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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇海綿城市研究背景,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】:海綿城市;水生態基礎設施;生態優先;雨水利用
1、海綿城市的提出背景
城市化的不斷加深則帶來一系列生態環境問題,其中水生態危機尤為突出。城市面臨的水生態問題遠不止洪澇災害,還有水資源短缺和水安全問題與之并存。反觀我國傳統城市建設模式,在應對內澇洪災和水安全問題的能力卻存在明顯不足。
因此,在我國水生態環境惡化和新型城鎮化建設的時代背景下,海綿城市作為人與自然和諧共存的有效途徑,被專業領域學者提出和推廣,并成為國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導方針和戰略目標。
2、海綿城市概念及意義
我國《指南》中對海綿城市的概念進行明確定義:指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。該簡單概念背后隱含的深層內涵,可以具體分解為:一是,海綿城市面對洪澇或者干旱時能靈活應對和適應各種水環境危機的韌力,體現了彈性城市應對自然災害的思想;二是,海綿城市要求基本保持開發前后的水文特征不變;三是,海綿城市要求保護水生態環境,將雨水作為資源合理儲存起來,以解城市不時缺水之需。現代化城市建設過程當中,海綿城市的應用有利于解決水資源短缺、內澇頻繁發生、水生態惡化等突出問題,為建設海綿城市提供重要保障[1-2]。
3、海綿城市發展歷程
3.1國外研究發展歷程
通過國外文獻研究發現,海綿城市的概念最早被澳大利亞研究學者用來隱喻城市對周邊鄉村人口的吸附效應。近年來,多有學者運用該概念來形象比喻城市吐納雨水的能力。Ignacio F. Bunster-Ossa用海綿城市來形容城市像海綿一樣處理雨洪自然事件問題的彈性能力,并以三個案例說明了從規劃到設計不同尺度的具體雨洪管理設計方法,包含雨洪滯留和過濾等景觀手法的應用。2015年 1 月,美國《晨報》(Morning Edition)也展_了建設海綿城市的討論 。國際上關于“海綿城市”的相關理念與政策很多,盡管這些理念的名稱不同,但所采取的工程措施基本涵蓋:透水鋪磚、雨水花園、綠色屋頂、植草溝等雨水滲透、滯留設施,以及生物滯留池、濕地等雨水貯存設施。
3.2國內研究發展歷程
通過研究國內文獻研究發現,國內關于海綿城市概念最早可追溯到2003年,北京大學俞孔堅和李迪華教授共同出版的《城市景觀之路:與市長交流》一書中最早將“海綿”的概念比喻自然濕地、河流等對城市旱澇災害的調蓄能力。
在我國海綿城市概念發展的整個過程中,出現了多種概念名稱叫法,主要有綠色海綿、海綿體城市、生態海綿城市等,這些概念在改變傳統雨水排放模式、提高城市自然蓄水排水的能力、運用生態途徑解決城市水環境問題等方面展開了不同程度的探討研究,與海綿城市有著異曲同工的緊密聯系,最終在國家政策層面確定了海綿城市概念的統一和完善[1-2]。
4、海綿城市構建途徑與措施
主要分為水生態系統功能主體保護與修復和源頭管理與控制技術(區域低影響開發)。其中,水生態系統功能主體保護與修復主要包括:識別水資源保護生態斑塊、保護水系網絡及生態系統、修復已破壞的水生態斑塊及網絡、源頭管理與控制技術(區域低影響開發)等。根據城市降雨過程,區域低影響開發技術主要分為截留技術、促滲技術和調蓄技術3種。其中,截留技術是通過材料或者結構,將降雨過程中雨水形成徑流的速度減緩,通過增加雨水匯集的面積來達到延緩徑流目的的技術,如綠色屋頂及植物群落冠層截留等 [1-2]。
5、研究進展現狀概述(共識與爭議)
5.1三點共識
海綿城市理論產生至今,學術界達成了以下三點共識:
(1)海綿城市的建設是一個長期的過程。(2)內澇和水體黑臭等一系列問題雖然最終表現在水體上,但是其產生原因涉及人類活動特別是城市建設的方方面面,不能“就水論水”。解決問題必須在統一規劃的引領下完成,不是單一部門。(3)國外經驗是值得借鑒和總結的,但同時要注意的是,國內外城市規模、密度、居住習慣和發展水平不同導致的差異值得重點關注。
5.2七點爭議
2014年10月,《海綿城市建設技術指南》的頒布,使海綿城市圈形成了“灰色”“綠色”“灰-綠結合”三派鼎立的局面。爭議焦點大致總結為以下七點:(1)城市海綿概念可行性(2)綠地用來調節徑流的可行性(3)綠地承擔滯洪作用的可行性(4)城市保存雨水和充實地下水的方式(5)海綿城市解決水質污染問題的可行性。(6)建設海綿城市是否更省錢。(7)海綿概念是否可發展。
積極利用綠色海綿體保護和儲留雨水是一項積極善意的發展,但前提條件是城市擁有充足的綠地,雨水沒有被污染。城市海綿體對治理洪澇能起多大作用,需要實事求是、因地制宜地分析。我們不能把海綿城市當做是解決城市洪澇問題必須且唯一的靈丹妙藥,應該打破僵化的思維方式,站在更高的層面、更大的時空尺度上來觀察雨洪管理的問題
結束語
雨水不是負擔,而是寶貴的資源。在城市景觀設計中,將水資源、土地資源等生態平衡納入設計理念中,建立海綿城市是我國城市建設發展的必然趨勢,而我國當前所面臨的資源
問題和環境問題日益嚴峻,進一步表明我國建設海綿城市的必要性,因此,只有更好的將海綿城市設計與城市景觀設計結合起來,才能有效解決城市地表水存儲問題,減少城市生態環境惡化現象,進而促進我國現代化城市的可持續發展。
【參考文獻】
[1] 仇保興.海綿城市 (LID) 的內涵、途徑與展望 [J]. 給水排水,2015,41(3):1-7.
Abstract: Through expounding the background of sponge city and the concept of sponge city, this paper further studies the connotation of sponge city and rain flood management, discusses the status quo of urban construction at home and abroad and analyzes the way and technology of sponge city construction. And combined with the cases at home and abroad, in the case of urban construction in china, this paper thinks about how to better construct the sponge.
關鍵詞: 海綿城市;雨洪管理;低影響開發;技術
Key words: sponge city;the rain flood management;low impact development;technology
中圖分類號:TU992 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)10-0214-02
0 引言
近些年,我國頻繁地發生城市內澇,同時,忽視生態環境,導致水資源遭到嚴重污染、水資源短缺。另外,我國傳統城市建設模式在面對出現的各種水環境問題時,表現出明顯不足之處。主要歸咎于:①城市排水單一的使用工程管道式灰色排水基礎設施;②防洪規劃和排水工程規劃的落后;③對于雨水再利用的意識薄弱,天然雨水利用率極低,不到10%[1]。這些問題已經無法依靠某一單獨的管理部門去解決了,而是需要一個更為系統、綜合的解決方法,“海綿城市”理論便是基于這樣一個背景下提出的。
所以研究的目的就是通過對海綿城市建設的內涵、國內外研究進展、國內外案例分析等來梳理海綿城市建設主要是其中雨洪管理方面的要點,對目前我國海綿城市建設提出一些建議,以期對之后海綿城市建設起到參考作用。并且在進行研究時,對于國外的成功經驗不能一股腦地“拿進來”,一定要結合我國國情,有針對性地進行研究,更好地用于我國海綿城市建設。
1 關于“海綿城市”的內涵
《指南》對“海綿城市”進行了如下定義:城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。其內涵可以具體解釋為3部分:①海綿城市就是在面對洪澇和干旱等自然災害時,可以靈活應對和適應水環境危機。②海綿城市在雨水管理前后其水文特征是基本保持不變的,主要通過低影響開發(LID)思想以及相關技術來實現。③海綿城市通過不同方式將雨水收集起來加以利用,體現了對雨水資源可持續的綜合管理思想。
2 海綿城市建設的現狀
2.1 國外海綿城市發展現狀 國外對于城市雨水管理的實踐與研究大量興起于20 世紀的八九十年代,并在二十年內取得了可觀的進步和發展[2]。以美國、澳大利亞、英國、德國和日本等為代表,主要包括美國的最佳管理措施(best management practice,BMP)和低影響開發技術(low impact development,LID);澳大利亞的水敏性城市設計(water sensitivity urban design,WSUD);英國的可持續城市排水系統(sustainable urban drainage system,SUDS);日本的健全水循環體系;以及德國柏林推行“雨水費”制度。另外,除了雨水管理的理念和技術,國外還推出了一系列法規及獎勵政策,比如20世紀90年代,美國聯邦政府制定了《家污染物排放削減許可制度》;設立綠色屋頂專項基金及優惠[3]。
2.2 國內海綿城市發展現狀 我國城市雨水控制技術起步于20世紀80年代,初期主要集中在雨水利用,近年來雨水控制技術重心逐漸轉向雨洪調控及污染控制[4]。2014年10月,住房和城鄉建設部了《海綿城市建設技術指南―――低影響開發雨水系統構建(試用)》。2015年1月,啟動了鎮江、嘉興、廈門、濟南、武漢、常德、南寧等 16 個試點城市的海綿城市建設。
3 海綿城市構建途徑與技術
3.1 水生態系統的主體保護與修復
①劃定區域。劃定需要保護的生態斑塊比如湖泊、河流、濕地及水源涵養區,同時還有農田及原野,嚴加保護和識別。②進行保護。并且制定相應的法律法規,引導、規劃和約束各類開發、利用、保護水資源和水生態的行為[5]。對于確需建設的項目應上報各相關部門批準后,予以實行;而對那些不符合岸線控制利用和保護管理規劃的一切行為都應依法查處。另外,已經遭受到破壞的綠地、森林等雨水調控功能性強的斑塊、水體面積和體積及水質我們需要通過各項技術加以修復。
