区海绵城市建设的规划方案要充分体现“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设、全面协调”等原则,设计规划期限是2015年~2017年,要求在绿色城区海绵城市建设的规划思路中必须包括:城市现状、实施目标任务、海绵城市建设内容等,相关实践表明绿色城区海绵城市建设的规划思路的质量直接决定了绿色城区海绵城市建设的质量和效率。

(一) 整体划分绿色生态城区功能与规模

相比于传统城市建设绿色城区海绵城市建设比较重视利用土地的规划,不但加快了城市建设步伐,而且也有于促进城市格局布设的合理性和规范性,如果能够对其进行功能的划分,确保城市居住用地、商业用地以及公共建筑用地的总利用面积达到55%以上,同时城市居民的居住用地和公共分开,就可以进一步提高城市建设的系统性和科学性。但是就目前而言,我国很多城市的工业用地仅仅占全部用地面积的12%~28%,具體情况如表1所示:

(二) 確定基本透水面积

在绿色生态城区海绵城市建设过程中,设计规划人员只重视总体规划过程中,还要兼顾各个分区的要点,也就是说在绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路时要优先保护城市生态环境敏感区,国外很多绿色生态城区海绵城市建设实践经验表明,城市水生态的敏感区是绿色城区海绵城市建设规划的关键部分,在具体建设过程中必须把城市周围的河流、湿地、沟渠等的管理、控制都统一归到禁止建设的区域当中,加强对城市蓝线的制定和设计,同时开发雨水系统,严格控制超标雨水径流排放等系统与城市水体间的衔接工作,以此避免水体被二次污染。同时还要确保基本透水面积,到目前为止,我国在绿色城区海绵城市建设过程中,很多城市都出现了大面积硬化情况,很大程度上影响了城市雨水渗透性,这就要求相关人员在海绵城市建设过程根据其用途和性质的不同,制定出合理的绿色生态占地率、透水铺装用地率等等,从而最大限度保证绿色生态城区海绵城市建设的透水性能满足具体要求。

(三) 控制地表径流合理化

随着我国城市化进程快速发展,导致各大城市的下垫面逐渐硬化,使得雨水不能下渗而使道路表面形成了大量径流,打破了自然水循环过程,城市环境也就更加脆弱,也就更加容易发生城市内涝灾害。所以在绿色生态城区海绵城市建设过程中,必须严格控制地表雨水径流量,尽量错开夏季暴雨洪峰,最大限度上避免城市发生内涝灾害。如果从城市水循环角度来看,地表径流量并不是越多越好,而是需要通过城市周边水环境和自身的科学管理,达到场地开发好前后雨水径流排放量的平衡。控制地表径流合理化,需要根据城市分区特征、城市人员、周围环境等综合因素,科学合理的规划雨水排水区,在此过程中要优先保护自然径流量的通道,并对其进行及时检查和修复,还要重视雨水的设置和建设,以此确保雨水汇集,从而达到汇集地表径流的目的。

(四) 灵活应用单项技术设施

绿色生态城区海绵城市建设应用到的技术包括:渗、滞、蓄、净、用、排等六大技术,不同的技术,通常情况下往往具有不同的功能,所以在绿色生态城区海绵城市建设中,要根据规划设计的目标、场地、城市条件等具体情况,通过各种技术的综合应用,实现控制地表径流合理化、径流洪峰值控制合理化、径流污染控制合理化、雨水资源化利用等综合目标。

(五) 市政道路路面的海绵城市建设

在市政道路路面的海绵城市建设中要进行低影响开发道路的规划和设计,并遵循入渗、调蓄的排放的原则。根据不同市政道路的不同类型,设置科学合理的雨水入渗和调蓄排放的设置。就市政机动车道路面而言,适宜的路段可以选择透水沥青路面或者透水混凝土路面,比如:陕西西咸新区在海绵城市建设过程中,机动车辆路面选择了渗透性材料进行铺设,和传统路面相比,很大程度上提高了里面的渗水性,而且大大降低了路面的雨水径流量,在机动车道路铺设过程中选择了透水性沥青和水泥孔砖等渗透性比较大的材料。同时在砖孔中种植了各种草皮。而非机动车道路路面,除了在适宜的路面铺设渗透性道路之外,在湿陷性土质路段选择密封性材料进行铺设。

(六) 公园绿地及广场的海绵城市建设

在公园绿地及广场的海绵城市建设中,规划设计思路的要点主体现在以下几个方面:第一,雨水利用必须以入渗和调蓄为主,同时充分利用城市大面积绿地和水体;第二,在城市适当的位置建立雨水调蓄设施和相应的雨水湿地等。就陕西西咸新区而言,该城市的公园绿地和广场主要有洼地、溢流设施、滤带等共同构成,可以使雨水调蓄设施和雨水处理设施建立在停车场或者城市周围,从而对不能易渗透或者不能渗透的雨水进行集中处理和收集,保证城市的雨水能够及时流入绿地和入渗。

六、 结束语

综上所述,绿色生态城区海绵城市建设在保证城市生态环境方面具有非常重要的意义,主要体现在两个方面:第一,能够很大程度上缓减城市雨水、洪水造成的危害,减轻我国城市给排水的压力;第二,能够对收集到的水资源进行收集,有助于实现水资源的循环再利用,从而达到节约资源和保护城市生态环境的目的。但我国绿色生态城区海绵城市建设规划设计的起步比较晚,很多技术和方式方法仍然比较落后,所以在实际规划设计过程中,要遵循三点原则,第一,以坚持问题和目标为导向,问题包括水安全问题、水环境问题、水资源问题等,目标指的是绿色生态城区海绵城市建设的总体目标;第二,要坚持绿色、生态、节约为前提;第三,坚持绿色生态城区海绵城市以生命周期的经济效益为总的评价标准。

参考文献:

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