◎徐 芳
探讨绿地系统在新城开发建设中的海绵示范作用
——以亳州市北部新城陵西湖公园景观规划设计为例
◎徐 芳
现代城市是由社会子系统﹑经济子系统和自然子系统共同构成的有机符合生态系统(如图1)。城市生态系统需要从其他生态系统中输入大量的物质和能量,同时又将大量废物排放到其他生态系统中去,因此,它就必然会对其他生态系统造成冲击和干扰。
图1 城市生态系统基本结构图
在海绵城市理论正式提出之前,很多决策﹑规划﹑设计﹑建设的人员思想﹑知识往往停留在传统的理论或方法上。大部分绿地实施项目,会将雨水直接排放到市政管线中,公园在标高设计时一般通过自然找坡,将水排到市政路上。公园不但没起到雨水收纳﹑消化的作用,反而还为市政排水增加了负担。大多数集中绿地的处理手法则将建筑屋顶﹑硬质广场的雨水通过雨水管直排到市政管网;屋面﹑路面的灰尘﹑油污也会毫无阻拦的直接进入城市雨水管,而后排放到周边的河流之中,直接加大水体的自净负担,造成水体污染;同时,周围的树叶和草坪上的杀虫剂﹑除草剂也会随雨水冲刷带走,未加过滤和处理,直接排入水系湖体,直接污染了水体。
不科学的工程措施严重扰乱了城市的生态系统。而海绵城市的建设要求是最大限度地保护原有资源,改变传统粗放式建设模式,运用生态的手段进行恢复和修复,合理控制开发强度,在城市中保留足够的生态用地,控制不透水比例,最大限度的减少对原有水生态环境的破坏,同时,结合实际需求,适当增加水域面积,促进雨水的积存﹑渗透和净化。
“海绵城市”理念的提出及相关意见的颁布是城市规划理念的升级版;是人类社会因素影响城市生态系统的有效手段;是城乡人与自然关系和谐发展的又一里程碑。
海绵城市的建设途径
海绵城市的建设途径主要有:(1)对城市原有生态系统的保护。(2)生态恢复和修复。(3)低影响开发。其中,低影响开发(Low Impact Development,LID)在我国的城市开发建设过程中有别于西方国家仅源头消纳开发后径流总量和峰值的方式,我国采用的是全过程的低影响开发。
城市绿地系统的概念和功能
城市绿地系统(Urban green space system)是指城市中具有一定数量和质量的各类绿化及其用地﹑相互联系并具有生态效益﹑社会效益和经济效益的有机整体。
城市绿地系统功能如下:(1)改善小气候;(2)改善空气质量;(3)减少地表径流,减缓暴雨积水,涵养水源,蓄水防洪;(4)减灾功能;(5)改善城市景观;(6)对游憩活动的承载功能;(7)城市节能。
绿地系统建设是实现海绵城市的主要途径
把海绵城市的建设途径与城市绿地系统的功能做一个叠加,可以看出绿地系统是实现海绵城市的第一途径(生态保护)﹑第二途径(生态修复)的重要场所,绿地系统中的公园绿地﹑道路附属绿地﹑居住区绿地是重要的海绵城市下垫面,是实现海绵城市的第三途径——绿色雨水系统的主要细胞单元(如图2)。
图2 城市雨水管控说明图
另外,良好的绿化环境即为良好人居环境的表现,能吸引定居,有效提高新城人气集聚速度,容纳户外游憩,为居民生活的休闲提供场所,为野生动物提供栖息场所,为城市生态平衡护航保驾。
从以上这些功能作用上来看,一座新城的绿化建设对城市的发展起着举足轻重的影响。
绿地系统的角色定位
河湖水系(蓝线)与城市绿地(绿线)为城市绿地系统的骨架,是城市重要的生态要素和构成城镇发展框架的生态基底,承担着提升城市生态环境的职能。
