科技承載夢想,創(chuàng)新改變未來——海綿城市

2017-03-02 肖丹      】

  恩格斯曾說過:“我們不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓ψ匀唤绲膭倮?。每一次勝利,起初確實取得了我們預(yù)期的結(jié)果,但是往后和再往后卻發(fā)生出乎預(yù)料的影響,自然界常常把最初的結(jié)果又消除了[1]?!碑?dāng)城市發(fā)展過程中雨水徑流污染、洪澇災(zāi)害、水資源匱乏等突出共性問題日益嚴(yán)重,當(dāng)“武漢觀海”一時成為全國媒體的焦點,中國城市的洪澇問題再次引起密切關(guān)注。而海綿城市作為雨洪利用理論的創(chuàng)新和發(fā)展,是新時期治水思路的豐富和完善,從源頭緩解城市內(nèi)澇、削減城市徑流污染負荷、節(jié)約水資源、保護和改善城市生態(tài)環(huán)境。

  一、海綿城市的定義

  為什么這么多城市缺水?一個重要的原因就是水泥地太多,把能夠涵養(yǎng)水源的林地、草地、湖泊、濕地占用了,切斷了自然的水循環(huán),雨水來了,只能當(dāng)作污水排走,地下水越抽越少,解決城市缺水問題,必須順應(yīng)自然。

  海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性,也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水釋放并加以利用,實現(xiàn)雨水在城市中自由遷移[2]。而從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)出發(fā),通過跨尺度構(gòu)建水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,并結(jié)合多類具體技術(shù)建設(shè)水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,是海綿城市的核心。海綿城市的概念被官方文件明確提出,代表著生態(tài)雨洪管理思想和技術(shù)將從學(xué)界走向管理層面,并在實踐中得到有力的推廣,提高城市排水防澇水平。

  二、建設(shè)海綿城市的遵循原則

  海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則,將自然途徑與人工措施相結(jié)合,在確保城市排水防澇安全的前提下,最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護,逐步實現(xiàn)小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解。建設(shè)海綿城市并不是推倒重來,取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng),而是對傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的一種“減負”和補充,最大程度地發(fā)揮城市本身的作用。在海綿城市建設(shè)過程中,應(yīng)統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性,協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié),并考慮其復(fù)雜性和長期性。

  海綿城市建設(shè)首先應(yīng)保護現(xiàn)有河網(wǎng)水系、濕地、綠地等城市雨水滯納區(qū),對城市建設(shè)中已遭到破壞的,采用生態(tài)手段盡可能恢復(fù),提升城市滯納雨水的能力。其建設(shè)的精髓是尊重水、尊重表土、尊重地形、尊重植被,核心就是要尊重自然。“天人合一”和“融入自然”的思想是對當(dāng)代城市設(shè)計只注重建筑美學(xué)形態(tài)這種觀念的完善與修正。城市設(shè)計應(yīng)全面考慮城市與自然共生,讓雨水、陽光、風(fēng)、植物與城市空間形態(tài)完美融合,讓城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性,真正達到與自然和諧共處的目標(biāo)[3]。優(yōu)先利用植草溝、滲水磚、雨水花園、下沉式綠地等綠色措施來組織排水,以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規(guī)劃設(shè)計理念,既避免了洪澇,又有效的強化雨水的積存、滲透和凈化[4]

  建海綿城市就要有“海綿體”。城市海綿體既包括河、湖、池塘等水系,也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設(shè)施。雨水通過這些海綿體下滲、滯蓄、凈化、回用,最后剩余部分徑流通過管網(wǎng)、泵站外排,從而可有效提高城市排水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),緩減城市內(nèi)澇的壓力,使雨水有效的循環(huán)利用,如下圖所示:

  三、海綿城市的價值體現(xiàn)

  1、城市綠地作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分、作為城市用地的一種類型,自身承擔(dān)著改善生態(tài)環(huán)境、美化城市風(fēng)貌的職能。城市綠地系統(tǒng)作為低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的主要載體,其調(diào)蓄功能不但要高于其他用地要求,還可負擔(dān)周邊建設(shè)用地海綿城市建設(shè)的荷載要求。

  2、根據(jù)各個地方的特殊性“設(shè)計降雨量”進行設(shè)計和施工,構(gòu)造全市海綿體系,就可保證實現(xiàn)“徑流控制率”的指標(biāo),把雨水蓄存到海綿體。

  3、城市綠色海綿體(包括綠地、濕地、水體、河灘、水岸等及其附生的動植物)可以過濾和凈化水質(zhì),從而大面積而且很省錢地解決城市水污染問題。

  4、海綿城市建設(shè)改變了傳統(tǒng)的“盡快排出,避免災(zāi)害”的城市防洪排澇思維,把雨洪資源作為重要的水資源來進行管理,并盡量減少對生態(tài)環(huán)境的影響。

  5、海綿城市建設(shè)社會和生態(tài)效益顯著,提高企業(yè)參與建設(shè)的積極性,使城市雨洪資源綜合利用呈現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢。

  6、海綿城市建設(shè)改變了以往城市防洪排澇措施手段單一的狀況,從雨水自然循環(huán)過程著手,綜合采取防、排、蓄、滯、處理、回用、環(huán)保等工程措施和非工程措施,實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的最大化。

  天津橋園城市海綿系統(tǒng)

  秦皇島濱海生態(tài)修復(fù)城市海綿系統(tǒng)

  資料來源:參考文獻[5-6]

  四、海綿城市重點建設(shè)方向

  建設(shè)海綿城市,即構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng),主要是指通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術(shù)途徑,實現(xiàn)城市良性水文循環(huán),提高對徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力,維持或恢復(fù)城市的海綿功能[7]。與傳統(tǒng)雨水利用相比,海綿城市更注重雨水的自然積存、自然滲透和自然凈化,是一種綠色可持續(xù)的雨水排放模式,其重點建設(shè)方向如下圖所示:

    

  綜上所述,海綿城市在水資源配置、城市防洪排澇、水生態(tài)環(huán)境建設(shè)等方面起著重要作用。在科技快速發(fā)展的今天,空間信息技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮出其對城市生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測能力和科學(xué)分析能力,在智慧城市框架下,我們應(yīng)該努力研究、挖掘、繼承、深化并發(fā)展人類歷史積淀下來的生態(tài)智慧,為當(dāng)今城市雨洪管理實踐尋找更有效的解決方案,運用科技的不斷創(chuàng)新實現(xiàn)智慧生態(tài)城市建設(shè)的夢想。

  參考文獻:

  [1] (德)恩格斯.自然辯證法[M]//馬克思恩格斯選集(第四卷).北京:人民出版社,1995:383.

  [2] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行) [S].

  [3] 俞孔堅,張蕾.黃泛平原古城鎮(zhèn)洪澇經(jīng)驗及其適應(yīng)性景觀[J].城市規(guī)劃學(xué)刊,2007(5): 85-91.

  [4] 李爽,邢國平,劉洪海,等.基于低影響開發(fā)的天津市綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用研究[J].水土保持通報,2013,33 (2) 147-150.

  [5] 俞孔堅,凌世紅,劉向軍.再生設(shè)計:秦皇島濱海景觀帶生態(tài)修復(fù)工程[J].景觀設(shè)計學(xué),2009(6):100-105.

  [6] 俞孔堅,石春,文航艦.取樣天津:橋園設(shè)計方案[J].建筑學(xué)報,2006(5):80-81.

  [7] 俞孔堅. 美麗中國的水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施:理論與實踐[J].鄱陽湖學(xué)刊, 2015(10):5-18.

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