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一、研究背景
城鎮化的快速發展帶動了經濟持續增長,促進了社會全面進步,同時也帶來了嚴重的暴雨積澇災害。從古至今,暴雨積澇災害一直是人類難以解決的問題。
近幾年,中國的暴雨洪澇災害愈發嚴重:“20XX年7月12日,哈爾濱多處上演‘水漫金山’”、“2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,導致嚴重內澇”、“2011年6月18日,到武漢看海”、“2008年深圳6.13特大暴雨”……數量之多,不勝枚舉,這些新聞無不說明暴雨洪澇已成為長城內外、大江南北大多城市的通病。暴雨積澇災害對城市水利、農業、交通、工業等方面造成的直接經濟損失不可估量,同時通過人口死亡、疫病爆發等問題給社會帶來了巨大的沖擊,造成的自然資源減少、環境污染和生態退化程度更是難以估計。
造成城市暴雨積澇災害的原因主要有氣候和城市建設兩方面的原因。從氣候角度來說,由于全球氣候變暖,水循環產生變化,降雨時空分布不均,導致城市出現暴雨積澇災害;從城市建設角度來說,主要是城市建筑和硬化面積過大,植被覆蓋率過低或者遭到破壞,城市的吸水、存水能力差,其次是排水設施的排水能力不足、重建輕管。
目前,城市針對暴雨積澇災害采取的工程性措施主要有修建蓄水池、增加排水泵站、加大排水管徑、在線蓄水等,這些措施需要占用大量的城市地下空間,投資大,維護困難,廢棄后無法回收利用,會產生大量固體廢棄物,對環境造成二次污染。其他措施如增加綠化面積也會引起城市用地緊張等問題,浪費城市空間資源。
二、國內外相關研究應用現狀
LID技術于1990年末發源于美國馬里蘭州的王子縣、西雅圖和波特蘭,是由馬里蘭州環境資源署首次提出。之后經過20多年的發展,LID在美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭等地廣泛應用。在美國,LID設施的應用還形成了綠色道路、綠色社區等理論和方法;在澳大利亞,LID的應用稱為水敏感城市設計;在英國,LID技術應用于城市排水系統,形成了可持續城市排雨水系統;在加拿大,LID和場地設計相結合,形成最優場地設計、保護性設計等;在新西蘭的應用稱為低影響城市設計與開發。
隨著對國內雨水問題的重視,雨水方面的研究和應用也逐漸多起來,LID在國內已有10年的研究和實踐,于2012年形成了“海綿城市”.
2012年4月中國北京大學在《2012低碳城市與區域發展科技論壇》中首次提出“海綿城市”一詞。住房和城鄉建設部于20XX年2月17日發表的《住房和城鄉建設部城市建設司20XX年工作要點》中首次提出海綿城市的概念,20XX年10月,住房和城鄉建設部出臺了《海綿城市建設技術指南》。
2017年4月2日,國家財政部、住房城鄉建設部、水利部宣布了海綿城市建設試點:西咸新區、武漢、重慶、貴安新區、遂寧、南寧、常德、鶴壁、濟南、萍鄉、廈門、池州、嘉興、鎮江、白城、遷安16個城市。
三、研究目標及意義
鑒于傳統城市普遍存在的暴雨積澇災害和道路排水問題,而國內的海綿城市和LID發展和研究較為薄弱,因此,對于海綿城市理念下的城市道路進行系統化設計研究很有必要。本研究主要通過對國內外已有研究成果的整理與分析,探討海綿城市與LID、海綿城市道路與LID的關系,采用文獻調研的方法系統地對城市道路進行了LID設施的選擇及其組合優化設計;針對案例進行實地調查,探討LID在海綿城市道路中如何應用。
論文的研究目標是建立海綿城市理念下的城市道路系統設計的基本理論框架,研究其具體的設計方案和技術。
論文的研究意義:為海綿城市理念下的城市道路系統設計提供借鑒和參考,對解決城市雨水問題有一定的現實意義。
四、研究內容
論文的研究內容主要有三個方面:
1)研究海綿城市理念下的城市道路系統,分析其與LID的關系及對LID設施的選擇。
2)構建海綿城市理念下的城市道路系統規劃和設計的完整體系,從路網規劃和道路設計兩個層面進行具體研究。其中,道路設計重點研究停車場和廣場的LID設施組合優化設計,道路與紅線外用地銜接中重點研究建筑、小區的優化設計。
3)將研究的設計理論成果應用于商洛城市道路系統,并通過SWMM模型進行模擬評價。
五、提綱
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 城市暴雨積澇災害頻發
1.1.2 傳統城市道路排水存在的問題
1.1.3 LID與海綿城市理念的提出
1.2 相關理論的概念
1.2.1 海綿城市概念
1.2.2 LID概念
1.3 國內外相關研究應用現狀
1.3.1 國外研究應用現狀
1.3.2 國內研究應用現狀
1.3.3 國內外研究現狀的不足
