陽(yáng)江市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)院
摘要:隨著城鄉(xiāng)一體化的不斷深入,場(chǎng)地規(guī)劃作為城市規(guī)劃中的重要環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的場(chǎng)地規(guī)劃已不在適合目前城市發(fā)展的需求。生態(tài)導(dǎo)向的場(chǎng)地規(guī)劃是一種新模式,從水文學(xué)及水生態(tài)學(xué)視角深化場(chǎng)地設(shè)計(jì)的思維,對(duì)于整個(gè)城市具有指導(dǎo)性意義。
關(guān)鍵詞:城市規(guī)劃;低影響開(kāi)發(fā);場(chǎng)地規(guī)劃
一.低影響場(chǎng)地規(guī)劃與傳統(tǒng)場(chǎng)地規(guī)劃的區(qū)別
傳統(tǒng)場(chǎng)地規(guī)劃為了使場(chǎng)地的使用能夠達(dá)到最佳狀態(tài),使用極為高效的雨水徑流輸送系統(tǒng),它能快速的把徑流輸送到管道系統(tǒng)尾端的終端處理設(shè)備。道路、水溝、排水洼地等都經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)以迅速的處置徑流。傳統(tǒng)的場(chǎng)地規(guī)劃缺乏天然功能,由于不透水面面積的增加,造成水文(流量、頻率、排放速度)大幅度變化,自然儲(chǔ)存功能的丟失和徑流輸送時(shí)間的降低,進(jìn)而破壞了自然水循環(huán)系統(tǒng)。與此相反,低影響場(chǎng)地規(guī)劃通過(guò)非工程設(shè)施的利用創(chuàng)造性的把場(chǎng)地開(kāi)發(fā)前的水文功能融入到場(chǎng)地規(guī)劃中,從而對(duì)水系的穩(wěn)定性、棲息地的結(jié)構(gòu)、基流、水質(zhì)等產(chǎn)生了積極作用,有效的保護(hù)了場(chǎng)地內(nèi)的自然生態(tài)環(huán)境。
傳統(tǒng)場(chǎng)地規(guī)劃中的雨洪管理需要一個(gè)非常高效的場(chǎng)地排水系統(tǒng),雖然它提供了優(yōu)質(zhì)的場(chǎng)地排水,大大改變了自然水文機(jī)制并且提高了污染物的運(yùn)輸能力,但是這種方法非但沒(méi)有解決場(chǎng)地內(nèi)的水質(zhì)問(wèn)題而且大大提高了場(chǎng)地外的洪水發(fā)生頻率,并且由于洪峰流量和洪峰發(fā)生頻率的改變對(duì)下游水體造成嚴(yán)重影響。而低影響場(chǎng)地開(kāi)發(fā)技術(shù)從微觀視角,通過(guò)采用分布式的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,有效的控制了場(chǎng)地內(nèi)暴雨事件的發(fā)生,維護(hù)了場(chǎng)地的自然水文環(huán)境,也減小了下游受納水體的污染負(fù)荷。
表1 傳統(tǒng)暴雨管理技術(shù)與低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)的比較
水文參數(shù)傳統(tǒng)技術(shù)低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)
場(chǎng)地內(nèi)
不透水面鼓勵(lì)使用高效的排水系統(tǒng)最小化的減少影響
植物或自然覆蓋面減少以提高場(chǎng)地排水系統(tǒng)的效率最大化來(lái)維持場(chǎng)地開(kāi)發(fā)前的水文狀態(tài)
匯水時(shí)間作為排水系統(tǒng)的產(chǎn)物被縮短和減少最大化以接近開(kāi)發(fā)前的狀況
徑流量流量大幅增加而不加以控制維持到開(kāi)發(fā)前狀態(tài)