3.2 低影響開發技術 低影響開發(LID)就是根據自然界中的水文條件原理,從源頭對雨水進行管理和控制的一種雨水管理方式。
3.2.1 截留技術 截留技術就是通過不同方式,使雨水匯集面積增加,減慢雨水形成徑流的時間,以此達到延緩徑流的目的。
①綠色屋頂。綠色屋頂的結構包括四部分:植物層、土壤層、過濾層、排水層。對于不同的植物和介質層,綠色屋頂在夏天可以滯留70%~90%的降雨,冬季可以滯留25%~40%的降雨[6]。②冠層截留。根據上海交通大學對上海市156個植物群落中植物滯留能力的研究,發現植物截留主要分樹冠、枝干及其土壤,其對雨水的截留能力分別約為9%~12%、2%及40%,并且針葉植物冠層截留率要高過闊葉植物[7]。
3.2.2 促滲技術 促滲技術就是通過使用一些透水性的結構和材料來增加雨水的下滲量,同時材料或是結構具有一定的過濾凈化作用。①透水鋪裝。透水鋪裝其系統的結構,從上到下依次為:面層、基層、底基層、墊層。透水性鋪裝材料主要有五種:包括透水瀝青、透水混凝土、透水地磚、沙礫網格和嵌草網格。②綠色停車場。綠色停車場就是能夠匯集來自機動車的零件磨損產生的重金屬、汽車排放物以及周邊徑流匯集所產生的污染,進行初期處理減少面源污染。③綠色街道。綠色街道就是包括雨水種植溝、雨水種植池、路牙石擴展池、雨水滲透園與透水性鋪裝等設施,來保護地表和地下的水資源、使污染物減少,使雨水外排減少的道路雨水管理方式。
3.2.3 調蓄技術 調蓄技術就是在降暴雨時能收集雨水并對其凈化,在干旱時能向周邊綠地提供水資源。
①植草溝。植草溝是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統,地表徑流以較低的流速經植草溝滯留、植物過濾和滲透的作用,雨水徑流中的多數懸浮顆粒污染物和部分溶解態污染物得以有效去除[8]。植草溝的結構從上到下為植被層、種植土層、過濾層、滲排水管以及礫石層。根據上海交通大學對5條不同結構參數的生態植草溝進行模擬降雨徑流實驗,生態植草溝中對徑流污染物凈化效果最佳的結構組合是:20cm種植土+30cm砌塊磚+10cm礫石[9]。
②雨水花園。雨水花園也叫生物滯留池,指在低洼區域種不同植物的工程設施,通過土壤以及植物的過濾作用來凈化雨水,并將雨水暫時滯留后慢慢滲入土壤以此來減少徑流量。自上而下包括:蓄水層、樹皮覆蓋層、植被及種植土層、人工填料層、礫石層,其總厚度在50~80cm合適。
③多功能調蓄池。多功能雨水調蓄池具有雨水調節和雨水貯存功能。主要是為了調蓄暴雨峰流量,同時將雨水的排洪、減澇、利用與城市的生態環境和其他一些社會功能更好地結合,使城市土地資源更高效地利用的一種綜合性性設施。
4 案例分析
4.1 德國沙恩豪斯社區雨洪管理系統 沙恩豪斯社區位于奧斯菲爾敦,總面積約為150公頃,人口大概是9000,降雨偏少,屬于較干旱的地區。社區在規劃設計以及建造的過程中運用低影響開發技術,比如可再生能源、節能建筑、雨洪管理和開放空間多功能利用等等。
社區的雨洪管控系統有3個等級,首先一級組團生態設施接收來自建筑屋面、道路的雨水徑流,主要設施包括生態溝和雨水花園;二級處理設施接收各個組團間的雨水,主要是通過大型生態溝進入多功能蓄滲池、小型景觀濕地,最終再一起進入三級中型湖泊濕地。雨水的利用率高達95%,十分有效地緩解了城市的排水設施壓力,同時還補充了地下水部分。
4.2 哈爾濱群力國家城市濕地公園 哈爾濱群力國家城市濕地公園場地原本是一片濕地,然而周邊的道路建設和高密度城市的發展,導致該濕地的水源即將枯竭,造成濕地退化,并將消失的情況。該項目的設計策略就是將面臨消失的濕地轉化為一個雨洪公園。設計保留了場地中部的一大片區域作為自然演替區。沿其四周通過挖填方,人為地制造出一系列深深淺淺的的土坑和高矮不一的土丘,成為一條美麗的“藍-綠項鏈”,使之形成了自然和城市之間的一層過濾膜和體驗界面。然后沿四周布置雨水進水管,盡量收集城市雨水,讓經過水泡系統經沉淀和過濾后的雨水進入核心區的自然濕地,同時還在山丘上種植了很多白樺林,一個個水泡中主要是鄉土水生和濕生植物群落。讓整個場地煥然一新,成為城市周邊一處宜人地帶。
5 我國海綿城市建設發展的思考
海綿城市技術要把握的最重要的原則就是以匯水區為單元,包括工業、農業社區,雨水就地蓄留處理,要在源頭控制,完成地上與地下的水循環。并且在建設海綿社區時,我們要看到匯水區和濕地、河流和湖泊的關系,還要看到大的流域關系,要綜合地看待社區生態功能。要將海綿城市的技術綜合利用起來,形成一個系統,將利用率達到最高。筆者建議,還應加強相關的立法工作,盡快完善法規體系建設,比如運用收費、補貼、獎勵和罰款等經濟手段,提高落實低影響開發技術措施的積極性,通過各種渠道普及相關知識,轉變公眾觀念,增強公眾的生態意識,城市的建設不只是靠管理建設部門或是專家學者,更重要地是要讓公眾參與進來,讓公眾有這個意識,這是非常重要的。
所以在海d城市建設的過程中,我們需要適時的向回看、不要完全被現代科學技術所束縛,要重拾尊重自然、模擬自然的智慧方法,更好地發揮現代科技優勢,解決人類生存的問題,因為任何的發展,不管是科學技術還是城市建設,只有在尊重自然的前提下,才會是可持續的。
參考文獻:
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關鍵詞:城市化;海綿城市;景觀設計要點;探討
海綿城市構建是一個多學科融合的復雜工程,其在構建過程中所涉及的景觀設計要點極其重要。通過對溫州海綿城市構建過程中景觀設計要點進行探析,以期提高城市景觀設計的實用性,同時推動溫州海綿城市的構建,進而減少諸如內澇這樣的生態環境問題。
1海綿城市的基本內容
1.1海綿城市的含義
海綿城市是新一代城市雨洪管理的概念,主要是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”,因此“海綿城市”也可稱之為“水彈性城市”。它的主要功能是下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,等到需要的時候再將蓄存的水“釋放”并加以利用。
1.2海綿城市構建的背景
溫州作為我國浙江省的沿海城市,在夏秋季節常常遇到臺風、暴雨、泥石流等自然災害,并給當地經濟的發展和人民生活帶來了比較嚴重的影響。加上城市地面主要是依靠管渠、泵站等設施進行排水,長期如此,就使得溫州這一城市路面容易出現逢雨必澇,旱澇急轉。為了避免溫州一到下雨天或者遇到臺風天氣就出現這樣的情況,海綿城市在構建過程中景觀的設計則更加注重利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水,同時以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規劃設計理念,這樣既避免了洪澇,又有效地收集了雨水。
2海綿城市構建過程中景觀設計的相關要點
2.1道路景觀的綠化設計
道路作為城市發展中的重要廊道,也使得在海綿城市構建過程中,發揮著重要的作用。而最需要考慮的是溫州城市道路景觀的綠化設計。所謂綠化設計,則是指在城市的道路隔離帶或路側綠化帶的設計中,要設置相應的植草溝、植樹溝,并根據季節的變化種植不同的植物,這樣不僅可以起到凈化空氣的作用,還使得雨季到來的時候,截留雨水。而當雨水過于飽和的時候,則進行有效的儲存,這樣能在干旱季節的時候,給道路周邊的植物進行灌溉。
2.2道路景觀的材質設計
道路景觀設計是溫州海綿城市建設中非常重要的內容,除了對景觀的綠化設計加以重視外,還要慎重選擇合適材質。為了有效應對城市內澇問題,道路景觀最好選擇可滲透的路面。可滲透路面是通過各種技術手段使不可滲的路面變為可滲透的水面,從而直接減少地表徑流的工程性措施。這一措施一方面增加了透水混凝土和透水面磚的使用面積,從而有效地促進水體滲入地下。
2.3廣場景觀的人性化設計
近幾年,隨著我們生活水平的逐漸提高,以及對于自由活動空間的需求加大,溫州城市廣場這一景觀也迅速地出現在建設之中。同樣作為海綿城市構建中的一大景觀,其在設計過程中既要考慮實用性又要考慮人性化。從實用性的角度上考慮,廣場在地磚的選擇上最好是能夠透水的,而且地磚下面還要鋪裝一層透水混凝土,這樣才利于雨水的滲透。而從人性化的角度上考慮,城市廣場本來就具有休閑、娛樂、觀賞等功能,因此在設計的時候,要注意將休閑設施等項目納入整個海綿城市的構建中,并在一些配飾的選擇上采用不同色彩和樣式的組合,進而提高廣場的美觀性和藝術性。
2.4自然景觀的調節設計
每一座城市都是由不同的景觀組成的,而所有的城市景觀中,自然景觀是最具有自動調節功能的,因此注重自然景觀的調節設計是最利于溫州海綿城市構建的。城市自然景觀主要是由河湖、濕地等組成的,它們作為海綿城市天然的雨水滯納凈化場地,可以有效調節局域性的雨洪管理,甚至還能對局部的氣候進行調節。鑒于自然景觀的重要性,有效擴建城市河湖,濕地等景觀建設的面積也就顯得尤為重要,尤其是在雨水比較集中的區域,更應該有意識地增加自然景觀的建設項目,從而發揮自然景觀所具有的調節作用。
3結語
當下,我國環境問題變得越來越嚴峻,尤其是每當夏季雨水增多的時候,諸如溫州這樣的沿海城市很容易在一夜之間就成為了“水城”,從而對百姓的生產生活造成了巨大的破壞。海綿城市的構建能夠較好地調節城市的環境問題。
作者:潘崇仁 單位:浙江佳境規劃建筑設計研究院有限公司溫州分公司
參考文獻:
關鍵詞: 海綿城市 低影響開發技術 水文功能 景觀設計
一、“海綿城市”調研背景及意義
現當代我國城市生態環境出現諸多問題,其中有一個問題是最離不開人們日常生活的,那就是水污染問題。據調研分析,42%的城市飲用水源地受到嚴重污染;63%的城市受到不同程度的污染。全國約有1.7億人飲用受有機物污染的水。水體受到污染和城市植被覆蓋率具有一定關系,我國城市建成區綠化覆蓋率、綠地率分別為39.59%,35.72%。在城市建成區綠化率方面的國際標準是50%以上才合適。這說明隨著城市工業污染的不斷加重,過慢的綠地增長速度不利于城市生態環境的發展。當今城市環境非常缺少潔凈的水資源、缺少綠化景觀,所以建立一種新型的生態景觀城市必須具備雨水的海綿技術、擁有自己的水的凈化系統和良好的土壤凈化技術。“海綿城市”是符合這種新型的生態景觀城市建設要求的。那么如何理解“海綿城市”呢?
