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一、研究背景
城镇化的快速发展带动了经济持续增长,促进了社会全面进步,同时也带来了严重的暴雨积涝灾害。从古至今,暴雨积涝灾害一直是人类难以解决的问题。
近几年,中国的暴雨洪涝灾害愈发严重:“20XX年7月12日,哈尔滨多处上演‘水漫金山’”、“2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,导致严重内涝”、“2011年6月18日,到武汉看海”、“2008年深圳6.13特大暴雨”……数量之多,不胜枚举,这些新闻无不说明暴雨洪涝已成为长城内外、大江南北大多城市的通病。暴雨积涝灾害对城市水利、农业、交通、工业等方面造成的直接经济损失不可估量,同时通过人口死亡、疫病爆发等问题给社会带来了巨大的冲击,造成的自然资源减少、环境污染和生态退化程度更是难以估计。
造成城市暴雨积涝灾害的原因主要有气候和城市建设两方面的原因。从气候角度来说,由于全球气候变暖,水循环产生变化,降雨时空分布不均,导致城市出现暴雨积涝灾害;从城市建设角度来说,主要是城市建筑和硬化面积过大,植被覆盖率过低或者遭到破坏,城市的吸水、存水能力差,其次是排水设施的排水能力不足、重建轻管。
目前,城市针对暴雨积涝灾害采取的工程性措施主要有修建蓄水池、增加排水泵站、加大排水管径、在线蓄水等,这些措施需要占用大量的城市地下空间,投资大,维护困难,废弃后无法回收利用,会产生大量固体废弃物,对环境造成二次污染。其他措施如增加绿化面积也会引起城市用地紧张等问题,浪费城市空间资源。
二、国内外相关研究应用现状
LID技术于1990年末发源于美国马里兰州的王子县、西雅图和波特兰,是由马里兰州环境资源署首次提出。之后经过20多年的发展,LID在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等地广泛应用。在美国,LID设施的应用还形成了绿色道路、绿色社区等理论和方法;在澳大利亚,LID的应用称为水敏感城市设计;在英国,LID技术应用于城市排水系统,形成了可持续城市排雨水系统;在加拿大,LID和场地设计相结合,形成最优场地设计、保护性设计等;在新西兰的应用称为低影响城市设计与开发。
随着对国内雨水问题的重视,雨水方面的研究和应用也逐渐多起来,LID在国内已有10年的研究和实践,于2012年形成了“海绵城市”.
2012年4月中国北京大学在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中首次提出“海绵城市”一词。住房和城乡建设部于20XX年2月17日发表的《住房和城乡建设部城市建设司20XX年工作要点》中首次提出海绵城市的概念,20XX年10月,住房和城乡建设部出台了《海绵城市建设技术指南》。
2017年4月2日,国家财政部、住房城乡建设部、水利部宣布了海绵城市建设试点:西咸新区、武汉、重庆、贵安新区、遂宁、南宁、常德、鹤壁、济南、萍乡、厦门、池州、嘉兴、镇江、白城、迁安16个城市。
三、研究目标及意义
鉴于传统城市普遍存在的暴雨积涝灾害和道路排水问题,而国内的海绵城市和LID发展和研究较为薄弱,因此,对于海绵城市理念下的城市道路进行系统化设计研究很有必要。本研究主要通过对国内外已有研究成果的整理与分析,探讨海绵城市与LID、海绵城市道路与LID的关系,采用文献调研的方法系统地对城市道路进行了LID设施的选择及其组合优化设计;针对案例进行实地调查,探讨LID在海绵城市道路中如何应用。
论文的研究目标是建立海绵城市理念下的城市道路系统设计的基本理论框架,研究其具体的设计方案和技术。
论文的研究意义:为海绵城市理念下的城市道路系统设计提供借鉴和参考,对解决城市雨水问题有一定的现实意义。
四、研究内容
论文的研究内容主要有三个方面:
1)研究海绵城市理念下的城市道路系统,分析其与LID的关系及对LID设施的选择。
2)构建海绵城市理念下的城市道路系统规划和设计的完整体系,从路网规划和道路设计两个层面进行具体研究。其中,道路设计重点研究停车场和广场的LID设施组合优化设计,道路与红线外用地衔接中重点研究建筑、小区的优化设计。
3)将研究的设计理论成果应用于商洛城市道路系统,并通过SWMM模型进行模拟评价。
五、提纲
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 城市暴雨积涝灾害频发
1.1.2 传统城市道路排水存在的问题
1.1.3 LID与海绵城市理念的提出
1.2 相关理论的概念
1.2.1 海绵城市概念
1.2.2 LID概念
1.3 国内外相关研究应用现状
1.3.1 国外研究应用现状
1.3.2 国内研究应用现状
1.3.3 国内外研究现状的不足