1.4 研究目標、意義、內容和方法
1.4.1 研究目標及意義
1.4.2 研究內容
1.4.3 研究方法
1.5 論文創新點和技術路線
1.5.1 論文創新點
1.5.2 技術路線
第2章 海綿城市與LID
2.1 海綿城市與LID概述
2.1.1 海綿城市-LID
2.1.2 海綿城市與相關理論的聯系與區別
2.2 海綿城市與LID
2.2.1 海綿城市與LID的關系
2.2.2 LID設施的選擇原則
2.3 海綿城市道路系統與LID
2.3.1 海綿城市道路系統
2.3.2 海綿城市道路系統與LID的關系
2.3.3 LID技術設施選擇
2.4 本章小結
第3章 海綿城市道路系統規劃與設計體系
3.1 海綿城市道路系統規劃與設計體系框架
3.2 海綿城市路網規劃
3.2.1 影響因素
3.2.2 規劃思路
3.2.3 規劃原則
3.3 海綿城市道路設計思路
3.3.1 海綿城市道路設計思路
3.3.2 海綿城市道路設計注意事項
3.4 本章小結
第4章 基于LID的海綿城市道路設計
4.1 海綿城市道路與傳統城市道路的區別
4.2 海綿城市道路的LID設施組合優化設計
4.2.1 機動車道和公交專用道
4.2.2 非機動車道和人行道
4.2.3 路緣石、雨水。和路肩邊溝
4.2.4 道路綠帶
4.2.5 停車場
4.2.6 廣場
4.2.7 高架橋、立交橋
4.3 海綿城市道路與紅線外用地的銜接設計
4.3.1 道路與建筑、小區銜接優化設計
4.3.2 道路與城市綠地銜接設計
4.3.3 道路與城市水系銜接設計
4.4 海綿城市道路橫斷面布置型式設計
4.4.1 單幅路
4.4.2 兩幅路
4.4.3 三幅路
4.4.4 四幅路
4.4.5 特殊形式斷面
4.5 本章小結
第5章 商洛市海綿城市道路系統設計應用研究
5.1 商洛市概況分析
5.2 海綿城市路網規劃
5.2.1 商洛市現狀路網分析及存在問題研究
5.2.2 商洛市排洪防澇、水系和綠地現狀及存在問題
5.2.3 商洛市海綿城市路網規劃
5.3 海綿城市道路設計
5.3.1 商鞅大道地理位置
5.3.2 商鞅大道現狀分析
5.3.3 基于LID的商鞅大道橫斷面設計
5.3.4 商鞅大道公共停車場設計
5.3.5 丹江立交平面設計
5.3.6 商鞅大道綜合設計
5.4 商鞅大道設計效果模擬評價
5.4.1 SWMM模型介紹
5.4.2 獲取基本數據
5.4.3 開發前場地模擬
5.4.4 傳統城市道路模擬
5.4.5 海綿城市道路模擬
5.4.6 三種情景模擬結果分析
5.5 本章小結
第6章 結論與展望
6.1 結論
6.2 不足和展望
參考文獻
致謝
六、研究方法
論文釆用的研究方法有:文獻調研法、實地調查法、SWMM模型法等。
1)文獻調研法論文通過對國內外文獻的調研、對SEA Street等案例的研究,總結LID設施在城市道路中的應用情況。
2)實地調查法論文通過實地調查收集商洛市的路網、道路、綠地系統、水系、降雨等相關資料,為海綿城市理論的實例研究做鋪墊。
3)SWMM模型法論文采用SWMM模型對城市道路設計后的雨水徑流控制效果進行了評價。
七、進度安排
20XX年11月01日-11月07日 論文選題、
20XX年11月08日-11月20日 初步收集畢業論文相關材料,填寫《任務書》
20XX年11月26日-11月30日 進一步熟悉畢業論文資料,撰寫開題報告
20XX年12月10日-12月19日 確定并上交開題報告
20XX年01月04日-02月15日 完成畢業論文初稿,上交指導老師
20XX年02月16日-02月20日 完成論文修改工作
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、裝訂
20XX年03月21日-04月10日 論文答辯
八、參考文獻
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關鍵詞:海綿城市;規劃;方法
近年來,我國城市化進程得到了快速發展,不僅表現在城市數量的增加,更顯現在城市規模的擴張。受古代城市營建思想的影響,我國位于平原地帶的城市大多呈“同心圓式圈層結構”的發展模式。海綿城市是指城市建設在尊重自然、遵循生態優先的原則下,通過綠色與灰色基礎設施相結合,使城市能夠像海綿一樣,在確保城市水安全的前提下,最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化,進而促進城市雨水資源的利用和生態環境保護。
1 城市規劃存在的問題
1.1 定量分析不足