洪峰流量限定于開(kāi)發(fā)前的暴雨設(shè)計(jì)(2年一遇)將所有暴雨事件控制到開(kāi)發(fā)前的狀態(tài)
徑流頻率顯著增加,尤其對(duì)于小的、高頻的暴雨將所有暴雨事件控制到開(kāi)發(fā)前的狀態(tài)
徑流持續(xù)時(shí)間由于流量不加以控制使得暴雨事件增加維持到開(kāi)發(fā)前狀態(tài)
雨水收集(攔截、滲透、洼地儲(chǔ)蓄)所有相關(guān)元素都會(huì)大幅降低維持到開(kāi)發(fā)前狀態(tài)
地下水補(bǔ)給減少維持到開(kāi)發(fā)前狀態(tài)
場(chǎng)地外
水質(zhì)減少了污染負(fù)荷,但是對(duì)于暴雨事件的控制是有限的減少污染負(fù)荷且能有效的控制暴雨事件的發(fā)生
受納水體河道被侵蝕和堵塞,泥沙淤積,基流量減少,棲息地減少或適用性降低水流生態(tài)維持到開(kāi)發(fā)前的狀態(tài)
下游洪水通過(guò)積累影響和疊加水位來(lái)增加下游洪水量保持開(kāi)發(fā)前的狀態(tài)
二、低影響場(chǎng)地規(guī)劃技術(shù)措施
(一)減少對(duì)場(chǎng)地?cái)_動(dòng)的技術(shù)措施
場(chǎng)地開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及到植被清理的問(wèn)題時(shí),應(yīng)盡量減少對(duì)現(xiàn)有場(chǎng)地土地覆蓋的破壞。開(kāi)發(fā)的區(qū)域應(yīng)設(shè)在對(duì)干擾不敏感或水文功能上價(jià)值較低的地區(qū)(例如,開(kāi)發(fā)貧瘠的粘性土比開(kāi)發(fā)森林砂性土對(duì)水文的影響更?。?,至少,開(kāi)發(fā)區(qū)域應(yīng)放在敏感區(qū)(如溪流、漫灘、濕地和斜坡)外的緩沖區(qū)[3]。
使用場(chǎng)地特征識(shí)別(Site Fingerprinting)(最小干擾技術(shù))可以進(jìn)一步降低對(duì)場(chǎng)地的擾動(dòng),從而最大限度地減少水文影響。場(chǎng)地特征識(shí)別包括能夠鑒別出最小的適宜區(qū)域和在場(chǎng)地上明確地勾畫(huà)出場(chǎng)地的干擾限制區(qū)域。最小干擾技術(shù)減少對(duì)土地覆蓋的影響包括以下內(nèi)容:
①降低高滲透性土壤的鋪裝和壓實(shí);
②盡量減少建筑用地的使用規(guī)模及物料儲(chǔ)存區(qū)面積,并在項(xiàng)目建設(shè)階段把儲(chǔ)備物資放在開(kāi)發(fā)的范圍內(nèi);
③合理進(jìn)行建筑布局以避免移動(dòng)現(xiàn)有的樹(shù)木;
④通過(guò)減少鋪裝面的總面積縮小不透水面積;
⑤勾畫(huà)和標(biāo)記最小的場(chǎng)地干擾區(qū)以盡可能減少土壤壓實(shí),以及控制建筑設(shè)備暫時(shí)儲(chǔ)存在這些區(qū)域;
⑥盡可能斷開(kāi)不透水面以增加滲透機(jī)會(huì),減少?gòu)搅髁髁浚?/p>
⑦維護(hù)現(xiàn)有地形特征以促進(jìn)分散的排水流動(dòng)路徑。
(二)控制場(chǎng)地內(nèi)不透水面技術(shù)方法
(1)最小化總不滲透區(qū)
在開(kāi)發(fā)范圍確定之后或同時(shí)進(jìn)行,就可以制定交通模式、道路設(shè)計(jì)和初步布局。整個(gè)交通的網(wǎng)絡(luò)(道路、人行道、車(chē)道和停車(chē)區(qū))是場(chǎng)地不透水區(qū)的最大來(lái)源,如圖4所示。這些不透水面積的變化改變了徑流補(bǔ)給值和場(chǎng)地水文(圖1)。由公路和停車(chē)場(chǎng)鋪裝面組成的不透水面是低影響場(chǎng)地規(guī)劃過(guò)程中的重要組成部分。減少不透水區(qū)徑流總量的方法介紹如下。
本大大降低。
Figure 1.Impervious surface changes due to urbanization
