胡益珩 朱純 楊學成 蘇志堯
摘要:我國正處在城市快速發(fā)展時期,利用園林景觀設施,解決城市雨洪帶來的地表徑流、城市內澇、環(huán)境污染、生物多樣性破壞等問題,進而建立環(huán)境優(yōu)美舒適、生態(tài)協(xié)調平衡的生態(tài)園林城市,是城市發(fā)展的理想目標和必然要求。對美國的低沖擊開發(fā)(Low Impact Development)理念進行了總結和分析,結合我國城市發(fā)展特點,提出適合我國城市生態(tài)園林建設的科學模式。
關鍵詞:低沖擊開發(fā);城市綠地;生態(tài)園林;綠色基礎設施 文章編號:1671—2641(2016)01—0008—05
中圖分類號:TU986 文獻標志碼:A
城市是人口相對密集、經(jīng)濟相對發(fā)達的人工建成區(qū)域。城市的地表面積約占全球總面積的4%,卻居住著超過一半的世界人,其經(jīng)濟產(chǎn)值(指工業(yè)和服務業(yè))占全球生產(chǎn)總值的比例高達94%。
城市的建設和發(fā)展,離不開大量的建筑物和道路。這些由石材、瀝青、混凝土等材料構成的硬質鋪裝,改變了原本的土地類型,增加了不透水地表面積,導致大氣降水無法從降落點滲透進入地下,從而產(chǎn)生了地表徑流。城市道路、居住區(qū)、工業(yè)區(qū)等地的地表徑流為城市居民出行和生活帶來不便,對經(jīng)濟生產(chǎn)造成損失,同時也是世界許多城市化地區(qū)水污染的主要來源。為解決這一問題,城市一般建設有由排水溝、集水井、地下排水管道等組成的雨水排放系統(tǒng)。這些排水設施的生產(chǎn)和安裝耗費了大量人力、物力、財力,并且隨著城市的超速發(fā)展,現(xiàn)有的排水系統(tǒng)已不能完全滿足暴雨等高強度降水的收集和輸送,造成城市洪澇災害。而現(xiàn)行的排水體制側重于將地表徑流在短時間內輸送到周邊水體,這便減少了城市地下水源的補給,導致地下水位下降,影響到城市的水源供應,增加城市地表沉降等安全隱患;還會致使下游河流湖泊的蓄水量激增,使水體周圍的土壤遭到侵蝕,對周邊居民的安全構成威脅;另外,雨水徑流在道路表面或管道內的流動會攜帶大量的污染物,影響水體水質,破壞水體生態(tài)環(huán)境。
在城鎮(zhèn)建設和經(jīng)濟發(fā)展過程中,植被遭到大量砍伐,動植物賴以生存的棲息地受到嚴重破壞,原本物種豐富、生機盎然的自然群落被單調、貧瘠的城市硬景所取代,不僅景觀觀賞性和美觀度大打折扣,也產(chǎn)生了空氣質量下降、城市熱島效應、全球氣候變暖、生物多樣性減少等一系列生態(tài)問題,人類的生存環(huán)境愈發(fā)惡劣、生活質量每況愈下。
我國自1978年起開始制定城市發(fā)展方針,城市化速度與日俱增,隨之而來的城市雨洪災害、生態(tài)環(huán)境破壞問題日漸凸顯。如何結合我國實際情況,在寸土寸金、人口眾多的城市中,以盡可能經(jīng)濟、高效、環(huán)保的方式來控制降水產(chǎn)生的地表徑流,解決暴雨帶來的雨洪困擾,同時兼具景觀美化作用、生態(tài)保護價值,成為保障城市健康發(fā)展、維系城市生態(tài)平衡的一個關鍵問題。
1低沖擊開發(fā)理念的產(chǎn)生與發(fā)展
20世紀后半葉,美國許多城市都面臨著由洪水、城市徑流及由此帶來的水質影響、溢流污染等難題,其監(jiān)管機構和開發(fā)人員不得不開始重新思考城市中的雨水排放問題。20世紀90年代末,美國東海岸馬里蘭州的喬治王子縣率先提出了“低沖擊開發(fā)”模式,如今已被全美許多城市所接受、喜愛與支持。
低沖擊開發(fā)(Low Impact Development,簡稱LID)原意是指基于街道尺度的一種暴雨管理新技術,通過眾多小型、便宜、分散的雨水滯留和凈化設施,組成一個大型的雨水控制和利用系統(tǒng),使降水盡可能停留在其降落的位置,以模仿水分在自然界中蒸發(fā)、滯留、滲透、凈化的循環(huán),減少場地開發(fā)行為對場地水文狀況的沖擊。
隨著LID的應用實踐,其涵義也從原本微觀、具體的城市雨洪管理技術,向宏觀尺度上指導城市建設與改造、土地開發(fā)與保護等方面不斷發(fā)展和延伸,旨在強調以“對自然最低沖擊,即最小影響”的方式引導城市的可持續(xù)發(fā)展。
2低沖擊開發(fā)的點源控制技術——綠色基礎設施
