胡雨婷 梁曉紅 趙雪妍 陳映珠 郎靖怡

(東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 概述

21世紀(jì)是一個(gè)不平凡的世紀(jì)，我們所處的時(shí)代科技飛速發(fā)展，人類文明達(dá)到了前所未有的高度。但我們的生活環(huán)境也隨著工業(yè)發(fā)展、人口密度加大等等產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題，城市面貌“千城一面”，建筑林立高聳入云，到處都是鋼筋混凝土大廈，城市綠化減少，熱島效應(yīng)日益嚴(yán)重，水資源相比以往更加稀缺，各類污染嚴(yán)重，城市彈性減弱，自然災(zāi)害不斷發(fā)生。所以，未來(lái)城市的發(fā)展趨勢(shì)一定是建設(shè)一個(gè)更加具有彈性、更加生態(tài)平衡的城市，海綿城市應(yīng)運(yùn)而生，而如何將海綿城市建設(shè)得更加完善、系統(tǒng)是我們應(yīng)該探討和研究的問(wèn)題。

2 循環(huán)體系與“海綿城市”的聯(lián)系

我們的城市規(guī)劃與建設(shè)是在一窮二白的基礎(chǔ)上，可以說(shuō)是在摸索中探究出來(lái)的一條路，起初是建國(guó)前，例如德國(guó)、日本等國(guó)家在部分半殖民地城市所進(jìn)行的一些規(guī)劃與建設(shè)，新中國(guó)成立后蘇聯(lián)先后來(lái)了四批專家對(duì)城市規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)行了技術(shù)性的指導(dǎo)，之后就是我們的前輩、無(wú)數(shù)科學(xué)工作者一點(diǎn)點(diǎn)摸索出來(lái)的，適于中國(guó)現(xiàn)狀與國(guó)情的城市建設(shè)方法。

由于我們城市的建設(shè)與規(guī)劃并不是整體進(jìn)行的，有的是新區(qū)包圍舊城區(qū)，有的是局部開(kāi)發(fā)翻新舊城區(qū)，所以在建設(shè)海綿城市這一方面并不能達(dá)到理想化的設(shè)想。舉個(gè)例子，在城市道路基礎(chǔ)良好，城市肌理完善且有一定的歷史意義的情況下，我們不能將整個(gè)城市的路面都完全廢棄重新翻修成透水性路面，我們也不能拋棄原有的綠化系統(tǒng)建設(shè)下沉式綠地，這樣既破壞了城市的原有肌理與歷史回憶，也會(huì)耗費(fèi)大量的資金與人力，在翻修的期間也會(huì)給人們的生活帶來(lái)大大的不便。海綿城市建設(shè)的周期肯定不是僅僅五年、十年，我們需要長(zhǎng)時(shí)間的投入與改建才能收獲回報(bào)，單靠建設(shè)一個(gè)濕地公園，建設(shè)一個(gè)有海綿城市理念的小區(qū)綠化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能做到的。

所以，為海綿城市的建設(shè)提出一套可行的循環(huán)體系是重要且必要的，那么在城市不能大拆大建的情況下，我們?nèi)绾谓ㄔO(shè)一套完整的循環(huán)體系呢。本文中的循環(huán)體系基于建筑，建筑在物理?xiàng)l件上是組成城市的一部分重要因素，考慮需要投入的資金與實(shí)際的難度，改建建筑優(yōu)于改造城市。將部分表皮改建使之更有生態(tài)效益，聯(lián)系建筑內(nèi)部產(chǎn)生的廢水、廢物整體循環(huán)處理再反哺給建筑表皮的生態(tài)綠化，在海綿城市的生態(tài)大循環(huán)中加入人工小循環(huán)，這也是海綿城市的再發(fā)展，有利于海綿城市的建設(shè)、完成生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)。

3 基于“海綿城市”對(duì)循環(huán)體系的思考

3.1 水處理與循環(huán)體系

水資源的循環(huán)利用是循環(huán)體系的重要組成部分之一。在當(dāng)代城市建設(shè)與發(fā)展中，水資源是必不可少的重要資源，各種人居活動(dòng)與生產(chǎn)活動(dòng)都需要水資源。而隨著城市用水需求量逐步增加，如何合理有效地利用水資源、提高水資源利用率成為了城市發(fā)展中的重要課題。

