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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;园林景观
Practice of Sponge City Construction Idea in Landscape Architecture
Zhou Li-jun
(East China Architectural Design and Research Institute LimitedShanghai200041)
【Abstract】With the improvement of people's living standards and aesthetic taste, as well as green, the concept of ecological development increasingly popular people, more and more people began to pay attention to the living environment, the pursuit of harmony between man and nature. This also made a better request for urban landscape design. Sponge city in the urban landscape design due to a number of factors led to the development of design behind the development of the city, the need for its reform. "Sponge city" is a low-impact development of the rainwater system, integrated a new generation of urban rainwater management concept, its protection in the region under the premise of natural water ecological balance, can break the urbanization and resource and environmental problems, Natural harmony symbiosis. In the process of urban landscape design and construction, the integration and application of sponge theory will enhance the function and function of landscape, so that it can achieve the goal of rainwater resources recycling and ecological environment protection while beautifying the city.
【Key words】Sponge city;Landscape
随着城市的发展及新型城镇化的不断推进,自然生态平衡日渐被破坏,城市存水、净水能力持续降低,导致地表径流量增加、地下水污染及水位降低、洪涝灾害频发、河流水系生态恶化等问题。例如,近年来很多城市在汛期,都出现了“逢雨必涝”、“城内看海”的痼疾,极大地影响了城市的可持续发展。近几年,在不断探索和研究的过程中,相关人士提出了海绵城市(sponge city)的概念,并在城市园林景观设计中积极融入海绵城市概念,取得了良好的经济效益与生态效益。
1. 海绵城市的概念
澳大利亚研究者最早提出“海d城市”理论,如今,国外已经建成了比较完善的“海绵城市”系统(如图1),实现了绿色水循环和良好的雨洪管理。我国在2013年提出建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市,采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,将70%的降雨就地消纳和利用,从而最大程度地保护自然水文循环,增强城市应对环境变化与自然灾害的能力,实现内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等目标。
