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中图分类号:TV147文献标识码: A
前言
在以往的河道治理中,为便于土地利用,减少占地,主要只考虑河道的防洪功能,多将自然弯曲的河道裁弯取直,将河道渠化,甚至将断面全部人工护砌,以减少糙率,增大过流能力。但河道直线化、硬质化河道消减的洪灾效益往往被生物多样性减少引起的生态损失所抵消,并导致浅滩、深潭结构的消失,从而产生河流生态系统结构的单一和功能的退化以及河流自净能力的降低等后果。
一、城市河道的基本功能
城市河流受到用地、防洪、供排水等因素的约束,绝大多数的河道需要通过人工改造,因此城市河道系统应主要具备防洪排水、景观文化、生态环境改善等基本功能。
1、防洪排水功能
防洪排水功能关系到河流防护区的安全,河流的防洪标准决定了河道治理的标准。从城市发展的普遍经验来看,城市河道不仅要有能力排出过境洪水,而且要能够容纳流域范围内设计标准降水所产生的地表径流。因此,城市河道的排水能力要满足保护对象的防洪标准,有效修正汛期河道内水位与流量的关系,降低河道周边防洪目标的洪水风险。
2、景观文化功能
城市河道的景观美感通常来自于知觉。狭义的景观美学重视视觉感受,重视河道空间布局、色彩效果、层次搭配等;广义的景观美学不仅重视视觉感受,而且更加注重听觉、嗅觉等各种知觉的体验,包括体验者头脑对整个知觉感觉的思考。从空间分布模式上讲,河流的条带型特征可以改变以地块拼接的城市地块镶嵌模式。人类是景观环境的构建者,环境中个体与社会群体对环境对象的审美判断,会随着时间趋同。
3、生态环境功能
城市河道的景观结构类型属于廊道,是上下游营养传输、污染物运移转化和水生生物迁移的重要通道。同时,滨水地区是城市生态敏感带,应重视植被群落的生态功能,尤其为各种软体动物、鱼类、爬行动物和植物资源等提供栖息场所,这对维持滨水生态系统的稳定至关重要。
4、雨洪利用功能
传统的河道治理往往忽视了河道在雨洪利用中能发挥的作用。随着城市管理水平的提高,不但要防止洪水对城市的破坏,而且要尽可能通过城市河道用好雨洪资源,实现以丰补欠和雨洪资源。
二、河道准确定位是治理首要考虑因素
按河道承担的主要功能和自身水源的条件,并结合排水规划及成都市防洪总体规划,可以将主城区河道规划定位分为四类:生态河道、景观河道、排洪河道、区间排洪河道,作为今后河道改造治理目标。
1、生态河道
此类河道要适宜水生生物群生存,要有不间断的新鲜水源补充。河道有保障率较高的活水源补给条件。河道流速适中,在流速满足的条件下,可适量行洪,但不能对生物群产生破坏。须严格控制进水水质,不得污染,并可利用河道生物群对水质作进一步净化。其主要功能为:水生态保护与修复、景观、排洪。
2、景观河道
此类河道有活水源补给条件,但保障率较低。河道不强求有固定生物群生存,但其水质要达到一定标准。河道断面宜宽浅,亲水性强。当河道缺少常流水时,可采用堰闸等工程措施,抬高河道蓄水位。景观河道可适量地调度一定清洁水源。景观河道要承担一定的行洪功能,在改造中可对断面形式进行优化,以同时满足夏季行洪、冬季景观的要求,并可在条件适宜的河段,建立港池,靠泊游船,形成局部生态环境。其主要功能为:景观、排洪。
3、排洪河道
此类河道功能侧重点在于防洪,河道无活水源补给条件。此类河道不要求有常流水,无须调配环境用水,枯期允许断流。其主要功能为:排洪。
4、区间排洪河道
河道主要功能是承纳市政雨水排放,属“有雨才有水”。河道多为现状农灌沟、自然冲沟,对此类河道,在建成区,须经充分分析论证,方可考虑盖板;对未开发区,应尽可能改为雨水方沟归人路面以下或绿化带内。其主要功能为:排洪。
二、城市河道治理中的生态景观设计要点
1、河道工程总体设计布置方案
河道治理首先应保证河流的防洪功效。根据河道主槽位置,利用中隔墙把河道分成两大部分,将中隔墙和其中一侧堤防的中间地带设置为洪水槽,可用来行洪; 中隔墙和另外一边堤防则可以规划成景观区,景观区主要用来蓄水。与此同时,河堤脚附近比较高的滩地可作为滨河生态绿地景观区,通过修建护滩工程,同时发挥防洪固堤作用。此方案既合理地解决了洪水、泥沙和蓄水之间的矛盾,科学地设置了滨河生态园区及蓄水景观区,又切实保证了城市河道的防洪抗洪功能,多适用于北方的泥沙型河流。
2、城市河道的平面设计
防洪是河道的第一功能,因此城市河道的平面设计应顺应河流的自然走势,河道岸线适量后退,尽量保留河道的河滩、岛屿、湿地等中间过渡地带,为陆生生物及水生生物保留足够的生存空间。人工开挖或城市内河河道一般属于景观或滞洪河道,水流速度较缓,在河道的平面设计中应避免等宽或是笔直的河道,可依据河道的自然走势设置曲折蜿蜒的水塘、水路,设计富于变化的河岸线,创设灵活、多变的河道模式。研究表明,一条宽窄不一、蜿蜒曲折的河道更加富有自然气息,更加灵动、活泼,更适合河道中水生生物的生长。
3、城市河道的断面设计
城市河道的断面设计要尽量保留河道中深潭与浅滩形态,不可固定河床,让河流拥有自身的摆幅度,重视水面的多样性。在河道的纵断面上形成纵横交错的深潭与浅滩,避免直线形态的横断面。河道的断面设计可结合现代园林设计概念,建设园林景观式河道,突出河道的绿化性及亲水性。传统的驳岸多是一墙到底的石墙结构,驳岸将水与人远远地隔离开来,既生硬又不经济。现代化复式断面较之于传统驳岸而言,更加地经济与人性化。在常水位以上的土坡种植杨柳、低矮灌木、草皮等植物; 在常水位处建造亲水平台,既美观又经济; 在常水位以下的河道采用护坡或是挡墙。复式断面不仅体现了绿色、生态、自然的设计理念,而且能有效节省投资,具有经济效益 。
