摘要:当前,国家先后公布30个中央财政支持的海绵城市试点,海绵城市建设正在火速推行当中。小城镇因受到各种因素的制约,海绵城市建设较难落地。本文根据小城镇的自身情况,探索简单易行、成本较低,效果显著的海绵措施。以江永县三千广场设计为例,从海绵城市建设具体措施着手探索,走出一条小城镇海绵城市建设特色发展之路。
关键词:小城镇 海绵城市
城乡一体格局下,特色小镇的建设开发如火如荼。培育特色小镇的根本目的就是促进小城镇更好的发展。然而,许多小城镇发城市化快速发展的进程中,盲目扩张、急速发展,使得其在生态建设方面还存在着诸多问题:城镇规模扩张带来的灰色基础设施比例增加,农田、林地萎缩直接导致土地的透水能力下降,雨水资源流失,径流严重污染,小城镇的水环境逐步恶化
近年来,国家及各省份、地方陆续出台推进海绵城市建设的实施的意见,湖南省也下发了湘政办发[2016]20号《湖南省人民政府办公厅关于推进海绵城市建设的实施意见》。海绵城市走入小城镇大势所趋。但是,由于小城镇建设受到各种因素的制约,海绵城市建设理念在小城镇建设中较难落地:没有财政支持的小城镇该如何通向海绵城市建设之路?海绵城市建设这种新生事物,该以怎样的简而易行的方式落地发展较为落后的小城镇?
本文针对小城镇建设环境现状,从海绵城市理论及小城镇自身条件出发探索海绵城市理论在小城镇建设中的落脚点,为小城镇雨水处理开辟新的思路。
1.海绵城市的内涵
海绵城市本质是一种城市雨水管理理念,是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,是一种如同海绵一样下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用的城市体系。海绵城市旨在转变传统以“排”为主的雨洪管理思路,是将雨洪管理理念与水资源可持续利用、城市建设、生态环境及管理机制等紧密联系,实现城市内部自我更新的一种城市建设模式。
2.我国小城镇水环境现状
近年来,我国城市化进程快速发展,小城镇作为连接城乡的纽带,发挥着极其重要的作用。各地在积极建设发展小城镇的同时,其经济发展仍以粗放型的增长方式为主,存在着生态环保意识淡薄,忽视生态环境特别是水环境建设的现象,对于雨水管理依旧采用“快排式”“末端控制”为主的传统市政管理模式。城市化导致小城镇灰色基础设施比例增加,农田、林地萎缩直接导致土地的透水能力下降,地表径流增大,雨水资源流失,径流严重污染,小城镇的水环境逐步恶化,成为小城镇可持续发展的制约因素。
3.小城镇海绵城市建设困境
3.1实施海绵城市建设意识淡薄
首先,小城镇地处广大农村,发展起步晚,规模较小,周边环境资源相对较好,在发展历程中尚未表现出严重的城市病现象,因而容易思想上麻痹,认为有得天独厚的地理优势,不必实施海绵城市建设。其次,小城镇的居民大多数来自农村,受够了农村泥污的地面,看到大城市硬质场地光鲜的一面,乐于照抄照搬,追求宽马路,大广场,高硬化率。第三,即使在建设中遇到一些问题,也容易被表象所蒙蔽。
3.2规划时效性导致海绵城市理念落地困难
2016年,住建部制定了《海绵城市专项规划编制暂行规定》,明确了海绵城市专项规划编制的具体内容和要求。但是,因各地城市总规、控规编制在前,城区各类用地性质已定,海绵城市专项规划确定的雨水径流总量控制指标很难在现有总规、控规中落地,需等下一轮总规、控规修编才能有效落实。规划审批过程太长。在此情境下,海绵城市遥不可及。此外,海绵城市专项规划确定的近期建设重点也不一定符合实际,可操作性不强。
3.3海绵城市理念多停留在意向层面
海绵城市建设是新生事物,是推进新型城镇化建设的要求。各地执行的城市总规、控规及专项规划均无专门海绵城市建设规划。没有法定的技术标准和法定的上位规划要求,规划行政审批部门也就难于把关。因此海绵城市理念设计多停留在意向层面。