目前國內有“海綿城市”應用的實例,例如其在六盤水市河道的應用。沒應用前的河道污染嚴重、破壞了濕地的水文功能。通過將河道改造成一個生態廊橋,將其支流改造成活的生命體,然后將兩者節點形成一系列的海綿體以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,這樣湖里的富營養和污染就不會出現,水就會變得清澈見底,經過三年改造,現在整個河道煥然一新,強大的水文功能使兩岸植被豐富,生態環境優美。由此可見,對海綿城市濕地水文功能的研究和濕地水資源的合理保護和分配是十分重要的;對海綿城市濕地不同種類的植物特性和應用的研究也是十分重要的,研究“海綿城市”中的水文功能與景觀設計的關系和融合更是重中之重。
二、“海綿城市”水文情況與景觀設計建設現狀調查
“海綿城市”是指城市像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。建設具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態文明建設的重要內容,是實現城鎮化和環境資源協調發展的重要體現,也是城市建設的重大任務。
1.分析“海綿城市”建設成功的例子
美國漢諾威康斯伯格生態社區,由于當地地下水位較高,kronsberg城區是漢諾威重要的地下水儲存地,這也是漢諾威政府一直遲遲沒有在kronsberg城區進行建設的原因之一。該項目提出了“近自然的水管理”概念和方法,目標是通過一些接近自然的排水方式盡可能地將雨水就地滯留并下滲,最大限度地減少流失量,讓城區的雨水流失量和地下水保持在未開發前的狀態。整個雨水規劃中的幾個大型雨水滯留區都很好地結合地形設計,由于地勢東高西低,在場地的西邊緣最低洼處,規劃了一個可作為公園綠地使用的大型滯水區域,下暴雨時可滯留大量雨水從而起到防洪作用,平時是可進入的休閑綠地。雨水順應東高西低的地勢沿地表可形成溪流景觀。
2.嘉興“海綿城市”建設情況
經過調研,作為江南水鄉城市,海寧水系發達,河流密布,但水資源相對有限。統計顯示,嘉興多年平均水資源總量僅20.76億立方米,居全省倒數第二。2013年嘉興人均水資源量僅為476.1立方米,低于人均500立方米的國際嚴重缺水標準,利用再生水和雨水資源是嘉興尋找非傳統水的重要出路。不僅如此,從上世紀90年代到本世紀初,由于多種原因,嘉興水質情況總體頗讓人擔憂。
早在2011年,國家水專項辦公室把嘉興列為示范城市,并設立了“河網城市雨水徑流污染控制與生態利用關鍵技術研究與工程示范”研究課題,主要內容是研究如何利用低影響開發技術服務于嘉興建設海綿城市。
6月調研時正好是梅雨時節,這讓嘉興部分城市道路積水嚴重。但是在嘉興勺園停車場,寬闊的停車場的地面卻無積水,雨水快速滲透地面,被“吸收”了。秘密就在腳下那片看似平常、但有別于傳統混凝土的路面:停車場的路面鋪設了專用透水混凝土,底下安裝了1公里多長的網狀盲管。下滲雨水被土壤吸收后,再經管網流進調蓄池進一步調蓄滲透后,達標排入河道。由此就有效收集了雨水,既降低了路面積水的程度,利于人們雨天出行,又將雨水進行了二次利用,緩解了城市用水的壓力。
除了對勺園生態停車場的實地調研外,我們還對蔣水港綠道、長綠道等在建的低影響開發示范工程進行實地調研。這兩個地區經過改造后現在整個河道煥然一新,植被的多樣性豐富了許多。我們不難發現河岸的植物高度由河及岸呈現出由低向高的排列,這利用梯田高度和植物高低的落差逐級下滲,使河水經過層層過濾,得到凈化;更重要的是這種梯田式的景觀設計有防洪作用還可凈化濕地之間的高差,使人放松身心。近看河水,我們發現河水變得比原來清澈了許多,通過分析我們發現這得益于兩岸的植被種植。植被將河道改造成一個生態廊橋,將其改造成活的生命體,然后兩岸的植被形成一系列海綿體以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,這樣河里的富營養和污染就不會出現,水就會變得清澈見底。
那么是哪些植物有截留雨水和地面的污水的功能呢?通過分析和查閱資料,我們發現有幾種植物可調節河川徑流、提供水源、改善水質等作用,其獨特的水文功能對維持流域生態系統的健康和改善區域生態環境具有十分重要的意義。在這里舉兩種植物的例子:
花畦:池底覆以土壤并種植吸附污染物的濕生植物,具有調節與改善水質的功能。
植草溝:用植被覆蓋的集水、排水渠,主要用于疏散暴雨徑流和移除污染物,改善水質,保留植被維護景觀品質,提供生物棲息的空間,且植草溝設置及維持保養的費用低于傳統的地下管線。
通過這些擁有獨特水文功能的植物不但可截留雨水和地面的污水,凈化河道的水源,還可維持水生生態系統的穩定性,開放的水域還達到供親水及視覺美化的效果。強大的水文功能會使這兩個低影響開發建設示范工程實驗地的水質越來越好,生態環境越來越優美,達到人與自然和諧相處的目的。
三、結語
“海綿城市”的生態系統中不同高低、不同作用的植物組合是擁有水文功能的基礎,結合地形與當地環境通過美學角度將植物的高低落差和不同的作用進行科學的組合與設計是水文功能發揮作用的必要條件。根據這個出發點,景觀設計所從事的內容就包括在一個限定的地域環境下,用科學的方法通過美學角度將不同功能、不同作用、不同高度和顏色的植物有序搭配并種植起來,既能給所在地區凈化空氣、涵養水土,又能起到穩定生態環境,美化生態環境的目的。這說明在“海綿城市”的建設中,景觀設計與水文功能是相互交融、息息相關的。這兩者的美好結合體現了“可持續發展”理念,既具有功能性,又具有自然生態美觀性;不僅能維持良好的生態環境為人類的生存提供更舒適的生存空間,而且對于當今城市建設具有積極意義。
“海綿城市”這種全新的城市建設理念遵循了自然法則,最大限度地提高了在經濟建設和新型城鎮化建設中的生態效益,將自然途徑與人工措施相結合,在確保城市排水防澇的前提下,最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態環境保護。在“海綿城市”實施建設過程中,應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性,協調給水、排水等水循環利用各環節,并考慮該系統的復雜性和長期性。
參考文獻:
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[3]陳家剛.生態文明與社會公平[J].新華文摘,2008(2).
關鍵詞:海綿城市;低影響開發;技術方法
中圖分類號:TU986
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2017)05015104
1引言
由于氣候變遷和城市過度開發,城市洪澇、水資源短缺等雨洪問題逐漸成為制約城市發展的重要因素。在全面建設生態文明的背景下,中國提出大力建設“海綿城市”的新舉措[1]。隨著2014年10月《海綿城市建設技術指南》的頒布,全國海綿城市建設工作全面鋪開。徐州作為江蘇省的試點城市應運而生。
徐州地處華北平原東南部,年平均降雨量僅821.3 mm。其中,最大徑流量集中在6~7月,所以季節性缺水和區域性內澇經常發生。因此,有效提升水資源的管理水平成為徐州等季節性缺水和區域性內澇型城市發展的重要課題。
2設計區域概述
徐州市泰山,海拔185.30 m,是徐州地區的最高山體。泰山西坡山體公園,則地處泰山西坡山腳,總長度1.0 km,總占地面積5 hm2。該項目于2015年進行全國統一招標,擬按照海綿城市建設要求實施,整體提升山體的儲水蓄水能力,建成后將成為徐州地區首個山體海綿示范點,并已于2017年1月底完成施工。
區域整體植被以側柏林為主,長勢較好。因長期受到雨水沖刷,表層零星形成了大小不一的陂塘。由于徐州地區降水較為集中,為避免山體洪澇和道路積水對社會產生危害,早年間沿西坡山腳修筑了一條長度為1.0 km的硬質泄洪溝。該泄洪溝能夠有效地攔截西坡雨水,同時收集周邊道路雨水,隨后將其快速的排往市政雨水管(圖1)。隨著“海綿城市”概念的提出,這種直接將雨水快速排掉的做法已不能達到與時俱進的要求,違背了生態可持續發展的原則。它既不能緩解暴雨對市政雨水管道帶來的壓力,也不能充分利用雨水資源。因此,提升西坡公園的儲水蓄水能力迫在眉睫。
3研究方案
3.1研究結構
整體研究結構分為四部分,第一步明確土壤地質及
圖1泰山西坡山體公園雨后狀況
下墊面,得出土壤滲透系數;第二步確定匯水面域;第三步根據徐州年徑流控制率確定設計降雨量;第四步計算匯水量。最后根據所得的數據及西坡實際情況確定海綿體形式。
3.1.1土壤及下墊面
勘探單位根據現場實際情況,以100 m為間距,在項目地分別布置10組勘探點,深度控制在3 m以內。從山體表層至底基層得到結果如圖2。通過對勘探資料分析,發現腐殖土滲透性較好,黏土一般,灰巖無任何滲透性。因雜填土不在本次設計范圍內故不做具體分析。
3.1.2匯水面域
利用ArcGIS水文工具,劃分積水盆地,提取泰山匯水線。得出項目地可利用的雨水徑流面共分為3個匯水區,經計算得出一號匯水區S1=5 hm2,二號匯水區S2=1.3 hm2,三號匯水區S3=35 hm。
3.1.3設計降雨量
根據我國大陸地區年徑流總量控制率分布圖,徐州年徑流總量控制率在70%~85%之間[2],因徐州地區降雨量少,故本次設計取最大年徑流控制率85%作為設計降雨量的參考標準。通過統計徐州地區近30年日降雨量,最后得出徐州年徑流總量控制率對應的設計降雨量為43 mm。
雨量徑流系數。因S1、S3為綠地,徑流系數取0.15;S2為混凝土和瀝青路面,徑流系數取0.9。再結合《室外排水設計規范》(GB50014)的容積法V=10HωF,式中:V為設計調蓄容積,m3;H為設計降雨量,mm;ω為綜合雨量徑流系數;F為匯水面積,hm2。最后分別計算出一號匯水區V1=322.5 m3,二號匯水區V2=503.1 m3,三號匯水區V3=2257.5 m3。至此,該區域總匯水量為3083.1 m3。
理想狀態下,徑流總量控制目標應以開發建設后徑流排放量接近開發建設前自然地貌r的徑流外排量為標準[2]。而自然地貌往往按照綠地考慮,故本項目中,綠地匯水量不計算在其中。結合以上分析,本項目有效匯水總量為503.1 m3。
3.2海綿體形式確定
通過以上分析及匯水量數據的提取,再結合豎向及雨水匯流走向,最終確定了海綿體形式――海綿綠帶,以生態系統為基礎,將生態儲水與景觀相結合。設計的海綿綠帶分別收集泰山路東側雨水及泰山山體西坡滯留雨水,并將收集到的雨水部分用做水景觀,部分滯留后自然滲透,補給地下水。
4海綿體分析
4.1泄洪溝改造
根據以上對海綿技術的研究,同時為了保留原有泄洪溝的功能,只在泄洪溝端頭,破除泄洪溝,并結合周邊地形,設計成跌水式生物滯留塘。
4.2水路系統
結合現狀地形,在項目中使用植草溝串聯生物滯留塘的方式,形成整體海綿綠帶。設計植草溝寬度0.8~1.5 m不等,深度20~30 cm,面層按照配比要求放置粒徑5~15 cm的卵石,并且局部點綴徐州本土地區綿羊石,讓整體植草溝在形式上更能體現徐州本土特色;植草溝周邊局部膨大部位則設計成生物滯留塘,在雨量大的月份,滯留一部分雨水,自然形成水景觀如圖6中深色部分。
以之前計算的數據為參考依據,設計完后的植草溝及生物滯留塘,共能收水494.6 m3。與本項目計算的收水量503.1 m3基本達到匯、收平衡。為了更好的利用這一片區的雨水,在設計好的3組生物滯留塘旁,分別設置了3組蓄水池,收集因短時間內暴雨強度過大而造成的過量雨水。整個收水過程是“收水―過濾―蓄水―用水”。當蓄水池儲蓄容量達到設計上限時,一則可將儲存的雨水用做它用,如灌溉等;二則,無法收集的雨水將滯留在生物滯留塘中,形成水景觀。最后當滯留的雨水高度超過生物滯留塘中設計的景觀擋水坎的最高點時,雨水將會自然溢流至泄洪溝,最終排向湖泊,補給湖水。至此,海綿城市中的滲、滯、蓄、凈、用、排會在整個項目中都有所體現。
