陳雪文,陳長(zhǎng)青,戈芯,錢力
1.蘇州高新區(qū)獅山橫塘街道建設(shè)管理服務(wù)所;2.中國(guó)建筑第八工程局總承包公司江蘇分公司;3.常熟市莫城街道社會(huì)事務(wù)服務(wù)中心;4.常熟市莫城街道經(jīng)濟(jì)服務(wù)中心
海綿城市理念的提出和升級(jí),主要是為了保證城市可以像海綿一樣,起到防御自然災(zāi)害以及適應(yīng)環(huán)境新變化的作用。尤其是在城市河道治理工作中,海綿城市理念的應(yīng)用能夠進(jìn)一步調(diào)節(jié)河道的凈水、滲水和蓄水功能,并確保在需要用水時(shí)河道可以重新釋放活力,為整座城市的建設(shè)以及生態(tài)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。因此,在實(shí)際的河道治理工作中應(yīng)用海綿城市的理念,需要建設(shè)相應(yīng)的河道生態(tài)綜合整治工程,并加強(qiáng)對(duì)各城市河道生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),從而進(jìn)一步貫徹落實(shí)綠色發(fā)展的環(huán)保理念。
海綿城市概念是指要保證整座城市可以像海綿一樣,能夠及時(shí)適應(yīng)環(huán)境新變化,并抵御各類自然災(zāi)害,確保城市具有一定的環(huán)境彈性。例如,在降雨量過多的時(shí)候,能夠通過吸收和凈化雨水等將其存儲(chǔ)起來,補(bǔ)充地下水。當(dāng)城市干旱缺水的時(shí)候,能夠?qū)⒂晁匦箩尫?,并確保整座城市地下水、地表水的水循環(huán)系統(tǒng)通暢無阻,對(duì)排水、集水工程起到積極的推進(jìn)作用[1]。
與傳統(tǒng)大中型城市建設(shè)不同的是,海綿城市的發(fā)展具有以下特點(diǎn):首先,海綿城市的建設(shè)和發(fā)展不能依靠原有的市政給排水工程來實(shí)現(xiàn),必須要有更加豐富的排水方式和渠道,并通過對(duì)降水進(jìn)行存儲(chǔ)、吸收和釋放,保護(hù)整座城市的自然環(huán)境,緩解內(nèi)澇和干旱的問題。其次,海綿城市的建設(shè)能夠?qū)φ麄€(gè)城市的排水功能進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展和完善,起到對(duì)城市綠色生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和保護(hù)作用,甚至能協(xié)調(diào)利用城市的一些基礎(chǔ)設(shè)施,如對(duì)道路、公園和綠化等進(jìn)行多元的給排水調(diào)節(jié)[2]。
首先,設(shè)計(jì)理念的凸顯需要使河道能夠恢復(fù)自然的形態(tài)。城市河道在發(fā)展的過程中,由于時(shí)間漫長(zhǎng)生成了一系列彎曲的河道形狀,甚至在外力的沖擊下,大多數(shù)河道的形狀五花八門,不僅直接更改了河道原先的水流形態(tài),甚至對(duì)河道周邊的防護(hù)地帶造成了沖擊和侵蝕。因此在整治河道的實(shí)踐中,需要進(jìn)一步恢復(fù)河道天然的狀態(tài),依照現(xiàn)如今河道自然的走勢(shì),與附近的綠地和基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合,修建形態(tài)各異的河道,讓周圍的水環(huán)境能夠更加立體且豐富。這樣的改良使原本河道岸線的設(shè)計(jì)模式不變,能夠?yàn)楦浇参镆约棒~類創(chuàng)造更多的生存空間,并改善河道水質(zhì)。
