王燁,鄭茹,郭超
(無錫市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局)
經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)城市擴(kuò)張,過渡建設(shè)導(dǎo)致不透水地表的增加,使得傳統(tǒng)雨洪基礎(chǔ)設(shè)施難以承受季節(jié)性的降雨。LID(Low Impact Develepment,低影響開發(fā))技術(shù)隨即而生,使之成為生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的有機(jī)組成部分。無錫市選取某段高架橋下空間作為示范工程,通過方形海綿體(蓄水種植池)和異形海綿體(雨水花園)的措施蓄存、利用、凈化雨水,打破了“以排為主、利用滯后”的傳統(tǒng)理念。
低影響開發(fā)技術(shù)(LID)理念是美國馬里蘭州和西雅圖、波特蘭同時(shí)提出的一種雨洪管理理念。主要通過源頭對雨水進(jìn)行收集、滲透和存儲,保護(hù)原有水文功能,有效緩解洪峰和減少地表徑流造成的面源污染[1]。
面臨工業(yè)發(fā)展和復(fù)雜的氣候,新的雨水利用基礎(chǔ)設(shè)施對維持可持續(xù)城市化的必要性帶來機(jī)遇。近年來,國內(nèi)有很多城市針對水資源問題采用LID策略進(jìn)行了諸多探索,且制定了海綿城市相關(guān)政策及保護(hù)措施,其實(shí)施都離不開眾多部門的通力合作。
常見的低影響開發(fā)技術(shù)措施主要包括雨水花園、蓄水濕地、綠色屋頂、植草溝、透水鋪裝等(如表1),多為利用土壤和植被的蓄存、入滲、過濾和蒸發(fā)等功能減少地表徑流,透過植物、土壤及微生物的過濾、吸附等反應(yīng),對暴雨初期非點(diǎn)源污染最為嚴(yán)重的徑流水質(zhì)改善有極佳的效果[2]。
表1 不同功能的低影響開發(fā)措施
為解決交通擁堵的問題,城市高架橋快速興建起來,隨之越來越多的未充分利用的橋下空間出現(xiàn)了各種問題,橋下空間常因污染嚴(yán)重、日照面積不足以及噪聲較大等方面因素被原生植物占據(jù),極少得到空間的優(yōu)化設(shè)計(jì)[3]。目前來看高架路面下的空間多為是灌木綠化帶,造成橋面雨水徑流未經(jīng)充分利用直接排入雨水管網(wǎng),其次養(yǎng)護(hù)澆灌也需要使用水資源,重新設(shè)計(jì)高架橋下的空間并對雨水重新利用是非常必要的。以下提出了一些低影響開發(fā)措施:
1)LID設(shè)施優(yōu)化組合設(shè)計(jì)
對于橋下空間,可采取入滲溝、入滲池、蓄水種植池、雨水收集系統(tǒng),入滲型設(shè)施包括入滲池和入滲溝,其主要作用是引導(dǎo)、排放、淺滲雨水,儲存型設(shè)施包括種植池和雨水收集系統(tǒng),具有滯留、收集與過濾雨水的作用。此外還可采取雨水花園、下沉式綠地、植被緩沖帶等滲透和凈化源頭的LID技術(shù)設(shè)施,既滿足了空間的景觀效果,又能在交通安全的基礎(chǔ)上具備雨水再次利用的功能,直接提高了道路徑流污染的控制能力。靠近高架橋的空間也可采用調(diào)節(jié)塘或雨水濕地等末端技術(shù)設(shè)施,最終排入城市水體。
2)雨水回收再利用后回灌橋面
雨水回收系統(tǒng)把橋面雨水、污水經(jīng)由落水管導(dǎo)入橋下雨水回收槽,引入雨水過濾設(shè)備后進(jìn)行過濾和存儲,再經(jīng)管道傳遞,可供橋面滴灌使用。布置雨水回收設(shè)備均勻分布于高架橋沿線,在日常雨水不足時(shí),雨水回收槽降至低水位,開啟自來水供應(yīng)橋面滴灌水,當(dāng)雨水過多時(shí),則會溢流至入滲池及蓄水池存儲、沉淀、滲透。
3)建設(shè)生態(tài)小空間與城市水路線路結(jié)合
在既有水環(huán)境的高架橋下空間營造水岸環(huán)境,結(jié)合現(xiàn)有水路線路的分布,高架橋下兩側(cè)的線性綠色空間與既有水路系統(tǒng)配合,通過耐陰性較強(qiáng)的植物與入滲設(shè)施及雨水回收系統(tǒng),形成一套完整的LID結(jié)構(gòu),為原本雜亂的橋下空間賦予新的生命活力[4]。
在《市政府辦公室關(guān)于無錫市推進(jìn)海綿城市建設(shè)的實(shí)施意見》文件中明確指出,為進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理,充分發(fā)揮建筑、道路、綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、滲蓄、緩釋作用,有效控制雨水徑流[5],無錫市選取兩處高架橋樣板段進(jìn)行海綿試點(diǎn),按照樣板段海綿城市建設(shè)共11段,其中一處高架橋下進(jìn)行方形海綿體建設(shè),另一處則為異形海綿城市建設(shè)。具體技術(shù)措施如下:
1)方形海綿體
