奇文共欣赏,疑义相如析,下面是人美心善的小编征途为大家收集的2篇海绵城市设计,希望大家能够喜欢。
关键词:海绵城市;绿地规划;绿地设计
中图分类号:TU984 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)19-0101-02
近年来,城市的快速发展给社会带来繁荣经济的同时,也给城市带来一系列的环境问题,人们的居住环境遭到过度的开发、土地遭到破坏、绿地的效用越来越不明显。这些现象都使得整个城市禁受自然生态的能力下降,只要出现下雨天,整个城市就像进入了海景景观内,土地的硬化带来了城市的瘫痪。为了转变这种情况,发展和改善城市的生态环境,实现雨水的重复利用和积存,促进城市的生态文明建设,就必须发展合理的绿地规划设计,将城市可持续发展战略落到实处。
1 海绵城市内涵
海绵城市是指城市可以像一块海绵一样,能够将水资源良好的收集和释放。即下雨天时将雨水吸收、渗透、蓄存、净化,以此实现水资源的保存和重复利用,又不会对城市生态环境造成威胁,可以良好地适应自然天气和自然灾害,在需要水资源的时候释放,在不需要的时候蓄存,具有良好的弹性。
这一理念是以整合水资源的整体调度、源头分散供给为重点的,使得整个城市的地下水循环系统实现合理分配,既保证了自然环境的协调,又保障了人工环境的优化。建设海绵城市,就是建立一个合理的水资源调配系统,实现合理的水资源循环,为城市的绿地建设提供水资源的供给,例如道路两旁绿地、公园绿地等,保障其水循环的自然顺畅,地表径流持良性发展,城市绿地环境更加优质。
2 国内海绵城市发展
我国针对城市雨水循环系统的研究最早开始于20世纪末21世纪初,首先将北京、上海、深圳等大型城市作为雨水循环系统技术的试点,2001年颁布的《雨水集蓄利用工程技术规范》,更标志着我国雨水系统控制技术的初步成熟。
深圳市于2004年从美国引进低影响的开发理念,与美国土木工程师协会等方面进行技术交流合作,编制了城市绿地等雨水利用工程的地方技术规范,将此规范应用于城市的城市雨水系统建设中,并取得了新的建设理念,即“渗、滞、蓄、用、排”,这为以后城市绿地规划建设可持续发展提供了理念保证。
3 城市空间中绿地景观设计策略
(1)下沉式绿地。城市的公园绿地能够改善城市的局部气候环境,为城市提供氧气、温湿环境、优良景观,为城市居民日常生活增添一抹优质的绿色环境,利于居民的身体健康。储存、回用、入渗、排水、管路等五个主要部分构成了城市公园绿地中的雨水系统。下沉式绿地这一工程技术设施的应用,能够增强雨水的利用,将雨水进行蓄存和净化。下沉式绿地的优点就在于它的土质疏松、土壤透气性稳定,比一般的植被草地渗透率高15~20个百分点,能够将雨水的蓄存提升到一定高度。城市绿地的植被覆盖率高,这利于雨水渗透到地下补给为地下水,设计的优化应将净化入渗系统引入,将很大程度上提高雨水的利用率。绿地设计上应该加入路面高于绿地高度、雨水口高于绿地高度的规划,其中雨水口连接管道,形成一个雨水优良流动的下沉式绿地系统。假如下雨,雨水就会将抵达绿地,将绿地浇灌,绿地会吸收、渗透、储存一部分,而绿地吸收储存不了的多余的雨水就会流入雨水口内,雨水口连接的管道会将多余的雨水汇入城市河流或其他地方,这样保证了雨水在绿地上的使用和储存,更使得河流和地下水实现补给,减少了城市中雨水过多造成水泄不通的现象,也不会对绿地植被造成破坏。
(2)下沉式道路。城市道路的存在是为了城市的交通、市民行走,是城市空间建设的重要组成部分,但也是雨水最爱汇聚的地方,几乎所有的雨水在道路上汇聚,就逃不过在道路表面的径流,如果道路上的雨水汇聚不为重视的设计,就会造成“海景”景观的现象。在城市道路上的设计也采用下沉的模式,即在道路两边的人行横道铺设透水设施,道路行车中间的中分带和道路两侧的绿化带应该低于道路路面的高度,假如雨水较多的情况下,长时间的雨水浸泡会对路面的路基造成安全威胁,影响交通安全,所以要在靠近路基的一侧用混凝土或其他设施挡住雨水的浸泡,防止雨水渗透的影响,保证路基及交通安全。在绿地的空间设施允许的情况下,可以将绿地中间设置一个给雨水缓冲的空间,利用这个缓冲空间将其与下沉式绿地联为一个整体,将雨水通过缓冲空间流入周边的其他绿地环境,实现雨水的吸收、渗透,也将道路上多余的雨水进行了储存。要在此设计中引起重视的是,在城市道路上的初期地表径流的雨水中,含有大量的污染物,例如城市废弃物、重金属尘埃、路面垃圾材料等,这些污染物一旦渗入雨水,而初级雨水再汇入城市绿地植被中,将会危害绿地植被的生长,更严重地会污染地下水,对地下水造成二次污染,破坏整个水循环的系统。所以,雨水的初级处理在设计中是必不可少的,需要用雨水初级净化设施对雨水中的污染物进行过滤,才能够流入绿地植被。