1.4 研究目标、意义、内容和方法
1.4.1 研究目标及意义
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究方法
1.5 论文创新点和技术路线
1.5.1 论文创新点
1.5.2 技术路线
第2章 海绵城市与LID
2.1 海绵城市与LID概述
2.1.1 海绵城市-LID
2.1.2 海绵城市与相关理论的联系与区别
2.2 海绵城市与LID
2.2.1 海绵城市与LID的关系
2.2.2 LID设施的选择原则
2.3 海绵城市道路系统与LID
2.3.1 海绵城市道路系统
2.3.2 海绵城市道路系统与LID的关系
2.3.3 LID技术设施选择
2.4 本章小结
第3章 海绵城市道路系统规划与设计体系
3.1 海绵城市道路系统规划与设计体系框架
3.2 海绵城市路网规划
3.2.1 影响因素
3.2.2 规划思路
3.2.3 规划原则
3.3 海绵城市道路设计思路
3.3.1 海绵城市道路设计思路
3.3.2 海绵城市道路设计注意事项
3.4 本章小结
第4章 基于LID的海绵城市道路设计
4.1 海绵城市道路与传统城市道路的区别
4.2 海绵城市道路的LID设施组合优化设计
4.2.1 机动车道和公交专用道
4.2.2 非机动车道和人行道
4.2.3 路缘石、雨水。和路肩边沟
4.2.4 道路绿带
4.2.5 停车场
4.2.6 广场
4.2.7 高架桥、立交桥
4.3 海绵城市道路与红线外用地的衔接设计
4.3.1 道路与建筑、小区衔接优化设计
4.3.2 道路与城市绿地衔接设计
4.3.3 道路与城市水系衔接设计
4.4 海绵城市道路横断面布置型式设计
4.4.1 单幅路
4.4.2 两幅路
4.4.3 三幅路
4.4.4 四幅路
4.4.5 特殊形式断面
4.5 本章小结
第5章 商洛市海绵城市道路系统设计应用研究
5.1 商洛市概况分析
5.2 海绵城市路网规划
5.2.1 商洛市现状路网分析及存在问题研究
5.2.2 商洛市排洪防涝、水系和绿地现状及存在问题
5.2.3 商洛市海绵城市路网规划
5.3 海绵城市道路设计
5.3.1 商鞅大道地理位置
5.3.2 商鞅大道现状分析
5.3.3 基于LID的商鞅大道横断面设计
5.3.4 商鞅大道公共停车场设计
5.3.5 丹江立交平面设计
5.3.6 商鞅大道综合设计
5.4 商鞅大道设计效果模拟评价
5.4.1 SWMM模型介绍
5.4.2 获取基本数据
5.4.3 开发前场地模拟
5.4.4 传统城市道路模拟
5.4.5 海绵城市道路模拟
5.4.6 三种情景模拟结果分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足和展望
参考文献
致谢
六、研究方法
论文釆用的研究方法有:文献调研法、实地调查法、SWMM模型法等。
1)文献调研法论文通过对国内外文献的调研、对SEA Street等案例的研究,总结LID设施在城市道路中的应用情况。
2)实地调查法论文通过实地调查收集商洛市的路网、道路、绿地系统、水系、降雨等相关资料,为海绵城市理论的实例研究做铺垫。
3)SWMM模型法论文采用SWMM模型对城市道路设计后的雨水径流控制效果进行了评价。
七、进度安排
20XX年11月01日-11月07日 论文选题、
20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料,填写《任务书》
20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料,撰写开题报告
20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告
20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿,上交指导老师
20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订
20XX年03月21日-04月10日 论文答辩
八、参考文献
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关键词:海绵城市;规划;方法
近年来,我国城市化进程得到了快速发展,不仅表现在城市数量的增加,更显现在城市规模的扩张。受古代城市营建思想的影响,我国位于平原地带的城市大多呈“同心圆式圈层结构”的发展模式。海绵城市是指城市建设在尊重自然、遵循生态优先的原则下,通过绿色与灰色基础设施相结合,使城市能够像海绵一样,在确保城市水安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,进而促进城市雨水资源的利用和生态环境保护。
