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导语:在海绵城市的技术要点的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
关键词:海绵城市;山地城市;径流控制
中图分类号:TU-0 文献标识码:A 文章编号:1671-9107(2015)12-0062-02
近年来,随着我国城镇化建设进程的不断加快,多个城市遇雨即涝、遇干则旱的问题逐渐受到城市规划建设部门的重视,而作为我国中西部地区重点城市———重庆市的这种现象更是受到社会各界的广泛关注。海绵城市的核心理念是指在建设城市过程中,通过“源头控制”、“中途转输”、“末端调蓄”措施,让城市能够在雨量大时蓄水,雨量小时排水,从而发挥调蓄作用,减少城市内旱涝现象的发生[1]。随着海绵城市概念不断被我国学者探讨研究,我国政府部门也开始将海绵城市建设工作纳入近年来实践的重点,2014年,重庆市两江新区悦来新城作为16个海绵城市试点之一[2-3],按照海绵城市的建设要求,进行积极探索,为促进城市排水规划设计等提供支持。
1重庆市的气候及城市特点
1.1雨季时间较长、降雨量大
重庆市位于我国西南部长江中上游地区,该地区地貌以丘陵为主,属于典型的“喀斯特地貌”,也因此土壤蓄水层较薄,不适宜存水。且重庆地区属于亚热带季风性气候,降水量较多,随着近年来重庆地区城镇化建设速度不断加快,水土流失现象逐渐加剧,这都进一步促成了重庆市的降雨量不断增加;有数据表明,2010年以来重庆市每年的降雨量要明显高过2010年以前,这为重庆市内部排涝工作增加了难度。
1.2城市土质变硬、遇雨即涝
重庆市是典型的山地城市,而且随着重庆市城市化建设的范围不断扩大,城市中不透水性路面范围也开始越来越广,城市排水越来越难。虽然部分雨水能够通过地下排水网进行排解,但是部分地势较低的地区往往经常发生内涝现象,一旦内涝现象发生,不仅严重阻碍了交通,也造成了较大的经济损失。另外由于重庆的山地地形特征,降雨时地表冲刷较大,由此产生的径流污染较为严重,因此可以说,海绵城市在重庆山地城市建设应用迫在眉睫。
2海绵城市在重庆市建设应用现状
目前,我国在海绵城市建设方面的技术研究已经开展,且部分技术已在重庆市试点地区应用,下面针对海绵城市在重庆市试点地区建设中的应用现状进行分析。
2.1海绵城市建设技术措施介绍
目前来看,重庆市在海绵城市的技术研究成果主要包括特细沙源区面源污染控制、复杂地质条件下源区促渗减流技术、大坡度道路径流路肩带渗滤技术、组合模块式大坡度径流控制滤池系统、径流入湖强化侧向流生物滤池净化、道侧绿地径流滞控技术及微型水景滞存技术[4],下面对这七项技术成果进行简单的介绍。(1)特细沙源区面源污染控制技术,是指在建筑及道路的建设中使用的一种土壤聚合物,通过这种聚合物来让细沙粘性增强,从而有效避免水土流失及保证稳固性;并且这项技术还能够有效避免土壤水分渗透不充分的弊端,从而提高地面的渗水性能。(2)复杂地质条件下源区促渗减流技术,是指针对已经建成的硬质地面地表,应该有效利用硬质地面附近的绿地、草坪等设施,来减少地表径流,重庆试点建设过程中主要采取的措施就是在绿地中采用植草沟等,在转输过程中逐步减少地表径流。(3)大坡度道路径流路肩带渗滤技术,是指针对城市中地形坡度较大的地区,在路肩建设能够承载路面径流的排水渠,并通过排水渠的梯级设计来缓解水流速度,有效缓冲洪峰流量和洪峰时间。(4)组合模块式大坡度径流控制滤池系统,也称之为塘床系统,是指在水流进入排水系统之后,通过在滤池上面铺设的砂砾来对泥水进行分级过滤,从而防止由于雨水过度污染而造成的城市排水不畅。(5)径流入湖强化侧向流生物滤池净化技术,是指利用生物体系来对雨水进行净化,尤其是针对大量流进湖中的雨水,从而让雨水有充分利用的可能性,为城镇干旱季节的到来储备更加充足的水资源,并有效控制面源污染。(6)道侧绿地径流滞控技术,是指利用道路两旁的绿化带来让雨水形成滞留,并初步对泥水进行过滤,为下一步的排水及净水工作带来便利,尤其是道路两旁绿地暂时的存水性,能够有效缓解地面排水压力。(7)微型水景滞存技术,是指利用小型的城市绿地景观来对大量降雨时地表的雨水进行暂时的存储,比如花坛、水池等等,并且这项技术还能够有效利用小型景观中的生物对雨水进行净化,有利于后期的水资源利用及城市排水工作的顺利进行。
2.2海绵城市建设成果检验
目前来看,上述七项技术在重庆市海绵城市建设中已经逐步开始应用,通过利用监控设施对试点地区与普通城市地区的地表雨水排放速度进行比较发现,在同一降雨量的前提下,试点地区的雨水在20min以内就已经排放干净,而普通城市地区在降雨一个小时以后地表仍然有大量存水。其次,根据《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》中的相关规定,对重庆市两江新区的海绵城市试点与普通街道的排水过程进行检测,发现试点城区内的水量排泄非常顺利,而且也几乎没有排水死角,另外还对试点的排水时间进行测试,虽然也有部分地区排水时间与预计时间要长一些,但是并不影响雨水接下来的排放程序。从上述测试中可以看出,重庆市海绵城市建设确实取得了较好的效果。
3海绵城市在重庆山地城市建设应用带来的启示
通过对重庆市海绵城市建设的现状分析来看,海绵城市建设能够较好的起到促进城市建设与水资源生态环境保护之间的相互作用,以达到缓解城市水资源压力、提高山区城市的蓄水功能以及改善城市生态环境、减少内涝可能性的目的。在对重庆地区海绵城市建设的现状进行分析的过程中,得到以下启示。
3.1技术创新应持续加强
从上述海绵城市建设的技术措施来看,虽然已经初步研发了几项有利于海绵城市建设的技术成果,但是径流聚散工程过程影响因素较多,其中水文、土壤侵蚀、水资源研究等相互交错影响,一方面通过降雨时间空间的分布研究,将充分利用计算机模拟如GIS、HSPF、SCS、PLOAD及SWMM等技术的不断发展,与分段集蓄利用、优化配置各种径流调控技术措施相结合,不断创新突破,方能较高精度的解决海绵城市的建设遭遇的瓶颈。因此,相关研究院校机构等应针对重庆山地城市的实际需求,加强海绵城市建设技术的不断创新,从而为海绵城市建设提供有力的技术保障。
3.2不同政府职能部门之间加强协作
海绵城市建设需要市政、规划、建设、园林等各个部门之间的统一部署、统一规划、统筹协作。目前我国已经先后出台了《绿色生态住宅小区建设技术规程》以及《绿色建筑评价标准》,以及正在编写的《重庆市海绵城市技术细则》等,政府以及相关机构还需要进一步加强不同政府职能部门之间的协作,如在控制性详细规划中确定透水铺装区域,合理控制透水地面面积比例等,市政、园林部门应在绿地规划中协调下凹式绿地建设,建设部门应根据用地功能、地质条件等综合考虑技术措施以控制海绵城市建设目标,在为海绵城市的政策建设工作提供良好氛围,保证海绵城市技术应用的最佳实践效果[5-7]。
3.3市政基础数据收集范围应逐步扩大
随着海绵城市建设范围的不断加大,国内一些城市例如辽宁沈阳市、江苏镇江市、浙江嘉兴市、山东济南市等也已经开展了一系列研究与实践,应广泛开展经验技术交流,促进海绵城市发展建设。目前来看,我国现在海绵城市建设的试点主要在长江流域,这主要是由于我国长江流域普遍降水量大,该地域土质较硬,海绵城市建设需求比较迫切的原因导致的;但是实际上海绵城市建设的需求不仅仅在长江流域,同样在东部沿海其他城市有着迫切的需求。另外,不同地域的城市降水情况不同,地形地貌等地质条件不同[8],试点范围的扩大也能够为海绵城市建设政策的进一步完善提供更大范围的基础数据。
4结语
随着开发建设周期的缩短,海绵城市建设的任务也日益艰巨,海绵城市不是某一项政策提议,而是真正的用实践来证明海绵城市的时效性。这不仅需要新理论、新技术体系、新的开发建设模式的建立,还需要一系列配套的技术及管理、监控措施,包括新的规范标准的制定,传统规划、设计、观念的改变,政府不同职能管理协作,合理的监测评估等。海绵城市建设是一个多目标、多层次的长期的系统性的建设工程,重庆典型山地特征对海绵城市建设需求更要迫切,需要在当前的经验积累基础上,不断探索完善,改善生态水环境,为其他城市建设海绵城市提供借鉴和支撑,促进社会及经济和谐发展,为新型城镇化提供重要保障。
参考文献:
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Abstract: Through expounding the background of sponge city and the concept of sponge city, this paper further studies the connotation of sponge city and rain flood management, discusses the status quo of urban construction at home and abroad and analyzes the way and technology of sponge city construction. And combined with the cases at home and abroad, in the case of urban construction in china, this paper thinks about how to better construct the sponge.
