□文/劉愛珠
海綿城市是一種城市水系統(tǒng)綜合治理模式,以城市水文及其伴生過程的物理規(guī)律為基礎,以城市規(guī)劃建設和管理為載體,有機結(jié)合“綠色、灰色基礎設施”,充分發(fā)揮植被、土壤、河湖水系等對城市雨水徑流的積存、滲透、凈化和緩釋作用,實現(xiàn)城市防洪治澇、水資源利用、水環(huán)境保護與水生態(tài)修復的有機結(jié)合,使城市能夠減緩或降低自然災害和環(huán)境變化的影響,具有良好的彈性和可恢復性[1]。
海綿城市分為大海綿、中海綿、小海綿。所謂“大海綿”指綠海綿、藍海綿,主要由規(guī)劃部門來管理,通過在規(guī)劃中管控綠線、藍線來實現(xiàn);“中海綿”指灰海綿,即傳統(tǒng)意義上的市政基礎設施,以單一功能的市政工程為主導,包括道路、管網(wǎng)系統(tǒng),主要由城建部門負責管理;“小海綿”指低影響開發(fā)海綿,分布于建筑與小區(qū)、城市道路、綠地與廣場等小海綿體。單個小海綿體微不足道,但成千上萬個小海綿體拼成了大的海綿塊。
海綿城市雨水系統(tǒng)與傳統(tǒng)城市雨水系統(tǒng)的根本不同在于它增加了低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、超標雨水徑流排放系統(tǒng),形成了完整的雨水綜合管理體系,對傳統(tǒng)城市雨水系統(tǒng)的戰(zhàn)略性完善,也是對城市規(guī)劃建設方式的根本性改變,因此海綿城市建設的實質(zhì)是城市發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。
低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)通過對雨水的滲透、儲存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸與截污凈化等功能,有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染,盡量減輕城市開發(fā)建設所帶來的不利影響,維持場地開發(fā)前后水文循環(huán)狀態(tài)、促進雨水資源化利用、減輕內(nèi)澇風險等。
城市雨水管渠系統(tǒng)即傳統(tǒng)排水系統(tǒng)設置目的是為了減少小規(guī)模降雨所帶來的不便,降低重復出現(xiàn)的損壞及頻繁的道路維護需求,與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)共同組織徑流雨水的收集、轉(zhuǎn)輸與排放。
超標雨水徑流排放系統(tǒng)一般通過綜合選擇自然水體、多功能調(diào)蓄水體、行泄通道、調(diào)蓄池、深層隧道等自然途徑或人工設施構(gòu)建,設置的目的是為了提高城市內(nèi)澇防御能力,減少強降雨徑流可能導致的重大人身財產(chǎn)損失。
低影響開發(fā)是指按照對城市生態(tài)環(huán)境影響最低的開發(fā)建設理念,合理控制開發(fā)強度,在城市中保留足夠的生態(tài)用地,控制城市不透水層的面積比例,最大限度減少對城市原有生態(tài)環(huán)境的破壞,同時,根據(jù)需求適當開挖河湖溝渠、增加水域面積,促進雨水的積存、滲透和凈化。
低影響開發(fā)是指在城市開發(fā)建設過程中,通過分散的小型生態(tài)化設施,盡可能維持城市開發(fā)建設前后水文特征不變,有效緩解不透水面積增加造成的徑流總量、徑流峰值與徑流污染增加等對環(huán)境造成的不利影響[2]。根據(jù)設施的主要功能分為滲滯設施、調(diào)節(jié)設施、儲存設施、轉(zhuǎn)輸設施、截污凈化設施五大類[3]。
低影響開發(fā)滲滯設施是指低影響開發(fā)“蓄、滯、滲、凈、用、排”中主要以“滲、滯”為主的設施,包括透水鋪裝(透水磚鋪裝、透水混凝土鋪裝、透水瀝青鋪裝)、滲透塘、滲井、生物滯留設施、下沉式綠地[4]。重點是通過土壤緩慢下滲雨水、蓄滯雨水,減少雨水徑流量,施工關鍵在于土方地基開挖:不得壓實原土,在滲透率不滿足要求的情況下,要對原土進行翻松。屋頂綠化作為屋頂?shù)牡陀绊戦_發(fā)設施,主要對雨水進行“滯”的作用,施工關鍵點是屋頂要做好防水。
低影響開發(fā)儲存設施是指低影響開發(fā)“蓄、滯、滲、凈、用、排”中主要以“滯、用”為主的設施,包括蓄水池、雨水罐、雨水收集系統(tǒng)、濕塘。重點是雨季時儲存雨水,非雨季時回用或緩慢排放,實現(xiàn)非常規(guī)水資源的合理利用,關鍵點是對初期雨水進行棄流或者在設施前端加上凈化措施,施工時注意保持水質(zhì),以滿足回用要求;同時,考慮儲存設施通常荷載較大,為避免設施下沉,需要對地基進行夯實。