1 城市规划存在的问题
1.1 定量分析不足
海绵城市建设要求在规划设计前,详细调研和量化分析开发区域,识别风险区域位置和规模,划定蓝线、绿线和开发区域边界,合理确定土地开发强度,保护和修复湿地、洪泛区等水敏感区域。相较于定性分析,基于各种数据统计分析的定量方法,结果虽比较客观,但在实际规划设计中较少使用,因为定量分析需要大量的资料数据,其收集难度较大。
1.2 用地规划与专项规划的脱节
在目前城市规划中,用地规划和道路、绿地等专项规划之间缺少高效快速的反馈机制。进行专项规划设计时,对城市道路、绿地和市政等的布局,缺少对城市用地性质、开发强度的分析评估,常使地块开发强度与周围道路、绿地、市政等基础设施配套之间产生脱节。
1.3 城市竖向规划重视不足
作为城市防止发生内涝的一个重要组成部分,竖向规划与城市排水防涝等专项规划有着密切关系。但在实际工作中,常常对规划范围内的地质地貌等自然现状缺乏深入的调研和量化分析,再加上各种数据收集的困难,城市用地竖向规划常常偏离实际,造成未来城市各项用地在空间布局上的相互冲突,以及用地与道路、排水、工程敷设及局部与整体等矛盾。
2 海绵城市规划方法
海绵城市建设是一个复杂的系统,其建设应从城市规划的源头着手,将海绵城市理念融入到城市各层级规划中,涉及到规划、园林、水利、市政、道路等多部门、多专业之间的相互协调运作。海绵城市理念下的新型城市规划方法,对设计人员的要求已远远超过了传统城市规划专业,主要体现在它需要多规合一,即强调不同专业和部门的协调运作;区域规划,即强调城乡统筹和流域综合治理;新型城市化,即强调以人为本的工作思路;生态文明,即强调绿色理念、科学技术的路径。
2.1 做好前期资料的收集
在总体规划层面,首先,做好规划前期对各种相关资料的收集整理分析,结合现状调研,开展对城市各要素的专题研究。在开展专题研究的基础上,评估城市水资源承载力,依据自然现状条件,确定城市的发展目标和方向,明确城市在区域发展中的主要职能和性质,确定城市规划范围等。依据对城市的定位,明确城市低影响开发设施原则、策略、要求以及城市雨水总体控制目标等。
2.2 严谨分析地块地质与地貌
在控制性详细规划层面,应根据地块的地质地貌、用地性质、竖向条件及给排水管网等划分汇水分区。通过对地块的开发强度评估,确定地块低影响开发策略、原则等,优化用地布局,细分用地性质,为地块配置市政、公共设施等。然后以汇水分区为单元,确定地块的雨水控制目标和具体指标,确定地块的单位面积控制容积率、下沉式绿地率等。根据雨水控制要求确定地块的建设控制指标,如地块的容积率、绿地率、建筑密度以及低影响开发设施的规模和总体布局。
2.3 建立模型分析评估
修建性详细规划层面,分析评估场地的土壤特性、竖向高程、水系、绿化及工程建设情况等,通过模型分析评估场地开发前后地表产汇流情况。对于开发强度高的城市中心区,应改变过去相对单一的工程技术手段,被动地响应城市中心。应依据城市中心区开发强度,评估地块建设活动对周围城市用地所产生的交通、给排水、市政等的影响,实现城市地块的开发建设和交通管制、雨水控制目标的有机结合。
参考文献
同志们:
这次现场会主要任务是,总结2019年全市海绵城市建设工作,安排部署2020年全市海绵城市建设工作任务。刚才,各县(市、区)建设局汇报了海绵城市建设工作进展情况,交流了好做法、好经验,也反映了工作中存在的一些问题,讲得都很实在,很有启发意义。为加快推进全市海绵城市建设工作,确保按期完成省人民政府下达我市海绵城市建设工作任务,下面我讲几点意见。
一、提高认识,增强全市海绵城市建设使命感
近年来,全市建设系统高度重视海绵城市建设工作,按照市委、市政府工作部署,主动作为,多措并举,全市海绵城市建设工作取得了积极进展。
一是从推进工作力度上看,各县市区建设局高度重视海绵城市建设工作,提请县市区人民政府(或管委会)出台了加快推进海绵城市建设工作的实施意见,成立了由人民政府或管委会主要负责人任组长的海绵城市建设工作领导小组,明确了近期海绵城市建设工作目标,为各地推进海绵城市建设提供了组织保障。孝南区、X市、市高新区、市临空区建设局在此方面抓得早、抓得好。
二是从专项规划编制工作看,各地能够按照《住房城乡建设部关于印发海绵城市专项规划编制暂行规定的通知》和《省人民政府办公厅关于推进海绵城市建设的实施意见》的要求,根据城市降雨、土壤、地形地貌等因素和经济社会发展条件,综合考虑水资源、水环境、水生态、水安全等方面的现状问题和建设需求,组织编制了海绵城市专项规划。2016年X月X日,市人民政府批准了《X市中心城区海绵城市专项规划》(2016-2030),为全市海绵城市专项规划提供了示范;2018年3月20日,X市人民政府批准了《X市海绵城市建设专项规划》(2018-2030);X市海绵城市建设专项规划已报请市政府批准;X市已完成海绵城市建设专项规划征求意见,设计单位正在修改完善;X正在着手编制海绵城市专项规划。总体情况来看,全市海绵城市专项规划编制工作均已启动,但离省人民政府要求“2020年10月底前所有县级以上城市完成规划编制工作”的要求还有一定的差距。请没有完成海绵城市专项规划的地方抓紧完成。