(3)下沉式广场。城市的广场为城市居民提供日常娱乐、休闲的活动空间,同时也在城市雨水汇聚的场所中占有重要位置,因此广场上的雨水处理也是一大重点。在设计广场时,应将广场周围的绿地高度适当降低,高度低于广场的整体高度,以此将雨水汇聚状况减少,全部汇入周围的绿地中,保证绿地对雨水的吸收和储存。在这一部分中,绿地植被的设计应加入灌木、乔木、花卉等,在为广场的整体景观提分的同时,可以更加充分地改善地表雨水的渗透能力,加强雨水的吸收,营造良好的广场生态环境。广场的透水层应在先进生态技术允许范围内使用低碳环保的材料,加强雨水下渗程度,保证雨水的充分汇集和收集储存。在利用先进透水材料的同时,适当设置有坡度的排水路面,或者用与景观相符的管道将多余的雨水汇入管道排出去,以防止雨水被绿地植被的过度吸收。对于初级雨水可能有污染的状况,在广场上设置两种不同的水质汇聚区域,将初级雨水和其他雨水进行分离,利用初级雨水净化设施对初级雨水进行净化,同时可以保证处理后的雨水和正常雨水都可以进入绿地被吸收储存。广场的范围有些会有限制,于是有些雨水的渗透和流失并不能保证立马见效,此时就需要在绿地范围内种植耐干旱同时耐水湿的植被,这种植被生命力强,对多水多旱状况都能够适应,符合现代城市的气候特点,也能够保证广场范围内整体植被的景观视觉效果。在广场周边范围内设置检测水量装备也是有必要的,装置能够对雨水分配进行调制,减少没有及时通过下沉式绿地装置的雨水对植被的过度浸泡状况发生,将浸泡时间尽量缩短,提高植被的生长环境质量,保证广场景观效果。
(4)下沉式立交桥区。有些城市的立交桥下也有着绿化带,而一般的路面两侧高度都随着立交虻恼体高度而有些纵坡弧度。这种状况一旦下雨,就会造成路面范围内的雨水长时间汇聚没办法及时排出,造成道路交通的不安全。在这一部分绿地设计中,可以将路面高度适当提高,使绿化带的高度降低,下雨时使雨水汇入绿化带,而不是积在路面。绿化带内可以种植一些草木花卉、灌木丛等,或者设置一些山石景观,使得城市立交桥在繁忙的道路交通外可以有一份城市外的惬意。
(5)下沉式居住区。居住区是整座城市建设的中心部分,大量城市居民在此地居住,给居住区的重要性加上重要的一笔。居住区的绿地建设是整个城市绿地环境中的重要组成部分,它的设计关系到大量居民们的日常生活、身心健康,所以设计要求会更加严格。居住区的整体设计应以更加及时的排水为主。在主次道路、人行道、休息娱乐区的地下铺设透水装置,并且要在大范围的绿地面积上使得绿地高度低于这些道路高度,使居住区内的积水较少到最小值。设计中建议在绿地中种植耐干旱耐水湿的树木,保证雨水的及时吸收排出。另外在绿地范围内设置排水口,若雨水量过大,排水口就会起到及时排散多余雨水的作用。可以在居住区内设置一些自然山石、小湖等,便于积水的分散排出的同时增加居住区的景观视觉效果,既实用又美观。
4 结束语
随着众多城市化问题的日益涌现,人们也意识到生态环境保护与自身生存生活之间的紧密联系,向往高品质、高优化、人与自然和谐统一关系的生活,追求对城市雨水资源的合理利用。在这种情况下,使下沉式绿地设施参与到海绵城市绿地设计规划中,就显得尤为重要了。这种生态基础设施能够实现城市绿地的多功能化,明显改善城市小气候环境,提升城市整体绿地布局的合理化,在海绵城市建设中发挥着不可替代的作用。只有充分利用好这一生态基础设施,才能够真正使海绵城市发挥其应有的作用,保护好地下水循环系统,实现水资源的可持续利用,建立生态文明的城市社会。
参考文献:
[1]俞孔坚,李迪华,袁弘,等。“海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015,39(6):26-36.
