LID在老旧小区海绵改造中的应用
2019-11-23张云穆桂芳薛炳勇
张云 穆桂芳 薛炳勇
摘 要:随着城镇一体化建设的推进,城市板块逐步扩大,工程建设与环境资源承载能力之间的矛盾不断加剧,城市内涝与缺水的矛盾日益突出。海绵城市建设的最终目标是将城市雨水径流面进行海绵体改造,使其在适应环境变化以及应对自然灾害等方面表现出良好的“弹性”:下雨时吸水,干旱时将蓄存的水加以“释放”。低影响海绵改造的根本就是通过低影响设施建设,在源头进行雨水的有组织收集、通过材料及生态环境的作用进行高效的渗透、地下净化及回收利用。这种开发方法在老旧小区的海绵改造中可以被采用。
关键词:海绵城市;低影响开发;老旧小区
随着城镇一体化建设的推进,城市板块逐步扩大,工程建设与环境资源承载能力之间的矛盾不断加剧,城市内涝与缺水的矛盾日益突出。城市道路,广场等不透水灰色基础设施的增加,大大降低了环境承载能力,环境恶化主要表现为两个方面:一是雨水径流加大,渗透较少,严重威胁到对地下水的有效补给路径,导致城市地下水漏斗日趋严重;二是在雨水频发季节径流污染严重,导致排水管堵塞、进而产生城市内涝、水体黑臭等城市病频发,频频出现“逢雨必涝,雨后即旱”的现象。
为治疗城市通病,改善市民居住环境,习近平总书记在2013年12月12日的城镇化建设工作会议上明确提出了“海绵城市”的建设方针。方针指出海绵城市建设的终极目标:要把有限的雨水留下来,考虑利用地貌、生态等措施建设进行自然排水,建立起完善的雨水积存、水源渗透、生态净化的海绵城市体系。海绵城市一词正式纳入城市建设和改造项目之中。
一、海绵改造现状分析
海绵城市建设的最终目标是将城市建设成海绵一样,具备良好的“弹性”以适应环境变化以及应对自然灾害:下雨时吸水、蓄水、净水,干旱时将蓄存的水加以“释放”及利用。它的建设亮点在于雨水的有组织渗透、净化及有效利用。突破传统的“以排为主”的城市雨水管理理念,以屋顶改造、公共场地下沉建设、透水材料替换抗渗路面、市政给排水系统雨污分离的完善等多种基础设施的建设为载体,综合利用渗、滞、蓄、净、用等技术,最终实现“小雨不积水,大雨不内涝,”的城市建设目标。
城市新建中利用透水材料、雨水花池、透水景观园的设计等措施,很大程度上响应了国家海绵城市的建设要求。2000年之前的老旧小区在城市建筑体系中的比例不容小觑,老旧小区的海绵改造对城市整体的海绵建设影响较大,因此,老旧老区海绵改造具有紧迫性。老旧小区海绵改造主要存在以下几个方面的问题:
(一)建设标准较低,小区整体规划杂乱,可改造的公共场地有限
2000年以前的老旧小区在整体规划时抗震、消防等意识淡薄,因此公共活动场地预留很少,甚至没有停车规划,这就造成了在海绵改造时很多海基础绵措施无法实施。
(二)技术层面与社会层面的平衡问题
老旧小区容积率较高,公共场地及绿地率较低,同时地下路网一般浅埋,布置无规划、难以进行大规模的地下结构的改造,而在原有基础设施上的进行有限的改造重建、绿化带的植被及土壤替换等措施不仅在施工期影响原居民的生活,在成本投入、后续使用和维护方面可能引发多方利益冲突。
(三)操作空间小,施工难度大
旧住宅小区的公共绿地、居民活动场地狭小,大多不配置公共停车场。对其进行下沉广场设置、路面透水铺装或绿地透水改造时,施工作业面有限,导致部分机械设备无法进场。老旧小区基础浅埋,不仅整体性差,相邻场地开挖深度大还会造成既有建筑墙体的开裂或倾斜,对后续使用产生隐患。地下管线复杂混乱、标识不清,且各种管线老化严重,施工过程中挖断供水、供电、燃氣、通讯等管线的事件时有发生。
二、国外低密度海绵改造的特点及优势