在本循環(huán)體系中，水體循環(huán)主要分為三部分。第一部分是自然生態(tài)水體循環(huán)，打造具有與“海綿城市”理念相符的建筑，將建筑屋頂?shù)谋砥ど鷳B(tài)綠化，這種生態(tài)綠化不同以往的屋頂綠化，我們選擇種植農(nóng)作物，既能提高生態(tài)效益也能緩解糧食壓力、縮短糧食里程。農(nóng)作物會(huì)自然地吸水儲(chǔ)水，農(nóng)作物本身可利用的水會(huì)被植物本身吸收，多余的水分被水循環(huán)裝置收集；第二部分是人工水循環(huán)體系，在城市用水中，市民生活用水占據(jù)了較大的一部分，同時(shí)，大部分生活用水在使用后會(huì)轉(zhuǎn)化為不同污染程度的廢水，被無(wú)差別排放。這一過(guò)程會(huì)造成水資源的大量消耗，給城市供水帶來(lái)巨大壓力。隨著城市化進(jìn)程的加快，水資源的供需矛盾會(huì)更加尖銳，進(jìn)而影響城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民的生活質(zhì)量。在人工水循環(huán)體系中，城市生活用水按照功能與接觸程度被分門(mén)別類，通過(guò)具體的分類對(duì)生活污水進(jìn)行回收、凈化和循環(huán)使用。我們主要把生活污水分成灰水及黑水兩大類，由廚余、沐浴、盥洗產(chǎn)生的灰水，在一定程度上受到污染較小，可以通過(guò)簡(jiǎn)單過(guò)濾裝置處理轉(zhuǎn)換成低品質(zhì)的生活用水，再通過(guò)水循環(huán)體系對(duì)屋頂農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，而含有糞便物質(zhì)的黑水，由于沖刷糞便等排遺物和排泄物污染程度較重，難以進(jìn)行深度的凈化處理以用于生產(chǎn)生活，我們會(huì)通過(guò)循環(huán)裝置對(duì)其處理，將有害水質(zhì)處理成無(wú)害廢水再排掉。對(duì)生活污水的處理與利用就是水循環(huán)體系的第二部分；第三部分是農(nóng)作物微觀水體循環(huán)，屋頂農(nóng)作物本身進(jìn)行光合作用、呼吸作用，微觀上水分子參與這一部分循環(huán)。

3.2 固體廢棄物處理與循環(huán)體系

循環(huán)體系中的固體廢棄物處理與循環(huán)也是較為重要的一部分，屋頂生態(tài)農(nóng)作物的生長(zhǎng)必然少不了肥料，而生活中人們也會(huì)產(chǎn)生一些廚余垃圾，其實(shí)這些垃圾通過(guò)處理便可以成為很好的有機(jī)肥料，如何創(chuàng)造一個(gè)無(wú)危害的、生態(tài)的、有機(jī)的固體循環(huán)體系便是我們應(yīng)該思考的問(wèn)題。

對(duì)此，本循環(huán)體系中的固體廢棄物循環(huán)與利用主要包含兩部分，綠化廢棄物和廚余廢棄物。綠化廢棄物是指屋頂農(nóng)作物自然凋落或由人工修剪時(shí)，所產(chǎn)生的枯枝、落葉、草屑等植物殘?bào)w。將綠化廢棄物通過(guò)循環(huán)裝置處理成肥料，再將其回歸土壤，充分利用，便可以替換掉黃土，產(chǎn)生更好的效益，將水分更有效的鎖住，實(shí)現(xiàn)綠色廢棄物的循環(huán)利用，同時(shí)也減少了人工處理綠化廢棄物的人力物力消耗；廚余廢棄物主要是生活中產(chǎn)生的廢棄物，例如丟棄不用的菜葉、剩飯、果皮等等，這些通過(guò)廚房的水池下面的廚余粉碎機(jī)將垃圾粉碎，再通過(guò)固體循環(huán)系統(tǒng)沼氣發(fā)酵直接連入到水池管道接口處，成為供給農(nóng)作物肥料系統(tǒng)的一部分，循環(huán)體系工作流程圖見(jiàn)圖1，示意圖見(jiàn)圖2。