3.4建设资金投入不足
经济欠发达地区的小城镇建设,往往受建设资金的瓶颈影响而举步艰难,政府希望少花钱多办事,办好事。因而在有限的资金前提下,能省则省。实施海绵城市建设,建设低影响雨水系统,采用源头削减、中途转输、末端调蓄等条件手段,通过渗、滞、净、用、排等多种技术,实现城市良性水文循环,必须增加工程造价和建后运行维护成本,在资金紧缺的情况下,往往选择投资少、施工简便的工艺。
3.5建设监管不到位
小城镇建设中雨水管网建设常常被列为附属工程,不为人们重视,也是工程建设监管中的薄弱环节。
4.海绵城市建设途径
根据2014年10月住房城乡建设部颁布的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行),海绵城市的建设途径主要有以下三个方面:
4.1保护城市原有生态系统
保护城市原有生态系统是海绵城市建设的基本要求。力求最大限度地保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,留有足够涵养水源以及可应对较大强度降雨的林地、草地、湖泊、湿地,维持城市开发前的自然水文特征。
4.2生态恢复和修复
应运用生态的手段对遭受破坏的水体和其他自然环境进行回复和修复,维持一定比例的生态空间。
4.3低影响开发
按照对城市生态环境影响最低的开发建设理念,合理控制开发强度,在城市中保留足够的生态用地,控制城市不透水面积比例,最大限度的减少对城市原有水生态环境的破坏,同时,根据需求适当开挖河湖沟渠、增加水域面积,促进雨水的积存、渗透和净化。
以上三条途径并不是孤立的,也没有严格的界限,三者相互补充、相互依存,是海绵城市建设的重要基础元素。
5.小城镇海绵城市建设理念实践探索——以江永县三千广场设计为例
5.1项目概况
基地位于湖南省南部江永县城的东入口位置。广场设计要求结合城市功能定位,打造县城新门户,树立城市新名片,打造高规格城市广场。
5.2保护原有生态格局,低影响开发
在规划阶段,我们最大限度地保留原有的河流、坑塘、沟渠等水生态敏感区,同时,考虑雨水作为重要水资源之一,规划遵循先利用、后排放的原则布置雨水系统。片区雨水径流经收集、净化后全部向内部水系排放。
5.3海绵设施代替灰色雨水系统
三千广场设计定位为江永县城的市民广场,大面积铺装必不可少,若不用常规的截水沟、排水管,那么大雨来临时,雨水怎么迅速的导流、收集、净化和排放就是我们此次设计的关键。在设计上主要采取以下5种措施,力求用海绵设施代替灰色雨水系统:
(1)在不影响景观效果的前提下,控制50%以上的广场、园路铺装为透水铺装,采用全透水路面结构,进行雨水下渗。透水混凝土由粗骨料、细骨料、水泥胶结材料及外加剂等材料拌合而成,具有连续孔隙结构的混凝土,其强度等级不应小于20MPa。
(2)停车场设计采用透水生态停车位,雨水可进入路面结构基层。
(3)在竖向设计上,控制铺装周围的绿地低于铺装地面50-100mm,打造下凹式绿地。
(4)采用传输型植草沟代替传统雨水管,沿广场两侧绿地顺着排水方向布置。植草沟是指在地表沟渠中种植植被的一种工程性措施,通过重力收集周边区域的径流雨水。其断面边坡坡度宜为1:3—1:4,纵向坡度0.3%—2%。过水断面流速控制在0.8m/s。
(5)雨水花园在自然地形的低洼处设计雨水花园汇聚雨水,形成良好的景观效果。超出雨水花园容量的雨水可以通过溢流口排放到市政雨水管网。
整体设计思路如下:
设计采用雨水设计流量公式:
Q = q×Ψ×F
式中:Q—雨水量,L/s
q—暴雨强度,L/hm2?s
Ψ—径流系数,混凝土和沥青0.9、块石0.6、碎石0.45、非铺砌0.3、绿地0.15
F—汇水面积,hm2
