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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)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篇海綿城市的功能及作用,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞:海綿城市;綠地系統(tǒng);雨水管理
1 引言
城市作為區(qū)域政治、經(jīng)濟、文化中心,近年來卻頻頻出現(xiàn)“看海”的窘?jīng)r,引發(fā)了社會各界對城市排水系統(tǒng)建設(shè)的廣泛關(guān)注。而在城市綜合防災(zāi)減災(zāi)體系中,城市綠地系統(tǒng)占有十分重要的位置,是城市規(guī)劃和建設(shè)中的一個重要組成部分,它不僅具有美化城市環(huán)境、凈化空氣、平衡城市生態(tài)系統(tǒng)、為城市居民提供休憩游樂場所等作用,同時,在減輕城市內(nèi)澇及雨水災(zāi)害也有較明顯的作用[1]。在此背景下,海綿城市的概念應(yīng)運而生,這是我國繼園林城市、森林城市、生態(tài)城市、低碳城市等一系列政策引導(dǎo)的城市理念后出現(xiàn)的新概念[2]。因此基于海綿城市的城市綠地對降低城市徑流污染,減輕城市內(nèi)澇,保持城市水環(huán)境具有重要意義。筆者基于海綿城市的概念及內(nèi)涵,提出了新型城市綠地雨水管理與傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)相結(jié)合的城市雨水管理模式。
2 海綿城市概念的提出及演進歷程
2.1 海綿城市概念提出背景
隨著城市化進程的不斷加快,城市地表不透水面積不斷增加,雨水下滲減少,地表徑流增加,加之城市市政排水系統(tǒng)不完備,使得城市內(nèi)澇現(xiàn)象越發(fā)嚴重。近年來,國內(nèi)許多大中型城市屢遭暴雨而頻現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害,如廣州“5?7”暴雨,南京“7?18”暴雨,2016年夏,武漢、北京、重慶等多地再次遭遇暴雨襲擊,重啟“看海”模式。內(nèi)城“看海”的景象所付出的代價卻是眾多遇難的生命和慘重的經(jīng)濟損失,雨洪問題已被推到了城市中生活的每一個人面前。
我國傳統(tǒng)的城市建設(shè)卻不能較好的解決城市內(nèi)澇和洪水問題,其主要問題在于傳統(tǒng)的管道排水設(shè)施、防洪設(shè)施、排水工程落后以及對雨水資源利用意識的缺乏。管道排水是我國傳統(tǒng)的城市排水的主要方式,這種全人力的排水模式依然體現(xiàn)了人定勝天的思維模式。然而,隨著人地觀念更新,這種滯后的排水系統(tǒng)不能改善城市水生態(tài)服務(wù)功能,而引導(dǎo)城市可持續(xù)發(fā)展的有效途徑,逐漸被專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)者提出并推廣,成為了國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導(dǎo)方針和戰(zhàn)略目標(biāo)。
2.2 海綿城市概念及內(nèi)涵
海綿城市顧名思義就是讓城市具備像海綿一樣的吸水能力,其概念的產(chǎn)生與發(fā)展也經(jīng)歷了漫長的過程,楊陽等人綜合國內(nèi)關(guān)于海綿城市的研究和討論,將海綿城市的形成與發(fā)展歸納為概念雛形、實踐探索、概念發(fā)展和概念形成四個階段[2]。2013年12月,在召開中央城鎮(zhèn)化工作會議時強調(diào)提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來,優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水,建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。 2014年12月住建部、財政部、水利部便聯(lián)合印發(fā)了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南―低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》(建城函[2014]275號),明確提出了海綿城市的概念及建設(shè)路徑[6]。此后,仇保興[7]在《海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望》中指出海綿城市即城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)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,提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生。最佳管理措施(BMPs)、低影響開發(fā)(LID)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)是海綿城市建設(shè)的理論基礎(chǔ),為構(gòu)建“海綿城市”提供了戰(zhàn)略指導(dǎo)和技術(shù)支撐[8]。海綿城市建設(shè)的目標(biāo)主要包括:保護原有生態(tài)系統(tǒng)、恢復(fù)被破壞的水循環(huán)及生態(tài)特征以及推行低影響開發(fā)[7]。