三是从技术支撑方面来看,市海绵办编写了《X市海绵城市建设技术导则》、汇编了《海绵城市建设文件汇编》、制作了《海绵城市建设宣传画册》、成立了《X市海绵城市建设专家库》,并开展了形式多样的海绵城市专业技术培训。为全面推进我市海绵城市建设提供了有力的技术支撑。
四是从项目示范建设来看,一方面,X市重点推动以X公园片区为核心X平方公里X海绵新区和市临空经济区X个示范区建设。X公园在2018年XX特大暴雨的严谨考验下,X主城区无内涝灾害发生,充分体现了海绵城市建设的理念。另一方面,按省住建厅要求,筛选了2019年“十大”海绵城市工程项目,面积达X平方公里;确定了2020年海绵城市建设项目,面积达X平方公里;拟定了“十四・五”海绵城市建设项目库,共计X个建设项目,总投资X亿元,确保到2020年城市建成区X%以上的面积达到海绵城市建设的目标要求。在市、县两级政府的共同努力下,X市海绵城市示范建设已经取得了明显成果。
五是从PPP融资模式来看,X市政府高度重视海绵城市PPP融资模式,成立了市政府推广运用政府和社会资本合作(PPP)工作领导小组,由市政府分管负责同志任组长,市财政局、发改委、人民银行、金融办、法制办等相关部门为成员单位。在市海绵办、市财政局的共同努力下,市临空经济区投资规模为X万元的海绵城市建设项目列入X省第一批政府和社会资本合作示范项目。为我市海绵城市PPP融资模式提供了示范。
海绵城市建设是城市实现长远健康发展的必然要求,是市委、市政府交给城建系统的重大任务,既是发展工程,也是民生工程,更是供给侧结构性改革补短板工程。在推进海绵城市建设中,要消除“海绵城市建设成本高”的误区。据初步统计:改造项目增量成本为每平米X元,新建项目增量成本每平米X元,但通过优化设计,有些项目还会节约成本。我们要把思想认识统一到市委、市政府部署上来,充分认识做好海绵城市建设工作的政治意义、现实意义,增强责任感和紧迫感,切实把海绵城市建设工作抓紧抓好。
二、落实责任,确保海绵城市建设工作取得实效
(一)明确工作目标。《省人民政府办公厅关于推进海绵城市建设的实施意见》要求:到2020年,所有城市和县城建成区X%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区X%以上的面积、县城建成区X%以上的面积达到目标要求,城市水系和山林等生态空间得到有效保护。各地要综合考虑水资源、水环境、水生态、水安全等方面的现状问题和建设需求,研究提出需要保护的自然空间格局,明确细化雨水年径流总量控制率等目标,确定海绵城市工作目标。在工作目标的制定上,要把“五水共治”有机融入海绵城市建设总体要求中,改变了“头痛医头、脚痛医脚”的片面做法,通过全流域管控、全方位定标、全过程植入、全域性铺开、全社会参与、全链条跟进,让海绵城市这项庞大繁杂的系统工程,得以快速落地、快速推进。
(二)严格执行规划。在科学编制海绵城市专项规划的基础上,坚持一张蓝图干到底,切实增强规划的权威性,避免规划“纸上画画、墙上挂挂”的尴尬局面。要将低影响开发系统融入到园林、道路、广场、小区、节水、再生水利用等建设之中,将海绵城市建设的理念通过市政基础设施建设体现出来,努力实现中心城区“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解”的目的。
(三)狠抓工程质量。海绵城市建设是百年大计,质量安全不能有丝毫马虎,要切实把加强工程建设质量安全贯穿于工程建设全过程,履行法定的项目建设程序,规范招投标行为,加强建设工程勘察、设计、施工、监理、竣工验收等环节的监督管理,保证工程质量安全。各地要坚持专项检查与日常抽查相结合,及时发现纠正海绵城市建设过程中存在的问题,落实各方主体质量安全责任,切实把海绵城市建成样板工程,放心工程。
(四)总结推广应用。近年来,我市大力推进海绵城市建设,通过各方共同努力,涌现出一大批优质样板海绵城市建设项目,如市中心城区的XX等工程项目。市海绵办要在认真调查摸底的基础上,不断总结,树立一批“经济适用、绿色美观”海绵城市样板项目,形成项目案例,及时总结经验,全面推广应用,为全市海绵城市建设积累宝贵经验。
(五)强化督导考核。市海绵办将按照住建部《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》,对各地海绵城市建设情况进行考核。各在建工程项目要开展自查工作,及时发现问题,采取有效措施,积极整改,确保在建项目严格落实海绵城市建设要求。各县市区建设局要开展海绵城市建设情况检查工作,督促、指导在建工程项目落实海绵城市建设要求。市海绵办要对此项工作进行督导,对主管部门不履行海绵城市建设管控职责者,将按有关要求进行处理;对参建各方责任主体不履行海绵城市建设责任者,将在全市范围内进行通报批评,并纳入诚信记录。