城市绿地系统作为自然系统组成的一部分,是城市生态系统的重要构成部分,还是城市用地体系的重要形式。整体来看,城市绿地具有分布均匀性及整体性特点,有利于为社会居民创造平等使用自然资源的机会,有利于城市生态环境系统稳定性。绿地相对于硬地,更能有效的“吸水﹑蓄水﹑渗水﹑净水”。实现绿地系统同海绵城市体系的综合性利用,结合城市功能进行景观化设计,例如公园绿地﹑附属绿地等,以低影响开发思路为指导开展景观设计工作,不仅满足了人们对自然环境的外在审美需求,而且实现了城市生态环境景观实际作用及价值的增强。从而实现了城市的生态经济效益。
新城的建设及发展本质是人口的集聚,如何让人愿意住﹑住得美﹑住得舒服,只有构建优质的城市绿地系统,才能为城市长远发展构建基础及保障。因此,新城的城市建设应立足于城市生态系统的良性循环发展,应该总结前人的经验,结合时代的需要,遵循自然法则,为当代人的使用考虑,更为后人预留发展空间和条件。
北部新城规划简介
北部新城规划面积约13.44平方公里,依托陵西湖,居涡河北岸,将水系资源﹑传统文化与城市建设相结合,规划定位为集行政服务﹑文化休闲﹑商业购物﹑商务办公﹑高尚居住等功能于一体的亳州市城市副中心。
图3 亳州市北部新城控制性详细规划-功能结构规划图
形成“三心﹑两轴﹑一带﹑九区﹑多节点”的空间结构(如图3)。其中,陵西湖公园支撑联接了北部新城各空间结构,联接了亳州市老城区,是亳州的北向生态廊道。可以说,营造好陵西湖公园的绿化环境也就是营造好了北部新城的生态环境,为新城的人气集聚事半功倍。
北部新城的生态系统构建
自然生态亚系统是城市生态系统的基础,北部新城先期建立城市绿地系统,组织城市中的蓝绿资源,以原生水网为基底,道路绿化廊道为骨架,生态公园为起点,系统全面的规划新区的蓝绿网络。
规划绿地总面积214.26公顷,占建设用地比例16.51%。城市人均公园绿地达到14.3平方米。其中,陵西湖公园蓝绿线控制范围合计87.7公顷,占新区规划绿地总面积的41%。接近二分之一的绿化环境的质量对北部新城的整体环境质量至关重要。
陵西湖公园绿地成为整个体系的关键和纽带。(如图4﹑5)
图4 亳州市绿地系统规划总图(2014-2030)
图5 亳州市北部新城控制性详细规划-绿地系统规划图
陵西湖公园基本情况
陵西湖公园是北部新城空间环境里绿地面积最大﹑关联面最广﹑结构最复杂的城市绿地系统,位于整个系统的核心空间。
公园规划约1000亩,北起北一环路,南接涡河,西临花戏楼路,东至雪枫路,南北长2公里,东西宽300~700米。其中,核心水域陵西湖位于三条河流交汇之处,居涡河城区段北岸,北接陈治沟﹑亳宋河,南衔涡河,水域面积约400亩。
陵西湖水域沿岸林带连绵,散布原始村庄,污水直接排入,加之北部有酒厂排污,生活垃圾随意填埋,湖岸常年被雨水冲刷,湖底淤泥较深,水质较差,为劣Ⅴ类;常水位标高36米,与周边市政道路高程相差4米左右,易受城市面源污染影响;加之新城雨水排水接入,新城全面建设后,水质污染因素会更复杂。(如图6﹑7)
图6 亳州市北部新城集水区划分图(左)和自然径流趋势图(右)
图7 亳州市北部新城排水规划说明示意图
海绵城市实现的具体措施
截污措施。公园首先进行截污清淤,提升水质,共计清淤泥36万方,对原有的4个污水点统一设计接入污水管网,实现污水统一处理。清淤的淤泥晾晒后又再回用于公园绿化种植,最大化降低从其他生态系统中的输入。
地表径流雨水进入陵西湖之前设计沉淀池﹑前置塘等。对进入绿地内的径流雨水进行预处理,防止径流雨水对水系环境造成破坏。
建立多级水质净化系统。在公园北端,水系上游进行环境整治,保持河流原形态,通过堰/闸抬升水位,联通内部水系,堆堤成岛,塑造生态浅滩,通过不同类型的水生植物的逐级净化,达到扩大边界效应的目的。在市政雨水接入区域设置设计沉淀池,前置塘控制进入陵西湖的超标雨水质量。具体方法详见表1:
表1 多级水质净化系统表
经过表流﹑垂直流﹑潜流多级水质净化体系的构建,通过初步净化,由上游劣Ⅴ类水体净化达到Ⅳ类,核心活动区水质基本达到Ⅲ类,陵西湖水质变清,满足人们亲水要求。
水质维持。通过先期投放,逐步培育的步骤,培养一﹑二﹑三﹑高级消费者,即对浮游动物和底栖昆虫﹑鱼类和两栖类﹑爬行类﹑鸟类的培育,建立完整的物质循环链,使陵西湖成为一座有生命的生境。
这个过程也是由人工生态系统逐步向自然生态系统转化的过程。
污染物控制。雨水经过地表植物和植草沟的净化,悬浮物SS去除率达到60%,并对其他污染物有一定的去除和降解作用。借助植物发达根系对雨水净化,有效减少污染物含量,天然雨水经绿地净化后,径流中的有机质能很快分解,无机物如硝酸盐和硫酸盐也能因滞留而有所减少。经过植物﹑土壤净化后的道路雨水一方面渗入地下,涵养了地下水源。植物蒸腾作用将液态水以气态方式转移到大气中,促进水体循环,同时增加空气湿度,营造出宜人的小气候。
增大雨水滞留面。公园利用先天下凹地势,与周边道路自然衔接,滞蓄周边场地雨水。场地内塑造微地形,丰富视觉空间的同时还增大了雨水滞留面积。
表2 B区汇水分区划分表
表3 B区内所需调蓄容积、实际调蓄容积及综合径流系数汇总表
表4 B区径流总量控制率表
公园内大约540亩的绿地以乔灌植被配置为主,有效减缓雨水落地及下渗的速度,减缓地表径流速,使降水缓缓渗入土壤,从而有效地延缓洪水形成时间,削减洪峰,减少水患的发生。
硬地空间使用透水材料,最大程度形成自然的雨水下渗通道,利于雨水被土壤吸收保持,并在土壤中逐渐渗透进入地下深层土壤,回补地下水。
扩大调蓄面积。公园结合周边土方整理,竖向梳理,岸线加固,扩大原水域面积至29万方的水域,约增加4.8万方水域面积,扩充了雨水调蓄功能,使其成为片区雨洪管理的中心控制协调区。另外,林地土壤透水性为草地的2至5倍﹑农田的3至10倍,树木根系深为1米时,林地土壤可蓄水量约100立方米/亩。陵西湖公园内单纯绿地蓄水量约计54000立方米。
实现年径流总量控制率70%≤α≤80%的目标。以陵西湖水域为界,公园共划分A﹑B﹑C三个雨水排水分区,每个分区再划分为若干个汇水区,各分区的径流汇集到坡地﹑广场﹑道路﹑场所的周边的植草沟内,然后排至到其串联的雨水花园等渗透设施,多余径流通过溢水雨水管渠系统排至水系。
以B区为例,共划分42个汇水区(详见表2),统计各分区下垫面的面积,演算各类设施布局与规模(详见表3),通过加权平均法复核各区的控制率,达到年径流总量控制率目标的要求(详见表4)。
先自然,后工程,先海绵,后管道的方式,陵西湖公园消纳自身雨水,保证控制目标下小雨入渗,大雨快排;在满足地形及基址条件下,协助消纳公园红线外建设用地的外排雨水。实现试点省强制性指标:年径流总量控制率70%≤α≤80%。年SS总量去除率可达到40%~60%。
北部新城的规划和建设,首先对接近二分之一的绿化环境——陵西湖公园进行系统规划,把城市生态系统放在首位,以宏观的技术指标控制为基础,尊重场地精神,把保护城市生态环境﹑坚持可持续发展,作为城市建设的宗旨,以改善水环境质量为出发点,一体化规划“天上﹑地表﹑地下”的水系统,通过雨洪管理体系的组织规划,结合淮北区域气候特点,运用园林的观赏性﹑改善环境的生态效应性和生态结构的合理性三个方面的内涵,突出景观总体概念设计的指导作用,融入海绵城市体系建设思路,构建有机的绿地系统体系建设,有效指导新城后续的建设实施。
(作者单位:中铁置业集团上海投资发展有限公司)