作為實現(xiàn)LID在源頭控制降水目的的技術手段,就是指一系列的綠色基礎設施(Green Inffaslructure),也即自然、環(huán)保的園林設施。這些綠色技術包括雨水花園、植草淺溝、過濾樹池、透水鋪裝、綠色屋頂、雨水收集箱等(表1)。
運用這些低沖擊開發(fā)技術,能夠有效減少甚至消除地表和屋頂徑流,延長雨水排放峰值時間,降低峰值水量;降低雨水中多數(shù)污染物濃度,消減污染負荷,改善徑流水質;在一定程度上實現(xiàn)在源頭上控制雨水污染,減少徑流帶來的二次污染;提供空調、沖廁、灌溉等用水,節(jié)約水資源;減少雨水進入下水道系統(tǒng)的流量,提高經(jīng)土壤滲透到地下的水量,補充地下水資源;降低地表、建筑屋頂和周邊水體溫度,減少熱污染;對建筑物內部起到保溫隔熱的作用,節(jié)約能源;吸附溫室氣體,緩解城市熱島效應;對改善城市生態(tài)環(huán)境起到了重要作用。
3低沖擊開發(fā)的宏觀管理手段——城市規(guī)劃
3.1做好勘察與調研工作
3.1.1自然條件
運用LID理念進行城市規(guī)劃,首先要摸清待規(guī)劃地區(qū)的自然基底。地區(qū)的降水及水文情況是開發(fā)者需要考慮的最主要的環(huán)境因素,其直接影響地表徑流,決定各類綠色基礎設施數(shù)目、栽植植物種類和排水設施的安排布置。土壤的各項理化性質對地表徑流有所影響,土壤質地、土層厚度和土壤孔隙度決定了徑流的滲透與滯留,而土壤酸堿度、有機質和營養(yǎng)元素含量會影響到徑流的水質。區(qū)域的坡度變化、地貌類型等地形特征也會影響到地表徑流,進而影響著各項設施的設計與安置。
3.1.2人文及社會因素
人是進行城市規(guī)劃的主體,同時也是城市建設的服務目標和受益群體,因而不能忽略人文因素的影響。首先,政府在制定規(guī)劃決策時,要立足長遠、統(tǒng)籌考慮、合理布局,從源頭上保證規(guī)劃的整體性和科學性。其次,開發(fā)商在前期需投入大量資本,以保證規(guī)劃的詳盡實施,使得后期能進行比傳統(tǒng)園林綠地更為粗放的養(yǎng)護與管理。再次,規(guī)劃的執(zhí)行者,即項目的具體實施單位和建設人員,必須嚴格遵循規(guī)劃原則,靈活處理并依據(jù)實地情況進行及時反饋和合理調整。最后,城鎮(zhèn)居民是規(guī)劃的目標人群和服務對象,要加大對他們的宣傳和教育力度,使其更深入地了解并接受低沖擊理念。endprint
社會因素是另一個會對城市規(guī)劃產(chǎn)生深遠影響的因子。首先,經(jīng)濟基礎決定上層建筑,一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展狀況對該地建設水平起到?jīng)Q定性作用。其次,法律法規(guī)和地方政策也是不容忽視的重要影響因子,對制定地方規(guī)劃具有引導作用。另外,地區(qū)的文化底蘊和風俗習慣也會對地區(qū)建設產(chǎn)生重要影響。
3.2建立智能數(shù)據(jù)庫
在進行城市規(guī)劃時,需要借鑒學習已有的成功案例,通過建立起一套方便、簡捷、高效,能夠在線查找相關資料、圖例、方案的智能數(shù)據(jù)庫(表2),為城市規(guī)劃中常見障礙提供實例參考和解決途徑,是具有實用價值并行之有效的方法。
3.3完善評價與監(jiān)管機制
在城鎮(zhèn)建設之初和建成之后,都應有一套用以評估LID各項指標的完整模型或系統(tǒng)(表2)。應用這些模型和系統(tǒng),對LID規(guī)劃和實施過程中的成本、性能、效果等進行檢測和評估,將結果及時反饋給規(guī)劃的制定者和實施者,以便隨時對規(guī)劃方案進行合理調整。
在規(guī)劃具體實施的各階段,政府或相應機構應充分發(fā)揮其職能,做好監(jiān)督管理工作,確保城市建設高效高質量完成。
4低沖擊開發(fā)理念下的生態(tài)城市建設
我國住房和城鄉(xiāng)建設部提出了建設“生態(tài)城市”的目標,黨的十八大將“生態(tài)文明建設”提高到戰(zhàn)略高度,足見我國對生態(tài)問題的重視程度。2010年,我國引進“低沖擊開發(fā)”理念,得到了各級政府部門的廣泛重視,并率先在深圳、北京、寧波進行試點,至今已在深圳光明新區(qū)、北京奧運村、上海世博會、北京園博會等地區(qū)和項目展開實踐。生態(tài)城市的建設,需要學習和借鑒已有的成功經(jīng)驗,做到因地制宜、古為今用、西為中用,發(fā)展具有中國特色和地區(qū)特色的生態(tài)城市。