2. 海绵城市的建设规划
2.1原则。
(1)安全原则。
海绵城市应该与城市防洪排涝的标准相互结合,构建一个安全的城市雨水控制系统,以提高城市雨洪管理能力,确保城市供水、用水安全和水生态平衡。
(2)生态原则。
在规划和建设海绵城市时,要充分考虑保护城市生态安全,比如公园、绿地、湖泊、河流、沟渠等海绵体,要优先使用自然系统进行“渗、滞、蓄、净、用、排”,从而有效保护和修复生态环境。
(3)因地制宜原则。
要根据不同地区的地质、水文条件,分析影响水资源开发与控制的因素,并因地制宜的去选用影响因子比较低的开发设施或系统。
(4)统筹建设原则。
海绵城市的建造需要多个部门、多个专业协调去运作,并做到分工负责,遵照同设计、同施工、同投产使用的原则,确定影响因子低的因素,统筹规划。
2.2海绵城市的规划目标。
(1)提高雨水利用。海绵城市通过集蓄和渗透,可以实现雨水资源的合理利用,降低地表径流系数。另外,通过池塘、自然水体、湿地等海绵体,吸收、渗透、储蓄、净化雨水;在非降雨期间,可以将这些雨水“释放”出来进行循环使用,从而达到雨水资源的循环利用和生态环境保护的目的(如图2)。
(2)改善城市景观。将海绵城市的理念运用到城市园林的设计中,既能提升城市园林景观的观赏性、实用性,也能保护自然资源,改善水环境和水文地质条件,促进城市可持续发展。
3. 海绵城市理论下的城市园林设计
3.1加强城市园林设计规划。
每个城市都有自己独特的地域和环境条件,气候、水文及植被覆盖等也存在很大差异,在对城市园林景观进行规划时,应结合城市建设布局、自然生态条件、地域文化等,因地制宜地进行规划。“海绵城市”注重保护和修复自然生态环境,强调低影响开发,是一种高效、和谐的人类栖境,能使各类物质、能量、信息得到充分而高效的应用,促进自然生态环境良性循环,因此,应将海绵城市理论融入到园林设计规划中,充分发挥园林景观在保护自然、提高绿化覆盖率、美化城市环境、改善水生态环境的作用。
图 2“海绵城市”水循环示意图
3.2科学设计雨水集蓄系统。
(1)增设道路渗滤沟。如今,城市建筑和混凝土道路数量越来越多,土地硬化和水资源破坏问题比较突出,这不仅严重破坏了自然生态的平衡,也极大地降低了城市存水、净水能力,导致地表径流量增加、水生态环境恶化等问题。另外,传统的城市采用快排模式、泄洪能力设计偏低等,在强降雨来临时,往往因泄洪不及时,而引发城市内涝。在修建城市道路的时候,可借鉴海绵城市理论,在道路两侧增设渗滤沟。这样,在降雨的时候,就可以将雨水收集起来进行循环处理与利用。
(2)应用渗透性铺装。渗透性铺装可以促进地面渗水、排水功能得到充分发挥。与水泥混凝土路面相比较,渗透性铺装既能节约物料,降低成本,也符合园林生态化设计理念,有效保护和修复生态环境。在进行铺装设计时,为增加稳定性和透水性,应在地面上铺设砂砾垫层,在此基础上,主路可铺设砖层,两侧及辅道可铺设石子路,从而更好地实现雨水的“渗、滞、蓄”雨洪管理目标。
(3)构建园林生态水渠和雨水缓坡。在园林景观内,可依据园林景观的自然条件,建设生态水渠,以实现观赏和雨水蓄集的目的。生态水渠可分为明渠和暗渠,明渠采用砂砾、石子和透水土工布进行铺设,暗渠时在园林景观建设时便预留排水沟,实现雨水渗透吸储。
3.3科学设计雨水储蓄体系。
(1)集雨型绿地。集雨型绿地的植物配置,一般选择耐湿涝植物,这类植物具有良好的储水功能,当多余的雨水导入集雨型绿地后,能够得到良好的蓄积。同时,集雨型绿地也可称为园林景观的一部分。在雨季持续时间较长的南方,可大量建设此类集雨型绿地和小型湿地。
(2)人工湖。人工湖在城市园林景观中,是必不可少的部分。人工湖既是园林景观的一部分,能提升园林景观的灵动和意趣,也是雨水储蓄的“海绵体”。在平常的时候,应严格控制人工湖的水位,确保在下雨时,可以充分发挥出雨水储蓄的功能。另外,还要配置具有自洁能力的水生植物,以保持湖水清洁,降低维护成本。
(3)地下储水池。规划设计园林景观时,可在地下设置多个专门的储水池,并与生态水渠、道路渗滤沟、雨水缓坡等相连接,这样,各个“海绵体”收集的雨水,都可以流到地下储水池中,并进行处理,以供二次利用。
3.4建立合理的雨水净化系统。
(1)采取土壤渗透净化。例如,利用草坪、土壤等进行雨水渗滤净化,然后,再通过次级净化池或渗滤池中收集。
(2)生物处理净化。利用生物自身具有的净化功能,对雨水中的污染物进行分解,以达到雨水净化的目的。在园林景观设计中,一般是借助植物进行雨水净化,例如,利用植物的富集作用,吸收雨水中的各种元素及杂质;利用植物的代谢作用,对雨水中的有害物质进行吸收分解。此外,还可采用微生物净化方法来实现雨水循环利用。
