窦 红 艳
(太原市城乡规划设计研究院,山西 太原 030002)
近年来,随着城市的无序扩张,一系列的城市病不断涌现,特别是大中城市由于人口密集,城市空间在合理的范围内已经基本开发殆尽,部分小城镇也出现了无序发展,这一表现在内陆城市表现的尤为明显[1]。近年来海绵城市概念被不断解读,纵观世界发达国家城市大都采取了这一理论,实践证明海绵城市有利于扩大城市的空间容量,改善地面环境品质,是解决城市病的有效手段,因此在城市的规划中,要结合城市的地域环境特征,以海绵城市的规划为基础,在其指导下完成城镇的规划。
绵城市实为一种系统存在物,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,可以有效的防止和减少灾害的发生(如图1所示)[2]。2003年俞孔坚教授提出了“海绵”这一概念,随后天津桥园、上海世博后滩公园进行了相关实践,2011年之后提出的城市雨洪管理概念,2012年提出了海绵城市的概念,在理论和实践领域海绵城市都得到了较为快速的发展。大量的实践表明海绵城市的作用不容小觑,可以通过三种渠道来开发,其中低影响开发,要求保护好以前的水文,基本不做改变,这种开发能够达到对环境影响的最小化,低影响开发涉及到的设施设备,如渗、存等功能,这些设施直接关系到低影响开发,它们是应用主体。在一些发达国家对雨水管理具有较为丰富的经验,例如美国提出了雨水径流最佳管理措施,日本针对自然界的雨水着手实施了渗透规划,德国开始针对雨水再利用设施制定了新标准,澳大利亚提出了水敏感城市概念[3]。近年来,我国在海绵城市研究领域也取得了不俗的成绩,依次试点的城市就达30个,出台了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》,相关学者介绍了37种海绵城市中水生植物品种,系统性的介绍了海绵城市建设落实发展,总结了21种景观雨水设施模式,总体来说,我国的海绵城市发展相对缓慢,还有较长的路要走。
海绵城市的建设具有众多的益处:
1)海绵城市建设强调保护自然生态的理念,因此最重要的意义就是生态保护。1988年,有学者就提出衡量一个城市是否达到生态城市的控制目标,必须用多个指标乃至分指标进行考量。海绵城市涉及到众多的生态城市控制指标[4]。
2)有利于防治内涝,近年来,大量的硬质铺装改变了原有的生态本底,我国的一些城市频繁出现内涝,对交通出行带来了极大的困扰,事实证明传统的城市排水体系难以适应强降雨时形成的径流量洪峰,海绵城市建设通过最大限度的生态保护,延缓雨峰到来的时间,降低汇流,有效的减少了内涝的发生。
3)控制和治理径流污染,自然降雨在降落过程中由于一系列的因素可能造成径流污染,成为影响河道水质的主要污染源之一。其中城市面源是引起水体污染的主要污染源之一,海绵城市建设通过一系列低影响开发手段,可以达到净化水体、控制面源污染,是降低径流污染的重要途径,是一种低碳环保的污染治理手段。
4)缓解水资源短缺的有效措施,我国水资源总量位居世界前列,但是人均水资源量不足世界平均水平的1/4。城市开发建设过度硬化造成降雨形成径流外排,加重了水资源的紧缺程度。应对水资源短缺危机,要节约用水并寻找新的水资源替代。海绵城市可以实现“蓄”的目的,将处理达标的雨水回用于其他用途,实现水资源的“开源节流”。
海绵城市本质是一种雨洪治理系统,LID低影响开发技术是20世纪90年代末提出的城市开发思路,旨在通过分散的,小规模的源头减少城市暴雨带来的影响,使开发地区尽量接近于自然的水文循环。LID处理技术是以滞留为主,是一种重要的雨水收集利用的生态技术,目的使雨水外排量尽量减少,在短距离和小范围内得到消纳或集蓄利用。主要的技术包括绿色屋顶,可作为雨水贮存的预处理措施。二是雨水花园,主要是利用土壤与植物的过滤来净化雨水,降低雨水径流量。三是下凹式绿地指地势低洼的绿地,利用开放空间承接和贮存雨水,减少排水,涵养水分,一般雨水口低于路面高程而高于绿地高程,主要是“面”能够承接更多的雨水,有利于减少了河湖的水质污染及淤积量,使城市的自然生态循环重新“复活”。四是雨水渗透设施,是一种综合考虑雨水径流污染控制,这种设施能明显涵养地下水,是一种有效的雨水控制技术,渗透设施可以是一种或者多种的组合。五是贮留利用技术,主要是通过屋面蓄水池,收集并储存雨水,具有很高的经济效益[5]。LID要以现有的自然生态系统作为土地开发规划的综合框架,专注于控制雨水径流,从源头进行雨水控制管理,促进渗透和提供水保护效益的设施,同时还要注意教育与维护,达成合法的协议来保障长期实施与维护。
第一步是确定项目研究范围与目标;第二步是资料收集与整理,这个阶段主要收集水文、气象、自然地理、排水系统和相关规划材料;第三步是进行系统分析,主要是对LID适建区域分析和措施比选;第四步是LID规划设计方案,包括确定LID措施类型和构建LID布局关系以及确定LID设施尺寸;最后通过评估指标确定和模型模拟分析进行规划方案评估,检验其是否达到预期效果,进而确定LID规划方案。LID设计是一项复杂的系统工程,在进行LID设计时要紧紧结合所开发区域的地理特征,科学合理的LID规划设计。
LID技术实施的过程中由于会受到各种主客观因素的影响,因此会遇到很多困难,所以在实施之前就要对区域的生物资源、环境特点进行深入的分析,促进规划科学高效的建成,对于LID措施比选,主要从LID控制机理分类、降雨径流控制成效以及成本投入考虑。LID措施种类繁多,在实践中进行降雨操作的效率和成本不同,具体操作时对LID每一个阶段进行权重的分配并赋予一定的分值,得出了LID适建性区域评价体系。
目前在海绵城市理念下城市建设中普遍存在以下问题:一是忽略地形地貌机制中的特征性因子,开发社区场地的过程中,出现了建筑物设施等的布局不合理、植被遭到严重破坏,加剧水土流失问题,重型机械使用不合理。二是忽略建设布局和气象水文机制中的特征性因子。尽管海绵城市在一定程度上降低了城市内涝风险,难以为城市防洪排涝提供技术支撑,在以后的建设思路中还需进一步研究与已有管渠系统的衔接配合,据地域环境特点因地制宜建设,在更多案例中进一步论证与完善。