海綿城市帶來的效益范文

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海綿城市帶來的效益

篇1

關鍵字:海綿城市;綠色基礎設施

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)14-0074-02

近年來,我國城市化發展迅速,城市規模不斷擴張,建筑密度不斷增加,從而導致了地表不透水面積的增加和透水面積的減少。這種發展模式打破了水在自然界的循環方式。恩格斯曾經說過:“我們不要過分陶醉于我們人類對自然界的勝利。對于每一次這樣的勝利,自然界都對我們進行著報復。”[1]基于此,上述發展模式帶來的弊端也日益凸顯:暴雨造成江河上洪峰不斷;強降雨過后雨水排放系統癱瘓,城市大面積內澇;爆增的徑流更是造成災害與污染,嚴重影響城市的正常生活。2016年入夏以來,我國多省份遭遇持續暴雨襲擊,多地洪澇成災。為提高城市雨洪管理能力,國家先后相關政策,要求建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。[2]

什么是綠色基礎設施?綠色基礎設施是指大自然被人類作為一個基礎性的綠色網絡,并且為社會、經濟和環境的健康發展提供一個生態框架。[3]綠色基礎設施綜合體使不同的生態技術形成技術互補,包含了雨洪管理、減緩氣候變暖、生物多樣性、食物生產以及健康的生活環境等。綠色基礎設施包含了各種規模的城市綠地網絡,大至城市森林、人工濕地、社區生態公園以及濱水景觀等,小至屋頂花園、垂直綠化和綠色幕墻等。

一、綠色基礎設施在海綿城市中的意義

2014年10月,我國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(試行)》,標志著我國對于城市建設有了新的發展規劃模式:以植被淺溝、雨水公園、人工濕地等“綠色基礎設施”的生態治水模式結合傳統的管渠、泵站等“灰色基礎設施”。[4]這種生態治水優先的模式也帶來更好的社會、生態和經濟效益

綠色基礎設施景觀可以利用地勢將雨洪導入到地勢較低且能容納較多雨水的地理環境中。這些有一定蓄洪能力的雨水塘成為海綿城市的“執行者”,更是“參與者”。綠色基礎建設景觀還可以最大限度地恢復被破壞的水生環境,使水循環系統更加完善。在旱季,綠色基礎建設的必要在于保持水土;在雨季,公園、濕地等綠色基礎建設成為可吸收洪泛的地區。雨水為池塘提供部分水源,并在蓄滿時匯入河畔或其他水域;反之,在河流水位高漲的情況下,河里的水可被輸送回公園、濕地等綠色基礎建設的水景區域中。這些平凡卻起到正面作用的景觀,是打破傳統限制,解決海綿城市項目設計的新契機。綠色基礎建設景觀帶來的經濟效益更是明顯。在傳統的景觀設計中,雨水的處理往往是通過管道直接排放至下水道來實現的,尤其是在老城區,路網結構復雜多變,地下管網的設計、施工、管理更是費用驚人。如果可以利用透水景觀(碎石、沙地、下沉式綠地等)以及其他管道、設備實現收集雨水、匯集雨水、存儲雨水、凈化雨水、利用雨水,那么不但可以循環利用雨水資源,并且利于有規律地泄洪,減少地表徑流帶來的污染。

二、綠色基礎設施在海綿城市中的作用

綠色基礎設施在海綿城市中能起到調控雨洪、蓄集雨洪以及凈化雨洪的作用。池塘、濕地、公園等綠色基礎建設都可以成為可吸收洪泛的地區,不僅有助于緩解城市內澇,還能減少流域下游的洪水量。[5]

2016年6月21日,贛州市部分地區降雨近百毫米,市區卻沒有出現明顯內澇,贛州市這一切都得益于宋代建造的福壽溝。這套現在看起來都相當先進的排水系統利用連接城內數百口水塘,增加城市暴雨時的雨水調控容量,減少街道被淹沒的面積與時間,最終達到調蓄的目的。除此以外,城市濕地由于其獨特的水文特點,更是城市中天然的“蓄水池”,并且有著天然的凈化功能。它可以沉降雨洪中攜帶的沉積物,并且有效地轉化和分解雨水中的有毒物質和營養物質。例如,哈爾濱的群力雨洪濕地公園,收集的雨水首先通過外層的水塘進行沉淀與過濾,再進入內層的核心濕地區域進行更深層次的凈化。[6]經過多層過濾,蓄積的雨水可以為周邊的綠化澆灌、成為水景用水或是下滲補充地下水,達到水循環、再利用的目的。

三、綠色基礎設施在海綿城市中的景觀設計策略

1.改變地表形式。快速的城市化帶來大量不透水的地表,而水的循環需要透水的地表結構。面對更多的城市瀝青路面和硬質鋪地,既有的城市水網面對爆增的水流處理量顯得力不從心。在避開特殊區域的情況下(如電纜電線放置區域),綠色基礎建設的景觀設可以適當加強地表的滲透性。為了避免景觀的單一性,景觀設計師可以輪換采用3―5種材質,如碎石、鵝卵石、沙地或木材等,來加強雨水的滲透性,以便收集雨水。[7]在某些特別的項目中,設計師更是可以有效地利用原有特殊的地貌來達到滲水的目的。例如,法國的鮑登斯街區的改造利用了它的歷史性元素。基地的石灰質地面充滿了裂縫,非常有利于地表滲水。加上生態溝渠的修繕,加快了雨水下滲的速度。[8]

2.有效利用地勢。綠地是綠色基礎設施中不可或缺的一部分,更是涵養水源的好幫手。在綠色基礎建設景觀設計中,不改變景觀的自然狀體為原則,地形地精確利用給雨水的匯集、導入賦予新的用途。景觀設計師更可以根據場地周圍的情況進行合理的豎向變化與設計。

3.下凹地區。土地下凹的部分可以成為一系列蓄水功能的空間。景觀設計師可以根據其潛在的使用功能采取不同的處理方法。在某些低陷的空間里,設計師可以把它們挖掘得更深并且做好局部的防水設計,以便可以更加長久地調節、存儲水量。①逐級跌落。豎向設計中,景觀設計師以重力作用為原理,利用高差來實現雨水的收集與存儲。也可作為容納爆增雨水的臨時性空間。②地勢變化。不同的地勢變化在綠色基礎建設中帶來不同的雨水管理效果。人流量較多的場所應避免雨水積蓄,即使遭到水淹,也可以在短時期內迅速排干,如林蔭道等。反之,地勢變化較大,水流隨著自然流向的方式,使城市的雨水、污水快速地排入地下管網中。上文提到的贛州市福壽溝,利用城市高差并人為加大坡度等方法(正常下水道坡度的4倍),增大徑流流速,形成強大的水流,將泥沙排入江中。[9]③打破“公@”邊界。綠色基礎設施作為城市中綠地的生態網絡,并不是獨立單一的存在,而是與周邊環境緊密相連的綠色網絡設施。為了保持綠色基礎設施內部與外部的視覺連續性,綠色基礎設施景觀設計不應該存在任何界定的邊界。在與周圍的傳統設備相互協作的模式下,綠色基礎設施的雨洪管理范圍不再局限在原有的區域中。這就涉及到城市多部門之間的相互協作,包括城市規劃、土地開發、園林設計等多個單位。[10]不同單位如何合理分配雨水花園、小型人工濕地、雨水塘、綠色街道、生態街區等綠色基礎設施的建設管理,成為政府、單位以及個人的新挑戰。

四、小結

海綿城市是一個解決雨洪管理的系統工程,應與綠色基礎設施的景觀設計結合起來,二者起到相輔相成的作用。綠色基礎設施給海綿城市帶來社會、生態、經濟效益的同時,其景觀設計在調蓄雨洪、凈化水資源、維持地區水平衡等方面發揮重要的作用。海綿城市的景觀設計也不再單一地考慮其原有的視覺效果,而是結合地表鋪裝、地形地勢來有效地管理雨洪。在合理發揮各部門的綜合效用下,加強綠色基礎設施的整體規劃與協調,為海綿城市的創建打下良好的基礎。

參考文獻:

[1](德)恩格斯.自然辯證法[M].馬克思恩格斯選集(第四卷).人民出版社,1995.

[2]胡楠,李雄,戈曉宇.因水而變――從城市綠地系統視角談對海綿城市體系的理性認知[J].中國園林,2015,(6):21-25.

[3]吳偉,付喜娥.綠色基礎設施概念及其研究進展綜述[J].國際城市規劃,2009,(5):67-71.

[4]仝賀,王建龍,車伍,李俊奇,聶愛華.基于海綿城市理念的城市規劃方法探討[J].南方建筑,2015,(4):108-114.

[5]孟永剛,王向陽,章茹.基于“海綿城市”建設的城市濕地景觀設計[J].生態經濟,2016,(4):224-227.

[6]俞孔堅.建筑與洪澇共生――哈爾濱群力濕地公園[J].建筑學報,2012,(10):69-69.

[7]卞俊騰.基于海綿城市理念的濱水景觀設計探討[J].城市建筑,2016,(5):258.

[8](法)蘇菲.巴爾波.海綿城市[M].廣西師范大學出版社,2015.

[9]韓高峰,黃儀榮.城市安全視角下排水系y建設的探討――基于福壽溝的啟示[J].現代城市研究,2013,(12):72-76.

[10]林偉斌,林偉光,連彥,何天友,鄭郁善.紐約市GI建設對我國海綿城市建設的啟示.[J].重慶工商大學學報(自然科學版),2016,(6):102-106.

篇2

關鍵詞:海綿城市建設、生態、工程技術、新概念

2012年,海綿城市這個概念首次被提出,就引起了不小的反響。海綿城市(LID)指的是城市能夠像海綿一樣,在降水時,利用一些綠化植物的保水功能和蓄水池等收集雨水,實現放內澇及蓄水抗旱等功能。從而有效緩解城市水資源短缺與城市內澇之間的矛盾,并助力于修復城市水生態環境。構建海綿城市的經濟效益不可小覷。海綿城市建設非常注重對天然水系的保護利用,相比于建設排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量,海綿城市建設在勞動力成本上又有了一大突破,調蓄設施往往與城市既有的綠地、園林、景觀水體等相結合,“凈增成本”減少。倘若海綿城市概念能夠得以廣泛實施,必然是現代社會的一大生態革命。

一、海綿城市建設中出現的問題及解決辦法

1新舊觀念的對抗

從資源利用角度來看,不難發現,傳統城市建設大都采用“以求應供”的模式,導致大量資源的不合理堆滯浪費。而海綿城市的建設模式卻如它的名字一般,有彈性地“以供應求”。從根本上與傳統的城市雨洪管理模式區別開來,也就使得大部分企業難以適應,從而成為海綿城市建設中的一大阻礙。傳統的城市雨洪管理建設設施在社會生活中隨處可見,地面下縱橫交錯的下水道正是最好的體現。仔細想想,我們不難發現:雨水直接變成了廢水。事實上,隨著溫室效應的加強,全球氣候變暖,水資源的逐步稀缺,雨水——資源回收率及其低的天然水資源,是具有超能的創造力的。不僅僅是經濟上的效益,生態上帶來的益處簡直是國人的福音。所以,深入貫徹落實“海綿思想”不失為一個好方法。海綿思想,即有彈性的思想,以海綿城市為出發點,不拘泥與時代,不拘泥于生活。以此逐步構建生態和諧的社會。

