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一、“海绵城市”定义与背景
“海绵城市”,是生态文明建设背景下,基于城市水文循环,重塑城市、人、水新型关系的新型城市发展理念,具体是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。其建设能有效缓解快速城市化过程中的各种水问题,有效改善城市热岛效应等生态问题,创造具备生态和景观等功能的公共空间,是修复城市水生态、涵养水资源,增强城市防涝能力,扩大公共产品有效投资,提高新型城镇化质量,增强市民的获得感和幸福感,促进人与自然和谐发展的有力手段。
2014年10月,住房和城乡建设部发布《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》(以下简称《指南》),标志着我国海绵城市创建迈出了重要一步。
二、“海绵城市”设计要点
根据《指南》,参考海绵城市建设经验,比较理想的年径流总量控制率宜为80%~85%,条件较好的地区可以适当提高,据此,通过模型计算,首先假设各管控地区的年径流总量控制率目标值。进而,再进一步对各管控地区径流总量控制率综合加权平均,与年径流总量控制率核心值进行对比。若符合,则确定下来管控地区的年径流总量控制率目标值;若不相符,则适当调整假设目标值,直至回归到年径流总量控制率核心值,才算将各管控地区的年径流总量控制率目标值确定下来。
笔者则根据上述年径流总量确定的原则及控制要求,结合相关经验,对海绵城市的点、面建设中的涉及的设计内容、设计途径进行阐述。
1、点设计:可理解为小区、厂区、园区等,可通过地面空间融合利用、立体空间集中叠合利用、地下空间提成挖潜利用、地下空间集成挖潜利用三种途径,相辅相成,实现径流控制。
(1)地面空间融合利用:例如,消防通道和车行道路的融合利用。按照消防规范要求,合理规划设计出固定的消防通道,可与日常的车行道融合公用,争取硬化路面的最小公约数,最大限度的满足消防安全交通和功能需求。可以采用透水砖铺装,面积较大、车流量较多的采用透水混凝土。但同时,由于消防车道和回车场对路面的承载力要求较高,考虑到安全因素以及铺装耐久性,场地内消防车道均保留常期不透水路面,不设置透水铺装,但可通过开口路缘石就近排入周边下凹绿地和雨水花园消纳。
另一方面,强化硬化场地的融合利用,合理布局停车场、自行车棚和健身场地;在这些硬化场地下,可设置多功能存储雨水调蓄池,调蓄周边区域的径流雨水。硬化场地采用嵌草砖铺装等形式,以降低区域径流系数、增加雨水下渗效果;尽可能地栽植高大乔木,形成林荫停车场和林荫健身场,满足民生需求。
(2)立体空间集中叠合利用:上层主要体现在屋顶绿化。楼面屋顶面积大、场地平,并在做好防水和承载设计的前提下有条件实施屋顶绿化。坡度较小的上人屋面,宜采用耐旱植物,如佛甲草、沿阶草等实施屋顶草坪;坡度较大的,可设置台阶式绿地、花架或高位花坛。
底层则针对建筑物、构筑物底部周边,如既有建筑楼体之间、院落之间和院落围墙两侧,不便使用、闲置的硬化空地。可视具体情况进行节点设计,开辟成下沉式绿地或高位花坛、绿廊等节点景观,围绕建筑物周边绿地设置下凹绿地,下凹绿地的设计深度为150mm,并且主要将下凹绿地布置在地下室轮廓线范围之外,屋面雨水经建筑边沟收集后,接入周边下凹绿地下渗、滞留。结合雨洪模拟软件,根据各子汇流区域产生的径流量,调整每块下凹绿地面积,同时兼顾其调蓄能力与经济性。同时,可在建筑周边设有一圈建筑边沟,用来承接屋面雨水,拟用植草沟连接建筑边沟,利用其雨水转输作用,将地表径流初步净化后引入周边生态滞留设施。
(3)地下空间集成挖潜利用:一方面,既有建筑小区基本上都是雨污合流的排水模式,没有考虑雨水的收集、排放和综合利用。要么是地面行洪,雨天的路面即成为流水通道,院落大门变成了渠口,小区内的雨水全部由此汇入市政管网;要么是雨污混流,雨水汇入小区排水管道后,再排到市政管网。对此,可以采用地面线性界格与雨水管道融合的方式解决雨水排放问题,即沿着流水方向横向加设线性收水格栅,下设U型管槽作为排水管道;线性格栅截流收集的地面雨水,通过下面的U型管槽输送雨水。原来的排水管道改用为污水管道,既实现“雨污分流”,也节约了管道投资。
另一方面,目前供水、燃气、热力、电力、通信、广电等大量管线,不但经常散乱地埋设地下或外挂到楼体,而且时常损坏、经常开挖维修,随意性很大。但是,由于经营管理体制的行政限制,各管线单位一直以来都是自我经营、自我管理、自我约束,形成了各自为政的封闭管理模式。为此,在进行既有建筑小区海绵型改造时,要按照国务院办公厅《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发〔2014〕27号)要求,集中建设缆线廊体,合理设计地下管廊建设布局、管线种类、断面形式、平面位置、竖向控制等,并预留和控制有关地下空间。按照“先地下、后地上”的原则,统一敷设管线,既可节省地下空间,也方便维护,保障运营安全。
2.面设计:即以城市为单位的地区规划,并以道路雨水系统设计将各分区、园区等单元相连,形成整体。当务之急是要抓紧完善融入海绵城市理念的各专业标准规范,突出海绵城市建设的关键性内容和技术性要求,使得各专业有规可守、有章可循。要顺利进行并搞好集约化海绵城市设计,强化统一组织,“多规合一”。既有建筑小区的海绵型改造项目要与老旧小区、墙改计划等密切结合,统一编制整体改造计划,协同做好海绵城市建设相关工作。
而道路方面,一是在对道路横断面设计过程中,采用较大当地竖曲线半径,以及较为平缓的纵坡横断面,减少边坡的数量,使得道路的纵断面区域平顺,流畅。
二是作为雨水污染的重要组成部分,针对城市道路雨水污染问题进行设计时采用了生态滞留设施-侧分带下凹式绿地,对雨水进行集中的收集、过滤和二次利用,通过土壤和植被的滞留和处理,在减少了雨水中污染物的同时,也实现了城市绿地的浇灌。同时,采用LID(低影响开发技术)措施,在机非分隔带侧石进行开槽,将外部雨水吸纳进入绿化带内;机非分隔带设计为下凹式生物滞留带,与机非分隔带开槽侧石增加雨水吸纳效果;在绿化带内设置横向截水驼峰(土埂),形成若干滞水单元分区,以加大绿化带内雨水滞留蓄水效果;在中央绿化带位置,在每块绿地中间设置渗水井,渗水井的溢流水口,证暴雨时径流的雨水排放。
三、结束语
综上所述,既有建筑小区海绵型改造同城市道路改造一样,是一项量大、面广、内容复杂的系统工程。本文以集约化的设计理念,探讨分析了海绵城市点、面建设的设计内容,但成本、资金问题等问题还有待进一步研究,以便建设方案能得到切实的落实。
参考文献:
[1]国务院办公厅.国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见(国办发〔2015〕75号)[Z].2015.
[2]住房和城乡建设部.住房城乡建设部关于印发海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统(试行)的通知(建城函[2014]275号)[Z].2014