4、材料选择及生态护岸
(1)护岸材料选择
传统河岸多采用刚性护面,湖岸、河岸、地面构成“二面光”或是“三面光”形式。现代化城市河道护面在满足水流冲刷的同时,还应适应河道水生物的生长与繁殖,这才是顺应自然规律、符合生态、环保标准的河道设计。近年来,随着我国科研能力的不断增强,研究人员研制出一些新兴的生态护砌材料。例如: 吉林省水利科学研究所研发的“随机多孔绿化混凝土”就是一种生态环保型河道护砌材料,它能改善河岸周边的生态环境、适应植物的生长,同时具有防洪等作用,现已被北方多座城市相继采用,取得了良好效果。再如,绿霸三维柔性排水生态袋由抗老化、抗紫外线、透水性好的生态袋( 内置种植土) 同三维排水扣共同组成生态河道护面材料。可通过铺种、插播、喷播等方式种植草皮与植被并同土工格栅共同组合为加筋挡土墙,不仅能满足城市河道冲刷要求,而且更加生态、环保。国外在此方面已经取得了较好的发展成果,我们可结合我国实际情况加以参考、借鉴。韩国研制的“孔洞块体绿化混凝土”可在混凝土内种植花草。日本甚至能够在水下砌筑的异型砖块中设置鱼巢。
(2)生态护岸
河道护岸采用山石、卵石笼、干砌石等更加通透的材质既能有效防止流水的冲刷,又能在这些材料中间及表面覆盖土壤种植植物。在水位较低的位置即护脚处铺设适量的土工布,并在其上方随意放置大量的块石,注意块石堆放的边缘应自然而弯曲。之后在块石上铺上一层种植土,使其填满块石与块石间的缝隙。过水后,在块石的缝隙处很容易就能繁殖出大量水生植物。采用植物梢、木桩及辊相结合进行河道护岸也是一种生态、自然的护岸模式。在坡面可分层种植草皮、灌木、杨柳等植物,形成植物护坡工法。
5、因地制宜,植物造景
绿化河道应充分考虑景观植被的种群结构,利用时间、空间的艺术设计出富有个性的河道景观,注重景观的质感变化、层次变化、季相变化及色彩变化,以适应当地城市气候及特点。在选择植物品种方面,应多选用当地植物。
结束语
每条河流功能、位置不同,治理措施也不同。在采取必要的防洪抗旱措施的同时,河流治理要改变过去渠化设计,注重多自然型河流建设,将人类对河流环境的干扰降低到最小,与自然共存,与河道特性、环境特点相适应,实现人水和谐。
参考文献
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[2] 杨晨.关于南京老城区城市河道生态景观设计的交互模式探索[J]. 现代农业科技. 2011(05)
[3] 王子朝.城市河道生态景观治理工程设计要点浅析[J]. 陕西水利. 2011(04)
关键词:小河沿子河;防洪治理;景观;水工结构;橡胶坝;防渗
Abstract: the movement of the small river bank son river changchun city flood control system is an important part of management in small river bank, reach the son of flood control works the upstream section, is a very important part of the throat, if the river unsafe for downstream has built a threat reach. At the same time, the management in net reach on reservoir spillway dam under the moon lake scenic spot, the export of extension area, higher requirements on landscape. In the construction of urban river, in meet the requirements of flood control, under the precondition of landscape construction is another important aspect to consider. Rubber dam has ups and downs convenient, flood dam collapse after do not take up river flood section, do not affect the normal river flood discharge characteristics, but also can beautify the urban environment, improve the regional ecological environment, increase the role of urban landscape. According to the specification requirements according to the structure of overall design, including underground water level, rubber dam dam bag anchorage, rubber dam air and exhaust design, rubber dam base design, impervious body design and retaining wall design.
