董文睿,夏雙慶,程春龍,胡其聰,陶樂(lè)樂(lè),郭帥
(合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院,安徽 合肥 230009)
住宅小區(qū)作為城市建設(shè)的重要組成部分,是城鎮(zhèn)居民的主要活動(dòng)場(chǎng)所,美好的小區(qū)居住環(huán)境可以極大提高人民的生活幸福度。然而,近些年頻發(fā)的城市內(nèi)澇,對(duì)人民的生產(chǎn)、生活造成了極大的危害。海綿城市建設(shè)作為一種緩解城市內(nèi)澇的有效手段,規(guī)劃設(shè)計(jì)范圍包含了城市各個(gè)不同的功能區(qū)域,是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程,而已建成小區(qū)的海綿化改造具有因地制宜、工作量較少、改造強(qiáng)度較小、對(duì)現(xiàn)有環(huán)境影響小等特點(diǎn),是海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容之一。因此,近些年全國(guó)各地開展了大量的建成小區(qū)的海綿化改造試點(diǎn)。然而,已建成小區(qū)經(jīng)過(guò)海綿化改造后的實(shí)際效果如何,還值得深入研究。
我國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在2014年10月發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》,自2015年以來(lái)我國(guó)海綿城市的試點(diǎn)工作也在各地不斷開展。根據(jù)《合肥市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃(2016-2030年)》,合肥市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃期限為2016至2030年,其范圍為合肥市主城區(qū)范圍,合肥市區(qū)及周邊9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有涉及。
至2020年12月,合肥市已完成兩批海綿小區(qū)改造。通過(guò)對(duì)典型建成海綿小區(qū)的實(shí)地調(diào)研,對(duì)海綿化改造的實(shí)際效果進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析與梳理,對(duì)后續(xù)海綿化改造項(xiàng)目的開展來(lái)說(shuō)具有重要的參考價(jià)值。
本文采用合肥市第一批完成海綿化改造試點(diǎn)的航鑫家苑與望湖南苑小區(qū)作為主要研究對(duì)象。其中,望湖南苑小區(qū)位于祁門路與望湖西路交口西北側(cè),建成于2006年,占地面積約2.14hm,建筑面積約5506.7m。該小區(qū)是合肥市首個(gè)完成海綿化改造的小區(qū)。而航鑫家苑小區(qū)建成于1996年,是典型的老舊小區(qū),該小區(qū)為合肥市第一批海綿小區(qū)建設(shè)的試點(diǎn)之一,能夠很好地反映合肥市老舊小區(qū)海綿化改造情況。
航鑫家苑小區(qū)位于合肥市蜀山區(qū),小區(qū)整體占地面積約為7.59hm。改造前,航鑫家苑小區(qū)的硬質(zhì)路面占比達(dá)60%,管網(wǎng)布置復(fù)雜,存在較嚴(yán)重的雨污混接問(wèn)題,暴雨時(shí)易發(fā)生內(nèi)澇,雨水的有效利用率低。
航鑫家苑小區(qū)主要進(jìn)行了雨污分流改造以及小區(qū)下墊面的改造。在小區(qū)內(nèi)共建設(shè)有4處蜂巢蓄水池,配合小區(qū)雨污分流,同時(shí)通過(guò)透水鋪裝、卵石邊溝等海綿化措施,使降水最終匯入地下蓄水池[2]。
