張 偉

(中鐵房地產(chǎn)集團(tuán)華南有限公司 廣東廣州 510000)

1 引言

2012年首次作為新概念被提出的海綿城市作為城市發(fā)展的新理念得到廣泛關(guān)注和政策支持，2013年至今先后由國(guó)務(wù)院及相關(guān)部委密集出臺(tái)相關(guān)支持政策及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，海綿城市也被LEED認(rèn)證體系及《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50378-2019)[1]、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50014-2006)(2016年版)[2]作為必選技術(shù)之一，尤其2019年執(zhí)行的綠色建筑新國(guó)標(biāo)在環(huán)境宜居章節(jié)中海綿城市技術(shù)措施所占的分?jǐn)?shù)比例較高。

海綿城市的理念主要包括保護(hù)城市原有生態(tài)、開(kāi)展生態(tài)恢復(fù)和修復(fù)以及低影響開(kāi)發(fā)(Low Impact Development，LID)三方面。而LID作為海綿城市的核心，通過(guò)分散、小規(guī)模的源頭控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)暴雨所產(chǎn)生的徑流與污染的控制，維持場(chǎng)地開(kāi)發(fā)前后水文特征不變。當(dāng)前LID理念主要集中在LID單項(xiàng)技術(shù)和技術(shù)組合的應(yīng)用研究[3-4]、水文模型精細(xì)化研究[5-7]、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)[8-9]等，但較少有關(guān)LID技術(shù)在華南地區(qū)高密度小區(qū)的系統(tǒng)性應(yīng)用研究。

對(duì)于作為房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的高密度小區(qū)而言，在LID技術(shù)應(yīng)用上，傳統(tǒng)意義上的許多LID措施不僅昂貴且收效并不理想，因此不僅需要關(guān)注LID技術(shù)的可行性，也需要關(guān)注LID技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)成本及地域應(yīng)用局限性。為此，通過(guò)分析華南地區(qū)降水特征，結(jié)合實(shí)地調(diào)研、理論分析及成本計(jì)算后，確定華南地區(qū)高密度小區(qū)的LID適用性技術(shù)措施。

2 華南地區(qū)降水特征及雨水利用現(xiàn)狀問(wèn)題

2.1 降水特征

從圖1可以看出，年降水量分布特點(diǎn)為由東南沿海向西北內(nèi)陸遞減，華南地區(qū)的年降水量基本都高于1 600 mm，甚至部分城市超過(guò)3 000 mm。

圖1 中國(guó)年降水量空間分布云圖

根據(jù)中國(guó)氣象網(wǎng)對(duì)華南地區(qū)典型城市廣州、深圳、南寧、?？诘慕邓拷y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以得出華南地區(qū)4個(gè)典型城市的月平均降水量、月最大降水量的變化范圍分別為35.8～939.9 mm、542.7～939.9 mm，降水量較大的月份均集中在5～9月份，如圖2所示。

圖2 華南地區(qū)典型城市月降水量特征

通過(guò)由中國(guó)氣象局國(guó)家信息中心提供的觀測(cè)點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)，將逐時(shí)降水強(qiáng)度分為10類以便于完整評(píng)估降水變化趨勢(shì)，得出華南地區(qū)在5～9月的中～強(qiáng)降水所占比例高達(dá)96.9%[10]，也就是說(shuō)對(duì)于華南地區(qū)而言，出現(xiàn)中～強(qiáng)降水的現(xiàn)象較為普遍，若無(wú)匹配的排水措施，極易出現(xiàn)“內(nèi)澇”等現(xiàn)象。

2.2 雨水利用現(xiàn)存問(wèn)題

對(duì)于大部分小區(qū)而言，目前的雨水管理基本停留在將雨水快速直接排放到市政雨水管網(wǎng)中，雨水利用更是通過(guò)“源頭收集——遠(yuǎn)距離處理——回到源頭”這種長(zhǎng)距離利用方式，從而引發(fā)大規(guī)模的管道建設(shè)，也不可避免地造成在傳輸過(guò)程中管道的二次污染。這種思維模式的固化，體現(xiàn)了當(dāng)前小區(qū)雨水利用存在較多問(wèn)題。

(1)對(duì)雨水資源價(jià)值和生態(tài)效益的認(rèn)識(shí)不足

小區(qū)設(shè)計(jì)千篇一律，設(shè)計(jì)過(guò)于流水化，系統(tǒng)分工不明確，缺乏對(duì)基地原有條件的評(píng)估，走上了粗放城市化路線，沒(méi)有足夠尊重自然條件。小區(qū)的雨洪管理將雨水視為阻礙出行和住戶安全問(wèn)題的棄置資源，管理的出發(fā)點(diǎn)僅為了雨水快速排出，通過(guò)設(shè)置點(diǎn)式雨水口收集雨水后經(jīng)由管道系統(tǒng)快速排入市政或下游管道，顯然浪費(fèi)了水體資源，并且需要外界不斷投入，造成資源不可持續(xù)。