3 城市綠地系統(tǒng)與城市綠地雨水管理的發(fā)展
3.1 城市綠地系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展
城市綠地系統(tǒng)是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成之一,伴隨著城市的產(chǎn)生而產(chǎn)生,其出現(xiàn)便是為了調(diào)和人類改造自然建設(shè)城市的實際需要和作為自然產(chǎn)物對自然的依賴與保護心理之間的矛盾。對于城市綠地系統(tǒng)的定義,目前尚沒有統(tǒng)一概念。李素英綜合不同領(lǐng)域?qū)Τ鞘芯G地系統(tǒng)的定義得出城市綠地系統(tǒng)是城市綠色空間中以植被為主體,以土壤為基質(zhì),以自然和人為因素干擾為特征,在生物和非生物因子協(xié)同作用下所形成的有序整體[9]。此外,中國大百科全書中對此的釋義為城市中由各種類型、各種規(guī)模的園林綠地組成的生態(tài)系統(tǒng),用以改善城市環(huán)境,為城市居民提供游憩境域[10]。
城市綠地隨著社會經(jīng)濟的進步而不斷發(fā)展。早期社會生產(chǎn)力水平底下,經(jīng)濟水平落后,城市規(guī)模較小,這一時期的綠地主要出現(xiàn)在達官貴人的宅院之內(nèi),其主要功能為滿足人們的觀賞與休憩,主要以點狀的形式分布于城市的各個區(qū)域。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,到近代工業(yè)革命時期,工業(yè)企業(yè)不斷增加,人口集聚現(xiàn)象日趨明顯,為城市的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著城市的快速增長,城市環(huán)境問題日漸凸顯。于是,在英、法、美等國率先掀起了“城市公園運動”及“田園城市”理念,大量修建城市公@,使得城市綠地逐漸形成規(guī)模[11]。城市綠地系統(tǒng)理論也初現(xiàn)于這一階段。隨著信息產(chǎn)業(yè)革命的進行,生產(chǎn)力得到極大的解放,人民生活水平不斷提高,對生活環(huán)境質(zhì)量的要求也不斷提高,對于城市建設(shè)城市綠化的要求也逐漸提高。因此,這一階段的城市綠地系統(tǒng)建設(shè)更多的是根據(jù)城市規(guī)劃要求結(jié)合城市特色,發(fā)展具有地方特色的城市綠地系統(tǒng)[12]。
3.2 傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)的不足
隨著城市化進程的加快,人民生活質(zhì)量的提高,傳統(tǒng)的城市綠地系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需要。一是現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)雨水管理功能尚未得到充分發(fā)揮。研究表明城市綠地系統(tǒng)有美化環(huán)境、休憩娛樂、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣、水土保持、維護生物多樣性等功能[9]。但傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)依然被作為休憩娛樂和環(huán)境美化等方面,其在雨水管理上的作用沒有得到充分體現(xiàn)。傳統(tǒng)的城市雨水管理多依賴市政雨水管網(wǎng)系統(tǒng),注重雨水的收集與快速排放。但隨著城市雨水管理觀念的轉(zhuǎn)變,雨水已不再是無用之物而是被視作一種資源而加以利用,因此傳統(tǒng)的城市綠地系統(tǒng)并沒有充分發(fā)揮其蓄水、排水和補充地下水的功能。二是傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)要素空間形態(tài)單一,金云峰等[13]在對國外的城市綠地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)城市綠地系統(tǒng)要素空間形態(tài)主要呈現(xiàn)點、線、面3種形態(tài)。然而在我國的《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)(GB50137-2011)》中,只是對點狀要素進行了明確的規(guī)范和要求,因此說明我國當(dāng)前的城市綠地系統(tǒng)要素主要為點狀要素。要素單一且要素之間相互隔離使得城市綠地并沒有成為一個整體系統(tǒng),系統(tǒng)功能也不能得到充分發(fā)揮。