三、完善措施,确保海绵城市建设工作顺利推进
(一)压实工作责任。省政府已建立了全省海绵城市建设督查考核制度,今年X月份到X开展了海绵城市绩效评价与考核工作。各县市区建设局要高度重视海绵城市建设工作,要按照定机构、定目标、定项目、定主体、定责任、定工期、定序位、定机制的管理方式,对海绵城市建设工作全面实行“工作目标化、目标项目化、项目工程化、工程责任化、履责考核序位化”管理。市海绵办要牵头抓好此项工作,督促各地圆满完成海绵城市建设任务,
(二)加强协调配合。建设海绵城市,需要各部门各司其职、密切配合、形成合力。市县两级政府都已成立了海绵城市建设工作领导小组,明确了各相关单位的工作职责,建立了协调联动机制。各级建设行政主管部门要积极主动与其他职能部门配合,切实将海绵城市建设落实到项目立项、土地出让、规划许可、施工图设计、施工许可、工程建设、竣工验收等各个环节,系统推进全市海绵城市建设工作。
(三)多方筹措资金。一是要进一步加大地方财政投入,将海绵城市建设项目列入年度城建计划,在年度预算中优先安排。二是要主动对接国开行、农发行等开发性和政策性金融机构,用好相关优惠信贷政策,争取长期稳定、成本较低的贷款资金。三是要实行市场化运作,各市要抓好项目整理打包,明确项目边界,引入实力雄厚、经验丰富的专业企业,对项目进行统筹规划设计和运营。要探索解决引入社会资本的瓶颈,让企业有利可图,按约定及时支付相关费用,实现政府和市场两方面优势的叠加扩大效应。
[关键词]海绵城市;园林工程;应用研究 文章编号:2095-4085(2017)02-0165-02
水资源分布失衡的状况在我国的表现非常突出,一些区域经常会由于供水失衡出现缺水状况,所以说为了从根本上解决城市内涝问题,就应当加强对水资源的保护。在这种情况下,海绵城市理念的问世迅速缓解了该问题,并且加快了城市可持续发展的进程。城市园林绿地作为城市居民平时互相沟通、娱乐的关键场地,在其建设过程中引入海绵城市建设模式有助于改善园林建设中的欠缺之处,增强园林绿地的整体性能。
1海绵城市理念及其在我国的发展现状研究
所谓“海绵城市”,指的是城市可以像海绵一样,在迎合环境变换以及应对自然灾害等一系列问题上具备良好的“弹性”,并且在降雨的时候吸水、蓄水、渗水、净水等,必要时把自身存储的水分释放并加以利用。在此基础上提出了海绵城市建设理念,即为把自然渠道同人工措施有机结合,同时秉承生态优先的原则,在保证城市排水防洪安全性的基础上,最大限度完成雨水在城区的积存、渗透以及净化工作,进一步推动水资源的合理利用及布局,最终为生态环境稳定性的保持提供保障。
海绵城市建设理念在我国园林工程建设中早已获得了一定应用,并且取得了一定成效。首先,其使得水资源的分布更加广泛,这给地区的发展提供了有力保障。现如今,由于国内社会经济的迅速发展、进步,国内很多地区的水环境污染现象越发严重,再加上众多工厂企业的兴起,给水资源造成了巨大的污染。在引人海绵城市理念进行建设后,则有效缓解了水污染、局部缺水等问题;其次,海绵城市建设方法的引入,使得园林景观绿意盎然、山水交融。近来,国内政府更加注重生态文明的构建,在城市建设环节中突出了对绿色生态的构建。随着城市绿地规模的迅速扩展,为城市居民提供了充足的休闲地点。除此之外,这一建设格局也更好地反映出了海绵城市的景观氛围,进而为地区经济进步提供了重要保障。
2海绵城市理念在园林工程中的应用
2.1居住用地选取逐级单元式网状径流控制对策
一般而言,居住区都是在那些地势相对缓和、海拔不高的地方修建起来的,所以说绿地和住宅布局容易构成组团式,这种布局也会对住宅区的径流起到关键性的作用,令径流的产流点上升,同时十分分散。在居住区的规划设计过程中需要不断增加净水设备、改善水质,并且还应当采取针对性措施令雨水的渗透量得到提升,然后按照基本状况适当增添缓排设施。例如,基于LID的雨水径流控制模式是为满足各级居住绿地形成的组团式而专门设计的,以小单元为区域划分出的网状径流管理系统。降水前期,屋面一些水分会消失,之后部分雨水通过落水管滑落到外部高位花坛或者生物滞留地带,地标径流饱和后一些溢出的降水会经由地面引流槽等专门的引流路线流入滞留池或者多功能的调蓄场所,最终实现多元化的根本目标。各组团的LID设计理念各异,然而,它们一致的功效均对更有效地处理当地汛期降水的缓排工作和雨水的充分利用起到积极作用。
2.2广场用地选取逐级滞留渗透对策