4. 海绵城市理念应用到园林设计中的对策
(1)转变工作人员的设计理念。
受到传统园林设计观念的影响,设计人员在设计排水系统时,主要采用的是水泵、管渠等等,对于园林道路面e的设计过大。尤其是有些设计人员遵循末端集中排水的原则,导致了许多园林出现了大雨必涝的现象。海绵城市的原理主要是利用自然排水,优先选用一些低影响设施区排水,比如下沉式绿地等,注重源头分散控制,而不是末端集中法。因此,为了满足现代化园林设计的要求,必须转变设计人员的设计观念。
(2)合理选择“海绵体”。
海绵园林的作用主要有三个,包括保护园林原有的生态系统、恢复原来被破坏的生态系统、低影响开发。但是,在建设海绵园林的过程中会产生很多的问题,由于我国地大物博、幅员辽阔、每个地区的环境和气候各有不同,存在着很大的差异,每个城市的降水量也不同。所以为了充分的展现出海绵体的作用,工作人员应该根据城市的实际情况、年平均降水量,来去选择合适的“海绵体”,对“海绵体”进行严格的质量检查,施工单位根据工作人员的调查情况,在去进行合理的采购,这样可以从根本上保证“海绵体”的质量。
(3)进行低影响园林景观开发。
首先要做到基础设施和市政设施稳定的融合,降雨之后,要采取源头分散的控制方法,将排水量和径流系数作为控制参数,合理的利用各种技术,比如设置透水铺装、蓄水池、碎石沟、渗透渠等海绵设施。在削减径流的过程中,要做到有效缓解管网承受的雨水压力,建立分布合理的排水网络,促进基础设施和市政设施的完美融合。其次就是根据园林气候和水土特征,合理选择具有雨水集蓄作用的植物,并进行科学配置,增强园林景观的立体感、美观度,确保水循环良性运行和水资源利用最大化。
5. 结语
现今人们对于居住景观的设计要求越来越高,在进行城市园林设计中,必须要结合海绵城市的概念,做到合理设计景观、合理选择“海绵体”、转变工作人员的设计观念,这样才能够合理建造海绵园林,多角度去满足人们的需求。
参考文献
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关键词: 海绵城市 低影响开发技术 水文功能 景观设计
一、“海绵城市”调研背景及意义
现当代我国城市生态环境出现诸多问题,其中有一个问题是最离不开人们日常生活的,那就是水污染问题。据调研分析,42%的城市饮用水源地受到严重污染;63%的城市受到不同程度的污染。全国约有1.7亿人饮用受有机物污染的水。水体受到污染和城市植被覆盖率具有一定关系,我国城市建成区绿化覆盖率、绿地率分别为39.59%,35.72%。在城市建成区绿化率方面的国际标准是50%以上才合适。这说明随着城市工业污染的不断加重,过慢的绿地增长速度不利于城市生态环境的发展。当今城市环境非常缺少洁净的水资源、缺少绿化景观,所以建立一种新型的生态景观城市必须具备雨水的海绵技术、拥有自己的水的净化系统和良好的土壤净化技术。“海绵城市”是符合这种新型的生态景观城市建设要求的。那么如何理解“海绵城市”呢?
目前国内有“海绵城市”应用的实例,例如其在六盘水市河道的应用。没应用前的河道污染严重、破坏了湿地的水文功能。通过将河道改造成一个生态廊桥,将其支流改造成活的生命体,然后将两者节点形成一系列的海绵体以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,这样湖里的富营养和污染就不会出现,水就会变得清澈见底,经过三年改造,现在整个河道焕然一新,强大的水文功能使两岸植被丰富,生态环境优美。由此可见,对海绵城市湿地水文功能的研究和湿地水资源的合理保护和分配是十分重要的;对海绵城市湿地不同种类的植物特性和应用的研究也是十分重要的,研究“海绵城市”中的水文功能与景观设计的关系和融合更是重中之重。
二、“海绵城市”水文情况与景观设计建设现状调查
“海绵城市”是指城市像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要内容,是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现,也是城市建设的重大任务。
1.分析“海绵城市”建设成功的例子
美国汉诺威康斯伯格生态社区,由于当地地下水位较高,kronsberg城区是汉诺威重要的地下水储存地,这也是汉诺威政府一直迟迟没有在kronsberg城区进行建设的原因之一。该项目提出了“近自然的水管理”概念和方法,目标是通过一些接近自然的排水方式尽可能地将雨水就地滞留并下渗,最大限度地减少流失量,让城区的雨水流失量和地下水保持在未开发前的状态。整个雨水规划中的几个大型雨水滞留区都很好地结合地形设计,由于地势东高西低,在场地的西边缘最低洼处,规划了一个可作为公园绿地使用的大型滞水区域,下暴雨时可滞留大量雨水从而起到防洪作用,平时是可进入的休闲绿地。雨水顺应东高西低的地势沿地表可形成溪流景观。