4 城市雨水管理c城市綠地系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
在當(dāng)前建設(shè)海綿城市的背景下,將傳統(tǒng)的城市雨水管理系統(tǒng)與現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)整合為城市綠地雨水管理系統(tǒng)是城市綠地與城市雨水管理發(fā)展的必然趨勢。其原因如下。
(1)城市雨水管理系統(tǒng)與城市綠地系統(tǒng)的整合能夠保證和促進各自功能的正常發(fā)揮,兩者在功能上并不矛盾,而是相互促進的。傳統(tǒng)城市雨水管理系統(tǒng)由于其蓄水的局限性往往不能及時將短時大量雨水輸送出去,因此傳統(tǒng)城市雨水管理系統(tǒng)輸水功能結(jié)合城市綠地系統(tǒng)蓄水功能可實現(xiàn)其各自功能的最大化,因此兩者滿足實現(xiàn)整合的前提。
(2)兩者的整合有助于提高空間的利用率,實現(xiàn)城市空間的高效可持續(xù)利用。無論是城市綠地系統(tǒng)建設(shè)和城市雨水管理系統(tǒng)建設(shè)都將占用大量的城市空間,而如果將兩者進行空間整合,建立立體的城市可持續(xù)綠地雨水管理系統(tǒng),將大大節(jié)約城市空間,提高城市空間利用率。同時,城市綠地系統(tǒng)的線狀和面狀布局本身也可實現(xiàn)更多的城市生態(tài)與社會服務(wù)功能,實際上,兩者整合之后大幅度提高了城市空間的利用效率。
盡管現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)與城市雨水管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)空間整合,形成城市綠地雨水管理系統(tǒng),但這種系統(tǒng)依然存在需要不斷完善和提高的地方。首先,現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng),其本身的功能與結(jié)構(gòu)尚不夠完善,因此整合后的城市綠地雨水管理系統(tǒng)的整體性和連續(xù)性也有待進一步提高,這樣才能保證其城市雨水管理功能的最大化。其次,現(xiàn)有的城市雨水管理規(guī)劃與城市綠地建設(shè)規(guī)劃的連接性不強,缺乏統(tǒng)一的城市綠地雨水管理規(guī)劃,因為城市雨水問題不僅僅是城市排水系統(tǒng)或者城市綠地雨水管理系統(tǒng)的問題,應(yīng)協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)各個方面的整體功能,才能確保最大程度上解決城市雨水問題。因此,在海綿城市概念下的城市綠地雨水管理系統(tǒng)除了保證系統(tǒng)內(nèi)部的有序性以外,還應(yīng)保證其與其他系統(tǒng)的連續(xù)性。
5 結(jié)語
在建設(shè)海綿城市的理念下,現(xiàn)有城市雨水管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在空間上完成和城市綠地系統(tǒng)的整合,形成城市綠地雨水管理系統(tǒng)。不斷完善城市綠地系統(tǒng)自身功能與結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)與城市雨水管理系統(tǒng)的良好對接,同時協(xié)調(diào)與城市其他系統(tǒng)的關(guān)系,實現(xiàn)雨水在復(fù)雜城市系統(tǒng)內(nèi)的有序流動,只有這樣,城市綠地雨水管理綠地系統(tǒng)才能整合城市間其他系統(tǒng)來共同解決城市的綜合雨水問題。
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Study on Rainwater Utilization of UrbanGreen Land
System Based on the Sponge City Perspective
Zhou Wei , Zhang Kai, Zhang Lijuan
(Chengdu Huaxing Zhongzhi Engineering Consulting Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610047,China)
關(guān)鍵詞:城市洪澇;成因;防治對策
中圖分類號:TU992
文獻標(biāo)識碼:A文章編號:16749944(2017)8016803
1引言
2016年的夏天,對全國人民而言是不平凡的夏天。受超強厄爾尼諾現(xiàn)象的影響,入汛以來我國南方大部分城市多次受強降雨襲擊,局部地區(qū)洪澇多發(fā),長江水位一度超過同期水位,湖北、安徽、江蘇、河南、貴州等地均受到不同程度的洪澇災(zāi)害,造成人員傷亡、農(nóng)田損毀、山體塌方等,經(jīng)濟損失慘重。