4 循環(huán)體系的社會(huì)價(jià)值

4.1 循環(huán)體系相對(duì)于其他循環(huán)裝置優(yōu)越性

我們的一二線城市，乃至三四線城市，都被人詬病“千城一面”，建筑高聳沒(méi)有特點(diǎn)、沒(méi)有美感。本文提到的循環(huán)體系，首先是通過(guò)屋頂農(nóng)作物完成了吸水儲(chǔ)水，農(nóng)作物本身可利用的水會(huì)被植物本身吸收，多余的水分被水循環(huán)裝置收集，同時(shí)，與建筑產(chǎn)生的生活廢水一同通過(guò)過(guò)濾自動(dòng)儲(chǔ)存，建筑產(chǎn)生的廢物廢氣也會(huì)經(jīng)過(guò)處理作為農(nóng)作物的肥料。整個(gè)循環(huán)體系相對(duì)于其他市面存在的循環(huán)體系有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，作為循環(huán)體系的第一部分，也就是生態(tài)綠化屋頂農(nóng)作物可以改良城市面貌，打破“千城一面”的局面，給城市在不同季節(jié)帶來(lái)不同的景色，在城市美化方面優(yōu)于其他循環(huán)體系；第二，本文提到的循環(huán)體系將生態(tài)循環(huán)和人工循環(huán)相結(jié)合，再反哺給自然，較為完整全面，優(yōu)于市面上單一的水循環(huán)、廢物循環(huán)、生態(tài)循環(huán)；第三，由于本文提及的循環(huán)體系有一部分是借助于海綿城市理念的自然生態(tài)循環(huán)，所以相對(duì)于其他的循環(huán)體系更加節(jié)能、環(huán)保，更適于當(dāng)下時(shí)代。

4.2 海綿城市理念下的技術(shù)支持

循環(huán)體系的不斷完善和創(chuàng)新，意味著海綿城市從一個(gè)抽象的理論學(xué)術(shù)概念，逐步走向?qū)嵺`，使城市逐漸成為一個(gè)低耗能，低污染，少浪費(fèi)的完整生態(tài)系統(tǒng)。循環(huán)體系的建設(shè)過(guò)程為“海綿體”的建設(shè)提供了多元方向和措施手段，循環(huán)體系建設(shè)過(guò)程中通過(guò)改善現(xiàn)有的灰色基礎(chǔ)設(shè)施(城市老舊運(yùn)輸管道和原有排水排固體廢棄物系統(tǒng))，建設(shè)完善高滲透率、利用率的新型海綿體循環(huán)體系，改善城市氣候。循環(huán)體系在打破制約的同時(shí)，秉承“生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展”的理念，不斷實(shí)踐和發(fā)展，為海綿城市的建設(shè)提供了方向，其所取得的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、教育方面的效益也調(diào)動(dòng)了群眾和政府的積極性，在發(fā)展過(guò)程中取得的創(chuàng)新性研究，刺激和促進(jìn)了海綿城市發(fā)展，有效推動(dòng)城市向資源節(jié)約、人與自然和諧共生的方向發(fā)展。循環(huán)體系為海綿城市的建設(shè)和發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)，循環(huán)體系在維護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、城市可持續(xù)發(fā)展和新城開(kāi)發(fā)中都扮演著重要角色。

4.3 海綿城市建設(shè)與循環(huán)體系的相互促進(jìn)

城市是一個(gè)運(yùn)動(dòng)中的有機(jī)生態(tài)系統(tǒng)，其發(fā)展和活動(dòng)受到城市本身和外在因素的影響，循環(huán)體系就是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。海綿城市新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(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放并加以利用。而循環(huán)體系就是在當(dāng)前城市灰色基礎(chǔ)設(shè)施老化，資源流失嚴(yán)重，城市污染排量大的現(xiàn)狀上，通過(guò)自然途徑和人工手段干預(yù)的方式，結(jié)合“生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展”的基本理念，使城市成為一個(gè)科學(xué)健康完整的有機(jī)生態(tài)系統(tǒng)。所以循環(huán)體系的探討研究與海綿城市的建設(shè)相互促進(jìn)。明晰循環(huán)體系的根本目標(biāo)、措施手段、基本理念，是我們更好地建設(shè)海綿城市的根本，實(shí)現(xiàn)水體循環(huán)向“滲、滯、蓄、凈、用、排”新時(shí)代的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變和固體廢棄物向“利用，減排，輕質(zhì)”方向發(fā)展，是我們更好地改善與研究循環(huán)體系的根本。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，海綿城市的建設(shè)已經(jīng)成為城市建設(shè)規(guī)劃的主流方向之一，我們對(duì)海綿城市的建設(shè)與打造絕不是在一朝一夕、三年五年之內(nèi)就能完成的，需要長(zhǎng)期的實(shí)踐與不斷的摸索，才能探究出一條適宜于當(dāng)代城市發(fā)展的方法與理論體系。怎樣更高效、更合理的建設(shè)海綿城市，是我們應(yīng)該不斷思考的問(wèn)題。綜上所述，循環(huán)系統(tǒng)作為可以提高海綿城市效益的一種體系，將循環(huán)系統(tǒng)更加完善，可以將海綿城市的建設(shè)推向另一個(gè)新的領(lǐng)域，循環(huán)系統(tǒng)是海綿城市建設(shè)中不可或缺的一部分。