(2)社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件造成雨水利用復(fù)雜化

高密度小區(qū)雨水利用復(fù)雜化主要包括開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大而制約空間承載能力、規(guī)劃設(shè)計(jì)地域化以及不同小區(qū)定位使之發(fā)展目標(biāo)差異化。高密度小區(qū)具有開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高、體量大的特點(diǎn)，造成道路、綠地布局及硬質(zhì)活動(dòng)場(chǎng)地等外部空間用地緊張，且激增的人口也對(duì)地下停車空間提出更多的占地面積要求。與此同時(shí)，不同地區(qū)的自然條件、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和排水要求的不同，使得規(guī)劃設(shè)計(jì)更為復(fù)雜化。

(3)缺乏雨水利用系統(tǒng)性規(guī)劃法規(guī)和框架

當(dāng)前雨水規(guī)劃屬于附屬規(guī)劃，僅作為用地開(kāi)發(fā)條件之一，相較于開(kāi)發(fā)強(qiáng)度等焦點(diǎn)問(wèn)題，并未獲得足夠重視，且缺少?gòu)?qiáng)制執(zhí)行和獎(jiǎng)懲機(jī)制，開(kāi)發(fā)商、物業(yè)運(yùn)營(yíng)方及小區(qū)住戶均對(duì)雨水利用無(wú)明確認(rèn)識(shí)和執(zhí)行意愿，常導(dǎo)致總體無(wú)疾而終。

(4)小區(qū)的雨水利用不成體系

當(dāng)前小區(qū)設(shè)計(jì)存在空間要素各自為政，平面和空間上相互獨(dú)立，建筑、道路、綠地的明確界限，使得小區(qū)雨水利用整體失靈。雖然小區(qū)實(shí)現(xiàn)了雨污分流排放，但其雨水利用流程依舊借助管道排放系統(tǒng)指向污水處理廠，人工系統(tǒng)占據(jù)主導(dǎo)地位，無(wú)法發(fā)揮自然排水功能。

3 LID技術(shù)在高密度小區(qū)各要素中的應(yīng)用

通過(guò)實(shí)地調(diào)研LID單項(xiàng)技術(shù)措施在華南地區(qū)的應(yīng)用效果后，提出幾種適用技術(shù)措施，包括綠色屋頂、雨水花園、透水磚鋪裝、干式植草溝等，如圖3所示。

圖3 適用于華南地區(qū)高密度小區(qū)的LID措施

針對(duì)不同LID措施的特點(diǎn)，將高密度小區(qū)劃分為建筑、道路、公共場(chǎng)地、綠地四種要素，確定LID措施在各要素上的應(yīng)用。

3.1 LID技術(shù)在高密度小區(qū)建筑上的應(yīng)用

對(duì)于常采用平屋面或坡度較低的坡屋頂?shù)娜A南地區(qū)高密度小區(qū)建筑本體相比昂貴的垂直綠化而言，綠色屋頂顯然是一個(gè)既簡(jiǎn)單實(shí)惠又兼顧排水和隔熱的LID措施，防止雨水落到普通建筑屋頂上快速形成雨水徑流后向其它下墊面轉(zhuǎn)移沿途的污染物，并且有效緩解華南地區(qū)屋頂隔熱問(wèn)題，提高頂層住戶的居住環(huán)境質(zhì)量。由于華南地區(qū)降水量大，往往超過(guò)雨水回收可容納的范圍，因此可結(jié)合小區(qū)建筑風(fēng)格設(shè)置雨水罐，通過(guò)收集多余的雨水用于路面清洗或外排到場(chǎng)地內(nèi)綠地等景觀區(qū)域，進(jìn)行源頭管理。

3.2 LID技術(shù)在高密度小區(qū)道路上的應(yīng)用

高密度小區(qū)道路面積占比較大，約占整個(gè)小區(qū)的30%以上。而由于粗放設(shè)計(jì)，常采用不透水下墊面，導(dǎo)致“積水成片”的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。在LID措施應(yīng)用過(guò)程中，首先考慮滿足車輛通行的要求下最大限度增大道路的透水面積；其次設(shè)計(jì)高于周邊綠化帶標(biāo)高的道路路面，以便于將路面雨水引入，來(lái)減少路面的積水現(xiàn)象；最后利用道路綠化帶設(shè)計(jì)雨水花園、干式植草溝等，在保證道路安全通行的前提下，整合道路景觀和道路雨水管理，營(yíng)造兼顧雨水管理的綠色道路景觀。注意采用干式植草溝是考慮到華南地區(qū)屬于濕熱氣候，濕式植草溝容易引起蚊蟲(chóng)滋生，影響小區(qū)住戶的生活感受。