[2]宋晓猛,张建云,占车生,等。气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展[J].水利学报,2013,44(7):779-790.
[3]姜昀,张升堂。城市化对水文循环的影响及应对措施[J].水科学与工程技术,2010(6):30-32.
关键词:海绵城市;径流系数;种植阳台;原位收集;透水铺装
城市化是我国社会全面发展的重要推动力,然而高强度、高密集的城市土地改变了原有的生态系统,破坏了原有的自然水文循环机制[1],导致城市大雨内涝、水 环境污染加剧、水生态系统退化等一系列水问题日益严重。为解决上述问题,我国提出“海绵城市”理念,住建部于2014年10月《海绵城市建设技术指南》,2015年10月国务院再次印发《关于推荐海绵城市建设的指导意见》,海绵城市顶层设计基本完成。目前,海绵城市试点城市已公布两期,多个省份也陆续出台推进海绵城市建设实施意见[2]。但是由于海绵城市在国内处于起步和探索阶段,关于海绵城市的内涵以及如何因地制宜开展海绵城市建设仍存在较多的争议,需要结合实际建设进一步探讨和研究。给排水系统是海绵城市规划建设中不可缺少的部分,设计作为城市建设的先行者,应根据实际工程项目特点,因地制宜、避免设计教条化。本文以南宁某高层建筑为例,把“海绵城市”的设计理念巧妙、合理地应用到建筑中去,探讨“海绵城市”设计中存在的问题,并提出安全的排水建议。
1项目概况
本项目位于邕江南岸的南宁市五象新区,是邕宁区近期开发建设的重点项目,该建筑为27层办公楼,建筑设计以注重人和自然的和谐统一,将传统的平面绿化布置变为立体绿化布置,中间办公区采用退台形式,在退台的最由植物环绕,整个建筑的立面如“花的瀑布”。在海绵城市总体规划确定的建设目标指导下,根据建筑用地分类和特点进行分类分解,制定项目降雨径流总量控制目标,确保场地设施安全,尊重自然、顺应自然,因地制宜地结合项目景观,做到低成本、高利用、易维护的海绵城市设计成果。本项目海绵城市设施包括雨水调蓄和雨水利用。雨水调蓄主要有室外雨水收集处理一体化模块,室内有敞开的露台雨水收集。雨水再利用有两方面:室外雨水收集处理一体化模块处理后的水作为绿化用水,室内有复合过滤器处理后的水作为阳台绿化用水。该项目海绵城市设计内容包括:室外雨水收集和利用系统;利用退台式种植阳台的涵水纳水功能,对种植阳台雨水进行原位收集,就近利用;采用透水铺装等。
2设计实例分析
2.1室外雨水收集和利用系统
查找南宁市降雨资料,本项目设计是以年径流总量控制率不低于80%为控制目标,设计日降雨量为33.4mm。由于项目地势北高南底,天然存在1.7米的落差,地下室顶板边线距离用地红线仅3米,地下室顶板根据地势有顺势落差,让雨水汇集到项目最低点,在此处设置有效容积为260m3的雨水蓄水模块,该模块集雨水收集、净化、存储、利用于一体,施工方便,应用广泛。
2.2种植阳台雨水原位收集和利用系统
根据该建筑的退台式种植阳台特点,利用种植阳台的涵水、纳水功能,设计时既要保证雨天排水顺畅,又要对种植阳台雨水进行合理收集再利用。由于退台阳台为二层一退,相邻的两个阳台的高差为7.4m,充分利用这一高差,对上二层阳台雨水进行收集,用于本层阳台绿化用水。在每层种植阳台处设置一个环保雨水口,内设环保截污框,并在相邻覆土层内设置雨水复合过滤器,环保截污框可从雨水口口部抽出进行清掏,初期雨水先经过环保雨水口进行雨水预处理,去除雨水中携带大颗粒悬浮物,然后进入相邻的复合过滤器,该复合过滤器可由厂家进行定制,集雨水过滤、收集为一体,过滤器内部分容积充填一定粒径砾石等填料,部分容积用于收集处理后雨水,出水管接至下二层的绿化用水管。种植阳台的雨水设计真正做到原位收集,就近利用,利用重力水头满足绿化用水需要,无机械动力费用。项目所设计的种植阳台雨水收集系统剖面图如图1所示。
2.3采用透水铺装