依据广场地形的基本情况,台地式广场的地表径流量相当大,因为广场的人类活动较为频仍,所以径流水质状况相对较差,并且由于上下台地的落差非常大,又无形中提高了径流的冲刷力度。我们在对广场进行规划设计的时候,需要改变传统直排、快排的方式,按照各台地的基本特征,采取层叠式、分散式的雨水管控策略,这样做能够有效地对当地25mm及以下的中小雨径流量做出有效处理,从而强化雨水渗透能力,提升广场周围径流的水分质量。此外,我们还必须充分考虑到广场内部的植被存在一定的遮阴作用,所以在工程建设实施中应当种植各类植被,为阶梯式景观群落的达成提供有力保障。比如说,像停车场及步行广场等地可采用渗水性较强的面层进行铺装,除了能够削弱地面热量反射的影响外,还能够使土地的生态功能更强,为城市排水设施压力的进一步减轻创造良好条件。
2.3公园绿地选取分级调蓄缓排对策
这一措施主要包括以下两方面内容。首先,分级湿塘模式。这一模式主要是指按照基本需求在山顶及山腰等地段构建起湿塘,目的是减缓径流速度。在陡坡处则按照LID技术措施进行改善,坡度低平的地段可以增加多个坡面,同时按照地形地势特点对径流采取分层控制,进而构建起自上而下的水景和雨洪调蓄系统;其次,阶地式生物滞留设施模式。这一模式原理为在满足土地理化性质的前提下,在山腰等地段设计配置阶地式的生物滞留设施,以尽量削弱雨水侵蚀作用。在坡度低平区可以种植普通的绿色植物,不仅能够减轻雨水对土壤的侵蚀,也可以形成独特的自然景观。
【关键词】海绵城市 村镇广场 雨水景观 优化设计
【中图分类号】TU2 【文献标识码】A
以低影响开发模式为建设内涵的“海绵城市建设”已成为近年来我国学术与实践研究的热点话题,我国在借鉴国际雨洪管理技术的基础上,结合自身特点,提出了海绵城市的建设理念。“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市在适应气候变化与环境时具备良好的“弹性”特征,海绵城市建设倡导将自然途径与人工措施相结合的雨涝调蓄能力,传统的雨水就地排放思路开始向雨水自然调蓄方向转变①。近年来,车伍②、王思思③、王建龙④等人在介绍国外雨洪管理模式及方法、国内雨洪应用案例及雨洪与景观设计结合方面有深入探讨。俞孔坚及其北京大学研究团队提出生态海绵城市并实践了用生态基础设施来综合解决城市水问题和绿色城市的构建⑤。台湾水利署基于LID技术在新近的《流域综合治理计划》中提出构建“海绵城市”⑥。2014年11月住房和城乡建设部《海绵城市建设技术指南》,海绵城市的建设需要将城市中大量的不透水区向透水区或部分透水区转变,恢复原有的水文循环过程。村镇广场在村镇聚落中具备社交场所、组织交通、城市名片与美化环境等功能,是村镇公共空间的重要组成部分,然而目前村镇广场的硬质铺装比例大,下垫面结构与排水方式对村镇可持续发展建设有较大影响,因此建设海绵型村镇广场景观的优化设计尤为重要。
“海绵城市”与“低影响开发”的辨析
“低影响开发”概念起源于20世纪80年代末90年代初美国的雨洪管理理念,并于2000年发展成为全美的雨洪管理范本。“海绵城市”是我国借鉴国外先进的雨洪管理与低影响土地开发理念基础上,提出适合我国国情的城市建设与雨洪治理理念。因此,有必要将“低影响开发”与“海绵城市”进行释义辨析。
概念辨析。低影响开发的雨水管理技术是美国马里兰州乔治王子郡的环境资源部的首创,是一种新型土地开发方法,与自然管理雨水方式接近,以恢复与维持一个地区的水文生态功能为目标。海绵城市是我国借鉴国外先进的雨洪管理理念基础上,提出的适合我国国情的一种顺应自然、与自然和谐共生的城市建设与土地开发、管理、保护等方法。第九届中国城镇水务发展大会提出了海绵城市以改变我国传统的城市粗放型建设理念为依托,满足城镇化与资源环境的可持续发展内涵。海绵城市的建设目标是通过保护原有的水生态系统,运用低影响开发技术恢复水文环境,“让城市弹性适应环境变化与自然灾害”。改变就地排放的排水防涝思路,倡导开发前后的水文特征维持不变。
由此可见,“低影响开发”与“海绵城市”在本质上都以改善水生态为出发点的。“低影响开发”在具体的水文技术方法、法定规范与土地开发手段上更加具体、明确,可操作性强。“海绵城市”在吸收“低影响开发”(以下简称LID)理念基础上,紧密结合城镇化建设中的实际问题,从国家战略高度出发,在城市规划顶层设计中层层落实、明确要求,相比LID,内涵更宽、任务更重、更加迫切实施。
适用范围。美国低影响开发(LID)理念适用于大于5000平方英尺的所有联邦项目,主要在中小尺度的街区、广场、居住社区应用较多。近年来,LID理论与方法逐步向全美与欧洲扩展,适用范围逐步扩大到与城市设计、规划相结合,形成了水敏感城市设计(WSUN)、低影响城市设计与方法(LIUDD)、可持续城市排水系统(SUDS)的理论与方法,目前在流域尺度的雨洪模拟管理和保护开发也开始研发与应用。