3.3 LID技術(shù)在高密度小區(qū)公共場(chǎng)地上的應(yīng)用

對(duì)于華南地區(qū)高密度小區(qū)而言，活動(dòng)廣場(chǎng)僅作為小區(qū)住戶進(jìn)行短暫活動(dòng)的區(qū)域，負(fù)荷要求較低，可采用透水鋪裝進(jìn)行鋪設(shè)，不僅能夠解決暴雨過(guò)后活動(dòng)廣場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間積水的現(xiàn)象，同時(shí)通過(guò)降低地面表面溫度使之變成一個(gè)熱舒適性較高的活動(dòng)場(chǎng)地。對(duì)于停車場(chǎng)而言，除了少部分小區(qū)會(huì)采用透水磚鋪設(shè)以外，大部分僅作為簡(jiǎn)單的土地利用，滿足停車功能。實(shí)際上，停車場(chǎng)面積較大，可以改造成一個(gè)具有景觀特征的雨水花池，通過(guò)邊緣區(qū)設(shè)置小型雨水花園和透水鋪裝，將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)滲透空間[11-12]。

3.4 LID技術(shù)在高密度小區(qū)綠地上的應(yīng)用

目前高密度小區(qū)綠地除了景觀作用外，并沒(méi)有發(fā)揮雨水管理的功能，部分小區(qū)的綠地高度甚至高于地面，導(dǎo)致起不到雨水匯集的作用。隨著現(xiàn)在人們?cè)絹?lái)越追求“綠色”，綠地面積所占面積比例也較高，因此綠地可作為雨水管理的核心，設(shè)置雨水花園將建筑、路面、公共場(chǎng)地的雨水管理進(jìn)行匯集后進(jìn)行集中針對(duì)性處理，甚至可將綠地做成人工濕地，既發(fā)揮綠地在雨水管理的核心作用，而且形成小區(qū)內(nèi)一道美麗的景觀風(fēng)景線。

3.5 高密度小區(qū)LID技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

國(guó)外的案例顯示，LID項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成本相較傳統(tǒng)模式能節(jié)約15%～80%的成本。通過(guò)分析，在不考慮因綠色屋頂導(dǎo)致剪力墻基礎(chǔ)的要求提高外，綠色屋面通過(guò)減少屋頂保溫材料來(lái)實(shí)現(xiàn)單位面積造價(jià)相較普通屋面減少10元；透水鋪裝的造價(jià)相較不透水路面可節(jié)省13.2% ～24.5%；植草溝、雨水花園及下沉式綠地由于是新增設(shè)置，雖無(wú)成本對(duì)比，但從造價(jià)上可以看出這三種LID措施并不需要付出高昂的成本就可以獲得較好的場(chǎng)地雨水管理效果及景觀效果(見(jiàn)表1)。

表1 部分LID措施造價(jià)

3.6 注意事項(xiàng)

華南地區(qū)不同于北方地區(qū)，需盡可能回收雨水量，在LID措施應(yīng)用的同時(shí)，需設(shè)置有效的人工設(shè)施進(jìn)行有效補(bǔ)充。高密度小區(qū)人口基數(shù)大、用地緊張，單純依靠自然手段來(lái)實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)的暴雨雨水管理顯然并不現(xiàn)實(shí)，因此應(yīng)當(dāng)提倡自然與人工互補(bǔ)的雨洪消解模型，以便于通過(guò)優(yōu)先自然消解、人工設(shè)施協(xié)助的模式既實(shí)現(xiàn)雨水回收利用又不會(huì)耗費(fèi)過(guò)大成本以及降低小區(qū)住戶的出行不便風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

(1)分析華南地區(qū)降水特征，明確華南地區(qū)雨水管理的必要性，并提煉當(dāng)前高密度小區(qū)內(nèi)雨水管理的現(xiàn)存問(wèn)題，從而對(duì)小區(qū)雨水管理提出新要求。

(2)通過(guò)實(shí)地調(diào)研和分析華南地區(qū)高密度小區(qū)特點(diǎn)，確定包括綠色屋頂、透水鋪裝、干式植草溝、雨水花園等適用性較高的LID措施，既能滿足雨水管理，又能夠降低包括屋頂、公共場(chǎng)地地面、路面等表面溫度，提高室外空間熱舒適性。

(3)將高密度小區(qū)劃分不同元素，對(duì)應(yīng)不同元素提出相應(yīng)的LID措施應(yīng)用方法，并提出華南地區(qū)需建立優(yōu)先自然消解、人工設(shè)施協(xié)助的雨水管理模式。