2規模化系統的建立難題

此規模化系統大抵可以定義為建立在全國各地的完善的雨水濕地、下沉式綠地、植被緩沖等具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市系統和城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統。但是就目前來說,大多中小型城市都沒有足夠的資金投入及管理意識,加之很多中小企業根本沒有能力來試水,前期投入資金的缺乏,相關技術經驗的不足,市場行情的不確定性都為海綿城市的持續推進構成了一種隱形障礙。以生態文明建設為中心,從政府出發,企業為輔。借鑒于以往的“先富帶動后富”,依舊可以采用“公帶私,大帶小”的管理經營策略。正所謂“大樹底下好乘涼”,但是,這并不意味著盲目跟從,在發展中創新才是根本。

3各領域間的配合問題

生態建設的促進與利益的分工化及其合理化。隨著社會經濟科技的發展,可持續發展戰略正在生態文明建設道路上顯得越發不可忽視,而海綿城市這種概念直觀地體現了“循環”的意義。這是一場傳統與新治的較量,各個領域。各個企業間的合作是必不可少的。然而,海綿城市由于落實的反差性,在城鄉規劃具體實施中不占優勢,使它成為了一種單一的概念。國家鼓勵中小企業的全面推進生態文明建設。相關技術捐贈、開設海綿城市專題討研會、項目外包、組織交流溝通等均可以嘗試一番。

二、海綿城市建設相關技術問題及解決辦法

1科技研發的滯后性

海綿城市建設在中國是一個新生事物,現有的雨洪管理經驗和技術利用率不高,從“零”開始研發,需要大量的實驗積累與經驗海綿城市建設及相關技術問題分析楊振雷西安市第二市政工程公司陜西西安710075分析,專業人才的需求量很大,但專業研發人才卻很少,以致海綿城市的持續推進受阻。培養人才是關鍵,可以先從教育界入手,新增大學生生態文明建設之類的專業,加強對環境維護、給排水等專業的重視,注重實踐。

2低影響開發技術的選擇

一般情況下,規劃定位的目標是海綿城市建設過程中的關鍵因素,從徑流峰值控制、徑流污染控制等條件中篩選,開發出系統海綿體。既是要點,更是難點。因地制宜,分析各個城市的區域位置、氣候特點、降雨規律、水文特點等,作出不同的規劃定位目標,并在此過程中,遵循資源節約、經濟適用、環境保護的原則,合理選擇低影響開發雨水技術,例如,針對降水較多的南方城市,側重點應該在雨水的儲蓄與排放,而較之降水較少的北方城市,側重點則是雨水的凈化與利用。

3突襲式建設的挑戰

作為一種新概念,我們可以親切地把海綿城市叫做一個時代的衍生物,生態文明建設的促進與利益的分工化及其合理化一直是一項有意義的挑戰。接納新事物的同時也就意味著舊模式的沒落,反之,舊模式的正常運行,就是新模式最大的阻礙。政府及時制定出有關海綿城市的政策已經成為刻不容緩的事情,鼓勵海綿城市的推進,出面籌集資金等都行之有效。

海綿城市在我國的生態文明建設道路上一抹清泉般驟然沖擊到社會這股浪潮中,是時代的戰利品,也是時代的附屬品。在國土、排水、道路、交通等各個方面都將起著舉足輕重的作用,雖然面臨的挑戰不少。但是,一旦成功覆蓋實施,在可持續發展戰略的襯映下,對建設美麗中國具有非同尋常的意義,也必然會使綠色生態家園在這個時代火樹銀花般精彩綻放。

作者:楊振雷 單位:西安市第二市政工程公司

【參考文獻】

[1]俞孔堅,李迪華,袁弘,等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規劃,2015,39(6):26-36.

篇3

海綿城市的建設途徑主要有對城市原有生態系統的保護、生態恢復和修復、低影響開發等三個方面[1]。對于城市綠地來說,首先,在能產生雨水徑流的起始場所,通過建造屋頂花園、雨水花園、下凹綠地、植物群落、鋪設透水磚等景觀元素匯聚并吸收降水,補充地下水源。其次,當降雨強度大于地面入滲能力時,則通過植栽、洼溝、雨水跌水等一系列結合景觀設計的手法過濾凈化雨水,再將溢流的雨水匯集運輸到生態濕地、景觀雨水塘等。景觀水體容量達到飽和,則溢流至人工蓄洪池或城市河道[3]。

2武漢城市綠地中建設海綿城市優劣勢及應對策略

2.1優劣勢分析

(1)水資源豐富,優于水也憂于水武漢市域范圍內的湖泊眾多,水網縱橫,江湖河澤星羅棋布,水體面積約占25%。如何保護和利用好水資源顯得尤為重要。近幾年,武漢的水環境、水安全、水生態、水資源的問題也逐漸突出,內不能蓄,外不敢排,飽受河湖污染的憂患。(2)山水格局突出,水綠交融,基礎良好武漢是山水園林特色鮮明的城市,綠地率達33.8%,城市綠地具有空間開闊,占地面積大,能儲存大量的雨水資源。水綠交融的格局,成為海綿城市建設的良好載體,而園林綠地必定是海綿體的重要組成部分,無論是在雨水花園的建設還是在低影響開發等體系中占有重要的地位。(3)水專題研究較多,有一定的科研與技術基礎都市發展區中劃定了1814km2生態底線,率先制定完成湖泊“三線一路”(藍線、綠線、灰線、環湖路)保護規劃等等,都為海綿城市的建設打下了良好的基礎。

2.2依托已有試點,合理篩選可用措施

①武漢市相關理念已經初有嘗試。解放公園改造中,水循環利用系統的建設。洪山廣場、漢口江灘等眾多項目透水材料的運用都是重要的試點。特別是武漢市綠道系統的建設,透水材料的選用就更加廣泛。對于屋頂花園建設的大力推進也有利于雨水的收集與回用。武漢市園博園的雨水花園的試點建設正在進行中。通過植被草溝、下凹式綠地、景觀水體等結合園林景觀實現綠地的綜合功能。②作為海綿城市建設示范區的青山區、四新片區屋頂綠化、透水鋪裝、植被草溝等措施的應用,減緩地表徑流,都將成為建設海綿城市的試點。其他區域的運用,特別是部分小區雨水花園建設、學校中水利用等也是具有重要的實踐意義。③其他城市的措施借鑒。武漢作為南方豐水型城市,與深圳有許多相似之處。在深圳市光明新區建設中,建立多等級的自然滲水網絡,在不同尺度及不同環節上規劃對應的自然排水網絡,以應對不同強度的暴雨徑流;改造場地和街道空間,減少不透水面,整理和優化水網和水庫,包括保育河道,利用水庫擴大集雨面,設置雨水蓄水池;恢復濕地斑塊,使濕地重新發揮蓄積雨水、去除雨水污染的生態功能[4]。這些都值得武漢借鑒。

2.3其他制約因素

①雨量相對較大,土壤下滲不足:武漢市暴雨多集中在4—8月,其降雨量占全年的65.6%。汛期5—10月降雨量占全年的73%。多年平均降雨量:1257mm(1951年—2012年)。地下水位相對較高,一般地面以下1m內可見地下水,城市綠地建設中由于各種原因導致土壤多為粘性土或工地廢棄土,土壤條件相對較差,多不利于排水與下滲。②傳統的道路灑水清掃模式的影響:很容易將道路的污染物沖入綠帶,特別不利于道路的下凹式綠地建設。③對于道路、綠帶的污染物監測數據較少,對于凈化措施的制定缺少實踐數據。

3武漢城市綠地海綿建設的關鍵點

秉承規劃引領、生態優先、安全為重、因地制宜、統籌兼顧的原則進行規劃與建設,合理分析武漢綠地建設“海綿建設”的優劣勢,借鑒、研究、嘗試合理可行的應用模式。一般情況下,綠地的年徑流外排率為15%~20%,因此,年徑流總量控制率最佳為80%~85%,那么,武漢在城市綠地建設中應注意的關鍵點有以下幾個方面。

3.1宏觀方面

結合城市總規與專項規劃,合理協調注重綠地系統建設、管理與周邊雨水系統的協調銜接,確定徑流控制率的總體控制目標,依托綠地、湖泊,實現徑流控制的均衡性,制定保山,理水,增湖,織綠,整地的建設策略,確保城市范圍內的“海綿體”建設與實施確實有效。

(1)系統治理,統籌山水林田湖各要素

把治水與治山、治林、治田有機結合起來,協調解決水資源、水環境、水生態、水災害問題。規劃增綠、山體保護與修復,確保徑流控制率的最大化,也體現了生態優先的重要原則。發揮綠地與水體、港渠的聯動作用,多種凈化措施的應用。

(2)湖泊濕地的保護,保證“城市海綿”的蓄容量

河湖水系、坑塘濕地等是城市天然的雨水滯納凈化場地。為河濱植被緩沖帶、河濱濕地、雨水滯留塘等低影響開發系統的構建提供條件。20世紀80年代末,“親近自然河流”和“自然型護岸”技術在歐洲多國興起。瑞士、德國等國進行了河流回歸自然的改造,裁直變彎、對已硬化的河岸帶進行了生態改造,延長洪水在支流的停留時間、降低主河道洪峰量(王新軍等,2006)。日本進行了"多自然型河道建設”(劉曉濤,2001)。這些都是武漢改善湖泊、港渠生態環境的重要借鑒。

(3)完善城市傳統排水系統與超標雨水徑流排放系統,合理測算綠地的承載

綠地的承載功能是多樣的,不能為“水”而做“水”,其中的水文章應該是理性的、合理的、多承載的。在滿足綠地生態、景觀、游憩和其他基本功能的前提下,合理地預留或創造空間條件,對綠地自身及周邊硬化區域的徑流進行滲透、調蓄、凈化,并與城市雨水管渠系統、超標雨水徑流排放相銜接[1]。

3.2微觀層面

微觀層面上,雨水利用技術措施應與綠地景觀相結合,盡可能采用生態化和自然化的措施,符合可持續發展的原則。不能跟風建設,將海綿建設變成了忽略綠地景觀功能的“傻把式”而得不償失;也不能照搬照用國外先進的理念與技術,忽略了城市自身的特色,成為華而不實的半成品。在實施措施上,合理分析,體現武漢特色。關于低影響開發、屋頂花園、雨水花園、植被淺溝、生物滯留、生態濕地等,國內外規劃與建設案例頗多,基本通過土壤、填充材料和植物的過濾作用凈化雨水,減小徑流污染,同時消納小面積匯流的初期雨水,減少徑流量,補地下水源,有效實現雨水資源的調控與改善利用,與景觀結合可以在城市綠地中廣泛應用。武漢市地下水位相對較高、河湖水系較多、綠地建設多為高花壇等。針對武漢的城市綠地特色應該有合理的分析,研究武漢市綠地各類土壤的雨水滲透能力與降雨規律之間的關系,各類植物對于雨水浸泡適應的規律,初雨污染與各類植物耐受與凈化能力等是海綿城市建設的研究專項內容之一。筆者認為在武漢的建設措施中,存在著綠地下滲不易,道路中凈化困難的問題,因此在運用下凹式綠地和透水鋪裝的應用特別需要理性的分析與研究。