2.嘉兴“海绵城市”建设情况
经过调研,作为江南水乡城市,海宁水系发达,河流密布,但水资源相对有限。统计显示,嘉兴多年平均水资源总量仅20.76亿立方米,居全省倒数第二。2013年嘉兴人均水资源量仅为476.1立方米,低于人均500立方米的国际严重缺水标准,利用再生水和雨水资源是嘉兴寻找非传统水的重要出路。不仅如此,从上世纪90年代到本世纪初,由于多种原因,嘉兴水质情况总体颇让人担忧。
早在2011年,国家水专项办公室把嘉兴列为示范城市,并设立了“河网城市雨水径流污染控制与生态利用关键技术研究与工程示范”研究课题,主要内容是研究如何利用低影响开发技术服务于嘉兴建设海绵城市。
6月调研时正好是梅雨时节,这让嘉兴部分城市道路积水严重。但是在嘉兴勺园停车场,宽阔的停车场的地面却无积水,雨水快速渗透地面,被“吸收”了。秘密就在脚下那片看似平常、但有别于传统混凝土的路面:停车场的路面铺设了专用透水混凝土,底下安装了1公里多长的网状盲管。下渗雨水被土壤吸收后,再经管网流进调蓄池进一步调蓄渗透后,达标排入河道。由此就有效收集了雨水,既降低了路面积水的程度,利于人们雨天出行,又将雨水进行了二次利用,缓解了城市用水的压力。
除了对勺园生态停车场的实地调研外,我们还对蒋水港绿道、长绿道等在建的低影响开发示范工程进行实地调研。这两个地区经过改造后现在整个河道焕然一新,植被的多样性丰富了许多。我们不难发现河岸的植物高度由河及岸呈现出由低向高的排列,这利用梯田高度和植物高低的落差逐级下渗,使河水经过层层过滤,得到净化;更重要的是这种梯田式的景观设计有防洪作用还可净化湿地之间的高差,使人放松身心。近看河水,我们发现河水变得比原来清澈了许多,通过分析我们发现这得益于两岸的植被种植。植被将河道改造成一个生态廊桥,将其改造成活的生命体,然后两岸的植被形成一系列海绵体以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,这样河里的富营养和污染就不会出现,水就会变得清澈见底。
那么是哪些植物有截留雨水和地面的污水的功能呢?通过分析和查阅资料,我们发现有几种植物可调节河川径流、提供水源、改善水质等作用,其独特的水文功能对维持流域生态系统的健康和改善区域生态环境具有十分重要的意义。在这里举两种植物的例子:
花畦:池底覆以土壤并种植吸附污染物的湿生植物,具有调节与改善水质的功能。
植草沟:用植被覆盖的集水、排水渠,主要用于疏散暴雨径流和移除污染物,改善水质,保留植被维护景观品质,提供生物栖息的空间,且植草沟设置及维持保养的费用低于传统的地下管线。
通过这些拥有独特水文功能的植物不但可截留雨水和地面的污水,净化河道的水源,还可维持水生生态系统的稳定性,开放的水域还达到供亲水及视觉美化的效果。强大的水文功能会使这两个低影响开发建设示范工程实验地的水质越来越好,生态环境越来越优美,达到人与自然和谐相处的目的。
三、结语
“海绵城市”的生态系统中不同高低、不同作用的植物组合是拥有水文功能的基础,结合地形与当地环境通过美学角度将植物的高低落差和不同的作用进行科学的组合与设计是水文功能发挥作用的必要条件。根据这个出发点,景观设计所从事的内容就包括在一个限定的地域环境下,用科学的方法通过美学角度将不同功能、不同作用、不同高度和颜色的植物有序搭配并种植起来,既能给所在地区净化空气、涵养水土,又能起到稳定生态环境,美化生态环境的目的。这说明在“海绵城市”的建设中,景观设计与水文功能是相互交融、息息相关的。这两者的美好结合体现了“可持续发展”理念,既具有功能性,又具有自然生态美观性;不仅能维持良好的生态环境为人类的生存提供更舒适的生存空间,而且对于当今城市建设具有积极意义。
“海绵城市”这种全新的城市建设理念遵循了自然法则,最大限度地提高了在经济建设和新型城镇化建设中的生态效益,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在“海绵城市”实施建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑该系统的复杂性和长期性。
参考文献:
[1]车伍,张伟,王建龙,等.低影响开发与绿色雨水基础设施:解决城市严重雨洪问题措施[J].建设科技,2010(11).
