彭 怡 (昆明冶金高等??茖W(xué)校,云南 昆明 650033)
2015年10月,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》(國(guó)辦發(fā)[2015]75號(hào)),明確指出要最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。到2020年,城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求;到2030年,城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求。從2015年起,全國(guó)各城市新區(qū)、各類園區(qū)、成片開發(fā)區(qū)要全面落實(shí)海綿城市建設(shè)要求。
在國(guó)家大力推進(jìn)“海綿城市”理念與相關(guān)工程建設(shè)相結(jié)合的時(shí)代背景下,在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行海綿設(shè)施專項(xiàng)設(shè)計(jì),將海綿城市理念及低影響開發(fā)技術(shù)措施與城市建設(shè)有機(jī)結(jié)合已經(jīng)成為趨勢(shì)。海綿城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案可通過(guò)因地制宜地使用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術(shù)措施,提高城市建成區(qū)雨水涵養(yǎng)水平。
海綿城市建設(shè)途徑主要有:對(duì)原有生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)和修復(fù)、低影響開發(fā)三種。海綿城市設(shè)計(jì)可以通過(guò)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)規(guī)劃和建設(shè)的管控,從“源頭減排、過(guò)程控制、系統(tǒng)治理”著手,綜合采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù)措施,有效控制城市降雨徑流,使得城市能夠像“海綿”一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化、抵御自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,實(shí)現(xiàn)自然積存、滲透和凈化的良性發(fā)展。
進(jìn)行海綿設(shè)施規(guī)劃布局要遵循以下原則:
①盡量減少開發(fā)建設(shè)區(qū)域的不透水表面積,提高場(chǎng)地自然下滲的能力[1];
②盡量保持原有的自然水文狀態(tài);
③盡量充分利用場(chǎng)地自然下滲能力,減輕建設(shè)行為對(duì)原有水文狀態(tài)的沖擊;
④與景觀布局結(jié)合,在處理雨水的同時(shí),提供良好的景觀價(jià)值及雨水資源利用。
地質(zhì)條件評(píng)估包括場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)估與海綿設(shè)施建設(shè)適宜性評(píng)估。
其中區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性主要評(píng)估場(chǎng)地附近有無(wú)活動(dòng)性斷裂通過(guò),在自然狀態(tài)下有無(wú)滑坡、崩塌、泥石流、砂土液化等不良地質(zhì)現(xiàn)象,以判斷該場(chǎng)地的建設(shè)條件。
海綿設(shè)施適宜性則主要評(píng)估場(chǎng)地地形坡度、包氣帶、淺層含水層的地質(zhì)特征,用以判斷該場(chǎng)地的滲水、蓄水和凈水潛力[2]。適宜性評(píng)估可用場(chǎng)地坡度、包氣帶滲透系數(shù)、下墊面情況、地下水位深度、潛水層滲透系數(shù)、淺層含水層富水性以及表土污染程度等指標(biāo)綜合判定。
設(shè)計(jì)降雨量的計(jì)算根據(jù)近2年逐日降水量資料(不包括降雪),扣除≤2mm的降雨事件的降雨量,將降雨量日值按雨量由小到大進(jìn)行排序,統(tǒng)計(jì)<某一降雨量的降雨總量(<該降雨量的按真實(shí)雨量計(jì)算出降雨總量,>該降雨量的按該降雨量,計(jì)算出降雨量總和,二者累計(jì)總和)在總降雨量中的比率即年徑流總量控制率,對(duì)應(yīng)的降雨量(日值)即為設(shè)計(jì)降雨量。統(tǒng)計(jì)分析得出不同設(shè)計(jì)降雨量對(duì)應(yīng)的年徑流總量控制率及不同年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量之間的關(guān)系。
降雨條件評(píng)估可確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)降雨量,同時(shí)還可確定海綿設(shè)施的控制目標(biāo),其包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用,具體控制目標(biāo)可結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際條件選擇一項(xiàng)或多項(xiàng)目標(biāo)作為控制目標(biāo)。
