城市化的快速發展使我國城市建設密度過高,城市中高樓林立,道路四通八達,鋼筋混凝土充斥著大部分現代城市建設,復蓋了原來的土壤表面,使城市無法呼吸,這是近年來一些中型城市暴雨后,城市看海現象頻繁出現的主要原因。暴雨后,城市硬化路面降雨地表徑流量大幅增加,雨水夾住地面污染物,無任何處理直接排入地下管網,排入湖河,不僅浪費了寶貴的水資源,還造成了嚴重的水污染。這不僅是單一的排水系統不合理的問題,城市在開發建設中忽視了生態,失去了原來的彈性。
1概念
所謂海綿城市,顧名思義,將城市比作巨大的海綿,下雨時可以在當地或附近吸收、儲蓄、滲透,在此過程中伴隨雨水凈化功能,有效補充地下水的城市需要用水時,可以釋放儲蓄的雨水,合理利用
2問題和背景
迄今為止,我國城市化率已超過50%,這表明我國從農業大國進入城市化工業大國。但是,傳統的城市建設模式大面積復蓋了原來的土壤表面,城市綠地不足,據統計,只有20%~30%的雨水能夠正常滲透到地下。傳統的工程式管道排水方式使城市對天然雨水資源的再利用率低于10%,嚴重破壞了城市發展與自然共存的平衡形勢。海綿城市這個概念是2012年首次提出的,實際上以前中國推行的生態彈性城市異曲同工。物理科學的彈性和可塑性概念應用于城市生態建設。習總書記也在2013年中央城鎮化工作會議上強調,建設海綿城市的核心問題是利用自然力量排水,保持有限的雨水再利用,實現自然積累、滲透和凈化的目的。2014年11月《指南》發布;2021年4月2日,海綿城市建設試點名單公布。
3建設方法措施
3.1設計理念
海綿城市建設理念以雨洪為友,重視生態環境建設。在我國,面對雨水和洪水的觀念是迅速排水,排水越快越安全,完全沒有把雨水視為寶貴資源的再利用意識,浪費了天然的水資源。在這種情況下,不能及時排出的雨水往往會導致城市內澇等問題,這與我國水資源短缺問題形成了鮮明的矛盾。建設海綿城市首先要扭轉舊觀念,盡快拋棄傳統城市規劃設計理念,建設城市海綿體,實現城市雨水與自然的正常循環。
3.2技術措施
1)滲透技術。屋面徑流是建筑雨水徑流的直接來源。我國屋面的建設大多采用沒有滲水蓄水性的“灰色”材料,每逢降雨,屋面的雨水直接流向地表增加了地表雨水徑流量,同時也大大增加了城市給排水設施以及污水處理設施的負荷。因此可把建筑屋頂改為種有植被的綠色屋頂,降雨時,雨水既可以經過屋頂實現初級凈化,又可減少屋面的徑流總量。綠色屋頂著重強調生態學意義,對降落到屋面的雨水實施科學有效的管理。傳統城市道路硬化面積達75%。降雨時,封閉的道路表面阻礙雨水正常排入地下,在地面上形成大量積水,發生城市內澇現象。為了改變雨水必濕的現狀,城市必須改建為透水鋪路。這種呼吸的道路材料一般采用生態透水混凝土,使雨水迅速滲透到地表,平衡城市排水系統,有效減少排水管網的負擔。同時可以起到補充地下水、調節水循環的作用。
2)儲存技術。水是生命的基礎。中國是人口大國,我國淡水資源總量多,但人均水資源非常不足。因此,將雨水視為資源,通過采集、凈化和存儲等措施,多次利用天然雨水,是緩解城市水資源短缺的有效途徑,也可以控制降雨徑流對城市的負面影響。城市建設打破了原有地形地貌,無法正常排入地下的降雨聚集在地表上,無法再利用,大量的水資源被浪費。雨水儲蓄技術正是為了有效解決上述問題把雨水資源儲存起來,從而實現再次利用。蓄水池一般設置在城市地下,雨水下降時,雨水可以通過道路兩側的溢流式雨水口排入地下蓄水設施,雨水暫時保留,超過蓄水池儲藏能力的雨水逐漸排入排水管網。蓄水池中儲存的雨水通過凈化設施的處理,可以作為生活用水(洗廁所)、洗汽車等二次利用。地下蓄水池的設計有效減少年徑流總量,也符合與洪為友、廢為寶的雨洪管理思想。雨水濕地是最天然的蓄水池,它的作用與人工儲存系統類似,不僅可以儲存降雨,還具有很強的生態凈化能力。