4.3道路系統
整體道路設計分為兩級。一級為慢行系統,寬2.5 m,兼自行車行駛功能;二級為游園路性質,寬1.6 m,以步行功能為主。道路系統從基層到面層全部選用透水材料,減少地表徑流,減輕雨洪壓力。
一級慢行系統,采用銹紅色透水混凝土。做法結構由上到下分別為150厚透水混凝土,100厚碎石墊層,素土夯實。在整個透水混凝土設計中,考慮到成本因素,采用底層100厚原色透水混凝土,面層50厚銹紅色透水混凝土的設計方法。二級游園路,則采用透水磚面層,做法結構由上到下分別為60厚陶瓷透水磚,30厚1∶6干硬性水泥砂漿,100厚透水混凝土,100厚素土夯實。按照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技術規程》及JC/T945-2005《透水磚》的規定,在常溫下,透水混凝土的透水系數不能低于0.5 mm/s,強度等不低于C20,透水磚的透水系數則不能低于0.01 mm/s。根據規定,中標施工單位經過試驗適配出最佳配合比,鋪設整體道路。由于山體自然形成了大小不一的陂塘,為了使道路系統更加連貫,設計通過石橋連接植草溝兩側道路,營造了一種小橋流水的意境。
4.4植物系統
整體植物設計本著經濟、適用的原則,以保留泰山自身原生態為出發點,分別選用了烏桕、欒樹、青桐、黃連木等色相變化明顯、適合山體生長的喬木為骨干樹種,結合原有側柏林,營造豐富的秋季景觀;在下木選擇上,以多年生籽播花卉為主,同時搭配既耐蔭又常綠的八角金盤、大花萱草、花葉蔓長春,讓整個西坡四季有景可觀;而對于植草溝和生物滯留帶旁,則種植了在徐州地區長勢較好的兩棲植物黃菖蒲和水生鳶尾,配合觀賞
草,打造泰山西坡別樣風情。
5結語
泰山西坡海綿體的建設,將會為未來其他海綿體的設計提供參考依據。特別是和徐州處在同緯度的城市,都可以以此為藍本。該項目是徐州地區首次嘗試建設山體海綿,也是在探索、試驗的過程中一步一步摸索前進。就建成后效果而言,能夠滿足海綿城市的前期要求。當然,建成后如何養護,則是項目后期的難點。比如建好的植草溝、生物滯留塘的養護方法,是按照傳統形式上的植物來養護,還是每次暴雨過后,都需要清理一遍。再者,透水材料如何保證長久的滲透性?在北方的冬季會不會出現凍害問題?這些疑問都只能在建成后的泰山西坡山體公園的養護過程中,一步一步尋求最佳解決方案。實踐證明,該技術方法能夠在海綿城市前期方案中起到預測作用。
參考文獻:
關鍵詞:水文效應;海綿城市;透水鋪裝;下沉式綠地;雨水
中圖分類號:TU984
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2016)12023403
1引言
張家口市作為一座快速發展中的中型城市,近年來在水文效應建設方面取得了較大進步。但隨著城鎮化建設的快速發展,城市雨洪管理也引起了社會各界的關注。因此,探討基于海綿城市理念的張家口市在未來需要建設諸如透水鋪裝、下沉式綠地這樣的有效水文效應措施,以改善城市水文建設,具有一定的現實意義。
2張家口市市區水文效應概況
張家口市主城區位于河北省的西北部地區,是蒙古高原與華北平原的主要過渡帶,也是洋河流域山間盆地中的重要組成部分。該市主城區面積約為970 km2,預計在2020年實現2080 km2的城市面積擴建。該城市的水文特點鮮明,由于主城區南北兩邊具有最大為111.5m的高差,所以整個市區呈現不規則的河谷盆地特征。在張家口的主城區內擁有東西沙河、清水河,分布在城區的東西兩方,自東西、南北貫穿整個主城區,水文條件相當豐富。
近年來,張家口市的城市建設發展非常迅速,但是隨之而來的熱島效應、高程建筑障礙效應也影響到了城區汛期內的降雨量,其中尤以雷暴雨次數增加最為明顯。隨著城區面積的逐年擴大和舊城區改造工程的不斷推進,張家口市漸漸出現了道路硬化、地表透水面積比重增大、城區截留、下滲損水量降低等現象,這也使得市區內的地下水匯集時間被大大滯后,增加了城市河流的徑流系數和集流速度。如此一來,城市下游的洪水過程線就日益增高,造成了洪峰的提前出現和城市地表徑流量的過分增加。
根據2015年的《河北省張家口市水資源評價報告》中顯示,張家口市的水文條件,尤以地下水為主已經處于嚴重超采階段,地下水水位逐年下降,且低洼排水問題也日益嚴重,對于張家口而言,也面臨著空前的水文效應危機。所以,為了日益膨脹的城市人口數量和日益提升的市民生活需求,張家口市必須解決自身所存在的水文效應不利因素,緩解水資源分配不均及洪峰自然災害所帶來的城市潛在危機[1]。
3張家口市基于海綿城市建設的城市水文效應應對措施
就目前現狀來看,張家口市所采用的依然是“雨水口―雨水管渠―市政管線”的傳統水文管理模式。所以按照市內老城區的官方設計布局來看,設計管徑偏小(DN60~DN100之間),整個市區的雨水管網普及率僅為70 %不到,這與城市的實際排雨水量存在較大差距。這就造成了張家口市市區地表雨水徑流污染嚴重,例如汽車泄漏汽油、輪胎磨損、防凍劑、城市屋面材料所帶來的污物都被排放到雨水管渠中,對雨水水質的污染非常明顯。基于這種水文效應不利狀況,張家口市建設海綿城市是相當有必要的。
3.1張家口市區降雨狀況及雨水資源量
張家口市的降水集中在汛期(6~9月),這一期間降水量占到全年降水總量的70 %左右,10~12月則降雨量最少。按照我國的暴雨分級標準來看,張家口市在特大暴雨方面表現不明顯,屬于降雨比例比較緩和的地區。
按照張家口市的雨水資源總量來看,圍繞這一數據來考慮建設海綿城市是相當重要的。特別是在“十二五”規劃之后,張家口市希望在2020年前實現對雨水資源收集建設用地面積超過60000萬m2,所以本文給出雨水收集資源總量的公式為:
Re=ψ×A×Ha。
其中ψ代表了張家口市的地表徑流系數,一般常規取值為0.9,而A代表了城市市區的匯水面積,Ha則代表了張家口市一年的總降水量。所以將數據代入上述公式計算得出張家口市建設海綿城市后的每年雨水資源收集總量將達到3億m3,這一數字對于城市雨水資源利用潛能的開發價值是很高的,值得嘗試。
3.2透水鋪裝設計、應用及建議
3.2.1透水鋪裝的設計
將孔隙率較高且透水性較好的材料應用于道路路面建設就叫做透水鋪裝,它是海綿城市建設的基本工程要素之一。透水鋪裝可以使雨水很好地滲入到道路路面的內部,以達到貯存一定雨水的效果,隨時便于管道排水,降低洪峰流量,削弱徑流系數,使得城市洪澇災害危險系數大幅度削弱。一般來說,透水鋪裝是由土基、墊層、基層、過濾層和面層所共同構成的。另外,透水鋪裝對緩解城市溫室效應,降低路面溫度也有好處,這樣一來,道路的壽命也被大大延長。
透水鋪裝在設計方面所采納的地表徑流系數規范在0.05~0.5范圍內,這一數據與它主要使用材料的孔隙率、透水特性有很大關系,也就是說,徑流系數決定了道路路面雨水滲透量,由此可以確定透水鋪裝中路基層厚度的確認方法:
H=0.1I720k100T60n。
在上述確認方法的公式中,H就代表了透水基層的總厚度,而I表示城市平均的降雨強度(mm/h),k代表土基的飽和滲透系數,T表示降雨時間(min),最后n代表了道路路面蓄水層的孔隙率。根據該式來判斷透水鋪裝的功能性非常有效果,而且它也可以幫助透水鋪裝工程選擇材料,確保道路路面在降雨時及時下滲雨水,使路面有較高的抗壓能力。
3.2.2透水鋪裝在張家口市的應用
在張家口市,透水鋪裝技術仍然處于起步階段,但整體上所取得的效果還是較為明顯的。考慮到張家口市濕陷性的土基結構,所以當土基處于干燥條件下,土體結構整體相對穩定。而如果土體的含水量增加到一定程度時,就很容易出現土體結構的破壞,使土基強度大幅度被削弱,對建筑及道路的沉陷帶來很大危險。所以在張家口市的市區透水鋪裝時,應該考慮這些特殊的地質條件,并采取相應的防治策略。
就以對土基的濕陷性消除而言,張家口市所采用的是以3∶7為基礎比例的灰土墊層法。該方法的技術核心就是分層夯實,按照路面土基的齡期不同而為其賦予不同的承載力、密實度與隔水性,確保它擁有較好的墊層優勢。張家口市的灰土墊層一般設置在≥1.0 m的厚度范圍內,并且采用了分層壓實的方法,確保分層厚度始終≤200 mm。再者,城市路面還采用了沖擊壓實法對路基進行了補強,一定程度消除了路基由于被沖擊碾壓所存在的濕陷性。這種方法可以消除1.2 m左右的黃土濕陷性。
在基層的改進方面,考慮到張家口市地下水水位較深,而土基位置又通常高于地下水水位位置,所以可以見得土基受到地下水影響可能很小。因此專門針對土基的濕陷性來對基層雨水下滲問題進行對策,所以在條件允許的情況下為基層設計以DN50為基礎的PVC排水盲管,并充分利用到市區內普遍的4 %土基頂部坡度,確保多余雨水能夠順基層流入到PVC排水盲管中,保證城市內許多人工景觀和綠色植物帶能夠得到充分的水分灌溉。這也是利用到了張家口市在雨季中雨水過度飽和的自然因素,順利將雨水排除并利用,同時也大大降低了對透水鋪裝結構的破壞性[2]。
3.3下沉式綠地的設計、應用及建議
下沉式綠地主要包括雨水濕地、生物滯留設施等等。在城市中,它一般表示的是低洼式的凹陷綠地,即高程低于周邊路面高度約20 cm內的下沉區域。
3.3.1下沉式綠地的設計
下沉式綠地在設計過程中所需要考慮的設計參數很多,它也是海綿城市設計中的主要核心之一,以下對下沉式綠地的水量平衡進行分析得出:
W=S+U。
在公式中,W代表了下沉式綠地的總體水匯流量(m3),S代表了下沉式綠地在下沉時段的雨水下滲量(m3),U代表了在下沉時段的綠地蓄水量差值(m3)。因此可以得出雨水的滲蓄率公式為:
N=S+ΔU(PzF1Cn+PzF2)/1000×100 %。
在該公式中,所反映的正是下沉式綠地對降水方面的滲蓄能力,這其中Pz代表了城市降雨量(mm),F1代表了下沉式綠地服務范圍內的集水面積(m2),F2代表了下沉式綠地的總面積(m2),Cn代表了綠地服務范圍內的徑流系數。
根據城市雨水的下滲量:
S=60KJF2T。
由此來計算土壤滲透率及滲蓄時間,則能夠得出以下算式:
f=F1F2。
按照下沉式綠地的相關參數展開分析,并對其進行優化設計,所以說當下沉式綠地的坡度合適時,雨水就會順利匯集于綠地之中。若能在路緣石附近設計300~500 mm寬度的開口,更利于雨水徑流的流入。而如果下沉式綠地在雨水匯集形成飽和狀態后,還可以通過雨水管渠來進行雨水排出。
3.3.2下沉式綠地在張家口市的應用
張家口市市區的土壤滲透系數較大,能夠快速的對徑流雨水進行吸收,所以對它的下沉式綠地設計可以直接采用原有土壤進行相關植物的栽入。在設計中,為下沉式綠地保持0.05~0.30 m的下凹深度,總體保證其高程小于路面高程。并在下沉式綠地中設置雨水口以隨時收集降水時出現的溢流雨水。所以該市的雨水滲蓄f值保持在10 %以上范圍。
在計算中,如果f值為負值,就說明市區的下沉式綠地不需要太大下凹深度也能進行雨水下滲,這也證明綠地的下滲效果相當出色。但當f值超過100 %時,就證明城市的下沉式綠地在滲蓄量上大于雨水收集面積的雨水,并且存在一定的收集富余量[3]。
4結語
基于海綿城市概念對張家口市的城市水文建設提出了相關設計及應用策略,彌補了傳統治理下城市地表徑流流量過大且地下水水位日益降低的問題。證明了海綿城市對于張家口未來的市區水文效應建設是相當必要的,這種低影響開發技術結合城市傳統的雨水管理方法,讓城市的水文生態環境在保持不變的情況下還能抵御更多自然災害,真正實現了“水彈性城市”的標準。
收稿日期:20160505
作者簡介:夏應冰(1991―),男,東華理工大學地球科學學院碩士研究生。
[HT][CDH01248*4/5]
參考文獻:
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褚永軍.張家口市城市水文效應對策研究[J].河北建筑工程學院學報,2015(2):108~110.