海綿城市建設要求在規劃設計前,詳細調研和量化分析開發區域,識別風險區域位置和規模,劃定藍線、綠線和開發區域邊界,合理確定土地開發強度,保護和修復濕地、洪泛區等水敏感區域。相較于定性分析,基于各種數據統計分析的定量方法,結果雖比較客觀,但在實際規劃設計中較少使用,因為定量分析需要大量的資料數據,其收集難度較大。
1.2 用地規劃與專項規劃的脫節
在目前城市規劃中,用地規劃和道路、綠地等專項規劃之間缺少高效快速的反饋機制。進行專項規劃設計時,對城市道路、綠地和市政等的布局,缺少對城市用地性質、開發強度的分析評估,常使地塊開發強度與周圍道路、綠地、市政等基礎設施配套之間產生脫節。
1.3 城市豎向規劃重視不足
作為城市防止發生內澇的一個重要組成部分,豎向規劃與城市排水防澇等專項規劃有著密切關系。但在實際工作中,常常對規劃范圍內的地質地貌等自然現狀缺乏深入的調研和量化分析,再加上各種數據收集的困難,城市用地豎向規劃常常偏離實際,造成未來城市各項用地在空間布局上的相互沖突,以及用地與道路、排水、工程敷設及局部與整體等矛盾。
2 海綿城市規劃方法
海綿城市建設是一個復雜的系統,其建設應從城市規劃的源頭著手,將海綿城市理念融入到城市各層級規劃中,涉及到規劃、園林、水利、市政、道路等多部門、多專業之間的相互協調運作。海綿城市理念下的新型城市規劃方法,對設計人員的要求已遠遠超過了傳統城市規劃專業,主要體現在它需要多規合一,即強調不同專業和部門的協調運作;區域規劃,即強調城鄉統籌和流域綜合治理;新型城市化,即強調以人為本的工作思路;生態文明,即強調綠色理念、科學技術的路徑。
2.1 做好前期資料的收集
在總體規劃層面,首先,做好規劃前期對各種相關資料的收集整理分析,結合現狀調研,開展對城市各要素的專題研究。在開展專題研究的基礎上,評估城市水資源承載力,依據自然現狀條件,確定城市的發展目標和方向,明確城市在區域發展中的主要職能和性質,確定城市規劃范圍等。依據對城市的定位,明確城市低影響開發設施原則、策略、要求以及城市雨水總體控制目標等。
2.2 嚴謹分析地塊地質與地貌
在控制性詳細規劃層面,應根據地塊的地質地貌、用地性質、豎向條件及給排水管網等劃分匯水分區。通過對地塊的開發強度評估,確定地塊低影響開發策略、原則等,優化用地布局,細分用地性質,為地塊配置市政、公共設施等。然后以匯水分區為單元,確定地塊的雨水控制目標和具體指標,確定地塊的單位面積控制容積率、下沉式綠地率等。根據雨水控制要求確定地塊的建設控制指標,如地塊的容積率、綠地率、建筑密度以及低影響開發設施的規模和總體布局。
2.3 建立模型分析評估
修建性詳細規劃層面,分析評估場地的土壤特性、豎向高程、水系、綠化及工程建設情況等,通過模型分析評估場地開發前后地表產匯流情況。對于開發強度高的城市中心區,應改變過去相對單一的工程技術手段,被動地響應城市中心。應依據城市中心區開發強度,評估地塊建設活動對周圍城市用地所產生的交通、給排水、市政等的影響,實現城市地塊的開發建設和交通管制、雨水控制目標的有機結合。
參考文獻
同志們:
這次現場會主要任務是,總結2019年全市海綿城市建設工作,安排部署2020年全市海綿城市建設工作任務。剛才,各縣(市、區)建設局匯報了海綿城市建設工作進展情況,交流了好做法、好經驗,也反映了工作中存在的一些問題,講得都很實在,很有啟發意義。為加快推進全市海綿城市建設工作,確保按期完成省人民政府下達我市海綿城市建設工作任務,下面我講幾點意見。
一、提高認識,增強全市海綿城市建設使命感
近年來,全市建設系統高度重視海綿城市建設工作,按照市委、市政府工作部署,主動作為,多措并舉,全市海綿城市建設工作取得了積極進展。
一是從推進工作力度上看,各縣市區建設局高度重視海綿城市建設工作,提請縣市區人民政府(或管委會)出臺了加快推進海綿城市建設工作的實施意見,成立了由人民政府或管委會主要負責人任組長的海綿城市建設工作領導小組,明確了近期海綿城市建設工作目標,為各地推進海綿城市建設提供了組織保障。孝南區、X市、市高新區、市臨空區建設局在此方面抓得早、抓得好。
二是從專項規劃編制工作看,各地能夠按照《住房城鄉建設部關于印發海綿城市專項規劃編制暫行規定的通知》和《省人民政府辦公廳關于推進海綿城市建設的實施意見》的要求,根據城市降雨、土壤、地形地貌等因素和經濟社會發展條件,綜合考慮水資源、水環境、水生態、水安全等方面的現狀問題和建設需求,組織編制了海綿城市專項規劃。2016年X月X日,市人民政府批準了《X市中心城區海綿城市專項規劃》(2016-2030),為全市海綿城市專項規劃提供了示范;2018年3月20日,X市人民政府批準了《X市海綿城市建設專項規劃》(2018-2030);X市海綿城市建設專項規劃已報請市政府批準;X市已完成海綿城市建設專項規劃征求意見,設計單位正在修改完善;X正在著手編制海綿城市專項規劃。總體情況來看,全市海綿城市專項規劃編制工作均已啟動,但離省人民政府要求“2020年10月底前所有縣級以上城市完成規劃編制工作”的要求還有一定的差距。請沒有完成海綿城市專項規劃的地方抓緊完成。