(1)下凹綠地

武漢對于城市公共綠地中下凹綠地的建設有一定的實踐,但少有數據分析,需探索實現之。對于城市主干道路綠帶和公園綠地做如下分析:①城市主干道路:道路的雨水污染嚴重,有關研究得出,初期雨水中的污染物COD含量高達上千[5],雖然綠地的入滲能力要遠遠高于其他材質下墊面入滲效果,但是污染會通過綠地下滲,影響地下水源的安全。據研究,北京7月20日前的道路雨水完全棄流。武漢對于道路初雨污染分析的研究并不多,沒有準確的數據支撐,在主干道路綠帶中建設下凹綠地風險性較大,應有針對性的措施與條件限制,方可進行下凹綠地的改造。由于用地緊張,城市主干道綠帶相對較窄:綠帶寬度基本從1.2~4.5m不等,多為高花壇,對于下凹綠地的基本模式改造與建設有一定難度。武漢的自然氣候要求道路綠化必須滿足夏季遮蔭的功能,如何選擇合適的高大喬木,在道路上實現下凹綠地應有理性的分析與實驗。基于此,武漢市“道路海綿體”構建應采取邊疏導邊實驗的原則,通過對于雨量、污染物的實際數據測算,明確初雨棄流的季節與時段;結合以初雨工程凈化措施為方法,實現部分道路雨水進入道路隙地下凹綠地、雨水塘或景觀水體,達到減少徑流、雨水利用的目標。中央分車綠帶中不建議實施下凹綠地改造與建設;在機非隔離綠帶寬度小于4m的,不建議做海綿的建設與改造,如需建設可采用邊緣植草溝或間斷式下凹綠地的做法;人行道樹池的海綿改造與建設中,可進行條狀連接,局部可調整為下凹式綠地;綠帶中下凹綠地必須有初雨棄流設施,確保不污染綠地與地下水;綠地內應設置溢流口(如滲井),保證暴雨時徑流的溢流排放;與非透水鋪裝之間應做防水處理,確保路基不受損。②傳統綠地的模式,不可能全部實現下凹式綠地特別是對于已建設綠地的改造中,對于景觀的破壞、植被的影響等應做理性的分析,明確改造建設面積比例與深度。綠地有一定的容量限制,當土壤穩定入滲系數較小時,下沉式綠地深度超過臨界值,將會造成植物長期淹水的情況,甚至有可能危害植物的正常生長[6]。相對于下北京下凹綠地的深度宜為50~100mm,且不大于200mm的深度要求,武漢城市綠地的指標與數據應有合理的測算,不拘泥于深度要求,以滿足容量為主要目的,更有利于綠地的“海綿”改造、建設與景觀的多樣性的營造。土壤穩定入滲速率較低時,下沉式綠地對徑流的削減效果較差,采用下沉式綠地與雨水花園、雨水塘、雨水調蓄池、景觀水體、多功能調蓄等設施結合設計的方法,共同實現場地總體的年徑流削減率的控制目標。

(2)透水鋪裝

常用的透水性鋪裝有透水瀝青、透水混凝土、透水磚、嵌草石板、植草磚、植草板、木塑地面、碎石路等。王哲,謝杰等通過模型計算對不同季節進行情景分析可知,由于透水鋪裝層本身具有較多的孔隙,能夠存蓄的雨水量較大,因此各個季節透水鋪裝地面對雨水徑流依然能夠起到較好的控制作用[7]。透水性鋪裝還可以降低噪聲,有效地改善城市的聲環境,光環境,補充地下水源(汪鴻山等,2012)。推薦出基于控制路面徑流污染的透水性瀝青路面的典型結構。采用20cm爐渣和20cm細砂作為過濾層進行鋪裝,該路面結構對重金屬含量高,SS污染較低的道路是適合的;而采用20cm爐渣和20cm陶粒進行鋪裝,爐渣在上,該路面結構對SS污染含量高,重金屬污染較低的道路是適合的。雖然,國內外對于透水鋪裝的研究和應用較多,但是也存在著一些應用上的問題,長期使用帶來的入滲性能和管理維護問題。路面在長期使用過程中,由于交通工具的碾壓和行人行走會使透水鋪裝地面的基層密度變大,減小其儲水空間。而各種粉塵、細顆粒進入透水鋪裝地面面層的孔隙也會影響透水鋪裝地面的透水性能(Borgwardt等,2006)。凍融破壞和孔隙的封堵是透水性混凝土應用中的難點(李鴿,2013)。國內在車行道上應用成功的案例很少,在人行道、公園綠地中應用相對成功。在公園綠地中,應依據不同的功能分區與要求進行合理的透水鋪裝的材料與區位設計,既保證功能與景觀的需要,又滿足減緩徑流的要求。在人流密集的主廣場上,不宜選用透水性過高的鋪裝材料,對于污染的清理、耐用性均會存在一定的問題。如奧運會水立方廣場的透水磚,深灰、淺灰的透水鋪裝在局部被污染的情況下,整體形象大打折扣,且無法應對較重車輛的荷載。然而,在林蔭步道等區域的透水混凝土的效果表現較好。由于透水混凝土鋪設是現場攪拌一次性成坪的,在強度方面比透水磚能承載更大的壓力[8],有更廣泛的適用性。

3.3建立健全規劃建設與養管體系,確保海綿規劃與建設

①城市雨水資源化的景觀學實現途徑,除了技術支持以外,還需要相應的制度和政策引導。明確的雨水利用和管理措施,鼓勵私人參與雨水設施的更新、運行和維護,有效地引導雨水利用技術研發等。②效益分析。城市綠地中雨水利用除了環境效益,還應考慮到經濟效益外、社會效益等方面。對于新建設綠地無論在規劃設計還是實施中,很容易達到三效益的和諧統一,但是針對城市中已建設綠地項目的“海綿改造”則需要平衡三種效益,將指標分解到片區或城市的綜合角度來制定實施措施,合理結合武漢河流、湖泊、港渠與道路、綠地中的各種措施,達到三種效益的最優。

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關鍵詞:海綿城市 建設 問題 措施

1、導言

建設海綿城市是貫徹落實綠色發展理念的一場重大綠色變革。堅持以人民為中心的發展理念,實現人民對美好生活的向往,促使城市提高生態治理和生態智慧水平,確保城市綠色宜居和可持續發展,構建資源節約型、環境友好型、生態安全型和人口均衡型社會,都突出了海綿城市建設的價值意蘊。建設中將雨水作為城市水資源的重要補充形式與研究對象,設計城市降雨過程控制與管理方案。

2、海d城市概念的提出及含義

我國的傳統雨水處理觀念是“快速集中,末端處理”視資源為災害,這必然會引發“遇水必澇,逢旱必干”等一系列環境問題。海綿城市理念立足長遠,不再以征服者的態度對待自然,而是尊重自然,向大自然學習采用“源頭處理,分散集中”的方法,將雨水“滲”在原地涵養水源,“蓄”在原地方便調用。從2014年至今,我國政府連續出臺了多部指示文件,為各地的海綿城市試點建設區提供了理論指導,極大地促進了我國城市的“海綿化”進程,這也是我國繼園林城市、低碳城市、生態城市等一系列政策引導的城市建設理念后出現的全新概念。我們要將雨水資源化,而不是迫不及待地將其排走,要考慮把有限的水資源截留下來,利用自然的力量去凈化雨水,從而優化城市排水系統。無論如何“灰色”剛性的給排水系統已經暴露出了其嚴重的自身局限性,阻礙了我國的城市化進程,引發了社會各界對城市水危機新一輪的關注和對傳統城市給排水系統建設的反思。近年來我國政府高度重視城市雨洪及水環境的整治問題,在政府“建設資源節約型、環境友好型社會,建設生態城市”的理念指導以及學術領域和相關行業從業人員的努力推動下,我國住房和城鄉建設部正式提出了“海綿城市”的建設理念。

3、海綿城市建設中出現的問題

3.1新舊觀念的對抗

從資源利用角度來看,不難發現,傳統城市建設大都采用“以求應供”的模式,導致大量資源的不合理堆滯浪費。而海綿城市的建設模式卻如它的名字一般,有彈性地“以供應求”。從根本上與傳統的城市雨洪管理模式區別開來,也就使得大部分企業難以適應,從而成為海綿城市建設中的一大阻礙。傳統的城市雨洪管理建設設施在社會生活中隨處可見,地面下縱橫交錯的下水道正是最好的體現。仔細想想,我們不難發現:雨水直接變成了廢水。事實上,隨著溫室效應的加強,全球氣候變暖,水資源的逐步稀缺,雨水――資源回收率及其低的天然水資源,是具有超能的創造力的。不僅僅是經濟上的效益,生態上帶來的益處簡直是國人的福音。所以,深入貫徹落實“海綿思想”不失為一個好方法。海綿思想,即有彈性的思想,以海綿城市為出發點,不拘泥與時代,不拘泥于生活。以此逐步構建生態和諧的社會。

3.2建設規劃碎片化

當前我國海綿城市建設已經取得了一些可喜成績,但同時也暴露出一些問題和矛盾,城市建設規劃的碎片化就是最近一段時間經常被提及的一個突出問題。在海綿城市建設試點中,有些城市不注意或不善于對城市綜合問題的梳理和把握,也沒有制定科學系統的建設方案,僅停留在簡單盲目地上一些支離破碎的項目上。海綿城市建設技術指導專家委員會主任委員任南琪認為,海綿城市建設的實質應該是城市水資源和水環境的綜合整治,而不是一個點一個點地進行治理,采取碎片化方式推進。海綿城市應該以自然為先導,以循環為關鍵,以功能為切入點。海綿城市建設并非“治水”“堵水”,而要與水為友,以水養人。

4、海綿城市建設措施

4.1轉變城市建設理念

變原有城市建設中只注重開發的強度而不注重生態環境轉變為以生態環境約束城市開發建設的強度;轉變原有城市生態環境單靠“治理”轉變為“源頭減排、過程控制、末端治理、統籌設計”的建設模式。從源頭減少雨水的徑流量,提高地表的滲透率;徑流過程中設置滯留帶延緩徑流洪峰,從而降低降水的排量;對集蓄的雨水進行凈化、治理,提高雨水的再生利用率;對海綿城市建設中的城市綠地、城市水面進行統籌設計,避免重復建設與資源浪費。

4.2創新海綿城市建設的體制機制

科學的體制機制在海綿城市建設中起著規范化、制度化和定型化的作用。建設海綿城市不能簡單地從工程技術層面去理解,而應該將其看作是涉及體制改革的重大系統工程,要著力破除舊體制,創設新體制,將生態技術與行政管理體制設計、管理部門的優化重組、管理文化創新等結合起來,統籌協調好各方面的復雜關系,在生態理性、生態智慧、生態制度、生態技術、生態文化等緊密聯系和相互作用形成的整體合力中予以協同推進。第一,在整體性思維指導下整合相關部門形成合力推進海綿城市建設。建設海綿城市是一個復雜的系統工程,涉及自然界對城市的影響關系以及城市的生存空間規劃、建設方式以及組織管理等諸多復雜性、交織性和系統性關系,需要破除條塊分割各管一攤的傳統行政管理體制,注重加強城市各個管理部門之間的聯系、溝通和合作,消除要素不協調而阻礙城市有機體系統發展的各種因素。第二,推進海綿城市建設規劃的制度化。規劃是為了使海綿城市建設的目標能按預期目標有效實現而制定的計劃。海綿城市建設應規劃先行,而規劃應制度化,杜絕主觀性、隨意性和短期性。要通過有關部門組織、專家論證、專業技術人員設計、城市居民參與、可行性和不可行性的評估論證,從環境戰略評價的高度科學編制規劃,建立海綿城市空間規劃體系,注重規劃的連續性,以確保海綿城市建設規劃的前瞻性、整體性、科學性和可操作性。

4.3加強海綿城市的規劃、管理、控制及落實

海綿城市在建設之前,首先要明確海綿城市的總體規劃與控制目標,制定實施原則與實施策略,規劃重點實施區域,并將建設海綿城市的要求落實至各項相關規劃中。其次,海綿城市建設、修護的實施要通過相關規劃予以落實。其要著重實施的規劃包括:地塊的規劃、交通道路的規劃、城市綠地的規劃、城市水系統的規劃等。

結束語

綜上所述,隨著我國海綿城市建設理論的沉淀與發展,如今已到了理論發展的攻堅階段,我們要做的是如何準確、高效地將理論付諸實踐,并從實踐中吸取經驗進一步升華完善理論,這也是海綿城市建設推進的重點和難點,在可持續發展戰略的襯映下,對建設美麗中國具有非同尋常的意義,也必然會使綠色生態家園在這個時代火樹銀花般精彩綻放。

參考文獻

[1]方世南,戴仁璋.海綿城市建設的問題與對策[J].中國特色社會主義研究,2017,01:88-92+99.