2016年6月1日至7月25日期間,多輪強降雨導(dǎo)致武漢城市洪澇災(zāi)害發(fā)生。其中6月30日晚到7月2日20時,武漢市近兩天累計降雨量達到315.8 mm,按武漢市國土面積8494 km2計算,相當(dāng)于下了22.5個東湖的水量(東湖最大容量為1.2億m3),超過武漢全年雨量的1/3。強降雨不僅導(dǎo)致武漢市數(shù)百處路段出現(xiàn)不同程度漬水,還造成長江武漢關(guān)水位快速上漲。長江武漢關(guān)水位自7月5~25日超警戒水位27.3 m,持續(xù)21 d,最高峰達28.37 m,超過1937年的最高水位,在武漢歷史上排名第五位。2016年武漢遭受洪澇災(zāi)害,造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失,因此,解決城市洪澇問題迫在眉睫。
2城市內(nèi)澇與洪水災(zāi)害
城市內(nèi)澇是指由于強降水或連續(xù)性降水超過排水系統(tǒng)排除能力致使城市道路及低洼區(qū)產(chǎn)生一定程度積水,影響城市交通和產(chǎn)生其他災(zāi)害的現(xiàn)象。
洪水災(zāi)害是由于江、河、湖、庫水位猛漲,堤壩漫溢或潰決,水流入境而造成的災(zāi)害。洪水可分為河流洪水、湖泊洪水和風(fēng)暴洪水等。最常見的洪水是河流洪水。
從名詞解釋的角度分析,城市內(nèi)澇與河流洪水災(zāi)害成因的相同點均為強降水,不過城市內(nèi)澇的形成機制主要是由于城市排水能力不足,從而導(dǎo)致降雨不能及時通過自然下滲、地表徑流、地下管網(wǎng)系統(tǒng)或者排澇泵站排走,造成路面低洼地段積水,影響區(qū)域一般為單個城市內(nèi)部;而河流洪水災(zāi)害的形成機制主要是流域內(nèi)長時間暴雨造成河流水位居高不下而引發(fā)的堤壩決口,影響范圍一般為流域周邊城市等大面積區(qū)域,對城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、生態(tài)環(huán)境等均造成嚴重危害,洪水災(zāi)害的成因與影響范圍均大于城市內(nèi)澇。
單個城市內(nèi)澇可能是由于城市排澇系統(tǒng)建設(shè)不到位而造成的,而多個城市同時內(nèi)澇則可能說明廣大區(qū)域均遭受強降雨襲擊,不僅降雨范圍大,而且降雨強度超過多個城市的排澇能力。當(dāng)長江中下游水位超過城市設(shè)防水位時,引發(fā)洪水災(zāi)害的可能性較大,不僅對城市正常排澇造成不利,易造成城市內(nèi)澇,而且對城市各堤壩的安全構(gòu)成威脅。
3武漢城市內(nèi)澇成因
一般而言,城市內(nèi)澇成因眾多,除了與全球氣候變暖、極端天氣頻現(xiàn)等自然環(huán)境有關(guān)外,還與各城市地勢特征、發(fā)展?fàn)顩r、排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)建設(shè)以及維護管理等有關(guān)。
3.1武漢地形地勢因素
武漢,別稱江城,地處江漢平原東部、長江中下游,除少數(shù)山丘和湖塘外,武漢市區(qū)一般地面標(biāo)高在20~24 m,部分地區(qū)地勢低于長江多年平均洪水位23.87 m。在梅雨季節(jié),長江流域降水集中、降水量增多,長江中下游水位迅速上漲,武漢城區(qū)雨水主要通過排澇泵站抽排出江。2016年汛期連續(xù)強降雨不僅使武漢遭受城市內(nèi)澇的重創(chuàng),還飽受洪災(zāi)威脅,可謂“內(nèi)憂外患”。2016年長江武漢關(guān)水位上漲至最高水位28.37 m,遠超過城區(qū)地面平均高程;汛期排澇泵站超負荷運作,加上泵站規(guī)模不足等因素,武漢城市內(nèi)澇十分嚴重。武漢地處長江中下游、地勢較低等先天排澇條件不足是城市內(nèi)澇發(fā)生的原因之一。
3.2城市天然海綿設(shè)施逐漸減少
湖泊、河流、綠地等是城市的天然海綿,在暴雨降臨時可起到自然蓄水、自然滲透、調(diào)洪錯峰的功能。
武漢原有“百湖之城”的美譽,1949年武漢城區(qū)湖泊有127個,但隨著城市化進程的加快,大量湖泊被填滿,2005年湖泊數(shù)只有38個。建國以來,武漢城區(qū)近90個湖泊消失。圍湖造田、填湖造城等導(dǎo)致城市內(nèi)湖泊、溝渠、濕地等自然蓄水容積銳減,調(diào)蓄分流能力大大折扣,取而代之的排水管網(wǎng)能力卻無法彌補。2016年多雨使得武漢市多個湖泊調(diào)蓄容量飽和,湯遜湖、南湖、巡司河、夾套河、南太子湖等主要調(diào)蓄河湖水位幾乎與路面持平,各湖泊水位嚴重失控,武漢市共187處路段出現(xiàn)不同程度漬水,部分地勢低洼處因湖水倒灌導(dǎo)致低強度降雨下發(fā)生了嚴重漬水,交通嚴重受阻。