三是從技術支撐方面來看,市海綿辦編寫了《X市海綿城市建設技術導則》、匯編了《海綿城市建設文件匯編》、制作了《海綿城市建設宣傳畫冊》、成立了《X市海綿城市建設專家庫》,并開展了形式多樣的海綿城市專業技術培訓。為全面推進我市海綿城市建設提供了有力的技術支撐。
四是從項目示范建設來看,一方面,X市重點推動以X公園片區為核心X平方公里X海綿新區和市臨空經濟區X個示范區建設。X公園在2018年XX特大暴雨的嚴謹考驗下,X主城區無內澇災害發生,充分體現了海綿城市建設的理念。另一方面,按省住建廳要求,篩選了2019年“十大”海綿城市工程項目,面積達X平方公里;確定了2020年海綿城市建設項目,面積達X平方公里;擬定了“十四?五”海綿城市建設項目庫,共計X個建設項目,總投資X億元,確保到2020年城市建成區X%以上的面積達到海綿城市建設的目標要求。在市、縣兩級政府的共同努力下,X市海綿城市示范建設已經取得了明顯成果。
五是從PPP融資模式來看,X市政府高度重視海綿城市PPP融資模式,成立了市政府推廣運用政府和社會資本合作(PPP)工作領導小組,由市政府分管負責同志任組長,市財政局、發改委、人民銀行、金融辦、法制辦等相關部門為成員單位。在市海綿辦、市財政局的共同努力下,市臨空經濟區投資規模為X萬元的海綿城市建設項目列入X省第一批政府和社會資本合作示范項目。為我市海綿城市PPP融資模式提供了示范。
海綿城市建設是城市實現長遠健康發展的必然要求,是市委、市政府交給城建系統的重大任務,既是發展工程,也是民生工程,更是供給側結構性改革補短板工程。在推進海綿城市建設中,要消除“海綿城市建設成本高”的誤區。據初步統計:改造項目增量成本為每平米X元,新建項目增量成本每平米X元,但通過優化設計,有些項目還會節約成本。我們要把思想認識統一到市委、市政府部署上來,充分認識做好海綿城市建設工作的政治意義、現實意義,增強責任感和緊迫感,切實把海綿城市建設工作抓緊抓好。
二、落實責任,確保海綿城市建設工作取得實效
(一)明確工作目標。《省人民政府辦公廳關于推進海綿城市建設的實施意見》要求:到2020年,所有城市和縣城建成區X%以上的面積達到目標要求;到2030年,城市建成區X%以上的面積、縣城建成區X%以上的面積達到目標要求,城市水系和山林等生態空間得到有效保護。各地要綜合考慮水資源、水環境、水生態、水安全等方面的現狀問題和建設需求,研究提出需要保護的自然空間格局,明確細化雨水年徑流總量控制率等目標,確定海綿城市工作目標。在工作目標的制定上,要把“五水共治”有機融入海綿城市建設總體要求中,改變了“頭痛醫頭、腳痛醫腳”的片面做法,通過全流域管控、全方位定標、全過程植入、全域性鋪開、全社會參與、全鏈條跟進,讓海綿城市這項龐大繁雜的系統工程,得以快速落地、快速推進。
(二)嚴格執行規劃。在科學編制海綿城市專項規劃的基礎上,堅持一張藍圖干到底,切實增強規劃的權威性,避免規劃“紙上畫畫、墻上掛掛”的尷尬局面。要將低影響開發系統融入到園林、道路、廣場、小區、節水、再生水利用等建設之中,將海綿城市建設的理念通過市政基礎設施建設體現出來,努力實現中心城區“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的目的。
(三)狠抓工程質量。海綿城市建設是百年大計,質量安全不能有絲毫馬虎,要切實把加強工程建設質量安全貫穿于工程建設全過程,履行法定的項目建設程序,規范招投標行為,加強建設工程勘察、設計、施工、監理、竣工驗收等環節的監督管理,保證工程質量安全。各地要堅持專項檢查與日常抽查相結合,及時發現糾正海綿城市建設過程中存在的問題,落實各方主體質量安全責任,切實把海綿城市建成樣板工程,放心工程。
(四)總結推廣應用。近年來,我市大力推進海綿城市建設,通過各方共同努力,涌現出一大批優質樣板海綿城市建設項目,如市中心城區的XX等工程項目。市海綿辦要在認真調查摸底的基礎上,不斷總結,樹立一批“經濟適用、綠色美觀”海綿城市樣板項目,形成項目案例,及時總結經驗,全面推廣應用,為全市海綿城市建設積累寶貴經驗。
(五)強化督導考核。市海綿辦將按照住建部《海綿城市建設績效評價與考核辦法(試行)》,對各地海綿城市建設情況進行考核。各在建工程項目要開展自查工作,及時發現問題,采取有效措施,積極整改,確保在建項目嚴格落實海綿城市建設要求。各縣市區建設局要開展海綿城市建設情況檢查工作,督促、指導在建工程項目落實海綿城市建設要求。市海綿辦要對此項工作進行督導,對主管部門不履行海綿城市建設管控職責者,將按有關要求進行處理;對參建各方責任主體不履行海綿城市建設責任者,將在全市范圍內進行通報批評,并納入誠信記錄。