Keywords: small river bank son river; Flood control management; Landscape; Hydraulic structure; Rubber dam; Seepage control
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、小河沿子河防洪治理工程概况
小河沿子河为伊通河长春市城区段右侧的一级支流,发源于净月经济开发区农林乡孔家屯,流经逯家湾、小河台、净月镇、生物城,至南关区幸福乡原南郊电灌站一号闸入伊通河。原自然状况全河流域面积96.71km2,河长28.92km,河道平均坡度2.3‰。该河上游有净月潭中型水库,集水面积78km2,占全河流域面积的79.1%,水库坝址至河口段流域面积为18.71km2,河长14.4km河道平均坡度1.8‰。
在长春市城市防洪规划中,伊通河干流防洪标准为200年一遇,支沟防洪标准为50年一遇,因此小河沿子干流防洪标准设计标准采用50年,超标准洪水为100年。
本次治理河段位于净月水库坝下溢洪道出口至三星渡假村段小河沿子河谷地带,河道两岸地势陡峭,治理河道总长度613米。现状河道较顺直,河道宽度20m~40m,深2~5m,河道比降较陡,局部河段不足1/100。净月水库坝下小河沿子河段行洪断面较大,基本可以满足河道行洪,但是由于该段河道比降较陡,多年来,河水对两岸造成严重冲刷,使局部河岸形成险段,随时有塌岸的危险,对下游的道路、农田及居民的生命造成威胁。
二、工程总体布置
净月潭国家森林公园是国家5A级旅游景区和国家文明风景旅游区示范点,素有台湾日月潭姊妹潭之称,位于长春市区东南部,距市中心9.5公里,面积200平方公里,有水面4.3平方公里,风景人工林80平方公里,森林覆盖率达58.6%。被誉为"亚洲第一大人工林海",景区,群山环绕、绿浪排天、碧波荡漾、柏翠花红,含有30多个树种,堪称“亚洲第一大人工森林”,景区潭水面积达4.3平方公里。
工程区位于净月水库坝下溢洪道出口以下,属净月潭风景区的延伸地带,对景区的美化具有间接的影响。本次治理河段位于三星渡假村内,该渡假村属净月经济开发区的旅游渡假场所,一直以来游人众多,可是由于该段河道多年来疏于治理,杂草遍布、臭味四溢,对周围美丽的环境造成极为不利的负面影响,也间接影响了渡假村的经济效益。 鉴于该段河道所处特殊的地理位置,为与周围环境相协调,考虑在河道上修建壅水建筑物,拦蓄河水形成观赏水面。
小河沿子河防洪治理工程设计包括防洪和景观二部分。防洪工程主要采用护岸、护坡形式,包括河道浆砌石护岸、净月水库溢洪道钢筋混凝土护岸及三维柔性生态护坡。景观设计考虑修建橡胶坝,即可以充气挡水,使上游形成一定的水面,美化环境,又可以塌坝过流,不影响净月水库溢洪道出口行洪,而且通过河道的治理能使汛期洪水通过溢洪道安全下泄,做到了河道治理与美化环境的有效结合。橡胶坝采用充气加压式,主要由动力设备和土建工程设计组成。动力设备部分包括管理房动力、照明工程设计、管理房自动控制设计;土建工程部分包括坝前护砌段、橡胶坝段、出口护砌及管理房。
三、小河沿子河防洪治理中的水工结构设计问题
(一)合理确定地下水位
水工构筑物的设计与地下水位的标高密切相关。由于地下水位未掌握好而引起结构选型错误及抗浮不够等工程事故也时有发生。地下水位不仅与土建设计有关,与水工设计也有关。
根据现行国家设计规范,地下水位应根据地方水文资料,考虑可能出现的最高地下水位。一般设计均取用水文资料的最高地下水位,在50年设计基准期内,一般水工构筑物地下水可变作用的取用按“工程结构可靠度设计统一标准”原则确定,并不考虑罕遇洪水的偶然作用。设计人员应详实了解工程所在地的水文情况,未满足设计要求的地质勘察报告要求予以补充。要求考虑当地有无暴雨、台风影响,会否出现由于地表水不能及时排除而引起的地下水位抬高。
根据小河沿子河净月水库坝址以下的洪水组成,本次设计洪水计算:区间洪水由暴雨推求,区间洪水和净月水库同频率洪水的泄流量相组合的洪峰流量为工程处的设计流量。