关键词: 海绵城市;雨洪管理;低影响开发;技术
Key words: sponge city;the rain flood management;low impact development;technology
中图分类号:TU992 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)10-0214-02
0 引言
近些年,我国频繁地发生城市内涝,同时,忽视生态环境,导致水资源遭到严重污染、水资源短缺。另外,我国传统城市建设模式在面对出现的各种水环境问题时,表现出明显不足之处。主要归咎于:①城市排水单一的使用工程管道式灰色排水基础设施;②防洪规划和排水工程规划的落后;③对于雨水再利用的意识薄弱,天然雨水利用率极低,不到10%[1]。这些问题已经无法依靠某一单独的管理部门去解决了,而是需要一个更为系统、综合的解决方法,“海绵城市”理论便是基于这样一个背景下提出的。
所以研究的目的就是通过对海绵城市建设的内涵、国内外研究进展、国内外案例分析等来梳理海绵城市建设主要是其中雨洪管理方面的要点,对目前我国海绵城市建设提出一些建议,以期对之后海绵城市建设起到参考作用。并且在进行研究时,对于国外的成功经验不能一股脑地“拿进来”,一定要结合我国国情,有针对性地进行研究,更好地用于我国海绵城市建设。
1 关于“海绵城市”的内涵
《指南》对“海绵城市”进行了如下定义: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”,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[1]。其内涵可以具体解释为3部分:①海绵城市就是在面对洪涝和干旱等自然灾害时,可以灵活应对和适应水环境危机。②海绵城市在雨水管理前后其水文特征是基本保持不变的,主要通过低影响开发(LID)思想以及相关技术来实现。③海绵城市通过不同方式将雨水收集起来加以利用,体现了对雨水资源可持续的综合管理思想。
2 海绵城市建设的现状
2.1 国外海绵城市发展现状 国外对于城市雨水管理的实践与研究大量兴起于20 世纪的八九十年代,并在二十年内取得了可观的进步和发展[2]。以美国、澳大利亚、英国、德国和日本等为代表,主要包括美国的最佳管理措施(best management practice,BMP)和低影响开发技术(low impact development,LID);澳大利亚的水敏性城市设计(water sensitivity urban design,WSUD);英国的可持续城市排水系统(sustainable urban drainage system,SUDS);日本的健全水循环体系;以及德国柏林推行“雨水费”制度。另外,除了雨水管理的理念和技术,国外还推出了一系列法规及奖励政策,比如20世纪90年代,美国联邦政府制定了《家污染物排放削减许可制度》;设立绿色屋顶专项基金及优惠[3]。
2.2 国内海绵城市发展现状 我国城市雨水控制技术起步于20世纪80年代,初期主要集中在雨水利用,近年来雨水控制技术重心逐渐转向雨洪调控及污染控制[4]。2014年10月,住房和城乡建设部了《海绵城市建设技术指南―――低影响开发雨水系统构建(试用)》。2015年1月,启动了镇江、嘉兴、厦门、济南、武汉、常德、南宁等 16 个试点城市的海绵城市建设。
3 海绵城市构建途径与技术
3.1 水生态系统的主体保护与修复
①划定区域。划定需要保护的生态斑块比如湖泊、河流、湿地及水源涵养区,同时还有农田及原野,严加保护和识别。②进行保护。并且制定相应的法律法规,引导、规划和约束各类开发、利用、保护水资源和水生态的行为[5]。对于确需建设的项目应上报各相关部门批准后,予以实行;而对那些不符合岸线控制利用和保护管理规划的一切行为都应依法查处。另外,已经遭受到破坏的绿地、森林等雨水调控功能性强的斑块、水体面积和体积及水质我们需要通过各项技术加以修复。
3.2 低影响开发技术 低影响开发(LID)就是根据自然界中的水文条件原理,从源头对雨水进行管理和控制的一种雨水管理方式。
3.2.1 截留技术 截留技术就是通过不同方式,使雨水汇集面积增加,减慢雨水形成径流的时间,以此达到延缓径流的目的。
①绿色屋顶。绿色屋顶的结构包括四部分:植物层、土壤层、过滤层、排水层。对于不同的植物和介质层,绿色屋顶在夏天可以滞留70%~90%的降雨,冬季可以滞留25%~40%的降雨[6]。②冠层截留。根据上海交通大学对上海市156个植物群落中植物滞留能力的研究,发现植物截留主要分树冠、枝干及其土壤,其对雨水的截留能力分别约为9%~12%、2%及40%,并且针叶植物冠层截留率要高过阔叶植物[7]。
3.2.2 促渗技术 促渗技术就是通过使用一些透水性的结构和材料来增加雨水的下渗量,同时材料或是结构具有一定的过滤净化作用。①透水铺装。透水铺装其系统的结构,从上到下依次为:面层、基层、底基层、垫层。透水性铺装材料主要有五种:包括透水沥青、透水混凝土、透水地砖、沙砾网格和嵌草网格。②绿色停车场。绿色停车场就是能够汇集来自机动车的零件磨损产生的重金属、汽车排放物以及周边径流汇集所产生的污染,进行初期处理减少面源污染。③绿色街道。绿色街道就是包括雨水种植沟、雨水种植池、路牙石扩展池、雨水渗透园与透水性铺装等设施,来保护地表和地下的水资源、使污染物减少,使雨水外排减少的道路雨水管理方式。
3.2.3 调蓄技术 调蓄技术就是在降暴雨时能收集雨水并对其净化,在干旱时能向周边绿地提供水资源。
①植草沟。植草沟是指种植植被的景观性地表沟渠排水系统,地表径流以较低的流速经植草沟滞留、植物过滤和渗透的作用,雨水径流中的多数悬浮颗粒污染物和部分溶解态污染物得以有效去除[8]。植草沟的结构从上到下为植被层、种植土层、过滤层、渗排水管以及砾石层。根据上海交通大学对5条不同结构参数的生态植草沟进行模拟降雨径流实验,生态植草沟中对径流污染物净化效果最佳的结构组合是:20cm种植土+30cm砌块砖+10cm砾石[9]。
②雨水花园。雨水花园也叫生物滞留池,指在低洼区域种不同植物的工程设施,通过土壤以及植物的过滤作用来净化雨水,并将雨水暂时滞留后慢慢渗入土壤以此来减少径流量。自上而下包括:蓄水层、树皮覆盖层、植被及种植土层、人工填料层、砾石层,其总厚度在50~80cm合适。
③多功能调蓄池。多功能雨水调蓄池具有雨水调节和雨水贮存功能。主要是为了调蓄暴雨峰流量,同时将雨水的排洪、减涝、利用与城市的生态环境和其他一些社会功能更好地结合,使城市土地资源更高效地利用的一种综合性性设施。
4 案例分析
4.1 德国沙恩豪斯社区雨洪管理系统 沙恩豪斯社区位于奥斯菲尔敦,总面积约为150公顷,人口大概是9000,降雨偏少,属于较干旱的地区。社区在规划设计以及建造的过程中运用低影响开发技术,比如可再生能源、节能建筑、雨洪管理和开放空间多功能利用等等。
社区的雨洪管控系统有3个等级,首先一级组团生态设施接收来自建筑屋面、道路的雨水径流,主要设施包括生态沟和雨水花园;二级处理设施接收各个组团间的雨水,主要是通过大型生态沟进入多功能蓄渗池、小型景观湿地,最终再一起进入三级中型湖泊湿地。雨水的利用率高达95%,十分有效地缓解了城市的排水设施压力,同时还补充了地下水部分。
4.2 哈尔滨群力国家城市湿地公园 哈尔滨群力国家城市湿地公园场地原本是一片湿地,然而周边的道路建设和高密度城市的发展,导致该湿地的水源即将枯竭,造成湿地退化,并将消失的情况。该项目的设计策略就是将面临消失的湿地转化为一个雨洪公园。设计保留了场地中部的一大片区域作为自然演替区。沿其四周通过挖填方,人为地制造出一系列深深浅浅的的土坑和高矮不一的土丘,成为一条美丽的“蓝-绿项链”,使之形成了自然和城市之间的一层过滤膜和体验界面。然后沿四周布置雨水进水管,尽量收集城市雨水,让经过水泡系统经沉淀和过滤后的雨水进入核心区的自然湿地,同时还在山丘上种植了很多白桦林,一个个水泡中主要是乡土水生和湿生植物群落。让整个场地焕然一新,成为城市周边一处宜人地带。
5 我国海绵城市建设发展的思考