武漢城市大開發(fā)大建設(shè)過程中路面硬化率迅速上升,導(dǎo)致自然土壤逐步被不透水路面取代,雨水下滲途徑和滲透量逐漸減少,不僅造成路面雨水只能通過城市排水管網(wǎng)等灰色設(shè)施排走,縮短了雨水匯流時間,易形成高峰流量,而且增大了地表徑流量和徑流系數(shù),從而增加了城市內(nèi)澇風(fēng)險。
3.3排水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低
1970~2014年,武漢市修建的排水工程暴雨設(shè)計重現(xiàn)期為1年,相當(dāng)于每小時降雨強度為34 mm。2014年排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)才提高至3年,相當(dāng)于每小時降雨強度為48 mm。由于地理、氣候等先天因素,武漢每年遇到的暴雨強度不定而且有日益偏大的趨勢。據(jù)武漢市江夏雨量站數(shù)據(jù)顯示,2016年6月30日20時至7月6日10時,東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)累計一周降雨量達696.7 mm,超過50年一遇;最大單日累計降水量為240.1 mm,接近20年一遇;最大一小時降雨量為61.3 mm,超過10年一遇,已建成的排水管網(wǎng)輸水能力無法滿足強降水量,超標(biāo)徑流雨水只能通過路面R流至低洼處,導(dǎo)致地勢低洼處積水。
3.4排水系統(tǒng)建設(shè)不夠完善
城市排水管網(wǎng)建設(shè)是一個長遠的發(fā)展過程。排水管網(wǎng)作為一個地下輸水系統(tǒng),管道之間需要連通才能真正發(fā)揮作用。在武漢新城區(qū),為避免道路的重復(fù)開挖,市政排水管網(wǎng)往往作為新建道路的配套一并形成,但往往由于建設(shè)分散且未按規(guī)劃統(tǒng)一實施,下游排水管網(wǎng)尚未完全形成或已形成的排水管網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低,上游來水因無排水出路或因下游排水管網(wǎng)過流能力不足而出現(xiàn)積水。
排澇泵站等建設(shè)速度跟不上城市發(fā)展速度,也是城市內(nèi)澇的原因之一。2016年汛期,作為武漢市武昌區(qū)、洪水區(qū)、東湖高新區(qū)、江夏區(qū)主要的調(diào)蓄水系之一,湯遜湖水位最高水位達到21.33 m,超過規(guī)劃最高控制水位(18.65 m)約2.68 m,湯遜湖水系水位失控,而最主要的排江通道,湯遜湖泵站連續(xù)11 d滿負荷工作,抽排量超過1.2億m3,相當(dāng)于一個東湖。面對周降雨量超過50年一遇的暴雨,湯遜湖泵站抽排能力仍顯得不足,而第二排江通道正在建設(shè)中,區(qū)域排水系統(tǒng)建設(shè)尚不完善。
3.5維護管理措施不完善
隨著城市的發(fā)展與擴大,配套的城市排水系統(tǒng)也隨之形成。但因維護管理意識薄弱,路邊垃圾、施工渣土隨意丟棄,經(jīng)清掃進入雨水口等排水設(shè)施后直接排入到排水系統(tǒng)中,易造成管道堵塞。此外,許多現(xiàn)狀排水管網(wǎng)自投入使用后,久未進行清淤疏浚,造成排水效能下降。武漢市目前處于大發(fā)展大建設(shè)時期,武漢在建工地數(shù)已超1萬個,因缺乏對排水設(shè)施進行保護意識,部分工程施工中常常對現(xiàn)狀雨水口造成損壞,卻又未及時就近新建恢復(fù),導(dǎo)致降雨時路面雨水無法排入到現(xiàn)狀管涵中,造成地面積水。
由于管理不善等原因,新城區(qū)部分雨、污水管存在一定程度的混接、錯接,如雨水通過篦子排入污水管、污水錯接入雨水管涵中,造成暴雨時污水井蓋翻水、雨水管涵因污水管或初期雨水帶入大量污物,沉積下來后形成淤塞,又因常年未清淤疏浚,不僅使排水管溝過水?dāng)嗝鏈p小,還增加了排水阻力,排水量大為減少,導(dǎo)致排水不暢。
4城市內(nèi)澇防治對策
4.1統(tǒng)籌規(guī)劃,科學(xué)發(fā)展
城市規(guī)劃是城市建設(shè)過程中的重要組成部分,為城市性質(zhì)、規(guī)模和發(fā)展方向的確定與建設(shè)提供基本依據(jù),涉及到多個部門,具體到區(qū)域用地性質(zhì)劃分、路網(wǎng)與排水系統(tǒng)的形成、建設(shè)資金的籌集等均受城市規(guī)劃統(tǒng)一指導(dǎo)和綜合部署影響。作為系統(tǒng)性指導(dǎo)方針,武漢市城市規(guī)劃應(yīng)從總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃和詳細規(guī)劃等不同角度,Y合各項城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),綜合考慮城市防澇策略,比如明確城市排水系統(tǒng)規(guī)劃,綜合城市防洪排澇規(guī)劃,合理劃分排水設(shè)施用地,優(yōu)化用地豎向控制等。通過系統(tǒng)合理的規(guī)劃,從源頭上降低漬水風(fēng)險,充分發(fā)揮排水規(guī)劃的龍頭作用。
4.2合理提高排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
我國大多城市在建設(shè)初期采用的是前蘇聯(lián)的城市建設(shè)理念,前蘇聯(lián)降雨較少,排水管道標(biāo)準(zhǔn)較低,而我國城市在建設(shè)排水管網(wǎng)時由于受資金、技術(shù)等因素限制,加之當(dāng)時城市規(guī)模較小、人口密度偏低,導(dǎo)致排水管網(wǎng)的建設(shè)沒有充分考慮到未來城市發(fā)展,也缺乏科學(xué)發(fā)展的超前意識。隨著近幾年城市內(nèi)澇的頻繁發(fā)生,該問題越來越突出,因此,《室外排水設(shè)計規(guī)范》于2014~2016年進行了修訂,設(shè)計暴雨重現(xiàn)期有所提高。武漢市在實施過程中,應(yīng)結(jié)合城市自身特點,在重要地區(qū)、地鐵站、下沉式立交橋、地勢低洼地等排澇不利區(qū),可因地制宜地提高排水系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),合理布局排水設(shè)施,在新建與改造項目中逐步優(yōu)化城市排水設(shè)施,減少引發(fā)城市內(nèi)澇的隱患。
4.3完善海綿排水系統(tǒng)建設(shè)與管理
近幾年,我國大力推進海綿城市,提倡將以排為主的傳統(tǒng)排澇方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皾B、滯、蓄、凈、排”等多技術(shù)途徑的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng),通過自然積存、自然滲透、自然凈化實現(xiàn)城市水文良性循環(huán)。2015年4月,武漢正式成為首批16個“海綿城市”建設(shè)試點城市之一,武漢市計劃三年投資162.9億元開展青山和四新示范區(qū)試點工作,此外洪山區(qū)、東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)等各區(qū)在市政建設(shè)中逐漸采用海綿城市建設(shè)理念,通過設(shè)置透水路面、透水廣場、下凹式綠地、池塘、濕地等綠色海綿設(shè)施,讓雨水降落后率先通過透水地面滲入地下,或通過生態(tài)調(diào)蓄池進行蓄水滯水收集,延遲徑流洪峰峰值形成時間,增加超標(biāo)徑流雨水排水出路,減輕城市排水管網(wǎng)排澇壓力。 為深化、 細化國家相關(guān)規(guī)范和技術(shù)指南的要
求,指導(dǎo)和促進武漢市海綿城市的規(guī)劃建設(shè),武漢市結(jié)合區(qū)域特點,分別編制了《武漢市海綿城市規(guī)劃導(dǎo)則》和《武漢市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》。
作為城市發(fā)展的新理念、新方式和新模式,海綿城市建設(shè)與工程技術(shù)還不夠成熟,武漢市在海綿城市建設(shè)中應(yīng)根據(jù)自身特點,不斷完善海綿排水系統(tǒng)建設(shè)與管理,形成蓄排結(jié)合的城市內(nèi)澇防治體系,有利于提高城市抗?jié)衬芰Α?/p>
4.4加大宣傳力度,提高保護意識與公眾參與度
除了過去“重地表、輕地下”偏見性建設(shè)發(fā)展方向外,很多人對城市排水設(shè)施重要性的認識也比較薄弱。無論是工程施工隊伍,還是街道清掃員,對現(xiàn)有排水管網(wǎng)、雨水篦子等缺乏保護意識,往往在日常生活、工作中圖方便,造成排水管涵局部遭受一定程度的破壞,或?qū)⒗⒒覊m直接掃入雨水口,無意間造成雨水口的堵塞,從而影響排水管網(wǎng)的正常排水功能。武漢市相關(guān)部門可通過廣播、書籍、講座等形式加大宣傳力度,提高公眾對排水設(shè)備重要性的認知,讓廣大人民群眾加入到自覺維護公共設(shè)施的行列。
4.5加強排水智慧城市與應(yīng)急預(yù)案的建設(shè)
隨著科技的不斷發(fā)展,智能化產(chǎn)品、信息化管理逐漸融入到日常生活中。在國家“十二五”期間,寧波擬投資407億元,在五年內(nèi)把寧波建設(shè)成為國家示范性智慧城市,其中包括采用全自動智能化操控,城市管理者可在監(jiān)控中心24小時監(jiān)測城市的排水狀況。為降低城市內(nèi)澇造成的影響,武漢市相關(guān)部門應(yīng)借鑒寧波等城市的成功經(jīng)驗,對排水智慧城市進行研發(fā)建設(shè),并相應(yīng)編制高效的應(yīng)急預(yù)案,比如除了監(jiān)控生活污水和工業(yè)廢水的分區(qū)、分時排放外,還可通過現(xiàn)代信息技術(shù)手段,增加降雨前對暴雨強度進行前期掌握與及時預(yù)報,對漬水高風(fēng)險地段進行智能化定位并對漬水深度提出明確警示,建立排水系統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)庫,當(dāng)受到漬水災(zāi)害時,應(yīng)能按照應(yīng)急預(yù)案及時采取措施,安排人員組織救援等,以將損害降到最低。
5結(jié)語
城市內(nèi)澇現(xiàn)象是伴隨著城市發(fā)展而出現(xiàn)的,其成因眾多,防治城市內(nèi)澇的發(fā)生是一個系統(tǒng)性工程,需要多部門配合、多技術(shù)結(jié)合,科學(xué)規(guī)劃,提高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),加強排水系統(tǒng)建設(shè)與維護,鼓勵公眾參與,開發(fā)排水智慧城市,策劃高效的應(yīng)急預(yù)案,逐漸地解決城市內(nèi)澇問題。
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從2006年開始,現(xiàn)任中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所副研究員的張彪就參與了北京市綠地資源、濕地資源以及城市生態(tài)狀況調(diào)查等項目研究,取得了大量一手數(shù)據(jù)和研究成果,并在多個國內(nèi)外知名刊物雜志上發(fā)表。十年來,張彪埋頭于北京市綠色空間與城市生態(tài)文明的關(guān)系研究,兢兢業(yè)業(yè)地尋求著更為理想的“綠地模式”。
打基石,穩(wěn)中求進
不積跬步,無以至千里,不積小流,無以成江海。世上沒有一蹴而就的事情,對于科研來說更是如此。
1998年,張彪考入東北師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院經(jīng)濟地理專業(yè),本科階段的他在這里初步奠定了城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)與地理空間分析方面的基礎(chǔ):2002年,張彪進入中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境科學(xué)專業(yè)攻讀研究生,跟隨著名區(qū)域生態(tài)學(xué)專家、現(xiàn)任環(huán)保部南京所所長高吉喜,在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與生態(tài)安全方面有所積累:2006年,張彪選擇繼續(xù)深造,在中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所師從著名生態(tài)學(xué)家李文華院士,在生態(tài)服務(wù)功能與生態(tài)補償領(lǐng)域進行了深入研究。
“博士之前,我更多地是在積累知識,這一時期才真正開始開展自己的研究。”從進入中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所開始,張彪就參與了北京市森林資源資產(chǎn)的價值化方法研究。整整3年,張彪以北京市的森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,著重研究了其水源涵養(yǎng)功能和土壤保持能力。在收集大量數(shù)據(jù),進行科學(xué)模擬之后,他對不同區(qū)縣、不同森林類型以及不同海拔和坡位上的森林涵養(yǎng)水源的功能及其差異進行了比較分析,并對不同區(qū)位條件上森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持能力開展了綜合評價。
這些研究內(nèi)容,形成了張彪博士論文《北京市森林資源的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其空間異質(zhì)性研究》的主體構(gòu)架。雖然初出茅廬,他所做出的努力還是推動了人們對森林生態(tài)服務(wù)的空間差異性認識,有利于較小尺度上森林資源價值的核算和不同區(qū)位條件下森林保護與補償,為北京市森林資源的建設(shè)與管理提供了參考依據(jù)。
畢業(yè)之后,張彪進入中國科學(xué)院地理資源研究所的資源生態(tài)與生物資源研究室工作,重點針對城市綠地的生態(tài)服務(wù)功能與區(qū)域生態(tài)紅線管控開展了系統(tǒng)研究,相繼主持參與國家自然科學(xué)基金“北京城市綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄雨水徑流的時空作用規(guī)律及其調(diào)控對策研究”、國家科技支撐項目“中國森林生物多樣性監(jiān)測預(yù)警及觀測網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)”、環(huán)保部”生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范”和“生態(tài)紅線區(qū)域經(jīng)濟社會狀況與保護成效評估”等課題研究,相繼參與張家港、湖州市、深圳市、北京市等地方生態(tài)文明規(guī)劃與自然資源負債表編制工作,在城市綠色空間功能模擬與圖式表達、區(qū)域生態(tài)資產(chǎn)核算與生態(tài)補償?shù)确矫嫒〉靡幌盗醒芯砍晒L揭?guī)律,優(yōu)化布局