[2]李秀娴.浅谈海绵城市的建设[J].江西建材.2015(9).
[3]陈家刚.生态文明与社会公平[J].新华文摘,2008(2).
关键词:绿色建筑 给排水 节能技术
我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源是世界平均水平的1/4,特别是水资源在我国“南多北少、东多西少”的分布状况让我国北部以及西北部的城市缺水问题更加凸出[1]。在当前能源缺乏、生态环境日益恶化的严峻态势下,经过不断的实践探索,绿色建筑节能减排、绿色高效的理念逐渐深入人心,成为了建筑行业可持续发展的着力点。建筑给排水节能作为节能工作的重要一环,对于实现绿色建筑起到了至关重要的作用。因此,我们应该积极探索节能新技术,为绿色建筑的实现以及提高我国建筑行业整体竞争力提供抢而持久的助力。
一、“第二水源”的开发与利用
(一)中水回用
中水是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水的水质要求低于饮用水,目前主要被用于建筑施工、道路清洁以及景观用水等。经过调查研究发现,城市供水的80%转化为污水,经过收集处理之后,其中70%以上的中水可以再次循环使用。中水的回收利用具有极其重大的现实意义,这意味着可以在现有供水量不变的条件下,让可用水量至少增加50%。目前中水的回收利用主要是侧重于建筑污水的回收利用。这对现下严峻形势下,提高水资源利用率,实现水资源的可持续利用,缓解我国水资源短缺的现状以及生态环境的保护,提供了现实可行的途径。在我国北部以及西北部的缺水地区,普及中水回用技术,实现污水资源化,这对于绿色建筑的实现以及保障城市可持续发展具有深远的战略意义。
(二)雨水利用
雨水利用是这通过建筑物或者地面滞留水流,经过收集处理之后,用于景观绿化、建筑用水、灌溉用水、消防用水以及厕所冲洗等。2015年10月,国务院办公厅印发了《关于推进海绵城市建设的指导意见》,部署推进海绵城市建设工作。城市“海绵体”既包括河、湖等水系也包括可渗透路面、花园以及绿地等城市配套设施。根据《海绵城市建设技术指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路以及绿地和广场等建设作为载体。对于建筑和小区,可以让屋顶绿起来,在滞留雨水的同时起到节能减排、缓解城市热岛的目的。同时,可以在下雨时吸水、蓄水、渗水和净水,在利用是将蓄存的水“释放”出来并加以利用。这不仅可以在暴雨时减小城市排水管道的压力,更可以滞留雨水,缓解城市缺水现状。
二、热水供应系统的节能
(一)空气源热泵的应用
空气源热泵是通过从周围环境中吸收热量,并把热量传递给被加热物体的一种热量提升设备[2]。通常来说,空气源热泵是以制冷剂作为媒介,利用制冷剂气化温度低的特点,通过与周围空气的热交换吸收外界的热量。在制冷剂汽化后,使用压缩机压缩制热,使之变成高温高压的气体,在更过热交换器与水交换后,通过膨胀阀释放压力,从而回归到低温低压的液化状态。通过这个原理,空气源热泵装置可以源源不断地吸收外界空气的热量,逐渐将水温提高。空气源热泵的应用可以减小人们对电能、天然气的利用,一定程度上缓解了人们对煤炭、天然气等资源的消耗,同时降低了环境污染。
(二)太阳能的利用
太阳能是一种清洁、经济的新能源,并且由于太阳能储量巨大,开发前景良好,目前逐渐被人们广泛运用于热水供应系统。太阳能热水供应系统具有集热效率高、保温性能好、操作方便以及节能安全的特点,目前在全国范围内尤其是用电不方便的偏远山区得到了普遍使用。由于我国人口基数大,“聚沙成塔”,“集腋成裘”,太阳能在热水供应系统和供电系统的应用,很大程度上降低了我国电网的负荷,减小了我国电网的压力。同时,随着太阳能热水器在全国范围内的推广,人们使用电、煤炭和天然气加热生活用水的情况逐渐减少。总而言之,太阳能的使用,将对资源短缺的现状起到很大程度的改善作用。