海绵城市相比LID适用范围更加广阔,从区域水生态环境保护到城市规划区的海绵城市设计及旧区改造均有涉及。借鉴国际上低影响开发建设模式的成功经验,并吸纳了我国相关政策法规的要求和低影响开发雨水系统的工程实践经验,适用于以下三个方面:一是指导海绵城市建设各层级规划编制过程中低影响开发内容的落实;二是指导新建、改建、扩建项目配套建设低影响开发设施的设计、实施与维护管理;三是指导城市规划、排水、道路交通、园林等有关部门指导和监督海绵城市建设有关工作⑦。
海绵城市视角下的村镇广场景观空间环境的问题
课题组在2013~2014年间对河北周边村镇广场进行实地调研,对城镇级综合型广场、乡级主题型广场和村级休闲型广场进行专项研究,从促进或阻碍海绵因子、功能因子、文化因子层面定量统计,分析满意度。调研发现,城镇级、乡级综合型广场景观的整体满意度最高,文化代表性强,能够凸显城镇地域特色。然而,在城镇及乡村的海绵城市建设以及海绵文化的传播还尚未全面展开,还存在以下不足:
广场下垫面结构及排水方式引起的积水与水污染问题。广场是城镇公共空间的重要组成部分,传统的城市管网排水系统在广场下垫面结构中处于主导地位并大量存在,随着城镇化进程的加快,村镇广场建设量也不断增加,使得村镇的不透水下垫面激增、径流量加大、城郊村镇内涝及污染不断加重。常见的解决方法是扩大排水管径,增加泵站数量及排水能力来避免内涝,然而,建设经验表明这并不能从根本上解决洪水及水污染问题。调研发现,由于建设规格及排水系统较为完善,城镇、乡级的主要广场内部较少发生内涝及水污染,然而途径广场内部的污水及雨水更多地汇集到广场周围的道路及低洼地段。村级广场问题较多,由于排水管道陈旧,施工工艺较差,部分村级广场成为雨季内涝高发地段,有些地面铺装工艺差,出现缺口、内陷、剥落等问题,加剧了径流污染及内涝问题。
绿化植被(透水下垫面)面积不足或单一,夏季缺少遮荫场所。目前国内并没有对村镇广场的绿化率划定统一标准,《城市绿化规划建设指标的规定》(1994)中规定城市绿化覆盖率为不少于35%。非园林城市的广场建设也主要以此作为标准进行开发建设。传统的城市广场绿化设计是以满足广场的各类功能需求为目的的,适当运用园林小品和硬质铺装等园林手段,最终形成美观、实用的广场环境。然而作为透水下垫面的广场绿化植被对雨水的滞留有重要作用,将靠近广场硬质区的绿化做下沉式处理可以有效地吸收、过滤与滞留雨水。调研发现,大部分的村镇广场没有考虑这一问题,许多绿化区周围用不透水石材围合起来作为座椅供人使用,导致雨季大量雨水无法排入绿化池内,加大径流量。此外,绿化面积不足也是广场的主要问题。
广场设施功能单一或缺乏维护。村镇广场是公共设施的主要承载空间。公共设施不仅能够为市民创造出愉悦感、快乐感以及对村镇生活的思考,而且能够促进人与人的接触和交流。一方面展现了村镇的文化和历史,一方面也能激发人们参与意识、创造力和想象力。调研发现,村镇广场设施普遍存在一体化设计、功能单一或缺乏维护的问题,设施满意度最低,人们普遍认为不方便,可休息的地方太少。
海绵生态文化的普世性不足,应加大宣传力度。“海绵城市”的生态文化理念在我国行业内部刚刚兴起,社会大众对海绵生态文化认知度不高,对其恢复生态环境、改善城市水资源问题的积极作用并不了解。调研发现,大众对城市内涝与水污染问题的解决途径尚以传统的排水设施不足或缺乏为主,而对新兴的雨水滞留、雨水回用、雨水景观等设计理念不了解。因此在海绵城市建设过程中,应着重加大海绵生态文化的宣传力度,使雨水文化口口相传,提高社会各界的生态文化意识。
海绵型村镇广场景观空间优化设计思路
海绵型村镇广场景观空间优化设计构架。海绵型村镇广场景观优化不应仅限于雨水景观的优化设计,还应同时考虑植被、场地、材料、文化及教育等整体景观环境的优化与提升。根据美国可持续景观评价标准、我国生态景观建设标准等,提出建设可持续的海绵型村镇广场景观空间优化设计构架:第一步,优化设计前评估,对场地内部水文、植被、群落生境、材料与文化进行系统评估,确定场地需要保留与改造的区域,同时增设公众参与设计环节,对场地中功能设施及景观环境进行综合评估。第二步,用地适宜性分析,根据场地自然、人文与现状条件,结合地域特点确定场地适宜建设区、较适宜建设区及不适宜建设区。第三步,优化设计目标,以建设海绵城市、美丽乡村为总体目标定位,侧重生态与人文两方面解决现存问题,以达到可持续的广场景观目标。第四步,优化目标分解,将总体目标分解为五个方面:水生态系统改善,可从雨水景观设计方法解决;植被、土壤及群落生境改善,可从植被生境修复设计解决;场地设计侧重功能优化与完善;材料生态化可应用新能源、可再生及本土化材料来完善;文化及环境教育需重视生态意识及文化保护在场地优化中的要义。第五步,施工及运营维护机制,需要考虑场地优化建设中应加强控制污染及使用可再生能源的问题。