本次设计采用由设计暴雨径流成果,采用水科所法、罗氏法、吉林模型法计算区间设计洪峰流量。以上三种方法计算成果比较接近,采用适用于本地区的罗氏法成果合理。设计正常高水位为221.20m,设计水位(p=2%)220.91m,设计流量(p=2%)为Q=41.6m3/s。
(二)橡胶坝坝袋锚固设计
本次设计,由于坝顶有溢流要求,因此工作坝袋锚固方式采用双点锚固。锚固结构采用穿孔锚固式,螺栓直径及长度计算:
计算公式:Qo=k1*To/n
式中:
Qo―每根螺栓承受的荷载,kN/m;
To―单位长度螺栓计算荷载,To=T*K;
T―坝袋径向拉力;
K―安全系数,取4;
k1―栓紧力和转力的影响系数,取1.75;
n―1m长度内螺栓根数;
d―螺栓直径,mm;
「σ―螺栓允许拉应力,取23.5kN/cm2;
计算结果:
对于螺栓长度可根据经验确定,一般螺栓埋深可取(20~25)倍螺栓直径。
设计穿孔锚固式锚固槽深0.15m、槽底宽为0.2m,槽顶宽为0.40m,槽内预埋直径φ27mm,工作坝袋预埋螺栓长度为0.78m,检修坝袋预埋螺栓长度为0.55m,螺栓间距为0.2m。槽底预埋宽度0.2m、厚度0.01m的垫板,垫板顶面两侧边缘沿槽长方向焊接φ16mm钢筋,钢筋顶放置宽度0.14m,厚度0.05m的压板,以螺栓固定并浇筑二期混凝土。
(三)橡胶坝充气、排气设计
1、充气设备的选择
橡胶坝坝袋容积为70.1 m3,设计内外压力比为1.2,橡胶坝高为2.0m,设计压力为2.4m,采用2台L30×20LD-1罗茨鼓风机,配Y160L-6电动机,功率为11kW,(鼓风机出口静升压力为3.5m,进口流量为8.5m3/min,)设计充气时间10.22min,充气通过鼓风机自动充气,排气通过电动阀门排气。
2、充气、排气管路设计
橡胶坝充气管直径为159×4.5mm无缝钢管,与鼓风机进气管直径相同,进气口设在管理房外,离地面高度大于1.5m,排气管直径为150mm,与鼓风机出气管直径相同,进入干管,再进入坝袋充气管,坝袋充气管直径均为150mm,充气管兼排气管用,在厂内开始埋于地下冻层以下。工作坝袋及检修坝袋均在坝底板内设1个充气孔,兼排气孔。排气阀设在充排气管上,安装在阀井内的管路最低点处,电动控制。
(四)橡胶坝底板设计
橡胶坝坝址处河道宽20m,考虑到橡胶坝边墙与上下游护岸的连接及泄流能力的影响,橡胶坝净跨度取20m,为单跨结构。根据《橡胶坝技术规范》要求,坝顶高程宜高于上游正常高水位0.1~0.2m,本次设计确定坝顶设计高程为221.40m,高出正常高水位0.2m,坝高为2.0m。为了不使河床中泥砂淤积在橡胶坝底板上,确保橡胶坝安全可靠运行,坝底板顶高程为219.40m,高于河床0.2m。底板采用C25钢筋混凝土结构,总长23.8m,顺水流方向长为6m,考虑到管路布置及结构需要,底板厚度取值为0.8m,根据地质资料,底板开挖后遇淤泥质覆盖层,要全部开挖换填二灰土夯实以提高地基承载力、减少地基沉降。坝袋采用堵头式连接,考虑到防止坝袋在两岸边墙连接部位产生塌肩现象,在底板靠近边墙处2m范围内处理成0.1m厚斜坡。两侧边墩与底板呈整体式布置。底板内铺设充排气管路,底板下铺设0.1cmC15素砼垫层。工作坝袋采用双锚结构。
(五)防渗体设计
小河沿子河橡胶坝底板下为淤泥质,不适宜作橡胶坝基础,所以需换基处理,应全部开挖换填中粗砂。
为有效的增加防渗段长度,加大渗径,防止河床被淘刷,在底板上游设钢筋混凝土铺盖,铺盖段长6m,厚度为0.8m。为增加渗径,坝底板前后设有齿墙,齿深1.0m,满足橡胶坝的防渗要求。坝基满足防渗设计要求的渗径长度利用莱因法估算,即L=L垂直+1/3L水平>CH,式中C为莱因系数,查表可知地基为中粗砂时,莱因系数C=5,为上下游水位差,计算坝基渗径总长度L为7.46m,大于C=3m,因此坝基渗径长度满足要求。
坝基渗径长度确定后,进行地下轮廓布置。橡胶坝底板上下游侧设置齿墙,齿墙深1.5m,齿墙底厚为0.5m,底板长6m,为钢筋混凝土结构,下游宾格结构具有透水性,满足防渗排水要求。
