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【關(guān)鍵詞】城市水災(zāi) 規(guī)劃建設(shè) 防災(zāi)工程體系 科學(xué)架構(gòu)
【中圖分類號(hào)】 TU984.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2016.21.004
近年來,我國(guó)城市水災(zāi)頻發(fā),造成了巨大的經(jīng)濟(jì)、財(cái)產(chǎn)損失,嚴(yán)重影響了城市的正常安全運(yùn)行,并受到了媒體、公眾和政府的高度重視。城市水災(zāi)包括城市洪災(zāi)和城市內(nèi)澇,很多專家學(xué)者從不同的角度探討了城市內(nèi)澇的產(chǎn)生原因和解決途徑,并各有建樹。城市水災(zāi)產(chǎn)生的原因是多方面的,包括:政府的重視和投入、社會(huì)和市民的期望值等社會(huì)因素,氣象條件等自然因素,防災(zāi)工程建設(shè)等工程因素,工程設(shè)施的運(yùn)行、調(diào)度與管理等管理因素和民眾的防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)等多方面因素。目前來看,政府的重視和投入、社會(huì)和市民的期望值等社會(huì)因素都期望減少和避免城市水災(zāi)的產(chǎn)生,氣候變化等自然因素可以通過科學(xué)的預(yù)測(cè)體現(xiàn)在防災(zāi)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)之中。所以,筆者認(rèn)為:建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的防災(zāi)工程設(shè)施是最關(guān)鍵且最重要的防災(zāi)措施。有了高標(biāo)準(zhǔn)的防災(zāi)工程設(shè)施,才能有效地通過工程設(shè)施的運(yùn)行、調(diào)度與管理等措施實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)的目的。為了科學(xué)規(guī)劃建設(shè)城市水災(zāi)防御工程,抵御城市內(nèi)澇,本文僅從工程的角度探討如何構(gòu)架城市水災(zāi)防御工程的系統(tǒng)科學(xué)問題。
我國(guó)城市水災(zāi)的二元體系架構(gòu)
人類從農(nóng)耕社會(huì)逐步發(fā)展到現(xiàn)在以城市為中心的現(xiàn)代化社會(huì),現(xiàn)代文明促進(jìn)了城市的發(fā)展、壯大。城市是一個(gè)人口和社會(huì)財(cái)富高度集中的區(qū)域,為了提高城市的土地承載能力,城市從自然生態(tài)系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ど鷳B(tài)系統(tǒng),它的生態(tài)安全、排水安全和防災(zāi)安全都依賴于相應(yīng)的工程設(shè)施提供保障。目前,我國(guó)已經(jīng)建設(shè)了比較完善的城市防洪工程和城市雨水排水工程。
濱水城市一般沿河、湖、海岸線等水體岸邊建設(shè)有防洪、防潮堤壩,相關(guān)河流水系建設(shè)有高標(biāo)準(zhǔn)的防洪水庫(kù)、堤壩和滯洪區(qū)以保護(hù)城市免受外部洪水的危害,城市防洪工程的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與城市的重要性有關(guān),設(shè)計(jì)依據(jù)是城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范。在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)以下,防洪工程應(yīng)保證城市的防洪安全。目前,城市防洪工程已經(jīng)有比較完善的規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
幾乎所有的城鎮(zhèn)規(guī)劃建成區(qū)范圍以內(nèi),都建有地下雨水排水管網(wǎng)或合流制管網(wǎng),用來排除規(guī)劃建成區(qū)以內(nèi)的暴雨徑流,保障城市排水安全。其作用是補(bǔ)償城市建設(shè)過程中對(duì)地表排水溝渠的破壞、提高排水能力、保護(hù)城市免受暴雨災(zāi)害和為市民提供舒適的生存條件。城市雨水排水工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)依據(jù)應(yīng)符合城市排水設(shè)計(jì)規(guī)范。在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以下,排水工程應(yīng)保證城市的排水安全。目前,城市排水工程也已經(jīng)有比較完善的規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
