文昊,李勁夫
(寧鄉(xiāng)高新技術產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理委員會,長沙 410600)
湖南省寧鄉(xiāng)市高新區(qū)位于寧鄉(xiāng)市規(guī)劃的金洲組團片區(qū),規(guī)劃面積41.26 km2,建設用地面積26.13 km2,已開發(fā)建設面積16.5 km2。規(guī)劃人口13.10 萬人,現(xiàn)狀居住人口為3.946 萬人;現(xiàn)狀建設用地為18.16 km2。
寧鄉(xiāng)高新區(qū)整體呈中間高、四周低的龜背形地勢,以東面的官橋河、西邊的東河和溈水為受納水體。開發(fā)建設以集中工業(yè)廠房建設模式為主,整體以工業(yè)用地建設為主,綠地面積稀少,大量土地以工廠和交通道路的形式硬化,海綿城市建設理念處于啟蒙階段。區(qū)內(nèi)大量原先以池塘形式存在的自然水面不斷消失,導致下墊面發(fā)生根本性改變。下雨時的地面徑流大大提高,每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”設施來排水。對城市排水系統(tǒng)帶來了巨大壓力,低洼區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)澇積水問題,如圖1 所示。因此,必須以水系為主體骨架,對管線提標系統(tǒng)進行全面改造和深度整合,對城市道路中的主要污染源加以管理、補水,從而有效地提升城市規(guī)劃內(nèi)的水質(zhì)環(huán)境[1]。
圖1 城市內(nèi)澇積水
海綿城市建設是指充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系統(tǒng)等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效緩解城市內(nèi)澇、削弱城市徑流污染負荷、節(jié)約水資源、保護和改善城市生態(tài)環(huán)境,即做到自然積存、自然滲透、自然凈化功能,以推動城市生態(tài)建設的整體提升[2]。
高新區(qū)用地以工業(yè)用地為主,其中,工業(yè)用地和道路交通設施用地占比達69.14%,而可挖掘做海綿城市的綠地、廣場用地只有4.47%。特別是金洲大道兩側地塊,幾乎都是工業(yè)用地,在用地布局上未考慮海綿城市發(fā)展需要的綠地和必要水域。
從土地利用規(guī)劃可知,大面積進行海綿城市建設或改造的路線代價太大,沒有合適的水面和綠地可用,不符合高新區(qū)的建設實際情況。但仍可圍繞官橋河和峽山溪布局有部分綠地,可以構建生態(tài)濕地。
豎向方面,高新區(qū)內(nèi)為典型的丘陵地貌,現(xiàn)狀地形中部較高,東西兩側較低,區(qū)內(nèi)將軍山、天馬山、溈水、官橋河這種“兩山兩水”的格局,將高新區(qū)劃分為3 個大的排水分區(qū)布局。其中,北片區(qū)以銀州路為分水嶺,西南片區(qū)以澳洲路為分水嶺。整體南高北低的情況,場地東部官橋河片區(qū)地勢低洼,場地西部溈水河片區(qū)地勢低洼。
城市水體包括塘、湖泊、河道等。區(qū)域內(nèi)主要有“一溪、兩河、十塘”。官橋河、八曲河南北向穿越高新區(qū),邱家塘、平湖塘、長塘、油鋪塘、西湖塘、汗塘、保用塘、新塘、汗塘、神沖塘、山湖塘等給高新區(qū)提供天然的海綿空間。
就海綿城市而言,市政道路設計十分關鍵。道路中間及兩側綠化帶可以設置下凹綠地、樹池、透水瀝青和鋪裝等海綿措施[3],以削減地面徑流和面源污染。園區(qū)現(xiàn)狀已建東西向干道:金水西路、金沙西路、金洲大道、金科西路;南北向干道:歷泉路、金洲南路、金陽大道。
道路海綿措施主要有新型邊坡支護、下沉綠化帶、透水鋪裝人行道和滲水瀝青路面等。
在新建道路工程中,根據(jù)海綿城市的設計要求,應引入新的設計思想,斜坡支護技術就是其中之一。采用斜面保護方法設置的都市市政道路能夠隨著自然條件的改變,起到臨時防洪堤的效果。在斜面保護方式的具體運用實踐中,可以分為保護圍墻和草坪保護兩種類型。但相關應用經(jīng)驗也表明,在現(xiàn)實應用中,隨著降水量的增加,草坪防護也往往顯示出了一定程度的坍塌危險性。所以,必須把草坪防護層和擋土墻有效結合,有效地降低路基塌陷對路面施工帶來的不良影響,從而使城市化道路建設逐步向綠色化方面發(fā)展。
