技術(shù)文章
海綿城市定義海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的"彈性",下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時(shí)將蓄存的水"釋放"并加以利用。
海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則,將自然途徑與人工措施相結(jié)合,在確保城市排水防澇安全的前提下,更大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化,促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。
在海綿城市建設(shè)過(guò)程中,應(yīng)統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性,協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié),并考慮其復(fù)雜性和長(zhǎng)期性。
海綿城市的核心是什么?實(shí)質(zhì)上就是合理地控制降在我們城市下墊面上的雨水徑流,使雨水就地消納和吸收利用。怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)呢?實(shí)際就是以下幾大要素。
一、海綿城市--滲
由于城市下墊面過(guò)硬,到處都是水泥,改變了原有自然生態(tài)本底和水文特征,因此,要加強(qiáng)自然的滲透,把滲透放在******位。其好處在于,可以避免地表徑流,減少?gòu)乃嗟孛妗⒙访鎱R集到管網(wǎng)里,同時(shí),涵養(yǎng)地下水,補(bǔ)充地下水的不足,還能通過(guò)土壤凈化水質(zhì),改善城市微氣候。
而滲透雨水的方法多樣,主要是改變各種路面、地面鋪裝材料,改造屋頂綠化,調(diào)整綠地豎向,從源頭將雨水留下來(lái)然后“滲"下去。
1、透水景觀鋪裝
傳統(tǒng)的城市開(kāi)發(fā)中無(wú)論是市政公共區(qū)域景觀鋪裝還是居住區(qū)景觀鋪裝設(shè)計(jì)中多數(shù)采用的都是透水性差的材料,所以導(dǎo)致雨水滲透性差,而在這一方面可以通過(guò)透水鋪裝實(shí)現(xiàn)雨水滲透,或通過(guò)水渠和溝槽將雨水引流至街道附近的滯留設(shè)施中。
2、透水道路鋪裝
傳統(tǒng)城市開(kāi)發(fā)建設(shè)中道路占據(jù)了城市面積的10%-25%,而傳統(tǒng)的道路鋪裝材料也是導(dǎo)致雨水滲透性差的重要隱私之一,除了景觀鋪裝方面可以通過(guò)透水鋪裝實(shí)現(xiàn)雨水滲透之外,還可以將園區(qū)道路、居住區(qū)道路、停車場(chǎng)鋪裝材料改為透水混凝土,加大雨水滲透量,減少地表徑流,滲透的雨水儲(chǔ)蓄在地下儲(chǔ)蓄池內(nèi)經(jīng)凈化排入河道或者補(bǔ)給地下水,減少了直接性雨水對(duì)路面沖刷然后快速?gòu)搅髋潘畬?duì)于水源的污染。
3、綠色建筑
海綿城市建設(shè)措施不僅在于地面,屋頂和屋面雨水的處理也同樣重要。在承重、防水和坡度合適的屋面打造綠色屋頂,利于屋面完成雨水的減排和凈化。對(duì)于不適用綠色屋頂?shù)奈菝妫部梢酝ㄟ^(guò)排水溝、雨水鏈等方式收集引導(dǎo)雨水進(jìn)行貯蓄或下滲。
對(duì)于不適用綠色屋頂?shù)奈菝妫部梢酝ㄟ^(guò)排水溝、雨水鏈等方式收集引導(dǎo)雨水進(jìn)行貯蓄或下滲。
二、海綿城市---蓄
即把雨水留下來(lái),要尊重自然的地形地貌,使降雨得到自然散落。現(xiàn)在人工建設(shè)破壞了自然地形地貌后,短時(shí)間內(nèi)水匯集到一個(gè)地方,就形成了內(nèi)澇。所以要把降雨蓄起來(lái),以達(dá)到調(diào)蓄和錯(cuò)峰。而當(dāng)下海綿城市蓄水環(huán)節(jié)沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)和要求,地下蓄水樣式多樣,總體常用形式有兩種:塑料模塊蓄水、地下蓄水池。