三、完善措施,確保海綿城市建設工作順利推進
(一)壓實工作責任。省政府已建立了全省海綿城市建設督查考核制度,今年X月份到X開展了海綿城市績效評價與考核工作。各縣市區建設局要高度重視海綿城市建設工作,要按照定機構、定目標、定項目、定主體、定責任、定工期、定序位、定機制的管理方式,對海綿城市建設工作全面實行“工作目標化、目標項目化、項目工程化、工程責任化、履責考核序位化”管理。市海綿辦要牽頭抓好此項工作,督促各地圓滿完成海綿城市建設任務,
(二)加強協調配合。建設海綿城市,需要各部門各司其職、密切配合、形成合力。市縣兩級政府都已成立了海綿城市建設工作領導小組,明確了各相關單位的工作職責,建立了協調聯動機制。各級建設行政主管部門要積極主動與其他職能部門配合,切實將海綿城市建設落實到項目立項、土地出讓、規劃許可、施工圖設計、施工許可、工程建設、竣工驗收等各個環節,系統推進全市海綿城市建設工作。
(三)多方籌措資金。一是要進一步加大地方財政投入,將海綿城市建設項目列入年度城建計劃,在年度預算中優先安排。二是要主動對接國開行、農發行等開發性和政策性金融機構,用好相關優惠信貸政策,爭取長期穩定、成本較低的貸款資金。三是要實行市場化運作,各市要抓好項目整理打包,明確項目邊界,引入實力雄厚、經驗豐富的專業企業,對項目進行統籌規劃設計和運營。要探索解決引入社會資本的瓶頸,讓企業有利可圖,按約定及時支付相關費用,實現政府和市場兩方面優勢的疊加擴大效應。
[關鍵詞]海綿城市;園林工程;應用研究 文章編號:2095-4085(2017)02-0165-02
水資源分布失衡的狀況在我國的表現非常突出,一些區域經常會由于供水失衡出現缺水狀況,所以說為了從根本上解決城市內澇問題,就應當加強對水資源的保護。在這種情況下,海綿城市理念的問世迅速緩解了該問題,并且加快了城市可持續發展的進程。城市園林綠地作為城市居民平時互相溝通、娛樂的關鍵場地,在其建設過程中引入海綿城市建設模式有助于改善園林建設中的欠缺之處,增強園林綠地的整體性能。
1海綿城市理念及其在我國的發展現狀研究
所謂“海綿城市”,指的是城市可以像海綿一樣,在迎合環境變換以及應對自然災害等一系列問題上具備良好的“彈性”,并且在降雨的時候吸水、蓄水、滲水、凈水等,必要時把自身存儲的水分釋放并加以利用。在此基礎上提出了海綿城市建設理念,即為把自然渠道同人工措施有機結合,同時秉承生態優先的原則,在保證城市排水防洪安全性的基礎上,最大限度完成雨水在城區的積存、滲透以及凈化工作,進一步推動水資源的合理利用及布局,最終為生態環境穩定性的保持提供保障。
海綿城市建設理念在我國園林工程建設中早已獲得了一定應用,并且取得了一定成效。首先,其使得水資源的分布更加廣泛,這給地區的發展提供了有力保障。現如今,由于國內社會經濟的迅速發展、進步,國內很多地區的水環境污染現象越發嚴重,再加上眾多工廠企業的興起,給水資源造成了巨大的污染。在引人海綿城市理念進行建設后,則有效緩解了水污染、局部缺水等問題;其次,海綿城市建設方法的引入,使得園林景觀綠意盎然、山水交融。近來,國內政府更加注重生態文明的構建,在城市建設環節中突出了對綠色生態的構建。隨著城市綠地規模的迅速擴展,為城市居民提供了充足的休閑地點。除此之外,這一建設格局也更好地反映出了海綿城市的景觀氛圍,進而為地區經濟進步提供了重要保障。
2海綿城市理念在園林工程中的應用
2.1居住用地選取逐級單元式網狀徑流控制對策
一般而言,居住區都是在那些地勢相對緩和、海拔不高的地方修建起來的,所以說綠地和住宅布局容易構成組團式,這種布局也會對住宅區的徑流起到關鍵性的作用,令徑流的產流點上升,同時十分分散。在居住區的規劃設計過程中需要不斷增加凈水設備、改善水質,并且還應當采取針對性措施令雨水的滲透量得到提升,然后按照基本狀況適當增添緩排設施。例如,基于LID的雨水徑流控制模式是為滿足各級居住綠地形成的組團式而專門設計的,以小單元為區域劃分出的網狀徑流管理系統。降水前期,屋面一些水分會消失,之后部分雨水通過落水管滑落到外部高位花壇或者生物滯留地帶,地標徑流飽和后一些溢出的降水會經由地面引流槽等專門的引流路線流入滯留池或者多功能的調蓄場所,最終實現多元化的根本目標。各組團的LID設計理念各異,然而,它們一致的功效均對更有效地處理當地汛期降水的緩排工作和雨水的充分利用起到積極作用。
2.2廣場用地選取逐級滯留滲透對策
