□建筑三院 时祯/图文
2021年7月20日,河南中北部出现大暴雨,郑州、新乡、开封、周口、焦作等部分地区出现特大暴雨,引发城市内涝、河流洪水、山洪滑坡等多种严重灾害,造成大量人员伤亡和重大财产损失。近年来城市人口呈现不断高速增长的态势,居高不下的人口数量使得城市容量达到了趋于饱和的状态,各种城市问题层出不穷,如何有效的规划设计城市发展和合理布局城市建设已经成为当务之急。在城市化进程加快的同时带来了城市排水防涝等问题,加大城市排涝工程建设已经逐渐被提上日程,人们也迫切需要在实践中逐渐摸索出一套行之有效的措施来解决问题,这种情况下,“海绵城市”作为新一代的城市雨洪管理概念也被提出,下面将围绕海绵城市的设计与应用进行简单介绍,希望大家能更多的了解海绵城市的相关内容。
一、什么是海绵城市
海绵城市,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”,国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”,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,实现雨水在城市中自由迁移。
传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。
海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来,取代传统的排水系统,而是对传统排水系统的一种“减负”和补充,最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。 二、如何设计与建设海绵城市
设计与建设海绵城市首先要清楚两个概念——年径流总量控制率和下垫面设施。其中,年径流总量控制率是指通过自然和人工强化的渗透、集蓄、利用、蒸发、蒸腾等方式,场地内累计全年得到控制的雨量占全年总降雨量的比例,是海绵城市设计的主要控制指标和评价设计方案是否符合要求的重要指标。下垫面设施指的是城市的“海绵体”,既包括河、湖、池塘等水系,也包括下沉式绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施,雨水通过这些“下垫面设施”下渗、滞蓄、净化、回用,最后剩余部分径流通过管网、泵站外排,从而可有效提高城市排水系统的标准,缓解城市内涝的压力,是海绵城市设计建设重要技术措施。
以居住区的海绵城市设计为例。首先我们要根据项目具体位置,确定设计目标,即根据所在城市的海绵城市专项规划确定规划地块所在分区的年径流总量控制率。第二步,根据场地情况,设计方案竖向,与之前传统场地排水找坡不同,不建议居住区雨水全部向市政道路方向排水,这样会造成降雨量较大时城市雨水管网的排水压力巨大,形成城市内涝的隐患,而是鼓励各个居住区内部消化各自范围内的降水雨水,场区内小范围找坡,合理划分汇水分区,利用场区内用地设计下沉式绿地、植草沟、透水铺装、屋顶绿化等下垫面设施,使得每个汇水分区内的雨水量能自行消化吸收,部分项目还会在场地内设计埋地的蓄水模块,与水专业对接,用雨水管网对不能自行消化吸收的部分雨水进行收集储存,用于场区绿化灌溉用水。第三步,根据划分的汇水分区和设计的下垫面设施,分别计算每个分区内的年径流总量控制率是否符合规范要求,根据当地降雨量数据和场地综合雨量径流系数,计算出设计调蓄容积需求,每个分区内的下沉式绿地调蓄容积+蓄水池调蓄容积之和若满足设计调蓄容积需求,则该分区的年径流总量控制率就满足规范要求,场地内所有分区均满足要求时,即可判断该方案符合海绵城市的设计规范要求。
三、海绵城市的应用
由于种种原因,海绵城市大规模的设计与建设不可能短期内完成,但是目前的城市建设和居住区建设中,已经有很多关于海绵城市理念的应用。
下垫面改造类:透水铺装在城市人行道路、社会停车场、居住区活动广场的使用越来越来频繁,绿色屋顶的建设也越来越提倡。将有助于降低城市径流系数、增强下渗、构建无数源头微海绵。径流收集与传输:线性排水沟在城市广场中的使用增多,绿色植草沟在景观设计中也越来越受欢迎,城市道路开始增加排水路缘石减轻道路雨水压力。绿色处理和灰色处理:采用生物滞留带、植草沟、下沉式绿地等绿色处理手法实现海绵城市的理念,建设埋地式雨水收集模块和雨水沉淀池补充辅助海绵城市设计。
目前河南多地区已经在推行海绵城市的建设工作,希望不久的将来海绵城市能为我省的城市防涝工作发挥重要作用,作为一名城市设计和建筑设计的工作人员,也能为我省的海绵城市设计工作贡献自己的一份力量,愿河南的明天更加美好。