“2050年全球三分之二的人口將生活在城市,中國城市化水平將進一步提升,研究探索城市生態(tài)文明的建設(shè)途徑迫在眉睫。”張彪說:“實現(xiàn)城市的生態(tài)文明不是一件簡單的事情,絕非大多數(shù)人以為的多建綠地就可以做到。”
眾所周知,綠色空間對于保障城市生態(tài)安全和生態(tài)文明的實現(xiàn)至關(guān)重要,可是它的作用具體體現(xiàn)在哪些方面,其生態(tài)服務(wù)功能的機制和規(guī)律是怎樣的,這些都有待科研人員探索。
張彪的科研之路起于對森林資源的研究,其后,他將研究對象擴展到整個綠色空間。“近年來我們致力于北京城市綠色空間的生態(tài)服務(wù)功能研究,目的是解析北京城市綠色空間生態(tài)服務(wù)功能的生態(tài)學(xué)機制及其規(guī)律,并探索綠色空間布局優(yōu)化模式。”他這么概括自己的工作內(nèi)容。
在他看來,北京市現(xiàn)有大量公共綠地,空間開闊、占地面積大,這些綠地可以在北京雨水極不均勻的情況下接收滯留大量的雨水資源。因此,充分發(fā)揮城市綠地滯蓄暴雨功能,是有效利用降雨、增加入滲、減小暴雨徑流和河道防洪負擔(dān)并改善水生態(tài)環(huán)境的重要措施,是今后城市化發(fā)展過程中充分利用雨水資源、減輕城市防洪負擔(dān)的有效途徑。而且在雨水下滲的同時,也能充分利用綠地土壤的凈化能力,對城區(qū)地表徑流導(dǎo)致的面源污染控制具有重要意義。
張彪等人以2009年北京城市園林綠地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用徑流系數(shù)法計算得到北京城市綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)洪凈污1.54億m3,與2006年北京市生態(tài)景觀用水量(1.61億m3)大體相當(dāng)。“這說明綠地對雨水徑流的調(diào)蓄作用不可忽視。”張彪說,“我們采用影子價格法,計算得到北京市綠地年調(diào)蓄雨水徑流價值13.44億元,其中綠地暴雨緩排價值11.9億元,如果按照二類養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)計算[6元/(m2?a)],北京綠地年養(yǎng)護成本17.83億元,考慮到綠地同時具有其他重要生態(tài)服務(wù)價值,也說明了加強城市綠地建設(shè)的生態(tài)重要性。
除此之外,張彪還做了大量的相關(guān)研究,如綠地防災(zāi)避險功能、蒸騰降溫功能等。在國內(nèi)外知名刊物近百篇,其中,被SCI/SSCl收錄論文20篇,出版中英文學(xué)術(shù)專著6部,擁有4項計算機軟件著作權(quán),并多次獲得環(huán)保部、科技部等部委以及浙江省、北京市等省市獎勵。他的研究成果表明,除了眾所周知的景觀美學(xué)與休閑游憩功能以外,北京城市G色空間還具有重要的控制暴雨徑流、降溫增濕、吸收污染物、凈化環(huán)境等生態(tài)功能,以及防災(zāi)避險、房產(chǎn)增值、節(jié)能減排等社會經(jīng)濟功能。研究證實,北京城市綠色空間能控制17%~23%暴雨徑流,夏季能使周圍環(huán)境降溫0.8~C~4.80°C,并且公園綠地能使1.38公里范圍內(nèi)的房產(chǎn)價格增值10.9%左右。
亮數(shù)據(jù),文明生態(tài)
基于本領(lǐng)域的優(yōu)秀研究成果,張彪獲得了國家自然科學(xué)基金的資助。在“北京城市綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄雨水徑流的時空作用規(guī)律及其調(diào)控對策研究”啟動之初,他就制定了一套方案:先獲取北京城區(qū)高精度多時相遙感影像數(shù)據(jù)和綠地調(diào)查數(shù)據(jù)并進行處理,綜合分析綠色空間格局變化以及暴雨內(nèi)澇特征:再基于典型樣地調(diào)查,開展綠地調(diào)蓄雨水徑流實驗觀測,獲取不同綠地類型的雨水徑流系數(shù):然后,基于經(jīng)典生態(tài)場理論,建立綠地調(diào)蓄雨水功能評估模型,分析北京城區(qū)綠地調(diào)蓄雨水功能潛力及其變化特征:最后探討提升綠地調(diào)蓄雨水功能的綠地格局優(yōu)化對策。
而在執(zhí)行過程中,他的計劃未能實施。“我們原計劃將經(jīng)典生態(tài)場理論引入生態(tài)服務(wù)功能研究中,用場強、場勢與場幅等生態(tài)場指標(biāo)來表示綠地斑塊調(diào)蓄雨水功能。”張彪解釋說:“但是在具體研究過程中發(fā)現(xiàn),雖然不同綠地斑塊單元的滯蓄雨水能力可以用場強表示,可這種滯蓄能力的作用范圍無法確定。因此,基于目前的科學(xué)認識和實踐經(jīng)驗來看,采用場幅來表示綠地斑塊滯蓄雨水能力的影響范圍還難以令人信服。”