海绵城市技术要把握的最重要的原则就是以汇水区为单元,包括工业、农业社区,雨水就地蓄留处理,要在源头控制,完成地上与地下的水循环。并且在建设海绵社区时,我们要看到汇水区和湿地、河流和湖泊的关系,还要看到大的流域关系,要综合地看待社区生态功能。要将海绵城市的技术综合利用起来,形成一个系统,将利用率达到最高。笔者建议,还应加强相关的立法工作,尽快完善法规体系建设,比如运用收费、补贴、奖励和罚款等经济手段,提高落实低影响开发技术措施的积极性,通过各种渠道普及相关知识,转变公众观念,增强公众的生态意识,城市的建设不只是靠管理建设部门或是专家学者,更重要地是要让公众参与进来,让公众有这个意识,这是非常重要的。
所以在海d城市建设的过程中,我们需要适时的向回看、不要完全被现代科学技术所束缚,要重拾尊重自然、模拟自然的智慧方法,更好地发挥现代科技优势,解决人类生存的问题,因为任何的发展,不管是科学技术还是城市建设,只有在尊重自然的前提下,才会是可持续的。
参考文献:
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关键词:临沂市;海绵城市;建设;低影响开发
中图分类号:TV213.9
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)20-0138-03
1 引言
《海绵城市建设技术指南》中指出,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”,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[1]。近些年来,临沂市在保障城市生态安全、防治城市内涝污染、改善城市水质等方面取得了相当大的成效[2]。但仍存在一些技术性问题尚未解决,如排水基础建设目标单一、净水标准不高、排水系统不全等,这使得初期雨水地表径流污染、城市内涝、水体黑臭等问题无法从根本上解决[3]。临沂市进行海绵化建设和改造刻不容缓,于2015年顺利成为山东省海绵城市建设试点省级示范市。
通过调研临沂市开工建设的新东关棚户区改造项目、北城二期道路改造工程、鲁商中心雨水收集利用项目、临沂国际雕塑公园改造项目等海绵项目,分析了临沂市海绵城市建设的内容和存在问题,有针对性地提出可优化的建设策略。这不仅为临沂市充分利用雨水资源提供可行性方案,还为建设具有自然渗透、自然净化、自然积存功能的海绵城市提供理论依据。
2 临沂海绵城市建设整体分析
临沂市位于山东省南部,降水量丰富,受季风影响显著,夏季多暴雨,且地势相对低平,故夏季是造成临沂市“逢雨必涝、旱涝急转”局面的高发季节[3]。临沂市的城市建设模式传统,排水设施也主要是泵站、灌渠等“灰色”设施,配以“末端集中、快速排除”控制的主要规划设计理念,更加剧了这种矛盾局面。
2014年10月,以实现城市发展与环境资源协调为目标,建设具有自然积存、自然渗透、自然净化能力的“绿色”海绵城市理念首次被提出。临沂市成为2015年山东省确定的5个设区市、3个县(市)的省级海绵城市示范市建设试点之一。
临沂市于2015年12月启动海绵城市规划和实施方案编制工作,共计4个海绵城市项目开工建设:临沂国际雕塑公园改造项目、新东关棚户区改造项目、鲁商中心雨水收集利用项目、北城二期道路改造工程,初步确定将火车站片区作为海绵城市示范区。初步预测,到2018年底城市海绵化面积完成71.75 km2;到2020年,临沂市将有25% 以上的面积实现海绵城市改造。
3 临沂海绵城市建设现状及存在问题
3.1 火车站片区
火车站片区属于老城区,建筑密度高,人流量大,车辆流通频繁,是临沂重要的交通运输中心,但该片区仍采取“快速排除,末端集中”设计理念的传统排水系统,大雨天气仍存在严重内涝,对城市交通以及居民出行造成严重影响。
在调研过程中,发现火车站片区在海绵城市建设的诸多问题,未能发挥对环境变化和自然灾害的“弹性”作用。
(1)火车站广场两侧建有小面积绿地,绿地铺设孔状透水砖,乔木根部铺设鹅卵石,但由于采用传统绿地设计模式,透水铺装率低,绿地高于四周路面,在雨天吸水、渗水、蓄水作用较弱,源头分散效果差,遭遇暴雨急雨时缓排作用微弱,未能发挥“海绵体”应有的作用。
(2)火车站地势差异大,在北高阶梯处设有排水口,能够一定程度缓解北高处的雨水积存。但片区排水口位置分布设计不科学,未考虑实际地势。多数排水口分布在片区地势较高区域,导致低洼处在雨停数天后仍存在积水现象。
(3)片区内排水口数量少且分布范围有限,排水设施目标单一,设备老旧,排水管道标准偏低,排水口径小,排水效率差,在城市遭遇暴雨急雨时无法实现“快速排水”,易导致内涝。
3.2 国际雕塑公园
临沂国际雕塑公园在规划建设中坚持“渗、滞、蓄、净、用、排”宗旨,以打造成为“海绵公园”。目前公园内有4个蓄水池,其中有1个在建,有1个处于改造提升阶段,蓄水能力达到1.8万m3。雕塑公园中各类景观与“海绵”元素有机结合,利用自然力量排水、蓄水、渗水,实现“缓排缓释、源头分散”理念,发挥“海绵体”作用。公园地势总体呈四周高、中间低,中间最为低洼区域为林下区,使园区整体形成了自然排水、自然积存、自然渗透和净化的良性循环;园区部分人行道路两侧铺设有下凹形大理石雨水沟,引导径流汇流;园区地下安装了作为雨水回用管道的PE管道,总长度达5.2 km,直径为160 mm,收集来的雨水进行园内植物浇灌。
但临沂国际雕塑公园在诸多方面仍存在“海绵化”不彻底的问题。
(1)园区透水路面铺设率较低,硬质人行道路面比例大,路面以大理石、沥青为主要材料,渗水较差;
(2)园区雨水蓄水池、收集井数量较少,地势较低区域蓄水性利用差;
(3)园区雨水回用系统利用率不高,大片的绿地浇灌仍以自来水浇灌为主。
3.3 新关东棚户区改造项目
东风东关片区不仅是临沂最古老的历史文化核心区,人口密度大,同时也是滨水景观居住区,总建筑面积达51万m2。新东关棚户区建设提升改造过程,将“渗、滞、蓄、净、用、排”的海绵城市建设理念融入其中。为保障75%降雨不外排,逐步实现城市小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解的目标,在对现状水系、绿地、管网等进行深入研究的基础上,该片区改造项目按照海绵城市建设标准进行工程建设,制定了合理的下垫面径流系数、透水铺装率、下沉式绿地率、绿色屋顶覆盖率等规划目标(表1)。
3.4 鲁商中心雨水收集项目
鲁商中心雨水收集利用项目是指对该片区的房屋屋顶进行海绵化改造,屋顶增设排放雨水的管道(图1),地下建一个大约150 m3的蓄水池。屋顶有多个弃流井,溢流、弃流雨水经过弃流井进入下游雨水管线。经过初期处理的洁净雨水进入屋面雨水收集管线,流向地下的蓄水池。这样既能最大程度地蓄存利用雨水,也能保证收集的雨水的清洁度。经过初级过滤、全自动紫外线杀菌之后的雨水,达到相关水质标准后,用水泵打到用水点,用于道路浇洒、景观用水、绿地灌溉等。为了提高二次利用的雨水的洁净度,使用的雨水收集箱采用模块化设计,系统会反向冲刷掺在雨水中的淤泥,然后通过底部的排水口排出淤泥。
3.5 北城二期道路改造工程
作为临沂海绵城市建设的首要推进区,临沂市北城新区二期引入了海绵城市建设理念,形成“一心、三带、三廊、多点”的绿地结构。初步进行了大面积道路人行道渗水性改造工程,涉及北城新区长沙路等六条交通干道,人行道用具有透水性的耐火砖替换了混凝土砖,总工程量5.9万 m2。
对两种砖体进行模拟降水的对比试验,发现普通混凝土砖人行道在遭遇降水时,砖块本身无渗水能力,水体完全依靠砖块之间的铺设形成的缝隙完成下渗,下渗速度慢,下渗率低,且砖面易出现雨水积存现象;透水性耐火砖人行道在遭遇降水时,砖块之间缝隙大,砖块本身也具有吸水性,水体下渗速率快,且砖面不会出现雨水积存现象。
但该项目目前仅进行了人行道渗水材料铺设,遭遇急雨暴雨天气时,雨水经人行道渗水材料进入地下后仅靠土壤自然积存、渗透、净化,因此蓄水、净水能力差,效率低,周期长。
4 临沂海绵城市建设的建议和思考
根据海绵城市建设的目标和应遵循的基本原则[4~6],在对临沂海绵城市建设充分调研的基础上,针对目前存在的问题,提出了科学可行的建议。
4.1 临沂国际雕塑公园改造项目
在临沂国际雕塑公园地理位置、生态基础以及海绵项目改造现状的基础上,针对园区进一步实现“海绵公园”建设目标提出建议。新规划主要针对该园区四个区在“海绵化”过程中不彻底的方面进行重新规划设计,进一步将雕塑公园建设成“海绵公园”。