三、新型节水设备的推广
(一)推广使用优质管材和阀门
传统的镀锌钢管如果发生镀层破损,里面的铁就会和空气发生化学反应,导致管道锈蚀,并滋生各种微生物,污染管道中的自来水。这既导致了水源浪费,还因为自来水中携带的细菌危害了我们的健康。近年来,一些发达国家禁止镀锌钢管作为饮用水输送管,并全面倡导使用PE管、PVC-U管等一些绿色的新型管材[3]。既避免了管道漏水造成的水源浪费,还避免了管道锈蚀的污染问题。
阀门作为建筑给排水中最常用的配件之一,其材料和质量直接影响了用水的质量和节水的成效。一般而言,截止阀止水效果最好,其次是闸阀,最后是蝶阀。在建筑给排水中,我们应该优化设计,同等情况下,选择节水效果较好的阀门。
(二)推广使用节水型卫生器具和配水器具
鉴于水资源匮乏的现状,一些节水型卫生器具和配水器具也应运而生。经过调查研究发现,节水型淋浴喷头较传统的淋浴喷头,可节约水源达一半以上。由此可见,在我们的日常生活中,节水型卫生器具和配水器具能起到很大程度的节水作用。节水器具和配水器具节水是建筑节水的重要组成部分。这就要求我们在选购日常卫生器具和配水器具时,在经济合理、满足日常需要的条件下关注其节水性能。
结语
地球是我们赖以生存的家园,针对目前由于粗放的经济发展模式导致的矿产资源开采过度、水资源匮乏、全球生态环境逐渐恶化以及温室效应日益加剧的严峻形势,打造绿色建筑、实行节能减排的时代趋势势在必行。我们应该积极开发、利用“第二水源”,减少水源的浪费,提高水资源利用率,建设水循环型的绿色建筑;我们应该积极开发太阳能等新型能源,缓解我国资源短缺的现状;我们应该在供水量不变的情况下,采用节水设备实现对水源的最大利用。
⒖嘉南
[1]陈健.我国绿色建筑给排水节能新技术的应用[J].山西建筑,2008,26:182-183.
关键词:海绵技术;屋顶绿化;植物配置
我国地域辽阔,不同地区的年降雨量、温湿度等气候条件差异极大,屋面绿化形式和采用的植物材料因此可能差别很大,需要根据实际情况进行调查、试验,作出适当选择。以北京为例,北京冬季温度低、风沙大,气候条件都不利于一些绿化植物的生长和存活;另外北京降水分布不均,可用水资源较少,无法提供大量灌溉用水。因此,形成节水型屋顶绿化模式是推进北京地区屋顶绿化的重要手段,而节水型屋顶绿化模式中,选择适合北京地区特殊条件的抗逆、耐粗放管护的植物配置,研究合适的管护技术是关键因素。
1屋顶立地生长条件及其对植物生长的影响
屋顶绿化因与地面绿化的环境条件存在较大差异,因此在植物的选择方面受到种种因素的限制。因此,屋顶绿化与地面绿化植物的选择也不一致,对养护的要求也就不同。
1.1顶环境对植物生长的有利影响
屋顶地处位置较高,被其他建筑物遮挡的部分比较小,因此接受日照的时间较长并且日辐射量较多,能够为植物的光合作用创造良好的环境。夏季,屋顶上的温度白天比地面温度高3~5℃,晚上则低2~3℃,这种较大的昼夜温差有利于植物内的有机物积累。
1.2屋顶环境对植物生长的不利影响
屋顶绿化由于荷载原因,种植用土要质轻且薄,而且屋顶的风力比地面要大得多,植物相对来说更容易失水;种植基质层较薄,再加上植物的根系浅,相对于地面植物来说易倒伏,对植物种类的选择造成很大限制,体大且量重的乔木及深根性植物须慎重应用。种植基质层薄也使其易受环境变化的影响,水分容量少导致易干燥、蒸发快,并且植物因与地面土壤隔离,不能够吸收水分,需要选用耐旱节水的植物种类,否则就必须有专门的屋顶绿化灌溉设施进行全方位的均衡灌溉,才能保证植物良好生长。