低影響開發(fā)調(diào)節(jié)設施是指低影響開發(fā)“蓄、滯、滲、凈、用、排”中主要以“滯、排”為主的設施,包括調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池。主要功能是削減峰值流量,延緩峰值,功能較為單一,施工關鍵點是與雨水管渠的銜接要易于接入且易于超標雨水的溢流。
低影響開發(fā)轉(zhuǎn)輸設施是指低影響開發(fā)“蓄、滯、滲、凈、用、排”中主要以“排”為主的設施,包括植草溝、滲透管、滲透渠。主要功能是排放雨水,同時可作為其他各項低影響開發(fā)設施間的轉(zhuǎn)輸連接管,轉(zhuǎn)輸流速不可過小,也不可過大,施工關鍵點是控制坡度,若坡度過大,需設置消能坎。低影響開發(fā)轉(zhuǎn)輸設施可在施工期間作為降雨的雨水臨時輸水通道,但是降雨停止后,需重新進行場地平整,不能有低凹處,以避免積水。
低影響開發(fā)截污凈化設施是指低影響開發(fā)“蓄、滯、滲、凈、用、排”中主要以“凈”為主的設施,包括雨水濕地、生態(tài)駁岸、植被緩沖帶、雨水土壤滲濾[5]。主要功能是通過土壤、填料、植被凈化污染物,減緩雨水直接入管網(wǎng)和河道對水體造成的污染,因為具有凈化功能的部分基本埋在地下,所以施工過程中要實現(xiàn)精細化管理,任何一種材料都要嚴格篩選、驗收,不可碎片化和隨意化。
海綿道路模擬自然水文循環(huán)過程,應用不同海綿技術措施,結(jié)合景觀設計,通過有組織的匯流與轉(zhuǎn)輸,經(jīng)截污等預處理后引入道路紅線內(nèi)或紅線外綠地內(nèi)并通過設置在綠地內(nèi)的以雨水滲透、儲存、調(diào)節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設施進行處理[6]。在滿足道路基本功能的前提下,城市道路低影響開發(fā)系統(tǒng)能夠有效緩解道路徑流、減少徑流總量及峰值流量,改善城市道路及周邊生態(tài)環(huán)境。
道路范圍內(nèi)采用的低影響開發(fā)設施主要以調(diào)蓄和截污為主,包括透水路面、下凹式綠化帶、生態(tài)樹穴、環(huán)保型雨水口、雨水棄流井、排水U槽、滲透溢流井、滲水盲溝(管)、排水式立緣石等,根據(jù)斷面布局、市政管線的布置等條件組合設置[7]。
在道路綠化帶或分隔帶中設置設施,需根據(jù)當?shù)亟涤旰偷刭|(zhì)條件計算具體尺寸,同時不同類型的設施從構(gòu)造上對寬度有不同要求,因此對設置低影響開發(fā)設施的綠化帶或分隔帶的寬度在規(guī)范中不作具體規(guī)定,根據(jù)實際情況計算,滿足所設置設施的寬度之和[7]。
當綠化帶內(nèi)設置雨水調(diào)蓄設施時,綠化帶的寬度還應滿足所設置設施的寬度要求[8]。設施帶可與綠化帶結(jié)合設置,但應避免各種設施間以及與樹木的相互干擾。當綠化帶設置雨水調(diào)蓄設施時,應保證綠化帶內(nèi)設施及相鄰路面結(jié)構(gòu)的安全,必要時,應采取相應的防護及防滲措施。
當需要在道路分隔帶中設置雨水調(diào)蓄設施時,立緣石的設置形式應滿足排水的要求[8]。為滿足道路行車安全的需要,車行道邊一般設置立緣石。
當在道路分隔帶中設置下沉式綠地時,車行道雨水需匯集進入下沉式綠地,立緣石設置開口、開孔形式或間斷設置,以滿足路面雨水通過立緣石流入綠化帶的要求。
道路橫斷面設計應優(yōu)化道路橫坡坡向、路面與道路綠帶及周邊綠地的豎向關系等,便于徑流雨水匯入低影響開發(fā)設施。
路面排水采用生態(tài)排水的方式,也可利用道路及周邊公共用地地下空間設計調(diào)蓄設施。路面雨水首先匯入道路紅線內(nèi)綠地,當紅線內(nèi)綠地空間不足時,可將道路雨水引入道路紅線外城市綠地內(nèi)的低影響開發(fā)設施進行消納;當紅線內(nèi)綠地空間充足時,也可利用紅線內(nèi)低影響開發(fā)設施消納紅線外空間的徑流雨水[9]。
人行道應采用透水鋪裝,非機動車道可采用透水瀝青路面及透水水泥混凝土路面[9]。
海綿城市建設是一項復雜的系統(tǒng)工程,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,建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。