[2]劉嚴萍,王磊.海綿城市建設面臨的潛在問題及對策研究[J].城市管理與科技,2017,01:36-38.

篇5

關鍵詞:海綿城市;雨水系統;低影響;結構;開發;保護

引言

城市建設的現代化程度,直接反映了經濟建設的現代化程度。在城市建設中,城市規劃對于城市建設的總體水平具有重要影響。在現代化城市建設中,雖然城市建設的總體水平有了一定程度的提高,但是,在遇到自然災害的時候,就會直接考驗城市建設的基礎性工程。優化排水系統,建設海綿城市和低影響開發雨水系統,是解決城市水循環問題的關鍵。海綿城市建設與低影響雨水系統構建,是新時期城市建設的重要目標,是解決城市綜合性治理和提高城市應對自如災害的重要思路。

1.系統模式構建的目的和意義

現代化的城市需要建設具有自然凈化功能的設施,需要將水的循環納入到自然的保護范圍內。城市水系統建設需要與城市規劃,排水設計和道路交通以及園林建設等方面緊密結合。海綿城市與低影響開發雨水系統是提高水生態環境的必要工程,是構建城市發展進程的重要內容。系統模式采用的技術中,既有工程性的開發建設方法,也有非工程的開發建設措施,其核心目的就是保障城市用水安全,有效利用水資源,合理對待地理條件,防止城市水災害。系統的整體設計為組合系統,具有多種功能,能夠提供多項水服務,是城市總體規劃與建設的重點工程。

2.海綿城市和低影響開發雨水系統解析

2.1海綿城市建設的理論

城市化建設需要把生態文明理念放在首位。海綿城市的提出,就是從生態文明的角度對城市建設與環境資源進行了一定的設計。海綿城市實際上就是指城市要像海綿一樣,能夠具有適應環境變化和抵御自然災害的彈性,在下雨的時候,既具有雨水存儲的功能,也具有雨水釋放的功能。在設計系統工程時,要充分利用自然的途徑,同時與人工措施相結合,最大限度的實現雨水的合理存儲和科學凈化。海綿城市系統建設要把自然降水,地表水和地下水進行設計上的區分,讓水資源形成一個完成的循環系統。海綿城市建設能夠保護好河流與湖泊,對坑塘與溝渠都有一定的幫助。在建設中要對自然水文特征有充分的了解,對生態環境進行細致的修復,保障水體和自然環境的穩定狀態。在開發建設中,對雨水系統和排放系統進行與城市建設的匹配,在存儲和調節,傳輸與凈化的過程中,控制好總流量和各個階段的峰值,將收集與排放系統有機對接,按照標準形成系統構建。海綿城市是系統化的構建過程,需要掌握好建設的理論與原則,更要做好必要的監督。

2.2低影響開發雨水系統的設計理念

低影響開發實際上就是指在開發水系統的過程中,要保護好場地的水文特征,是一種低影響的設計理念,也是城市建設中當前采用的有效方式。低影響開發的核心理論就是維護好開放前后的水文特征,在徑流總量、峰值流量和峰現時間上,能夠保持一定的穩定性。我國城市開發過程中,開發強度較大,對水文特征的破壞也很大。在低影響設計中,要采用分散式的源頭削減措施,是開發前與開發后的峰值流量保持不變。這點與國外的一些國家存在一定的差異,這是因為國外的開發中,一般沒有高強度的開發,對水文特征的影響較小。低影響開發需要與多個部門進行聯系,例如道路交通部門,建筑與城市規劃部分,園林與排水部門,水文管理部門等。低影響開發是各個部門聯動的機制。低影響開發的技術性要求很高,需要從設計的源頭入手,在建設的中期和末期,都要給予設計與建設上技術性推進。低影響開發雨水系統是保障城市具有海綿功能的重要設計理念。

2.3海綿城市與低影響開發雨水系統的構建方式

海綿城市與低影響開發雨水系統的構建是一項系統性的工程,在設計和建設中,需要對城市各個層級和相關的規劃進行目標性的設計,也需要對規劃控制的指標進行內容上的界定。在開發設計中,要從橫向和縱向對設計進行規劃,在建設中,考慮建筑的年限與類型,小區建設的整體情況,道路的設計,綠地與廣場之間的關系,水開放的空間和封閉的空間進行充分的了解。在低影響開發雨水系統上,控制好目標與規劃,利用好氣候和土地的自然條件,對低影響開發雨水系統的流程和設計進行組合式的統一。在建設中,要掌握好經濟技術分析的成果,對設計方案與現實情況進行比對。低影響開發雨水系統的建設是在城市正常運行的前提下進行的工作。這就需要在構建的同時,要保證好城市建設的基礎性產業運行,在構建的過程中,降低對正常生產要素的干擾。

3.系統模式應用的具體規劃與區域建設

3.1對城市進行總體規劃

3.1.1明確重點開發區域

每個城市的水文地質條件都不同,在水系統的功能布局和地質特性上,具有短期的規劃和長期的規劃。在進行開發設計時,要把重點區域進行一定的控制,在保證綜合治理的前提下,對重點區域的年徑流量進行控制。這是總體規劃中必要的工作。

3.1.2保護好敏感區域

在城市規劃中,是生態的敏感區域分布在城市的各個角落。對敏感區域要實行禁止建設和限制建設的劃分。低影響開發雨水系統與城市雨水灌渠系統要實現整體上銜接,這是該項技術應用的前提條件,也是各個系統之間形成對接的基礎。保護好敏感區域,就使得其他區域的建設更具實力,就會保證建設的穩定性。

3.1.3合理控制地表形態

城市規模的擴大,會促進城市空間的增長,在低影響開發水系統的建設中,就要明確城市邊緣,以適應城市擴大后的水系統情況。要對土地面積有一定的認知,要對透水和不透水的土地進行了解,要掌握地表徑流的情況,對地形和匯水分區進行必要的認知。在保證自然徑流通道暢通的情況下,延長匯流的路徑,控制徑流的雨水量。

3.2實施水系專項規劃

3.2.1明確水系的保護范圍

城市水系的保護要根據城市水系的生態環境進行設計,在各個水域和岸線上緊密聯系,劃定敏感區域,油壺河湖水系的布局,合理規范排放與存儲的關系。在城市河道中,將有關聯的地方連接,形成水系之間的相通關系,控制好地域之間的差別與聯系。明確水系的專項規劃,能夠讓水系的保護范圍在控制的條件內,在建設施工時,就不容易造成偏差。

3.2.2做好綠地系統規劃

對于海綿城市而言,城市綠地是重要的場地,城市綠地對于低影響開發目標具有重要的意義。在城市綠地上,能夠創造出足夠的空間預留,可以保證綠地在水系統中,處于彈性的狀態。在綠地中,要明確綠地的用途,例如是公園綠地,還是生產綠地,是附屬綠地還是防護綠地。在水生態的空間和綠地的布局上,要充分發揮綠地是滲透功能,在綠地與周邊水域的銜接處,做好一定的設計,保證綠地對匯水區的要求。

3.2.3關注排水防澇措施

低影響開發雨水系統的作用很多,其中對防治內澇的綜合體系具有重要的作用。在設計時需要與防內澇設計同步,將城市的排水系統和防澇綜合規劃相適應,對控制和開發的目標進行指標上的控制。對系統進行評估,精確規劃控制目標,對各個節點之間的關系仔細梳理,是防治方式與防治系統能夠實現對接。在雨水的資源利用上和目標控制上,保持系統之間的必要聯系。

3.3修復性詳細規劃

3.3.1明確城市用地分類

在低影響開發雨水系統的設計過程中,要對城市的用地分類進行了解,對城市用地分類進行了解就是為了更好的規避建設中的矛盾。城市用地分類一般可以分為居住用地,公共管理用地,商業用地,工業用地,交通設施用地,公用設施用地等。對城市用地進行了解,就是為了能夠有效應對開發設計中的難點,進行更好的規劃。低影響開發雨水系統需要做好不同地塊之間的銜接,所有對用地類型進行了解,能夠充分發揮系統的作用,避免影響用地上的矛盾。

3.3.2合理面對約束條件

城市建設中各個類型的設施很多,每個設施都是對應著一定的城市服務。在低影響開發系統的設計中,要注意設計與約束條件之間的限制,對建設的時間和順序進行分類設計,對布局和城市規模進行必要的分析,在設計和建設中,要符合城市建設的其他方案,在各個專業的相關配合上,掌握好必要的原則和方法。例如規模的大小,類型的確定,資金的安排等等問題。合理面對約束條件,就是為了能夠更好的把握建設條件。

3.3.3落實各類銜接設施

在工程建設中,低影響開發雨水系統要做好與各類設施的銜接。城市規劃中,綠地和建筑,或者道路與相關結構之間,需要進行各個部分的銜接,銜接的目的就是為了保證工程與建設能夠符合建設的要求。在城市建設中,很多城市的建設時期不同,城市的新舊程度也不同,在基礎設施建設上的差異,給工程建設帶來的一定的難度。在進行銜接設施的操作中,就要明確城市建設的具體規劃,根據圖紙進行設計,在銜接工程中,進行細致的驗收。

4.系統的技術路線案例分析

4.1系統的主要技術環節

4.1.1分析自然條件

技術應用的前提是對自然環境的充分了解。在海綿城市低影響開發雨水系統構建的模式研究上,要做好對水資源條件的了解,例如地形地貌、排水分區、用水供需情況等。在城市各類管網和園林綠地的建設中,注意調查其分布情況。對自然條件的掌握,能夠促進技術應用的準確性,能夠保證技術應用的過程,具有穩定的狀態。

4.1.2優化設施建設

在選擇與優化基礎設施上,需要運用綜合性的眼光。在開發技術和設施保護上,要結合城市景觀的規劃設計。低影響開發雨水系統的重點就是利用自然資源進行疏通,人工設施建設作為輔助的方式。在具體的技術執行上,就要掌握好各種條件的恢復和利用,在已經被侵占的系統上,進行必要的整改,讓設施能夠更加完善,發揮更積極的作用。

