海绵城市理念下居住区绿地规划探讨

2020-12-22 13:14
现代农村科技 2020年1期
关键词:绿地海绵屋顶

冯 雪

(衡水学院生命科学学院 河北 衡水 053000)

海绵城市理念来源于美国、英国、澳大利亚等发达国家为解决城市内涝问题而提出的低影响开发理念(即基于微观尺度的场地设计策略),理论与技术措施已经相当完善,有很多成功的设计案例,使之很好地与城市景观和绿地基础设施规划相结合,充分发挥了自然资源系统与城镇化的协调发展。以“花园与水之城市”著称的新加坡早在建国之初就致力于水利基础设施的建设,挖掘水资源的潜力,注重人为景观与自然环境的协调统一,建立广泛的排水管网,实现了城市可持续的雨洪管理。90年代起,日本已经将雨水渗沟、渗塘及透水地面纳入城市总体规划中[1]。20世纪初,国内开始对海绵城市理念进行探索,在城市公园、道路、居住区、建筑等区域转变传统的排水防涝思想,利用透水铺装、植草沟、下凹绿地、雨水花园等景观元素实现对雨水的吸纳、缓释作用,并呈现出较好的发展势头。

随着城市化进程的不断加快,农村大量人口涌入城市中,导致居住区的需求增长过快,城市市域范围内用地紧张,城市中的居民生活的舒适度逐渐降低。在这样的城市建设背景下,如何利用海绵城市技术手段提升小区景观空间环境是当前居住区绿地规划亟待解决的问题。

1 海绵城市理念概述

海绵城市是指建立在生态基础设施之上的生态型城市,融合国际最先进的雨洪管理技术,以自然积存、自然渗透、自然净化为特色,运用生态学思想和景观生态设计方法,协调自然与人工景观,实现城市水资源的保护以及区域生态环境的改善,进而促进城市的可持续发展。随着城市居住用地面积不断增加,城市自然地表被居住区域的不透水硬质材料代替,雨水自然下渗、净化和收集面临很大挑战[2]。海绵城市理念如雨后春笋,像海绵一样用吸、蓄、排等措施对雨水进行吸纳与利用,从而形成居住区“弹性”景观,使人工与自然水循环保持协调与平衡。

2 居住区绿地规划设计现状

城市低层传统居住区以不透水性硬质铺装为主,小区绿化面积小,而道路两侧路牙往往高出地面10~20 cm,使得降雨时雨水只能通过地下管渠排出,如遇大雨排水管网堵塞会导致路面积水,甚至内涝发生,严重影响居民的出行安全。

近年来,城镇化的发展使得目前住宅区的建设多以高层住宅为主,居民生活水平的提高使得私家车数量也在日益增多,为满足居住区停车问题,多在小区下层建1~2层地下车库,因此,居住区绿地景观往往建在小区地库顶板之上。由于小区内的绿地未能直接与地下土壤相接,会造成蓄水能力较差。再者,小区内的硬质铺装面积较大,雨水大多会通过排水管道流出,造成水资源的浪费。此外,在道路两侧或绿地内铺设如污水管道、自来水管道、燃气管道等工程管线,遇到暴雨袭击时只靠单一的排水管道通常造成小区大范围的积水,严重时甚至导致地下车库大水漫灌,造成洪涝灾害。

3 基于海绵城市理念的各类居住场地设计要点

海绵城市理论主要是通过“吸、蓄、渗、净”等途径,运用低影响开发技术,充分发挥居住区绿地、道路、停车场对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,利用透水铺装、植被渗沟、下凹绿地和生态树池等景观元素,在充分利用地形、地貌、水体、原有构筑物等现状条件的基础上,实现居住区可持续性的生态设计,增强绿地的雨水利用效能。

3.1 居住区绿地。居住区游园、组团绿地、宅旁绿地等小区集中成片的公共绿地中可引入雨水花园的设计理念,结合场地的实际情况,利用生物滞留池实现雨水的收集、处理和综合利用,不仅满足了雨水的调蓄功能,也丰富了小区整体的绿地景观环境。种植层的厚度通常大于12 cm,保持植物根系能正常生长[3]。另外,要设置雨水溢流管道,当雨水过大来不及下渗时,可以通过溢流管输送到市政排水。

结合小区的场地特性和周围环境,在小游园的广场上可以设置形式各样的生态树池,四周路牙进行开口式设计,用来收集、滞留广场上的雨水,实现雨水的科学渗透保留。

在居住区绿地中引入下凹式绿地的类型,能较好地消减地表径流,增加雨水的利用效率。与平式绿地相比,下凹式绿地对雨水的蓄积可高达80%以上[4]。注意居住区游园绿地或组团绿地内的雨水口高程要低于路面高程,将周围地面的雨水径流尽可能引入绿地中。另外下凹绿地的深度要根据绿地面积或土壤类型等综合考虑。总之,利用植被、土壤的渗透、净化作用,有效过滤初级雨水并截留硬质场地中的污染物,使水质得到有效控制,还可以营造多样化的绿地景观。