其次,海綿城市概念的提出可以促進(jìn)河道水體與岸坡實(shí)現(xiàn)大量的水體交換。在城市河道治理的實(shí)踐中,治理單位一般會(huì)利用漿砌塊石、鋼筋砼擋墻以及現(xiàn)澆混凝土等一些質(zhì)地較硬的材料,這些材料雖然能夠阻隔底泥和水、岸坡和水之間的聯(lián)通,起到較好的抗洪作用,但是卻抑制了水生植物的生長(zhǎng),破壞了附近水生態(tài)的平衡。因此,在海綿城市概念提出之后,在對(duì)城市河道進(jìn)行治理的時(shí)候,也應(yīng)該遵循自然保護(hù)的原則,使河道內(nèi)的自然生態(tài)保持平衡,并實(shí)現(xiàn)良好的水體循環(huán)。例如,采用一些質(zhì)地相對(duì)較軟的護(hù)岸材料,使地下水和地表水之間形成良好的水體交換和循環(huán),為水生植物、動(dòng)物創(chuàng)造更多的棲息空間,保障其繁育和生長(zhǎng)。與此同時(shí),河底鋪墊的技術(shù)和方式也可以阻絕外界的沖刷。例如,依托拋石護(hù)岸自然緩坡的設(shè)計(jì),保障了河道生態(tài)護(hù)坡的形成,而且也加速了水體循環(huán)。
首先,我國(guó)城市河道的治理工作與城市的建設(shè)和發(fā)展用地之間存在矛盾。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的逐漸加快,在大中型城市中,土地的利用價(jià)值更高,但同時(shí)也凸顯了用力緊張的矛盾。為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,部分開發(fā)商侵占河道用地或濕地,建設(shè)商品房或其他設(shè)施,嚴(yán)重影響了河道的生態(tài)平衡,也破壞了水系統(tǒng)的循環(huán)。因?yàn)樵谡5暮拥乐卫碇校枰卫砣藛T充分考量河道內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)和自然流態(tài),建設(shè)一系列水生植被緩沖帶,確保河道內(nèi)生生物具有多樣性,為附近的居民提供更加和諧的生活環(huán)境[3]。
其次,河岸出現(xiàn)硬化問題,對(duì)河道水生系統(tǒng)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞。現(xiàn)如今,部分城市在河道治理工作,為了確保防洪功能的穩(wěn)定性,忽視了為生物提供多樣化生存環(huán)境的重要性,也沒有建設(shè)相應(yīng)的生態(tài)廊道。還有部分城市為了突出河道治理成果,直接利用硬石塊或混凝土建設(shè)河道兩岸,導(dǎo)致河岸持續(xù)硬化,雖然可以在短時(shí)間內(nèi)提高河堤的防洪效果,但是卻直接阻隔了水土循環(huán),無法突出水體的凈化功能。
再次,不當(dāng)?shù)暮拥乐卫碇率购拥烙偃麌?yán)重。通常情況下,河道兩岸以土坡為主,附近的居民或工廠為了方便,直接將生活生產(chǎn)垃圾排入到河道內(nèi),致使河道底泥不斷上翻,出現(xiàn)淤積,造成水流不通暢或不流通的問題。這樣不僅會(huì)使河道的續(xù)調(diào)功能出現(xiàn)紊亂,甚至也會(huì)對(duì)整座城市的泄洪防澇效果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。尤其是一些生活生產(chǎn)垃圾的涌入,使得河道底部出現(xiàn)大面積污染問題,影響了整個(gè)河道的水生環(huán)境以及水質(zhì)。
最后,其他市政工程和基礎(chǔ)性工程的建設(shè)為河道帶來消極影響。通常情況下,河道在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后,形狀會(huì)發(fā)生彎曲,本身不利于城市的規(guī)?;ㄔO(shè)。部分城市在進(jìn)行河道治理的時(shí)候,需要對(duì)其進(jìn)行改建或重新修復(fù),將原本呈現(xiàn)彎曲狀態(tài)的河道強(qiáng)行變直,這樣雖然能夠起到美化城市景觀的功效,但卻在很大程度上縮減了河道的排水面積和蓄水面積,一旦城市發(fā)生內(nèi)澇,不僅不利于河道的排水和積滲,甚至?xí)霈F(xiàn)洪水泛濫的問題。