3)調節技術。調節工藝,主要是調節降雨水量和水質。其主要的調節設施是調節池。降雨后,超過滲透能力的雨水排出設置在地下的雨水調節設施,經過凈化處理,用于綠化灌溉和道路清洗,實現雨水資源化利用。調節池可通過合理的設計,增加其滲透功能,收集的雨水慢慢滲透到土壤中,通過土壤和植物的過濾作用凈化,同時補充了地下水資源。
4)傳輸凈化技術。植草溝形態上類似于下凹形植物的雨水傳輸溝。雨季只用于傳輸,凈化雨水,平時積水少,沒有積水。它具有建造費用低,長度寬度不一,運行管理簡單等特點,是天然的“凈雨溝渠”。降雨經植草溝的傳輸排入下凹式綠地或者景觀水體,水體中的污染物經植被的過濾得到凈化,達到了綠色傳輸,初級凈雨的目的。生態坡口和植被緩沖帶的作用是減緩地表雨水流動的速度,使雨水流動在流入河流的過程中通過綠地滲透吸收和植物凈化的作用減少河流污染。
4發展和建議
城市水生態問題是一個綜合問題,落后的城市雨洪建設管理模式和水生態危機已經對我國經濟發展產生了一定的制約,同時也威脅到居民的生存。國內學者緊急呼吁城市應盡快改變傳統的灰色建設理念,真正把城市建設成為雨水自由收納的海綿體城市。我國海綿城市建設的核心目標是當場消除70%的雨水,利用。至2021年,全國20%的城市建設應達到目標要求;2030年,80%的城市應達到目標要求。在海綿城市建設過程中,仍然存在許多問題直接影響推進效率和實施方案的科學性。對于試點城市的發展現狀從以下幾方面提出建議:在規劃方面,各部門之間應加強溝通與協作,城市的地形地貌各不相同,應因地制宜,科學的分析出城市的水文特征,并要合理的配置空間資源;我國是法治國家,在法規方面,制定完善的管理體系是十分必要的,使得在海綿城市的構建中有規可循,有法可依;在實施技術方面,各城市應根據城市區域特征靈活的選擇適合本城市建設的技術及技術組合系統。同時,要輔助政策支持和示范宣傳,提高市民和企業建設海綿城市的意識。海綿城市的建設避免只重視地下(上),不重視地上(下)只重視灰色(綠色),不重視綠色(灰色)的誤解。真正達到綠灰結合,根據土地適當的理想模式。在我國以生態文明發展為核心的長期城市建設中,傳統的單目標,高污染的雨水排放模式已經難以為繼。必然要向可以依靠自然力量去蓄水,凈水,排水的新型生態“海綿城市”去轉變。但是,這一轉變是個長期而艱巨的系統工程,一個新體系的建立并非一蹴而就的事情,欲速則不達,需要腳踏實地。
5結語
海綿城市的提出,無疑是中國生態城市建設的重要里程碑。海綿城市的建設可以使城市與自然達到和諧共存的平衡點,為我國城市雨洪管理體系指明道路,但其理論體系和實施策略尚未完善,建設過程必然困難。在政府的統一指導和社會公眾的大力支持下,我相信海綿城市建設的道路一定平坦的。
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