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導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇海綿城市帶來的效益,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
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(fā)展迅速,城市規(guī)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(fā)展模式打破了水在自然界的循環(huán)方式。恩格斯曾經(jīng)說過:“我們不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓ψ匀唤绲膭倮?。對于每一次這樣的勝利,自然界都對我們進行著報復?!盵1]基于此,上述發(fā)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(tǒng)癱瘓,城市大面積內(nèi)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(xù)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(wǎng)絡,并且為社會、經(jīng)濟和環(huán)境的健康發(fā)展提供一個生態(tài)框架。[3]綠色基礎設施綜合體使不同的生態(tài)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(chǎn)以及健康的生活環(huán)境等。綠色基礎設施包含了各種規(guī)模的城市綠地網(wǎng)絡,大至城市森林、人工濕地、社區(qū)生態(tài)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(xiāng)建設部了《海綿城市建設技術指南――低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建(試行)》,標志著我國對于城市建設有了新的發(fā)展規(guī)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(tài)治水模式結合傳統(tǒng)的管渠、泵站等“灰色基礎設施”。[4]這種生態(tài)治水優(yōu)先的模式也帶來更好的社會、生態(tài)和經(jīng)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(huán)境中。這些有一定蓄洪能力的雨水塘成為海綿城市的“執(zhí)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(huán)境,使水循環(huán)系統(tǒng)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(qū)。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(qū)域中。這些平凡卻起到正面作用的景觀,是打破傳統(tǒng)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(jīng)濟效益更是明顯。在傳統(tǒng)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(xiàn)的,尤其是在老城區(qū),路網(wǎng)結構復雜多變,地下管網(wǎng)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(xiàn)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(huán)利用雨水資源,并且利于有規(guī)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(qū),不僅有助于緩解城市內(nèi)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(qū)降雨近百毫米,市區(qū)卻沒有出現(xiàn)明顯內(nèi)澇,贛州市這一切都得益于宋代建造的福壽溝。這套現(xiàn)在看起來都相當先進的排水系統(tǒng)利用連接城內(nèi)數(shù)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(yǎng)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(nèi)層的核心濕地區(qū)域進行更深層次的凈化。[6]經(jīng)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(huán)、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??焖俚某鞘谢瘞泶罅坎煌杆牡乇恚难h(huán)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(wǎng)面對爆增的水流處理量顯得力不從心。在避開特殊區(qū)域的情況下(如電纜電線放置區(qū)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(qū)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(tài)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(yǎng)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(jù)場地周圍的情況進行合理的豎向變化與設計。
3.下凹地區(qū)。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(jù)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(jié)、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(xiàn)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(nèi)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(wǎng)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(tài)網(wǎng)絡,并不是獨立單一的存在,而是與周邊環(huán)境緊密相連的綠色網(wǎng)絡設施。為了保持綠色基礎設施內(nèi)部與外部的視覺連續(xù)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(tǒng)設備相互協(xié)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(qū)域中。這就涉及到城市多部門之間的相互協(xié)作,包括城市規(guī)劃、土地開發(fā)、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(tài)街區(qū)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(zhàn)。
四、小結
海綿城市是一個解決雨洪管理的系統(tǒng)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(tài)、經(jīng)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(qū)水平衡等方面發(fā)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(fā)揮各部門的綜合效用下,加強綠色基礎設施的整體規(guī)劃與協(xié)調,為海綿城市的創(chuàng)建打下良好的基礎。
參考文獻:
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[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(guī)劃,2009,(5):67-71.
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[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(tài)經(jīng)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.
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[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(xiàn)代城市研究,2013,(12):72-76.
海d城市是一種城市設計理念,主要是要求城市在面對自然災害或者環(huán)境變化時,能夠維持城市范圍內(nèi)的旱澇平衡[1]。海綿城市的設計理念在洪澇和干旱災害方面得到了很好的體現(xiàn)。在雨水充沛的情況下,能發(fā)揮出吸水、滲水和儲水功能,當發(fā)生干旱時,將這些吸收的水分進行充分的釋放。這種設計理念在不打破生態(tài)原則的基礎上,有效的將人工和自然途徑相結合,不僅充分的利用了雨水資源,而且還保護了生態(tài)環(huán)境。
1、建設海綿城市的理念與意義
海綿城市是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在適應環(huán)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,就像海綿一樣能夠吸水,也成為水彈性城市。海綿城市用通俗的化來說就是低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建。在城市各個地方用吸水材料作為海綿體進行城市建設和規(guī)劃,這些材料可以放置在任何地方,比如草地、樹林、泥地或者湖泊等。平時不會影響市民的正常休閑,在暴雨來臨時,就發(fā)揮出其特性,將雨水囤積,避免發(fā)生洪水或者內(nèi)澇,大大減少城市積水的幾率。這些囤積的水在干旱時可以通過澆花、洗車等方式進行釋放,充分利用,緩解水資源緊張的局面。海綿城市的建設在很大程度上降低了城市排水管道以及鋼筋混凝土水池的工程量,使天然水系得到了有效的保護和利用,大幅減少了政府對水環(huán)境污染的治理費用,大大降低了因內(nèi)澇給城市帶來巨大損失,這在很大程度上給城市的經(jīng)濟帶來了良好的效益。
2、海綿城市中園林景觀設計的技術原則
海綿城市園林景觀的設計中要以保護生態(tài)環(huán)境及資源為前提,將土地浪費及生態(tài)環(huán)境破壞情況最小化,實現(xiàn)土地資源優(yōu)化及生態(tài)利益最大化。在處理排水管道與不可下滲地面時,要保證最大程度的實現(xiàn)水平衡,根據(jù)場地特征進行科學利用,充分保障自然水的暢通。為了使徑流中所含的物質有充足的預處理過程,就要嚴格的控制排出和增長通過時間。根據(jù)小規(guī)模場地中設置分布式過濾、阻留等工程設施提供徑流的過濾和儲藏[2]。
3、園林景觀植物在海綿城市建設中的作用
3.1凈化空氣,降沉降噪
園林景觀植物為地球上的生命提供能源,只有植物才能通過光合作用,把光能轉變成化學能,儲存在光合作用產(chǎn)生的有機物中。綠色植物在光合作用中吸收空氣中的二氧化碳,將二氧化碳和水轉化為氧和貯存能量的有機物,同時釋放出大量的氧氣,維持了自然界的碳、氧平衡。同時,植物通過蒸騰作用,散失水分,這既可以增加空氣濕度,增加降水,又能降低空氣溫度。園林景觀植物規(guī)模大,結構復雜,穩(wěn)定性好,起到了良好的防塵、防風的作用,而且降低了城市中各種生產(chǎn)和汽車等制造的噪音。
3.2實現(xiàn)低影響開發(fā)
通過對雨水的滲透、儲藏、調節(jié)和傳輸同能實現(xiàn)低影響開發(fā),使徑流污染、徑流峰值和徑流總量得到了嚴格有效的控制。要想切實落實低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建和海綿城市建設的要求,就必須以生態(tài)優(yōu)先和規(guī)劃引領為基礎,重新對城市空間進行認識和利用,提升城市規(guī)劃和各職能部門間的相互配合。對影響城市水生態(tài)的明愛區(qū)域要限制開發(fā),有效的保護,同時根據(jù)低影響開發(fā)的理念,對新開發(fā)或者需要改造的城區(qū)進行規(guī)劃和建設。綠地水體、屋頂綠化、下沉式綠地及生態(tài)鋪裝是實現(xiàn)低影響開發(fā)園林景觀常用的手法。
3.3 凈化水質,保持生態(tài)平衡
水生態(tài)基礎建設是海綿城市構建中最重要的部分,而污水的處理又關系著水生態(tài)的基礎建設[3]。在傳統(tǒng)的污水治理中,通常是采用構建單一的灰色基礎設施,但是這些基礎設施往往由于功能單一而無法完全解決復雜的水污染問題。通過管道將城市的污水直接排放到河水中,這就對水質造成了二次污染。綠色的基礎設施完全對立于過去傳統(tǒng)的灰色基礎設施,通過建設園林景觀植物對污水進行凈化,對凈化水質、防洪、氣候調節(jié)及保護生態(tài)壞境及五中多樣性做出了卓越的貢獻,起到了重要的作用。特別是在濕地中的應用,濕地植物不僅能吸收水中的富營養(yǎng)物,而且能有效的抑制有害藻類的繁殖,凈化水源,充分保持水中的生物平衡。
3.4 補充地下水,防止洪澇等自然災害
濕地不單能提高物種的多樣性,起到凈化水質的作用,而且還是方便儲存的良好場所。傳統(tǒng)的思維和做法是直接將其排放到河流中,并沒有充分利用水資源的循環(huán)系統(tǒng)。不透水的鋪裝應用使土地蓄水能力逐漸降低,導致徑流系數(shù)增大,從而形成洪澇災害。園林景觀植物的應用以保護生態(tài)環(huán)境為基礎,合理解決超標徑流系統(tǒng),通過與城市雨水灌渠系統(tǒng)的相互配合嚴格控制水流。園林景觀植物的葉脈及根均有一定的儲水功能,通過在道路兩旁建設生態(tài)滯留地,利用海綿城市的特性,在雨量大的情況下進行吸水、儲水,降低徑流系數(shù),在干旱的天氣通過蒸騰作用將吸收的水分釋放出來,補充地下水以調節(jié)城市氣候,降低熱島效應。除此之外,園林景觀植物的根系對土地具有一定的固定作用,避免了水土流失和土質疏松,也降低了泥石流等災害的發(fā)生情況。
結語
《決策》:作為長期倡導海綿城市建設的業(yè)內(nèi)人士,您如何看待《指南》的出臺?