(六)挡土墙的设计
悬臂式钢筋混凝土挡土墙投资虽然相对较高,但其表面平整,抗冻和抗冲刷能力强,特别在洪水期墙顶过水情况下,耐久性好。本段护岸长度较短,设计推荐悬臂式钢筋混凝土挡土墙方案。
钢筋混凝土挡墙护岸顶高程为221.70m,河底高程沿河道变化。挡土墙埋置深度为1.7m,满足抗冻要求。
挡墙顶宽30cm,迎水面垂直面,墙后回填中粗砂。距河底以上50cm处每隔2m设排水孔,排水孔为D50塑料管,一侧为砾卵石外包无纺布。
钢筋混凝土护岸设计断面:
挡土墙的高度是逐渐变化的,因此选择0+023、0+100、0+183三个标准护岸剖面进行挡土墙的抗滑稳定、抗倾稳定和地基承载力的验算。
1)计算公式:
a)抗滑稳定安全系数:K C=(f×ΣG)/ΣE
式中:
f-基础与地基间的磨擦系数
ΣG-垂直力之和
ΣE-水平力之和
b)抗倾稳定安全系数:KO=My/MA
式中:
MY-抗倾力矩
MA-倾覆力矩
计算结果:
钢筋混凝土挡墙稳定计算成果
参照《挡土墙设计规范》4级建筑物,基本荷载组合抗滑安全系数查得[KC]=1.20,抗倾安全系数[K]=1.5;特殊荷载组合[KC]=1.05,抗倾安全系数[K]=1.4;地基允许应力比为2;由计算结果可知钢筋混凝土护岸挡墙稳定满足要求。
结语
工程的建设任务是通过对河道两侧河岸的加固措施,增加河道防洪的安全性,同时净化水质、美化周围环境,为当地群众的安全生产、安心生活保驾护航。通过工程的建设满足了河道两岸防洪的要求,主河槽满足相应标准的泄洪能力,同时考虑到工程所处位置的特殊性,设计中考虑景观设计的因素,使水利工程与周围景致相适应,充分发挥了水利工程在城市建设中应有的防洪效益和社会效益。
参考文献
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[2]SL379-2007水工挡土墙设计规范[S].中国水利水电出版社,2007.
关键词:低碳园林;设计方法;应用
中图分类号: TU986文献标识码:A 文章编号:
近年来,我国大力倡导低碳生活,低碳园林设计是其中的组成部分之一。但是在低碳园林设计中存在一些问题和不足,值得我们去研究。比如说过分追求精致化的园林导致园林景观的高维护率;植物种植时过于追求其观赏性而忽略其生态性等问题。因此,如何做好低碳园林设计工作成为设计师首要关注的焦点。本文主要探讨了低碳园林设计的理念,并结合工程实例加以论述。
一、低碳园林的相关概念
目前,国内对低碳理念的研究主要可分为低碳经济、低碳社会和低碳城市3个方面。低碳经济是在可持续发展战略背景下,通过改变产业结构和生产方式等手段,营造“低排放、低污染、低能耗”的一种经济社会形态;低碳社会则是倡导人们在工作、生活中通过节电、节气等方式减少CO2 排放的一种低碳生活方式;而低碳城市主要是通过政府管理层以低碳理念为基础,改变城市发展模式,创造人类宜居环境。然而,城市园林就是城市居民最直接接触到的自然环境。因此,营造低碳、高效的城市园林是发展低碳城市的重要组成部分。
二、低碳园林设计的理念
2.1 尊重场地
优秀的园林设计只有尊重场地,才能完美地诠释地域精神。场地特征与它所属的地域环境密切相关,而地域环境是缔造具有广泛认同感和归宿感的园林文化的基础。对场地上原有建筑、构筑物的保留,以及对当地的建材和乡土树种的运用,都为园林注入了地域文化和场地精神。
2.2 自然做功
自然做功就要求顺应大自然的规律,使工程建设事半功倍或更加坚固长久。在园林建设中,顺应自然的自我设计和自我修复过程是对自然过程的有效适应和全面结合。具体包括:建造园林水闸时,应将闸孔正对水流,既能使水流顺畅地通过水闸,又能防止水流对水闸闸基不均匀的冲刷带来的一系列工程隐患,使水闸得到更加稳定与长久的使用。模仿自然的生态边缘带、生物群落的形式进行植物配置;保护河流自身的形态,不盲目将河道取直,用生态驳岸替代河道渠化工程;利用潮汐的涨落完成自然取水工程;利用水的流动设置瀑布、溪流景观;运用植物进行水土净化等。
2.3 景观异质