關鍵詞:SWMM模型;老城區;低影響開發;布設比例;優化模擬
中圖分類號:TU992 文獻標識碼:A 文章編號:1672-1683(2017)04-0039-05
Abstract:[JP+3]The urban water logging takes place in the old city area frequently because of its high density of buildings and other characteristics of construction.Responding to this problem,this study used the LID module in SWMM model and chose Infiltration Trench,Permeable Pavement,Rain Barrel,and Bio-Retention Cell for simulation and analysis.We placed different proportions of LID measures (0.1%~15%)on the study area in design storm conditions with different return periods,so as to find the optimal proportions.At last,we combined these proportions to tentatively explore combination optimization.The results showed that the LID measures′ effect on design storms would diminish after their layout reached a certain proportion,which should be the optimal proportion.But the optimal proportions of individual measures cannot be directly applied to the combination scheme because of the interaction between individual measures.The combination optimization still needs further study.
Key words:SWMM model;old city area;LID;layout proportion;optimization simulation
S著近年來城市的快速擴張,城市內澇頻發、水資源短缺以及水環境惡化等現象不斷加劇[1]。為此基于美國、英國、澳大利亞等西方發達國家先進雨洪管理經驗[2-3]的“海綿城市”理念應運而生,而主張進行雨水源頭控制從而降[HJ2.27mm]低內澇風險的低影響開發理念則是海綿城市建設的重要內容[4]。應用低影響開發措施構建城市小海綿體,是當前海綿城市建設的熱點,杭州、上海等地[5-6]都在進行低影響開發模式的探索,無論是從規劃層面到后期的政策制度保障,還是對國外低影響開發技術的學習,這些探索在海綿城市建設的優化實踐中并沒有明確的指導作用。LID措施如今雖已廣泛用于具體的模擬應用[7-8]當中,但已有應用只是根據經驗選擇LID措施的布設比例,簡單得出LID措施能夠削減降雨徑流的結論,并未提出布設比例的優化方法。目前仍然缺少LID布設比例優化方面的研究。
老城區普遍具有建筑密度高、地表透水性差、綠化面積小、水面率不高以及管道排水標準低等特點,是發生城市內澇的高危地區。加上在老城區進行大規模的水系拓浚或管網改造較為困難,所以在海綿城市建設中應給以老城區足夠的重視。
鑒于低影響開發措施應用中存在的上述問題,研究首先模擬老城區現狀情況下的降雨徑流,設置不同比例的LID措施后再進行模擬比較,通過對LID布設比例與降雨徑流削減效果的關系進行分析,尋找最佳布設比例,以期為低影響開發措施的優化布設提供依據與方法思路。
1 研究區模型構建
1.1 研究區概化
研究區域位于長江三角洲地區某市,該市所處地區屬亞熱帶季風氣候區,降雨充沛。境內地勢平坦,起伏不大,又河網密布,是典型的平原河網地區。研究區屬于該市的老城區,小區建筑較為密集且頂部承受荷載的能力變得相對較低。道路廣場等透水性差;城市綠化面積小,產生的大部分地表徑流只能通過管網排出,增大了內澇發生的可能性。
為避免水閘、泵站等工程措施的影響以及各匯水區之間產匯流過程的相互影響,選取該市中心城區的一獨立匯水區域作為本次的研究區域。研究區域面積4.84 km2,共劃分為146個子匯水區。利用研究區雨水管網資料和水系河道資料,共概化雨水管道104條,河道24段和126個節點。結合其土地利用情況,采用ENVI軟件對遙感圖像進行監督分類,確定各子匯水區的不透水面積比例,并利用面積加權法確定研究區不透水面積約為20%。研究區概化圖見圖1。
1.2 LID措施及相關參數的選取
1.2.1 LID措施及主要參數選擇
本次模擬采用SWMM模型。SWMM模型中的LID模塊提供了生物滯留網格、雨水桶、滲渠、滲透鋪裝、綠色屋頂、植被淺溝、雨水花園等低影響開發措施的模擬。
老城區建筑密度高,屋頂面積比例大,但考慮到老舊建筑的強度和防滲排水問題,以及植被淺溝和雨水花園的占地問題,在此并未模擬其他三種低影響開發措施。經初步比選,選擇生物滯留網格、雨水桶、滲渠和滲透鋪裝4種最適用于老城區改造的低影響開發措施進行模擬分析。LID參數的選取主要根據模型用戶手冊及其它文獻[9-11]設置。
滲渠采用礫石等滲透結構,能夠捕獲徑流并將其滲透到地下,對透水率有一定的補償作用 [12]。滲渠表層蓄水深度取5 mm,糙率0.15;儲水層厚度150 mm,孔隙比0.4;排水層排水指數取0.5。
滲透鋪裝對應于傳統的硬質地面鋪裝,一般采用多孔材料搭建排水滲透層,盡量恢復天然狀態,減小地面徑流,削減洪峰[13],還有利于改善城市的生態環境。滲透鋪裝表層蓄水深度取2 mm,糙率0.15;鋪裝層厚度120 mm,孔隙率0.15;儲水層厚度300 mm,孔隙比0.5。
雨水桶是一種屋面雨水的收集裝置,可以有效減小地面徑流。雨水收集后處理回用,能在一定程度上減小雨水集中處理的壓力,緩解水資源短缺的狀況。雨水桶高度設為800 mm,排水指數0.5,排水偏移高度150 mm。
生物滯留網格是利用植物、土壤和微生物滯蓄雨水、凈化雨水的一種低影響開發措施。生物滯留網格規模較小、經濟,適宜分散布置[14],適用于較高密度的建筑區。生物滯留網格表層蓄水深度取150 mm;土壤層厚度300 mm,孔隙率取0.4;存儲層厚300 mm,孔隙比0.5。
1.2.2 模型相關參數的選取
本次研究主要基于SWMM模型進行老城區的降雨徑流模擬,根據研究區的下墊面條件,模型的降雨下滲過程選擇霍頓模型,計算采用動力波演算方法。模型相P參數主要參考SWMM模型用戶手冊和其它文獻[15-19]選取率定。
(1)子匯水區參數中的各子匯水區面積和不透水面積比例、各子匯水區坡度等需根據研究區下墊面土地利用和排水管網情況,借助于GIS確定。
(2)漫流寬度。漫流寬度是模型產匯流計算中十分重要的參數,在SWMM模型用戶手冊中定義為面積與最大地表漫流長度的比值,但在城市排水工程中,由于各子匯水區地形等的不均性,難以直觀測量漫流長度和漫流寬度,因此難以精確計算[20]。在概化時先按照SWMM模型用戶手冊計算得到漫流寬度W,由排水管道在子匯水區不規則性得到形狀傾斜因子r(取值0~1),進而利用(2-r)W調參[9]。
(3)下滲參數。結合研究區土壤類型,Horton下滲模型參數取土壤最大下滲率16.93 mm/h,最小下滲率1.27 mm/h。
(4)地表洼蓄及糙率。其它參數如透水地表洼蓄量取15 mm,糙率取0.15,不透水地表洼蓄量取1 mm,糙率取0.013。
(5)管渠參數和節點參數。主要由實測的管道與河道資料確定,管道糙率取0.013,河道糙率取0.02。
1.3 設計暴雨
選取研究區1965年-2015年共51年的降雨資料,采用年最大值法對不同時段的降雨資料整理分析,進行適線排頻計算。選擇研究區1991年6月30日22時到7月1日22時的24 h降雨過程作為典型暴雨過程,按同頻率法縮放得到2年、5年和10年一遇設計暴雨過程,見圖2。
2 低影響開發措施優化模擬
2.1 LID優化場景設置與分析
為分析所選LID措施對老城區降雨徑流的削減作用,將選定的4種LID措施分別單獨設置在各子匯水區,并通過模擬計算得到不同的LID布設比例(0.1%~15%)在不同重現期下的徑流系數,繪制徑流系數與布設比例的關系曲線見圖3-圖6。
由圖3-圖6分析可知,針對不同重現期的降雨,LID措施均能在一定程度上起到削減徑流的效果。但LID措施對徑流系數的削減并不是隨著布設面積的增加呈線性增長。在研究區布設的滲渠達到一定比例時,徑流系數曲線出現拐點,再繼續增大布設面積,徑流系數減小的速度大大降低。隨著降雨重現期由2年一遇提高到10年一遇,LID措施對徑流系數的削減速度有所減小,徑流系數曲線出現拐點的位置向后移動。分析徑流系數曲線,選擇拐點處的LID措施布設比例,可以為優化LID措施的布局以及利用最小的占地得到最佳改造效果提供依據。
總結圖3-圖6可知,2年重現期下4種LID措施單獨布設的最佳比例分別為:滲渠0.1%,滲透鋪裝1%,雨水桶2%,生物滯留網格2.5%;5年重現期下4種LID措施單獨布設的最佳比例分別為:滲渠0.2%,滲透鋪裝1.5%,雨水桶3.5%,生物滯留網格5%;10年重現期下4種LID措施單獨布設的最佳比例分別為:滲渠0.3%,滲透鋪裝2%,雨水桶4%,生物滯留網格7%。
由研究結果,雖然幾種LID措施的布設比例與降雨徑流的削減效果曲線具有相同的趨勢,但由于LID措施參數的設置可存在差異,也會因所處地區不同而不同,因此最佳布設比例并不是定值,且同一重現期下不同措施的最佳布設比例也有所差別。文章所做研究僅為LID布設提供思路。
2.2 最佳布設比例的LID結果分析
由上小節研究結果可知,幾種LID措施的布設存在最佳比例,不同重現期下的LID措施的最佳布設比例不同,因此分別就3種重現期,針對無LID的情況和最佳布設比例的幾種LID方案進行模擬比較,結果見表1-表3。
由表1得出,2年一遇重現期下,研究區的徑流系數達0.644,加入最佳布設比例的LID措施后,對現狀降雨徑流的削減作用顯著,徑流系數減小到0.515~0.566,減小率達12.1%~20.1%,徑流量由28.3萬m3減小到22.6~24.8萬m3。最佳布設比例的各LID措施對5年一遇重現期降雨和10年一遇重現期降雨有類似的削減效果,在此不作贅述。
由結果可以看出,無論采取哪種最佳比例的LID措施,積水節點數基本穩定,變化不大。在較低重現期下,尤其是2年一遇的積水點數目,反映研究區排水管網存在隱患,容易成為內澇高發地。以最佳布設比例的LID降雨徑流模擬結果為指導,針對低重現期積水點進行改造,有利于減輕內澇風險。
2.3 組合方案初探
完成單項LID措施的布設比例優化研究后,將幾種措施的單獨最佳布設比例進行組合(參數與單獨設置時保持相同),對基于最佳比例的LID組合進行初步探索。模擬結果見表4。
將各種措施的最佳比例組合,將得到更小的徑流系數,徑流系數削減的效果并不理想,究其原因主要為:在各種LID措施以最佳比例單獨布設時,徑流系數已接近其能得到的最小值,并且受到研究區不透水面積的限制,組合后,部分LID措施實際上并沒有發揮作用。
在制定組合方案時,并沒有考慮到組合后各個LID措施間的相互影響,僅僅利用單項LID措施的最佳布設比例并不能取得組合方案的最佳效果。因此,在組合方案的優化方面尚需進行深入的研究,考慮多種因素以實現最佳布設。