下墊面條件關(guān)系到場(chǎng)地的徑流系數(shù),與場(chǎng)地的下滲條件息息相關(guān),硬化路面越多,場(chǎng)地徑流系數(shù)越大,可用于設(shè)置海綿設(shè)施的場(chǎng)地也就越少。對(duì)下墊面條件的評(píng)估可用于確定海綿設(shè)施的類型,草地、砂土場(chǎng)地等入滲性強(qiáng)的場(chǎng)地,適宜布置強(qiáng)入滲型LID設(shè)施(例如:滲透塘、滲井、下沉式綠地、生物滯留池等),在就地消納本區(qū)域降水的同時(shí),對(duì)本區(qū)域地下含水層進(jìn)行水量補(bǔ)充。而對(duì)于硬化路面、建筑密集區(qū)等下墊面條件不好的場(chǎng)地,則更適合建設(shè)雨水積蓄型LID設(shè)施(雨水罐、調(diào)節(jié)池等),并考慮將本區(qū)域雨水傳輸至其他入滲性能好的場(chǎng)地進(jìn)行處理。
場(chǎng)地坡度平緩的條件下更適宜建設(shè)海綿設(shè)施,當(dāng)坡度較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)地徑流速度過(guò)快,使入滲雨水大幅減少,即使設(shè)置了LID設(shè)施,也很難達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。在場(chǎng)地條件評(píng)估完成后,LID設(shè)施的設(shè)置還需與總圖專業(yè)相協(xié)調(diào),以保證場(chǎng)地的設(shè)計(jì)坡向能滿足海綿設(shè)施的要求。此外,在進(jìn)行場(chǎng)地條件評(píng)估的同時(shí),需要根據(jù)場(chǎng)地豎向條件,進(jìn)行場(chǎng)地雨水分區(qū),確定地表雨水徑流組織方案,建筑、道路、綠地等豎向設(shè)計(jì),其應(yīng)有利于徑流匯入LID設(shè)施。
海綿設(shè)施主要通過(guò)雨水利用等措施來(lái)維持開發(fā)前原有水文條件,實(shí)現(xiàn)開發(fā)區(qū)域可持續(xù)水循環(huán)。海綿設(shè)施一般包括減少?gòu)搅骺偭吭O(shè)施、減小峰值徑流量設(shè)施、增加徑流匯流時(shí)間設(shè)施和LID綜合管理實(shí)踐設(shè)施體系等四個(gè)部分。設(shè)施的選取可根據(jù)設(shè)置目的有針對(duì)性的選擇,一般以減少?gòu)搅骺偭繛橹饕康牡囊?guī)劃設(shè)計(jì)方案,可選擇滲透塘、滲井、雨水花園、下凹式綠地等具有下滲功能的LID設(shè)施;而以削減洪峰流量為主要目的的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案則可選擇生態(tài)滯留池、雨水罐、調(diào)節(jié)池等具有調(diào)蓄功能的LID設(shè)施。
海綿設(shè)施的設(shè)置還應(yīng)考慮建筑基礎(chǔ)及路基強(qiáng)度,為防止雨水滲透影響建筑物,一般情況下建筑物基礎(chǔ)3m范圍內(nèi)不設(shè)置海綿設(shè)施,并在主要車行道路側(cè)海綿設(shè)施采用防滲土工布保護(hù)路基。
植物的配置應(yīng)以鄉(xiāng)土植被為主,在節(jié)約建設(shè)成本的同時(shí)減少后期景觀的維護(hù)費(fèi)用,配置時(shí)可相互搭配種植去污性和觀賞性不同植物,提高對(duì)水體的凈化能力。植物配置主要基于鄉(xiāng)土樹種優(yōu)先原則、適應(yīng)性原則、多樣性原則、景觀性原則及節(jié)約性等原則[3]。例如選擇適宜的鄉(xiāng)土樹種,將草本植物與木本植物搭配種植,提高植物群落的結(jié)構(gòu)層次性和觀賞性,注重喬木、灌木、草本、藤蔓植物的合理搭配,提升植物層次的豐富度和雨水設(shè)施的功能。
海綿設(shè)施布置及主要控制指標(biāo)一覽表 表1
某小區(qū)進(jìn)行海綿設(shè)施專項(xiàng)設(shè)計(jì),規(guī)定性指標(biāo)為年徑流總量控制率,建設(shè)要求為83%,指導(dǎo)性指標(biāo)包括透水鋪裝率、下沉式綠地率、綠色屋頂率以及單位面積調(diào)蓄容積。雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇,海綿設(shè)施流程圖如圖1所示。
圖1 某小區(qū)海綿設(shè)施流程圖
在滿足功能需求的基礎(chǔ)上,結(jié)合景觀效果需求布置海綿設(shè)施。海綿開發(fā)設(shè)施的布局考慮充分利用場(chǎng)地內(nèi)綠地,將不同高程場(chǎng)地產(chǎn)生的雨水因地制宜地引入合適的綠地中進(jìn)行源頭消納。海綿設(shè)施布置總平面圖如圖2所示。
圖2 某小區(qū)海綿設(shè)施總平面布置圖
小區(qū)內(nèi)部共分8個(gè)排水分區(qū),其海綿設(shè)施布置詳見表1。經(jīng)過(guò)核算,建成后年徑流總量控制率為83.7%。
植物的配置以鄉(xiāng)土植物為主,草本植物與木本植物搭配種植,提高植物群落的結(jié)構(gòu)層次性和觀賞性,雨水花園中喬木搭配櫸樹、欒樹、黃金槐、海棠、金桂、楊梅球,灌木及草地被采用黃楊、女貞、蘆竹、美人蕉等。生物滯留帶主要以馬蹄金、細(xì)葉芒、狗牙草等耐澇植物為主。
海綿設(shè)施專項(xiàng)設(shè)計(jì)將生態(tài)保護(hù)、雨水綜合利用與景觀提升相結(jié)合,通過(guò)“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術(shù)措施的聯(lián)合使用,使項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制及雨水資源化利用等目標(biāo)。