劉波:海綿城市的技術理念和產(chǎn)業(yè)體系在歐美已經(jīng)發(fā)展了20多年,不僅極大地改善了城鄉(xiāng)環(huán)境,并且形成了完備的產(chǎn)業(yè)體系,成為綠色經(jīng)濟新的增長點,帶動了就業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展。
近幾年來,海綿城市技術在我國還處于理念推廣階段,設計體系、工程技術體系還沒有適應海綿城市建設的需要,形成社會共識和市場需求還需要一定時間。
但不可否認的是,《指南》的是中國城鄉(xiāng)建設史上一個里程碑的事件,標志著我國城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境建設邁入了一個新的起點,展現(xiàn)了我國生態(tài)環(huán)境建設光明的前景。相關的技術體系、產(chǎn)業(yè)體系也會逐步建立起來,對我國經(jīng)濟發(fā)展轉型起到促進作用,粗放型的城市建設發(fā)展模式也將逐步退出歷史舞臺。
海綿城市比喻城市像海綿一樣,國外稱為低影響開發(fā)(LID),即指遇到有降雨時城市社區(qū)能夠就地或就近吸收、存蓄、滲透、凈化雨水,補充地下水、調節(jié)水循環(huán);在干旱缺水時有條件將蓄存的水釋放出來,并加以利用,從而讓水在城市中的遷移活動更加“自然”,同時豐富城市景觀,增強城市生態(tài)功能,讓城市更加宜居。
海綿城市技術將改變傳統(tǒng)的城市建設技術路線,降低人類活動對環(huán)境的影響,達到城市可持續(xù)發(fā)展的目的。
《決策》:海綿城市對我們傳統(tǒng)城鄉(xiāng)建設理念會帶來怎樣的影響?
劉波:改革開放30多年來,我國城鄉(xiāng)建設長期處于粗放發(fā)展階段,過度硬化與大拆大建伴隨著城鄉(xiāng)建設的全過程。在水與城市可持續(xù)發(fā)展的關系問題上,缺乏系統(tǒng)科學的研究和安排,使城鄉(xiāng)水生態(tài)環(huán)境領域逐漸積累了一些深層次的矛盾和問題,城市發(fā)展已面臨諸多窘境。
城市內(nèi)澇、城市天坑、熱島效應、霧霾等一些城市病態(tài)現(xiàn)象持續(xù)出現(xiàn),給城鄉(xiāng)居民帶來嚴重的生命財產(chǎn)損失,社會全員勞動生產(chǎn)率普遍降低,碳排放增加,流域治理能力不足,地表水和地下水水質改善進展緩慢;城市應對極端氣候的能力普遍降低,多地城市備受霧霾襲擾,引發(fā)民眾詬病。
在造成嚴重的城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境問題的同時,也給經(jīng)濟發(fā)展造成巨大阻礙。所以,《指南》也是經(jīng)歷了反復陣痛而達成的這一成果,得來不易。
《決策》:海綿城市適用于哪些領域?
劉波:海綿城市技術有著廣泛的適用領域,是生態(tài)建設和生態(tài)修復的基礎技術,它反映了社會對水資源的可持續(xù)利用與管理,以及對生態(tài)環(huán)境的延續(xù)性的高度關切,海綿城市技術就是這種關切的表達。
社會應該如何利用雨水資源?如何看待洪水?在經(jīng)濟社會發(fā)展中我們?nèi)绾翁幚硭⑼寥?、空氣的辯證關系?這些問題都能在海綿城市技術中找到答案。
海綿城市技術最重要的原則就是以社區(qū)(匯水區(qū))為單元,包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)社區(qū),雨水就地蓄留處理,完成地上地下的循環(huán)。如果每一個城鄉(xiāng)社區(qū)都完成了這一使命,那么美麗中國的夢想就實現(xiàn)了。
當然這是一個較長時期的過程。我估計5-10年初見成效,10-15年大見成效,但我們必須從現(xiàn)在起就有所作為。
有必要強調的是,在建設生態(tài)社區(qū)時,我們不能孤立地看待社區(qū)生態(tài)功能,要看到社區(qū)(匯水區(qū))與濕地、河湖的關系,也要看到大的流域關系,這樣我們在社區(qū)生態(tài)建設時才不至于迷茫,避免投資浪費,達到投資效益。
除了水資源利用外,海綿城市技術在生態(tài)修復領域具有很強的實用性,在社區(qū)生態(tài)、農(nóng)田水利、高速公路和鐵路、大型機場、重金屬土壤污染、河道治理、農(nóng)田水利等領域都有很好的修復效果。
研究表明,海綿城市技術也是治理熱島效應和霧霾的最佳手段。在石油、燃氣管道的生態(tài)修復治理領域,也將發(fā)揮重要作用。
“破除體制與
部門利益牽絆”
《決策》:海綿城市是一項系統(tǒng)工程,從體制上看需要破除哪些障礙?
劉波:推進海綿城市建設工作要做好頂層設計,要將海綿城市建設納入國家綠色發(fā)展的戰(zhàn)略框架。首先要做好戰(zhàn)略規(guī)劃,包括法律體系、財稅政策、管理體制、技術與產(chǎn)業(yè)體系、人才培養(yǎng)、公眾參與等環(huán)節(jié)綜合考慮實施,海綿城市技術才有發(fā)展的巨大空間。如果受到體制與部門利益牽絆,任何好的發(fā)展路徑都會夭折。
所以,我們不能只依靠住建部一家來完成這一使命,需要全社會都來支持這一領域的發(fā)展。海綿城市技術是城鄉(xiāng)生態(tài)建設的基礎技術和方法,也是實現(xiàn)城鄉(xiāng)水資源可持續(xù)利用與管理的基本途徑,其最終目標是實現(xiàn)城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展。
我們不僅要在宏觀層面解決流域性法律缺位的問題、行政管理分散的“九龍治水”的體制問題、財稅政策和投融資政策支持空乏的問題,而且,還要從微觀層面解決技術規(guī)范和標準問題、流域性的水生態(tài)建設規(guī)劃問題、市場和企業(yè)培育問題、人才培養(yǎng)問題等等,最后實現(xiàn)我國生態(tài)工業(yè)騰飛的戰(zhàn)略目標。
《決策》:從試點城市來看,應該怎樣推進海綿城市建設?
劉波:海綿城市技術只代表一種技術體系和方法,而不能代表城市發(fā)展的全部內(nèi)涵。我們要利用海綿城市技術,達到城市水資源可持續(xù)利用與管理,最終實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。在推進海綿城市建設時,我們要從如下幾方面入手:
一是遏制城市無限制硬化趨勢。為解決我國城市面積成倍擴張,城市地表無限制硬化而帶來的城市生態(tài)環(huán)境問題。各流域城市政府應以2014年城市硬化面積為基準,每年減少城市硬化面積3-5%,國家應將這一指標納入各流域城市政府的年度考核體系。同時,對農(nóng)村地區(qū)城鎮(zhèn)化過程中的地面硬化情況進行管理,維護農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
二是積極實施城市生態(tài)修復。從現(xiàn)在起,試點城市要有步驟地開展城市生態(tài)修復工作,推進截污、控污工程,建立雨水收集和利用系統(tǒng),開發(fā)、改造城市社區(qū)建筑物、道路、綠化帶、停車場、廣場、公園等公共設施蓄留雨水的生態(tài)功能。盡可能恢復城市原有河道、湖塘、溝渠,減弱城市熱島效應,提高城市雨水滲透率。重視城市地下管網(wǎng)的普查、檢測和修復工作,防止城市地質災害。
海綿城市技術普及以后,原有城市生活污水量會大大減少,雨水進入污水管道的情況會逐步改善,污水處理廠處理污水的能力與效益均會提高,污水直排進入河道、土壤和地下水的狀況也會得到改善。
三是高度重視水資源戰(zhàn)略規(guī)劃,將水資源及生態(tài)環(huán)境規(guī)劃納入城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,支持、鼓勵公民和社會組織參與和監(jiān)督水生態(tài)規(guī)劃的制定和實施過程。確立水生態(tài)規(guī)劃在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的基礎地位,充分認識和利用水資源的資源功能和生態(tài)功能,注重開發(fā)和保護水資源在城市發(fā)展進程中的歷史文化價值,培育和引導親水產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
四是建立科學的流域管理行政體制。充分理解一個城市的發(fā)展與流域上下游地區(qū)發(fā)展之間的內(nèi)在邏輯,任何城市開發(fā)措施都要照顧到本地區(qū)和上下游地區(qū)人民的合理訴求,積極參與流域地區(qū)的環(huán)境與發(fā)展對話,制定流域治理行動計劃及時間表。
五是構建完備的水資源法律和政策體系。將立法先行與政策配套相結合,積極開展水生態(tài)法律和政策調研工作,認真總結實踐經(jīng)驗,支持構建我國完備的水資源法律和政策體系,立法機構應借助水利改革的契機,率先構建流域管理法律法規(guī)體系。
“催生萬億產(chǎn)業(yè)機遇”
《決策》:海綿城市建設需要大量投資,這對產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說將帶來哪些機遇?