游园绿地中可以分散布置若干渗透井装置,通过碎石或砾石空隙将过多的雨水收集在井内,井侧壁和池底均做成透水的,便于向四周绿地内扩散。井盖可以根据绿地景观设置,例如各式各样的铁箅子,既美观又利于雨水渗透。

3.2 居住道路绿地。主要联系居住区内部交通的组团级道路,可以采用透水铺装,有效吸纳路面上的积水,下渗的雨水通过地面蒸发增加小环境的空气湿度。透水铺装路面的设计要满足路基路面强度和稳定性的要求,面层材料采用多孔水泥混凝土路面或多孔沥青混凝土路面,以及现在常见的高分子树脂胶结而成的碎石路面,孔隙度在20%左右即可。居住区组团道路两侧路牙在不同方位可做开口处理,结合宅旁绿地中植草沟或生物滞留池布置,能够快速吸收路面的雨水径流,减少排水管网的压力。生物滞留池的蓄水层深度一般为200~300 mm,取决于植物耐水性能和土壤渗透性能[2]。

3.3 居住区停车场。居住区地上停车场可以铺设植草砖,做成透水地面,能够快速地下渗雨水,还能增加小区绿化面积,美化环境。另外,在地上停车场周围可以设置生物滞留池,配置耐水湿、观赏效果好的园林植物,不仅可以有效滞留汽车尾气等污染物、净化空气,而且也起到了良好的景观效果。

3.4 屋顶绿化。建设绿色屋顶,通过雨水收集、净化、存储和回用等途径,从源头上控制雨水径流的发生。在建筑周围设置蓄水设施收集屋顶、墙面、阳台等地方的雨水,用于居住区植物绿化用水,另外结合下凹式绿地将溢流出的屋顶雨水消纳,补充日常植物的浇灌。

在绿色屋顶设计中,防水材料能有效的保护建筑表层结构,防止老化。同时,多样化的植物种植设计还可以吸收建筑表面的辐射热量,调节居住区的小气候环境,缓解城市热岛效应。

在考虑屋顶荷载的前提下,绿色屋顶绿化可以与居住区绿地景观设计相结合,根据不同绿地类型的功能需求,设计成环境宜人的屋顶花园,增加居民的活动空间。屋顶的坡度也有一定要求,坡度宜大于2,以便于收集雨水到蓄水设施中,但坡度也不宜过大,防止植被土壤的滑落。土壤层尽量选用轻质透水性好的配方土,减少建筑屋顶荷载,并且具有一定的保水保肥能力,能够为屋顶植物生长创造良好的条件。

4 植物选择策略

海绵城市理念所营造的“弹性”景观主要通过多样化的植物配置来实现。生物滞留池中要选择具有一定耐水湿、根系发达,能忍受干旱,并且维护成本低的观赏性植物,如鸢尾、黄菖蒲、狼尾草、花叶芦竹、水葱、莎草、千屈菜等。菖蒲、萍蓬草等净化水体能力强,可用于下凹式绿地中,有效净化雨水径流中的污染物。

绿色屋顶绿化宜选择低矮耐贫瘠的植物,保证植物的良好生长,尽量减少维护管理成本,考虑屋顶抗风性,避免冠幅较大的乔木引起的风力破坏。屋顶绿化植物要配备专人定期进行浇水、施肥、疏枝等养护管理工作,保证长期的植物景观效果[5]。

5 结论与建议

海绵城市理念在居住区规划设计中的应用是城镇化发展的必然结果[6]。海绵技术的引入可以增加居住区绿化面积,为居民营造独特舒适的空间及景观效果。居住区中引入的生物滞留池、生态树池等海绵城市设施需要定期进行维护管理,清除杂草和枯枝落叶等,满足居住区的景观绿化效果。海绵城市理念中绿色屋顶的建设首先要考虑屋顶承重问题,继而考虑屋顶雨水收集系统,而且要考虑其蓄水池出水口因重力势能对地面的冲刷,避免破坏宅旁绿地周围的绿化环境。

另外,应该尽快建立海绵城市理念管理保障实施机制,通过制定各种法律法规、强化管理等措施,使之管理标准更加规范化。海绵城市理念作为一种新型的城市建设模式,国内还处于理论探索阶段,在居住区绿地绿地规划设计时可以根据不同地域特色制定具体化的实施策略,建设低影响开发的雨水控制与利用系统,提高居住区水系吸收、净化雨水的能力。

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