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海绵城市与景观设计的融合方案设计思考

2022-07-05孟祥伟

美与时代·城市版 2022年5期
关键词:海绵城市景观设计融合

摘 要:近年来,很多城市都在探索海绵城市的建设路径,研究具体的建设方案。通过海绵城市的建设,可实现对降雨的合理吸收、存蓄和地下水补充,从而更好地利用水资源,实现城市的可持续发展。然而在海绵城市建设中,相应的措施缺乏弹性,特别是同景观设计的融合不够深入,这在一定程度上影响了海绵城市的建设效果。

关键词:海绵城市;景观设计;融合

建设海绵城市是为了更好地对水资源进行保护和应用,而景观设计则是为了满足城市的绿色发展需要,将二者有机融合能够更好地实现城市的可持续发展。从实际表现来看,海绵城市建设是一个系统的体系,从雨水的吸收和渗透,到雨水的净化和循环利用,每个环节都至关重要。而要想提升其同景观的融合效果,自然也需要在每个环节都进行有针对性的设计。事实上,海绵城市在同景观设计融合时,需要从渗透环节、滞留环节、蓄水环节、净化环节、循环利用环节以及排水环节分别进行设计,这样才能有效提升水资源利用的合理性。

一、提升渗透效果,打造绿色生态体系

传统的城市建设重视路面硬化,关于雨水则更多的是通过地下管网处理,一旦降水量过大,地下管网往往难以快速分流雨水,进而会出现城市内涝问题,这对于城市的运转有非常大的影响,问题严重的甚至会造成人身安全问题。近几年,景观设计是城市建设中人们十分重视的内容,但是景观设计更多的是外观层面的设计和思考,深度设计仍然缺失。正因为如此,海绵城市和景观设计融合中一定要强化渗透设计,同时与景观设计有机结合,打造更符合城市运转规律的模式。考虑到城市建设的现状,可以通过设计透水铺装方式来提升渗透效果。在此过程中,可以充分借助绿地来提升景观设计质量,这样能够对降水进行很好的收集,并利用其直接对地下水进行补充。从目前来看,透水性强的生态混凝土及沥青混凝土铺装是常见的形式,通过大孔隙的结构设计来加快雨水的渗透速度,另外也可以设置排水渗透设施来使雨水快速下渗。这样便减少了地表径流,缩短了雨水的驻留时间,能有效避免城市排水系统出现瘫痪。

在具体设计过程中,可基于海绵城市的设计理念,灵活应用块状铺装和整体铺装方案。关于块状铺装,在设计中为了贯彻绿色生态理念,可以灵活应用卵石铺装、透水砖铺装、石质嵌草铺装、植草砖铺装、孔型砖加碎石铺装等方式。而对于整体铺装来说,可以应用碎石铺装、木屑铺装、透水混凝土铺装、环氧树脂微孔透水铺装等方式,在保证透水性能的基础上提升绿色设计水平。如在人行道面层铺设时,人行道外部可以同临街建筑物的地坪进行无缝对接,或者尽量同道路红线外用地连接,如果外侧红线用地较大或者不适宜的话,则用绿化进行遮挡。又比如屋顶,在海绵城市设计中,也可以建造具备蓄水和绿化功能的透水绿地,并设计防渗性好的钢筋混凝土现浇屋顶,以起到良好的储存雨水的作用。另外,要自上而下打造“种植介质—隔离过滤层—排水层—耐根系穿刺防水层—卷材或涂膜防水层—找平层—找坡层”结构,打造绿色的雨水收集和过滤结构,以满足海绵城市建设需要。

二、雨水的生态化滞留,最大化利用水资源

海绵城市建设中最重要的内容是对降水的回收利用,因此在海绵城市建设过程中,要做好雨水的生态化储存工作,最大化利用水资源。而将此同绿色设计有机融合,无疑可以有效提升城市建设的生态效果。

在海绵城市建设过程中,针对雨水的生态化储存,可以灵活选用雨水花园、生态滞留池、渗透池和人工湿地等方式来实现。在设计过程中,其应用于建筑物、广场、道路等多类区域,并从整体把控,同园林景观搭配使用,以实现海绵城市和绿色景观的融合。