在建設(shè)防洪工程的時(shí)候,依托海綿城市的設(shè)計(jì)理念,要求河道治理單位能夠?qū)Ψ篮橄到y(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃,依照河道原有的生存狀態(tài)和形狀進(jìn)行積極的防洪建設(shè)。而在進(jìn)行截流工程部署的時(shí)候,需要河道治理人員能夠在各階段的河道內(nèi)設(shè)置一些必要的截流裝置,自動(dòng)攔截污水,防止污染物對(duì)水源造成破壞。必要情況下,可以在河道正中央設(shè)置高端的節(jié)流裝置,使上下游的河道加以分離。除此之外,海綿城市的應(yīng)用還要求河道治理要積極開展補(bǔ)水工程,并完善生態(tài)景觀和環(huán)境改善工程的應(yīng)用,從而確保整座城市上蓄下排功能的實(shí)現(xiàn),提高防洪的安全性[4]。
河道治理技術(shù)一般包括物理化學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)兩種,物理化學(xué)技術(shù)雖然短期效果好,但是存在治標(biāo)不治本的情況。例如,利用引水稀釋、沖刷底泥、引水沖淤以及截污分流等技術(shù),能夠提高河道水體的質(zhì)量,或者是依照水體中污染物濃度和種類的不同,向其中加入化學(xué)藥劑,使整個(gè)水體產(chǎn)生沉淀和絮凝反應(yīng),達(dá)到去除其中污染物的目的。具體方法包括重金屬固定法、化學(xué)除藻法以及營(yíng)養(yǎng)鹽固定法等。但是這些方法治理成本相對(duì)較高,而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看,很可能會(huì)對(duì)河道水生生物和植物產(chǎn)生不良的影響,甚至造成更多的污染。
其次,生物治理方法與海綿城市理念不謀而合,主要目的是強(qiáng)化河道的健康發(fā)展。具體方式包括利用生物細(xì)胞、植物、細(xì)菌以及真菌的自然代謝,去除河道水體中的污染物,不僅二次污染威脅相對(duì)較小,而且投資成本低,長(zhǎng)遠(yuǎn)效果顯著,具體方法包括膜生物反應(yīng)法、生物接觸氧化法以及活性污泥法等。以活性污泥法為例,就是向河道水體中持續(xù)接入空氣,利用活性污泥自帶的氧化吸附和生物凝聚效果,分解河道污水中大量的有機(jī)污染物,使水和泥實(shí)現(xiàn)大面積分離,達(dá)到水體凈化的功效。
基于海綿城市理念,在對(duì)河道進(jìn)行治理的時(shí)候,要求治理人員能夠保留坑塘原本的大小,并保持其原有的自然形態(tài),利用坑塘河、河道連通的優(yōu)勢(shì),將整個(gè)坑塘當(dāng)作河道的景觀用蓄水池和滯蓄洪區(qū)等,這樣不僅能夠增加河道的下滲量,同時(shí)還可以在河道洪峰期調(diào)節(jié)流量,使整個(gè)地下水系統(tǒng)成為一個(gè)大的海綿體,凈化河道兩岸邊坡的雨水。除此之外,治理人員還需要利用河道兩岸的綠化帶等設(shè)施,建設(shè)相應(yīng)的濕地綠地和生態(tài)植草溝等,使整個(gè)河道具有凈、滲、治等功能,一方面降低大面積降水的徑流,控制好雨洪量,另一方面防止沉積物或其他污染物直接進(jìn)入水體,以此來改善河道附近整個(gè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。
在建設(shè)透水性蓄水池的時(shí)候,可以選擇一些蓄水模塊,滿足整個(gè)蓄水結(jié)構(gòu)的安全性能要求,同時(shí)節(jié)省蓄水空間。在外圍可以設(shè)置一些土工布,提高河道和蓄水池之間的通透性和連接性,一方面攔截洪水,另一方面增加地下水的滲入量,起到防止河道水環(huán)境被污染的功效。
