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城市八大系统,避免洪灾让民众“从零开始”的首选?

从城市规划和建设的角度,八大系统可以避免一场洪灾让民众“从零开始”。

泰伯网  

  航拍武汉新洲举水溃口淹没区(图来源:新华网)

  6月30日以来,长江中下游沿江地区及江淮、西南东部等地出现入汛以来最强降雨过程,多地日雨量突破历史极值。7月4日9时统计,58市(自治州)259个县(市、区)1646万人受灾,93人死亡,19人失踪,72.6万人紧急转移安置,34.8万人需紧急生活救助;2.2万间房屋倒塌,10.1万间不同程度损坏;农作物受灾面积1339.6千公顷,其中绝收157.8千公顷;直接经济损失204.3亿元。与2000年以来同期均值相比,受灾面积、受灾人口、死亡人口、倒塌房屋分别偏少6%、33%、47%、76%,直接经济损失偏多51%。

  据国家防总初步统计,截至7月6日长江中下游超警堤段长6903公里,较4日增加896公里,其中长江干堤1719公里、两湖堤防1989公里、其他支流堤防3195公里。持续建设水利项目的建设方面,目前国务院确定的172 项重大水利工程中,已有85 项开工建设,2016 年内有望再新开工引江济淮、四川李家岩水库等20 项重大水利工程,同时加快云南滇中引水工程等项目前期工作,重大水利工程投资规模会保持在8000 亿元以上。但同时需要看到,水利项目有很大的地域局限性,并不适合在全国推广。

  针对近来受到洪涝灾害侵袭南方城市的建设与规划等问题,泰伯网采访了城市规划专家师罗淑香。罗淑香认为,此次武汉等城市的洪涝产生主要是受自然情况的影响,这对城市的规划提出了挑战和考验;同时这也是后续的城市规划者和建设者在应变力和预测力等方面必须面对的课题。在前期的规划层面、中间的建设层面和后期的管理层面上,我们需要对气候等自然环境问题提出前瞻性、合理性的解决方案。

  从城市规划和建设的角度,如何避免一场洪灾让民众“从零开始”?

  罗淑香指出海绵城市建设的必要性;建议可以借鉴国外有同样经历的国家的经验,例如荷兰。建设中重要的是,城市的建设和规划者需要平衡好投入和规划建设性价比的经济账;最重要的是要从长远出发,对规划和基础设施建设要考虑长期效应,使投入做到位、成本控制、规划好每一寸土地,进行分布实施的方式;将国外的经验同本城市的实际地理情况结合,将最需要解决的城市问题做到位。

  针对洪灾的解决,考虑到国外建筑的密度小、城市的开放程度高等实际情况;国外很多国家已经经过很多年的城市规划和综合治理,他们经过数年的一遍遍实际经历和摸索,海绵城市早已在国外广泛应用;而在国内,海绵城市仍只是一个新兴事物。事实上,海绵城市的建设是解决我国水环境问题的客观需求,尤其是例如武汉面临洪灾等的重大问题,还有“逢雨必涝、雨停即旱”、水资源缺乏、径流污染与合流制污水溢流所带来的面源污染等。以往中国强调的是点对点治理,但未来发展方向必然向流域治理、城市水系统的综合解决治理的方向发展,而海绵城市正符合这一趋势。建设海绵城市是最可持续的城市水环境系统整体解决方案。

  此次洪灾的南京跟以往相比,内涝有所缓解,仅从路面情况来看,有些地方积水超过50公分,在南京的城东地区,太平门往索道方向,积水从古城墙的孔洞中自动倾泄,有点像花洒一般。南京建邺区天宝街建了一条海绵示范路,经过多场降水,以往容易积水的路面现在几乎看不见积水,效果非常明显。可以确定的是,海绵城市具有良好的弹性,有良好的吸水、蓄水、渗水的优势;同时,海绵城市系统的改造对排水系统来说是一个大减负;通过海绵城市的改造,南京内涝现象得到很大缓解。

  海绵城市规划和建设中需要注意什么?