第一,在雨水花园的设计中,要形成完善的雨水短期下渗与净化模式,保证在一到四小时内雨水能够完全下渗,全方位保证花园的渗水性能。在设计中,从上而下分别设置蓄水层、树皮覆盖层、种植土层、人工填料层、砾石层,并搭配相应的绿色植被,根据地区气候特点,选择观赏性的草坪和植物。另外,可将雨水花园种植区分为蓄水区、缓冲区和边缘区,它们需要搭配不同的植物。例如:蓄水区应选择耐淹能力、抗污染能力均最强的植物,同时还要具有极高的净化能力;缓冲区的植物种类需要有较好的耐淹性,同时也需要具备一定的耐旱能力;边缘区的植物需要有较强的耐旱能力。同时,选用的植物应以本土植物为主,适当搭配一些其他植物,以此来提升去污效果,并提升观赏性。

第二,生态滞留池的设计和应用是为了可以在城市遇到大暴雨的情况下对短期形成的雨水径流进行快速处理,通过在浅水区或者园林区进行设计,全面应用工程土壤或者植被来存储和治理径流。在实际设计中,治理区域要相应地设计草地过滤,充分利用土壤和植被。同时,为了提升绿化效果,可以根据场地位置的需求合理设置生态滞留带和蓄水树池等,如设置种植沟,以起到良好的灌溉功能、截留和净化作用。另外,也可以设置人工雨水湿地,将雨水花园、生态滞留池收集的雨水集中净化,以起到良好的生态效果。

第三,渗透池是海绵城市建设过程中针对内涝问题设计的排水防涝体系。在降水时,城市需要做好吸水、蓄水和渗水操作,对此,渗透池能够起到非常好的渗透作用。在设计中,通过设置雨水收集单元、雨水处理单元和雨水利用单元对降水进行全过程处理。雨水收集单元设置集水井来收集雨水,然后通过渗透井进行渗透处理。为了提升生态环保性,渗透池在处理降水时,应设置必要的去污池和过滤装置,对污染物和废物等进行过滤,避免污染环境。处理好的降水则储存于第一蓄水池中。接着,搭配设置雨水处理單元,对第一蓄水池中初次处理后的降水进行深度处理,通过设置消毒装置来过滤掉水中存在的一些有害物质。在此过程中,考虑到海绵城市同绿色景观设计的融合,可以应用膜生物反应器进行处理,此设置采取生物处理模式,借助水井、格栅、调节池等进行处理,提升节能环保效果。最后,要设置雨水利用单元,通过第二蓄水池来进行处理应用。在设计过程中,要结合海绵城市建设理念,实现自然途径和人工措施的有机结合,保证降水在城市区域有效积存、渗透和净化,通过合理应用于城市建筑、城市道路和城市绿地中,对接喷洒装置,搭配绿色景观,提供必要的水源支撑。这样一来,降水的渗透应用可以同绿化景观有机搭配,符合海绵城市的生态化理念。

第四,关于人工湿地,在雨水的生态化储存过程中,可以通过人工湿地来打造更为多样化和系统化的蓄水体系,提高降水储存的效果。通过设置植物、微生物和基质,选取耐水的植物,让其扎根于土壤或者砂砾基质中,为微生物的生存提供良好的环境。人工湿地要同前面的环节有效对接,在进水口处设置初沉池、过滤池和厌氧生化池,处理好的水末端设置出水口和配水池,供人工湿地应用。为了提升人工湿地的绿色化水平,可以灵活设置表流湿地和潜流湿地,植被的选择要科学合理,主要有鸢尾、水生美人蕉、灯心草、凤眼莲、浮萍等。在这种设计模式下,可以有效实现海绵城市对水资源的处理和城市绿色生态的有机统一,形成良好的生态环境。

三、降水的绿色化集蓄,提升资源利用效率

海绵城市建设可以充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效缓解城市内涝、削弱城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境,即做到自然积存、自然渗透、自然净化。其中,集蓄环节至关重要。集蓄环节是将多余的雨水汇集起来加以储存,而生态化设计理念重要的是在尊重大自然的地形地貌和规律的基础上,保证降水能够自然散落和汇集。从传统的汇集模式来看,主要是以人工埋置管道、改造地形等方式来储存降水,这种模式对自然环境造成了一定破坏,对于降水量小的情况能够有效处理,但是如果是短时间内的暴雨,则会产生内涝问题。因此,在海绵城市建设过程中,较为重要的一个任务就是将这些降水有效储存,然后据此进行调蓄和错峰处理。在降水多的季节,可以灵活错峰处理,将过多的降水进行分流处理,提升水资源的存储效果,避免浪费,并在此支撑下开展防涝工作。而在降水少的季节,则可以将储存的水进行净化处理,然后应用于相应环节。在同景观设计融合时,自然可以同各种绿色景观和设计合理搭配,不但能起到好的水资源利用效果,也能极大地提升城市的绿化效果。