圖1 由于城市化而導(dǎo)致的不透水面變化
①改變道路布局
交通或道路布局對(duì)場(chǎng)地規(guī)劃中的總不透水面和水文環(huán)境有非常重要的影響。圖2說(shuō)明,在不同的道路布局選項(xiàng)中鋪面或不透水面的總長(zhǎng)度有顯著的變化,選擇一種合理的道路布局可以降低26%的不透水面積。
Figure 2.Length of pavement(imperviousness associated
with various road layout options)
圖2 鋪裝長(zhǎng)度(不透水面變化與道路布局相關(guān))
②縮小道路斷面
減少道路斷面寬度是一個(gè)可以用來(lái)減少場(chǎng)地不透水面的替代辦法。圖3顯示了一個(gè)典型的一般住宅街道斷面和一個(gè)典型的農(nóng)村住宅街道斷面。兩個(gè)斷面右邊的寬度是18米。主要居住區(qū)鋪裝斷面的寬度為12米寬,其中斷面包括路緣石和排水溝。通過(guò)在農(nóng)村居民點(diǎn)路段使用農(nóng)村道路斷面,路面寬度可以減少到9至12米,它表示鋪面寬度可以減少33%。農(nóng)村道路斷面中消除了混凝土路緣石和排水溝,并且使用了路邊植被洼地,這樣使建設(shè)成本大大降低。
(四)減少路旁停車(chē)
減少道路一側(cè)停車(chē),甚至完全消除路邊停車(chē),能夠減少路面和由此產(chǎn)生的場(chǎng)地總不透水區(qū)面積的25%-30%。
Figure 3.Typical road sections
圖3 典型道路斷面
(五)車(chē)道
車(chē)道是場(chǎng)地中另一個(gè)能夠被規(guī)劃以減少總不透水面積的元素,可以使用下面一些方法,其中包括:
①盡可能使用共享車(chē)道,尤其是在敏感地區(qū);
②限制行車(chē)道寬度為3米(適用于單車(chē)道和共享車(chē)道);
③車(chē)道和停車(chē)場(chǎng)使用透水鋪面材料如透水磚或碎石等,以增加徑流的滲透和運(yùn)輸時(shí)間。
(1)減少直接相連的不透水區(qū)
當(dāng)不透水區(qū)域無(wú)法減小的時(shí)候,還可以通過(guò)分散不透水區(qū)等微處理措施減少對(duì)水文的影響,這些措施包括如下:
①分散屋頂排水和引導(dǎo)水流流向植物種植區(qū);
②引導(dǎo)來(lái)自鋪裝面(比如車(chē)道)的水流進(jìn)入固定的植物生長(zhǎng)區(qū);
③分散來(lái)自大面積鋪裝面的水流流向;
④仔細(xì)確定不透水面以便使徑流從自然生態(tài)系統(tǒng)、植被緩沖區(qū)、自然資源領(lǐng)域或土壤滲透區(qū)流過(guò)。
(三)改善場(chǎng)地內(nèi)徑流路徑
匯水時(shí)間(Time of Concentration,簡(jiǎn)稱TC),連同場(chǎng)地中的水文條件,決定了雨水排放頻率的峰值。場(chǎng)地和基礎(chǔ)設(shè)施將影響到匯水時(shí)間,其中包括輸送距離(流動(dòng)路徑)、地面邊坡、表面粗糙度以及溝渠的形狀和模式等。
通過(guò)管理場(chǎng)地開(kāi)發(fā)中的徑流和輸送系統(tǒng)把影響和控制TC的技術(shù)納入到低影響場(chǎng)地規(guī)劃中:
①增加地面徑流。低影響開(kāi)發(fā)場(chǎng)地內(nèi)應(yīng)該最大限度延長(zhǎng)地面水流的距離,并盡量減少開(kāi)發(fā)后對(duì)匯水時(shí)間的干擾。這種做法將增加徑流的輸送時(shí)間,從而也增加了匯水時(shí)間。因此,排水洪峰率也會(huì)降低。區(qū)域中被分級(jí)為自然排水方式的徑流流動(dòng)速度應(yīng)該盡可能低,以避免水土流失。徑流可以通過(guò)沿自然排水緩沖區(qū)的高地突起安裝片流轉(zhuǎn)換器(Level spreaders)減緩速度,或在緩沖區(qū)高地一側(cè)創(chuàng)建一個(gè)平坦的面寬約9米的草地用于分散徑流,這草地可以被納入到緩沖區(qū)本身。