依據廣場地形的基本情況,臺地式廣場的地表徑流量相當大,因為廣場的人類活動較為頻仍,所以徑流水質狀況相對較差,并且由于上下臺地的落差非常大,又無形中提高了徑流的沖刷力度。我們在對廣場進行規劃設計的時候,需要改變傳統直排、快排的方式,按照各臺地的基本特征,采取層疊式、分散式的雨水管控策略,這樣做能夠有效地對當地25mm及以下的中小雨徑流量做出有效處理,從而強化雨水滲透能力,提升廣場周圍徑流的水分質量。此外,我們還必須充分考慮到廣場內部的植被存在一定的遮陰作用,所以在工程建設實施中應當種植各類植被,為階梯式景觀群落的達成提供有力保障。比如說,像停車場及步行廣場等地可采用滲水性較強的面層進行鋪裝,除了能夠削弱地面熱量反射的影響外,還能夠使土地的生態功能更強,為城市排水設施壓力的進一步減輕創造良好條件。
2.3公園綠地選取分級調蓄緩排對策
這一措施主要包括以下兩方面內容。首先,分級濕塘模式。這一模式主要是指按照基本需求在山頂及山腰等地段構建起濕塘,目的是減緩徑流速度。在陡坡處則按照LID技術措施進行改善,坡度低平的地段可以增加多個坡面,同時按照地形地勢特點對徑流采取分層控制,進而構建起自上而下的水景和雨洪調蓄系統;其次,階地式生物滯留設施模式。這一模式原理為在滿足土地理化性質的前提下,在山腰等地段設計配置階地式的生物滯留設施,以盡量削弱雨水侵蝕作用。在坡度低平區可以種植普通的綠色植物,不僅能夠減輕雨水對土壤的侵蝕,也可以形成獨特的自然景觀。
【關鍵詞】海綿城市 村鎮廣場 雨水景觀 優化設計
【中圖分類號】TU2 【文獻標識碼】A
以低影響開發模式為建設內涵的“海綿城市建設”已成為近年來我國學術與實踐研究的熱點話題,我國在借鑒國際雨洪管理技術的基礎上,結合自身特點,提出了海綿城市的建設理念。“海綿城市”概念的產生源自于行業內和學術界習慣用“海綿”來比喻城市在適應氣候變化與環境時具備良好的“彈性”特征,海綿城市建設倡導將自然途徑與人工措施相結合的雨澇調蓄能力,傳統的雨水就地排放思路開始向雨水自然調蓄方向轉變①。近年來,車伍②、王思思③、王建龍④等人在介紹國外雨洪管理模式及方法、國內雨洪應用案例及雨洪與景觀設計結合方面有深入探討。俞孔堅及其北京大學研究團隊提出生態海綿城市并實踐了用生態基礎設施來綜合解決城市水問題和綠色城市的構建⑤。臺灣水利署基于LID技術在新近的《流域綜合治理計劃》中提出構建“海綿城市”⑥。2014年11月住房和城鄉建設部《海綿城市建設技術指南》,海綿城市的建設需要將城市中大量的不透水區向透水區或部分透水區轉變,恢復原有的水文循環過程。村鎮廣場在村鎮聚落中具備社交場所、組織交通、城市名片與美化環境等功能,是村鎮公共空間的重要組成部分,然而目前村鎮廣場的硬質鋪裝比例大,下墊面結構與排水方式對村鎮可持續發展建設有較大影響,因此建設海綿型村鎮廣場景觀的優化設計尤為重要。
“海綿城市”與“低影響開發”的辨析
“低影響開發”概念起源于20世紀80年代末90年代初美國的雨洪管理理念,并于2000年發展成為全美的雨洪管理范本。“海綿城市”是我國借鑒國外先進的雨洪管理與低影響土地開發理念基礎上,提出適合我國國情的城市建設與雨洪治理理念。因此,有必要將“低影響開發”與“海綿城市”進行釋義辨析。
概念辨析。低影響開發的雨水管理技術是美國馬里蘭州喬治王子郡的環境資源部的首創,是一種新型土地開發方法,與自然管理雨水方式接近,以恢復與維持一個地區的水文生態功能為目標。海綿城市是我國借鑒國外先進的雨洪管理理念基礎上,提出的適合我國國情的一種順應自然、與自然和諧共生的城市建設與土地開發、管理、保護等方法。第九屆中國城鎮水務發展大會提出了海綿城市以改變我國傳統的城市粗放型建設理念為依托,滿足城鎮化與資源環境的可持續發展內涵。海綿城市的建設目標是通過保護原有的水生態系統,運用低影響開發技術恢復水文環境,“讓城市彈性適應環境變化與自然災害”。改變就地排放的排水防澇思路,倡導開發前后的水文特征維持不變。
由此可見,“低影響開發”與“海綿城市”在本質上都以改善水生態為出發點的。“低影響開發”在具體的水文技術方法、法定規范與土地開發手段上更加具體、明確,可操作性強。“海綿城市”在吸收“低影響開發”(以下簡稱LID)理念基礎上,緊密結合城鎮化建設中的實際問題,從國家戰略高度出發,在城市規劃頂層設計中層層落實、明確要求,相比LID,內涵更寬、任務更重、更加迫切實施。
適用范圍。美國低影響開發(LID)理念適用于大于5000平方英尺的所有聯邦項目,主要在中小尺度的街區、廣場、居住社區應用較多。近年來,LID理論與方法逐步向全美與歐洲擴展,適用范圍逐步擴大到與城市設計、規劃相結合,形成了水敏感城市設計(WSUN)、低影響城市設計與方法(LIUDD)、可持續城市排水系統(SUDS)的理論與方法,目前在流域尺度的雨洪模擬管理和保護開發也開始研發與應用。
海綿城市相比LID適用范圍更加廣闊,從區域水生態環境保護到城市規劃區的海綿城市設計及舊區改造均有涉及。借鑒國際上低影響開發建設模式的成功經驗,并吸納了我國相關政策法規的要求和低影響開發雨水系統的工程實踐經驗,適用于以下三個方面:一是指導海綿城市建設各層級規劃編制過程中低影響開發內容的落實;二是指導新建、改建、擴建項目配套建設低影響開發設施的設計、實施與維護管理;三是指導城市規劃、排水、道路交通、園林等有關部門指導和監督海綿城市建設有關工作⑦。