  罗淑香认为,海绵城市已经实施试点二批城市了,虽然是长期的建设过程,目前没有成功的案例,不过海绵城市的建设和发展必须实现模式的创新,从整体出发,协同协作各方面规划方案,不碎片化。实现智慧水务的管理,海绵城市同水利建设项目平衡。结合本城市的实际地理情况,综合运用八大海绵城市解决方案。

  海绵城市建设遵循生态优先原则,将自然途径与人工措施相结合,统筹发挥自然生态功能和人工干预功能,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式,从而有利地修复城市水生态、涵养水资源,增强城市防涝能力,扩大公共产品有效投资,提高新型城镇化质量,促进人与自然和谐发展。

  国家《城市综合管廊工程技术规范》参编单位之海绵城市解决方案中提出了海绵城市的八大系统:

  一、多功能屋顶花园系统

 

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       它不但降温隔热效果优良,而且美化环境,净化空气,改善局部小气候,补偿建筑物占用的绿地地面,提高城市的绿化覆盖率。该系统将防水、隔热、保温、吸废、排氧、美化环境等功能有机地集合起来,在实际施工中涉及到建筑、结构、设备、园林等多个专业。为完美地建设屋顶花园,需在设计和施工中重视荷载、安全、水电配置、植物选择、防水等问题。

       二、立体绿化

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        它不同于常规绿化;它不仅是地面绿化,也包括空中绿化。主要形式是使有不同立地条件的各类植物在人工创造的环境里生长并出现在墙壁、阳台、屋顶及城市各类构筑物表面,或者采取乔木层、灌木层、草皮层等多层次混交的复层结构来发挥空间效益。这样在没增加城市用地的条件下,增加了城市绿化面积,提高了绿化覆盖率;有助于减少热岛效应,吸尘,减少噪音和有害气体,营造和改善城市生态环境。可以滞留雨水,缓解城市下水、排水压力。

       三、城市道路雨水系统

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       模拟自然水文循环过程,源头管理雨水径流,利用植物和土壤的自然过程过滤、净化雨水,将雨水通过自然过滤净化后储存起来用于植物灌溉,实现雨水资源化、节约用水、径流污染控制和总量的削减,减轻城市洪涝和排水系统压力,改善和修复城市水循环。

       四、雨水花园渗透系统

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        它要求当地土壤具有良好的渗透性,以粘性土壤为主、土壤中水相的饱和度高的地区,能够尽可能的使降雨不白白流走,减少雨季地表流经,保持水土,减缓土地沙漠化,可以道道节能减排,绿色环保能有水可取。另外可以用到生活中的杂用水,节约自来水,减少水处理的成本。

  五、河道净化治理系统     

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        通过过滤、渗透、吸收、滞留、沉积等机械、化学和生物过程,使进入河道水体的径流污染物毒性减弱,污染程度降低。河道护岸带还能影响河道的泥沙搬运和沉积。

  六、多功能蓄水系统

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        即雨水收集的整个全过程,经过初期弃流——过滤——储存——回用的四个阶段。可以在城市大型建筑中修建由多个小池组成的大型蓄水池,并将内部调蓄控制装置、物业管理部门的中央控制系统和城市气象部门的气象预报系统联网,根据天气和降水的变化科学合理地控制分布城市各个角落的雨水调蓄设施,同时也达到城市防洪和雨水利用的目的。

  七、城市综合管廊系统

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  将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体,设有专门的检修口,吊装口和监控、监测、防盗、报警等一整套完善的管理系统。提高管线运行的安全可靠性,有效避免外力损害。即使城市受到强烈的暴雨、大风、冰雪等灾害,也可以避免电线杆折断、燃气管破裂等问题;同时,稳定的外部环境可以极大延缓管线老化,加上完备的设施监控,就可以避免管线事故的发生;此外也节约有限的空间资源。各种管线事故以及道路反复开挖的现象基本可以杜绝,断水断电的情况将会减少发生。 

  八、开放空间雨水收集利用系统

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  将高尔夫球场,停车场的雨水,储存净化再利用,减少雨水的排放量,使干旱,紧急情况(如火灾)能有水可取。可用于植被的灌溉,车辆的清洗,景观水的循环,另外可以用到生活中的杂用水,节约水资源。

       事例:国外哪个城市对武汉的规划有所借鉴?