海绵型村镇广场雨水景观设计途径。以维持与恢复水文生态本底为目标定位的海绵型村镇广场景观,在设计构架上应加强雨水设施与景观要素之间的衔接与完善,将海绵生态文化理念融入广场文化理念中,使人们在广场景观环境中更加舒适、愉悦地体验自然魅力与人类智慧的交融。海绵型村镇广场雨水景观设计途径:第一步,用地适宜性分析。第二步,按照我国《海绵城市建设指南》中对我国各地区年径流量控制率的规定,制定海绵型村镇广场雨水景观优化目标。第三步,雨水系统设计。根据现场具体情况,确定水文与气象,测定雨水的体积来管理现场。第四步,典型现存设计选项。根据测定雨水的体积与现状条件选择雨水设施来进行现场设计,从场地源头开始对雨水进行管理,可将雨水渗透/滞留设施、雨水径流传输设施、雨水调蓄设施通过任意组合来达到设计目标。第五步,雨水设施景观化设计。雨水设施景观化是海绵型村镇广场景观优化设计的关键,可通过雨水设施功能多元化、雨水植被设计景园化以及海绵生态文化地域化的设计策略来实现。
海绵型村镇广场景观空间优化设计策略
雨水设施功能多元化。村镇广场中的雨水渗透/滞留设施在满足雨水径流就地渗透/滞留的功能以外,还可结合城市广场的游憩空间、场地边界绿化带、停车场绿化带、情景化铺装来实现丰富的广场景观品质。村镇广场中的雨水径流传输主要通过明渠流与漫地流的方式来实现,设施主要由植草沟、雨水管渠等构成。广场中的雨水传输设施可具备分割空间场地、景观雕塑、游憩设施等多种功能来满足人们的户外活动需求。村镇广场的雨水调蓄设施位于雨水径流汇集的末端,为多功能调蓄设施。当村镇发生强降雨或防洪排涝有较高需求时,可作为雨水径流调蓄池,有效减低雨水径流,减轻村镇防洪压力。雨水调蓄设施平时可作为下沉广场提供多种游憩功能供人适用。
雨水植被设计景园化。在我国,现代村镇广场的植被设计主要以学习西方广场的现代造景手法为主,以几何形式的排列组合来配合场地道路与活动场地,或以群落式的布置方式作为场地集中绿地的体现,此外,每逢国家节日村镇大型花坛蜂拥而至,展出结束,花已凋零。这些与我国传统的天人合一、因借自然的园林植被设计手法有很大差异。与传统广场旱地植被不同的是,雨水植被可有效净化与降低雨水径流中的污染物,削减雨水总径流及峰值流量,具备重要的生态功能与美学价值。目前国内外学者对于雨水植被类型、组合方式、地域特性以及净化效果均有较为深入的研究,然而,在雨水植被的景观环境营造中涉及尚少。笔者认为海绵型村镇广场的植被设计应采用低维护、低成本的本土植被,借鉴我国传统园林的造园手法,使场地中雨水植被与旱地植被巧妙融合,创造优雅怡人的景园效果。
海绵生态文化地域化。海绵生态文化是城市回归自然本真的一种体现,是当前环境治理、城镇开发与改造的精神动力。海绵生态文化是我国海绵城市建设进程中的核心文化理念,在学术界与业界已得到广泛关注,调研发现人们对新兴的海绵城市、雨水景观等设计文化理念知之甚少,对村镇水污染与内涝治理尚停留在依赖城市排水设施的基础上,因此在村镇建设中宣扬海绵生态文化理念,提高大众的生态意识尤为迫切。海绵生态文化的传播应体现地域性的特点,在我国不同地域的村镇广场具备风格各异的水文与地形特征,根据不同地域类型的村镇广场来划分不同的海绵生态文化分区,可以加深大众对海绵生态文化的认知度与理解力,对村镇广场的独特性与多样性有一定的推动意义。
结语
我国的“海绵城市”理论是在吸收借鉴国外雨洪理念基础上逐步发展起来的,2014年《海绵城市建设技术指南》的提出将海绵城市理论与建设实施提高到国家战略规划高度,对我国解决城镇化与资源环境协调发展实现城市永续目标有里程碑式战略意义。本文通过对河北村镇广场进行专题调研,梳理现存问题,提出建设海绵型村镇广场景观设计思路与构架,对村镇广场雨水景观化途径与策略展开详细讨论。目前,我国的雨洪景观理念与实践尚属起步阶段,还存在水文数据不透明、雨洪径流模拟与计算技术滞后、项目落地阻力大等问题,需要不断积累实践经验,提高本土雨洪景观理论与技术能力,加大海绵生态文化传播力度,早日实现我国海绵城市开发建设的良性发展目标。
(作者分别为天津大学仁爱学院建筑系博士研究生、讲师,河北工业大学建筑与艺术设计学院博士研究生、讲师;本文系2014年底河北省社会科学发展研究课题“新型城镇化背景下河北省农村社区生态规划策略研究”阶段性成果,项目编号:2014040707)
【注释】
①⑦住房城乡建设部:《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建(试行)》,2014年10月。
②车伍,张{,赵杨:“我国排水防涝及海绵城市建设中若干问题分析”,《建设科技》,2015年第1期。
③苏义敬,王思思,车伍等:“基于‘海绵城市’理念的下沉式绿地优化设计”,《南方建筑》,2014年第3期,第39~43页。
④王建龙,车伍,易红星:“基于低影响开发的雨水管理模型研究及进展”,《中国给水排水》,2010年第9期,第50~54页。
⑤莫琳,俞孔坚:“构建城市绿色海绵―生态雨洪调蓄系统规划研究”,《城市发展研究》,2012年第5期,第4~8页。