1、蓄水模塊
雨水蓄水模塊是一種可以用來(lái)儲(chǔ)存水,但不占空間的新型產(chǎn)品;具有較強(qiáng)的承壓能力;95%的鏤空空間可以實(shí)現(xiàn)更有效率的蓄水。配合防水布或者土工布可以完成蓄水,排放,同時(shí)還需要在結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置好進(jìn)水管、出水管、水泵位置和檢查井。
2、地下蓄水池
雨水收集池,由水池池體、水池進(jìn)水沉沙井、水池出水井、高、低位通氣帽,水池進(jìn)、出水水管、水池溢流管、水池曝氣系統(tǒng)等幾部分組成。
三、海綿城市---滯
其主要作用是延緩短時(shí)間內(nèi)形成的雨水徑流量。例如,通過(guò)微地形調(diào)節(jié),讓雨水慢慢地匯集到一個(gè)地方,用時(shí)間換空間。通過(guò)“滯",可以延緩形成徑流的高峰。具體形式總結(jié)為三種:雨水花園、生態(tài)滯留池、滲透池、人工濕地。
1、雨水花園
是指在園林綠地中種有樹(shù)木或灌木的低洼區(qū)域,由樹(shù)皮或地被植物作為覆蓋。它通過(guò)將雨水滯留下滲來(lái)補(bǔ)充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰,還可通過(guò)吸附、降解、離子交換和揮發(fā)等過(guò)程減少污染。
其中淺坑部分能夠蓄積一定的雨水,延緩雨水匯集的時(shí)間,土壤能夠增加雨水下滲,緩解地表積水現(xiàn)象。蓄積的雨水能夠供給植物利用,減少綠地的灌溉水量。
2、生態(tài)滯留區(qū)
概念上來(lái)講生態(tài)滯留區(qū)就是淺水洼地或景觀區(qū)利用工程土壤和植被來(lái)存儲(chǔ)和治理徑流的一種形式,治理區(qū)域包括草地過(guò)濾,砂層和水洼面積、有機(jī)層或覆蓋層、種植土壤和植被。生態(tài)滯留區(qū)在對(duì)于土壤的要求和工程技術(shù)上的要求不同于雨水花園,形式根據(jù)場(chǎng)地位置不同也較為多樣,如生態(tài)滯留帶、滯留樹(shù)池等。
2.1、植草溝
植淺草溝具有輸水功能,具有一定的截污凈化功能。適用于徑流量小及人口密度較低的居住區(qū)、工業(yè)區(qū)或商業(yè)區(qū)、公園、停車場(chǎng)及公共道路兩邊,可以代替路邊的排水溝或者雨水管渠系統(tǒng)。植草溝溝頂寬0.5~2m,深度0.05~0.25m,邊坡(垂直:水平)1:3~1:4,縱向坡0.3%~5%。可設(shè)置在雨水花園、下凹式綠地前作為預(yù)防處理。
2.2雨水塘
雨水塘是滲水洼塘即利用天然或人工修筑的池塘或洼地進(jìn)行雨水滲透,補(bǔ)及地下水,雨水塘能有效地削減徑流峰值。但雨水塘護(hù)坡需要種植耐濕植物,若雨水塘較深(超過(guò)60cm)護(hù)坡周邊就要種植低矮灌木,形成低矮綠籬,消除安全隱患。同時(shí)整個(gè)雨水塘系統(tǒng)還要形成微循環(huán)才能防止水體腐壞。
2.3雨水濕地
雨水濕地人工雨水濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng),它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理,結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則,將雨水花園、生態(tài)滯留池收集的雨水進(jìn)行集中的凈化。而且其具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn),極其適合海綿城市建設(shè)中多出應(yīng)用。
四、海綿城市---經(jīng)