4.1中國古代城市建設中體現(xiàn)的LID理念
我國古代統(tǒng)治者及百姓在建設并發(fā)展“城”的成功模式中,已體現(xiàn)出與LID相似的,有效控制和利用雨水、減少對原始環(huán)境破壞和模仿自然的理念。如始建于遼代的北京北海團城、興起于春秋時期并在明清達到鼎盛的蘇州城內的古典園林建筑群(表3)。
4.2美國的城市建設中應用的LID理念
美國是LID理念的發(fā)源國,其中許多城市、尤其是人口眾多的高密度城市,在其建設發(fā)展過程中對LID理念進行了成功的實踐,取得了較為成熟的經(jīng)驗和滿意的結果。如加利福尼亞州第二大城市舊金山、華盛頓州最大的城市西雅圖、俄勒岡州人口最多的城市波特蘭(表3)。
5結語
提高人類的生活質量是城市發(fā)展的永恒主題。如今,在快速城市化的大背景下,人們更需要考慮如何充分利用自然,服務于生活在城市中的人群,而不是毫無節(jié)制地對自然資源進行索取和破壞。建立園林景觀及設施,提供戶外休閑場所,美化居住環(huán)境,維持生態(tài)平衡,協(xié)調自然與城市及人類之間的關系,是全社會對園林進一步發(fā)展的必然要求。因此,城市生態(tài)園林應時而生并迅速發(fā)展,反映了人們希望通過園林的生態(tài)效益來改善城市環(huán)境的普遍心理。中國的生態(tài)園林思想本身就是低沖擊開發(fā)模式的一種,運用LID理念指導城市建設,具有減少地表徑流、提供視覺享受、美化居住景觀、改善生態(tài)環(huán)境等作用,是發(fā)展城市生態(tài)園林的理想模式。但同時,也應充分考慮到我國的國情和城市發(fā)展現(xiàn)狀,吸收LID的核心思想,保留自身特色,建設具有我國特色的城市生態(tài)園林。LID理念的宣傳推廣和實際應用應包括以下幾個階段:
1)提取LID理念所體現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展思想,結合黨的十八大為生態(tài)文明建設所提出的“建設美麗中國”目標,對LID理念進行宣傳和推廣,易于各行政部門和廣大人民群眾接受LID理念,有利于LID理念在我國的普及和應用。
2)選擇發(fā)展程度相對較高的地區(qū),進行LID試點。這些地區(qū)政策較為開明,樂于吸收外來思想為其所用;其經(jīng)濟較為發(fā)達,能夠提供充足的資金保障;其民眾思想較為開放,容易接受新興理念和環(huán)境改造,這些都有利于LID理念在我國的成功應用。
3)根據(jù)LID思想提出時所針對的城市雨洪問題,在雨水相對較多、城市雨洪問題較為突出的地域,如降水豐沛的華南地區(qū),對LID理念進行著重推廣。這些區(qū)域面臨著更多的降水困擾,更迫切需要引進LID理念進行城市發(fā)展,也更能體現(xiàn)出LID的實施效果。
我國的城市數(shù)量和規(guī)模還在進一步增長,舊城改造和新城建設共存。筆者認為,無論是在建設前期的規(guī)劃階段,還是在實踐規(guī)劃的建設階段,或是在已建成地區(qū)的改造過程中,都不能只是盲目照搬既有的案例,而是需要根據(jù)實地情況做到具體情況具體分析。為達到這個目標,還需要解決以下幾個問題:
1)對于即將運用LID理念進行建設的地區(qū),根據(jù)綠色、經(jīng)濟、因地制宜等原則,應采用哪種或哪些植被、土壤、鋪裝、排水設施等,進行怎樣的設計和搭配,才能提高該地區(qū)的景觀價值和生態(tài)效益?
2)對于目前應用LID理念建設而成的地區(qū),其景觀價值和生態(tài)效益是否得到了提高?具體提高了多少?
3)對于景觀優(yōu)美度、舒適度和生態(tài)價值均得到提高的地區(qū),應該實行怎樣的管理機制,才能夠維持這種優(yōu)勢?而對于沒有得到明顯提升的地區(qū),應該采取哪些措施,才能改善這種狀況?
園林學、生態(tài)學和城市規(guī)劃學等多學科的學者需要進行相互合作,開展關于LID實踐領域的研究工作,量化應用低沖擊開發(fā)地區(qū)的各項景觀和生態(tài)指標,才能找到以上問題的答案,使城市景觀得到更加合理地規(guī)劃設計,并有助于低沖擊開發(fā)理念的進一步推廣和應用。endprint