在設(shè)置透水巡河路的時(shí)候,要盡量選擇透水性相對(duì)較好的材料,例如透水磚或透水混凝土等,以便增強(qiáng)河道兩岸的入滲量。與此同時(shí),還可以修建一些具有透水性的蓄水池,通過透水盲溝和滲管等基礎(chǔ)設(shè)施收集和管理多余的雨水,后期加以利用,以便達(dá)到凈化水源、減少污染的目標(biāo)。
應(yīng)用海綿城市理念對(duì)河道進(jìn)行治理時(shí),其設(shè)計(jì)方案需要尊重河道原有的生存形態(tài),并保留池塘和低洼地的設(shè)計(jì),這樣既能夠攔截洪水,同時(shí)還可以調(diào)節(jié)洪峰的流量,凈化初期雨水的水質(zhì),甚至在一些干旱的時(shí)節(jié),能夠?yàn)楹拥栏浇纳鷳B(tài)系統(tǒng)補(bǔ)水。而在進(jìn)行雨水濕地建設(shè)的時(shí)候,因?yàn)橛晁谑占瘯r(shí)本身含有大量的污染物,如果沒有直接處理就排入河道,勢(shì)必會(huì)引發(fā)大面積污染。因此通過設(shè)置雨水濕地等設(shè)施,可以將初期的雨水進(jìn)行污染攔截、凈化水質(zhì),并維持河道水生植物和生物的多樣性,甚至起到改善附近生態(tài)環(huán)境的作用。
海綿城市理念在城市河道治理中的有效應(yīng)用是為了有效泄洪,幫助洪水找到出口,以減少洪水在河道滯留的時(shí)間,對(duì)附近居民的生產(chǎn)生活產(chǎn)生威脅。因此要求治理人員能夠?qū)拥肋M(jìn)行有效的清淤和疏浚等工作,定期清理河道內(nèi)的淤積物和垃圾,確保河道水體暢通,使河道可以在降雨高發(fā)期將洪水順利排出,增強(qiáng)河道整體的防洪能力。除此之外,為了減少河道水體中的污染,需要附近的工廠以及居民遵守河道治理的原則,切忌向河道或河道附近傾倒垃圾,一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為要提高違規(guī)成本[5]。
海綿城市建設(shè)理念下,對(duì)河道進(jìn)行治理的時(shí)候,該項(xiàng)工作本身具有復(fù)雜性和綜合性,不僅要求治理人員能夠?qū)拥浪w中的污染源進(jìn)行科學(xué)的控制,同時(shí)也應(yīng)該促進(jìn)河道內(nèi)水體的循環(huán)運(yùn)行,使水流能夠更加通暢,增強(qiáng)其活性,保障水體內(nèi)水生生物和植物的健康生長(zhǎng)。因此,要求治理人員能夠充分利用水利工程的便捷性,對(duì)河道水體進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)充,一方面改善河道水體的水質(zhì),使原有的死水變活,另一方面通過水體之間的連接,建設(shè)相應(yīng)的水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),增強(qiáng)河道整體的調(diào)蓄功效。
海綿城市理念在城市河道治理工作中的有效應(yīng)用,不僅能夠提高城市河道的整治和修復(fù)效果,同時(shí)也可以為城市的生態(tài)發(fā)展提供可靠的保障。在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候,要求城市河道治理人員能夠積極建設(shè)植被緩沖帶,建設(shè)相應(yīng)的透水巡河路和蓄水池等。通過設(shè)置雨水濕地,加強(qiáng)對(duì)河道淤泥的治理和疏浚,并科學(xué)落實(shí)水循環(huán)調(diào)度工作,提高城市河道的抗衡能力和水調(diào)節(jié)能力,為建設(shè)更高水準(zhǔn)的海綿城市奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。