劉波:海綿城市建設首先帶來我國綠色技術創(chuàng)新,我國工程設計界長期以來沿用灰色排水方案,造成城鄉(xiāng)社區(qū)大量的硬化地面,生態(tài)環(huán)境受到破壞。實施海綿城市技術以后,新的技術規(guī)范和技術體系建立起來,需要大量的轉型人才,高校要更新教材,設立新的專業(yè),以滿足社會需求。
社會資本被引導到綠色科技領域投資,大量的企業(yè)創(chuàng)新轉型,相應的產(chǎn)業(yè)技術裝備也會跟進,形成新的綠色產(chǎn)業(yè)鏈,帶動就業(yè)及經(jīng)濟增長。另外,海綿城市建設也將在我國節(jié)能減排領域發(fā)揮關鍵性的作用,并帶動產(chǎn)業(yè)轉型,綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)將成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)。
以北京市為例,北京市現(xiàn)有2萬多個社區(qū),假設每個社區(qū)投資500萬元進行生態(tài)修復,僅北京市的投資就是一個很大的數(shù)字。有專家估計,我國城鄉(xiāng)生態(tài)修復領域的投資,將從最初的幾千億元發(fā)展到成熟期的數(shù)萬億元,市場規(guī)模龐大,生態(tài)工業(yè)體系將得到完善。
這些投資帶來的直接效果,就是城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境的改善,綠色GDP成為經(jīng)濟增長的原動力,國家經(jīng)濟呈現(xiàn)健康勢頭。
《決策》:現(xiàn)在,中央和一些地方也開始行動起來了,如何看待各地海綿城市的探索和實踐?
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(xiàn)放內(nèi)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(nèi)澇之間的矛盾,并助力于修復城市水生態(tài)環(huán)境。構建海綿城市的經(jīng)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(xiàn)代社會的一大生態(tài)革命。
一、海綿城市建設中出現(xiàn)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(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)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(tǒng)的城市雨洪管理模式區(qū)別開來,也就使得大部分企業(yè)難以適應,從而成為海綿城市建設中的一大阻礙。傳統(tǒng)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(xiàn)。仔細想想,我們不難發(fā)現(xiàn):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(chuàng)造力的。不僅僅是經(jīng)濟上的效益,生態(tài)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(fā)點,不拘泥與時代,不拘泥于生活。以此逐步構建生態(tài)和諧的社會。
2規(guī)?;到y(tǒng)的建立難題
此規(guī)模化系統(tǒng)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(tǒng)和城市雨水管渠系統(tǒng)及超標雨水徑流排放系統(tǒng)。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(yè)根本沒有能力來試水,前期投入資金的缺乏,相關技術經(jīng)驗的不足,市場行情的不確定性都為海綿城市的持續(xù)推進構成了一種隱形障礙。以生態(tài)文明建設為中心,從政府出發(fā),企業(yè)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(jīng)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(fā)展中創(chuàng)新才是根本。
3各領域間的配合問題
生態(tài)建設的促進與利益的分工化及其合理化。隨著社會經(jīng)濟科技的發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略正在生態(tài)文明建設道路上顯得越發(fā)不可忽視,而海綿城市這種概念直觀地體現(xiàn)了“循環(huán)”的意義。這是一場傳統(tǒng)與新治的較量,各個領域。各個企業(yè)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(xiāng)規(guī)劃具體實施中不占優(yōu)勢,使它成為了一種單一的概念。國家鼓勵中小企業(yè)的全面推進生態(tài)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(fā)的滯后性
海綿城市建設在中國是一個新生事物,現(xiàn)有的雨洪管理經(jīng)驗和技術利用率不高,從“零”開始研發(fā),需要大量的實驗積累與經(jīng)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(yè)人才的需求量很大,但專業(yè)研發(fā)人才卻很少,以致海綿城市的持續(xù)推進受阻。培養(yǎng)人才是關鍵,可以先從教育界入手,新增大學生生態(tài)文明建設之類的專業(yè),加強對環(huán)境維護、給排水等專業(yè)的重視,注重實踐。
2低影響開發(fā)技術的選擇
一般情況下,規(guī)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(fā)出系統(tǒng)海綿體。既是要點,更是難點。因地制宜,分析各個城市的區(qū)域位置、氣候特點、降雨規(guī)律、水文特點等,作出不同的規(guī)劃定位目標,并在此過程中,遵循資源節(jié)約、經(jīng)濟適用、環(huán)境保護的原則,合理選擇低影響開發(fā)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(zhàn)
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(tài)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(zhàn)。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(jīng)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(tài)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(zhàn)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(zhàn)不少。但是,一旦成功覆蓋實施,在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)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(tài)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】
中圖分類號:TU986
文獻標識碼:A 文章編號:16749944(2017)11002503
1 海綿城市建設背景
在城鎮(zhèn)化進程過程中,城鎮(zhèn)面積持續(xù)擴張及其體量不斷增長,給城市帶來了嚴峻的水資源問題。一方面城市用水量增加使地下水位不斷下降,飲用水資源變得越來越緊缺;另一方面城區(qū)洪澇災害頻繁發(fā)生,嚴重威脅居民生命財產(chǎn)安全。在沒有充足淡水補給情況下,如何充分利用雨水資源補償日常淡水消耗將成為建設未來城鎮(zhèn)生態(tài)的關鍵任務。
中央城鎮(zhèn)化工作會議的講話中強調:“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,建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。建設完善的城市雨水收集利用系統(tǒng)對于節(jié)約用水、蓄洪排澇、修復城市水環(huán)境,特別是改善缺水城市的生態(tài)環(huán)境、解決居民用水緊張、推動水資源可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
海綿城市建設重點在于最大限度提高綠地系統(tǒng)的雨水調蓄、水體凈化功能,旨在建造眾多“海綿體”。因此,建設公園綠地成為海綿城市建設的重要途徑,并結合周邊水系、市政道路設施,在如何利用公園綠地、街頭綠化吸納雨水徑流的基礎上,為城市街區(qū)提供雨水滯留、緩釋空間,為城市景觀用水提供補給空間是建設海綿城市的核心任務[1]。
1.1 海綿城市的建設現(xiàn)狀
為了有效解決城市街區(qū)雨洪內(nèi)澇頻發(fā)、地表徑流污染帶來的水資源流失與水生態(tài)環(huán)境惡化問題,發(fā)達國家最先按照自然排水方式提出可持續(xù)發(fā)展的雨洪管理體系,制定各種技術措施[2~4]。例如:英國建立“可持續(xù)城市排水系統(tǒng)”(SUDS)[5]管理降雨徑流,實現(xiàn)城市水體的良性循環(huán);澳大利亞針對城市水循環(huán)建立“水敏感性城市設計”(WSUD)體系[6];新西蘭也在城市水體管理理念下,整合已有管理經(jīng)驗,發(fā)展建立了“低影響城市設計與開發(fā)”(LIUDD)體系[7]。