4.1.3組合系統選擇

低影響開發技術在系統的構建上,要保持系統的組合關系。城市建設具有不同的差異,城市建設的各個時期采用的方式,也具有一定的區分。在新系統的構建中,要注意與原有系統的對接。使用組合系統的方式,就是為了能夠更好的保證系統之間對資源的利用和對生態環境的充分保護。同時,組合系統能夠突出經濟適用,能夠保證專業之間的合理配置。

4.1.4分解指標體系

低影響開發雨水系統的技術框架要結合各個指標的特點進行。對于指標體系要進行分解執行。在分解的過程中,確定好單項和組合指標的應用。在建設中開發和約束控制指標。在控制中,掌握好相應的方法。低影響開發雨水系統的分解方法對于有效設計系統具有重要的意義。該系統在建設中分解是為了能夠從整體上控制各個關鍵部分的操作。分解是相對的,分解的作用就是為了能夠更好的掌握整體上的設計。

4.2系統建設的案例分析

4.2.1案例一,北京市某住宅區低影響開發雨水系統建設項目

(1)項目基本情況。該項目位于北京的順義區,項目占地234平方千米,景觀湖占地18平方千米,綠地和高爾夫球場占地70平方千米。項目的優點是項目的自然生態環境較好,適合低影響開發雨水系統建設。但是,項目的弊端就是項目所在地是河灘淹沒區,地勢低洼,建設期間周邊沒有配套的市政雨水和污水的管線,容易造成內澇的風險高。另一個主要問題是中心景觀的水體自凈能力差,水體的營養化會造成水發臭、耗水量高等多種問題。

(2)項目的低影響開發雨水系統設計方案。項目采用的多功能調蓄水體,在雨水濕地和花園建設上,能從總體規劃入手。項目實現了總量減排,內澇防治,防治徑流污染和雨水資源再利用等目標。整個項目有效控制了成本,方案與執行之間形成的良好對接。項目實現了徑流總量減排、內澇防治、徑流污染、雨水資源化利用等多個目標。但是,該項目沒有建設雨水灌渠系統,是通過有效的場地豎向設計實現的雨水地表組織排放,道路和綠地可以作為超標雨水徑流排放通道。

(3)項目的綜合效益。本項目主要是利用低影響開發設施代替灌渠系統,投資成本與傳統開發模式持平,提高了小區的防治內澇的能力。低影響開發雨水系統,可以有效控制徑流污染,能夠使入戶的徑流雨水水質提高,人工土壤滲濾和濕地循環凈化系統明顯改善。在自然景觀和水體效果上,植物和動物都有了良好的生存空間。

4.2.2案例二,上海綠地雨水控制項目

(1)項目基本情況。項目在一所花園單位,該地區有雨水濕地,雨水匯集面積約2000平方米,主要的匯集第位綠地草坪和高處園路,常年的水體面積是400平方米,平均深度為0.8米最大蓄水量為480立方米。在園中種植了植物,如睡蓮和鳶尾等,蓄水池的底部是泥土,周圍放置了一些石子和石塊,這樣可以有效改善水質。在水體設計上上采用的多功能凈化的設計。該項目實現了城市景觀與低影響開發雨水系統的一直性和統一性。

(2)項目設計方案。該項目采用了新型材料,建設了透水性路面,采用的材料是高粘度淺色結合料,鋪設厚度為4cm,壓實后混合料空隙率能夠達到20%。雨水能夠深入到排水溝,就會流向水景處。鋪設瀝青路面,能夠改善水質,還能夠解決路面積水的問題,為下沉式的綠地提供潔凈的水資源,這樣就會讓雨水收集后再進行綜合利用。

(3)項目的綜合效益。項目利用了一定的工藝技術和生物技術,對于凈化道路的雨水,起到的關鍵作用。在實際年流量上,總控制率能夠達到85%,道路排水綜合設計能夠有效利用道路雨水,可以降低綠化帶綠化需水量。不僅如此,還能夠減少因徑流污染對城市環境的污染。

結論與展望

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【關鍵詞】海綿城市;雨水利用;

【前 言】我國是一個非常缺水的國家,卻水患頻發。據統計目前我國的人均水資源的占有率僅為全球人均水資源占有率的1/4,缺水城市卻多達300多個。特別是南方一些降雨量大的城市,反而卻成了全國的缺水城市,雨水因為沒有合理地收集利用都白白流失掉了。隨著城市化進程的迅速發展,城市中路面、廣場、建筑群等硬化而不透水的面積日益增多。一方面雨水不能像開發前一樣滲入地下補充地下水,進而形成城市的地下大漏斗,而且隨著地下水的嚴重超采,使得城市周圍的水系干枯,隨之而來產生熱島效應,生態環境也逐年惡化;另一方面降雨來臨時,雨水迅速匯集形成大量地表徑流,加之雨水系統設計標準偏低,極易導致排水不暢造成地面積水和城市內澇。隨著全球氣候變化,這種內澇災害逐年增多,如何變水患為水歡是亟待解決的一個大問題。

一、國內外雨水利用現狀

德國和日本已走在城市雨水收集、處理系統技術的最前面,而且發展非常迅速,目前已建立各種城市雨水收集、處理和應用系統;我國的城市雨水處理和應用方面起步較晚,特別是處理和綜合利用方面。我國的雨水資源十分豐富,年降水量達61900億m3,是我國可利用的重要的淡水資源之一,但對城市雨水處理和綜合利用方面還很不完善,雖然有部分地區建立了雨水收集系統,但還未對城市雨水進行綜合處理應用。部分成熟的雨水利用技術從屋面雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、回用到控制有一系列的定型產品和組裝式成套設備。

二、關于道路設計中的雨水利用措施

國家提出了海綿城市的概念,其宗旨是低影響開發的建設理念。一方面通過低影響開發控制超標雨水徑流排放,另一方面提高城市雨水管渠系統建設標準,從對城市原有生態系統進行保護、生態恢復和修復、低影響開發等方面著手實施低影響開發雨水系統的建設。生態優先,因地制宜、統籌建設。實現城市生態環境影響最低的開發建設理念,就需要合理控制開發強度,在城市中保留足夠的生態用地,增大城市透水面積比例,最大限度地減少對城市原有水生態環境的破壞。同時,可根據需要通過適當開挖河湖溝渠、建設蓄水池、庫等措施,擴展水域面積,使雨水經過積存、滲透和凈化再合理利用,形成良性循環。根據環境保護與內澇防治要求等,合理確定低影響開發控制目標與指標。

2.1道路橫斷面采用下凹式隔離帶。路面雨水順道路橫坡進入下凹式分隔帶,淺層土壤飽和后多余雨水通過平篦雨水收水井(收水井加截污籃)進入雨水主管內。雨水主管設滲井,收集的雨水通過滲井下滲進入土壤深層通過滯滲補充地下水。如圖1所示。

2.2非機動車道采用高承載透水藝術地坪、人行道采用透水便道磚。非機動車道路面結構采用高承載透水藝術地坪(露骨料透水混凝土),此種結構具有高透水率:透水系數2.81mm/s,同時還具有高承載力和較強的耐久性和裝飾性。人行道采用透水便道磚、透水結構,基層采用級配碎石,可以減少地表徑流,減輕雨水管道壓力,以利于雨水的下滲和地下水的補充。

2.3源頭控制,雨水宜分散收集并就近利用。作為市政排水系統的外衍部分,道路兩側地塊內部也應采取類似的調蓄利用措施。其中建筑設計時要考慮的屋面雨水的充分收集利用,屋面雨水經由屋頂天溝收集可直接就近排入景觀水池或地下蓄水池。小區路面的初期雨水可在蓄水池進水口設置截流處理設施,之后流入蓄水池。蓄積的雨水,可用于澆灑綠地,道路以及洗車等雜用。小區宜采用下凹式綠地,透水鋪裝,加大雨水地面滲透率,下滲補充地下水,從而減少徑流,并通過各種方式提高雨水的回收利用率。

2.4多余雨水補充回用于景觀水體。雨水除澆灑和回灌地下外,還可進行回收再利用,方法是在西上澤街、蘭州街、東上澤街南側主管設引水管,將西大道雨水主管內初雨過后水質較好的上層雨水引至園博園內的調蓄池,多余徑流可為區內景觀水體補水。雨水的收集和利用源頭控制是關鍵。首先是認識問題,在國外,雨水收集和利用系統應用非常普遍,但在國內由于環保更多帶來的不是經濟效益而是社會效益并且是長期的才能見效的行為,宣傳和推廣還需要時間,認知也需要有個過程。其次是成本問題,雨水的綜合利用比普通雨水系統費用要高,開發商處于利益考慮,很少會在成本較高的雨水綜合利用系統上主動投入資金。只能從政策法規上采取一些措施來引導和控制。鑒于此,雨水綜合利用系統的開發和建設更適合在一些公共建設項目中使用,如行政中心、公交站場、大型場館等只具有服務功能的公共性質的建筑,應率先考慮實施。在前期設計時考慮雨水綜合利用系統,盡管會產生一些投入,但是由于形成有規模的雨水循環利用系統,后期還可因此節省用水成本。

三、關于居民小區簡單措施

居民小區安裝簡單的雨水收集和利用設施,雨水通過這些設施收集到一起,經過簡單的過濾處理,就可以用來建設觀賞水景沖刷路面,或供小區居民洗車和沖洗馬桶,這樣不但節約了大量自來水,還可以為居民節省大量水費。

小區中水處理工藝流程有三種類型:1)生物處理方法;2)物理化學處理方法;3)物理處理方法。其中,物理處理的方法在目前的工程實踐中可操作性低,不推薦使用。生物處理方法適用于可生化性較好的廢水,從原水水質可以看出,其水質穩定,BOD5/CODcr的比值大于0.5,生化性好;而且,廢水中含有大量的溶解性固體物質,更宜采用生物處理方法去除。在市政道路排水設計中,可以注意與綠地、小區雨水池相配合,并且利用小區污水處理設施,將部分雨水處理后,可以排入附近渠道,以補充景觀用水。

四、結語

雨水能起到調節、補充地區水資源和補給地下水資源的作用。針對目前雨水造成的徑流污染,雨水的收集、處理和綜合利用技術成為我國急需解決的問題。合理的規劃雨水處理和利用設施,不僅能解決現存的徑流污染問題,也為生活和工業用水提供水源。但要合理、有效利用雨水資源,還需要根據不同地區的具體情況深入研究。

參考文獻:

[1]顧正斌.北方城市道路雨水資源化利用及其效益分析研究[D].河北工程大學,2007.

篇7

關鍵詞 濕地;生態系統;功能及效益

中圖分類號:X37 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0179-02

1 濕地的基本概念與重要特征

濕地是特殊的生態系統,是與人類關系緊密的自然資源,也是自然界有著生物多樣性和最高生產力的生態景觀。濕地如同森林和海洋一樣,具有多種功能,被人們譽為“地球之腎”,與森林、海洋一起并稱為地球三大生態系統。濕地是天然蓄水庫,在蓄洪防旱、調節氣候、控制土壤侵蝕,促淤造陸、降解環境污染等方面起著極其重要的作用。濕地擁有豐富的野生動植物資源,是眾多野生動物,特別是珍稀水禽的繁殖地和越冬地,因此很多濕地都被列為自然保護區。濕地物產極為豐富,可提供人類糧食、肉類、藥材、工業能源、原料等。濕地資源的變化對地球的生態平衡具有重要影響。中國濕地在保護全球生物多樣性、全球氣候的穩定等方面意義重大。

2 濕地主要功能和經濟、社會效益

2.1 濕地的生態效益

1)濕地能夠保護生物的多樣性。濕地有多種多樣的生物,我們提倡保護濕地,就是保護生物的多樣性。很多種類的野生動植物適合在濕地生存、棲息、繁衍,其中一些屬于特有的珍稀物種。一些瀕危鳥類、遷徙候鳥也在濕地棲息繁殖。例如:近年來,隨著生態環境的明顯改善,山西南部平陸黃河濕地由于氣候溫暖,植被豐富,吸引了來自西伯利亞的白天鵝來這里越冬,數量可達萬只以上。濕地也是重要的遺傳基因庫,它在維持野生物種種群的存續,篩選和改良方面具有重要意義。

2)濕地能夠防治洪澇災害。濕地能夠蓄水,是防洪的天然“海綿”。我國地域遼闊,各地區自然條件千差萬別,季節降水和年度降水分配極為不均勻,在雨季,雨水充足的時候,濕地發揮“海綿”的吸水功能,儲存雨水,避免發生洪水災害。而在干旱季節,儲存的雨水又是可以利用的水資源。尤其是長江中下游的洞庭湖、鄱陽湖、太湖等湖泊發揮著儲水功能,調節水量,使我國長江中下游地區多洪澇災害的現象有了很大的

改觀。

3)在降解污染物方面特殊的作用。隨著工業、農業現代化發展、人類各種活動的增加以及徑流等自然過程帶來工業污染物、農藥、各種有毒物進入濕地,濕地可以通過水生植物的化學、生物過程,降解和轉化有毒物質,凈化水體,保持環境,使當地和下游區域受益。

2.2 濕地的經濟效益

1)濕地水資源豐富,可以養魚、耕種水稻。我國濕地面積廣闊,所以我國魚產量和水稻產量居世界第一;我國海岸線很長,淺海水域可以生產魚、蝦、貝、藻類等富有營養的副食品;濕地還可以提供蓮、藕、菱、芡等植物產品,用于日常生活、工業、農業,如蘆葦就是重要的造紙原料。濕地動植物資源的利用帶來了巨大的經濟效益。

2)濕地是可以開發的旅游資源。許多濕地自然環境獨特,風光秀麗,也不乏人文景觀,是人們旅游、度假、療養的理想佳地,發展旅游業大有可為。近年來,我國各地都十分注重濕地的保護和開發。例如,隨著環保工作的深入開展,山西省南部平陸縣黃河濕地的生態環境得到很大的改善,每年深秋時節,成群的天鵝陸續飛臨這里棲息過冬,為秋冬的黃河濕地增添一份和諧與靈動。現在,平陸黃河濕地成了天鵝等鳥類的樂園。當地政府利用并開發了這一有利資源,開發旅游產業,許多游客慕名而來,觀賞天鵝,給當地帶來可觀的經濟效益。

3)濕地可以提供礦物資源。濕地中有各種礦砂和鹽類資源。據我所知:我的家鄉山西運城的鹽池是由于造山運動和地殼變化,中條山北麓斷裂,出現了一個狹長的凹陷地帶,逐漸形成湖泊,天長日久,水中的鉀鹽、石灰石、鎂鹽、硫酸鹽以及食鹽慢慢與早期淤積層結合,經過長期自然蒸發作用,鹽類沉淀,結成了很厚的礦石層。我們很小的時候就知道鹽池“夏產鹽、冬產硝”,目前鹽池所產的元明粉是山西運城市南風集團重要的生產原料。 另外,我國一些重要油田,大都分布在濕地區域,這些濕地的開發利用,在國民經濟中有著非常重要的意義。

4)濕地能提供能源和水運。濕地能夠提供多種能源,尤其是水電,有著巨大的開發潛力。我國沿海有較多的河口港灣,蘊藏著巨大的潮汐能。有的濕地還蘊藏有煤資源,愛爾蘭有大片濕地蘊藏豐富的泥煤。我國濕地周邊農村中也有采取濕地中的林草作為薪材的習慣,是濕地周邊農村中重要的能源來源。

2.3 濕地的社會效益

1)觀光與旅游。濕地具有自然觀光、旅游、娛樂等多方面的功能。我國的許多濕地區域都是有名的旅游風景區,給我們帶來可觀的經濟效益的同時帶來很好的社會反響。

2)教育與科研價值。濕地具有重要的生態、環境功能,濕地的生態系統、濕地的“物種基因庫”特性、濕地瀕危物種等,都具有重要的科研價值,濕地為教育和科學研究提供了對象、材料和試驗基地,具有一定的科研地位。一些濕地中保留著古老的生物、地理的演化信息,在研究環境變化、古地理方面科研價值重大。

3 濕地保護的緊迫性、艱巨性

20世紀90年代以來,人口和經濟的快速發展,導致環境問題日益嚴重,其中人們對濕地資源的過度開發利用,使濕地的生態環境也遭到破壞,直接致使濕地的生物多樣性減少,有些物種瀕臨滅絕。土地沙化從無到有、水土流失日趨嚴重,旱、澇、風災頻頻發生,物種減少,生產下降,經濟發展和人民生活受到很大影響。對此,我國在環境保護方面采取了一系列的措施。環保工作已是政府各項工作的重中之重。我們大力保護濕地生態功能、希望其生態效益得到正常發揮,抵御自然災害。

另一方面,濕地因其物種的多樣性、稀缺性使其具有較大的開發價值和潛力。但是,由于經濟不發達、科學技術不先進,濕地研究人員的缺乏等導致我國目前在濕地研究方面基礎薄弱,家底不清。我們要充分認識到這點,有必要搶救性保護好濕地,以利于未來的研究和利用。等到將來科技成熟,人員素質提高,開發濕地所創造的財富和效益是無法想象的。為此,保護好今天的天然濕地也就是保護了國家未來發展的戰略資源,早一日保護,少一日破會,將來受益更多。

4 濕地保護需要制度跟進,需要常抓不懈

1)濕地是地球上具有多種功能的獨特而又重要的生態系統,人類發展的歷史已表明,濕地具有巨大的經濟、社會和環境價值。濕地中的水、土地、礦產、野生生物和水運,以及濕地所具有的調節氣候、調節河川徑流、降解污染物、防止侵蝕等功能和其生態、經濟、社會效益,對我國國民經濟的發展都起著重要的支持作用,濕地已成為我國實施可持續發展戰略的重要資源之一。

2)我國人口眾多,人們對濕地還是很陌生,對濕地的功能、效益、價值和作用知道的就更少,現在人們注重經濟效益會導致過渡開發而破壞濕地的其他功能和效益,造成大片的濕地退化、局部地區的濕地甚至消失。濕地野生動物失去自己棲息的家園。人類賴以生存發展的資源逐漸喪失,給國家經濟的可持續發展造成不可挽回的損失。

3)在濕地的保護和管理上,我國力度明顯不夠,法制體系不完善,監測體系不完善,評估制度不健全,這些都嚴重阻礙了我國濕地保護事業的健康發展。

因此,我們應該全民總動員,大力宣傳濕地的重要性,全民參與濕地保護和建設。科學保護和合理利用有限的濕地資源,為社會、經濟和環境的可持續發展作出貢獻。

篇8

Abstract: China is in a critical period of promoting urbanization. Green buildings can solve many problems caused by high-speed urbanization,like resource consumption and environmental pollution. Based on the evaluation system of green building in China, the problems and solutions in the implementation of green building in small and medium sized cities are discussed.

關鍵詞: 綠色建筑;中小型城市;全壽命周期

Key words: green building;small and medium-sized cities;full life cycle

中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)33-0035-02

0 引言

隨著國民經濟的增長,中小型城市建設成為順應經濟社會發展趨勢,實行工業反哺農業,縮小城鄉差距的重要基礎。由于經濟推動,人們生活水平提高,對于住房要求也隨之提高,從過去的“安居”物質理念逐步開始追求“綠色”精神理念,這促使建筑業走向“綠色發展、循環發展、低碳發展”[1]。

1 中小型城市建筑發展現狀

1.1 粗放開發模式

1978-2012我國中小型城市建筑從17.9%提高到52.6%,年均提高1.02個百分點[2],這種迅速的背后是以資源環境為代價,不可持續的粗放式發展。我們用幾十年走完了西方國家一二百年的工業化道路,在推進工業化進程快速發展的同時,城市建設也面臨嚴峻挑戰。建筑粗放式開發不但吞噬了大量農業和生態用地,還出現許多監管不嚴,建筑垃圾過多不能有效處理,房地產規劃單純追求經濟效益等多因素問題。

1.2 既有建筑能耗

建筑運行對水、電、燃氣等能源和資源的依賴十分明顯。2000年以前城市建設開發中多數為非綠色節能建筑,其比例占城市建筑面積80%。大量非綠色節能的既有建筑不但加劇了資源和能源消耗,還造成不可逆的環境污染。據統計,城市中來源于建筑的改擴建及維持其功能正常運行的碳排放量占60%,來源于汽車尾氣的僅占30%。我國建筑能耗占全國總能耗的40%以上,遠遠超過其他行業能耗需求[2]。

1.3 中小型城市環境資源

綠色建筑本身是從建設開發的源頭解決建筑對于環境的污染問題,在以往“先建設后綠化”的二次投入中解脫出來,依托中小型城市環境基礎,通過分散的、小規模的措施,使得區域開發后的水文、地質、地貌與開發前保持一致。以呼倫貝爾市為例,林地占全市土地總面積的50%,水資源總量286.6億立方米,人均占有水資源量1.1萬立方米,是全國人均占有量的4.66倍[3]。對比已經被霧霾、水污染影響的大城市,顯然小中型城市建設必須選擇綠色建筑開發理念,促使我們從源頭保護為數不多的自然遺產。

2 中小型城市應用綠色建筑的必要性

2.1 人的自身需求

由于人們不斷搬遷,中小型城市的城市化范圍不斷擴大,隨之而來的建筑開發如雨后春筍。人口的密集,建筑用地價格的上漲,以及不斷提高的大眾物質需求,迫使城市不得不繼續向外擴張。正如協同理論中的自組織原理一樣,城市的擴大化并不是政府的導向,而是大眾選擇的必然結果,這也是發展中國家建設必然經歷的一個過程。

2.2 生態環境需求

前瞻產業研究院《2016-2021年中國智能建筑行業分析報告》顯示,我國建筑能耗總量逐年上升,占能源總消耗量的27.45%。由于城市化進程的加快,所占比例還將上升至35%左右。以此速度計算到2020年,建筑能耗可能達到1089億噸標煤,夏季空調負荷相當于10個三峽電站滿負荷工作[4]。

伴隨著重發展中小型城市,拆舊建新蔚然成風,拆除帶來許多無法轉化的建筑垃圾。新建建筑和既有建筑交織的環境生態問題不斷擴大,我們必須正視這些發展中的問題。

3 綠色建筑在中小型城市應用中的問題

3.1 認知問題

低能耗帶來使用成本的降低、綠色建筑的長期環境效益,這些優勢并不能直接轉化為市場動力和消費需求,也無法鼓勵建筑商、消費者主動投身到推動綠色建筑發展的過程中。綠色建筑技術環境效益的不確定性,效益顯現的長期性,政府的推行力度以及建筑商對利益追逐的短期性等問題,都影響著綠色建筑技術的推廣。

3.2 技術問題

當前中小型城市發展綠色建筑的最大阻礙并不是綠色建筑的技術落后,而是相關企業缺少技術培訓,無法與時俱進了解當下先進綠色技術。這會影響企業在綠色建造上的積極性,減慢綠色建筑推廣速度。中小型城市大學建設不完善,沒有形成高校科研與企業技術應用接軌,中小型城市建筑開發只能被動接受“綠色建筑”這種“新興技術”,并沒有能力開發研究與本土環境、經濟、文化相融合的綠色建筑體系,導致綠色建筑技術的應用推廣受到嚴重制約。

3.3 成本問題

成本問題一直是阻礙開發商不能推廣綠色建筑的主要原因,綠色建筑不僅選材造價略高于普通建筑,為實現真正的節水節地節能在建筑周圍附屬設施上更要花費高成本。近年來政府不斷出臺針對綠色建筑的優惠政策,但對于開發商的經濟利益來說都是杯水車薪。

中國城市科學研究院對2014年148項綠色建筑增量成本統計[2],住宅建筑一星級、二星級、三星級綠色建筑增量成本為23.9元/m2、70.9元/m2、131.8元/m2,公共建筑一星級、二星級、三星級綠色建筑增量成本為29.9元/m2、87.3元/m2、216.4元/m2,由此證明綠色并不意味著高價、高成本。

4 中小型城市綠色建筑實施策略

4.1 既有建筑的綠色改造

既有建筑的綠色改造主要集中于建筑的采暖和生活能耗,這也是建筑能耗的70%。我國氣候條件、建筑形式、經濟發展千差萬別,所以既有建筑節能改造措施要因地制宜。

嚴寒地區既有建筑改造主要取決于建筑外墻保溫。提高圍護結構的熱工性能,改善門窗、屋頂及地面的傳熱系數, 嚴格執行窗墻比規定,提高門窗的氣密性,這些簡單措施都能降低建筑能耗。

可再生能源應用。中小型城市一般人口少,資源豐富,公共建筑和住宅的輔助設施可以利用風力、太陽能等技術實現簡單的自給自足。如太陽能照明、雨水再利用、廣場上小型風力、水力發電景觀等。中水循環利用不單單減少了能源的消耗,這些簡單舉措也為減少城市內澇災害,建造海綿生態城市添磚加瓦。

4.2 被動式建筑設計

被動式設計是指通過最大限度提高建筑物圍護結構保溫隔熱性能和氣密性,充分利用自然通風、自然采光、太陽輻射等被動式技術手段,將供暖和空調需求降到最低,在達到舒適的室內環境基礎上實現與自然和諧共生的建筑體系。

①以高效自然通風代替中央空調制冷系統。在開發或原有建筑改造上應用風壓和熱壓原理[5],風經過建筑物由于阻擋出現壓力差,促使空氣從迎風面孔隙流入室內,室內空氣則從背風面孔口排出,形成了有效換氣的風壓自然通風。如果室內溫度高于室外,建筑空間上部將形成較高壓力,而下部壓力較低,當這些位置存在孔隙時,空氣通過下開口進入上孔隙流出。

②以自然采光代替照明及取暖。大型公共建筑采用被動式設計理念考慮建筑的朝向與太陽之間的夾角問題,自然光線穿過玻璃屋面進入室內,達到自然采光和提高室內溫度的效果。屋面上附有自動開合的百葉,避免夏日陽光過于猛烈直射,降低室內溫度。

4.3 合理定位規劃成本

綠色建筑的應用成本主要是前期的技術研究,如圖1所示,成本投入大部分在研發和材料的生產過程中,設計和施工可以在多個項目中借鑒重復使用,后期運營則是項目贏利的關鍵。對于建筑商和消費者而言,在項目中不是直接承擔高昂的綠色建材研發和生產,而是參與材料選取、設計、施工及后期維護使用階段。就整個價值鏈而言建筑商和消費者參與的是全壽命周期成本的增值和盈利部分。

在綠色建筑成本中我們主要分析的并不是建筑本身的單一造價,而應分析其增量成本能否帶來后期效益。引用孫大明等人對21個綠色建筑項目的調查與統計見圖2、圖3[6]。一般項目的定位越高或選取的星級越高,則相應增量成本越大。建筑商和消費者對于綠色建筑的合理定位和節能等級選取是影響增量成本的關鍵。

5 結束語

中小型城市綠色建筑的應用首先要實現綠色建筑技術、城市規劃、景觀規劃與市政設施銜接;其次政府在綠色建筑推行上要獎懲并用,實現從單一綠色建筑向綠色城區發展;最后提升消費者、建筑商對于中小型城市綠色建筑開發的定位,把綠色建筑開發技術理念以可行方案落實到中小型城市的開發建設前。真正實現環境保護實施在城市開發利用前,這將成為我們不斷努力的方向。

參考文獻:

[1]GB/T50378―2015,綠色建筑評價標準[S].

[2]牛鳳瑞,白津夫,楊中川,李學峰.中國中小城市發展報告―中國中小城市生態文明發展之路[M].北京:社會科學文獻出版社,2014.

[3]中華人民共和國國家統計局.中國統計摘要[R].北京:中國統計出版社,2014.

[4]2016-2021年中國智能建筑行業分析報告[R].前瞻產業研究院,2015.

篇9

關鍵詞:生態系統;排水系統;城市污水;治理

中圖分類號:TU992.3

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2013)06-0117-03

1 序言

某市城市水系環境的破壞和水質的惡化與作為旅游城市的定位極不協調。2006年某市的決策者通過考察,決定引進德國漢諾威水協的治污理念對城市水系進行綜合治理。隨后德國漢諾威水協對某市的管網、水文、氣候、地理、人口、人們生活習慣進行了詳細的普查,并查閱了大量的歷史資料,針對某市的情況制定了水敏性城市發展和可持續性水資源利用框架,設計了對結合管網模擬的機埠改造及配套的人工生態濕地的治污工程綜合治理方案,且已陸續開始施工建設,部分工程已經接近尾聲,筆者通過對某機埠改造和人工生態濕地配套建設,領略到德國漢諾威水協針對城市治污理念一些特點。

2 通過對現有管網進行普查和建立水力/水文數學模型模擬后,對現有機埠的運行方式的改變及對調蓄池的改造,實現了截污和對不明污水及初期雨水進行預處理

2.1 機埠現狀及改造前后的運行情況:目前接近完工的機埠改造工程機埠總匯水面積為415hm2,城市硬化徑流面積為290hm2,機埠有兩個進水口,一個9712m2的調蓄池,非降雨期來水量平均約0.5m3/S,原機埠的總抽排能力為12.6m3/S,調蓄池的水排向一條長17.3km的城市水系,由于某市的雨、污排水管道存在錯接、漏接現象,形成雨污合流現象,由于雨、污水未有效的分離,兩個進入機埠污水口CoD濃度最高僅296mg/L和154mg/L,最低時還只有93mg兒和53mg/L,所以送往污水處理廠的污水COD濃度過低造成污水處理廠負荷過重,有時機埠在應急時污水未經任何處理就直接排入了城市水系,且隨著城市的發展該水系已經逐漸成為某市城市中心的水系,近年來由于沿岸機埠排污形成了水體惡臭、水生植物消失、棲息動物絕跡的臭水溝,與某市旅游城市的定位極不協調,在短時間內解決雨、污排水管道錯接、漏接短期難以實現,針對雨、污合流及水系污染的實際情況,漢諾威水協提出了終端治污的理念,即改造現有的排水機埠和調蓄沉淀池,對來水進行預處理,然后對預處理的水進行分流。首先將原敞開式調蓄池改造成為兩個調蓄池,一個為封閉式,一個為敞開式。在非降雨情況下,不明污水在封閉式調蓄池內沉淀、隔離污染物,然后將COD濃度較高的污水直接送往污水處理廠,溢流后COD濃度較低的污水通過人工生態濕地進行生態處理后再排向城市水系,在降雨情況下,從沉淀池溢流的未水進入敞開式調蓄池,再通過排洪渠排入水系內,這種根據來水水質和水量進行區別對待的處理方式,最大限度的解決了雨、污水合流的問題,城市管網中的來水不再是只經過簡單的沉淀就直接排入城市水系,同時因送往污水處理廠的污水濃度提高、水量減少而使污水處理效益更佳,且這種終端治污的方式也為很多老城區未雨污分離的城市提供了一個示范。

2.1.1 機埠改造前后平面布置對比(圖1、圖2)

2.1.2 排水機埠改造前后運行流程對比(圖3、圖4)

2.2 調蓄池和泵房改造后的運行原理

此次設計將原來全部敞開的調蓄池分封閉式和敞開式兩個調蓄池,來水首先進入封閉式調蓄池,在非降雨期,來水的COD濃度平均約為140mg/L,在進水渠初步沉淀,通過閘門和水位標高的控制,新建的非降雨期泵房以300L/S送往污水處理廠進行處理,這時抽往污水處理廠的都是來水沉淀下來的污水,上層COD濃度較低的污水通過底板較高的閘門進入封閉式調蓄池沉淀池,封閉式調蓄池沉淀池分為A、B池,來水首先到達A池,在A池沉淀且達到一定水位后通過設置在A池上部三根設有滲水孔的滲透管溢流到B池,(滲透管起到隔離漂浮物及控制水位的作用)再次進行沉淀調蓄,(通過實踐證明污水在沉淀池沉淀一小時污水的COD濃度可以減少20%),然后以每兩天一次,每次3000m3的頻率通過非降雨期泵房抽向人工生態濕地進行生態處理過濾,最后排入城市水系,當B池及人工生態濕地全部注滿后,如水位繼續上漲,沉淀后的污水通過設置在A、B池尾端的溢流堰溢流到敞開式調蓄池,然后通過降雨期泵房排向人工生態濕地及城市水系,溢流堰能夠阻隔污水中的漂浮物及雜物。在小雨時,未水混雜著雨水,COD濃度較低,水位持續上升后開啟進水渠通往B池的兩個閘門,水流在A、B池沉淀后通過A、B池尾端的溢流堰溢流到敞開式調蓄池。如果在暴雨期,水位上漲過快,在進水渠還設置了一道45m長的溢流堰,污水通過溢流堰溢流至敞開式調蓄池,保證了封閉式調蓄池的安全,這時來水的COD濃度已經很低了,在敞開式調蓄池蓄滿后可直接通過排洪渠排入城市水系。降雨結束后,為了清理A、B池廊道內沉淀下來的污泥及雜物,在清空A、B池后,通過設置在A、B池尾端溢流區的沖洗水收集池蓄滿的水,開啟沖洗門產生一股很強的水浪將封閉式調蓄池沉淀池廊道內淤積物及雜物沖往非降雨期泵房,經過自動格柵隔離較大的沉淀物和漂浮物后抽往污水處理廠進行處理。封閉式調蓄池內產生的臭氣則由生態處理裝置進行凈化后再排出。圖5、圖6是調蓄池示意圖。

3 通過配套人工生態濕地的建設,對預處理后的污水實現生態凈化

此次把人工生態濕地建設在原有的河道上,分為六個分區,為垂直潛流式人工生態濕地,面積約為8300m2,改造后泵房把經過調蓄池沉淀、雜物隔離的不明污水及初期雨水通過管道輸送到人工生態濕地的配水渠,配水渠采用溢流的方式把來水集中、均勻的一次性分配到每個分區(配水渠的作用是均勻的分配污水,且在進水口設置了消力裝置,避免損傷人工生態濕地內的水生植物),在人工生態濕地的池床上層由一米厚過濾砂組成過濾層,過濾砂下面則是根據不同級配鋪設卵石層,以防過濾砂滲入卵石層內的帶孔過濾水收集管網,所選的過濾砂必須按照級配鋪設,其含鈣量、孔隙率、陽離子含量都有明確規定,達不到要求則需進行相應的調配,如含鈣量達不到要求則需鋪設石灰石等措施,在過濾砂上根據特定的間隔種植蘆葦等水生植物,可有效吸附、攔截懸浮物。同時其發達的根系能使過濾砂內產生空隙,補給氧氣,避免產生厭氧環境,使過濾砂發臭板結。將污水投放到人工建造的類似于沼澤的濕地上。當以富營養化為主的污水流過一定長寬比及底面有坡度的生態濾池時,經石英砂填料床過濾,污水可以在床體的過濾砂縫隙中曲折流動,或在床體表面流動,最后通過收集管網排向城市水系,污水的BOD5(生物5日需氧量)去除率為85%,SS(固體懸浮物)去除率為87%,T-P去除率為85%,氨氮去除率為54%,污水中的無機污染物(重金屬)和有機物也很大限度的被濕地蘆葦吸收,且水生植物根際的多種微生物活動,增加了濕地基質的透水性,與周圍環境的原生動物、微生物等形成各種小環境,通過氧的傳遞,更加增強了凈化廢水的能力。生態濕地的顯著特點之一是其對有機污染物有較強的降解能力,因此更適用于處理生活污水以及城市污水一類。生態濾池可分別處理廢水中的不溶性有機物與可溶性物質。不溶性有機物通過濕地構造中的過濾砂層被沉淀、過濾、截留,進而被微生物利用,而可溶性有機物則可直接通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解、去除。每天向生態濕地輸送3000m3污水,可在24小時內處理完畢,全部排向城市水系,出水COD可以達到約30mg/L至40mg/L。人工生態濕地放空后通過水生植物根系重新補氧,然后再次注水使用。當城市水系水位連續三天高出人工生態濕地水位而無法排出時,配水渠還設置了緊急排空裝置,通過開啟閘門,人工生態濕地的水可以經過一根輸送管回流到敞開式調蓄池,再通過水泵排出。人工生態濕地的結構示意圖如圖7。

4 通過對河床斷面結構的改造及對已經破壞了的河道生態系統進行修復,達到進一步凈化水質的作用

原有河道堤岸較陡,駁岸風光帶建設在堤岸的外面,采用剛性護坡的方式進行護坡,對河床生態系統有較大的破壞,河道內淤泥較多,河道內的沉水植物已經消失。德國漢諾威水協通過這次改造把堤岸后移,這樣一來,緩坡式柔性河岸同時也成為了駁岸風光帶,解決了市民休閑的時候無法親水的問題,同時也增大河床的調蓄容積,發揮防洪功效,河岸浸水區鋪設椰棕植物墊及椰棕植物輥進行護坡,防止波浪沖刷堤岸,同時在河灘和植物墊上栽種水生植物,河道內進行清淤后栽種沉水植物,還在水上安裝若干人工浮游島,上面栽種浮水植物,通過這些水生植物根系的吸收,不同的水生植物對水體中各種污染物有吸收、富集效果,達到進一步凈化水質的作用。河道堤岸改造前后斷面對比示意圖如圖8、圖9。

5 通過駁岸景觀與凈水系統的一體化的建設,做到了既留住了雨水又凈化了初期雨水,同時也美化和改善了環境

通過水系駁岸風光帶建設,在景區建設大量的草地式洼地,表面上看起來與一般草地無異,但實際上暗藏玄機,這些洼地具有蓄水和凈水功能,景區的雨水通過洼地下層的卵石層過濾后由滲透管收集后才允許排往河道內,同時也能保證洼地內水生植物的水分,且和景觀融為一體,這種方式還可以擴展到整個城市建設,在城市道路綠化帶、居民小區綠化帶等區域廣泛的建設帶有蓄水和凈化功能的洼地、溝渠,對城市道路及硬化地區產生徑流所含的硫及重金屬有很好的吸收和凈化作用,且能對雨水進行調蓄,減少城市水系因暴雨所帶來的壓力。這些洼地、溝渠的建設除具有調蓄功能外,儲存下來的水還可以回收利用,如澆花、洗車等,而且在干旱少雨季節通過蒸發有利于緩解當地的氣候炎熱和無水的問題,這也就是漢諾威水協提出的“水敏性城市”即“海綿城市”的理念。(圖10)

篇10

關鍵詞:尾礦;利用;產業發展

商洛市地處秦嶺東段南麓,當地生物、水力、礦產資源非常豐富,成礦地質條件好,是金屬和非金屬礦產資源的寶庫,目前已發現礦產資源60余種,其中大型礦床15個、中型礦床24個,其中鐵、鈦、鉀、釩、鉬、金、鎂等礦種優勢特別明顯;商南金紅石和洛南鉀長石儲量分別居亞洲第一;山陽、商南、鎮安、丹鳳探明釩礦金屬儲量580萬噸以上;除此之外,洛南鉬礦、鎮安的金礦儲量在全國范圍都遙遙領先,商洛市在全國地級市中處于礦產資源豐富的第一臺階上。但由于受到技術水平的限制,在資源開發利用的過程中所排放出大量的尾礦和工業廢渣廢棄物含有大量的有價組分,其潛在價值在千億元以上,不僅造成了極大的資源浪費,而且還直接影響到商洛乃至全省的可持續發展。為有效利用資源開發過程中產生的大量尾礦、廢渣等工業固體廢棄物,解決尾礦對環境和安全帶來的巨大隱患,商洛市近年來做了大量的相關工作,并取得了可觀的成效。

2010年以來,商洛市政府相繼編制了《商洛市尾礦資源綜合利用示范基地規劃》,出臺了《關于扶持發展尾礦資源綜合利用產業的意見》,為尾礦資源綜合利用產業發展提供了政策保障,并圍繞創建國家尾礦資源綜合利用示范基地和循環經濟示范城市目標,陸續建成了一批資源綜合利用項目,所做工作及成效形成“商洛模式”, 即“一核心二支撐三聯動”的尾礦資源綜合利用產業化發展模式在全國推廣。“一核心”即以建設國家示范基地,帶動尾礦資源綜合利用產業發展為核心,“二支撐”即以技術支持和政策扶持為支撐,“三聯動”即通過組織保障、示范帶動、協會搭橋,多管齊下,多輪驅動,合力推進尾礦資源綜合利用產業發展。與此同時,市政府成立了尾礦資源綜合利用工作領導小組,設立了市尾礦資源綜合利用中心和縣區尾礦資源綜合利用中心,并與中國資源綜合利用協會、尾礦技術創新戰略聯盟、西北有色地質研究院簽署了戰略合作協議;完成了組建“陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室”聯合申報工作,技術研發服務支撐體系進一步完善;積極尋求對外合作與交流,引進先進技術和管理經驗。

2012年11月國家發改委批準我市列入國家第一批共伴生礦產及尾礦資源綜合利用示范基地,省發改委和省國土資源廳聯合發文在全省推廣我市尾礦資源綜合利用工作經驗。2013年10月省發改委確定我市為省級循環經濟試點城市,12月國家發改委批準我市成為全國首批循環經濟示范城市(縣)創建地區。2016年我市制定了首批尾礦建材產品標準化指導性技術文件,包括尾礦混凝土骨料、尾礦加氣混凝土砌塊、尾礦燒結磚、尾礦機制砂五個產品,為企業合法生產和技術規范提供了政策依據,涉及轄區內的尾礦建材企業37家。同時,尾礦資源綜合利用項目建設工作也不斷跟進,7年來全市尾礦資源綜合利用企業發展到81家,形成以有價組分回收和建材產品為主的兩大門類。2016年尾礦利用新增工業產值86.32億元,累計節約尾礦庫建設及維護費用5億元以上、節約土地資源6200畝、折合減少標煤消耗1.16萬噸、新增社會就業崗位9559人。

商洛市尾礦資源綜合利用工作雖然取得了一定的成效,但由于受到技術水平及地理區域的限制,依然存在很多問題。主要表現為:一是高附加值產品少。大多產品僅停留在尾礦中有價組分金屬的回收或直接作為砂石代用產品銷售,有些尾礦利用所得產品的檔次較低,僅限于原料生產及加工利用,高技術含量的項目策劃不夠,后續提質增效的尾礦資源綜合利用項目匱乏。二是資金投入不足。商洛市是全國集中連片的14個特困地區之一,加上礦山行業普遍效益較差,尾礦利用項目投資籌措困難,《商洛市人民政府關于扶持發展尾礦資源綜合利用產業的意見》確定的各縣區配套專項扶持資金至今未得到落實,導致一些資源綜合利用方面的工作無法實施到位。三是發展理念和發展方式相對滯后。缺乏現代經營理念和資本運作經驗,技術持有者和投資者難以找到契合點,未形成有效的轉化機制。

為進一步推進商洛市尾礦資源綜合利用產業發展,堅持“商洛模式”不動搖,需要做好以下幾個方面。

一、提升尾礦資源綜合利用的技術支撐水平

通過更高層次的經驗技術交流和項目合作,引進一批先進成熟的技術和人才,解決全市尾礦資源綜合利用項目技術含量不高、附加值低、尾礦研發進展緩慢的問題,提高尾礦資源綜合利用科研攻關能力,提升利用技術支撐水平。尤其是近年來國家推行裝備式建筑、海綿城市政策,我們更應該抓住機遇,引進先進技術,并竭力開展陶粒輕質墻板、微晶板材、泡沫陶瓷、碳酸鈣板、變頻多功能熱地板、透水磚項目等尾礦資源利用提升工程 ,進一步提升我市尾礦資源綜合利用產業的科技含量及尾礦利用規模。

二、解決尾礦資源綜合利用產業資金短缺的問題

通過創建國家級示范基地,爭取將更多的項目納入國家重點支持范圍,解決資源綜合利用產業項目扶持資金少,扶持引導作用不強、資金規模小,示范引導作用發揮不充分的問題,從而促使尾礦資源綜合利用產業做大做強。同時,幫助企業做好項目包b,采取擇優選取原則積極爭取扶持資金,提高項目質量,跟進建設進度,為企業爭取更多的項目資金,同時,鼓勵企業通過市場尋求資金支持,通過招商融資、PPP專項融資、專項基金會等途徑解決企業資金短缺問題。

三、加強隊伍建設,做好培訓和交流工作

加強對組織縣區尾礦利用中心干部的培訓,拓展干部工作眼界,增強業務理論素養和對企業幫扶能力。同時積極做好我市尾礦資源與開發前景的推介工作,進一步密切中國循環經濟協會、尾礦利用戰略聯盟以及市外高技術企業的交流合作,吸引更多的力量投入國家尾礦資源綜合利用示范基地建設,不斷豐富我市尾礦資源綜合開發產業體系。

參考文獻:

[1]楊國華,郭建文,王建華:尾礦綜合利用現狀調查及其意義[J],礦業工程;2010年01期。

[2]陳甲斌,朱欣然,張福生:尾礦資源綜合利用現狀與模式研究[J],化工礦物與加工;2011年12期。

[3]唐宇,吳強,陳甲斌,張華:提高我國尾礦資源綜合利用效率的思考[J],金屬材料與冶金工程;2012年03期。

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