通過(guò)土壤的滲透,通過(guò)植被、綠地系統(tǒng)、水體等,都能對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生凈化作用。因此,應(yīng)該蓄起來(lái),經(jīng)過(guò)凈化處理,然后回用到城市中。雨水凈化系統(tǒng)根據(jù)區(qū)域環(huán)境不同從而設(shè)置不同的凈化體系,根據(jù)城市現(xiàn)狀可將區(qū)域環(huán)境大體分為三類:居住區(qū)雨水收集凈化、工業(yè)區(qū)雨水收集凈化、市政公共區(qū)域雨水收集凈化。根據(jù)這個(gè)三種區(qū)域環(huán)境可設(shè)置不同的雨水凈化環(huán)節(jié),而現(xiàn)階段較為熟悉的凈化過(guò)程分為三個(gè)環(huán)節(jié):土壤滲濾凈化、人工濕地凈化、生物處理。
1、雨水凈化系統(tǒng)三部分
土壤滲濾凈化:大部分雨水在收集時(shí)同時(shí)進(jìn)行土壤滲濾凈化,并通過(guò)穿孔管將收集的雨水排入次級(jí)凈化池或貯存在滲濾池中;來(lái)不及通過(guò)土壤滲濾的表層水經(jīng)過(guò)水生植物初步過(guò)濾后排入初級(jí)凈化池中。
人工濕地凈化:分為2個(gè)處理過(guò)程,一是初級(jí)凈化池,凈化未經(jīng)土壤滲濾的雨水;二是次級(jí)凈化池,進(jìn)一步凈化初級(jí)凈化池排出的雨水,以及經(jīng)土壤滲濾排出的雨水;經(jīng)二次凈化的雨水排入下游清水池中,或用水泵直接提升到山地貯水池中。初級(jí)凈化池與次級(jí)凈化池之間、次級(jí)凈化池與清水池之間用水泵進(jìn)行循環(huán)。
2、雨水凈化系統(tǒng)三大區(qū)域環(huán)境
居住區(qū)雨水收集凈化:
居住區(qū)雨水收集凈化過(guò)程中由于居住區(qū)內(nèi)建筑面積和綠化面積較大,雨水沖刷過(guò)后大量水體可以經(jīng)生態(tài)滯留區(qū)、雨水花園、滲透池收集起來(lái)經(jīng)過(guò)土壤過(guò)濾下滲道模塊蓄水池中,相對(duì)來(lái)說(shuō)雨水徑流量較少。
所以利用海綿城市雨水收集系統(tǒng)將雨水惠存、下滲、過(guò)濾然后經(jīng)過(guò)生物技術(shù)凈化之后就可以大量用于綠化灌溉、沖廁、洗車等方面。
工業(yè)區(qū)有別于居住區(qū),相對(duì)來(lái)說(shuō)綠地面積較少,硬質(zhì)場(chǎng)地和建筑較多,再加上工業(yè)產(chǎn)物的影響,所以在海綿城市雨水收集和凈化環(huán)節(jié)就要格外注意下滲雨水的截污環(huán)節(jié)。
經(jīng)過(guò)承載海綿城市原理的園林設(shè)施對(duì)工業(yè)污染物的過(guò)濾之后,雨水經(jīng)過(guò)土壤下滲道模塊蓄水池,在這個(gè)過(guò)程中設(shè)置截污處理對(duì)下滲雨水進(jìn)行第二次的凈化,進(jìn)入模塊蓄水池之后配合生物技術(shù)再次凈化后再次的循環(huán)利用到冷卻水補(bǔ)水、綠化灌溉、混凝土攪拌等方面。
市政公共區(qū)域雨水收集凈化:
市政公共區(qū)域雨水收集凈化對(duì)比前兩個(gè)區(qū)域環(huán)境有著不一樣的方面,綠地面積大,不同地區(qū)山體高程不同所以導(dǎo)致徑流量不同,并且河流、湖泊面積較大,所以減緩雨水沖刷對(duì)山體表面的沖擊破壞和對(duì)水源的直接污染是朂為重要的問(wèn)題。
就上述問(wèn)題來(lái)講,市政區(qū)域雨水凈化在雨水收集方面要考慮生態(tài)滯留區(qū)和植物緩沖帶對(duì)山體的維護(hù)作用以及對(duì)河流、湖泊的過(guò)濾作用。在雨水調(diào)蓄方面主要使用調(diào)蓄池來(lái)對(duì)下滲雨水進(jìn)行調(diào)蓄,凈化后的水一方面用于市政綠化和公廁沖廁,一方面排入河流、湖泊補(bǔ)給水源,解決了水資源短缺的問(wèn)題。
五、海綿城市---用
在經(jīng)過(guò)土壤滲濾凈化、人工濕地凈化、生物處理多層凈化之后的雨水要盡可能被利用,不管是豐水地區(qū)還是缺水地區(qū),都應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)雨水資源的利用。不僅能緩解洪澇災(zāi)害,收集的水資源還可以進(jìn)行利用,如將停車場(chǎng)上面的雨水收集凈化后用于洗車等。我們應(yīng)該通過(guò)“滲"涵養(yǎng),通過(guò)“蓄"把水留在原地,再通過(guò)凈化把水“用"在原地。