景观异质性是景观生态学的一个概念,是指景观要素和组分在景观中的时空变异程度和不均匀分布,是景观的基本属性,强调景观的变异程度和景观类型的差异。该研究所涉及的 “景观异质”指园林设计中,园林与园林之间的差异性如不同功能的园林、相同功能不同风格的园林、同风格不同构成景观要素的园林、同种景观要素不同设计方法等。只要园林之间存在差异,就表现出景观异质。景观异质正是园林建设与发展的动力,也符合人们求新求异的心理需求。
2.4 彰显自然
城市化进程在给人们的生活带来便利的同时,也隔绝了人与自然的亲密联系。园林设计所承担的任务不仅是营造回归自然的景观效果,更重要的是引导并协助修护自然,维护地球生态圈的平衡。
三、低碳园林案例研究
3.1 工程概述
某市国际商务休闲区,是集商务办公、休闲商业、滨江景观于一体的低碳、生态景观休闲区。地块拥有天然优美的沿江景观面,而本身蕴含了深厚的历史底蕴,所以对该项目的设计提出了在生态、低碳、自然造景的要求。
3.2 设计理念
(1)建筑采用自然、生态的流线形体,向江面层层递进,尽量打开商业入口形成吸引人们进入的广场,并连接东北侧沿江绿带形成主要视轴,建筑在形体上呼应沿江美景。沿江加入小尺度的独立形体建筑,在连续的沿江景观面上形成别致商业空间。
(2)由于拥有绝好的观江视线,因此建议散落的独立单体建筑设计降低建筑一层高度, 并充分利用屋顶及建筑外形配合生态水景景观,使观江景面最大化,形成水江一体的景观效果。
(3)利用建筑天然弧面结合景观溪流水景设计,将屋面排水功能自然地融入到整个景观设计中,并巧妙的与各种景观功能相结合,创造低碳、生态、环保且有趣的滨水商业氛围。
3.3景观低碳设计方法
(1)雨水的利用与收集
本工程主要采用下凹式绿地或通过绿地自然坡度将屋面雨水及绿地雨水导入景观水系或引入进行雨水利用的设施。
1)绿地比周围路面或广场下凹5~10cm,路面和广场多余雨水可经过绿地入渗或外排。增加设施采用PP 排水片材、排水型材、排水管材以及渗滤框、渗槽、渗坑等多种形式。在大面积的绿地内也设计了一定数量的雨水口,雨水口高于绿地5cm,只要超越设计标准的雨水才能经雨水口排入市政雨水管道。绿地可进行细致的地形设计,通过减缓地面坡度,增加起伏形成洼地或景观水系等方式来增强渗水能力。为配合这一设计,洼地、水系部分设计了一些禾本科植物,并与周边已建沿江景观带相呼应相联系。
2)屋顶雨水收集。屋顶雨水收集需满足《绿色建筑评价标准》中的节水指标,统筹、 综合利用各种水资源,景观用水不宜采用市政供水和自备地下水井供水,宜利用非传统水源,达到标准一般项时,非传统水源利用率不低于10%,达到优选项时,非传统水源利用率不低于30%。可收集的雨水可分为3 类:道路雨水、草地雨水、屋面雨水。3 种水源中,最节约成本和利用率最高的是屋面雨水。屋面雨水的收集水量是根据收集后的用量以及径流系数来决定的。
(2)建筑屋顶绿化
建筑屋顶绿化设计,可以大大增加建筑的保温性能,是可持续发展的新型生态手段。由于建筑屋顶上的风力和荷载,种植大型乔木技术上有一定的难度。植物根系很发达,会穿越钢筋混凝土的屋面,破坏防水层,补救和修复工程浩大费时费钱等原因,设计师在设计绿色屋面时必须对各种因素全面考虑:
1)屋面风力减弱设计。建筑设计高出屋面120cm的女儿墙,阻挡部分风力。靠近两侧女儿墙设计中层小乔木和灌木篱,以形成绝佳的围合感,大乔木尽可能种植在中间区域。大风季节,树枝的剧烈摇晃造成根系松动而使大树成片死去。因此需要在混凝土板上增加隐形支架固定大乔木。
2)屋面减重设计。屋面覆土不能太厚,所以种植设计主要以中层小乔木为主,局部点缀大乔木。而普通绿色屋顶大多种植草坪和景天科植物,只需满足20cm左右覆土。如需种植大乔木至少满足120cm 左右的覆土需求,结合本项目中屋面阶梯状特点,并在建筑设计的扩初阶段参与进来,同建筑、结构工程师沟通,将大乔木和小乔木的种植位置在景观设计前期就确定下来,创造出最经济节约的空中花园。屋面种植设计引入禾本科植物,其特点为有较高的观赏性,低维护,减少除草剂、 农药等的使用,可水生可旱生的浅根系植物。轻质土壤与轻质填充物混合使用,轻质土壤配比:腐植土50%~70%,蛭石10%~40%,砂土10%~20%。