3 結論
(1)文章基于SWMM模型中的LID模塊對一老城區進行了LID布設比例的優化模擬。經過對老城區建筑特點的分析,選擇了4種LID措施。經模擬發現,各種LID措施的布設達到一定比例(記為最佳布設比例)后對降雨徑流的削減效果減緩,這種關系可用于指導LID措施的布設優化。
(2) 在較低重現期下,以最佳比例布設不同 LID措施后,模擬降雨徑流得到穩定積水點,可用于指導城市排水管網的改造,緩解城市內澇。
(3)由于受到不透水面積的限制和各LID措施間的相互影響等因素,并不能簡單的將各個單項措施進行組合以取得最佳效果,組合優化方法尚有待深入研究。
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關鍵詞:建筑工程設計;節能;建筑設計;研究
眾所周知,節能已經成為了當今社會各個領域發展的重要戰略主題,其是實現社會可持續發展的必要條件,建筑行業也不例外。節能型建筑不僅能夠有效的降低工程的成本投入,還能夠更好的提高建筑的舒適度。為此,相關的人員在實際的設計過程中,要充分的將“低碳環保”作為建筑過程中的重要理念去執行,從而保證建筑的施工質量和使用效果。
1建筑工程設計中的節能建筑設計的重要意義和必要性
近年來,我國城市現代化建設進程不斷加快,城市中的建筑數量與日劇增,其在給人們生產和生活帶來便利的同時,也消耗了巨大的能源。這使得社會資源緊缺的局面更為嚴重,進一步的凸顯出了社會建設和人類環境和資源之間的矛盾。因此,在這樣的情況下,建筑施工單位應該充分的意識到到節約資源的重要性和必要性,加強對房屋建筑的節能設計,從而進一步促進人與自然的可持續發展。但是我國的人口比較多,人均資源占有量比較小,我們要根據我國的實際情況,選擇合理的節能方式,對建筑工程的施工進行合理的設計和規劃,從而在一定程度上,有效提高建筑能源的利用率。
2建筑工程設計中的節能建筑設計的研究策略和具體措施
2.1節能建筑的朝向選擇。在實際的建筑設計的過程中,我們要意識到建筑的朝向不僅關系著自然的光照效果,還會影響建筑的通風效果。我們必須對建筑朝向的設計給予足夠的重視。為此,我們在對建筑朝向進行選擇的過程中,要能夠對周邊的環境進行合理和全面的了解,對建筑物與周邊建筑之間的距離進行科學合理的設置。對建筑所在地的地域環境進行充分和全面的分析,保證良好的光照和通風條件,進而實現真正的節能。例如:通常情況下,我國北方地區經常會將建筑設計成南北向來實現有效的光照需求。而南方地區經常會利用當地的主導方向來實現自然通風的需求。2.2節能門窗的設計與優化。我們在設計門窗的時候,要嚴格的設計門窗的比例,保證其合理性。眾所周知,門窗是建筑的重要組成部分,因此,我們在設計門窗的時候,不僅要考慮其外形的美觀,還要有效的注重其通風、和保溫以及氣密性。如果其氣密性不夠好,就會產生大量的能耗,無法實現有效的保溫。隨著科學技術的發展和應用,吸熱玻璃和隔音玻璃以及反光玻璃也在市場上逐漸推廣和普及,而且其在實際的應用過程中取得了較好的成果。因此,我們要能夠有效的將其應用在節能建筑的設計過程中,實現對材料的有效節能。我們從圖1中,能夠看到這是一種節能門窗,通過百葉窗的設計和應用,實現了對光照和通風的有效調節,從而提高房屋使用的舒適度。2.3墻體和屋面的節能設計。建筑結構涵蓋了多方面的內容和因素,墻體和屋面就是非常重要的組成部分。針對于墻體的設計,相關的人員應該從材料入手,充分利用一些保溫效果好而且光線效果好的材料來建筑的墻體進行設計,這樣能夠實現不僅能夠實現良好的保溫效果,而且還可以利用余熱來有效的改善環境,實現節能。針對于屋面的設計,我們可以采用到鋪實的屋面保溫設計方案,通過對其應用,實現良好的保溫效果,也在一定程度上,提高了建筑物的使用壽命和耐久性。2.4合理的選用節能材料。在實際的施工過程中,我們不難發現,建筑材料是建筑施工過程中必不可少的物質,我們要想有效的實現建筑設計的節能,就應該加強對節能材料的使用。為了滿足節能的需求,相關的工作人員應該從多個角度進行入手,要在滿足高效、經濟、健康和節能的基礎上來選擇合理的建筑施工材料。隨著科學技術的不斷發展,科學家會研發出更多的節能和高效的材料,我們應該跟上時代和科學技術的步伐,對這些節能材料進行合理的使用,從而實現良好的節能效果。2.5節能建筑中的遮陽設計。通過對相關材料的調查,我們發現,現在節能建筑中的遮陽基本形式主要為以下幾種:①水平式的遮陽,這樣的設計方式就是直接對從窗戶上方照射的陽光進行遮擋,其遮光的高度角比較大,主要應用在南朝向的遮陽設計上。②垂直式的遮陽設計,這種遮陽設計主要是為了遮擋從窗戶兩側斜射進來的陽光,其遮擋的高度角比較小,非常適合在東北和西北方向窗戶的遮陽。③綜合式遮陽設計,這種這樣的設計方式和遮陽效果都較為突出,其能夠有效的遮擋中等高度角的陽關。這種方式比較實用東南和西南方向的窗口遮陽。除此之外,還有很多節能遮陽的方式,相關的施工單位要能夠根據實際的這樣需求以及施工的現場情況來對相關的方式進行合理的選擇,從而有效的實現冬季光照足夠,同時避免室內熱量的散發,夏季可以防止陽光的直接照射,并且防止溫度大幅度上升的效果。2.6建筑設計中的綠化系統的植物的設計。我們在實際的設計過程中,應該意識到通過綠化系統植物的合理設計能夠起到降噪和凈化空氣的作用。因此,相關的建筑節能設計人員應該重視綠化系統植物的植入和應用。通過綠化植物的融合,能夠實現減排和降低能耗的重要目的。這種綠化系統主要分為三種方式:①在屋頂上進行綠化;②垂直綠化;③式空中花園綠化。針對于屋頂的綠化,我們可以將屋頂設計為斜坡,然后在其上面種植一些綠色植物,但是我們也要對屋面的荷載給予有效的考慮,從防止荷載過大對屋面造成影響。針對于垂直綠化,其主要采用的爬山虎之類的植物來在外墻邊進行種植,使其能夠充分的爬滿和覆蓋到建筑的外墻上,這樣不僅能夠有效避免陽光對墻體的直接照射,還可以有效的降低污染,改善空氣的質量。而最后一種空中花園的綠化方式是指在有限的綠化空間內,利用盆栽來增加綠化的空間面積,進而實現凈化空氣的目的,而且也實現了對環境美化。圖2是著名的法國生態屋,我們從這個圖片中能夠看到,其對建筑設計綠色系統節能的優化效果,他們采用在屋頂和建筑周圍都種植一些綠色植物的方式,來進行建筑節能的設計,不僅保護了環境,凈化了空氣,還能夠使得建筑的外形更加美觀。2.7建筑設計中的加入海綿城市設計專篇。為了全面貫徹落實近年來國家和各省市關于海綿城市建設的要求,結合各地區氣候特點,充分利用自然資源,推行低影響開發建設模式,貫徹“建設自然積存、自然滲透、自然進化的海綿城市”理念,建筑設計應基于對地塊的整體功能布局及周邊情況的特點分析,遵循節約資源,保護環境,因地制宜,經濟適用的原則,提出相應的海綿設置引導,配置好地塊建筑、道路、綠地與廣場等關系,并與水、結構、綠建、景觀等專業等密切配合,具體落實到地塊控制指標當中,因地制宜地做好場地設計,節能減排,水的循環利用,從而切實做到優化建筑的節能設計。
3結語
綜上所述,建筑工程設計中的節能建筑的合理設計和優化不僅能夠有效的保護資源,節約環境,還能夠提高人們使用的舒適度,為人們的生產和生活提供更大的便利條件。為此,相關的人員在實際的設計過程中,應該加強對建筑工程各個環節設計的優化和完善,從而實現更好的節能設計,促進建筑行業更快更好的發展,也為我國的社會和經濟的可持續發展提供有力的保證。
作者:樊俊 單位:廣東省國際工程建筑設計有限公司
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International Low Impact Development Practices on Stormwater Management and its Enlightenment to Shanghai
MA Yan-ting, YANG Kai
(Shanghai Key Laboratory of Urbanization and Ecological Restoration, School of Resources and Environmental Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China)
關鍵詞:生態景觀設計;雨水花園;城市環境;設計應用
隨著全球經濟的不斷發展,人們開始越來越重視自身所處的的生存環境,因此設計與構造海綿城市已經成為很多城市發展中的一個重要方向。其中“雨水花園”的建造就是實現與建設海綿城市的重要舉措和技術措施。并且,在建設城市生態環境時,雨水花園主要是就城市水資源應用問題的雨水、洪水控制對策。雨水花園通過合理的收集與處理雨水,確保雨水利用滲透向自然循環中回流。在重新整理分配水資源后,就能夠充分的應用地下水。因此,在我國現代化城市建設中,為了構建環保、生態的環境系統,應該積極的引用“雨水花園”策略。
一、雨水花園產生背景及含義
我們都清楚,因為當代城市建設的緊張用地問題,現今的自然土地資源被大量的開發與應用,很多動植物及農林地被人類開發、占據,原有土地已經逐漸被不透水路面所取代,變成了城市的基本下墊面,此種現象的出現,對自然降水的雨水滲透產生了較大的影響,導致地表徑流不斷集中,城市洪水情況出現,這樣對自然界水循環系統也會帶來較大的影響。此外隨著全球水資源的不斷枯竭,這種大面積不透水材料被鋪筑到城市中,從城市下水管道會流走很多雨水資源,不會往地下滲透而補充地下水,進而對整個世界生態環境的和諧統一產生了嚴重的影響和傷害。所謂“雨水花園”,指的是很多淺凹綠地,通過這些淺凹綠地對來自地面或者屋頂的雨水進行收集,一部分為天然所成,也有一部分為人工完成。淺凹綠地能夠通過植物的綜合作用實現對雨水的凈化,它有著相對廣泛的用途,在城市的各種公共綠地建設中都得到了廣泛的應用。通過淺凹綠地,部分雨水能夠滲入到土壤中,使地下水能夠被有效的涵養,還能夠通過收集來的這些雨水當作廁所用水和景觀用水使用,這種雨水開發方式是一種生態可持續、低影響的水資源應用方式。為雨水應用的綠色基礎設施,進而實現雨水控制和雨水凈化的一種專項工程措施,為促進城市向著更加生態化發展與建設提供了一定的幫助作用。
二、在城市環境設計雨水花園具體應用分析
(一)合理的選擇場地
把降水盡快的滲透到地下土壤中,是規劃、建設雨水花園的主要目的,所以,選擇位置時,需要綜合考慮地質條件、周圍建筑、綠地系統布局規劃、豎向標高等因素,其中,選擇與規劃地址意義非常重大:
1.在平原地區,在區域中心為最佳地勢平坦區域,需要在雨水徑流距離比較短的中心區域選擇設置雨水花園,以區域核心為重點。由于在徑流的過程中,雨水一定要有坡降,徑流距離小,豎向標高就不會出現過大變化,因此,需要控制好雨水花園地勢,可以將土方用量減少。
2.在敞開位置設計、建設雨水花園,同四周建筑需要保持相應距離建筑地基下的地基含水率會雨水花園中降水滲濾的影響,它會降低持力層的承載力,導致墻體開裂、地基沉降問題出現。所以通常規定雨水花園場地和四周地層建筑距離控制在3米以上,同高層建筑的距離要更大。并需要調查研究場地土壤條件,目的將雨水滲透設施正確的設置出來,防止對建筑物、構筑物和基礎設施的正常應用帶來影響。
3.在選擇“雨水花園”地址時,應該地下水位過高場地、低洼場地有效的避開,并在土壤滲透系數高的地塊上進行設置、建設。在選擇雨水花園地址時,必須要考慮土壤滲透能力,所以在建造雨水花園時,絕對不可以選擇坑塘、排水不暢、低洼地段。
(二)土壤方面要求