在设计过程中,蓄水池将下渗后多余的雨水进行存贮,避免降雨的流失或者内涝。蓄水池可以应用钢筋混凝土、砖石结构等来提升贮存的效果,同时为了同景观有机融合,可以应用于具备雨水回收再利用能力的小区、景观绿地区域,并搭配雨水净化设施来实现对雨水的二次利用。在同景观搭配时,可以将处理过的水用于厕所、洗车以及绿化灌溉等环节。另外,在海绵城市建设过程中,为了提升集蓄设备和景观的搭配效果,可以考虑增加人工湖泊或者小型的水库来收集更多的降水,同时也可以鼓励和引导小区建设蓄水池,并同景观用水直接联系,提升利用率。此外,对于一些公路和广场等硬化路面区域,可以对其进行“软化”处理,铺设能够渗水的路面,从而有效存蓄降水,并将其更好地应用于绿化环节中。

四、推进雨水的循环利用,形成生态化应用体系

在海绵城市建设过程中,要推进雨水的循环利用,形成生态化应用体系。在设计过程中,应该有针对性地建立雨水生态循环系统,通过渗透系统的改造应用,对渗透处理过的雨水进行存储,然后同雨水花园、生态滞留池、渗透池和人工湿地进行深度对接,并在边坡等区域选择净化能力更强、根系更为发达的湿生植物,在浅水区域选择净化能力强且具有一定抗旱能力的护坡植物,在深水区选择耐湿的植物来提升净化效果。同时,要通过土壤的渗透、植被、绿地系统、水体等来强化对水质的净化作用。

考虑到同绿色景观的融合,需要在土壤渗滤净化、人工湿地净化以及生物处理环节等方面加大建设力度,以对收集的雨水进行净化,而后将其应用于灌溉、景观用水、抽水马桶等;结合海绵城市建设的理念,经过一系列净化处理流程,让处理过的水再次回到景观水体中,以此形成良性的生物循环系统。

五、排水的绿色化优化,提升水资源的处理质量

海绵城市的打造除了要关注水资源的储存外,也需要做好排水环节的设计和应用。为了提升同景观的融合效果,在排水设计时应该综合对接上述环节,打造综合性强的排水体系。在渗水处理中,要做好铺装设置,景观设计中要做好透水操作,如在对公共区域景观、居住区景观进行铺装时,可以采用透水铺装设计,也可以充分利用沟渠、水渠将雨水引流到周边街道的滞水设备中,从而有效解决雨水渗透问题。道路的排水设置方面,可以用透水混凝土逐步代替居住区、园区的道路和停车场的铺装材料,从而提升雨水渗透量,减少地表径流。同时,在排水设计中要实现竖向设计与工程设施的深度结合,让排水防涝设施和天然水系河道相结合,让地面排水和地下雨水管渠进行结合,并设计一般雨水排放和超标雨水排放标准,搭配相应的设施,有效避免内涝危害。

另外,考虑到一些城市在特定时期降雨量大且急的状况,可以相应设置人工排水措施,并综合应用前述雨水花园、生态滞留区、渗透池等设施和技术手段,对储存起来的雨水进行综合处理,然后灵活应用于绿化灌溉、园林水景,一部分经过渗透补给地下水,多余的部分就经市政管网排进河流。也就是说,通过相应的管网、渗透设施和浇灌设施等对接各个环节的设备,做好系统的排放处理,有利于真正让雨水得到灵活排放,实现对降水的综合管控和应用。

综上所述,海绵城市的建设是为了最大化应用雨水,将雨水进行分流和综合处理,然后合理应用,有助于更好地维护城市生态平衡,最大化降低自然灾害出现的概率,全面提高城市防涝抗旱的效果。在此过程中,海绵城市建设理念和绿色景观有机融合符合我国可持续发展的要求,也是人与自然、城市与自然和谐相处的重要目标。通过每个环节的合理设计,同景观设计形成统一,从而提升雨水的利用效率,进而更好地满足城市用水的需求。

参考文献:

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[6]张盛旺.基于生态理念下的海绵城市景观设计[J].郑州铁路职业技术学院学报,2021(3):102-104,112.

作者简介:

孟祥伟,中国市政工程华北设计研究总院有限公司工程师。研究方向:园林景观。

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