  荷兰,多暴雨国家,其大多数城市的年降水总量远高于我国部分城市,而荷兰的城市里却很少出现严重的雨涝。这并非因为荷兰城市雨水排水系统的设计标准高,更多地是与荷兰城市独特的空间形态与地表水系统有关。以荷兰最大的滨水新城阿尔梅勒(Almere)为例,分析其城市空间规划对雨洪的管理。

  阿尔梅勒的地表水系统

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  阿尔梅勒属于荷兰弗莱福兰省(Flevoland),是荷兰首都阿姆斯特丹的卫星城。它是典型的填海造田形成的圩田城市(指低洼地区四周筑堤防水的田地。

  其地表水系由湖、运河、河道、沟渠等组成:主要的三个湖泊,其中Noorderplassen湖和Weerwater湖的水面面积较大,是形成阿尔梅勒地表水系的主要湖泊,Noorderplassen湖位于阿尔梅勒的北部,面积约2平方千米; Weerwater湖位于阿尔梅勒的中部,面积约1.50平方千米。Leeghwaterplas湖位于两者之间,面积约0.3平方千米。两条运河,分别是Hoge Vaart运河和Loge Vaart运河,其宽约40-50米,运河的水面标高都高于两侧的城市地面。由于阿尔梅勒地区大多数地表高程低于周边湖海平面,运河成为连接城市内部地表水系与城市周边湖海的水道。运河可以调节城市地表水系的水量和水质。密集的河道网络,河道宽度一般在10米-20米之间,连接了城市里的湖泊和运河,并与城市的公共空间和居住空间密切交织在一起。由于河道的水位不像运河的水位那样高于城市地面,所以河道空间可以成为可达性很强的城市日常生活空间和公共空间。河道的分布也使得城市被自然划分成不同的区域,从而形成独特的城市空间结构。此外城市还有大量宽度不超过3米的沟渠。这些沟渠如同毛细水网,把居住区、开放绿地等连接到河道空间。沟渠里的水量一般不大,水流速度非常缓慢。由于湖泊和河道水容量大,而且水面标高略低于周边城市地面,因此遭遇暴雨时,周边地区的雨水可以直接排入其中,从而大大缓解暴雨对城市排水管道的压力。

  应对雨洪的城市空间节点设计

  不仅通过地表水系形成了天然的雨洪应对体系,一些城市空间节点的设计也起到了改善局部范围暴雨积水的作用。空间节点设计是利用水系形态设计和地表分布规划进行雨洪管理的有效补充手段。

  在中心商业区,建筑密度高,场地硬化多。除了尽可能采用透水地面铺装外,植被屋面也能起到滞纳雨水的作用。阿尔梅勒中心商业区中部的一处大型商业综合体受周边地表水系折减因素影响相对较小,而通过大面积屋面绿化的设计,同样减少了局部范围的雨水径流。在中心商业区建筑较为密集的区域,公共建筑之间规划的人工水景作为一种空间节点设计的方式,也可以在暴雨期间存蓄部分雨水,减少局部地面积水量。

  在建筑密度较低的居住区,可以通过规划较多的绿地来减少地表雨水径流。利用地势较低的场地,规划设计汇集周边雨水的人工湿地空间,以此缓冲对周边地面的排水压力,同时也促进雨水向地下的回渗,补充地下水源。在一些建筑密度较高的河岸空间,为了减少水岸地表的积水,在临近河岸的住宅建筑与河道之间建造明沟,屋面的雨水从雨落管排入明沟,经明沟可以直接流入临近的河道内。

  城市空间规划的参考经验

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  在城市化过程中,城市范围不断扩张,城市用地性质不断改变,导致建筑密集,地面硬化,这是导致城市雨洪灾害的主要原因之一。城市空间规划和雨洪管理有着密切的关系,在城市的地表水系形态、地表类型分布以及空间节点的规划设计中采取针对性的措施,对于减小雨洪风险可以起到积极的作用。

  (1)在水域面积和水量基本相同的情况下,规划较为分散的地表水系形态比集中式的大面积水域更有利于消纳暴雨期间的城市地表积水。

  (2)在规划临近地表水系的水岸空间用地时,其绿地占地率应适当高于城市中的平均水平,以助于保持地表水体水质,其建筑占地率不宜过低,以助于减少整个区域的雨水径流。

  (3)在规划远离地表水系区域的用地时,其绿地占地率应较高,从而有效减小该区域的地面硬化程度,以减少雨洪积水风险。

  (4)在距离水岸100-300米的区域范围,应适当增加建筑和街道广场的占地比例,以提高城市应对雨洪的综合效果。

  (5)在局部雨洪积水风险较高的地点,可以通过植被屋面、人工水景、人工湿地、雨水沟渠等设计措施,对城市空间节点的蓄水排水功能进行优化。
      (文|泰伯网 王双阳)

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