国外对水资源的开发和利用已具备了丰富的管理经验,各个国家结合自身国情分别采取了不同途径的水资源开发利用途径。美国的水资源利用管理起源较早,最早可追溯道1900年。1990年,马里兰州乔治王子郡环境资源署提出了低影响开发的理念(Low impact development 简称LID),LID 是指结合生态化措施,从源头控制维持城市水文循环。美国对雨水资源利用强调生态和低影响开发,一方面减少公共雨水管道的雨水排入量,另一方面控制雨水径流的污染。低影响开发的原理在于人工系统建设开发的同时,减少对自然水的生态影响,从源头把控,对雨水进行有效的渗透,净化,收集,目的就是进行雨水的高效率回收利用。
传统排水在降雨初期即进行全网排离,不仅加大了城市管网的排水压力,还无法避免雨水给受水体的污染冲刷,低密度影响海绵开发,利用生态环境及海绵措施,将雨水进行源头收集、渗透、净化,再利用,不仅缓解了城市管网的压力,还最大程度上降低了雨水被污染、受水体被污渍冲刷的影响。
三、LID在老旧小区中的具体应用
LID的根本就是通过低影响设施建设,在源头进行雨水的有组织收集、通过材料及生态环境的作用进行高效的渗透、地下净化及回收利用。这种开发方法在老旧小区的海绵改造中可以被采用,具体应用如下:
(一)雨污分流改造
老旧小区现有管道老旧,且大多没有雨污分离。老旧小区海绵改造的首要就是要评估老旧管道现状及持续利用的价值,对能继续使用的,可将其改造为污水排放,新建雨水收集及排放管道,减少径流路径,利用雨水断接技术减少径流路径,将屋面雨水引入到周围绿地中的分散式雨水控制设施中进行渗透和净化,从源头控制雨水被污染。
(二)共有广场进行下沉式绿地建设
老旧小区的公共广场生态环境已经不能满足人们休闲娱乐的需求,落后于美学、生态学发展的需求。通过合理的低影响开发设计,将生态持续发展与设计美学理念相结合,将有限的公共广场下沉,利用地表坡度,将地表水引入绿地中,经过植被土壤层的蓄渗后,多余的雨水由排水口排出,然后由其他基础设施进行收集净化。
(三)建筑物四周雨水花池的建设
老旧小区场地有限,为提高屋面排水的利用率,减少地表径流的流失,可在建筑四周建设雨水花池。雨水花池是在现有绿地基础上进行改建,对填土要求较高,主要由覆盖层、植被及种植土层、人工填料层和砾石层组成。,建造雨水花池的主要是为了控制初期雨水径流污染。
(四)道路透水铺装
老旧小区的道路一般采用防渗性较高的混凝土铺设,这不仅加大了地表径流,还增加了径流过程中雨水被污染的概率。在老旧小区人行道进行透水材料的铺设,将雨水最大程度的渗透,利用透水材料下雨水管的收集,净化,雨水再利用率大大提高。
(五)生态停车场的建设
用碎石、粗砂等渗透性材料进行停车场地表铺设,减少停车位地表径流,同时车头可做5%左右的向下坡度,收集暴雨时已产生的地表径流,停车场之间可靠小型雨水花池,生态树池进行美化间隔,地表渗水和径流通过雨水花池下预埋的雨水管进行有效收集和净化。
四、结语
以上几种低影响开发设施都能在一定程度上控制雨期地表的径流总量、径流峰值,并能减少雨水径流过程中的悬浮物、有机污染物、重金属对源头水的污染影响。低影响开发设施要根据小区现状、市政管网铺设情况、结合设施的特点及功能,合理的选用、设计和布置才能够有效减缓城市内涝和雨水面源污染现象。
我国在“海绵城市”建设上还处于起步阶段,海绵城市建设不仅仅收到政策、技术、资金等方面的影响,群众意识在建設推进中也影响重大。老旧小区在城市建筑中比重较大,老旧小区推进海绵改造还有很长的路要走。
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科研项目:基于LID模型下老旧小区海绵城市改造技术研究(沧州市社会科学发展一般研究课题2019002)
作者简介:张云(1982-),河北南皮人,硕士,讲师,主要从事土木工程专业课教学与研究。