在建造城市雨水花園時,必須要充分考慮場地內土壤的滲透性。所以,只有保證雨水花園的土壤成本需求,才可以有效的完成設計與建設。其中,砂質土壤、砂土比較適合建設雨水花園,通常石子、石骨子夾沙土、石骨子可以作為一般場地范圍內的土壤,其土質透水性好、土質疏松。在檢測土壤滲透率時,需要將一個20-40厘米深的小坑挖設出來,在24小時內如果能夠滲透完畢雨水,證明可以在此地建設雨水花園。通常情況下,會圍繞雨水收集型與雨水滲透型控制要求雨水花園的土壤。雨水集散型土壤會較高的要求土壤構造級別,砂土土質最為優越,土壤成分比例是:粘土不高于25%,并規定滲透系數要高于0.3%,砂土35%-60%,所以在選擇土壤類型時,必須要同雨水花園的設計類型結合起來,進而有針對性的進行建設。
(三)合理的設置建筑結構
主要由5個部分一同構成了雨水花園,從下到上依次為:礫石墊層、砂濾層、人工填料層、種植層、蓄水層和覆蓋層。按照雨水花園的不同類型,可以設計成蓄水型雨水花園與滲透型雨水花園,所以可以按照實際類型,將其內部構造設計為防滲型和可滲型兩種。在規定了滲透率后,可以同雨水花園相結合,把穿孔管設置到雨水花園底部,然后把雨水排入到市政管道或者水體中。
(四)正確的配置植被
在構造雨水花園時,植被在其中發揮重要作用。首先,考慮植被景觀性,不斷在某種程度將雨水花園的自然趣味增加,并且在增添社區居民生活意境和提升城市綠量等方面都發揮著重要作用,其次植被的抗侵蝕能力和保水固土能力。因為植被的存在,雨水花園會將地表徑流大大減少,進而能夠把土壤的抗侵蝕能力與粗糙程度有效提升。因為植被根系發達,可以疏松土壤,在某種程度上將土壤的入滲性增強。需要綜合統籌考慮雨水花園的植被配置方案,不但要考慮植被的花期、姿態、高度、質感和色彩,還應該考慮其抗旱性與抗澇性,只有一同滿足這兩方面條件,才可以將這些植被應用到雨水花園的建造中,為了將雨水花園的景觀作用和雨洪調控作用充分的發揮出來,在選擇植被時,必須要高度關注以下幾個要求:
1.將符合地域特色的鄉土植物作為雨水花園建設中的主要植被來應用,外來植被為輔。
2.對植被生長的年限也有規定,最好選擇多年生的植被,且兼具抗寒性與抗澇性。
3.盡量對不同季節生長的植物進行選擇,進而能夠將雨水花園的季節性和自然性展現出來,
4.在選擇植物種類時,需要根據變化而定,應該按照雨水花園的尺度控制植物種類和數量。
5.盡量應用花香性植被,能夠有效吸引蝴蝶、蜜蜂小動物,進而將良好的活動場所為場地創建出來。
三、建設雨水花園的意義
(一)經濟效益
建設雨水花園能夠將全新的水資源為城市用水提供出來,將城市用水成本大大降低,進而創造更多的經濟效益。文章以東北地區的四個園區綠地為例,在園區的基礎設施建設中將雨水花園的雨水收集和應用設施納入進去。按照污水處理費用及開發區的新鮮水費用對應用雨水的經濟效益進行核算。在此,均按撫順地區價格標準計算四個開發區的雨水應用量,1.45元/t的新鮮水價格,按照1.20元/t計算雨水回用處理費,按照3.12元/t計算工業污水處理費。通過計算得知,通過雨水花園的構建,將開發區新鮮水費能夠降低11.9%,經濟效益十分明顯。
(二)生態效益
雨水花園為生態技術的基本體現和應用,它具有不菲的生態價值,在構建了雨水花園后,它在凈化水質、雨水滲透、調節雨洪、綜合應用水資源方面都發揮著重要作用。在構建了雨水花園后,對增加城市水面、增加城市綠地面積、調節城市氣候都帶來了巨大幫助。雨水花園的生態教育意義非常明顯。以前市民不夠了解雨水花園的有關理論和技術,因為這同他們的生活聯系不夠緊密。然而在建成了雨水花園之后,將多彩豐富的游覽體驗為游人提供出來,構建起活潑生動的場所。近些年,在大量的普及了雨水花園以后,將會在某種程度上提升市民的生態認識意識,將一個完美的雨水花園景觀在城市中營造出來,進而把一個貼近自然的自然環境機遇為市民提供出來,使人們能夠從一個全新的角度出發認識雨水。例如,雨水花園內的人工濕地景觀,憑借自然植物與清澈的水面形象,將傳統雨水集聚的泥濘環境進行了有效的改善。可以說,市民的人口素質在潛移默化的受到雨水花園的影響,在很大程度上對市民的生態意識進行了科普性教育。
(三)藝術效益
1.內部景觀形態
雨水花園自身的設計內涵即為其內部景觀形態,設計建設雨水花園這種生態性綠地園林,主要目的是改善自然條件和恢復原有自然水循環。通過雨水花園內涵能夠展現出保護自然、再現自然和尊重自然的發展觀,通過自然美能夠有效的展現出雨水花園的美。
2.外部景觀形態
自然野態之美是雨水花園的外在景觀美。盡管雨水花園屬于人造景色,然而由于其特殊的生態特征,反而將大自然內的趣味呈現了出來。粗放管理雨水公園,不會將人工雕琢的痕跡弄出來,能夠更好的顯現出質樸感。雨水環境構造的室外環境,可以將一個休憩的場所和自然的角落為市民提供出來,給人們追求祥和安寧的生活提供更為多樣的選擇,進而對市民不斷增長的鄉野與自然風情需求給予充分的滿足。這種景觀憑借灑脫的自然形態將一種純凈且天然的心靈感受呈現給市民。憑借優美的視野,將更好的促進人與自然相接觸,更好的美化城市內部環境。
結語:
綜上所述,進入21世紀以來,我國城市經濟發展速度不斷加快,傳統的城市面貌已經完全被改變,這在某種程度上盡管提升了我國城市化發展水平。但是隨之而來的壓力也是巨大的,在城市環境中設計中,因為種種漏洞的存在,使的生態環境惡化狀況不斷加重,嚴重的威脅了人們的生存環境。其中,雨水難以得到有效的處理和利用就是導致生態環境被污染的重要部位之一。那么在雨水花園出現了以后,就很好的解決了這方面的問題,在現代化城市綠地設計中,雨水花園不但能夠收集雨水,增加趣味,美化環境,還可以將藝術品位提升因此,在積極設計與建設雨水花園的同時,還需要關注相關的設備設施。實際上,雨水花園設計與建設非常簡單,不用對過多的技術性東西進行掌握就能夠完成相應的建設,因此,更重要的是掌握其設計和建設原理,多考慮設施方面,進而才會將一個更加富有活力的城市環境打造出來。
參考文獻
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關鍵詞:時政資源;思想品德;九年級復習課;有效整合
新課標背景下,要求將時政資源和九年級思想品德復習課有效整合,以此提升復習課教學的實效性。結合實際情況,從學生掌握的知識內容出發,利用時事新聞設計新課導入環節,借助時事新聞熱點設計問題教學情境,不斷開發時政資源,延伸教學內容,通過復習教學反思與總結,拓展學生學習的知識面,從而促進學生綜合能力的提升。
一、時政資源與思想品德課整合的意義
新課標背景下,提出了“教材不再只是簡單傳授知識內容,也不再是為學生提供記憶知識的倉庫,而是提供教學使用的材料,讓教師與學生成為材料的主人,同時,創造新材料、新教學模式。在課堂教學過程中,教師應合理設計教學活動,改變傳統的簡單、機械教學觀念,開發創造教學活動過程……”的理念,即要求教師在教學過程中樹立新的教學觀念,敢于探索,靈活運用新的教學資源,通過采用多媒體等資源方式,將時政資源自身動態開發的內容直觀、形象地呈現出來,以此豐富教學內容,增強教材知識點的說服力,激發學生學習知識的興趣。教師要引導學生在日常學習中注重黨與國家工作重點、宣傳重點和社會熱點問題,培養學生的綜合能力,從而獲得良好的效果。
二、時政資源在九年級思想品德復習課中的有效實踐
1.利用時事新聞設計導課環節
著名特級教師于漪曾說過:“在課堂教學過程中,要想培養、激發學生的求學欲望,必須要適當導入新課環節,以此吸引學生的注意力。”教育心理學認為,在短短幾十分鐘的課堂教學中,開始上課的十幾分鐘教學效果是最佳的,能夠為新課導入做好鋪墊。教師借助時事新聞本身具有的新奇性、時代性和鮮活性等特點,在導入新課過程中可以快速集中學生的注意力,激發學生學習思想品德課程的興趣,營造良好的課堂教學氣氛,以此提升思想品德課程的課堂教學有效性。
例如,在“文化”這一專題內容的復習過程中,導課環節先將全部學生分成若干小組,然后由其中一個小組學生播報新聞:《鼓浪嶼拿到“申遺入場券”,世遺大會2017年進行審議》;另外一組學生介紹自己心目中的這張“最美的名片”――鼓浪嶼。其余學生認真觀看,尋找內容的關鍵詞。具體措施如下:
第一小組播報新聞內容:廈門網2015年7月15日:經過7年的努力,鼓浪嶼終于拿到了“申遺入場券”!2008年,廈門市正式啟動鼓浪嶼申報世界文化遺產工作。2012年,鼓浪嶼被列入世界文化遺產中國預備名單。今年5月11日,全國文化遺產專家就我國2017年申報世界文化遺產項目進行投票表決,鼓浪嶼獲第一名。第二小組介紹鼓浪嶼:鼓浪嶼位于廈門島西南隅,四季如春。在小道上漫步,不時會聽到悅耳的鋼琴聲,悠揚的小提琴,輕快的吉他聲,動人優美的歌聲。音樂,成為鼓浪嶼特別絢麗的風景線……未來的鼓浪嶼按照“文化社區+文化景區”的定位,將建設成高尚、優雅、精致的世界級文化創意名島,成為“美麗廈門”的精華版。
而在問題設置方面,應仔細認真思考,找出本次教學的新聞眼,結合復習內容,思考鼓浪嶼“打造世界級文創名島”的意義。在這次案例教學中,教師應改變以前夸夸其談中華文化的觀念,摒棄直接提問學生觀看新聞之后的看法。通過學生較為熟悉,且比較感興趣的時事新聞作為教學切入點,有目的、有意識地指導學生帶著問題思考發展文化產業、建設文化強國的意義,認識世界文化是人類的共同財富,理解中華文化與世界其他文化交流、和諧共進的意義,指向明確,層層遞進,潛移默化,防止學生回答問題沒有深入研究,無法掌握教學的重點內容。
2.結合時事熱點,引用問題情境教學
建構主義理論核心認為“知識不能單純被動接受,而是通過認知主體的積極構建形成”,知識建構需要情境的支持,所以,將知識轉變成創設問題情境,在建構主義理論的引導下形成的一種教學方式。這就需要教師按照課程教學標準和教學目標適當插入與本次教學有關的時事新聞,合理創設問題情境,指導學生帶著問題自主思考,主動探究,找出解決問題的答案,以此掌握教學知識,培養學生學習能力,形成良好的心理品質。
例如,在“心理品質”這一專題內容的復習過程中,教師展示時事材料及問題:“同安一中17歲的黃雅萍獲評2016年全國‘最美中學生’。她在9歲時,腿部被查出惡性腫瘤,當時的她經過一晚思想斗爭,自己簽字同意做截肢手術。現在,每天六點,她準時起床,穿戴好義肢,吃完飯,自己搭6:50的公交車上學,每當碰到老人時,她也會站起來給老人家讓座。這位喜歡幫助別人的女孩還特別愛笑。”思考:黃雅萍“美”在哪里?我們應該怎樣向她學習?通過結合時事熱點,創設問題情境,引導學生將時事素材與知識點整合,理解掌握了“學會自立、培養自強精神,與人為善,樹立和踐行社會主義核心價值觀”等知識點,達成復習課的教學目標。
3.開發時政資源,延伸教學內容
教師在教學過程中,不僅要結合教材內容,又要高于教材內容,同時,還要來源于教材內容并突破教材內容,多元化開發時政新聞的課程資源,從而延伸教學內容,拓寬教學知識面。
例如,針對“科教興國”這一專題內容的復習,可在時政資源中穿插屠呦呦通過挖掘我國傳統中醫藥中的青蒿素進行創新研究,為世界醫學作出貢獻,獲得諾貝爾獎的事例,同時結合我國互聯網+相關背景材料,引導學生博學篤思,求知創新,以此進一步鞏固科教興國戰略的含義、實施此戰略的關鍵和意義等知識要點。針對“生態文明”這一專題內容的復習,時政資源可挖掘關于廈門和福州已入選“海綿城市”建設試點城市,引導學生關注和了解海綿城市建設,鞏固生態文明發展理念、可持續發展新理念等知識要點,從而提高專題復習效果。
4.復習教學的反思與總結
時政資源和九年級思想品德復習課有效整合,作為課程教學維持生機的源頭活水,同時,也代表著時政資源教育的適應性,經過有效的整合以后,拓寬教學內容,以此開闊了學生的學習視野,促進學生綜合能力的提升。
在九年級思想品德復習課中,教師應利用時事新聞設計導課環節,讓學生帶著問題進入設計的問題中尋找解決問題的答案,讓學生掌握教學的重點、難點,結合時事熱點,引用問題情境教學,培養學生分析問題、解決問題能力,同時,開發時政資源,延伸教學內容,拓寬教學知識面,提升課堂效率。
參考文獻:
[1]陳玉梅.時政資源與九年級思想品德復習課有效整合研究:以《燦爛的中華文化復習課》為例[J].中學課程輔導(教學研究),2015(10):85-86.