方形海綿體的建設(shè)是在高架橋橋墩處設(shè)置PVC管,用轉(zhuǎn)彎接頭連接橋墩處的雨水管,將高架橋上的雨水順接至橋下空間的蓄水池內(nèi)。轉(zhuǎn)彎接口處設(shè)置三通,用旋轉(zhuǎn)蓋密封,方便堵塞的情況下打開檢查。
蓄水池分兩部分,雨水進(jìn)入蓄水池現(xiàn)行沉淀后,經(jīng)管道溢流至“海綿體”種植池內(nèi),經(jīng)水生植物濕地、黃沙層、礫石層過濾之后,進(jìn)入波紋管內(nèi),而后進(jìn)入蓄水池內(nèi)第二個(gè)坑體,待水位達(dá)到溢流管高度時(shí),通過PVC溢流管流入橋墩處的原雨水井內(nèi),由此進(jìn)入城市排水管道(見圖1所示)。蓄水池?fù)鯄Σ捎娩摻罨炷?,上面以混凝土蓋板封蓋,方形海綿體內(nèi)擋墻采用磚混結(jié)構(gòu)。海綿體綠地內(nèi)的綠化種植土、黃沙層、碎石層之間均以無紡布加以隔離,綠化種植土需加營養(yǎng)土進(jìn)行改良(見圖2所示)。
2)異形海綿體
異形海綿體建設(shè)蓄水池、海綿體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其周邊采用軟駁岸形式。海綿體下波紋管的布設(shè)需根據(jù)海綿體的形狀布置。海綿體PVC管口包雙層無紡布,用鐵質(zhì)夾箍夾住無紡布,以過濾雨水中油污,防止油污進(jìn)入海綿體綠地中。海綿體下進(jìn)蓄水池管口朝上彎曲,并設(shè)置蓋子以便海綿體內(nèi)蓄水,彎曲地方下面設(shè)置檢查口,平時(shí)以蓋子封蓋。每個(gè)海綿體內(nèi)部均設(shè)置有反沖洗系統(tǒng),海綿體擋墻砌筑要避開花壇內(nèi)地下管線,若兩根高架橋橋墩距離較長,可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整海綿體尺寸(見圖3所示)。
圖1 方形海綿體樣板段詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖a
圖2 方形海綿體樣板段詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖b
圖3 高架橋下雨水花園詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖
3)種植設(shè)計(jì)
種植設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)雨水管理的主要手段之一。植物材料除了要耐短期水淹(不超過48小時(shí)為宜),還應(yīng)選擇耐干旱、根系發(fā)達(dá)、恢復(fù)力強(qiáng)、自凈能力強(qiáng)的品種,以適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的鄉(xiāng)土植物為主,以保證旱期的觀賞效果。
邊緣區(qū)的植物種植還應(yīng)更加注重觀賞性,與周邊環(huán)境行成良好銜接,可采用“喬-灌-草”復(fù)層種植。在本工程項(xiàng)目中,水生植物重點(diǎn)使用黃菖蒲、千屈菜、水生美人蕉、花葉蘆竹、再力花、燈芯草、醉魚草、水蔥等。移除海綿體位置的苗木及周圍有影響施工的苗木后,如八角金盤、金邊黃楊、桃葉珊瑚,新種植的喬灌木主要有水杉、池杉、雞爪槭、垂絲海棠、美人梅、紅葉石楠球、常春藤、黃馨等;地被植物主要有麥冬、毛鵑、玉簪、大吳風(fēng)草、細(xì)葉芒等。后期維護(hù)和管理需注意以下幾方面:①及時(shí)清理蓄水表層的垃圾、淤泥及其他沉淀物;②非雨季時(shí)適當(dāng)進(jìn)行植物灌溉,保證良好的生長狀態(tài)和景觀效果;③暴雨過后及時(shí)檢查受損情況。
LID理念在高架下的運(yùn)用以資源利用、降低對生態(tài)的影響為基礎(chǔ),無錫試點(diǎn)的高架橋下空間優(yōu)化設(shè)計(jì)中結(jié)合“海綿城市”建設(shè)理念,將入滲池、雨水收集系統(tǒng)等LID設(shè)施納入規(guī)劃建設(shè)當(dāng)中,將雨水收集利用與景觀營造相互結(jié)合。
此外,總結(jié)三點(diǎn)以下建議:①后續(xù)檢測與評估。擁有賞心悅目的外部形態(tài)是不夠的,良好的后續(xù)機(jī)制才得以保證效果的持續(xù)性;②因地制宜的場地解決途徑。每個(gè)地區(qū)的人文與地質(zhì)都存在差異性,應(yīng)對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)研記錄,深入了解場地是否滿足LID設(shè)施的建設(shè)以及適合的種類;③提升公眾教育。示范工程項(xiàng)目可與環(huán)境教育結(jié)合,公眾的觀念意識在一定程度上也決定了海綿城市建設(shè)的成效,增加解說內(nèi)容、技術(shù)手段、植物材料的使用、建成后績效數(shù)據(jù)的推進(jìn)等,生動(dòng)形象的展現(xiàn)在公眾視野中。