(1)入口区:将以渗水性较强的“海绵道路”代替以大理石为主要材料的硬质路面,增强入口区渗水能力,同时增大入口区绿化比例,将绿色植物与“海绵体”有机结合。
(2)林下区:重点强化该区内的雨水调蓄能力,实现雨水调蓄池功能多元化、运作高效化,将其打造成集储水、净水、雨水再利用于一体的雨水收集利用系统,使其能够解决园区内70%以上的绿化灌溉、景观水等用水。
(3)现代园区:结合该区域东北高西南低的地势特点,计划将该区域西南最低洼绿地改造为地下雨水调蓄池,主要承担现代园区的雨水排水、蓄水,解决现代园区排水成本高,海绵项目覆盖率低的问题。
(4)雕塑园区:该园区人文因素丰富,布局较多雕塑,规划建设中将海绵项目细化,对该区景观花池、大型乔木和游客休闲座椅等进行“海绵化”改造,使其能够发挥分散的、小规模的源头控制机制。
4.2 新关东棚户区改造项目――新型透水孔
调研发现,新东关社区“透水孔”的渗水、蓄水功能主要由自然力量承担,渗水、蓄水效果较差,无法应对暴雨急雨等天气,更无法实现雨水的再利用。对此,针对透水孔技术进行改造,提出新型透水孔设计方案(图2)。新型透水孔路面采用四层铺设,最下层(第四层)为排水层,在建设土基中铺设渗水管;第三层是由30 cm厚的大颗粒石子组成为石子层;第二层为持力层,浇筑15 cm厚的混凝土,并钻出直径为15 cm的规整透水孔,每个透水孔间隔40 cm;最上层(第一层)按“人字形”竖铺渗水砖。相比第一代透水孔,新型透水孔大大提高了道路渗水效率,同时与雨水回收利用技术有机结合。
5 结语
通过海绵城市建设,实现雨水资源的高效利用,一方面综合提升了城市防洪排涝能力,另一方面使径流污染得到有效削减,进而逐步实现小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、“热岛效应”缓解的目标。同时又能充分发挥城市绿地、水体、建筑、道路等基础设施对雨水的吸纳、蓄存、净化和缓释等作用,实现雨水的二次利用。建成以生态系统为基础、现代科技为手段的多元化城市雨水管理系统,以解决临沂市雨涝灾害和水污染管理两大核心问题,从而平衡城市建设与水生态环境之间的关系。
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刘波是湖南省常德市环卫处宣教中心的一名普通干部,却怀抱改变中国城市规划、城市水资源持续利用和生态修复的理想。
在接受《瞭望东方周刊》采访时,刘波给记者翻看他2012年5月4日向七大流域干流城市市长寄出80封信的邮局存根,脸上显出失望和无奈。“把上面的条形码输入中国邮政的主页就能查到,寄过去的信没有丢,都已经被签收了。”
2011年两会期间,刘波曾通过常德市一位九三学社代表提交了《关于建立完备的城市流域管理水资源法律法规体系》、《关于建设海绵体城市,提升城市生态还原能力》等7个方面内容的提案。水利部回复了近10页纸,但除了列举水利部多年来在这些方面所做的工作,可实质性操作的内容不多。
这条路没走通。2012年,刘波想起给长江、黄河、珠江、海河、淮河、松花江、辽河七大流域干流的80座城市市长写信,千字左右的《中国七大流域干流城市市长宣言》中明确写出了他的改造构想:七大流域干流各城市政府以2012年城市硬化面积为基准,从2013年起,每年减少城市硬化面积3%至5%;从现在起,以建立“海绵体城市”为切入点,有步骤地开展城市生态修复工作。
按照刘波最初的计划,在2012年5月30日前,如有超过60%的城市回复同意,此宣言生效,他会将宣言交给国务院及国家有关水资源管理组织备案,并拟建议第三方机构对宣言中的实践内容进行跟踪评估。
然而,至今无人回复。
全流域管理
刘波关注水资源利用始于2000年他在湖南省环卫协会任职期间。那时他到湖南省各城市开会调研,看到许多地区垃圾场都是露天堆放,直接污染了当地水源,农村就地取的地下水基本不能喝。这些环境问题也引起了当地官员的关注,请来德国专家对湖南省负责垃圾管理的技术人员做培训。水资源管理的理念也是在当时湖南和德国的合作项目中被引入的。
2005年,在一位旅居德国的常德人牵头下,德国汉诺威市、荷兰乌特勒支市和中国常德三座城市联合向欧盟提交了城市水资源环境对话项目的申请。尽管申报材料并不十分完备,但水资源环境话题得到了欧盟的重视,在同时申报的100个项目中,唯独这个通过了。
欧盟提供了50万欧元的经费,项目于2006年3月在常德启动。在频繁往返于欧洲调研的过程中,刘波真正领会了欧洲的水资源管理理念。正是在这种理念的指导下,欧洲上世纪80年代曾经态势严重的德国鲁尔工业区、巴黎塞纳河的水资源污染问题都得到了有效治理。
“他们最主要的理念是全流域管理。大的流域管理是国家级的,地区性的流域管理要成立管理委员会,一二三级流域,形成树状结构,从根部管到每一片树叶。而我们现在不是树状,是碎片化管理。”刘波指出国内水资源管理理念中不科学的因素。
欧洲国家的水资源管理都是在《欧盟水框架指令》的指导下进行的,水框架指令的核心要点是强调整体流域系统的概念,所有河流改善计划的细节都要公布、让民众自由发表看法,所有国家都要定期向欧盟报告工作进展,配合以严格的惩罚条例,对无法完成指令的国家进行惩罚。
我国虽然有长江水利委员会和黄河水利委员会等组织,但是它们并没有行使流域管理的职能。我国《水法》中强调行政区域管理和流域管理相结合的方式,“实际上就无形中削弱了流域管理的作用,地方政府搞开发的时候,不会向流域管理系统申报开发项目对当地水资源造成的破坏和修复办法。”刘波解释。
打造“海绵体城市”
在严格的水框架监督下,欧洲的水资源管理、污水治理、城市生态修复在最近30年内“脱胎换骨”。
“完备的流域管理法律体系和有效的管理机构;注重流域管理规划和城市建筑开发中的水土保持;按就地处理的原则收集和处理雨水和污水;重视河流的生态保护和尝试亲水型防洪策略。”刘波对欧洲经验做出了总结,这其中,他对法律强制城市建筑小区蓄水的做法尤为印象深刻。
德国上世纪80年代末就把雨水的管理与利用列为90年代水污染控制的三大课题之一。当地在新建工业、商业建筑和住宅区前,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用措施,政府将征收雨水设施费和排放费。
上海市水务规划设计研究院副总工程师赵敏华告诉《瞭望东方周刊》,“德国法律要求每个建筑开发后限制排出来的水量,强制蓄水。上世纪80年代,全球水价最高的是德国,一吨水4马克,其中1马克是上水,脏水回到干净的水,处理费要3个马克,这就是在水价上做引导。而目前欧洲水价平均是1. 75欧元一吨。”
与德国重视雨水管理的方法类似,美国提出了雨水最优化管理方法BMPS,日本也在上世纪80年代末提出了“雨水流出抑制型下水道”,采用各种渗透设施截留雨水并收集利用,该计划纳入国家下水道推进计划,国家在政策和资金上给予支持。
借鉴上述经验,刘波将城市生态修复的理念概括为打造“海绵体城市”:建立雨水收集和利用系统,开发、改造城市社区建筑物、道路、绿化带、停车场、广场、公园等公共设施蓄留雨水的生态功能,尽可能恢复城市原有河道、水塘、沟渠,减弱城市热岛效应,提高雨水渗透率,重视地下管网的普查、检测和修复工作,防止地质灾害。
“要让城市像海绵一样,有时能吸水,有时又能挤出水。”刘波说,“这里说的吸水和挤水,几乎都是运用自然排放和收集的方法,实现雨水和绿地间的自然交换,不依靠抽水泵等高耗能高排碳的人工方法。实现从人工化城市向自然城市、生态城市的转换。”
从居民楼的屋顶开始改装
北京“7·21”特大暴雨山洪泥石流灾害,让城市蓄水排水问题成为社会关注热点。数据显示,在原始森林的天然流域状态下,98%的雨水都可以下渗和蒸发,只有2%从地表流走。但是随着城市化进程的加快,城市路面硬化率增高,失去了自我消化能力,雨水无法下渗,径流量超过50%,北京甚至达到90%,雨水流走后,地面蒸发马上产生热岛效应。
“怎样有效留住雨水,又在需要的时候挤出水,成为中国城市特别是北方缺水城市要重新考虑的治水观。”刘波说。
“7·21”暴雨过后,北京水务局和设计院专家也和赵敏华讨论过,认为是北京的排水标准太低。赵敏华说:“这种找原因的方式,还是头疼医头脚疼医脚,没有对症下药。北京地势高低不平,广渠门的积水是从上游流下来的,客水为洪,才造成了人员伤亡。改变‘只排不蓄’的概念,从蓄水到排水到用水,系统考虑才能治理好。”
雨水在数千年前就被人们利用,进入工业化时代,城市快速发展,雨水反而成为一种负担,被当做需要解决的“废水”。“北京团城的排水系统,是古人遵循天人合一、敬畏自然的观念修建成的,都江堰这样成功的水利工程也是因势利导的结果,成功治水,要顺应自然。”刘波说。
刘波建议,“海绵体城市”首先从小区居民楼的屋顶开始改装,屋檐做成凹形槽,雨水通过管道流下,在与地面交汇处堆上鹅卵石缓冲水流下泄压力,然后将雨水引到小区中央的生态湿地,湿地下面连接蓄水箱。“或者像德国一样,一些建筑物屋顶直接改装成生态绿地。但渗透速度必须经过科学计算,如果遇到暴雨,能不能满足最大的暴雨径流,这些都跟草皮下面的沙子直径有关。”刘波向本刊记者展示德国某小区内部的人工湿地资料,小型湖泊旁设置了瀑布景观,瀑布的水就是雨季蓄水。
用收集到的雨水补充地下水,是防止地陷、天坑现象的有力措施。在干旱季节,能够维持小区景观,调节小区的微气候,绿地土壤含水量较高,可以自然给小区降温。
“而单体建筑做了雨水收集处理,就是健全了城市的蓄水细胞,如果每个细胞都这样处理,那么城市生态必定大为改观。”刘波说,停车场和道路两旁也做同样的改装,做成下凹式绿地。绿化带路面稍有倾斜,水都流进绿化带设置的缺口里。初期雨水含有汽油等油污,含铅量比较高,土壤和草皮可以对前10分钟的雨水进行自然的净化过滤。
“通过海绵体城市建设保存好地下水,10~20年后收效会非常明显,100年之内,地下水基本恢复正常。”刘波说。
最近刚从杭州出差回来的刘波惊喜地发现,2001年开放的位于杭州市元宝街的胡雪岩故居,古宅建筑的屋檐采用了和欧洲一样的排水蓄水管道,雨水经过这样的系统收集到一个大水缸里,形成了天然的人工湿地。
“古人有‘天水不外泄’的观念,我正在考证这个系统是胡雪岩家里本来就有的,还是故居后期修缮加上去的。如果是早期就有的,那古人在很久以前就理解了‘海绵体’的意思,并把它运用到自家住宅当中,保持自然生态平衡。”刘波说。
“从飞机往下看处处是刀痕”
一些发达国家的停车场本身就具有储水排水的功能,对比中国式的道路绿化,刘波直言很多时候是做表面功夫,“绿化带的植物用托盆高高挂起,完全起不到涵养雨水、调节气候的作用。天安门广场那么大面积,如果结合湿地改造的功能,对调节北京城中的气候能起到相当重要的作用。”
在我国快速修建高速公路和城市高架桥、立交桥的同时,城市与乡村的天然河道被切割成碎片。“从飞机往下看处处是刀痕。”刘波说,“最典型的就是卧龙大熊猫自然保护区被公路割成碎片,大熊猫的活动区域因此进一步减少。”
理想的人工系统和自然系统应该紧密融洽地结合在一起,一些德国的案例显示人工桥梁下面就是步道,河流下面可以交流,河岸的生态廊道也不会被桥梁阻隔。而当地河流沿线布置着较大面积的人工湿地,积水通过公路下的缺口流下,硬化路面下面是沟通的。梯形拦水设施顺着道路坡度修建,一级一级流下来,水流的冲击力也得到缓解。
在中国许多地方,河道经历了由自然坡度向90度垂直大坝演变的过程,刘波的海绵体城市构想要做的,还包括把这个趋势逆转回去。
“修建大坝截断了河道,阻断了鱼类的回游产卵通道,破坏了生物多样性,生物链条阻断后,自然净化能力就变低,即使不向河里排污,水质也会变差。”刘波说,“建防洪堤都是堵的方法,应该改成生态堤岸,建生态水库、湿地,用柔性波岸代替硬性河床,可以减缓水流冲击力,还能恢复生物多样性。”
三峡大坝现在就在修复鱼类洄游的生态廊道。对于年久失修、已经丧失功能的病险水库,刘波建议直接打掉,把加固资金节约下来用于生态投资。
“生态产业在中国还是朝阳产业,将来它创造的GDP含金量非常高,产业分工明细后还能带动就业。目前我国的生态修复研究往往停留在纸面研究上,产业化程度比较低。”刘波说。
“阳光谷”和鸟巢模式不适合推广
幅员辽阔的中国,不同地域城市做雨水收集都有不同的考虑重点,据赵敏华介绍,北京、武汉、广州等容易形成内涝的地区,安全是首要考虑的因素;而昆明雨水利用则要从水资源的角度切入,上海的初期雨水规划,要从提升水质和建造水环境的角度切入。
国内的雨水利用方面,昆明走在了前列,昆明市政府2009年颁布了《昆明市城市雨水收集利用规定》,提出民用建筑、工业建筑的建筑物占地与路面硬化面积之和在1500平方米以上的工程项目,总用地面积在2000平方米以上的公园、广场、绿地,城市道路及高架桥等市政工程项目都要建设雨水收集设施。
2011年广州市了《广州市建设用地地表径流控制办法》。而早在十年前,北京就着手建立各类蓄水池、人工湖和下凹式绿地等集雨工程,但收集率却不到1%。
“7·21”大雨过后,北京市出台雨水利用奖励政策,凡小区内建设储水能力达一吨的蓄雨池,政府补贴500元,1000吨补贴50万元。
对收效明显的世博会集雨工程和北京鸟巢雨洪综合利用工程,赵敏华分析说,两者在技术上都套用了国外先进技术,但理念上还是没有脱离人工化的框架。
上海世博会的“一轴四馆”,集水屋面面积达20多万平方米,雨水收集主要用于景观水体补充、绿地浇灌和道路广场清洗。只“阳光谷”收集的雨水,就补给了世博园几十个厕所用水。
但是参与设计规划的赵敏华也承认:“这一套造价太贵,成本非常高,水价超过3元,而目前上海的水价是2元多,这种模式向市场推广,操作非常难。”
北京鸟巢的雨洪综合利用工程最大储水能力高达1. 2万立方米,鸟巢70%的用水都来自回收水,每年可节约400多万元的城市防洪费。
鸟巢附近的龙形水系,虽然是人工湿地,但下面没有与蓄水、回收利用的系统连接,草坪也没有集雨设施,仍然是独立的单元,没有系统化。
“‘阳光谷’和鸟巢这些工程的质量肯定是确保的,后期管理也跟得上,而普通城市小区的集雨工程管理跟不上,效益不大,做好了也只是个摆设,所以政府和公司都不愿意做。集雨工程可能是房子的卖点,但卖出去就没人管了。”赵敏华说。
刘波也不认为“阳光谷”和鸟巢模式具有可复制性:“阳光谷太人工化了,为了收集雨水而收集雨水,是大型的收集工程,不是生态处理方法。用自然的方法做地表的雨水收集才适合推广发展,大工程需要维护费用,本身就是高碳的。”
目前,刘波式“海绵体城市”正在他的家乡常德“试水”。
通过与德国的欧盟合作项目,常德请德国专家做了“水城常德”的重新规划方案。以水为中心,第一步是恢复古护城河;第二步治理穿紫河,穿紫河沿线有六座污水基地,从前的露天污水池改为封闭式,通过污水管道引到污水处理中心,新的河道只承接雨水,与柳叶湖打通,雨污分流;第三步建设城市的生态廊道,把整个城市用水沟通起来,上游农业地区要控制农药污染,水质在未来3~5年内得到彻底改观。
关键词:雨水花园;生态效应;雨洪管理;可持续发展
0 引言
近年来,我国频繁遭遇前所未有的水资源危机,城市内涝严重,下垫面过度硬化,自然绿地已经成为稀缺资源。我国水资源相对短缺,有一半以上的国土地处干旱、半干旱以及季节性干旱的半湿润区,水资源时空分布不均匀,导致结构性缺乏更加严重。与此同时,我国大部分人口和产业集中在江河湖沿岸地区,甚至处于泛洪区内,加之大陆性季风气候降雨集中等特点,使大多数城乡地区不可避免地遭受洪涝灾害威胁。水资源短缺与水灾害频发已经成为制约我国经济发展的两大重要因素。面对这一严峻形势,我国半个多世纪以来,以工程措施改造水环境、解决水问题,取得很大成就。
在当前水资源矛盾尖锐的情况下,将雨水进行再利用,弥补先天水源不足,缓解城市水问题。我国雨水花园技术尚处于发展初期,收效微弱,利用率低。人们一直视雨水为废弃物,长期以来“一排至之”的做法,不仅浪费了雨水资源,同时也破坏了城市水系统的循环性。在此背景下,我国急需建立一套“渗、滞、蓄、净、用、排”的雨水循环利用系统,应对水危机,助力海绵城市建设进程。
1 雨水花园的理论基础
1.1 可持续发展理论
可持续发展的理论源于人类对于未来社会的担忧,最早应用于林业生产方面。1987年,世界环境与发展委员会的《我们共同的未来》,将其定义为既能满足当代人的需要,不危及下一代人的生存,又使下一代人的需要和生活得到保证。
从可持续发展理念出发,雨水利用将成为未来城市发展的重要参考因素。首先,城市水资源日益短缺,地下水的开采过度以及雨水的初级污染加剧了城市生态环境的破坏;其次,季风性气候影响,许多城市内涝严重,给人民生产生活造成严重损失针对水资源短缺与城市雨洪灾害两大主要矛盾,实现雨水资源的收集与再利用,改善城市水循环系统,提升城市生态环境品质。
1.2 生态设计理论
18世纪下半叶,人类社会迈进工业时代,科学技术迅猛发展。与此同时,全球变暖、城市膨胀、环境污染、资源短缺等一系列城市问题威胁着人类的生存。美国建筑师麦克・哈格出版的《设计结合自然》,标志着生态设计时代的到来。与传统设计相比,生态设计将重点放在城市环境方面,旨在构建结构合理、功能高效的人居环境。
在生态规划设计理论的倡导下,要求规划设计充分尊重自然原有肌理,保护城市生态环境,充分实现自然资源的再利用与再循环。雨水花园技术依据生态设计理念,结合规划地的自然禀赋,使用乡土植物,达到截留污染物、净化雨水的作用,实现城市雨水资源的再利用。
1.3 绿色基础设施理论
绿色基础设施不同于传统“灰色基础设施”,是保护环境、生态、资源的有效途径。
美国环境保护局将其定义为,为提高整体环境质量而设置的自然系统或仿自然人工设施,并将这一概念拓展到雨水径流管理方面,通过自然系统或模拟自然系统的工程措施对径流污染进行控制。
在城市传统发展模式的作用下,城市雨水难以下渗,造成初级雨水径流污染,形成较高的短时雨水径流总量和径流速度,致使城市洪涝灾害的发生。与传统工程设施相比,雨水花园技术不仅前期投资、后期维护成本低廉,而且与景观设计相结合,实现美学、生态等多种功能。
2 雨水花园的类型与结构
2.1 雨水花园的类型
根据实施目标不同,雨水花园可以分为以控制径流污染为目的和以控制径流量为目的两种类型。
第一,以控制径流污染为目的的雨水花园,主要功能为处理污染较严重的初期雨水,一般适用于径流污染比较严重的城市空间,例如停车场、城市广场、城市道路等,结构比较复杂,需设计专门的底部排水沟渠。第二,以控制径流量为目的的雨水花园,主要功能为减少区域内的雨水径流总量,一般适用于处理雨水水质相对较好、汇流面积较小的城市空间,例如建筑屋面、附属庭院、中小学校、居住小区等,构造相对简单,造价低廉,无须设计专门的底部排水沟渠。
2.2 雨水花园的结构
雨水花园通过植物的截留与土壤的渗透蓄滞作用,达到净化初期雨水污染、降低短时雨水径流量以及收集地面汇流雨水的效果。一般其结构主要分为蓄水层、覆盖层、植被与种植土层、人工填料层、砾石层等五部分。
第一,蓄水层主要为滞留和过滤雨水,同时将雨中的沉淀物留在该层。第二,覆盖层主要为提高土壤渗透作用和净化雨水,防止水土流失。第三,植被与种植土层主要为过滤与净化雨水,选择多年生植物,可短时间耐水涝。第四,人工填料层主要为渗水,其厚度应根据规划地的降雨特性、服务面积确定,多为0.5~1.2m。第五,砾石层主要为排除多余的雨水,由穿孔管排入城市管道中。
3 雨水花园的规划要点
3.1 雨水花园的选址
第一,规划建设前必须对场地进行适宜性评价分析。在选址前,应对土壤采样,进行性质分析实验,避免将雨水花园建设于土壤渗透性差、土质松软、保水量低的场地上,以免发生长时间的积水,对城市环境造成负面影响。第二,规划场地应具有适宜的汇水面积,能容纳短时骤增的雨水量。开工建设前,根据该地区相关室外排水技术规范计算场地内的雨水径流量,在城市低洼地带、易积水区设置雨水花园。例如,城市道路、广场等空间,以便于发挥对雨水的控制与利用作用。第三,不能对场地建筑以及其他基础设施造成损害。在开工建设前,应实地踏勘场地基础条件、周边环境特点,减少对基础设施的影响。例如,在居住区雨水利用系统建设中,选址要求距离主体建筑物至少3m,避免浸泡建筑基础。第四,规划场地应保留一定面积的地上或地下空间。依据场地内的雨水径流系数分析,确定雨水花园的建设规模。不同现状条件的项目,所需的雨水花园建设规模不同,留有足够面积的地上或地下空间,便于规划建设。第五,雨水花园的选址与后期维护对环境存在一定要求。例如,雨水花园的选址尽量设置于南向,远离高大乔木根系;场地高差系数小,减少人为施加土方量;控制周边污染源,保障雨水水质中等,降低对雨水花园内种植物的影响。
3.2 雨水花园的规模
在确定雨水花园建设要求后,应采用量化分析法对雨水花园规模进行测算。依据水量平衡分析法,对规划场地的地面雨水径流量、汇流量、蓄水量、下渗量等运用数学科学算法,推演出所需雨水花园的表面积。依据多次流量模拟测试实验,确定雨水花园的积蓄和下渗能力,以及应对暴雨强度测评系数,保证该规划地水文条件各要素值动态平衡,指导雨水花园规划方案的可行性与合理性。
4 结语
作为绿色基础设施的重要组成部分,零散分布的雨水花园所能发挥的作用有限。当代设计师需要建设更多优秀的雨水案例,完善绿色基础设施理念,增强普及性(下转第页)(上接第页)与应用性。雨水花园的建设需要推广到城市的各个角落,发挥各自特定的作用,促进城市生态环境的改善,应对水灾害,适应水环境,平衡水生态,以小见大,为现代海绵城市建设添瓦助力。
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关键词:框剪结构;钢筋施工;轻质填充墙;对策
中图分类号:tu392.2 文献标识码:a
随着我国社会经济的不断发展,城市化水平在不断地提高,城市的人口也随着增长,由于建筑面积的局限性,使高层建筑在城市中的作用越来越大,多功能高层建筑的开发建设越来越普遍。其中框架结构和框架剪力墙结构以其造价的优势、抗震的优越性及柱网布置的灵活性,被广泛地运用到高层建筑结构中。然而,高层建筑具有荷载大,结构刚度大,配筋量大,对质量要求较高,且钢筋结构复杂的特性,因此由于施工及设计的不当,在其钢筋施工中,很容易引起工程质量方面的问题,造成质量事故或安全隐患。
一、框剪结构的概述
框架-剪力墙结构,即是框剪结构,它是剪力墙结构和框架结构两种体系的结合,将各自的长处吸收,既能提供较大的使用空间给建筑平面布置,抗侧力性能又非常良好。可以单独设置框剪结构中的剪力墙,也可以对楼梯间、电梯井、管道井等墙体进行利用。因此,这种结构已于各类房屋建筑被广泛地应用。
二、常见问题及解决措施
(一)、楼梯混凝土随层施工
存在问题:楼梯混凝土施工缝留于上跑梯板1/3范围;施工中会出现梯板结构的悬挑现象。
(1)楼梯应随楼层施工,不得滞后楼层施工。
(2)楼梯施工缝留在施工层面上跑3~5踏步处。
(3)为防止出现悬挑现象,上跑楼梯梯板模板应该安装到上层平台,
采用钢管式脚手架从下部支撑梯板模板,楼梯与墙体支撑需分开独立。
(二)、墙板的模板
顶模棍放置应垂直于模板、卡槽卡在墙体水平筋上且两端与钢筋绑扎牢固混凝土施工前对墙板模内、接茬部位进行检查、清理,杜绝烂根现象。
(1)墙板的保护层顶模棍宜采用有凹槽的成品混凝土棍,间距符合要求,两端绑扎牢固,严禁破损,此项工作须有钢筋工布设。
(2)浇筑混凝土前应对墙板接茬部位进行清理、检查,严禁存留杂物,接缝需采取措施确保严密。
(3)墙体上下层接茬上层墙体的模板与下部已经浇筑的墙体缝隙之间填塞海绵条,防止混凝土浇筑时漏浆。
(三)、采取技术方案治理梁、柱交叉处骨架断面减少的问题
(1)柱纵筋、梁主筋考虑穿筋顺序,必要时梁筋可合理缩尺,缩尺段箍筋截面不变,应加密,梁、柱交叉处骨架应采取加撑筋。
(2)混凝土浇筑时同一部位的梁柱浇筑次数不宜超过4次,防止因多次浇筑震动造成松扣、倾斜而出现钢筋位移。
(四)、外侧模板、连续梁模板绑扎钢筋前进行轴线及标高的复测,并对其进行通线校正,确保混凝土外观尺寸线条
(1)组织专人模板轴线测放后,对技术进行复核验收,确认无误后才能支模。
(2)墙、柱模板顶部和根部必须设可靠的限位措施,如采用现浇楼板混凝土上预埋短钢筋固定钢支撑,以保证底部位置准确。
(3)支模时要设竖向垂直度控制线,并拉竖向、水平通线,以确保模板竖向、水平位置准确。
(4)混凝土浇筑前,进行认真检查、复核模板轴线、支架、顶撑、螺栓,及时进行处理发现的问题。
(5)混凝土浇筑时,要均匀对称下料,在施工规范允许的范围内应严格控制浇筑高度。
(五)、洞口处模板要有固定措施,防止振捣时跑模、位移
(1)剪力墙上洞口加固措施如下:洞口四周用方木加固,内部用方木做内撑,内撑的间距不宜大于200mm,如果洞口的高度或宽度过大,可以用水平向和竖向内撑方木进行连接增大内撑方木的稳定性。
(2)浇筑混凝土振捣时要注意,尽量
免振捣棒与洞口模板发生碰撞,并且振捣时要求模板盒子左右分别振捣。
(六)、冬季施工措施的落实,保温是关键
(1)在冬季施工中,尽量减少混凝土的运输和存放时间运送时间。在振捣时,要随时浇筑,随时振捣,适当延长振捣时间.
(2)运输混凝土的容器要有保温措施,装卸地点有挡风保温设施。
(3)浇灌混凝土前,清除模板和钢筋上的冰雪、污垢和杂物,但不得用水冲洗,以防冻结。
(4)楼板面浇筑完混凝土后及时采用毛毡或草帘覆盖,立面结构混凝土采用晚拆模模板外覆盖草帘子进行保温养护,同时将楼层进行封闭。
(七)、钢筋留槎、混凝土留槎
要符合要求(施工方案、设计要求)对槎口、钢筋需有保护措施:
(1)钢筋留槎关键是接头位置、接头百分率、锚固长度要符合要求,且有对钢筋的保护措施,确保钢筋不被破坏、弯曲、锈蚀。
(2)混凝土留槎处建议采用快易收口网,用钢筋棍进行绑扎安装。施工缝的留设位置应符合设计和规范规定。
(八)、加强对模板质量的控制,参照清水混凝土质量控制(垂直、平整、拼缝、起拱、洞口尺寸等)
(1)模板选用时必须严把质量关,不合格的模板不允许使用。木方尺寸必须一致、合格。
(2)模板拼装时,严格控制拼缝及模板的表面平整度,模板阴阳角部。
(3)各类洞口处模板需严控定位准确、固定牢固。
(九)后浇带要求独立支模、支撑不拆的施工措施
(1)在顶板后浇带处,模板及支撑体系须与普通顶板分开,后浇带支撑体系用短钢管与普通顶板的支撑相连接。
(2)在普通顶板拆除后,后浇带顶板不拆除,待后浇带混凝土完全达到设计强度后方可拆除。
(十)二次结构中植筋要求
(1)要根据可依据书面设计或设计变更。
(2)要制定专项的植筋方案并经建设单位、设计单位、监理单位、总包单位、专业施工队伍五方审批。
(3)选择专业加固队伍,严格控制相关材料质量并严格按照规范要求做好现场拉拔试验。
三、填充墙温度裂缝和不均匀沉降造成渗水的原因及防治措施
(一)、原因分析
(1)受温度影响填充墙与框架、框剪结构交接处收缩不匀,产生开裂而渗漏。
(2)受温度变化外墙门窗框而产生翘曲变形,使墙体与窗框间产生缝隙也会造成外墙渗水。
(3)框架、框剪结构产生应力变化或不均匀沉降,在门窗洞口或填充墙阴阳角、窗下墙体及一些薄弱部位产生45°方向或水平裂缝而造成外墙渗漏。
(4)未按要求处理伸缩缝沉降缝,特别是竖向缝和水平缝交接处最易渗水。
(二)、防治措施。
(1)砼框架、框剪结构与填充外墙交接处,沿高度方向每600mm设置拉结筋,且拉结筋伸入砌体内不小于700mm,当砌至最后一层时,可用填实的空心砌块或90×190×190mm的砌块斜砌塞紧。有条件的可在交接处及一些薄弱部位贴一层≥300mm宽的铅丝网片,以避免受温度影响而收缩不均产生开裂。
(2)外门窗框的安装尽量采用先立框后砌墙的方法,砌块与门窗框之间的间隙应保持在10~16mm之间,并用干硬性砂浆填实。如采用先砌墙后塞框的方法,则其缝隙应用掺入胶粘剂的水泥砂浆分层嵌实。
(3)伸缩缝、沉降缝应认真处理,做到既能伸缩沉降自由,又能防水。
总之,框架剪力墙结构是目前建筑的主要结构形式,其结构主体的工程质量好坏直接影响到工程建筑抗震能力和主体结构的安全,所以必须在施工过程中牢牢把握工程的技术点,不断在工程中积累经验,从而可以提高工程的质量。
参考文献
框架剪力结构强简称为框剪结构。这种结构实际上是在这更框架结构中再布置相当数量的剪力墙。而这些剪力墙一般也能够被构成相当自由使用的空间,并且在使用的过程中充分满足不同建筑的相关使用要求,而且在整体过程中,因为有足够剪力墙的支撑,所以其刚度过硬。
关键词:
框架剪力墙;结构建筑;施工技术
随着城市化建设被越来越多的人予以熟悉,在我们生活的城市中,大家可以看到越来越多的高层建筑,高层建筑不仅使得城市变得更加美观,而且其城市的人口压力也会得到明显的缓解。在高层建筑的建设过程中,框架剪力墙的结构是最为常用的。这种技术有以下几点最为有利的优势。第一,这种技术的普及使得整体的施工质量更上一个台阶。此外,框架剪力墙技术的运用也使得整体施工材料得到了最大限度的节省,从而使得整体的施工成本得以最大限度的降低。因此,本文对框架剪力墙的相关技术进行了深入的研究,既能够更好地促进相关技术的发展,同时也能够促进整体建筑施工行业的发展。
1剪力墙的概念和主要特点分析
1.1剪力墙的主要概念介绍
框架剪力墙又被简称为框架结构,它是一种由框架和剪力墙相结合的结构。在整体过程中,主要是通过铰链和梁柱的运用,吧整个剪力结构墙更好地连接并构成起来,它可以被称之为一种承重体系结构。从整体结构上来看,框架剪力墙在布置的过程中会得以空出更多能够被使用的空间。另外一方面,因为剪力墙本身由足够的侧向的刚度,所以其抵抗变形的能力非常好。此外,框架剪力墙把框架结构和剪力墙整体结构的优势都综合在了里面,所以整体结构的承载能力和灵活性也都更加高。目前,框架剪力墙已经被非常广泛地运用于建筑工程中去,并且在很长一段时间内得到了非常广泛的运用[1]。
1.2相关框架剪力墙的受力特点
框架剪力墙它是由框架和剪力墙两种不同的具有抗压能力的结构组成的新的受力结构。所以它与一般纯粹的框架中的结构并没有完全的不同。此外,在下部的楼层中,因为剪力墙本身的位移改变发生的较少,而且会由于框架的弯曲而最终产生变形。虽然剪力墙承受了较高的压力,到那时上面的楼层的承受压力的能力却刚好相反。在这个过程中,剪力墙会因此发挥较大的位移,而整体的框架也会由内收的趋势。除了要负担整体的水平力以外,剪力墙本身也会产生额外的水平力。在整体受力的过程中,框架本身除了要负担额外的水平力之外,还需要把额外的水平力更好地得以拉回来。又因为需要给框架附加一个额外的水平力,所以即使上部的楼层内部产生了楼层的剪力,在框架内部也会产生很大的剪力。
2框架结构剪力墙的主要施工技术分析
2.1模版施工技术
在整个框架剪力结构墙施工的过程中能够,模版施工也是其中间非常重要的一个部分,而且其地位还非常的重要。在施工过程中进行模板吊装的过程中,充足的光线显得非常重要。因为只有有了充足的光线,那么模板整体的施工技术才会更加有保障。控制模板安装的位置一方面能够得到更加有效的安装,这样才能够避免模板和墙之间会发生碰撞。此外,整个模版的设计也应该更加地合理。可以在进行模板设计的过程中添加适量地海绵在其内部。只有通过对墙体更好地进行施工,那么其模板地设计才会更加的有利。而模板也会在施工的过程中产生很多漏浆的问题,所以外模的长度在这个过程中也就显得尤为重要了。当然,对于模板漏浆的问题进行有效地分析,之后再进行相关综合性的分析,那么才能够在找到原因的基础上更好地采用相关的措施[2]。
2.2混凝土施工技术
除了模版施工技术,混凝土施工技术在剪力墙的施工中也非常的常见。其施工的质量好坏和剪力墙整体结构的稳定性有相当大的关系。所以要在整个混凝土施工质量保障的过程中采取真正有效的措施来保障整体混凝土施工的质量。当然,在整体混凝土施工的过程中,施工人员的水平是起到非常重要的作用的,他们先需要针对混凝土的实际施工进行有效地测算,然后再根据相关的施工技术进行有效地施工,只有这样才能够保证混凝土施工技术真正的可靠性。在这个过程中一定要重视以下三点技术要点。第一,充分做好混凝土的相关配比工作,保证其能够很合理和科学地进行,而在整体混凝土配比的过程中,也一定要保证其科学性和合理性。第二,在整体混凝土施工的过程中,一定要使得混凝土的剪力墙结构得以更好地强化,并在这个歌过程中采用分层浇筑的方式进行浇筑。但是在浇筑的过程中一定要掌握好整体浇筑的质量和浇筑的厚度。而一旦浇筑的过程中出现任何的问题,那么也要采用相关的措施进行不断地调控。第三,在最后施工的阶段,一定要对周围的环境和温度进行充分的重视,因为如果在中间产生了较大的温差,那么混凝土结构的稳定性也才会受到影响。最后,为了使得混凝土的结构和浇筑的水平能够进一步的稳定,那么施工人员也一定要保证其混凝土材料的强度,这样才能够真正符合框架剪力墙的施工标准。而也只有在混凝土浇筑之后及时地做好相关的养护工作,也才能够使得整体墙的结构都能够有所保证。
2.3钢筋的施工技术
在整个框架剪力墙结构的施工过程中,对于其钢筋的形状、规格和数量方面也有着相当明显的不同。所以在整体框架剪力墙施工的过程中,一定要学会科学合理地使用相关的技术,只有这样才能够有效地杜绝钢筋出现位移的问题。而又因为钢筋工程在整体剪力墙的施工中是非常重要的一个部分,所以其施工质量的好坏对于墙体结构的稳定有着十分重要的意义。在整体钢筋剪力墙施工的之前,相关的施工人员一定要学会对钢筋材料进行严格地检查,只有这样才能够确保钢筋的所有型号和结构都符合相关的施工质量标准,并最终能够对整个的墙体质量进行有效控制,像在施工过程中出现的钢筋错位的问题也能够在最大限度上得以避免。而在实际框架剪力墙施工的过程中,也会产生很多结构的梁柱的节点,为了能够让每个节点的位置都能够变得更加准确,那么我们就可以运用计算机对整体钢筋的位置进行精确计算,之后的绘图和绘制样品的过程也会变得更加顺利。
3框架剪力墙结构中施工技术的相关研究
3.1工程结构
一幢写字楼高有35层,整体面积为6.4万平方米。所有楼层都是采用剪力墙的结构进行建设的。3-10层用的是C35号的混凝土,10层以上用的是C30号的混凝土。剩下的用的是C40号的混凝土。一般来说,高层建筑的工程量尤其巨大,而且中间的工序也非常复杂,尤其是在浇筑混凝土的过程中,其工作量尤其繁重。所以一定要对整体框架剪力墙的施工难度进行全面地分析,然后再在制定科学合理策略的基础上进行严格地监管[3]。
3.2框架结构施工技术管理
因为该工程地施工难度比较大,施工地环境也比较地严峻,所以一定要在施工现场为该工程配置一台可以轮回旋转地覆盖整个施工场地的起重机,这样才能够更好地完成整体地运输设备。而如果再能够配上一个上扬的卷扬机和砂浆地搅拌机,那么将会更加有利于整个工程顺利地开展和进行。而在后续选择钢筋材料地过程中,那么一定要配置不同等级的钢材,并在后续施工地过程中放置相关的模具。注意施工图纸绘图的精确性,然后再进行准确有序地安装。
4结束语
综上所述,在现代框架剪力墙结构施工的过程中,这种结构已经得到了非常广泛的运用,并且其优势尽显。这种结构一方面能够提高建筑的抗震性能,另外一方面能够足够保证整体建筑的安全性和稳定性,在最大限度上维护人民的生命财产安全。
参考文献
[1]李红玉.住宅建筑施工现场安全管理浅谈[J].江西建材,2016(05):285-289.