3)排水层。排水层的主要作用是能够在降雨和浇灌时让土壤多余的水分流走,即使在每小时降雨量为100mm时,也不会产生屋面积水。此外,如果是开放式而有人进出的话,还要考虑人的载重,必须要保证排水层不丧失排水功能的强度。有的排水层材料具有保水功能,对薄层土壤的绿化有更好的效果。
(3) LED 绿色光源运用
随着社会的不断发展,电力能源紧缺的威胁在全球日益蔓延,而“绿色照明”为节约能源和保护环境发挥了重要的作用。整个项目尽可能多的采用可持续的太阳能或LED光源照明,光源的主体颜色为暖黄色调,给人们带来温馨和安全感。
(4)强化生态感知意识
巧妙的景观设计能加强人们对自然的感知、认识能力,能进一步地让人们体会到环境中的不同问题。运用设计传达自然世界的状态,也是一种放宽人们视野的办法。例如,使用同种形态但不同材料的景观小品让人感知不同材料的质感、温度;或者在渗水材料的路面上印上飘落树叶的形态让人感知季节变化的印记等,让人们认识到那些难以觉察到但很有意义的多元功能的元素。此次设计在观赏和实用功能的小品雕塑上添加了一些与环保相关的数据,以达到教育及生态知识普及的作用。
四、结束语
总之,合理布置与利用城市园林绿地,可以降低城市“热岛效应”、减少建筑能耗、引导绿色交通,从而达到减排的效果,重建人与自然的和谐发展目标。
参考文献
关键词:海绵城市;城市规划;生态环境;低影响开发技术
1海绵城市的内涵
海绵城市是指把城市建造成具有海绵功能的城市。通过低影响开发技术的系统运用,恢复传统粗放型建设破坏的生态环境,保护原有的水生态系统,减少径流,减轻暴雨对城市健康运行的影响。海绵城市理论与绿色基础设施技术主要区别在于它的宏观性。绿色基础设施技术关于雨水排水管理方法侧重于景观设计以及相应的技术创新,缺乏对生态环境系统水平的综合考虑。海绵城市理论强调生态优先,以整个生态系统为研究对象,建设一个绿色网络、水文网络的系统梳理,支撑起了海绵城市的骨架。在水文网络与景观基础上,将通过低影响开发技术,最终来实现海绵城市的建设。海绵城市是城市建设的一种新型理念,也是一个综合性的形象概念,通过建设可渗透路面与绿地等方式,使我们的城市具有像海绵一样有弹性,可以在降雨的时候吸水、渗水、蓄水、净水,在需要的时候将吸收到的雨水释放并加以有效利用,防止了城市洪涝灾害,减轻径流的污染负荷,从而实现了水资源循环利用、改善城市景观和城市气候微调等。将各种资源合理有效地统筹规划,以降低对生态系统的破坏,最终实现人与自然的和谐相处,建设成可持续发展的城市水循环系统。
2控制指标分析
建设低影响开发雨水系统,规划控制目标通常包括了径流污染控制、径流总量控制、雨水资源化利用和径流峰值控制等。湖州市作为一个平原城市,重点应放在径流峰值与径流污染控制目标上,径流污染与径流峰值控制来体现径流总量的控制目标,基于以下3个方面:①丰富的水资源,河网间距在1.2~2km之间,排涝设施规模与河网布局现状满足排涝的基本要求。②已建好的雨水管道设计标准通常采用一年一遇暴雨重现期,部分旧城区管道的标准更低,城市管网的排水压力很大,应该通过削峰来提升其防涝能力。③滞缓的河道水流,水环境容量很低,水功能区达标率现状仅为16.9%,然而老百姓对水环境质量的要求却越来越高,所以只有控制降雨径流污染,才可有效改善城市的水环境质量。雨水的资源化利用成为缓解城市水资源短缺的重要途径,也是建设低影响开发雨水系统的重要组成部分。如景观用水和市政绿化等各种用水,采用就近雨水作为补充水源,可以大大降低城市供水的压力。因此,应该根据水资源平衡分析,经技术经济比较后,分区域确定雨水资源化利用控制目标。
3海绵城市理论在城市规划中的实践
以我国的湖州市为例,对海绵城市理论的实践途径进行分析,湖州市位于我国的长江三角洲地区,城市内部水系统非常发达,水资源丰富,但仍然存在水容量限制等各种问题。
3.1水系湿地