我國城市雨洪控制管理起步于20世紀80年代。在實施初期注重如何集中利用雨水,近年來雨水控制技術逐漸從利用發(fā)展到如何調控雨洪及實現(xiàn)污染水體徑流控制。在2013年各級政府明確提出通過在中心城區(qū)建設下沉式綠地與城市濕地公園,提升城市綠地匯聚雨水與蓄洪排澇能力,同時兼顧城區(qū)地下水補償與水體凈化等生態(tài)功能。雖然在發(fā)達城市區(qū)進行前期探索,從實施效果看目前城市海綿城市技術的實踐主要是構建濕地、潛流濕地對雨水進行局部收集與水體凈化,尚缺乏整體規(guī)劃和系統(tǒng)性設計,導致城市水資源匱乏。鑒于我國海綿城市建設初期出現(xiàn)諸多問題,住房和城鄉(xiāng)建設部于2014年了《海綿城市建設技術指南――低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建(試行)》。該技術指南從目標、指標、過程、手段、管理方面對我國海綿城市構建進行規(guī)范指導(表1)。此外,財政部陸續(xù)發(fā)出“關于開展中央財政支持海綿城市建設試點的通知”、“關于組織申報2015年海綿城市建設試點城市的通知”,加大資金投入力度促進海綿城市建設。特別是黨的十后中國多省份都掀起了建立海綿城市熱潮,總投資超過數(shù)十億元。
1.2 海綿城市建設技術措施
構建海綿城市實質是利用現(xiàn)存各類基礎設施,添加各種類型的"海綿體"來提高城市的蓄洪滯洪能力。城市"海綿體"不僅涉及河、湖、池塘等地表水系,也包括公園綠地、建筑物、路面等城市基礎設施。在雨水下滲過程中"海綿體"要完成滯蓄、凈化、排水與回用功能[8],見表1。對于無法蓄存的雨水可通過市政管網(wǎng)將其排出,從而達到提高城市生態(tài)質量,根治城市內(nèi)澇的目標[9]。
海d城市建設目標應達到三個生態(tài)功能,①降雨過程中能夠及時消納并存貯雨水;②通過海綿體滲濾提升存貯水質;③枯雨期可以充分回收利用存貯雨水。根據(jù)《海綿城市建設技術指南――低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建》原則,各類低影響開發(fā)設施包括透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調節(jié)塘、調節(jié)池、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設施、人工土壤滲濾等[10]。總體原則是系統(tǒng)性地統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水分配關系;考慮其復雜性和長期性協(xié)調給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié)。具體做法是將城區(qū)分割成若干區(qū)域,各區(qū)域具備雨水立體化截留、消納功能。
圍繞各區(qū)域雨水截留消納功能,區(qū)域低影響開發(fā)技術具體細分為截留技術、促滲技術和調蓄技術[11](表2)。其中,截留技術是利用基底材料或者結構的孔道曲折度,延緩雨水在材料孔隙網(wǎng)內(nèi)徑流速度,通過延長雨水匯集路徑達到延緩徑流目的的技術,例如利用綠色屋頂或者植物群落冠層截留等。地表促滲技術是通過優(yōu)化地面材料或結構的連通性,讓雨水在空隙結構滲透至場地底部,同時利用不同孔隙對下滲雨水進行過濾凈化。如透水鋪裝和綠色停車場等。調蓄技術是指對儲存一定量的雨水徑流進行凈化,當雨水儲量達到設施飽和量時,多余雨水通過溢流口進入市政雨水管網(wǎng)。在干旱時儲水設施可向周邊綠地提供水資源,如生態(tài)溝、雨水花園、調蓄池、人工濕地等。 相比于傳統(tǒng)的雨水徑流收集利用技術,上述3種低影響開發(fā)技術,能夠更充分地體現(xiàn)綠色建筑的生態(tài)性、可持續(xù)性、低能耗和低投資特點,在雨水收集利用中具有重要的應用前景。雖然區(qū)域低影響開發(fā)技術能夠整體優(yōu)化經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益,但是低影響開發(fā)技術還不夠完善,需要在如何利用控制雨水方面進行深入研究。
2 立體綠化的作用
由于城市人口稠密導致交通堵塞,熱島效應使眾多城市面臨環(huán)境危機。有研究表明,當綠化覆蓋率達到30%以上時,城市熱島效應得到一定程度緩解作用;當綠化覆蓋率達到40%以上時,熱島面積可減少3/4;當綠化覆蓋率達到60%以上時,熱島效應將基本被控制。需要指出的是在城市土地利用率趨于飽和的情況下,預留較多空地作為海綿體是非常困難的。因此,進行立體綠化是實現(xiàn)城市綠化覆蓋率大面積提高的重要措施和手段,可有效解決城市綠化用地的緊張狀況。
與傳統(tǒng)地面綠化相比,立體綠化注重在立體空間進行綠化覆蓋。例如利用建筑物外墻、屋頂空間進行多層次、各種實際功能的綠化布設。這種做法將傳統(tǒng)的二維消納雨水模式(通過地面徑流)轉向三維多層(多階段)消納雨水方式。不僅延長徑流空間,還美化居住環(huán)境。立體綠化場所涉及到屋頂花園、高層建筑和立交橋的立面、坑塘洼地濕地草地、下凹式廣場、地下管廊系統(tǒng)、河道邊坡綠化等。根據(jù)低影響開發(fā)原則,在場地開發(fā)過程中采用源頭、分散式措施可以最大程度維持場地開發(fā)前的水文特征,并能有效提高對徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力。
以屋頂綠化為例,在降雨過程中屋頂水會流入城市街道,最后匯集到排水管網(wǎng)。對屋頂進行綠化后,屋面植被和土壤的吸收和過濾能力增強,使雨水徑流放緩。被吸收的水分將在長時間內(nèi)通過蒸發(fā)作用緩釋土層含水量,使城市水文循環(huán)過程從瞬態(tài)排放轉向穩(wěn)態(tài)釋放。具體表現(xiàn)為在短時間內(nèi)城市強降雨導致的內(nèi)澇、洪水被消減。有研究表明在土壤基層厚度為250 mm條件下,其蓄水層(飽和儲水)厚度可達100 mm,可以吸納150~200 mm降雨量。當遭遇100 mm暴雨時,屋面植物、泥土蓄水層可以完全吸收降雨[12]。圍繞立體綠化,還可以利用屋頂開發(fā)都市農(nóng)業(yè)。這其中,不占用土地與道路,在少量投資前提下施工便捷。其可以增加農(nóng)作物種植面積,降低建筑物散熱量,緩解城市熱島效應,同時滯塵降噪,還可以消化一部分有機生活垃圾,減小垃圾填埋焚燒帶來的二次環(huán)境污染。此外,屋頂農(nóng)業(yè)同樣可以延長雨水到達地面的時間,避免發(fā)生城市雨洪災害。針對屋頂農(nóng)業(yè)發(fā)展,還需積極使用立體綠化新材料、新技術。植物根系生長對屋頂防水會產(chǎn)生破壞,必須采用耐根穿刺防水基材。針對立體綠化種植基質使用改良土、有機基質、無機基質。排(蓄)水板材料使用塑料凹凸排(蓄)水板、格柵排水板、塑料纖維絲狀排水板、陶粒等排水材料。
由于屋頂存在大量綠色植物,植物莖葉表面氣孔可以滯塵、殺菌和吸收低濃度污染物及增加空氣中負離子數(shù)量。據(jù)測算花園式屋頂綠化平均滯塵量為12.3 g/(m2?年),簡單式屋頂綠化平均滯塵量為8.5 g/(m2?年)。此外,種植媒介(土壤)還可以衰減各種低頻聲波,植被莖葉則可阻止高頻聲波傳播。試驗結果表明種植媒介厚度為120 mm時種植屋面的隔音量能高達40 dB。比較淺的種植媒介也能隔離約10 dB的噪音。這樣種植屋面系統(tǒng)可形成有效隔音屏障,減少建筑物內(nèi)部的噪音,特別適合在機場、工廠等噪音大的場所應用。
3 結語
海綿城市建設不僅要完善市政管渠系統(tǒng),還應該依靠現(xiàn)有自然水體系統(tǒng),并盡可能恢復原始生態(tài)系統(tǒng),將雨水徑流和消納存儲有機結合,才能從根本上管理城區(qū)雨洪,提升水環(huán)境保護質量。
在海綿城市具體實施中,立體綠化是城市常規(guī)綠化的重要補充。立體綠化不僅能優(yōu)化景觀效果,緩解城市綠化用地緊張,減緩熱島效應,還能保溫隔熱,節(jié)約能源,滯留雨水,緩解城市內(nèi)澇。城市建設只有因地制宜地進行規(guī)劃設計,借助地方特色生態(tài)系統(tǒng),才能真正發(fā)揮人工海綿體作用,創(chuàng)建優(yōu)美城市生態(tài)環(huán)境。
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一、武漢建設海綿城市建設現(xiàn)狀
海綿城市指的是將城市比喻為海綿一般,具有良好的“彈性”,以很好的應對自然災害與適應環(huán)境的變化,可以實現(xiàn)城市的良性水文循環(huán)。武漢市在長期的城鎮(zhèn)化過程中形成了大量的硬質鋪裝,改變了城鎮(zhèn)化區(qū)域原有的自然生態(tài)本底和水文特征。由于武漢市城鎮(zhèn)化之前的土地具有較高的入滲系數(shù),大量的降雨可以滲入地下,而城市建設形成的屋面、路面、廣場地面等則基本不透水,使城區(qū)僅有很少量雨水能滲入地下,絕大部分形成地表徑流需要排出城區(qū)。但是,在快速城鎮(zhèn)化過程中,城市擴張使城市原來設計的排水能力被大大超越,導致城區(qū)“逢雨必澇”;雨水被排出城區(qū)后,地面快速變干,缺少可供蒸發(fā)的水分,導致城區(qū)“雨后即旱”。城市建設引起的這種水文過程變化,又會導致城區(qū)水生態(tài)惡化、水資源緊缺等許多生態(tài)問題。武漢市在建設海綿城市過程中,不同的行業(yè)領域發(fā)揮著各自不同的作用。政府在其中始終扮演著城市的決策者的角色,起著主導作用,充分發(fā)揮著城市總體規(guī)劃的指導作用,科學的協(xié)調規(guī)劃、國土、道路、交通、園林等部門,從實際出發(fā),制定出低影響、可控制的科學建設目標,將可持續(xù)發(fā)展的理念作為指導,將建設任務落到實處。各從業(yè)人員認真學習和嚴格落實各政府部門在建設規(guī)劃中確定的低影響開發(fā)控制的目標、指標和技術要求。
二、武漢市建設海綿城市面臨的問題
(一)城市“綠色海綿體”稀缺。城市化進程的加快,是導致海綿體逐漸減少的主要原因。城市建設用地的不斷擴大,一些房地產(chǎn)開發(fā)商為了謀求短期利益的最大化,無節(jié)制的開發(fā)土地。各種商業(yè)建筑越來越多,城市綠地不斷減少。在城市能夠吸收雨水的海綿體非常欠缺。房地產(chǎn)開發(fā)的速度太快,房價不斷上漲,許多人熱衷于房地產(chǎn)事業(yè),城市水泥地面不斷增多。同時,政府方面也沒有注意到城市綠色海綿體缺失的問題,缺少相關的環(huán)境保護政策。所以,在我國現(xiàn)代化進程中,追逐經(jīng)濟效益的同時,也存在一些解決不當?shù)膯栴},勢必會影響城市的可持續(xù)發(fā)展。(二)城市生態(tài)水系統(tǒng)不完善。海綿城市建設的主要內(nèi)容就是進行道路、廣場的透水鋪裝,下沉式綠地建設、城市自然水生態(tài)系統(tǒng)修復,雨水的收集、蓄存、凈化、利用、排放設施建設。這些建設內(nèi)容需要大量的人力、物力的投入,因此,海綿城市建設相當于一個龐大的城市水生態(tài)系統(tǒng),首要問題就是如何通過這個系統(tǒng)把城市分散各板塊的水資源整合、利用起來。根據(jù)武漢市政府的目標,武漢市城市綠地在接下來幾年里需要突破37%,地下水供給量從326×104m3達到647×104m3,這是一項長期的任務,需要持久的努力。因此,如何整合水生態(tài)水資源并將其形成功能性劃分明確的系統(tǒng)管理將是武漢建設海綿城市面臨的最大困難之一。(三)城市用地緊缺。海綿體的建設必不可少的需要犧牲部分城市建設用地。因為海綿體的建設過程中需要還原城市綠地的面積,通過自然生態(tài)系統(tǒng)再次利用雨水、存蓄、回收的功能。但是城市用地也是十分寶貴的,目前存在的交通堵塞、生態(tài)環(huán)境惡化等問題都是城市建設用地不斷減少的原因。所以海綿體建設的另一個挑戰(zhàn)就是城市建設用地的減少帶來的相關沖突。武漢是一個歷史悠久的城市,也是人們旅游的熱點城市之一。旅游事業(yè)的發(fā)展也是武漢市收入的主要來源之一。武漢市政府在保護風景名勝的過程中,也做出了許多努力。比如限制開發(fā)生態(tài)用地。武漢市在建設大橋和隧道時,遇到了很多阻力。城市的東部和西部的城市建設用地也十分緊張,存在著許多的人地矛盾。綜上所述,在海綿體建設的過程中,土地資源的爭奪也是面臨的一大挑戰(zhàn)。
三、武漢市發(fā)展海綿城市的對策
(一)加大海綿體建設。海綿城市的建設,關鍵在于不斷提高“海綿體”的規(guī)模和質量。為了確保海綿體能夠充分的發(fā)揮自身功能,增加海綿體規(guī)模的方法主要有:將城市建筑用地的表面改成可以滲入的物質,增加城市綠色景觀,增加公園、植被等面積?;謴统鞘械木G地面積,還要充分的保護城市原有的生態(tài)系統(tǒng)平衡。對于受到損害的海綿體還要進行保護。提高人們保護海綿體的意識,認識到建設海綿體對武漢城市建設是必不可少的。(二)整合生態(tài)水系統(tǒng)。城市整個生態(tài)水系統(tǒng)規(guī)劃,是將城市的雨水、污水、再生水以及所有水系統(tǒng)整合起來,形成致力于雨水蓄存管理、水資源利用、水污染治理、水環(huán)境改善,構建成一個有效、安全、無污染的生態(tài)水系統(tǒng)。生態(tài)水系統(tǒng)的構建主要圍繞水資源的節(jié)能減排、水污染控制解決、水環(huán)境生態(tài)改善展開進行,通過水循環(huán)再利用、控制污染源、改善生態(tài)等手段,使生態(tài)水系統(tǒng)得到良好的整合,從而達到建設海綿城市的最初目的。(三)合理利用城郊空間。在雨季,海綿體能夠充分吸收地表無法吸收的多余水分。在旱季,海綿體能夠蒸發(fā)水分,降低城市的溫度,維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。在實際建設過程中不能僅僅局限于城市地區(qū),而應該結合城市周邊地區(qū)的環(huán)境也進行海綿體的建設。武漢的地理環(huán)境周圍有大范圍的濕地等天然的海綿體。我們可以將城市周邊的山谷、濕地、山林綜合起來規(guī)劃。充分利用周邊的地理環(huán)境來舒緩城市用地的壓力。通過多角度、多層次的方法來建設武漢地區(qū)的海綿體。此外,可以將山谷和山林地區(qū)沿著等高線建設水壩,在高處將雨水攔下,匯入地下徑流以這種方法來補充地下水。這種方法還提高了城市周邊地區(qū)水資源的積蓄功能。此外還可以充分的保護城郊地區(qū)的山體,儲備更多的水資源促進城郊植被的快速生長,減少水土流失等自然災害。
四、結論
在實際建設過程中不能僅僅局限于城市地區(qū),而應該結合城市周邊地區(qū)的環(huán)境也進行海綿城市建設。還可以修建蓄水池,將雨水通過綠地或植被將雨水滲入地下,補充地下水位。因為海綿城市建設過程中需要還原城市綠地的面積,通過自然生態(tài)系統(tǒng)再次利用雨水、存蓄、回收的功能。利用海綿體的形式多種多樣,對于受到損害的海綿體還要進行保護。提高人們海綿城市建設的意識,認識到發(fā)展海綿城市對武漢城市建設是必不可少的。
作者:謝菲 單位:武漢工程大學法商學院
2武漢城市綠地中建設海綿城市優(yōu)劣勢及應對策略
2.1優(yōu)劣勢分析
(1)水資源豐富,優(yōu)于水也憂于水武漢市域范圍內(nèi)的湖泊眾多,水網(wǎng)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(huán)境、水安全、水生態(tài)、水資源的問題也逐漸突出,內(nèi)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(fā)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(fā)展區(qū)中劃定了1814km2生態(tài)底線,率先制定完成湖泊“三線一路”(藍線、綠線、灰線、環(huán)湖路)保護規(guī)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(jīng)初有嘗試。解放公園改造中,水循環(huán)利用系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)綠地的綜合功能。②作為海綿城市建設示范區(qū)的青山區(qū)、四新片區(qū)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(qū)域的運用,特別是部分小區(qū)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(qū)建設中,建立多等級的自然滲水網(wǎng)絡,在不同尺度及不同環(huán)節(jié)上規(guī)劃對應的自然排水網(wǎng)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(yōu)化水網(wǎng)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?jié)竦刂匦掳l(fā)揮蓄積雨水、去除雨水污染的生態(tài)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(nèi)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(tǒng)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(jiān)測數(shù)據(jù)較少,對于凈化措施的制定缺少實踐數(shù)據(jù)。
3武漢城市綠地海綿建設的關鍵點
秉承規(guī)劃引領、生態(tài)優(yōu)先、安全為重、因地制宜、統(tǒng)籌兼顧的原則進行規(guī)劃與建設,合理分析武漢綠地建設“海綿建設”的優(yōu)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(guī)與專項規(guī)劃,合理協(xié)調注重綠地系統(tǒng)建設、管理與周邊雨水系統(tǒng)的協(xié)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(xiàn)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(nèi)的“海綿體”建設與實施確實有效。
(1)系統(tǒng)治理,統(tǒng)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(xié)調解決水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水災害問題。規(guī)劃增綠、山體保護與修復,確保徑流控制率的最大化,也體現(xiàn)了生態(tài)優(yōu)先的重要原則。發(fā)揮綠地與水體、港渠的聯(lián)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(fā)系統(tǒng)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(tài)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(tài)環(huán)境的重要借鑒。
(3)完善城市傳統(tǒng)排水系統(tǒng)與超標雨水徑流排放系統(tǒng),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(tài)、景觀、游憩和其他基本功能的前提下,合理地預留或創(chuàng)造空間條件,對綠地自身及周邊硬化區(qū)域的徑流進行滲透、調蓄、凈化,并與城市雨水管渠系統(tǒng)、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(tài)化和自然化的措施,符合可持續(xù)發(fā)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(xiàn)武漢特色。關于低影響開發(fā)、屋頂花園、雨水花園、植被淺溝、生物滯留、生態(tài)濕地等,國內(nèi)外規(guī)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(xiàn)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(guī)律之間的關系,各類植物對于雨水浸泡適應的規(guī)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(nèi)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(shù)據(jù)分析,需探索實現(xiàn)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(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)下凹綠地應有理性的分析與實驗?;诖耍錆h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(shù)據(jù)測算,明確初雨棄流的季節(jié)與時段;結合以初雨工程凈化措施為方法,實現(xiàn)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(nèi)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(tǒng)綠地的模式,不可能全部實現(xiàn)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(wěn)定入滲系數(shù)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(shù)據(jù)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(wěn)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(xiàn)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(jié)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(jié)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(huán)境,光環(huán)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(nèi)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(nèi)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(jù)不同的功能分區(qū)與要求進行合理的透水鋪裝的材料與區(qū)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(qū)域的透水混凝土的效果表現(xiàn)較好。由于透水混凝土鋪設是現(xiàn)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(guī)劃建設與養(yǎng)管體系,確保海綿規(guī)劃與建設
中圖分類號 F299.24 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)04-0051-02
1 城市雨水利用研究現(xiàn)狀
1.1 國外城市雨水利用現(xiàn)狀 當今,國外對于城市水資源的研究比較廣泛,尤其是日本、德國、美國等發(fā)達國家,非洲很多干旱城市如拜尼沃利德以及新加坡等東南亞的一些國家都采取了很多有效措施來對城市雨水進行開發(fā)利用,比如建立屋頂儲水系統(tǒng)、建立雨水入滲系統(tǒng)、制定相應法律條例等。
1.2 我國城市雨水利用現(xiàn)狀 我國的城市化進程正在逐年加快,與此同時城市水資源問題也日益凸顯,水質污染、城市內(nèi)澇以及地下水位下降等問題層出不窮,在破壞城市生態(tài)環(huán)境的同時也威脅著城市居民的生命財產(chǎn)安全,從而嚴重制約著城市的發(fā)展。我國對城市雨水利用的研究相對于其他國家來說尚處于初期,如北京、天津、大連、青島等的典型缺水城市也只是停留在探索階段,還沒有形成一套完整的城市雨水利用系統(tǒng),尚未出臺有關于城市雨水利用的法律條例。總的來說,我國對于城市雨水利用的研究還有很長的一段路要走。
2 城市雨水利用的含義
城市雨水利用指的是降落到城市中的雨水被匯聚收集起來并通過凈化之后加以利用的過程,它是緩減城市水資源短缺、減少城市內(nèi)澇和改善城市水環(huán)境的有效途徑[1]??梢詫⑵浞譃橹苯永煤烷g接利用兩個部分:直接利用可表現(xiàn)為通過收集儲蓄雨水直接來加以利用,比如可以用于綠地灌溉、城市噴泉等;間接利用則表現(xiàn)為利用各種人工設施進行雨水滲透,使其滲入到地下水中,從而間接改善城市水環(huán)境。
3 城市雨水利用的效益分析
3.1 環(huán)境效益 首先,城市雨水的合理利用可以防止城市內(nèi)澇的發(fā)生,我國現(xiàn)在正處在城市化的浪潮中,城市面積越來越大,導致原來的河流和濕地逐漸消失,之前可滲水的松軟土壤被瀝青水泥等不透水的材料所代替,因此當有強烈降水發(fā)生時,容易引發(fā)城市內(nèi)澇。通過建立透水設施不僅可以緩解這個問題,也能夠節(jié)省建立排水系統(tǒng)的部分費用。其次,城市雨水利用還可以豐富地下水。由于城市化進程不斷加劇,城市人口不斷增多,因而地下水開采過量,尤其是沿海城市,很容易出現(xiàn)海水倒灌、地面塌陷等問題。通過透水性地面等透水設施雨水會滲透到地下從而起到豐富地下水的作用,并且土壤還會起到凈化雨水的作用。美化城市也是城市雨水利用所帶來的效益之一。由于擴張的城市、增多的人口、加重的污染,使得水資源越來越短缺,很多以水為主要特征的景觀都消失殆盡[3]。城市雨水利用可以對這些壞影響起到一定的作用。
3.2 社會效益 通過對城市居民宣傳城市雨水利用的好處,可以增強人們的節(jié)水意識與凝聚力,產(chǎn)生一定的社會效益。人們逐漸認識到當前城市水資源稀缺的嚴峻形勢,自覺參與到城市雨水利用的行列中來,不僅可以保護城市水資源,而且增強了大家的凝聚力。
3.3 經(jīng)濟效益 城市雨水利用可以節(jié)省排水費用,且雨水利用設施工程花費相對跨流域調水等工程來說較少。雨水利用設施工程的建立,可以避免每一次大量降雨之后所進行的城市排水工作的進行,即一次性解決所有的問題,且造價低。
4 城市雨水利用措施
4.1 加強對雨水利用的研究和應用,修復雨水的生態(tài)功能 城市雨水這個事情并不難,技術上要求也不高,經(jīng)濟上投入也不大,關鍵是轉變觀念,在規(guī)劃之初就考慮如何處理雨水。修復雨水的生態(tài)功能主要是指對雨水進行匯聚收集再利用的過程。
4.1.1 先利用人工設施進行城市雨水的收集 如我國某些城市利用大面積集中雨水的要求來設計,可以利用屋面進行雨水收集,這對于高密度建設的城市來說無疑是一種比較實用的方法;對于公路來說可以將道路高程設計得較高(最好是高于陸地)并設置缺口,降水時水流可以順著缺口流入道路兩旁的綠化滋潤植物;用透水磚將步行道或者停車場等場所鋪設成透水地面等在如今的大多數(shù)城市也時??梢?,這也不失為一種雨水利用的好方法。也可在此基礎上對城市進行雨污分流,對城市雨水系統(tǒng)進行單獨建立,從而對城市雨水進行更有效率地收集。
4.1.2 對收集的雨水進行利用 具體可分為以下3個方面:一是直接利用,它是指將收集之后的雨水加以凈化直接使用,比如用來市民生活、澆灌綠化等等,可以稍微緩解城市用水的緊張;二是間接利用,它是指通過一系列透水滲水措施使得下滲到地下來補充地下水的短缺,具體可用透水磚等偷稅設施進行建設,以解決因地下水超采所引發(fā)的一系列問題,通過此種舉措也可以避免城市內(nèi)澇的問題;三是綜合利用,即二者合一、雙管齊下,從而更加有效地改善城市水資源環(huán)境。至于怎么利用則要根據(jù)城市的具體情況來具體規(guī)劃:例如青島降雨量不大且有明顯的季節(jié)分布,這種情況下只進行雨水的直接利用就顯得得不償失了,因而應主要進行間接利用,輔助以直接利用手段來進行該市的雨水利用。
4.2 制定相關的法律法規(guī)并加大執(zhí)行力與監(jiān)管力度 世界上雨水利用技術較發(fā)達的國家如美國早在1965年就出臺了《水資源規(guī)劃法》《雨水利用條例》等相關法律條例,德國也在1989年出臺了雨水利用設施標準[2]。雖然近年來我國對于雨水利用逐漸重視起來,但至今仍未有全國性的相關法律文獻的出臺。因此,我國各級政府應借鑒國外進行城市雨水利用的經(jīng)驗來制定相應的法律條例,從而規(guī)范對雨水利用的具體標準,同時有關部門也要加大執(zhí)行力并加強監(jiān)管力度。
4.3 向市民廣泛宣傳雨水利用的重要性 我國城市居民大多數(shù)人節(jié)水意識較為缺乏,對于雨水利用更是沒有什么概念,城市水資源浪費嚴重,因而向市民廣泛宣傳當前城市水資源所面臨的嚴峻形勢以及雨水利用的意義就顯得尤為重要。雨水利用是城市建設的重要環(huán)節(jié)之一,應通過各種媒體、社區(qū)活動等形式及利用微信微博等網(wǎng)絡社交平臺進行宣傳,并將其滲透到學校教育中去,使得社會民眾逐漸樹立起雨水利用的意識,讓市民們無論是在工作還是在生活中都注意節(jié)約用水。
5 展望
城市雨水的利用是解決水資源短缺的新途徑,也是實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有益選擇[4]。就目前情況來看,我國在城市雨水利用方面還處于開始階段?!昂>d城市”是城市雨水利用的良好體現(xiàn),它的概念于2012年才在我國首次提出,并在2014年12月宣布了試點城市。“海綿城市”是一種非常形象的表達,由于海綿的物理特性被學術界和行業(yè)內(nèi)所慣用,從而來比喻城市的某種吸附功能和吐納雨水的能力[5]。它能夠對環(huán)境的變化有良好的適應能力并可以最大程度降低自然災害所帶來的影響:降水過大時可以對雨水充分進行收集儲存,降水過小時將之前儲存好的水釋放利用,使得城市化與生態(tài)自然化得到有機結合,最大限度地實現(xiàn)雨水在城市的蓄存。因此,大力推進海綿城市建設是未來城市雨水利用的目標。
參考文獻
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中圖分類號:S60 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20160230057
1 風景園林生態(tài)學研究進展
關于風景園林生態(tài)學的研究,著名科學家錢學森教授在1958年3月曾經(jīng)發(fā)表文章“不到園林怎知春色如許――談園林學”。直到1999年末錢學森教授已發(fā)表各類論述有關園林、城市學的書稿、書信百余封,這意味著老一輩科學家們對于中國的城市、建筑、園林景觀建設的高度重視,同時為中國城市的建設指出了方向。在最近20a,雖然中國發(fā)展迅速,但也從側面帶來一系列污染、破壞問題。以人文景觀為例,開發(fā)公園增加旅游資源,取得經(jīng)濟效益,但這使得其他城市紛紛仿效,大力打造各種城市公園,以致于公園建成后的經(jīng)營難以為繼;目前,全國城市中開發(fā)的人造景觀公園,成功率大概占總數(shù)的20%,其余的均為開發(fā)不當。
隨著科技的不斷進步,城市化建設不斷加快,風景園林生態(tài)學也在不斷的完善。生態(tài)自然觀點的提出為城市化建設與自然之間的處理關系提供了新的解決思路和解決方法。在中央城鎮(zhèn)會議上發(fā)表了講話:“在提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來,優(yōu)先考慮利用自然力量排水,建設自然積存、自然滲透、自然凈化的‘海綿城市’”。社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的嚴重污染產(chǎn)生的不對等結構使得風景園林規(guī)劃中越來越重視生態(tài)環(huán)境的彈性和自我調節(jié)能力,在整個生態(tài)環(huán)境中的建設中多方向的環(huán)境質量改善的措施在不斷的頒布和實施。其中2015年國家頒布了“海綿城市”的試點項目,并通過評審選出了海綿城市的試點城市他們分別是:遷安、白城、鎮(zhèn)江、嘉興、池州、廈門、萍鄉(xiāng)、濟南、鶴壁、武漢、常德、南寧、重慶、遂寧、貴安新區(qū)和西咸新區(qū)。經(jīng)過專家組的仔細審評確定的海綿城市試點城市目的是通過建設試點城市來觀察海綿城市在生態(tài)環(huán)境改善中所起的作用,完善海綿城市并使它更大作用的發(fā)揮生態(tài)建設在環(huán)境治理中的作用,使海綿城市理論在風景園林規(guī)劃中更為廣泛的推廣,海綿城市的技術的完善提供相關的技術數(shù)據(jù)和實踐經(jīng)驗,使海綿城市理論在風景園林規(guī)劃中的應用更為科學、合理、經(jīng)濟,通過最直接、簡單有效的方法,得到最大的生態(tài)效益。作為園林規(guī)劃設計的服務對象擴展到大地綜合體,是多個生態(tài)系統(tǒng)的鑲嵌體由人類文化圈和生物圈相互作用而形成的 [1]。
城市化之前,因為土壤的涵水和緩沖作用,大量的雨水在短時間內(nèi)并不會迅速的匯入地表水系,河流的水位也不會在短時間內(nèi)大起大落。城市的建設開發(fā)之后,的土壤面積在不斷地減少,由于雨水無法滲入土壤,進入地下水系而形成的只能在城市地表水流徑流,被人們稱為“雨水徑流”。眾所周知在森林、濕地、丘陵、農(nóng)田等自然環(huán)境中,并不會因為正常的降水形成積水災,這是因為雨水通過地表的土壤可以直接滲入地下土壤中,進入地下的水系循環(huán)系統(tǒng)內(nèi),在城市化不斷發(fā)展的進程中,因為城市的道路、硬質鋪裝景觀、建筑面積的大量非滲透性的表面積在不斷的擴大,以及對城市中河流、湖泊等自然水體的侵占、圍湖造田,河道建設過程中大量采取硬質鋪裝的處理等,城市原本的生態(tài)系統(tǒng)遭受到了極大的破壞。面對正在不斷惡化的城市生態(tài)環(huán)境,霧霾等惡劣天氣的影響,在2014年2月《住房和城鄉(xiāng)建設部城市建設司2014年工作要點》中明確:“督促各地加快雨污分流改造,提高城市排水防澇水平,大力推行低影響開發(fā)建設模式.加快研究建設海綿型城市的政策措施”。2014年11月. 《海綿城市建設技術指南》:2014年底~2015年初,海綿城市建設試點工作全面鋪開,并產(chǎn)生第1批16個試點城市?!昂>d城市”的產(chǎn)生源于業(yè)內(nèi)和學術界,他們常用“海綿”的吸附特性來比喻園林內(nèi)對水和污染物的吸附能力。例如澳大利亞人口研究學者布吉(Budge)應用海綿來比喻城市對人ISI的吸附現(xiàn)[2]?!昂>d城市”的提出在某種程度上是借鑒國外的經(jīng)驗,同時結合本國的發(fā)展特點,進行試點城市的建設。通過不斷的研究和實踐,現(xiàn)在的“海綿城市”理論和技術正不斷的完善和進步,早在2003年俞孔堅曾提出“河流兩側的自然濕地如同海綿.調節(jié)河水之豐儉,緩解旱澇災害[3]。但是提出這個理論僅僅是針對河道的調洪和蓄水而提出的,現(xiàn)在“海綿城市”的概念轉移到城市甚至是整個地帶區(qū)域的宏觀理論。
2 海綿城市與生態(tài)系統(tǒng)的關系
在生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)中主要的循環(huán)包括大氣循環(huán)、水循環(huán)、碳循環(huán)等。其中最為重要的就是水系統(tǒng)的循環(huán),水循環(huán)是推動整個生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的根本動力,只有在水循環(huán)的前提條件下才能實現(xiàn)動植物的生長,物質能量的流動,從而使生態(tài)系統(tǒng)能夠正常的運轉。
在生水系統(tǒng)循環(huán)的過程中,解決地表水徑流是解決城市中一下雨就看海的窘?jīng)r的關鍵?,F(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,使得新材料在社會建設中發(fā)揮著重要的作用,使得樓房的高度在不斷提高,建筑的結構也在不斷的提升,城市的路網(wǎng)不斷的向外延展,城市的面積不斷的擴大,整個城市形成一個有機的整體,這種有機體被視作是一個整體的生態(tài)環(huán)境,這種生態(tài)的環(huán)境在某種程度上對自然造成了一定的破壞,在更大的層面破壞了自然本身的生態(tài)系統(tǒng)。如果我們利用自然過程,收獲其提供的免費服務,而不是去剝奪它的能力,那么另一種城市形態(tài),乃至另一種城市文明的生活方式將赫然在目:人們會在街道旁或者公園種植蔬菜和糧食;洪水也會被城市所利用而非被拒于高墻之外;廢物和廢水會被自然過程吸收和凈化;鳥類和其他本地物種會和人類共同棲息在我們的后院;人們會欣賞真實的自然之美而非訓話或高強度人工維護下的自然[4]。面對這越來越嚴重的問題,海綿城市的理論提出成為了解決這個問題的關鍵。
3 海綿城市與風景園林規(guī)劃的關系
風景園林規(guī)劃在城市規(guī)劃后期的建設作用越來越被人們所重視,綠地規(guī)劃為人們提供城市生活所必須的綠色活動場地,降低城市的煙塵,噪音,溫室氣體等,還能為城市提供充足的氧氣、水分和適合人類居住的環(huán)境。
海綿城市的建設過程中,最為主要的就是景觀規(guī)劃的合理性。在合理規(guī)劃的前提下才能充分的發(fā)揮城市景觀生態(tài)對城市空氣質量、城市水土保持等生態(tài)環(huán)境建設中的作用。通過風景園林的規(guī)劃設計,使得城市作為一個生態(tài)的整體,抵抗外界的干擾,形成更穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。城市園林不能墨守陳規(guī)地采用原來的建設方式,被動地實施養(yǎng)護、管理,應該以生態(tài)學的理論重新認識和建設園林并了解風景園林生態(tài)學對風景園林的影響和作用,認識園林植物在風景園林規(guī)劃中所起到的重要作用,特別是要處理好生態(tài)植物與園林植物的群落關系,人與生態(tài)群落之間的關系,進一步加強園林綠化與經(jīng)濟效益的認識。只有這樣才能充分發(fā)揮生態(tài)在風景園林規(guī)劃中的作用。
4 海綿城市在城市建設中的應用
我國城市的大部分河道中依然是傳統(tǒng)模式的建設方式,當面臨城市遭遇雨水沖擊時,城市河道的作用,也根本起不到吸水、蓄水、凈水、供水的海綿體能,也不能減少城市內(nèi)澇和季節(jié)性干旱對城市日常生活中水循環(huán)的干擾。這并不是中國自己的專利,比中國還要早的提出相類似的理論的還有很多國家,例如美國提出來的低影響開發(fā)(LID)、澳大利亞所提出的水敏感城市設計(WSUD)、還有英國提出的可持續(xù)排水系統(tǒng)(SuDS)、法國提出的替代性技術(ATs)等。這些理論所闡述的共同點就是減輕雨水循環(huán)對城市自然水文特征的影響,同時改善雨水的水體質量。
對于雨水進入河道的相關治理技術不斷的發(fā)展和提出的過程中,產(chǎn)生了很多專門進行河道水體質量檢測的相關技術標準,隨著技術的不斷提高,人工智能的不斷開發(fā)和完善,使得現(xiàn)代技術對水體質量檢測的標準也不斷的升級。表1,是通過雨洪管理規(guī)劃軟件的基本設計指標,這個指標就是目前比較優(yōu)秀的雨洪管理軟件,由于開發(fā)較晚、設計理念相對成熟、商業(yè)化運作等,IWM Toolkit 的指標總體較突出[5]。
通過表1的監(jiān)控測算數(shù)據(jù),能夠清晰的反應出lWM Toolkit 的直觀性,所以能夠在市場占有率更為廣泛。
4.1 LID思維模式的引入
專家們在不斷探索著人與自然和諧共處的自然理水方式。20世紀的美國就曾提出的一種較為先進的雨水管理模式,指在場地開發(fā)過程中采用源頭、分散式措施維持場地開發(fā)前的水文特征,其核心是維持場地開發(fā)前后水文特征不變,包括徑流總量、峰值流量、峰現(xiàn)時間等[6]。LID的核心就是雨水調蓄方式,其中它主要包括雨水的入滲、蒸發(fā)、滯留、蓄集等。所采用的基本措施有生物滯留帶、綠色屋頂、植草溝、雨水花園、儲水池、透水路面等。借著這一思潮,政府職能部門提出了建設“海綿城市”這個理念。
4.2 綠色屋頂和雨水花園相結合
按照各物種自身的生物學特性,充分利用空間資源,讓各種生物有機地組合成一個和諧、有序、穩(wěn)定的群落[7]。綠地空間設計的最主要的方式是垂直綠化,而屋頂花園的雨水收集是生態(tài)學在風景園林規(guī)劃中的重要應用。屋頂雨水污染程度輕,在綠色屋頂?shù)倪^濾之后,雨水的凈化標準完全可以滿足灌溉要求??梢酝ㄟ^收集系統(tǒng)的收集直接進行存儲,為以后在枯水期的時候供給社區(qū)綠化灌溉、澆灑道路、沖洗廁所以及車輛清洗等使用。這種模式的優(yōu)點在于豎向的綠化和橫向的綠化有機的結合起來了,形成一個整體,在雨水的凈化處理時,收集儲存形成一個行之有效的雨水收集系統(tǒng)。雨水花園的結構由內(nèi)而外一般為礫石層、砂層、種植土壤層、覆蓋層和蓄水層。同時設有穿孔管收集雨水,溢流管以排除超過設計蓄水量的積水,這樣既能夠滿足對雨水的收集和利用同時也不會因為雨水的過量而造成植物的生長環(huán)境改變對植物的影響,同時能夠避免對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。
4.3 鋪設透水裝置
在人行廣場、停車場等地區(qū),大量采用具有滲水性能的面層鋪裝,滲水地面不僅可以減少地面的熱量反射,還能保持土壤的生態(tài)功效。雨時能較快消除道路、廣場的積水現(xiàn)象;當集中降雨時能減輕城市排水設施的負擔,防止河流泛濫和水體污染[8]。
以上這些設施可構成一個雨水循環(huán)系統(tǒng),自然降雨通過綠色屋頂和雨水收集裝置,利用管道導入地下過濾器,城市廣場水滲入蓄水池中城市道路水進入到附近的植被草溝,最終水分通過地下的雨水管網(wǎng)都匯集到生態(tài)置留塘中,置留塘水面蒸發(fā),形成降雨,近而形成水循環(huán)。這樣可以有效地控制雨水徑流,減輕雨水徑流污染,并且收集儲存的雨水還可以用于景觀灌溉等用途,相應地減少了對可飲用水的消耗。
以北京奧林匹克公園為例,整個公園是一個很好的“海綿體”,有效利用了之前提到的設施,園區(qū)包含雨洪收集、再生水利用、循環(huán)過濾凈化、濕地凈化等各種工程設施,總水系面積84.2hm2,總蓄水量130萬m3,這些工程設施的外在形式表現(xiàn)為公園內(nèi)的景觀路面、休閑綠地、下沉花園、龍形水系、森林公園等,既做到了節(jié)水養(yǎng)水,同時還營造了一道亮麗的景觀帶。
據(jù)了解,整個園區(qū)的透水鋪裝地面約17hm2,下凹式地形17hm2,滯蓄雨水,減少灌溉量,水系滯蓄16.5hm2,雨洪集水池9個,容積7200m3 ,下沉花園蓄洪溝調蓄8000m3,滲濾、收集管網(wǎng)長60多km。整個奧林匹克公園每年的用水量超過1700萬m3,其中利用再生水就有800萬m3,將近全年總用水量的1/2。
5 風景園林規(guī)劃在園林景觀中的結合
景觀生態(tài)學和風景園林學結合的范圍隨著社會和科學技術的不斷發(fā)展而不斷的擴大。近些年來,隨著風景園林規(guī)劃設計范疇的擴大,更多的生態(tài)學技術以及生態(tài)系統(tǒng)服務手段被引入了風景園林規(guī)劃設計中。如廢舊工廠改造中廢物處理[9]。隨著風景園林規(guī)劃設計的對象和范圍的擴大,除現(xiàn)有的主要以生物種群、群落生態(tài)學以外,生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)學等理論將逐漸應用在風景園林景觀規(guī)劃設計當中;隨著風景園林景觀規(guī)劃設計中尺度的擴大,在陸生生態(tài)學、淡水生態(tài)學、濕地生態(tài)學、海洋生態(tài)學等生態(tài)學科中,將在濱水生態(tài)設計、濕地保護設計、海島景觀設計中也同樣起到十分重要的作用;隨著風景園林景觀規(guī)劃設計工作的不斷發(fā)展,在大地生態(tài)學、景觀生態(tài)學、城市規(guī)劃生態(tài)學、經(jīng)濟生態(tài)學、數(shù)學生態(tài)學、污染生態(tài)學等學科中的交叉學科,生態(tài)學和風景園林景觀規(guī)劃設計關系更加密切;隨著風景園林景觀規(guī)劃設計成果的不斷創(chuàng)新和科學性要求的提高,在生態(tài)學技術手段和風景園林景觀規(guī)劃設計的前期勘察和數(shù)據(jù)整理收集過程中的應用,也會大大地提高,更多的生態(tài)學的技術手段將會出現(xiàn)在風景園林景觀規(guī)劃設計的整個設計、施工過程中。
6 小結
生態(tài)規(guī)劃與設計已經(jīng)成為國內(nèi)外風景園林學科發(fā)展的重點和研究的熱點之一[10]。實踐所證明,風景園林景觀規(guī)劃和生態(tài)設計是一體的、協(xié)調的,在人類的需求與自然生態(tài)關系中,是將人類和自然資源的開發(fā)、利用及轉化的影響降低到最低程度的重要途徑之一。建議國家和地方政府給予更多的支持和投入,特別是需要提高基金項目資助的范圍和力度,同時加強與國際上先進的技術進行交流與合作,從而達到園林景觀規(guī)劃與生態(tài)設計層面推動我國園林景觀生態(tài)學科的研究和應用,使得我國的園林景觀生態(tài)學能夠達到世界頂級的水平。
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1、導言
建設海綿城市是貫徹落實綠色發(fā)展理念的一場重大綠色變革。堅持以人民為中心的發(fā)展理念,實現(xiàn)人民對美好生活的向往,促使城市提高生態(tài)治理和生態(tài)智慧水平,確保城市綠色宜居和可持續(xù)發(fā)展,構建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、生態(tài)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(tǒng)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(fā)“遇水必澇,逢旱必干”等一系列環(huán)境問題。海綿城市理念立足長遠,不再以征服者的態(tài)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(yǎng)水源,“蓄”在原地方便調用。從2014年至今,我國政府連續(xù)出臺了多部指示文件,為各地的海綿城市試點建設區(qū)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(tài)城市等一系列政策引導的城市建設理念后出現(xiàn)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(yōu)化城市排水系統(tǒng)。無論如何“灰色”剛性的給排水系統(tǒng)已經(jīng)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(fā)了社會各界對城市水危機新一輪的關注和對傳統(tǒng)城市給排水系統(tǒng)建設的反思。近年來我國政府高度重視城市雨洪及水環(huán)境的整治問題,在政府“建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,建設生態(tài)城市”的理念指導以及學術領域和相關行業(yè)從業(yè)人員的努力推動下,我國住房和城鄉(xiāng)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(xiàn)的問題
3.1新舊觀念的對抗
從資源利用角度來看,不難發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)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(tǒng)的城市雨洪管理模式區(qū)別開來,也就使得大部分企業(yè)難以適應,從而成為海綿城市建設中的一大阻礙。傳統(tǒng)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(xiàn)。仔細想想,我們不難發(fā)現(xiàn):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(chuàng)造力的。不僅僅是經(jīng)濟上的效益,生態(tài)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(fā)點,不拘泥與時代,不拘泥于生活。以此逐步構建生態(tài)和諧的社會。
3.2建設規(guī)劃碎片化
當前我國海綿城市建設已經(jīng)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(guī)劃的碎片化就是最近一段時間經(jīng)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(tǒng)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(huán)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(huán)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(yǎng)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(fā)的強度而不注重生態(tài)環(huán)境轉變?yōu)橐陨鷳B(tài)環(huán)境約束城市開發(fā)建設的強度;轉變原有城市生態(tài)環(huán)境單靠“治理”轉變?yōu)椤霸搭^減排、過程控制、末端治理、統(tǒng)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(tǒng)籌設計,避免重復建設與資源浪費。
4.2創(chuàng)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(guī)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(tǒng)工程,要著力破除舊體制,創(chuàng)設新體制,將生態(tài)技術與行政管理體制設計、管理部門的優(yōu)化重組、管理文化創(chuàng)新等結合起來,統(tǒng)籌協(xié)調好各方面的復雜關系,在生態(tài)理性、生態(tài)智慧、生態(tài)制度、生態(tài)技術、生態(tài)文化等緊密聯(lián)系和相互作用形成的整體合力中予以協(xié)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(tǒng)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(guī)劃、建設方式以及組織管理等諸多復雜性、交織性和系統(tǒng)性關系,需要破除條塊分割各管一攤的傳統(tǒng)行政管理體制,注重加強城市各個管理部門之間的聯(lián)系、溝通和合作,消除要素不協(xié)調而阻礙城市有機體系統(tǒng)發(fā)展的各種因素。第二,推進海綿城市建設規(guī)劃的制度化。規(guī)劃是為了使海綿城市建設的目標能按預期目標有效實現(xiàn)而制定的計劃。海綿城市建設應規(guī)劃先行,而規(guī)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(yè)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(huán)境戰(zhàn)略評價的高度科學編制規(guī)劃,建立海綿城市空間規(guī)劃體系,注重規(guī)劃的連續(xù)性,以確保海綿城市建設規(guī)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(guī)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(guī)劃與控制目標,制定實施原則與實施策略,規(guī)劃重點實施區(qū)域,并將建設海綿城市的要求落實至各項相關規(guī)劃中。其次,海綿城市建設、修護的實施要通過相關規(guī)劃予以落實。其要著重實施的規(guī)劃包括:地塊的規(guī)劃、交通道路的規(guī)劃、城市綠地的規(guī)劃、城市水系統(tǒng)的規(guī)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(fā)展,如今已到了理論發(fā)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(jīng)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(xù)發(fā)展戰(zhàn)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(tài)家園在這個時代火樹銀花般精彩綻放。
參考文獻
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