[2]付光禧.框架剪力墙结构建筑施工技术[J].建筑工程技术与设计,2014(01).
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继2010年11月1。日糯米网西安站首单迎来开门红后,随后糯米网西安站上线的团购交易销量保持稳定,均在同品类团购网站销量中位居前列,受到了西安当地消费者的喜爱与支持,这也让与糯米网合作的商家喜出望外。
西安作为我国西部大开发的主战场,也是糯米网进军国内西部地区的龙头城市。“拥有厚重历史和千年文化积淀的古城西安,其作用和地位是任何一座其他城市无法替代的!”千橡互动集团副总裁、糯米两总经理沈博阳对西安市场充满信心,“自糯米网在西安上线之后,西安城市的消费能力和水平让我们感到振奋,证明了我们将上线的首个西部城市选在西安的决定是十分正确的。”
与国内上千家团购网站不同的是,背靠千橡集团旗下资产国内最大的SNS人人网,糯米网正在全力打造一家真正意义上的社交化电子商务网站,同时成为城市消费者的“本地精品生活指南”,为当地商家创造“精准营销平台”。
沈博阳表示,糯米网将通过积累更多高品质和热爱生活的消费者,给本地商家带来长远的收益、知名度和美誉度。通过糯米网上持续24小时的独家曝光和精致展示,商家可以获得用户与其好友之间的社交属性的口碑传播。不仅可以保证到店消费的用户,也可以通过SNS的传播,令更多的人群了解到商家信息。
据了解,糯米网西安站的精品优惠券频道也将在未来的一个月内上线,满足更广泛的用户需求,助力本地更多商家走出市场推广困境。
罗技USB音箱笔记本托架N550
N550笔记本托架稳固的支撑面和高效的隔热性能提供给用户更多自由的移动空间并保护用户免受笔记本电脑热量的干扰,内置音乐扬声器带给您卓越的音频体验,让您在悠扬的旋律中轻松穿梭于居室的任何一个角落,畅享自由移动带来的个性体验。紧凑的设计让用户可以轻松地拖着笔记本移动,独特的4层热屏蔽设计有助于使您的笔记本电脑更舒适。软透气网布也为你增加了一个额外的舒适程度。
罗技无线炫光键盘K800
K800的推出再次印证了罗技在无线领域的领导者地位,史无前例地将背光功能运用于无线产品,开启无线+背光的新纪元。K800有着罗技产品一贯优点:符合人体工学、手感细腻舒适、外形时尚美观,而智能背光和动作感应等技术的应用更让其成为了高端键盘中的王者,在黑暗中为用户打造出明亮清晰的输入境界。此外,这款键盘采用了可充电电池,避免了更换电池带来的污染,Incurve按键和Unifying技术也在这款键盘上得到了很好的应用。相信这款性能一流品质不凡的键盘能够带给用户非凡的输入体验。
肯德基对话90后:他们很给力!
“给力,90后!”看着小轮车男孩杨明凯在舞台上精彩的旋转,台下的同学们早已按捺不住兴奋。举起手中的荧光棒大声欢呼起来。夺人耳目不只是小轮车表演,精彩绝伦的炫打、宛若天籁的90后台唱、动态十足的街舞表演……掀起着现场一次又一次。
10月下旬起。“肯德基对话90后――闪晾爸妈摄影大赛”正式拉开帷幕。“闪晾”,取“闪亮”谐音。90后的父母,大多出生在上世纪60年代,正是这个社会的精英层,而一个“晾”字,则又表达出了90后的生活态度一在网上“晒一晒”“晾一晾”,正是他们的表达方式。“90后闪晾爸妈摄影大赛”为90后搭建一个平台,展现他们的青春、责任和梦想。在活动现场,90后们秀出了他们的“绝活儿”。跟刚才有点严肃的气氛不太一样,表演中的90后既投入又热情。而表演形式更是五花八门,甚至连传统艺术京剧表演也被90后们带到了现场。
“我要在看得最远的地方,披第一道曙光在肩膀:被泼过太冷的雨滴和雪花,更坚持微笑要暖得像太阳……”正像90后在台上唱的那样,在今天,给他们一个舞台,明天,90后更会
护肤品可试用30天再付款?网络购物竞争升级
“产品可延长确认收货付款时间至30天来验证产品效果,”来自北京杰忱镜花缘中药护肤品公司的这个消息瞬间风靡整个网络。北京杰忱镜花缘中药护肤品公司于2008年在香港注资近百万隆重成立,而其前身则是在淘宝商城上的一家小店(http://www}hyshop,cn/),并且目前杰忱镜花缘的网上商城大刀阔斧的向淘宝千万买家作出承诺:首次购买的客户有权要求延长付款时间至30天来验证产品效果l
敢向消费者作出这样的承诺,北京杰忱镜花缘公司无疑是对自己产品效果的自信,也让更多爱美人士的肌肤有机会通过杰忱镜花缘的护肤品得到改善与滋养!
给身体带来摩洛哥朝露玫瑰的亲吻――PrettyValley汇美舍玫瑰身体滋润油
本季,汇美舍为顾客贴心推荐摩洛哥朝露玫瑰系列中的玫瑰身体滋润油。采用特色香薰润体配方,萃合摩洛哥朝露玫瑰精油及多种珍贵植物滋养成分及矿物微量元素。保湿、滋润,增进肌肤弹性,令肌肤健康、细腻、柔滑。清新、甜美的花香中。朝气之美由心绽放。全国汇美舍专卖店及百货专柜有售。内衣应该这样穿你以为你了解日夜与你身体为伴的内衣么?你知道你的身体最爱什么内衣么?你觉得是年纪增长的缘故导致了上身发福、下身变形?你以为穿上厚厚海绵的胸罩、精致营丝花边的三角内裤就是性感?这些平日我们习以为常的内衣观念,其实大多是错误的。禾羽女士为您――讲解关于内衣你不知道的秘密。罗志祥惯情代言,7字满钻项链,魅力四射!小猪鲜艳的亮黄色衣服搭配设计简洁的红色“7”宇项链,动感活力瞬间爆发,红色与黄色的撞色配搭,更让人觉得眼前一亮!
红、白、黑三款,女生可措配毛衣或T恤,尽情释放你的青春活力!
中国品牌童装网将于3月亮相CHIC2011博览会
2011年3月28日,将又一次迎来第中国国际服装服饰博览会的召开。历时四天。届时,中国品牌童装网将以童装行业网络媒体的巨头身份高调参展,并为大家展示童装行业平台的细分化服务及各大类别项目。届时,中国品牌童装网将对chiC2011博览会提供最新的资讯。并设有chic专题,专题板块设有新闻快讯,展馆抓拍、现场T台秀、高端访谈等。期待大家的关注!