綠化帶設置在海綿城市理念中同樣是重要一環(huán),通過采取下沉綠地、植草溝及低洼樹池等綠化設計手段,實現(xiàn)下滲、遲滯、削峰及凈化雨水的目的。在高新區(qū)過去的城市道路設計中,以物理導流的原則設置城市主要街道綠化帶,即設置高出行人路面約45 cm 的綠化帶進行降雨引流作業(yè)。這些傳統(tǒng)設置方式不但會加大對城市道路降雨的引導壓力,也增加了綠化帶中積水的飽和。因此,需要引入下沉型綠化帶建設與智能管理有機結合的方法對綠化區(qū)實施管理。下沉型園林綠地大多設置于市政路的整個中分帶和側分帶,以及道路一側的公園等地方。這種設施的設計目標主要是對地面雨水徑流進行攔截凈化,從而使超過草坪蓄滲能力的雨水能夠經(jīng)過溢流口徑直排入就近的雨水管線。在景觀綠地上還要設置必要的雨水口,而這些溢流孔的標高也要低于路面,如此就可以提高溢流作用[4]。
下沉綠化帶、透水鋪裝和滲水瀝青路面主要用于新建道路項目,高新區(qū)已建道路如果進行海綿設施改造,成本較高且對交通影響較大,因此,這兩項措施不適合在區(qū)域內(nèi)運用。
針對該狀況多次進行調(diào)研分析,道路與企業(yè)用地之間大多數(shù)留有緩沖用地或綠化,有條件適當改造后,可成為下沉綠地。下沉式綠地對城市道路排澇能力有較好的保障作用。在城市不同地段適當設計下沉式綠地,可以合理控制地表徑流總量,對城市內(nèi)澇現(xiàn)象的出現(xiàn)有充分的減緩能力。針對已建成區(qū),主要推薦利用各廠區(qū)圍墻和道路之間的退讓距離,改造道路兩側綠化帶空地,作為超標雨水的泄水通道。以最小的代價,提高道路海綿和降雨的排泄效果,從而使城市交通的排澇能力得到了大幅提升,也進而提高了都市的生態(tài)環(huán)境[5]。
高新區(qū)水域、塘包括官橋河、八曲河南北向穿越高新區(qū),邱家塘、平湖塘、長塘、油鋪塘、西湖塘、汗塘、保用塘、新塘、汗塘、神沖塘、山湖塘等,面積達到52.6 ha,是難得的天然調(diào)蓄水體,建立塘、湖及景觀水面與雨水管網(wǎng)、受納水體之間的聯(lián)系,恢復調(diào)蓄功能[6]。另外,水系的適當保留,可以使城市雨水就近排放,提高雨水排放效率的同時,可以減小下游雨水管的管徑和埋深,從而大大降低“灰色”雨水管的造價。
根據(jù)水體周邊地塊的場地條件,將雨水干管與水體銜接,落實海綿城市指標。各城市道路雨水主干管就近排放至水域、水塘,高出調(diào)蓄能力的雨水再通過溢出管排放至右干渠、官橋河、八曲河等外圍河流水系。經(jīng)計算區(qū)內(nèi)可調(diào)蓄水量約26.3 萬m3,折合成降雨量9.6 mm,高新區(qū)河湖成片、水連通如圖2 所示。當晴天或旱季時調(diào)蓄留滯下來的水量可以緩慢釋放,作為下游水系的生態(tài)水源或周邊農(nóng)田的灌溉水源。
圖2 寧鄉(xiāng)市高新區(qū)河湖連通示意圖
濕地如同森林、耕地、海洋一樣,是人類賴以生存和發(fā)展的資源寶庫。天然濕地的生物多樣性、生態(tài)功能和各方面的價值都是不可替代的,被譽為“地球之腎”。由于濕地是陸地與水體的過渡地帶,因此,它同時兼具豐富的陸生和水生動植物資源,形成了其他任何單一生態(tài)系統(tǒng)都無法比擬的天然基因庫。海綿濕地利用物理、水生植物及微生物等作用凈化雨水,是一種高效的徑流污染控制設施,以良好生態(tài)環(huán)境和多樣化濕地景觀資源為基礎,達到凈化和調(diào)蓄雨水的目的。其位置一般位于地表水和地下水的承泄區(qū),分布于地貌低洼部位,是上游水源匯集地,具有分配和均化河川徑流的作用。
在高新區(qū)東部官橋河、西部峽山溪均是高新區(qū)的地勢較低的區(qū)域,是高新區(qū)的最終雨水承泄區(qū)。因此,通過人工建設成連片濕地,可以有效保護城市水系不遭其他建設活動破壞,同時可以提高雨洪調(diào)蓄能力和水體的自然凈化功能。官橋河、西部峽山溪雨水濕地(見圖3)建設總面積約94.3 ha,建成后替代城市規(guī)劃后消失的水域,保證城市水系的生態(tài)功能作用。
圖3 寧鄉(xiāng)市高新區(qū)人工濕地構建圖
綜上,對湖南省寧鄉(xiāng)市高新區(qū)海綿城市工程進行科學技術規(guī)劃十分關鍵,可以增強園區(qū)建設規(guī)劃的綜合實力,從而推動城市的可持續(xù)發(fā)展。同時根據(jù)城市實際進行科學合理的設計有助于加強城市對當?shù)赜晁们闆r的高效管理,進而讓海綿城市工程具有更多的功能。本文通過對湖南省寧鄉(xiāng)市高新區(qū)各建設條件的分析研究可知,區(qū)域內(nèi)開發(fā)建設強度大,導致下墊面發(fā)生根本性逆轉,部分區(qū)域存在積水、內(nèi)澇現(xiàn)象。本文通過介紹海綿城市理念,根據(jù)目前建設現(xiàn)狀和基礎設施條件,提出了針對性的海綿城市建設方向,研究采取塘湖連片改造、“綠、灰”排水設施聯(lián)通、地塊退讓帶下凹綠地改造及生態(tài)濕地構建等方式,以提高寧鄉(xiāng)高新區(qū)海綿城市建設水平,降低城市排水壓力和提高水安全保障能力。