海綿城市視角下的村鎮廣場景觀空間環境的問題
課題組在2013~2014年間對河北周邊村鎮廣場進行實地調研,對城鎮級綜合型廣場、鄉級主題型廣場和村級休閑型廣場進行專項研究,從促進或阻礙海綿因子、功能因子、文化因子層面定量統計,分析滿意度。調研發現,城鎮級、鄉級綜合型廣場景觀的整體滿意度最高,文化代表性強,能夠凸顯城鎮地域特色。然而,在城鎮及鄉村的海綿城市建設以及海綿文化的傳播還尚未全面展開,還存在以下不足:
廣場下墊面結構及排水方式引起的積水與水污染問題。廣場是城鎮公共空間的重要組成部分,傳統的城市管網排水系統在廣場下墊面結構中處于主導地位并大量存在,隨著城鎮化進程的加快,村鎮廣場建設量也不斷增加,使得村鎮的不透水下墊面激增、徑流量加大、城郊村鎮內澇及污染不斷加重。常見的解決方法是擴大排水管徑,增加泵站數量及排水能力來避免內澇,然而,建設經驗表明這并不能從根本上解決洪水及水污染問題。調研發現,由于建設規格及排水系統較為完善,城鎮、鄉級的主要廣場內部較少發生內澇及水污染,然而途徑廣場內部的污水及雨水更多地匯集到廣場周圍的道路及低洼地段。村級廣場問題較多,由于排水管道陳舊,施工工藝較差,部分村級廣場成為雨季內澇高發地段,有些地面鋪裝工藝差,出現缺口、內陷、剝落等問題,加劇了徑流污染及內澇問題。
綠化植被(透水下墊面)面積不足或單一,夏季缺少遮蔭場所。目前國內并沒有對村鎮廣場的綠化率劃定統一標準,《城市綠化規劃建設指標的規定》(1994)中規定城市綠化覆蓋率為不少于35%。非園林城市的廣場建設也主要以此作為標準進行開發建設。傳統的城市廣場綠化設計是以滿足廣場的各類功能需求為目的的,適當運用園林小品和硬質鋪裝等園林手段,最終形成美觀、實用的廣場環境。然而作為透水下墊面的廣場綠化植被對雨水的滯留有重要作用,將靠近廣場硬質區的綠化做下沉式處理可以有效地吸收、過濾與滯留雨水。調研發現,大部分的村鎮廣場沒有考慮這一問題,許多綠化區周圍用不透水石材圍合起來作為座椅供人使用,導致雨季大量雨水無法排入綠化池內,加大徑流量。此外,綠化面積不足也是廣場的主要問題。
廣場設施功能單一或缺乏維護。村鎮廣場是公共設施的主要承載空間。公共設施不僅能夠為市民創造出愉悅感、快樂感以及對村鎮生活的思考,而且能夠促進人與人的接觸和交流。一方面展現了村鎮的文化和歷史,一方面也能激發人們參與意識、創造力和想象力。調研發現,村鎮廣場設施普遍存在一體化設計、功能單一或缺乏維護的問題,設施滿意度最低,人們普遍認為不方便,可休息的地方太少。
海綿生態文化的普世性不足,應加大宣傳力度。“海綿城市”的生態文化理念在我國行業內部剛剛興起,社會大眾對海綿生態文化認知度不高,對其恢復生態環境、改善城市水資源問題的積極作用并不了解。調研發現,大眾對城市內澇與水污染問題的解決途徑尚以傳統的排水設施不足或缺乏為主,而對新興的雨水滯留、雨水回用、雨水景觀等設計理念不了解。因此在海綿城市建設過程中,應著重加大海綿生態文化的宣傳力度,使雨水文化口口相傳,提高社會各界的生態文化意識。
海綿型村鎮廣場景觀空間優化設計思路
海綿型村鎮廣場景觀空間優化設計構架。海綿型村鎮廣場景觀優化不應僅限于雨水景觀的優化設計,還應同時考慮植被、場地、材料、文化及教育等整體景觀環境的優化與提升。根據美國可持續景觀評價標準、我國生態景觀建設標準等,提出建設可持續的海綿型村鎮廣場景觀空間優化設計構架:第一步,優化設計前評估,對場地內部水文、植被、群落生境、材料與文化進行系統評估,確定場地需要保留與改造的區域,同時增設公眾參與設計環節,對場地中功能設施及景觀環境進行綜合評估。第二步,用地適宜性分析,根據場地自然、人文與現狀條件,結合地域特點確定場地適宜建設區、較適宜建設區及不適宜建設區。第三步,優化設計目標,以建設海綿城市、美麗鄉村為總體目標定位,側重生態與人文兩方面解決現存問題,以達到可持續的廣場景觀目標。第四步,優化目標分解,將總體目標分解為五個方面:水生態系統改善,可從雨水景觀設計方法解決;植被、土壤及群落生境改善,可從植被生境修復設計解決;場地設計側重功能優化與完善;材料生態化可應用新能源、可再生及本土化材料來完善;文化及環境教育需重視生態意識及文化保護在場地優化中的要義。第五步,施工及運營維護機制,需要考慮場地優化建設中應加強控制污染及使用可再生能源的問題。