透水铺装是指采用透水性良好的具有空隙的材料铺设路面,雨水能够进入铺装层面下部结构的内部,通过具有储水能力的基层下渗到土基,使雨水还原于地下并净化水质,与此同时降低地表径流量[3]。本项目采用透水铺装路面用以提高道路水体自净能力,采用透水铺装的形式有以下几种:(1)非机动车停车位、室外停车场采用透水沥青混合料材料;(2)建筑周围车行道主道采用透水性水泥混凝土材料,人行道采用透水性路面砖铺设;(3)建筑周围花园中采用鹅卵石、碎石及嵌草铺装等。通过透水铺装,路面的雨水可渗透到路基或是周围的土壤中加以储存,排水流入城市管网或蓄水系统。透水铺装可以降低综合雨量径流系数,是“构建海绵城市”的有效措施,因此在工程设计中应用广泛。
3设计中存在的问题及争议
3.1径流系数理论计算值与实际有偏差
城市化的重要特征之一,就是原有的自然植被不断被建筑物及非透水性硬化地面所取代,从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性。径流系数是径流量与降雨量的比值,该值应该是小于1。规范中对不同种类汇水面的径流系数规定如下:地下建筑覆土绿地(覆土厚度≥500mm)准值为0.15;地下建筑覆土绿地(覆土厚度<500mm)准值为0.30-0.40、透水铺装地面准值为0.08-0.45。尽管该项目按照现有的设计规范及技术指南选择、计算径流系数,但合规不合理,本项目的特殊性引出下述问题。由于项目地下室已达到用地红线内允许的最大用地面积(地下室连线距离用地红线3.1-6.2米),地下室面积为总用地面积的84%。也就是说红线内有84%的面积变成不可渗透。该项目按照现有的规定计算出的综合径流系数为0.51197,约为48.8%的水量可渗透至地下,即16%的可渗透面积要渗透48.8%的降水量。如果把渗透系数看成:1-准(径流系数),渗透系数值是不可能大于1,该项目的渗透系数接近于3,明显与实际不符。事实上,分析得出规范中的径流系数应该是覆土层内水量未饱和之前径流系数,随着降雨量的增大,地下建筑的覆土层内水分饱和,雨量径流系数将不断增大,最终接近屋面的径流系数。换从极限考虑,红线范围内都是地下室,按照现有技术指南上的径流系数选择、计算,只要保证地下室顶板上方有一定覆土用于绿地或采用透水铺装就能降低综合雨量径流系数,近一半的雨水可以渗透至地下。问题是整个都是非透水的地下室顶板隔断,雨水如何渗透。地下室顶板上方的绿地或透水铺装只不过是一种障眼法,根本问题是地下室顶板的非透水性硬化改变了原有自然土壤植被的可渗透性,根据现有的设计指南计算出的径流系数明显偏小。设计中有条件时适当放大蓄水池的容积,尽量减少洪峰流量,为场区排水留有安全余地。
3.2通过透水铺装降低径流系数条件有限
根据海绵城市透水铺装的定义,透水性铺装要求铺装面层结构具有较好的渗透性能,同时透水铺装下面的基层结构也要有相应的透水性,当基层下的土壤透水能力有限或基层条件不允许下渗时(如不透水顶板等),也可以在基层中埋设排水管将水排出。一般常用的透水铺装结构从上到下依次为:60-80mm厚的透水面、20-30mm厚的透水找平层、100-150mm厚的透水基层、150-200mm厚的透水底基层、土基。透水铺装可以快速渗透表面雨水,进而渗透至土基,多余的雨水由PVC排水管收集,排入周围雨水管渠。规范定义的径流量指降落到地面的雨水,由地面和地下汇流到管渠至收纳水体的流量总称。土基上的排水管和地下室顶板上的排水层的排水量实际为透水铺装间接的径流量而非渗透水量,透水铺装的径流系数应取决于土地透水能力。可见透水铺装径流系数取值要综合考虑其应用场合,地下室顶板上方透水铺装的径流系数不能简单的按照规范进行选择计算,设计人员通过透水铺装降低径流系数条件有限。
4结论
尽管“海绵城市”的设计理念大家早已耳熟能详,但实际工程项目各有特色,如何把这简单的设计理念巧妙合理地应用到建筑中去,形成经济、实用、美观的“海绵城市”设计成果,不断完善给排水基础设施,在提高水资源利用率的同时,实现“小雨不积水”“大雨不内涝”的排水目标,是每个设计人员应该考虑的重点内容。同时国家法律法规应根据海绵城市实施过程中出现的问题逐步完善,做好顶层设计的研究,相关海绵城市的产品也应日趋更新和改进,三者同步进行才能保证海绵城市从理论到实际的合理转变。
参考文献
[1]刘文,陈卫平,彭驰。城市雨洪管理低影响开发技术研究与利用进展[J].应用生态学报,2015,26(6):1901-1912.
[2]宋芳晓,张海荣。我国海绵城市建设管理的问题和策略探析[J].城市发展研究,2016,23(10):99-104.