望湖南苑小區(qū)的海綿化改造目標(biāo)是解決雨污混流、內(nèi)澇問(wèn)題,同時(shí)實(shí)現(xiàn)雨水的蓄存及利用。小區(qū)主車道采用瀝青進(jìn)行增高,使雨水可以順道路坡度匯入路牙上的開孔側(cè)石,最終使雨水匯入雨水干管。小區(qū)支路、停車場(chǎng)以及一些公共區(qū)域均采用透水鋪裝,使得雨水能夠更好地下滲。海綿措施收集的雨水將分流入小區(qū)3個(gè)蓄水池,容積合計(jì)700m,蓄水池蓄滿后,雨水才會(huì)排入市政管道。
兩個(gè)小區(qū)海綿化改造完成后,可實(shí)現(xiàn)完全雨污分流,顯著減少了小區(qū)的道路雨水外排和徑流中的污染物總體排放量,有效緩解道路積水及污染問(wèn)題,其所在片區(qū)的綜合徑流系數(shù)也明顯下降,附近水域的水質(zhì)有效改善,提高了合肥市城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,以及城市市民居住生活環(huán)境質(zhì)量。
實(shí)地調(diào)研分為以下三個(gè)階段。
①區(qū)域概況調(diào)查。2020年9月至10月對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,熟悉區(qū)域情況及海綿化改造措施并對(duì)其進(jìn)行整理。
②雨天實(shí)地觀測(cè)。2020年10月至12月間為雨天觀測(cè)階段,觀察研究區(qū)域海綿化措施實(shí)際情況,海綿化改造措施是否正常運(yùn)行并進(jìn)行總結(jié)記錄。
③復(fù)核調(diào)研。2020年12月至2021年1月間對(duì)總結(jié)和分析前期調(diào)研時(shí)存在疑問(wèn)的區(qū)域進(jìn)行復(fù)核調(diào)研。
在本文研究區(qū)域中,主要海綿化改造措施見(jiàn)下表所示。
航鑫家苑小區(qū)的海綿化改造措施主要有卵石邊溝、蜂巢蓄水池、硅砂透水磚、生態(tài)停車場(chǎng)等;望湖南苑小區(qū)的海綿化改造措施則以卵石雨水溝、雨水花園、蜂巢蓄水池、硅砂透水磚為主。
調(diào)研海綿小區(qū)海綿改造措施表
望湖南苑小區(qū)道路兩側(cè)設(shè)有卵石雨水溝,在雨天實(shí)際觀察時(shí)能觀察到綠化帶的雨水順著坡度流入邊溝,路面徑流則通過(guò)開孔側(cè)石流入邊溝,鋪設(shè)的鵝卵石能有效地將樹葉、垃圾等雜物攔截下來(lái),同時(shí)也能起到一定截流作用,減輕管網(wǎng)壓力,使雨水溝在擁有良好排水能力的同時(shí)不影響景觀效果。進(jìn)入盲溝的雨水進(jìn)一步被引入雨水干管,最后進(jìn)入附近的蜂巢蓄水池。
雨水花園利用土壤和植物的過(guò)濾作用,在減少地表徑流的同時(shí)能對(duì)雨水進(jìn)行過(guò)濾。同時(shí)通過(guò)植物的搭配也能使得雨水花園有良好的景觀效果,改善小區(qū)環(huán)境。
圖1 卵石雨水溝實(shí)景圖
圖2 雨水花園實(shí)景圖
望湖南苑小區(qū)居民樓附近設(shè)置有雨水花園,其能有效收集周圍雨水徑流,延長(zhǎng)地表上雨水停留時(shí)間,增加雨水下滲量,從而減少暴雨時(shí)地表徑流,避免內(nèi)澇危害。
在航鑫家苑南段,居民樓外側(cè)設(shè)置有卵石邊溝,屋頂雨水先經(jīng)過(guò)卵石溝再排至周圍草地或樹池,用于減緩雨水立管處的集中排水。航鑫家苑小區(qū)將原有的建筑屋面雨水和陽(yáng)臺(tái)雨水分流,將新的陽(yáng)臺(tái)的雨水支管直接接至污水管,新設(shè)置的建筑屋面雨水支管則將雨水從屋面引入地面的卵石邊溝,在邊溝達(dá)到一定蓄水量后雨水流入雨水口,最終引到地下的蓄水池,進(jìn)行雨水的凈化和蓄存,從而實(shí)現(xiàn)雨水的蓄存及利用。
根據(jù)望湖南苑城市小區(qū)海綿化改造工程公開信息,該小區(qū)改造時(shí)采用分布式地下隱形水庫(kù)技術(shù)系統(tǒng)。在降雨量處于峰值時(shí),蜂巢蓄水池將雨水蓄存,為小區(qū)居民提供綠化、洗車用水等,多余雨水則進(jìn)入管網(wǎng),這樣既能緩解雨量峰值時(shí)的壓力,還能凈化雨水,提高雨水利用率。