關鍵詞:人防工程建設;城市建設;經濟建設;抵御災害;相互結合 文獻標識碼:A
中圖分類號:TU198 文章編號:1009-2374(2017)11-0214-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.108
近些年來,城市化的進程正在迅速加快。面對新的形勢,人防工程不僅有助于抵御災害,同時也提升了城市建設的綜合質量,也體現了國家對民生建設的重視。因此要進一步促進人防工程建設,就必須利用自身特點及優勢,緊密結合城市建設,不斷改善與提高自身在城市中的作用,體現存在的價值,謀求穩定、長遠的發展,最終構筑平戰兼顧、功能完善、防護能力強大的人防工程體系。
1 建設人防工程的現存問題
根據國際戰略格局及戰爭方式的變化,為了打贏高技術、高信息化條件下局部戰爭的需要,國家確立了新時期軍事戰略方針,先后頒布了《中華人民共和國人民防空法》(1997年1月1日施行)和《人民防空工程戰術技術要求》(2003年11月)等法律法規和有關技術規范,提出了各個城市全面建設人防工程的要求,而在此大背景下,城市建設在落實人防工程配套建設的過程中也出現了不少問題,有些甚至影響到了先進城市建設理念的落實和推廣。
1.1 人防建設意識淡薄,人防知識缺乏
目前,國內正處于經濟快速發展的階段,國人更多的是關注經濟效益及物質生活,缺乏可持續發展及統籌全局的戰略眼光,忽視環境保護、人文素質、科學技術等方面的內容,也包括居安思危的國家安全理念。在大多數城市建設行為中,人防工程建設被視為負擔,并通過各種手段回避及減少建設任務。普通民眾對人防地下室也缺乏足夠的認識,對建設中存在的問題無法發現和監督或是發現了不予理睬。相對消防、環保等建設內容,人防工程建設的基本意識還未在人民大眾中形成。
1.2 人防工程建設還處于被動和無序的狀態
由于人防工程是根據上訴法規在一般城市建設開發中進行強制性配套建設的,人防工程建設本身存在一定的被動性,長期的被動性建設則帶來了無序的局面,人防工程的布局存在區域性的不均衡,人防工程類型存在嚴重的不齊全,使得人防工程建設無法形成一個完善的體系,大大降低了綜合防御效能。
1.3 相關技術落后、人防設備更新緩慢
自從2000年以來,與人防相關的技術措施,設備材料等鮮有更新換代,與目前快速發展的社會背景形成了巨大的反差,也與相關企業及部門每年在人防建設中獲得的利益不成正比,這導致了人防工程造價高,綜合效益低的不利局面,制約了人防工程建設的發展。
1.4 相關政策不完善
城市建設在不斷提出新的要求和理念,從之前的節能、環保,到后來的綠色建設,再到現在的海綿城市,城市建設形態在不斷完善提升,但是由于人防相關政策的滯后或者不完善,導致了開發建設者在權衡利弊之后,選擇了人防建設成本較低的方式,放棄了較先進理念的設計方案。例如:某大型綜合體項目,設置了大面積空中綠化帶,大面積架空的首層交通樞紐空間,體現了綠色建筑的先進理念,但是由于空中綠化帶及首層交通樞紐空間根據相關人防政策規定,需要配建大量的人防建筑面積,使得建設成本及設計難度大幅提高,而面臨被取消的局面。從這個層面來講,人防建設已經阻礙了城市建設質量的提升,也勢必影響到自身的建設與
發展。
2 探求完善建議
人防建設以及城市建設應當確保相互結合,在最大限度內發揮人防建設的價值與意義。從現狀看,人防工程應當密切結合平時與戰時的雙重功能,在人防建設的全過程中都要融入城市建設的基本理念。隨著時代進步,人防工程建設也應當擺脫單一的建設內容,進而提升人防建設的綜合效益。完善現階段的人防工程建設應當依照如下的基本思路:
2.1 加強宣傳教育,增強人防意識
貫徹落實黨和國家宣傳思想工作方針,結合人防建設的發展需要,開展人防宣傳工作以及初級中學和全社會的人防教育,保證人防事業的健康發展。加強人防宣傳隊伍建設,鞏固和擴大人防宣傳領域,加強與新聞單位和有關部門的聯系,把人防宣傳與國防教育、法制教育、文化教育等結合起來,使人防宣傳工作更具穩定性、廣泛性和有效性。通過宣傳教育,提高人防工作及人防部門的知名度,增強人民群眾的國防觀念和人防意識,力爭做到人人了解人防、關心人防、支持人防。
有條件的城市,人防主管部門可爭取建設獨立的人防宣傳教育基地,向民眾提供參觀、學習、模擬演練等義務活動;無建設條件的城市,可在人防主管部門辦公場所內,爭取100~200平方米的中心辦公區域,設置人防展示大廳,讓過往的民眾感受和了解各種人防設施、設備及功能,向民眾說明人防建設的必要性和原則。
2.2 完善人防工程規劃體系,促進與城市建設規體系的銜接
城市防護是城市在組織經濟和市民生活的功能之外的一項重要功能,而人民防空是城市防護的一個重要部分。人防工程規劃應能使規劃期內的人防工程建設盡可能滿足城市防護需求,具有較高的防護效益。人防工程規劃確定了城市在規劃期內的人防工程發展水平、建設重點、布局和步驟,是搞好城市人防工程建設、增強城市防護功能的主要保證;人防工程規劃應在城市總體規劃的基礎上,針對人防工程做定點、定位、定量的初步要求,保證人防工程建設有序、有重點、合理的發展,避免被動型、隨意性、不均衡性,減少浪費,提高工程平戰利用率,有效扭轉被動建設的局面,使人防工程的建設和分布呈現計劃性;人防工程規劃可以保證人防工程建設和城市建設的同步、協調發展,特別是和城市地下空間開發規劃保持協調一致。
人防工程規劃是城市總體規劃的重要組成部分,是城市建設的法規性文件,人防工程規劃與城市總體規具有同等法律效力,是城市建設的法規性文件,各有關部門要認真貫徹執行。各級人防主管部門應完善本市、本區人防工程規劃,加強人防工程規劃管理,抓住土地劃撥的規劃建設源頭,明確人防配建內容,進而與地下空間規劃、綠地廣場規劃、交通規劃等各領域、各階段的專項規劃緊密結合,融入到城市規劃的日常管理中,將人防建設條件作為規劃審批條件之一,確實落實人防工程規劃成果。
2.3 加強人防機構建設和人才培養計劃,加大人防科研技術研究開發力度
落實各行政級別人防機構的成立,建立健全人防機構。加大人防相關的科技人員的培養力度,根據人防事業發展的需要,有計劃地引進和培養高級專業技術人才。
改善科研環境,建立現代化的人防科研、人才培養和理論研究體系,以科技振興人防事業,緊緊依靠科學技術,不斷提高人防建設的效益和質量。重點針對現代高技術局部戰爭條件下人防面臨的新情況、新問題,結合各地區人防建設中存在的實際問題和實際情況,對工程設計、維護管理、加固改造、口部處理、防護功能設置、平戰結合轉換、人防技術和設備、通信警報等進行專項課題研究,并設立專項研究機構及小組;研制適用于人防工程的新型材料,提高人防工程抗力,重點精確打擊及其次生災害效應的防護;加強提高現有人防工程綜合生存能力的研究;加強重點經濟目標防護的防護理論和技術研究。
為確保以上兩項內容的實施,應從人防建設的經費中有計劃的抽取一部分,作為人才培養及科研活動的運行經費,以一部分的量產換取人防工程更加合理、有效的建設效果,為將來質的提升打好基礎,甚至實現人防品質提升的常態化。
2.4 遵循以人為本的宗旨,提升人防工程綜合價值
新時代城市建設的核心原則是以人文本,同時注重可持續發展,盡管人防工程建設的基本條件由國際環境及國家相關政策決定,但是如果偏離了城市建設的主要原則,有悖于城市建設的核心價值,則會寸步難行。
新時期人防工程建設,要兼顧戰備效益、社會效益、經濟效益和環境效益,建設者要有全局觀念和長遠目光,從實際出發,貫徹平戰結合方針,把城市建設和人防建設很好地結合起來,城市各項基礎設施建設包括城區改造、地下空間開發利用、重要經濟目標等都必須與人防工程建設相結合,實現一筆投資多重效益,拓寬整體平戰結合服務領域。除指揮工程外,其他人防工程類型要最大限度地綜合利用,為繁榮城市經濟、方便人民生活服務,創造良好效益,吸引更多的建設資金,使人防工程建設形成良性循環。
針對一些具有先進意義的城市建設理念及方案,人防建設不得墨守成規、固步自封,應積極調整完善相關政策規定,在滿足人防要求的情況下,給予盡可能的配合及優待,并積極從中尋找共同點,實現人防工程的綜合價值。
3 結語
根據現階段國際形勢及國家綜合實力,加快人防建設步伐,做好防空襲準備,適應打贏高技術局部戰爭的要求,十分必要。各有關部門應增強對人防建設重要性、緊迫性的認識,重視和支持人防建設,履行人防建設的職責和義務。同時,建設者也應認識到人防工程建設的艱難性和復雜性,在不斷完善提升人防功能的同時,也應緊跟城市建設的步伐,與時俱進,在整個城市建設活動中不斷提升人防工程的綜合價值,探尋人防工程在其他領域存在的意義,保持長期及穩定的發展,促使量到質的提升,實現人防向民防的轉變。
參考文獻