②增加和延長(zhǎng)徑流路徑。地表徑流路徑的增加同時(shí)也增加了入滲和輸送時(shí)間。低影響場(chǎng)地規(guī)劃的目標(biāo)之一是提供盡可能多的經(jīng)陸路或坡面的徑流,以增加用于屋頂和車(chē)道水流到達(dá)開(kāi)發(fā)洼地排水系統(tǒng)的時(shí)間。要做到這一點(diǎn),設(shè)計(jì)人員在確定去捕捉徑流到達(dá)草地之前可以直接將屋頂和車(chē)道徑流引入生物滯留設(shè)施、滲透溝、干井或者水箱。
圖4 沿山脊線布置道路保存和利用自然排水系統(tǒng)
③改善場(chǎng)地斜坡道路布局。在陡峭的坡地區(qū)興建道路不必要地增加了對(duì)場(chǎng)地土壤的干擾。良好的道路布局,通過(guò)道路等級(jí)設(shè)計(jì)和遵循沿山脊線運(yùn)行,避免把道路放置在陡峭的斜坡上(見(jiàn)圖4)。如果場(chǎng)地內(nèi)的道路使用傳統(tǒng)的道路設(shè)計(jì)規(guī)范,那么陡峭的場(chǎng)地坡度往往需要增加填挖量。如果納入到初始的細(xì)分布局過(guò)程中,坡度能夠成為開(kāi)發(fā)的有力條件。
替代道路布局選項(xiàng)使用道路規(guī)劃,基于山脊線和場(chǎng)地內(nèi)現(xiàn)有的排水模式指定街道盡端式的長(zhǎng)度和一側(cè)分支的數(shù)量:
A.對(duì)于有山脊的丘陵地區(qū)使用多個(gè)短分支盡端式道路;
B.對(duì)于地勢(shì)平坦的地區(qū)使用流暢的格網(wǎng)模式,但是有時(shí)需要打斷格網(wǎng)以避開(kāi)自然排水路徑和其他自然資源保護(hù)區(qū)。
圖5 LID最小場(chǎng)地分級(jí)和100年緩沖區(qū)要求
圖5闡述了平坦場(chǎng)地內(nèi)的低影響開(kāi)發(fā)場(chǎng)地分級(jí)技術(shù)。對(duì)于住宅開(kāi)發(fā),低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)應(yīng)該被應(yīng)用于建筑地層外的場(chǎng)地區(qū)域。建筑地層是該建筑周長(zhǎng)3米左右范圍內(nèi)的部分用4%的排水坡度。場(chǎng)地內(nèi)的土壤壓實(shí)應(yīng)該最大限度地避免對(duì)土壤入滲能力的影響。
(四)最大限度地使用開(kāi)放系統(tǒng)
只要有可能,低影響場(chǎng)地規(guī)劃應(yīng)該使用更多的開(kāi)放式排水系統(tǒng),以代替?zhèn)鹘y(tǒng)雨水排放系統(tǒng)。為了減輕洪水問(wèn)題,并減少對(duì)傳統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)的需求,植被或草地等開(kāi)放方式排水系統(tǒng)應(yīng)該作為輸送場(chǎng)地和道路內(nèi)地表徑流的主要手段被提供。
三.結(jié)語(yǔ)
低影響場(chǎng)地規(guī)劃是一種融合了低影響開(kāi)發(fā)相關(guān)理念的場(chǎng)地規(guī)劃模式,是低影響開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施的重要路徑。其主要思想是強(qiáng)調(diào)從源頭上控制場(chǎng)地開(kāi)發(fā)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)水文環(huán)境的影響,通過(guò)各種場(chǎng)地規(guī)劃工具和控制措施,模擬場(chǎng)地開(kāi)發(fā)前自然水文環(huán)境,并通過(guò)生態(tài)的方法來(lái)濾除地表徑流污染,對(duì)指導(dǎo)城市建設(shè)具有重要理論與現(xiàn)實(shí)意義。