航鑫家苑小區(qū)的海綿化改造工程則建有4處蜂巢蓄水池、總?cè)萘繛?300m,雨水進(jìn)入蜂窩蓄水池后,可用于小區(qū)的綠化澆灑、道路沖洗以及洗車和消防安全。
望湖南苑小區(qū)人行道和停車區(qū)域鋪設(shè)硅砂透水磚,其下鋪有一層硅砂混凝土,增強(qiáng)了透水磚的滲透性。進(jìn)行雨天實(shí)地觀察發(fā)現(xiàn),在降雨初期,雨水滴至透水磚上能夠立刻入滲,難以形成地表徑流。在經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間降雨后,透水磚透水能力稍有下降,但仍可有效減少地表徑流的產(chǎn)生。
航鑫家苑小區(qū)大部分人行道同樣使用了具有濾水功能的硅砂透水磚,與望湖南苑的類似,硅砂透水磚的透水效果較好,雨水滴在透水磚表面有較為明顯的下滲,但當(dāng)雨水較多時(shí),滲透速度較為不足,會(huì)形成少量積水。
航鑫家苑中段以及南段進(jìn)行了生態(tài)停車場(chǎng)的改造,由于鋪設(shè)了植草磚,綠化部分使雨水及時(shí)透過(guò)土壤下滲,較難形成積水。
通過(guò)三個(gè)階段的現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn),合肥市老舊小區(qū)海綿化改造后的滲水、水處理、景觀等效果較好,也得到了較好的保持,但部分海綿化措施存在一定程度的缺乏維護(hù)和失效等問(wèn)題。
圖3 硅砂透水磚實(shí)景圖
圖4 卵石邊溝實(shí)景圖
實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與建議總結(jié)如下:
望湖南苑小區(qū)的部分水溝溢流口較低,容易出現(xiàn)水溝尚未蓄滿,積水就已排出的情況,綜合蓄納能力受到影響;卵石水溝由混凝土砌成,內(nèi)部廢棄物較多,與周圍景觀的協(xié)調(diào)性與美觀性較差??梢酝ㄟ^(guò)優(yōu)化綠化帶高度層次布局,采用由喬木、灌木和草坪組成的復(fù)合群落結(jié)構(gòu)來(lái)增添此類海綿化措施的美觀與實(shí)用性。
航鑫家苑小區(qū)的生態(tài)停車場(chǎng)與望湖南苑小區(qū)的雨水花園均有部分區(qū)域存在植被破壞嚴(yán)重,綠化率較低的問(wèn)題??梢赃m當(dāng)增加停車位植草磚與植被的高度差,給予植被充足的生長(zhǎng)空間,減少植被破壞。對(duì)于雨水花園而言,可以選用有較強(qiáng)適應(yīng)能力且具有一定觀賞性的植物。同時(shí)要對(duì)周圍的氣候、環(huán)境因素進(jìn)行充分考慮,選擇適宜的植物。
航鑫家苑小區(qū)的綠地高度往往與路緣石齊平,甚至略高于綠地,且部分路緣石上的孔洞被落葉等雜物堵塞,嚴(yán)重影響了路面雨水流入綠地。因此,在對(duì)老舊小區(qū)進(jìn)行海綿化改造時(shí),應(yīng)充分考慮實(shí)際情況,因地制宜,根據(jù)既有地形重新合理規(guī)劃綠地高度,將原有草地改建為下凹式綠地,并定期養(yǎng)護(hù)植被、沖洗路緣石孔洞。同時(shí),可以鋪設(shè)具有一定傾斜坡度的路緣磚塊,并在開孔路緣石附近合理布置雨水篦子。
通過(guò)三個(gè)階段的實(shí)地調(diào)研與后期分析,對(duì)合肥市已建成的典型海綿小區(qū)的海綿化改造措施現(xiàn)狀及其成效進(jìn)行了調(diào)研。雖然部分海綿措施受到了一定程度的破壞,但是海綿化改造仍然有比較好的成效,能夠顯著地提升小區(qū)居民的生活。針對(duì)在調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的卵石邊溝、雨水花園、生態(tài)停車場(chǎng)與開孔路緣石存在的問(wèn)題,本文提出了一些改造意見(jiàn),如采用灌木和草坪組成的復(fù)合群落結(jié)構(gòu)來(lái)增加卵石邊溝的美觀與實(shí)用性。本研究成果將對(duì)海綿小區(qū)的改造與海綿措施的優(yōu)化提供一定的參考。