海綿型村鎮廣場雨水景觀設計途徑。以維持與恢復水文生態本底為目標定位的海綿型村鎮廣場景觀,在設計構架上應加強雨水設施與景觀要素之間的銜接與完善,將海綿生態文化理念融入廣場文化理念中,使人們在廣場景觀環境中更加舒適、愉悅地體驗自然魅力與人類智慧的交融。海綿型村鎮廣場雨水景觀設計途徑:第一步,用地適宜性分析。第二步,按照我國《海綿城市建設指南》中對我國各地區年徑流量控制率的規定,制定海綿型村鎮廣場雨水景觀優化目標。第三步,雨水系統設計。根據現場具體情況,確定水文與氣象,測定雨水的體積來管理現場。第四步,典型現存設計選項。根據測定雨水的體積與現狀條件選擇雨水設施來進行現場設計,從場地源頭開始對雨水進行管理,可將雨水滲透/滯留設施、雨水徑流傳輸設施、雨水調蓄設施通過任意組合來達到設計目標。第五步,雨水設施景觀化設計。雨水設施景觀化是海綿型村鎮廣場景觀優化設計的關鍵,可通過雨水設施功能多元化、雨水植被設計景園化以及海綿生態文化地域化的設計策略來實現。
海綿型村鎮廣場景觀空間優化設計策略
雨水設施功能多元化。村鎮廣場中的雨水滲透/滯留設施在滿足雨水徑流就地滲透/滯留的功能以外,還可結合城市廣場的游憩空間、場地邊界綠化帶、停車場綠化帶、情景化鋪裝來實現豐富的廣場景觀品質。村鎮廣場中的雨水徑流傳輸主要通過明渠流與漫地流的方式來實現,設施主要由植草溝、雨水管渠等構成。廣場中的雨水傳輸設施可具備分割空間場地、景觀雕塑、游憩設施等多種功能來滿足人們的戶外活動需求。村鎮廣場的雨水調蓄設施位于雨水徑流匯集的末端,為多功能調蓄設施。當村鎮發生強降雨或防洪排澇有較高需求時,可作為雨水徑流調蓄池,有效減低雨水徑流,減輕村鎮防洪壓力。雨水調蓄設施平時可作為下沉廣場提供多種游憩功能供人適用。
雨水植被設計景園化。在我國,現代村鎮廣場的植被設計主要以學習西方廣場的現代造景手法為主,以幾何形式的排列組合來配合場地道路與活動場地,或以群落式的布置方式作為場地集中綠地的體現,此外,每逢國家節日村鎮大型花壇蜂擁而至,展出結束,花已凋零。這些與我國傳統的天人合一、因借自然的園林植被設計手法有很大差異。與傳統廣場旱地植被不同的是,雨水植被可有效凈化與降低雨水徑流中的污染物,削減雨水總徑流及峰值流量,具備重要的生態功能與美學價值。目前國內外學者對于雨水植被類型、組合方式、地域特性以及凈化效果均有較為深入的研究,然而,在雨水植被的景觀環境營造中涉及尚少。筆者認為海綿型村鎮廣場的植被設計應采用低維護、低成本的本土植被,借鑒我國傳統園林的造園手法,使場地中雨水植被與旱地植被巧妙融合,創造優雅怡人的景園效果。
海綿生態文化地域化。海綿生態文化是城市回歸自然本真的一種體現,是當前環境治理、城鎮開發與改造的精神動力。海綿生態文化是我國海綿城市建設進程中的核心文化理念,在學術界與業界已得到廣泛關注,調研發現人們對新興的海綿城市、雨水景觀等設計文化理念知之甚少,對村鎮水污染與內澇治理尚停留在依賴城市排水設施的基礎上,因此在村鎮建設中宣揚海綿生態文化理念,提高大眾的生態意識尤為迫切。海綿生態文化的傳播應體現地域性的特點,在我國不同地域的村鎮廣場具備風格各異的水文與地形特征,根據不同地域類型的村鎮廣場來劃分不同的海綿生態文化分區,可以加深大眾對海綿生態文化的認知度與理解力,對村鎮廣場的獨特性與多樣性有一定的推動意義。
結語
我國的“海綿城市”理論是在吸收借鑒國外雨洪理念基礎上逐步發展起來的,2014年《海綿城市建設技術指南》的提出將海綿城市理論與建設實施提高到國家戰略規劃高度,對我國解決城鎮化與資源環境協調發展實現城市永續目標有里程碑式戰略意義。本文通過對河北村鎮廣場進行專題調研,梳理現存問題,提出建設海綿型村鎮廣場景觀設計思路與構架,對村鎮廣場雨水景觀化途徑與策略展開詳細討論。目前,我國的雨洪景觀理念與實踐尚屬起步階段,還存在水文數據不透明、雨洪徑流模擬與計算技術滯后、項目落地阻力大等問題,需要不斷積累實踐經驗,提高本土雨洪景觀理論與技術能力,加大海綿生態文化傳播力度,早日實現我國海綿城市開發建設的良性發展目標。
(作者分別為天津大學仁愛學院建筑系博士研究生、講師,河北工業大學建筑與藝術設計學院博士研究生、講師;本文系2014年底河北省社會科學發展研究課題“新型城鎮化背景下河北省農村社區生態規劃策略研究”階段性成果,項目編號:2014040707)
【注釋】
①⑦住房城鄉建設部:《海綿城市建設技術指南―低影響開發雨水系統構建(試行)》,2014年10月。
②車伍,張{,趙楊:“我國排水防澇及海綿城市建設中若干問題分析”,《建設科技》,2015年第1期。
③蘇義敬,王思思,車伍等:“基于‘海綿城市’理念的下沉式綠地優化設計”,《南方建筑》,2014年第3期,第39~43頁。
④王建龍,車伍,易紅星:“基于低影響開發的雨水管理模型研究及進展”,《中國給水排水》,2010年第9期,第50~54頁。
⑤莫琳,俞孔堅:“構建城市綠色海綿―生態雨洪調蓄系統規劃研究”,《城市發展研究》,2012年第5期,第4~8頁。