采用衡阳市暴雨强度公式:
其中:T——设计重现期(a);
q——暴雨强度(L/s·ha);
t——降雨历时(min)。
通过暴雨强度公式计算出场地的雨水量,根据广场设计的情况,以中心硬质铺装轴线为分界线划分南北两个汇水区。在各个汇水区设计一条主干植草沟,自西向东汇入场地东侧两个雨水花园。
5.3.1源头吸纳、分区导流
首先从雨水源头开始把控,园路和部分小广场全部使用透水性铺装,雨水在落下的瞬间就能被吸入地下。透水性铺装和绿地至少能吸纳10mm的雨量。同时控制绿地下凹,使广场、园路等所有硬质铺装均高于绿地50—100mm,所有园路均采用平道牙,同时在竖向设计上,控制广场、道路的排水坡度及坡向,短时吸纳不了的雨水可以顺利的流入绿地中,绿地也未能吸纳的雨水汇入植草沟。
5.3.2传输净化、控制污染
三千广场设计两条主干植草沟,多条支流小沟。当雨水汇集到植草沟时,在沉淀、过滤、渗透、吸收及生物降解的共同作用下污染物被去除,达到雨水径流的收集利用和径流污染控制的目的。植草沟裸露部分完全代替雨水管网,硬质铺装部分埋管通过。
5.3.3终端汇集,生态涵养
经过大面积下凹绿地的吸收和植草沟的净化,多余的雨水就会汇集到场地东侧两个雨水花园。超出雨水花园容量的雨水可以通过溢流口排放到市政雨水管网。雨水花园作为雨水调蓄设施,可以最大程度减缓雨水径流。
可以说雨水花园是构建海绵城市的末端细胞体。它就像一个由水生植物构成的储水池,集艺术与功能为一体。既实现雨水的收集、蓄滞,也是对整个基地的生态涵养,同时还有较好的景观效果。
综上所述,透水铺装、植草沟、雨水花园、下凹绿地等这几种海绵措施非常容易实施:可应用性较为广泛,排水功能运转良好,对雨洪管理的效果比较显著,同时,所花费的成本也比较低廉。
5.4 实施效果追踪
该项目于2017年8月正式动工,目前主体部分基本完工。我们设计院全过程追踪服务,通过多次与施工方、甲方沟通及现场走访得出:
1)施工简单,没有技术难度。施工交底及施工过程中,与施工方沟通均表示施工方面没有困难。
2)海绵设施的排水系统运转情况良好。日前正值湖南地区雨季,我们对广场的排水情况进行多次观测,雨水能按我们设计的路线传输,得到及时排出,不存在积水现象。
3)雨水花园、植草沟和高低起伏的微地形相结合,景观效果较好。在雨水花园与周围景观的结合中,利用植物的美学特性结合环境构成主景,达到空间的协调。
4)施工成本略有降低。由于工程未完全完工,我们仅利用施工图预算对经济成本做了比对:光从排水设施预算金额来说,海绵设施较普通截水沟、雨水管等灰色排水设施要高出20%左右,高出的费用主要是防渗材料上。若采用传统排水设施,大面积的雨水花园、植草沟均要进行景观处理,而拿此项支出与防渗材料高出的费用进行比对,综合计算得出实施海绵设施与传统排水所需要的施工成本基本一致,甚至略有降低。
6.结语
此项目是海绵城市建设理论在江永县城的第一次实践,目前也是得到了当地领导们的充分肯定。
在本次小城镇海绵城市建设实践探索中,我们采用植草沟、透水性铺装、雨水花园、下凹式绿地等落地性较强的设计,从源头上缓解城市内涝现象,使自身具备足够的雨水调蓄与排放能力,以达到雨洪管理的目的,完善生态水循环。
同时,这些措施简单易行、成本极微、效果显著。对于小城镇而言,这些措施是海绵城市建设理念落地的最佳方案,能高效快捷地建设海绵城市。
九层之台,始于垒土;千里之行,始于足下。面对困境应主动应变,从细微处着手,从源头控制,日积月累一定能让海绵城市建设理念在小城镇建设中落地生根。
参考文献
[1]基于参数实测率定的多模式雨水系统的建模与应用,官奕宏,学位论文,青岛理工大学,2015.11.02
[2] 绿色雨水基础设施在景观工程中的应用,杨学懂,期刊论文,《城市建设理论研究(电子版)》,2014.07.05