水系湿地作为构建城市规划的核心环节,对海绵城市理论的应用有着十分重要的影响。河流和湖泊等水系是城市内天然的雨水净化区,起着非常重要的作用,所以,湖州市在进行城市规划时,首先要加强对现有水系湿地的保护,特别是其中低洼地区内的河沟等,避免盲目填补,增加内部的内涝风险。其次,应该结合城市建设的方向,实现对城市格局的合理规划,应该充分利用河道与道路之间的绿化带,设置地表泄水通道等,优化城市对雨水等自然灾害的防治控制和净化。
3.2绿地广场
绿地广场,是在城市规划过程中,充分利用现有绿地或新建的绿地和广场等开放空间,实现对雨水的净化,并将它打造成为城市径流污染的处理中心,发挥临时滞纳空间的作用。在湖州市传统的城市规划当中,对公园、广场、绿地等低影响开发相对较小,从而阻碍了城市抗洪涝能力的提升,也无法实现对径流污染的控制。因此,湖州市在对城市规划的过程中,应加强基础功能区的绿化广场的建设,或加强对湿地公园的设计建设,实现对绿地广场与周边区域内空间关系的有效处理,做好对雨水出路等相关内容的详细规划,以促进城市规划中的海绵城市理论的有效实施。
3.3城市道路
湖州市在我国长江三角洲地区,它的降雨量比较大,而且有较大的雨水径流量,污染也比较严重。因此,必须通过有效的城市道路规划,以保证城市内道路交通安全功能的有效发挥,实现城市道路资源的合理利用,最终对城市的合理规划产生积极的影响。一方面,湖州市可以加强对下沉式绿地、LID树池等基础设施的建设,从而实现对雨水径流量的调节,并对径流的水质进行优化。另一方面,城市内也应当建设景观绿化带,可以有效地将地表雨水引入到绿化带内,起到净化、入渗的作用,同时缓解城市环境污染,为海绵城市的打造产生积极的影响。
3.4城市雨洪管理海绵技术
在海绵城市建设过程中,通过运用合理的城市水生态基础设施规划,发挥城市“海绵”的功能。以湖州市湿地建设为例,可以对雨洪灾害进行有效的控制,并可以在湿地内规划出雨水集合区域。通过对雨洪灾害的综合管理,形成了具有镶嵌式结构的海绵综合形式。因此,在城市规划的过程中,首先要建立多个系统化的湿地系统,并对其进行统一的整合;其次,应当为湿地系统的生物提供基础的生活环境,以确保不破坏它的生存环境,同时也为城市居民提供良好的生活环境。在湿地系统的建设中,要建设净化水质、蓄水池和地下水回雨水等一系列流程,特别是对潜流整合功能的设置。通过对土壤及其周围生态环境的净化,并对雨水进行有效的净化处理,使其被引入到湿地中,从而实现对地下水的补给。
4保障措施
4.1加强前期研究
海绵城市的建设是一项综合性的系统工程,根据自然条件、水环境质量与排水现状等,开展基于低影响开发理念的雨水控制和利用专项规划研究,特别是对地下水埋深、土壤渗透性与河网分布等存在的区域差异,应该分区域明确控目标体系和控制目标,并对各区域低影响开发措施的适用性进行分析。
4.2强化规划管理
城市总体规划和绿地、排水防涝、水系、道路交通等专项规划,应该落实低影响开发的具体要求;控制性详细规划应界定低影响开发设施用地,以及将低影响开发相关控制指标纳入到土地出让条件。规划部门要加强监管,对控制指标不达标,配套低影响开发设施没有落实的项目,不给办理核实手续。
4.3统筹工程建设
海绵城市建设涉及城市规划、国土、道路、水文、排水、园林、交通等多个相关专业,需要建立畅通高效的部门间沟通协调机制,以确保低影响开发设施的实施。
4.4强化管理维护
低影响开发设施的效益发挥,受到后期管理和维护的影响。城市道路、园林和排水等相关部门要按照职责分工负责对公共项目的低影响开发设施进行监管;其他的低影响开发设施,由该单位或其负责人负责维护和管理。
5结语
海绵城市理论在我国大部分城市中得到广泛的应用,为我国城市化进程的健康发展做出了巨大的贡献,也进一步促进了我国城市规划工作的开展,得到社会各界广泛关注。为建设海绵城市,建设低影响开发雨水系统,促进城市生态文明建设,本文分析了海绵城市的建设理念和实现途径;结合湖州市规划的实际情况,提出了重点控制指标;基于水系湿地、绿地广场、城市道路等城市空间,探讨了海绵城市的实施策略,最后提出保障措施。
作者:何平华 单位:浙江天和建筑设计有限公司
参考文献: