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Abstract: Sponge city is a new concept in urban construction in recent years. It is the main direction of current and future urban construction. With the rapid development of modern cities, municipal water supply system is facing enormous pressure, the city water shortage problem is serious. In order to solve this problem, the concept of sponge city is proposed. This paper discusses the background and the connotation of sponge city and the significance and influence of sponge city on water supply.
Key words: sponge city;municipal water supply;meaning;influence
中圖分類號:TV674 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)22-0033-02
0 引言
當前,隨著城市水資源短缺問題的日益嚴重,各方工程開始注重τ晁的利用與排放,因此海綿城市建設的新思路應運而生,它將城市雨水利用與市政供水工程建設有效地關聯起來。海綿城市建設的思路是利用“吸、滲、滯、蓄、凈、排、用”等多種技術構建低影響開發(fā)的雨洪管理體系,通過有效地利用和排放雨水,進而實現預防城市內澇、利用雨水資源、美化城市等效果??偟貋碚f,海綿城市的建設除了能滿足城市的用水需要,還能使城市水資源短缺問題得到緩解,市政供水壓力也會隨之減小,有利于現代化城市的持續(xù)發(fā)展。
1 關于海綿城市的建設背景
受氣候變化和人類活動因素的影響,城市出現了水體污染、水資源短缺、洪澇以及生態(tài)系統(tǒng)退化等多種問題。城市的快速發(fā)展和自然環(huán)境的變化都使得我國很多城市對水資源的需求量越來越大,因此,市政供水壓力也就越來越大。有學者做了1997年到2050年我國城市化率、城市總人口、城市需水總量和城市雨水總量的數據對比,見表1。
從表1中可以看出,隨著時間的變化,城市化率、城市總人口、城市需水總量和城市雨水總量都呈上升的趨勢,雨水的可利用量也在持續(xù)上升。除湖泊、江河的水資源以外,還可以充分利用雨水作為城市第二水源,城市生態(tài)雨水系統(tǒng)的構造,不僅能減輕城市的供水壓力,還能使水體黑臭等問題得到緩解,同時在多雨季節(jié)有效地減輕了城市內澇,有利于城市生態(tài)環(huán)境的改善和修復。
為了使城市化進程帶來的一連串負面效應得到解決,從20世紀90年代起一些發(fā)達國家就針對城市內澇問題提出了解決方案,例如澳大利亞的水敏感城市設計(water sensitive urban design,WSUD),WSUD依據有關城市水循環(huán)系統(tǒng)的概念,對污水處理、水資源的再循環(huán)利用以及城市供水等進行了一個整體的綜合管理(圖1),推動了城市建造與規(guī)劃的改變,使城市實現可持續(xù)發(fā)展。
2013年12月,中央城鎮(zhèn)化工作會議上首次對水資源缺乏,洪澇災害,水體污染等問題,提出了海綿城市的理念:“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)先考慮更多利用自然力量排水,建設自然保存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。這使得海綿城市建設在我國城市建設中新興起來。
2 海綿城市理念
海綿城市理念是通過提高對城市建設方式和規(guī)劃設計的管理,使植被、水系和建筑等都能對雨水有著吸納、蓄滲和緩釋的作用,讓雨水不產生徑流,城市的發(fā)展能夠自然滲透、自然積存和自然凈化。海綿城市建設運用科學合理的平面和豎向設計對不同設施進行組合,綜合采取 “滲、滯、蓄、凈、用、排”等方式,最大程度上減輕了城市化過程中對生態(tài)環(huán)境產生的消極影響。
海綿城市建設理念是一種對環(huán)保的、科學的、自然和諧的生態(tài)理念的深入滲透,是貫徹落實城市可持續(xù)發(fā)展方針的體現,它不僅能促進城市的可持續(xù)開發(fā),還能使城市深入建設。事實證明,在市政供水中倡導海綿城市理念,能夠對各種水資源進行充分利用,減緩市政供水壓力。
3 海綿城市對市政供水意義
3.1 減輕城市供水的壓力
海綿城市對水資源具有自然積存、自然滲透和自然凈化的能力,在現代化城市進程中,能使城市建設與城市資源的關系更加和諧。海綿城市的建設來不僅能提高城市水資源的利用率,還能有效解決城市水資源短缺的問題。在城建中,要統(tǒng)籌兼顧雨水的開發(fā)、管理和排放系統(tǒng),對于雨水的滲透、存儲、管理和凈化要進一步加強,充分利用雨水資源,對水資源進行再循環(huán)利用,使城市供水的壓力得以緩解。
3.2 緩解市政供水管道網絡壓力
在建設海綿城市的過程中,應該將人工措施與自然措施合理地結合,盡量維護好城市建設之前的自然水文特征,涵養(yǎng)水源最好的方法是通過最初城市的生態(tài)系統(tǒng)來實現。另外,改造傳統(tǒng)的粗放型城市,離不開生態(tài)手段,例如多種植植被、修復已經被破壞的水體等。在城市建設中,提高植被覆蓋率,讓雨水能夠自然積存、滲透并凈化,進而滿足了城市生產生活中對水資源的多重需求,緩解了城市管道網絡壓力、提高管道網絡承載力。
4 海綿城市對市政供水措施及注意問題
海綿城市通過“吸、滲、滯、蓄、凈、排、用”七字方針加強了對雨洪的管理,下雨時采用吸水、滲水、蓄水、凈水、排水的方式,適當時可利用雨水,完成了對雨水的排放與利用。從某種程度上來說,以上七字方針的雨洪管理理念與市政供水規(guī)劃設計是緊密聯系的。為了實現傳統(tǒng)市政供水、排水理念的轉型,可以將海綿城市理論與現代城市市政給供水系統(tǒng)規(guī)劃設計相結合。根據海綿城市的理念,市政供水不再是單純地滿足雨水徑流排放和城市居民用水、排水的需求,同時也要包含綜合利用雨水、防止內澇、控制徑流污染等工作內容,規(guī)劃設計目標從傳統(tǒng)的單一化模式轉變?yōu)槎嘣哪J?。為了完成多元化模式的目標,需要適當的轉變市政供水系統(tǒng)規(guī)劃設計的標準和手段,從而滿足新時代下市政供水設計規(guī)劃需求。所以,應構建“大一統(tǒng)”的規(guī)劃設計思路,綜合考慮市政供水系統(tǒng)設計、城市道路基礎設施建設、城市綠化設計和城市濕地景觀設計之間的有效結合。
根據“大一統(tǒng)”的規(guī)劃設計思路,市政供水系統(tǒng)可以采用結構性和非結構性兩種策略。每種策略所對應的措施也不盡相同,結構性策略可以采用建設雨水花園、蓄水池、生物滯留池、植被淺溝、干井、滲透溝、透水鋪裝等措施來實現;而非結構性策略可以采用主要措施為:合理設計道路布局、擴增可透水路面和植被的面積等。
在規(guī)劃設計城市供水系統(tǒng)時,應當合理優(yōu)化配置水資源,實現對城市給排水系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃設計。首先需要通過基本的調查預研,估算城市的用水情況。根據當前城市用水量的需求,可以從兩個方面設計規(guī)劃。一方面在保證未過度開發(fā)的情況下,合理開發(fā)利用城市地下水,另一方面為了實現雨水資源的合理使用,可以在合適的場地修建蓄水池等基礎設施,下雨時在存儲水資源的同時也解決了部分排水問題。另外,通過優(yōu)化城市污水處理機制,完成對水資源的多次循環(huán)重復利用,可以極大地提升水資源的使用率。在整規(guī)劃設計過程中,應考慮城市的地形地貌、建筑的設計概況,盡量避免與給水系統(tǒng)規(guī)劃設計產生沖突,滿足因地制宜的規(guī)劃原則。特別在設計規(guī)劃給水管道系統(tǒng)時,必須根據當前城市的地質條件、地下建筑布列和障礙物類型等情況合理布置管道,以降低施工難度。
5 結語
綜上所述,基于海綿城市理念,可充分利用城市雨水資源,解決了城市水資源短缺問題,為市政給排水規(guī)劃設計提供了一個全新的方案和設計思路,是現代乃至未來城市發(fā)展趨勢之一。因此,在現代城市規(guī)劃中,合理建設海綿城市,發(fā)揮其優(yōu)勢,打造一個全新的市政供水系統(tǒng),將對現代城市建設將產生深遠的意義。
參考文獻:
[1]章林偉.海綿城市建設概論[J].給水排水,2015(6):177.
[2]王微微.新形勢下城市市政給排水規(guī)劃設計分析[J].黑龍江科技信息,2014(2):173.
昆明市海綿城市規(guī)劃建設管理辦法第一章 總則
第一條 為加強海綿城市規(guī)劃建設管理工作,改善城市水環(huán)境,增強城市防澇能力,利用雨水資源,提高城市可持續(xù)發(fā)展能力和新型城鎮(zhèn)化建設質量,根據《中華人民共和國城鄉(xiāng)規(guī)劃法》《中華人民共和國建筑法》《中華人民共和國水法》《中華人民共和國防洪法》《城鎮(zhèn)排水與污水處理條例》《昆明市城鄉(xiāng)規(guī)劃條例》《昆明市城市節(jié)約用水管理條例》《昆明市城市排水管理條例》等相關法律、法規(guī),以及《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》(〔20xx〕75號)、《云南省人民政府辦公廳關于加快推進海綿城市建設工作的實施意見》(云政辦發(fā)〔20xx〕6號),結合我市實際,制定本辦法。
第二條 昆明市行政區(qū)域內海綿城市建設的規(guī)劃、項目立項、土地利用、項目建設、竣工驗收、移交、運營維護管理等適用本辦法。
第三條 海綿城市建設應當遵循科學規(guī)劃、生態(tài)優(yōu)先、因地制宜、統(tǒng)籌建設的原則,注重規(guī)劃建設的整體性和系統(tǒng)性,通過綜合采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施,推進新老城區(qū)海綿城市建設。
城市新建區(qū)、成片開發(fā)區(qū)、各類園區(qū)應全面落實海綿城市建設相關要求;城市建成區(qū)應強化區(qū)域整體治理,并結合舊城改造、城中村改造、老舊小區(qū)的有機更新,最大限度地控制城市雨水徑流和面源污染,治理和保護城市水環(huán)境,綜合利用雨水資源,緩解城市內澇。
第四條 市海綿城市建設工作領導小組辦公室負責統(tǒng)籌協(xié)調組織、指導、監(jiān)督全市海綿城市規(guī)劃建設管理工作。
市發(fā)展改革、財政、規(guī)劃、住房城鄉(xiāng)建設、園林綠化、滇池管理、水務、節(jié)約用水、防汛抗旱、環(huán)境保護、國土資源、氣象、水文水資源、城管綜合執(zhí)法、交通運輸等部門應按照各自職責,負責海綿城市建設和管理的相關工作。
各縣(市)、區(qū)人民政府,各國家級、省級開發(fā)(度假)園區(qū)管委會應按照海綿城市建設專項規(guī)劃和年度建設計劃,負責本區(qū)域內海綿城市建設和管理工作。
第五條 按照政府主導、社會參與的原則,積極推廣運用政府購買服務、政府和社會資本合作(PPP)、特許經營等模式,吸引社會資本多渠道、多形式參與海綿城市投資、建設和運營維護管理。
第六條 各級政府鼓勵和支持海綿城市建設的科學研究和先進適用技術、設備及材料的推廣應用;積極開展海綿城市建設宣傳教育,提高全社會對海綿城市建設的意識。
第二章 規(guī)劃、立項與土地利用管理
第七條 市規(guī)劃局應當會同有關部門負責組織編制昆明中心城區(qū)和晉寧區(qū)(東城和南城)海綿城市建設專項規(guī)劃,報市人民政府批準后公布實施;其他縣(市)區(qū)政府,國家及省級開發(fā)園區(qū)管委會應結合實際,組織編制本區(qū)域海綿城市建設專項規(guī)劃,按規(guī)劃報批程序批準后公布實施,同時報市海綿城市建設工作領導小組辦公室備案。
第八條 城市總體規(guī)劃編制或修編時,應將雨水年徑流總量控制率、年徑流污染削減率等控制指標納入城市總體規(guī)劃,將海綿城市專項規(guī)劃中提出的自然生態(tài)空間格局作為城市總體規(guī)劃空間開發(fā)管制要素;控制性詳細規(guī)劃編制或修編時,應將雨水年徑流總量控制率等指標落實到基本地塊;城市水系、排水防澇、水污染防治、綠地、道路交通等相關專項規(guī)劃,應與海綿城市專項規(guī)劃充分銜接,落實海綿城市建設內容和有關控制指標。
第九條 政府投資項目在項目建議書中應當對海綿城市建設設施適宜性進行闡述明確;在可行性研究報告中應提出海綿城市建設的目標及措施,對技術和經濟可行性進行全面分析,并提出投資估算。
社會資本投資項目在項目申請報告中應當提出海綿城市建設的目標、措施、主要建設內容和規(guī)模,以及各項社會效益滿足情況。
第十條 海綿城市建設改造項目的建設單位應當在項目可行性研究報告審批前根據匯水分區(qū),按照海綿城市建設的整體性和系統(tǒng)性、績效考核的科學性、項目實施的可操作性原則,組織編制分區(qū)的海綿城市建設總體方案,落實海綿城市建設專項規(guī)劃的相關指標要求,并報市海綿城市建設工作領導小組辦公室或項目所屬轄區(qū)海綿城市建設工作管理部門會同有關主管部門和專家進行技術審查。
第十一條 新建項目土地出讓時,市規(guī)劃局和縣(市)區(qū)規(guī)劃管理部門應按照法定控規(guī)確定的海綿城市管控要求核定建設項目規(guī)劃條件。市規(guī)劃局和市國土資源局應當監(jiān)督土地使用權人在開發(fā)和利用土地的過程中落實相應指標要求。
第十二條 城市道路與廣場、公園與綠地、水系等基礎設施用地選址時,應當兼顧其他用地、綜合協(xié)調設施布局,優(yōu)先考慮利用或保留原有綠地、河湖水系、自然坑塘、閑置土地等用地,項目選址應當符合土地利用規(guī)劃。
海綿型城市道路與廣場、公園與綠地等基礎設施用地,未經批準,不得改變用途。
第三章 建設管理
第十三條 市規(guī)劃局和縣(市)區(qū)規(guī)劃管理部門應將海綿城市建設指標和要求落實到控制性詳細規(guī)劃的管控內容,納入昆明市城鄉(xiāng)規(guī)劃管理相關技術規(guī)定中,并依據法定控規(guī)的相應要求核定建設項目規(guī)劃條件,審批建設項目選址意見書、建設用地規(guī)劃許可和建設工程規(guī)劃許可。
第十四條 建設項目修建性詳細規(guī)劃或建設項目規(guī)劃方案審查時,市規(guī)劃局和縣(市)區(qū)規(guī)劃管理部門應要求設計單位依據建設項目條件提出落實海綿城市建設的措施說明,并予以審查。
第十五條 新建、改建、擴建工程項目應當按照下列要求同期配套建設海綿設施:
(一)建筑與小區(qū)工程項目應當按照節(jié)水三同時、海綿城市建設專項規(guī)劃和建設技術要求,同期配套建設海綿設施。
(二)城市道路與廣場市政工程項目應按照海綿城市建設專項規(guī)劃和建設技術要求,因地制宜配套建設海綿設施。
(三)城市公園與綠地市政工程項目應結合周邊水系、道路、市政設施等,按照海綿城市建設專項規(guī)劃和建設技術要求,配套建設海綿設施,增強公園綠地系統(tǒng)的城市海綿體功能,為滯蓄和凈化周邊區(qū)域雨水提供空間。
第十六條 既有建筑與小區(qū)、城市道路與廣場、公園與綠地等項目,具備條件的,應當納入海綿城市建設等相關規(guī)劃和年度實施計劃,并按照昆明市海綿城市建設相關技術要求統(tǒng)籌有序進行提升改造。
第十七條 城市排水防澇設施的建設,應當重點加強城區(qū)易澇點整治和雨水管渠、泵站、雨水調蓄等相關基礎設施的建設與改造;實施城市雨污分流管網建設改造,排入自然水體的雨水須經過凈化,控制初期雨水污染。加強城市防洪排澇體系與海綿城市建設各項措施的銜接,增強雨洪徑流調控能力。
第十八條 城市河道水系整治應注重保護和恢復河湖水系的自然連通,實施河道生態(tài)修復,重塑健康自然的彎曲河岸線,保護現有濕地,構建良性水循環(huán)系統(tǒng),改善水環(huán)境質量,提高城市河道水系輸排水能力。
第十九條 新建、改建、擴建工程項目配套建設的海綿設施建設資金,應當納入項目主體工程總投資,并與主體工程同時規(guī)劃設計、同時施工、同時投入使用。
既有建筑與小區(qū)、城市道路與廣場、公園與綠地納入海綿型改造的項目,以及城市排水管網建設、防洪排澇、河道水系整治等項目的投資應由相應的實施主體列入海綿城市建設或水污染防治等投融資計劃。
第二十條 市海綿城市建設工作領導小組辦公室應當指導、督促涉及海綿城市建設的各相關職能部門在新建、改建、擴建工程項目時全面落實海綿城市建設要求。住房城鄉(xiāng)建設、園林綠化、滇池管理、節(jié)約用水主管部門應當按照各自職能加強對新建、改建、擴建工程項目海綿設施同期配套建設的監(jiān)督管理。
第二十一條 新建、改建、擴建工程項目應當按照海綿城市建設專項規(guī)劃、規(guī)劃條件及相關技術標準,編制海綿設施建設專項設計方案或者在項目初步設計文件中編制海綿設施設計專篇,并在項目初步設計階段報相應的主管部門審查或備案。住房城鄉(xiāng)建設、園林綠化、節(jié)約用水主管部門應當定期向同級海綿城市建設工作領導小組辦公室報送審查或備案情況。
城市道路與廣場工程項目在項目初步設計文件中應當編制海綿設施設計專篇;住房城鄉(xiāng)建設主管部門在項目初步設計審批時應當對海綿設施設計方案進行專項審查,初步設計審批意見應當有海綿設施設計專項審查的內容。
城市公園與綠地工程項目在項目初步設計文件中應當編制海綿設施設計專篇,或者編制海綿設施建設專項設計方案;園林綠化主管部門應當對設計專篇或方案進行審查,并出具審查意見。
建筑與小區(qū)工程項目應當編制海綿設施建設專項設計方案,通過專家評審后,報節(jié)約用水管理部門進行備案。
第二十二條 住房城鄉(xiāng)建設主管部門應當組織海綿城市建設相關部門和專家,對既有項目海綿設施提升改造初步設計方案進行審查,并出具審查意見。既有項目海綿設施提升改造初步設計方案應滿足匯水分區(qū)海綿城市建設總體方案的相關要求。
第二十三條 各相關主管部門按職能職責指導、督促列入海綿城市建設年度計劃的城市排水設施、防洪排澇、河道水系整治等項目建設,全面掌握項目建設進度情況,并定期向市海綿城市建設工作領導小組辦公室報送項目建設進度。
第二十四條 住房城鄉(xiāng)建設主管部門應在新建、改建、擴建工程項目施工圖審查階段,將海綿設施專項設計納入審查范圍,與主體工程同步審查。對不符合海綿城市建設要求的,施工圖審查不予通過,不予核發(fā)施工圖審查合格書。
第二十五條 市滇池管理局和縣(市)區(qū)排水管理部門在進行排水技術審查時,應當審查項目是否符合海綿城市建設及區(qū)域雨水排放管理要求。
第二十六條 建設單位應當委托具有相應資質的單位承擔海綿設施的設計、監(jiān)理或施工。
第二十七條 建立海綿城市動態(tài)監(jiān)測考核及一體化管控平臺,對入滇河道斷面、地下水和區(qū)域管網排放口的水量、水質以及降水等進行監(jiān)測,為海綿城市建設績效評價與考核提供技術支撐。
第四章 竣工驗收和移交
第二十八條 新建城市道路與廣場、公園與綠地等市政工程項目配套建設的海綿設施竣工后應當納入主體工程項目統(tǒng)一驗收;新建建筑與小區(qū)工程項目配套建設的海綿設施竣工后應當納入新建項目節(jié)水設施竣工驗收。
住房城鄉(xiāng)建設、園林綠化、節(jié)約用水等主管部門在驗收過程中,應當按照各自職責對項目是否按照審查通過的設計方案、海綿城市相關技術規(guī)范、標準,對配套建成的海綿設施進行驗收,驗收不合格的,應當要求建設單位限期整改。
住房城鄉(xiāng)建設、園林綠化、節(jié)約用水主管部門應當健全完善統(tǒng)計臺賬,并定期向市海綿城市建設工作領導小組辦公室報送新建海綿設施信息。
第二十九條 既有項目海綿設施提升改造完成后,建設單位應當組織設計、施工、監(jiān)理及與海綿設施提升改造項目相關的主管部門參加驗收。未按審查通過的設計方案、海綿城市相關技術規(guī)范、標準提升改造的,不予通過驗收,并限期整改。
第三十條 在申報新建、改建、擴建工程項目規(guī)劃核實時,建設單位應當將住房城鄉(xiāng)建設、園林綠化、滇池管理、節(jié)約用水主管部門出具的海綿設施建設相關驗收材料作為必要的申請材料,市規(guī)劃局和縣(市)區(qū)規(guī)劃管理部門對不符合海綿城市建設規(guī)劃條件和要求的,不予出具建設工程規(guī)劃核實意見。
第三十一條 海綿設施竣工驗收合格后隨主體工程同步移交相關單位。
城市道路與廣場市政工程項目的海綿設施應當移交城市道路主管部門、廣場管理部門等相關部門。
城市公園與綠地市政工程項目的海綿設施應當移交園林綠化主管部門或公園綠地的實際權屬部門。
建筑與小區(qū)工程項目的海綿設施應當移交產權單位或物業(yè)服務企業(yè)。
以上項目中采取PPP模式建設的海綿設施竣工驗收合格后按照PPP合同約定進行移交管理。
第五章 運行維護管理
第三十二條 城市道路與廣場項目的海綿設施由負責城市道路與廣場管養(yǎng)的管理部門進行日常維護管理。
公園與綠地項目的海綿設施由園林綠化主管部門或公園綠地的實際權屬部門負責日常維護管理。
建筑與小區(qū)項目的海綿設施由產權單位或物業(yè)服務企業(yè)負責日常維護管理。
以上項目中采取PPP模式建設的海綿設施,在合同約定的運營期內由海綿城市PPP項目公司負責設施運營和維護。運營期期滿后,海綿設施移交相關管理單位負責維護管理。
第三十三條 負責海綿設施維護管理的單位應當做好設施的維護和管理,確保海綿設施正常運行:
(一)建立健全設施的維護管理制度和操作規(guī)程,配備專人管理,并定期對管理人員進行培訓;
(二)對設施進行定期巡查、維護和維修,避免擅自占用、堵塞、拆改、廢除海綿設施和向海綿設施傾倒垃圾等廢棄物;
(三)落實安全管理制度和各項安全操作規(guī)程;
(四)建立健全設施運行管理臺帳,并做好記錄和統(tǒng)計。
第三十四條 在海綿設施上或者周邊進行施工作業(yè)可能損壞設施或者影響設施正常運行的,建設單位和施工單位應當制訂保護方案,并在建設前通知設施運行管理單位;施工作業(yè)損壞設施的應當按照設施原有功能及時修復。
第六章 附則
第三十五條 本辦法所稱的海綿城市是指通過加強城市規(guī)劃建設管理,充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。
關鍵詞:市政給排水;工程設計;節(jié)能技術;應用
引言
水資源是人們生產生活不可或缺的重要物質資源,水資源的合理分配關系到社會的穩(wěn)定發(fā)展和人們的正常生活。如何合理的進行水資源的分配,是我們目前市政工作的重點內容。當前市政給排水設計工作中仍存在著一些問題,這些問題直接影響著市政自來水的生產和供應,影響千家萬戶的正常用水和身體健康,所以,市政給排水設計的節(jié)能技術應用十分重要。
1市政給排水設計的內容與任務
1.1市政給排水設計的內容
城市總體規(guī)劃、城市控制性詳細規(guī)劃、城市市政給水排水專項是設計市政給水排水工程的基本依據。對市政給排水設計而言,第一步需要調查和研究給水、排水工程的服務范圍,根據工程服務范圍內的經濟發(fā)展條件、已(或擬)入駐企業(yè)的需水情況、城市土地利用規(guī)劃、居住人口數以及預測未來的發(fā)展情況等要素經科學合理的論證分析,確定設計給(排)水量??傮w規(guī)劃是市政給排水設計最重要的設計依據,它直接影響到工程方案、給水專項規(guī)劃與排水專項規(guī)劃的編制設計。同時,系統(tǒng)性是市政給排水設計工作的特點和要點。根據城市發(fā)展的實際情況,應用科學先進的材料和技術設施,通過對水源的選擇、采集、凈化、輸送到用戶使用再到污廢水收集、輸送、處理、尾水排放(或二次利用)等一系列的規(guī)劃設計,實現“一滴水”利用的全生命過程,從而使得市政給排水系統(tǒng)的順利運行。
1.2市政給排水設計的任務
市政給排水系統(tǒng)主要分給水工程和排水工程。
給水工程的設計任務是:根據城市的用水量預測報告,經過經濟技術比較選擇合理的取水水源,確定取水點,編制水資源論證報告。經水利部門審批方可確定為項目的取水點。源水經凈水處理廠凈化、消毒后由市政配水管網配給用戶使用。配水管網的設計直接影響供水系統(tǒng)合理性。既要滿足客戶用水水質、水壓要求,同時做到節(jié)能運行,實現工程的經濟效益。
排水工程設計任務是:分流、收集雨水和污廢水。市政污水系統(tǒng)的組成部分主要是排水管道、提升泵站和污水處理廠(含污泥處理)。其中,排水管道有分流制管道系統(tǒng)和合流管道系統(tǒng)兩個組成部分。隨著我國經濟水平的不斷發(fā)展和環(huán)境保護要求的提高,分流制管道系統(tǒng)將逐步替代合流制管道系統(tǒng),實現雨、污的最終分流。雨水排水結合“海綿城市”設施進行初期雨水的蓄滯和對地表污染物的截留。污水排水則根據污廢水的特性采用物理、化學、生物等手段進行處理,達標后方可排放。
2節(jié)能技術在市政給排水工程設計中的重要性
我國的人均水資源一直遠低于世界人均水平,可以說水資源作為全球最重要的資源之一,我國已經輸在了起跑線上,所以應該在各方面都注意水資源的保護。隨著城市的發(fā)展,市政工程成為了城市建設中非常關鍵的一個建設項目,而其中市政給排水工程可謂是重要的環(huán)節(jié)。給排水工程的建設和使用主要就是圍繞著水資源開展,所以想要城市節(jié)能就要從市政工程入手,想要節(jié)約水資源應該從市政給排水工程設計中開始。我國在節(jié)水節(jié)能方面已經了很多政策與方針,想要進一步將節(jié)水節(jié)能運用到市政給排水工程中就應該去執(zhí)行相關的政策方針,同時引進更多的節(jié)能技術,利用科學的節(jié)能技術達到環(huán)保的目的,將有限的水資源進行科學合理的運用。合理的降低給排水工程設計本身的能源消耗,充分利用節(jié)節(jié)能技術,在每個環(huán)節(jié)都貫穿節(jié)能的理念,爭取能夠達到低能源的消耗,實現環(huán)境與社會經濟和諧發(fā)展的目標。
3市政給排水工程設計中節(jié)能技術的應用
3.1對市政給排水進行科學的規(guī)劃
根據每個城市的不同情況進行合理的規(guī)劃,在設計中對水系統(tǒng)進行科學的規(guī)劃和控制。充分利用供水管道中的壓力,在設計的時候就將這份壓力算入其中,可以直接供水的地方就不需要再進行加壓。在設計的時候應該對管道中的水龍頭也進行認真的分析,然后針對分析的結果來使用管網疊壓供水的加壓量。使用變頻調速供水的加壓方式時,應該注意將變頻的技術和管網設計相結合,以節(jié)能為目標進行合理的設計。供水的時候采用分區(qū)控制,通過分區(qū)對水壓進行平衡,一部分建筑物采用直接供水,部分采取間接供水,如果水壓不足則采用加壓,同時對二次循環(huán)水進行收集和重復利用。結合城市的發(fā)展進行規(guī)劃,認真分析城市汛期的相關數據,將汛期的承受度列入到設計中,對洪澇災害進行預處理,避免出現“城市看海”現象。城市發(fā)展帶來的人口增長導致生活生產污水的劇增,在進行污水設計的時候就應該對此進行考慮,對徑流管道的污水量進行估算,計算其最大的承受力,避免出現污水量過大帶來的管道破裂。對生活生產污水進行相應的處理,增大處理量,減少污水直接排放的情況。采用經濟節(jié)約的排水方式,減少污水排放帶來的后續(xù)問題和能源消耗。
3.2合理利用中水系統(tǒng)
中水系統(tǒng)是現代社會所以旨在推廣的,中水代表一部分未受到嚴重污染的用水,通過技術的手段處理后達到可循環(huán)利用的非飲用水。市政o排水的需水量大,但其中大部分的需求都是非飲用水,所以中水系統(tǒng)的合理利用能夠大大減少市政給排水中的水資源浪費。廁所的沖洗、園林的灌溉、車輛及道路的沖洗等都可以采用處理完畢后的中水。中水的使用很大程度的減少了水資源的浪費,加大了水資源的重復利用率。加大對于雨水的收集和利用,通過一定的處理手段將收集的雨水進行再加工,使雨水能夠達到用水的標準從而進行再利用。雨水的收集與運用在一定程度上就是中水的一個類型。
3.3對給水管道進行壓力管控
水資源自身存在著壓力效應,在流動的過程中會給相關的設備帶來壓力,管道作為于水流接觸最廣泛的設備就會出現破損,所以在給排水系統(tǒng)中應該關注對于相關設備的保護,特別是應該對管道進行保護處理,對水壓進行合理的調整。日常生活用水需要0.6MPA,常規(guī)市政管網中的水壓為0.2-0.4MPa,所以我們可以采用二次供水的方式來滿足高層用水需求,而不需要直接進行加壓帶來管道壓力過大。
3.4運用可再生能源
節(jié)能減排不僅僅要考慮水資源,還要考慮整個市政給排水工程中所有能源的消耗,所以我們可以將一些綠色的自然可再生能源引入到市政給排水工程中。太陽能作為現在普遍運用的一種可再生能源,應該考慮將它利用在市政給排水工程中。太陽能的利用將有效的緩解市政給排水工程中的能源消耗,同時也對環(huán)境保護有很大的推動作用。當然除了太陽能的其他可再生資源也可以進行考慮,通過科學的研究不斷的引入更多可以代替老能源的新可再生資源。
結語
市政給排水工程設計是城市建設中的重要環(huán)節(jié),同時是一項復雜的工作。所以,在進行城市規(guī)劃過程中,一定要對市政給排水規(guī)劃設計節(jié)能技術引起高度重視,不斷提高設計中的節(jié)能技術水平。
參考文獻
關鍵詞:海綿城市;老城區(qū);工程改造;鎮(zhèn)江市
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.102
1 前言
近幾年來,隨著極端暴雨天氣的增加,我國城市內澇事件呈多發(fā)態(tài)勢。這反映了我國既往城市建設過程中雨洪管理方面的短板,為解決這些問題,“海綿城市”的理念應運而生。海綿城市建設是通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等工程措施,使城市像海綿一樣,在雨水管理方面具有良好的“彈性”,下雨時能夠對降雨徑流實現水質、峰值、外排流量、存蓄量等管理,晴天時又能夠對雨水進行綜合利用。建設海綿城市,對雨水實施源頭、過程、末端的全方位管理,對于保護生態(tài)、改善民生、促進經社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
中國的海綿城市建設,必須是“綠色”源頭設施和“灰色”過程、末端設施的組合才能發(fā)揮最大效益[1]。“綠色”海綿設施是指下凹綠地、綠色屋頂和生態(tài)調蓄塘等結合景觀建設的雨水管理設施;“灰色”海綿設施主要是指雨水泵站、雨水管網和調蓄池等市政雨水設施。兩者相互補充,才構成了中國的雨水管理和海綿城市體系。
海綿城市建設過程中的城區(qū)海綿化改造,屬于源頭控制措施,是城市面源污染控制和雨洪管理的首道防線[2]。但是由于牽涉范圍較廣,老城區(qū)的海綿化改造推進往往會面臨困難。由于設計資料缺失、設施陳舊、現場情況復雜等原因,使老城區(qū)的海綿化改造在設計、工程前期準備和施工過程中容易出現反復遷延和中居民不理解的問題,對項目實施造成影響。鎮(zhèn)江市是全國首批海綿城市建設試點城市之一。試點區(qū)域位于城市主城區(qū),陸地面積29平方公里,水域面積11.5平方公里,人口27.6萬。鎮(zhèn)江海綿城市建設項目對于老城區(qū)的源頭控制方案主要是老舊小區(qū)海綿化改造工程。
通過對參與的鎮(zhèn)江市老城區(qū)海綿化改造工程進行總結和探討,希望能為今后的類似工作提供借鑒。
2 老城區(qū)海綿化改造工程實踐
在老城區(qū)海綿化改造中,主要的改造對象是居民小區(qū)和學校。海綿工程內容包括下凹綠地、管道改造、雨水罐、透水鋪裝以及部分綠地貼等海綿措施。這些海綿措施通過有機組合,形成了不同小區(qū)和學校中的雨水花園、海綿廣場、透水停車場等各具特色的海綿綜合設施。
2.1 地面改造
地面海綿化改造是鎮(zhèn)江老城區(qū)海綿化改造的主要內容,主要工程形式是地面透水鋪裝改造和下凹綠地改造。在大多數的老小區(qū)改造中,透水鋪裝的改造主要是采取“結構式透水”的鋪裝形式;而在學校和公共廣場則采取了傳統(tǒng)透水混凝土磚的鋪裝形式。結構式透水鋪裝采用的混凝土磚并不透水,而是通過磚縫實現透水。其做法是在級配碎石鋪就的基層上,用10cm厚的混凝土預制磚作為面層磚體,磚與磚之間的縫隙寬度增加至8mm,在磚縫中填充級配為2-6mm的礫石作為透水結構。
結構透水鋪裝和透水混凝土在應用中各有優(yōu)勢[3]。結構透水鋪裝的優(yōu)勢包括兩個方面:一是結構透水鋪裝的造價較低,與透水混凝土相比,造價不到其二分之一。二是結構透水鋪裝后期維護簡單,價格低廉。與透水混凝土需要高壓水槍沖洗或專門負壓真空抽吸設備相比,結構透水通過表面清掏和沖洗即可;即使對磚縫中的礫石進行換填,成本也是較低的。透水混凝土的優(yōu)勢包括:一是鋪裝面平整;二是色彩多樣,形式美觀,能滿足開放性公共區(qū)域的適用需求。在鎮(zhèn)江的工程實踐中,結構性透水鋪裝一般用于老小區(qū)地面改造,而透水混凝土鋪裝則多用于廣場和學校的地面改造。
在老小區(qū)的海綿化改造中,下凹綠地是起到削峰調蓄作用的主要設施[4]。下凹綠地由下至上的結構為不透水土工膜、厚25-27cm的粗礫石層、厚3-5cm的細礫石層和60cm厚的生物過濾介質層。在下凹綠地中設有溢流井,井底有透水花管與之相連,下凹綠地中積蓄的雨水通過花管緩慢進入溢流井,再通過溢流井流到小區(qū)外的市政管網中,從而對雨水徑流起到削峰作用。在每個溢流井都設有溢流口,溢流口低于地面10-15cm。當綠地中積蓄的雨水超過溢流口高度,則通過溢流進入管網,避免小區(qū)內發(fā)生內澇。
下凹綠地和透水鋪裝道路的關系如圖1所示。透水路面下的基層和下凹綠地之間是水力連通的。通過透水鋪裝路面下滲的雨水最終也會匯集到下凹綠地中,再經由下凹綠地流到市政管網。透水鋪裝的改造有效地解決了路面積水的問題,而下凹綠地則是對雨水徑流起到了緩流削峰的作用,兩者相互配合,成為了老城區(qū)地面海綿化改造的主要工程措施。
2.2 屋頂綠化改造
城市化進程中,建筑用地對公共綠地的擠占,也是造成城市地表硬化的重要原因之一。在城市中,建筑物屋頂面積大約為一座城市面積的四分之一至三分之一左右,屋頂也被稱為城市建筑的“第五面”[5]??梢娫谟玫赜邢薜某鞘兄?,進行建筑物屋頂海綿化改造,建設綠色屋頂,是海綿城市建設中的一項重要措施。綠色屋頂可以在一定程度上對雨水徑流起到削峰和凈化的作用,同時也能緩減城市熱島效應并美化城市環(huán)境。
鎮(zhèn)江老城區(qū)綠色屋頂改造所面臨的主要問題是屋頂大多年久失修,承重、排水等條件均較差,且屋頂上多有居民私自搭建的設施。在這種背景條件下,傳統(tǒng)屋頂花園式的綠色屋頂改造由于對屋頂的承重、防水要求較高,在老城區(qū)的使用中受到限制。與之相對的,輕型屋頂植被綠化毯的形式憑借對屋頂結構要求低、形式靈活、后期管養(yǎng)方便等優(yōu)勢在老城區(qū)改造中得到廣泛運用。
鎮(zhèn)江運用的輕型屋頂綠化毯簡稱為“綠地貼”, 主要植物類型是佛甲草和錦竹草,其基質厚度約2-3cm,凈重量為15-20kg/m2,保水重量為25-35kg/m2,適用于平屋頂改造。綠地貼能夠對小雨起到一定的滯蓄作用,對10mm以下降雨可以做到不外排。綠地貼除了對雨水的削峰作用外,也能對建筑物室內溫度起到一定的調節(jié)作用,在鎮(zhèn)江的海綿城市改造工程中主要運用于社區(qū)學校和有條件的老小區(qū)建筑物屋頂綠化改造中。
2.3 雨水排水系統(tǒng)優(yōu)化
老城區(qū)改造另一個重點雨水排水系統(tǒng)的優(yōu)化[6]。在居民小區(qū)和社區(qū)學校,將原本接入污水管的建筑物雨水立管斷接至下凹綠地,以達到雨水調蓄的目的。在雨水出流口,設置消能石,防止雨水徑流對下凹綠地的沖刷,如圖3所示。在場地允許的條件下,會在雨落管末端增加雨水罐,實現一定程度地雨水利用。
合流制管道溢流(Combined Sewer Overflow,CSO)是城市收納水體面源污染的主要來源,隨著我國污水處理能力的逐步提高,CSO已成為城市河流的主要污染源。通過雨污分流改造,能夠有效改善因為CSO導致的水體面源污染。鎮(zhèn)江除了針對社區(qū)進行雨污分流改造,也對市政雨水管網進行了排查,對一些錯接、逆接的管道進行了改正。此外,鎮(zhèn)江在2017年還有修建大管徑雨水管道的計劃,該管道管徑預計為DN4000 mm,長度為5-7km,建成后其滿管容量超過了6×105m3,兼具了雨水調蓄和轉輸的功能。
3 分析與探討
我國的第一批海綿試點城市的建設期截止至2017年底,目前鎮(zhèn)江市的海綿城市建設工作仍在進行。對鎮(zhèn)江海綿城市項目建設中的老城區(qū)海綿化改造的經驗進行階段性總結,主要包括精細化設計、施工質量控制和注重公眾參與等三個方面。
3.1 精細化設計
鎮(zhèn)江海綿城市建設從頂層規(guī)劃設計開始到每一個具體小區(qū)的海綿改造設計,都始終貫穿著精細化設計的理念[7]。鎮(zhèn)江針對與洪管理的規(guī)劃研究起步較早,已經根據當地多年的降雨記錄總結了本地的降雨模型,并以此作為設計依據,這比套用一些通用的雨型公式更加符合當地的情況。
鎮(zhèn)江市海綿城市建設的目標是至2017年底,在海綿城市建設試點區(qū)內:排水防澇標準達到有效應對30年一遇降雨;面源污染削減率達到60%;年徑流總量控制率75%以上。頂層設計過程中,結合試點區(qū)內的匯水特征和積水點情況,將試點區(qū)劃分為若干匯水區(qū),并根據降雨模型模擬的結果將這些目標分解至各個匯水區(qū),再從匯水區(qū)分解至各個居民社區(qū)內。匯水分區(qū)年徑流總量目標分解如圖4所示。
在居民社區(qū)層面上,結合小區(qū)的匯水特征、綠化率、可用空間等條件合理選取海綿工具并對徑流控制、面源污染控制等目標進行模擬和校訂,直至滿足該小區(qū)的分解目標后,進入小區(qū)海綿化改造的方案設計階段。在方案設計過程中,除了要考慮海綿設施的雨水管理功能,也用充分考慮其景觀功能和居民訴求,杜絕過度設計。以下凹綠地為例,為了強化雨水下滲,下凹綠地改造中回填的介質土成分以沙土為主,介質土滲水性強,但營養(yǎng)物保持能力則不如原土。因此這種土適合種植草本植物和灌木,不適合種植喬木。這對小區(qū)的景觀來說無疑是一種損失。針對這種情況,在滿足徑流控制指標的前提下,可對下凹綠地中的部分區(qū)域采用原土回填,用于種植喬木,使下凹綠地的雨水調蓄功能和景觀功能都得到最大限度的發(fā)揮。
3.2 施工質量控制
施工質量是海綿設施發(fā)揮作用的重要保障。對于海綿設施施工質量的控制,必須從源頭、過程和末端三個方面都予以重視才能保證海綿設施的質量。在源頭上需要對海綿工程參建人員進行系統(tǒng)的海綿知識培訓,建立對項目公司、現場負責人和施工人員的三級培訓體系。由于老城區(qū)海綿改造項目多而小,往往是多個工地同時開工,這些工地施工內容和現場情況各有特點,如果不掌握一定的海綿理論知識,很難機械化地復制管理,因此對現場負責人的培訓是必要的。此外,現場施工人員是海綿工程的實施者,對其進行一定的培訓能更好地保證工程質量。例如一些綠化人員可能對綠地下凹的形式不理解,如果沒有統(tǒng)一培訓,往往會根據自身喜好將一些灌木種植區(qū)堆高,導致下凹綠地的調蓄功能下降。
在施工過程中的控制需要施工人員認真按圖施工,質量巡視員及時發(fā)現問題并整改:一是要對施工控制指標嚴格控制。對于下凹綠地,主控包括各結構層厚度、綠地表面標高和溢流井口標高等。結構層厚度和綠地表面標高決定了下凹綠地的雨水調蓄能力;溢流井口標高則關系到大雨時小區(qū)內澇的問題,如果溢流井口標高過高,在大雨時就會造成澇水無法及時外排引起內澇,海綿設施也就失去了意義。而對于結構式透水裝,需要把握磚縫寬度,磚縫太窄雨水滲透受限會造成路面積水,如果太寬又會影響路面功能。二是要注意施工順序,以3.1節(jié)中提到的原土和介質存的下凹綠地施工為例,需要先回填原土區(qū)域,之后再回填介質土區(qū)域,其目的是防止回填過程中,原土覆蓋在介質土表面,使介質土滲透性下降。同樣在需要進行混凝土對側壁抹面的下凹綠地或花壇,要先進行抹面施工,再逐層回填礫石層和土層,目的也是為了防止施工過程中混凝土堵塞雨水下滲面。
施工質量的末端控制包含三層含義,一是施工完成后及時進行工作面清理,防止下滲面被堵塞;二是在工程驗收中不合格的工程要及時進行整改;三是要及時進行總結,鎮(zhèn)江市的老城區(qū)海綿化改造過程中,已組織了多次“海綿回頭看”活動,針對既往施工過程中的經驗進行總結和梳理,為后續(xù)工程實施提供借鑒。
除此之外,鎮(zhèn)江海綿城市建設工程針對海綿設施施工的全過程,提出了“智慧海綿”的管理模式,對整個施工過程的關鍵節(jié)點和相關資料,都會進行電子圖片保存,并建立數據庫,將來還會建立手機應用APP軟件,既規(guī)范施工管理過程,也方便社會各界參與監(jiān)督。
3.3 公眾參與
老城區(qū)海綿化改造屬于開放型的工程,與一些傳統(tǒng)的封閉型工程或半封閉工程如污水處理廠建設、道路施工等不同[8]。它是直接在居民社區(qū)中進行的,與居民交互密切,工程的進展也受到居民態(tài)度的影響,因此在實施老城區(qū)海綿化改造過程中,一定要邀請公眾參與,取得公眾的理解和支持。
鎮(zhèn)江市在進行老城區(qū)海綿化改造的過程中,通過公眾媒體向社會普及海綿城市及雨洪管理的相關知識,讓公眾對海綿城市建設的必要性進行了解。同時,在進場施工過程中,采用宣傳牌、宣傳圍擋等手段,向施工地點周圍的民眾宣傳海綿城市相關知識,介紹工程內容和工期,完善公眾意見反饋渠道。對于居民反饋的意見,進行及時處理,盡量減少施工對居民的影響。
對于預備進場的居民小區(qū)和學校等非開放區(qū)域,注重居民意見。從設計階段就開始請業(yè)主方介入,組織業(yè)主見面會,與建設單位一同對設計方案進行評審,通過后才進行后續(xù)施工。進場前邀請居民代表參觀已完工的海綿改造小區(qū)和改造中的小區(qū),使居民切實看到海綿化改造給小區(qū)帶來的改觀,樹立公眾對老城區(qū)海綿化改造的信心,減少施工過程中的阻力。
4 結語
鎮(zhèn)江市針對老城區(qū)的海綿化改造,主要是基于低影響開發(fā)理念進行的源頭控制型海綿設施,包括下凹綠地、透水鋪裝和綠色屋頂等,此外也會針對性地進行現場排水系統(tǒng)優(yōu)化。在建設過程中,通過精細化設計、施工質量控制和公眾參與等理念進行管理,實現了環(huán)境效益和社會效益,老城區(qū)海綿化改造工程取得了當地居民的支持和認可。截止至2016年底,針對鎮(zhèn)江市的源頭老城區(qū)海綿化改造和建設工作已經基本完成,在2017年⒒嶙帕建設區(qū)域性雨水管網、雨水泵站和排口處理設備等灰色設施。隨著“綠色”和“灰色”海綿體系建設完善,鎮(zhèn)江市的雨洪管理水平將會得到明顯提升。
參考文獻:
[1]韓松磊,李田,時珍寶.低影響開發(fā)設施提高上海建成區(qū)排水能力的模型研究[J].給水排水,2016,42(10):52-56.
[2]王建廷,魏繼紅.基于海綿城市理念的既有居住小區(qū)綠化改造策略研究[J].生態(tài)經濟,2016,32(07):220-223.
[3]王俊嶺,王雪明,張安等.基于“海綿城市”理念的透水鋪裝系統(tǒng)的研究進展[J].環(huán)境工程,2015(12):1-4.
[4]劉俊杰,王建軍,馬小杰.云錦路下沉式綠地海綿城市效益分析[J].中國市政工程,2016,04(02):33-39.
[5]林恬逸,唐健,趙惠恩.北京地區(qū)輕型屋頂綠化植被毯多植物配植模式初探[J].中國農學通報,2015(31):181-186.
[6]朱富坤,趙江,朱曉娟.基于全面落實生態(tài)文明理念背景下城市排水規(guī)劃編制的思考與實踐--以《鎮(zhèn)江市城市排水規(guī)劃(2011-2020)》為例[J].江蘇城市規(guī)劃,2014(04):14-18.
[7]吳薇,朱曉娟,趙江.鎮(zhèn)江高校園區(qū)丘陵排水防澇系統(tǒng)研析[J]. 城鄉(xiāng)建設,2015(01):82-83.
[關鍵詞]海綿城市;房建工程
隨著我國經濟的高速發(fā)展,城市化水平不斷提高,大量的人口聚集給城市房建工程提出了新的要求。而且近幾年極端天氣頻發(fā),給人們的生產生活帶來了極大的困擾。在此背景下,海綿城市的理念再次受到人們的關注,經過科學的設計將水資源的循環(huán)利用應用于房建工程,一方面可以實現對自然資源的充分利用,另一方面可以避免極端天氣對人們日常的生產生活的影響[1]。
1海綿城市的含義
海綿城市是我國在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中提出的一種城市雨洪管理概念,是指借助相關的配套設施實現雨水在城市中的自由遷移,避免突發(fā)的極端天氣對城市居民的生產生活造成不良影響。我國為了推進海綿城市的建設專門制訂了相關的政策。在房建工程中落實海綿城市的理念,需要從房建工程的多個方面來進行落實,其中主要包括構建生物滯留系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)等,最重要的是要結合施工地點的生態(tài)環(huán)境,構建宜居的居住環(huán)境[2]。
2在房建工程中構建生物滯留系統(tǒng)
生物滯留系統(tǒng)指在地勢較低的區(qū)域,通過植物、土壤和微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化徑流雨水的系統(tǒng),如圖1所示。生物滯留系統(tǒng)是海綿城市中房建工程的重要一環(huán),后續(xù)維護時需要注意生物滯留系統(tǒng)表面積、土壤滲透率系數及成層土等效滲透率系數以及排空時間控制。生物滯留系統(tǒng)表面積應根據GB51174—2017《城鎮(zhèn)雨水調蓄工程技術規(guī)范》由生物滯留系統(tǒng)表面積計算公式計算得出Af=V/[fmt+dbcnr+dp(1-nz)]。其中Af是指生物滯留系統(tǒng)表面積(m2);V是指調蓄容積(m3);fm是指土壤入滲率(mm/h);t是指降雨歷時(h);dbc是指生物滯留系統(tǒng)種植層和礫石層的總厚度(mm);nr是指種植層和礫石層平均孔隙率;dp是指生物滯留系統(tǒng)表面蓄水層厚度(mm);nz是指植物橫截面積占蓄水層表面積的百分比。結合公式分析可知,降雨的下滲量、畜水層的蓄水量以及種植層和礫石層的蓄水量直接影響生物滯留系統(tǒng)表面積的大小。土壤滲透率系數及成層土等效滲透率系數也是生物滯留系統(tǒng)設計的另一個重要參數,生物滯留系統(tǒng)是多層結構,不同層的填充物不同,滲透率系數也存在差異。為了更好地表達生物滯留系統(tǒng)的滲透率問題,提出了等效滲透率系數的概念。等效滲透率的計算公示如下:ke=(dp+ds+dg)/(ds/ks+dg/kg),公式中ke表示等效滲透系數(mm/h);dg表示礫石層厚度(mm);kg表示礫石層滲透系數(mm/h)。借助土壤滲透率公示可以幫助設計者更好地優(yōu)化生物滯留系統(tǒng),更好地實現反硝化功能。排空時間控制是生物滯留系統(tǒng)運行維護的重要參數,由于生物滯留系統(tǒng)運行過程中土壤滲透率系數可能隨著時間而減小,也可能因為植物根系的生長而增大,因此無法通過控制土壤滲透率系數來有效控制排空時間,一般是借助系統(tǒng)底層的穿孔排水管來控制排空時間。穿孔排水管的設計需要借助公式a=V/[tfCdg(df+ds+dg-hs-hg)]來實現,其中a表示開孔面積(m2);Cd表示孔口流量系數;g表示重力加速度(m/s2);df表示生物滯留設施表面層平均蓄水厚度(mm),df=dp/2;ds表示生物滯留設施種植層厚度(mm);hs表示種植層水頭損失(m),可借助hs=kdds/ks計算;hg表示礫石層水頭損失(m),可借助hg=kddg/kg計算;kd表示生物滯留設施外排能力(mm/h);dg表示生物滯留設施種植層厚度(mm);ks表示種植層土壤滲透系數(mm/h)。通過以上幾種公式結合房建工程的實際需要就可以設計科學的生物滯留系統(tǒng)。以某生物滯留系統(tǒng)表面積計算為例,該系統(tǒng)服務面積為2000m2,雨量徑流系數為0.6,設計降雨量為25mm,設計蓄水層厚度250mm,種植層厚度為400mm,平均孔隙率為25%,設計滲透系數為25,礫石層厚度為250mm,設計滲透系數為250,平均孔隙率為40%,排空時間不得超過24h,且不得低于12h。則其調蓄容積為V=2000m2×25mm×0.6=30m3;假定降雨歷時3h,則其表面積Af(1)=30m3/(25mm/h×3h+400mm×25%+250mm×40%+250mm)≈57m2,Af(2)=(30m3×400mm)/[25mm/h×(250mm/2+400mm)×24h]≈38m2,取其中較大值為該系統(tǒng)的設計表面積。
3在房建工程中構建雨水收集系統(tǒng)
海綿城市也被稱為“水彈性城市”,因為海綿城市具有適應環(huán)境變化的靈活性以及對雨水造成的自然災害的抵抗力。因此在房建工程中要注重構建起雨水收集系統(tǒng),下雨時,它會吸收、存儲、滲透和凈化水,并根據需要“釋放”存儲的水。因此一套完整的雨水收集系統(tǒng)應該包括雨水的收集、預處理、儲蓄、凈化、控制以及污水處理回用系統(tǒng)[3]。房建工程中的雨水收集需要通過提高人工鋪設地面的滲透率來實現,比如常見的透水混凝土,在公共場所路面施工時大面積采用透水混凝土可以有效保障雨水滲入地下。在透水混凝土的施工過程中需要注意攤鋪之后7d之內不得行走,避免混凝土內部的連接受力破壞;同時在混凝土終凝前要注意灑水養(yǎng)護。雨水的預處理主要是根據當地的法律法規(guī),對雨水收集系統(tǒng)中所收集的雨水中對環(huán)境有污染的一部分棄流,從而消除雨水中包含的土層廢棄物。雨水的儲蓄系統(tǒng)需要結合當地的降雨量來設計,其容積一般約為平均降雨量的1.5倍。雨水凈化系統(tǒng)是指借助物理、化學方法對收集到的雨水進行過濾除菌,經過這些步驟的雨水可直接流入收集池,收集池中應設立液位顯示器用于對水位的實時檢測。雨水控制系統(tǒng)是指能夠對整個雨水收集系統(tǒng)進行檢測和控制的系統(tǒng),借助這套系統(tǒng)用戶可以實現整個雨水收集系統(tǒng)的自動化工作,避免因降雨量過大導致的雨水收集系統(tǒng)異常的情況。污水處理回用系統(tǒng)由污水處理系統(tǒng)和回收利用系統(tǒng)兩部分構成。雨水儲蓄系統(tǒng)歷經長期的浸泡,蓄水模塊表層會粘附很多的污漬,此時可利用水的沖壓沖擊力開展內部清理,并將廢水根據污水泵排入園林市政工程管網;為考慮使用人的多元化要求,依據雨水的儲蓄量,個性化、針對性地設計雨水回收系統(tǒng)方案,以控制操縱系統(tǒng)的數據信號命令為準,利用離心水泵將清潔后的雨水送至各水點,如道路兩旁綠化用水、園林景觀用水、消防用水、地下室自動洗車等場景。
4基于自然環(huán)境開展房建工程
海綿城市理念的提出,極大地改變了傳統(tǒng)的房建理念,借助海綿城市人們可以在保持經濟發(fā)展的同時合理布局構建宜居環(huán)境。海綿城市的建設方向有2個。(1)盡量保持原有的生態(tài)系統(tǒng),減少人類活動對其造成不良影響。(2)通過人為干預,恢復和修復已經被嚴重破壞的生態(tài)。在對人口稀少地區(qū)進行開發(fā)時,需盡量保持原有的生態(tài)系統(tǒng),減少人類活動對其造成不良影響。以某開發(fā)區(qū)的建設為例,開發(fā)區(qū)占地面積約20km2,年平均降雨量為665mm,開發(fā)時為了保護環(huán)境專門在居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、公園區(qū)之外開辟了生態(tài)保護區(qū)。其中在商業(yè)區(qū)建筑物密集,不利于采用促滲,可以采用雨水收集;居住區(qū)要從促滲減排兩方面入手;公園區(qū)可以利用其獨特的自然環(huán)境開展雨水的凈化調蓄;生態(tài)保護區(qū)以水源涵養(yǎng)為主[4]。人口密集的城區(qū)原本的生態(tài)環(huán)境已經被嚴重破壞,通過人為干預,恢復和修復已經被嚴重破壞的生態(tài),是房建工程的主要設計方向。以北京某安置房項目為例,工程建筑面積約18.9萬m2,除了配套的住宅樓外還配備有相應的海綿設施安裝和綠化種植。在工程建設過程中以“滲、滯、蓄、凈、用、排”的方式利用雨水。首先是借助雨水調蓄池、透水鋪裝等方式收集雨水,其次是利用下凹綠地、植草溝、環(huán)保型雨水口等方式對雨水進行儲蓄和凈化,最后再通過給、排水管路將處理后的雨水應用于道路灑水、綠植灌溉、工業(yè)生產等各個方面。在此項目中硬質屋面面積9664m2,雨量徑流系數0.9;瀝青路面5796m2,雨量徑流系數0.9;硬化鋪裝1985m2,雨量徑流系數0.9;透水鋪裝7056m2,雨量徑流系數0.4;普通綠地9329.5m2,雨量徑流系數0.15;下凹綠地面積9329.5m2,雨量徑流系數0.15;經過合理的規(guī)劃,該項目的綜合雨量徑流系數0.49,完全符合DB11/685—2013《雨水控制與利用工程設計規(guī)范》要求。
5結束語
海綿城市下的房建工程必須考慮到人類活動對自然造成的影響,減少自然災害對人類生產生活造成的影響。為了實現這一目標,在開展房建工程時,需要考慮到當地的實際自然環(huán)境。將水資源的循環(huán)利用與綠色能源充分應用于房建工程中,將人類可持續(xù)發(fā)展理念納入房建工程的考慮范疇。
參考文獻
[1]侯毅攀,馬騫,牛兆豐.海綿城市雨水收集在房建項目中的具體應用[J].磚瓦,2021(4):58–59.
[2]程習剛.“海綿城市”理念在通州區(qū)某建筑工程中的運用探究[J].建設科技,2020(7):55–58.
[3]陳傳帥.海綿城市雨水收集在房建項目中的具體應用[J].城市住宅,2020,27(4):137–138.