2屋顶绿化植物种植结构层的选择
屋顶绿化是指在各类建筑物的顶端或露台处进行人工造园,在园内种植花草树木等,由于建筑物高低不齐,为了给人整体美感和层次感需要进行层次化设计,不仅能极大地提升城市绿化面积,还可以为植物提供一个合理的环境。
(1)除有些植物需要大量的水,而有些植物不需要太多水,因此需要进行防水设计,另外对于植物基质的选用需要给予高度重视。一般隋况下,基质是由种植土、肥料、草灰等各类物质按照某种比例混合而成,其中肥料可包含动物粪便或人工合成化肥,可为植物提供必要的腐植酸。基质中还需要包含可预防植物烂根并促使其大量吸收钙、镁等微量元素的物质,如膨胀珍珠岩。现阶段,市场上推出了一类保绿素,这类物质对植物产生了很多积极的意义,能有效预防植物枯萎并提高植物鲜亮度。
(2)大部分的区域都为全日照、太阳辐射强、风大,加上北京地区夏季气温高,湿度比南方低很多,夏季时,屋顶温度一般较高,种植层保湿的能力比较差;而冬季北京地区气温低,空气干燥,导致保湿性和保温性都较差。为此,屋顶绿化植物的选择可偏向抗逆性较强的植物,尤其是抗旱性和抗寒性都较强的植物。为了方便植物的种植、运输及后期养护,结合屋顶特殊的环境,可选用体型较小的乔木或草本科植物。
3节水灌溉技术
北京地区天然降雨量小而集中,大多数时间种植基质层很容易干燥。虽然选用的植物自身一般都有一定的耐旱能力,没有一种植物能够在干燥的土壤中长期生存,此时常常需要一定的灌溉。北京市的屋顶绿化项目在后期养护方面目前主要的灌溉方式是人工浇灌,采用节水灌溉技术的大约仅占26%。从以上可以看出节水灌溉技术与灌溉系统不受重视,不同的屋顶绿化可采用不同的灌溉方法。对于简单式屋顶绿化选用的植被都具有较强的抗旱性,规律的灌溉不仅浪费大量的水,而且效果不佳。采用滴灌的方法比较合适,这种方式水的利用率十分高。针对花园式屋顶的绿化,由于种植的植物多为花草,且受植物高度、种植密度的影响,一般不采用传统的灌溉方法,可应用喷灌方式。另外,对于那些复杂且面积比较大的屋顶可结合多种灌溉方法,主要是为了节约水资源并充分发挥水资源的作用,雨水、可再生水源等也可以作为灌溉用水源,只有这样才能在水资源压力很大的情况下积极建设屋顶绿化工程。屋顶绿化项目可行性有较为直接的影响。节水灌溉技术可以在满足植物生长的前提下提高水资源的利用率,同时还可以减少肥料中有机物在灌溉过程中的流失量,减少屋面被污染的几率。屋顶绿化的后期养护中适宜选用滴灌、微喷或渗灌等灌溉系统。
3.1滴灌
滴灌能把水直接送到植物的根部附近,并通过滴头使水慢慢滴出,保证水分能够有效率地到达根部并且被利用,使植物根部处于良好的生长条件,而同时由于远离根部的土壤保持干燥,也就很有效地降低土壤板结的几率。
滴灌的优点是能够经济用水,损失量少,自动化的程度高,能耗少;缺点是由于滴头的口径小,出水速度慢,因此对水质的要求比较高。
3.2喷灌
针对花草或高温季节时,喷灌是一种有效降低植物表面温度、缓解植物干旱的重要方法。喷灌的水源可以包含很多如池塘的水、湖泊的水等,一般情况下,屋顶绿化养护多采用民用水。不同的环境需要采用不同的喷灌方法,为了控制土体肥力、保持土体良好通气性能、控制土壤内水分含量,可采用浅灌的方法。喷灌有很多的优点如可使植被充分吸收土体表层的养分、降低干旱的环境对植物生长发育的影响、降低植物根部发育破坏防水层等,且喷灌可以有效清除植物叶茎上的灰尘,有利于植物进行呼吸和光合作用。