城市規(guī)劃建設(shè)的防洪工程和雨水排水工程共同構(gòu)成了我國(guó)城市水災(zāi)的二元體系架構(gòu)。城市防洪工程由水利部門負(fù)責(zé),有專業(yè)的人才培養(yǎng)體系和高等院校、工程規(guī)劃建設(shè)的理論、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系以及運(yùn)行維護(hù)機(jī)構(gòu)。城市雨水工程由城建部門負(fù)責(zé),同樣有專業(yè)人才培養(yǎng)體系和高等院校、工程規(guī)劃建設(shè)的理論、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和運(yùn)行維護(hù)機(jī)構(gòu)。在兩個(gè)體系都正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下,為什么還會(huì)發(fā)生城市內(nèi)澇災(zāi)害呢?其原因是城市雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,經(jīng)常發(fā)生雨水排水系統(tǒng)“失效”工況,而且沒有對(duì)超標(biāo)雨水做出安排,任由超標(biāo)的地表漫流雨水流到城市低洼地區(qū)造成內(nèi)澇災(zāi)害,而城市的管理者處于沒有任何解決之道的尷尬狀態(tài)。
2012年,由住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部完成的亞洲發(fā)展銀行技術(shù)援華項(xiàng)目“城市雨水管理與內(nèi)澇防治”的咨詢報(bào)告全面分析了我國(guó)法律、機(jī)構(gòu)、技術(shù)和投資等方面存在的問題,并提出了解決問題的建議。研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)城市雨水排水設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,超過雨水排水標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)澇事件經(jīng)常發(fā)生,且許多城市沒有對(duì)超標(biāo)雨水產(chǎn)生的地表漫流做出相應(yīng)的工程安排。調(diào)研發(fā)現(xiàn),發(fā)達(dá)國(guó)家采用兩種方式解決導(dǎo)致城市內(nèi)澇的超標(biāo)雨水地表漫流問題:其一是建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的城市地下雨水排水設(shè)施;其二是利用城市道路排除超標(biāo)雨水,對(duì)超標(biāo)雨水進(jìn)行約束,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到“百年一遇”。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)處在高速發(fā)展之中,即將邁入中等發(fā)達(dá)國(guó)家行列,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)值得借鑒,那么我們應(yīng)采用哪種方式解決城市內(nèi)澇問題呢?
我國(guó)一直以來都采用城市排水工程和城市防洪工程的二元工程體系架構(gòu)來解決城市的水災(zāi)問題。2011年以前,主要采用排水管網(wǎng)工程排除城市雨水,沒有對(duì)超標(biāo)雨水做出工程安排。傳統(tǒng)的思維方式是通過提高地下雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來解決城市內(nèi)澇問題,可以學(xué)習(xí)的范例有我國(guó)香港地下雨水排水工程“50年一遇”的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、英國(guó)倫敦“30年一遇”的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。采用這種方式進(jìn)行管網(wǎng)改造或重建的優(yōu)點(diǎn)是沒有理論和技術(shù)方法方面的困難,而缺點(diǎn)是大范圍開挖對(duì)城市造成的負(fù)面影響以及管網(wǎng)沉積造成的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增加,同時(shí)還應(yīng)考慮地下空間利用等問題。因此,這種方式適合在新建城區(qū)進(jìn)行探索。
《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2011版)》首次提出“內(nèi)澇”的概念,在《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2014版)》頒布以前,一直將排水標(biāo)準(zhǔn)作為內(nèi)澇的防治標(biāo)準(zhǔn)。因此,很多人將排水管網(wǎng)提標(biāo)改造作為解決城市內(nèi)澇的核心技術(shù)?!妒彝馀潘O(shè)計(jì)規(guī)范(2014版)》從頂層設(shè)計(jì)角度,建立了涵蓋“源頭控制體系”“排水管網(wǎng)系統(tǒng)體系”和“內(nèi)澇防治體系”的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架。根據(jù)該規(guī)范提出的體系框架,第二種建設(shè)與改造的方式是參考北美與澳大利亞等國(guó)家,建立城市排水、內(nèi)澇防治和防洪三套工程體系架構(gòu),一并考慮城市雨水系統(tǒng)的防災(zāi)問題。內(nèi)澇防治的工程措施包括源頭的削峰調(diào)節(jié)池、利用道路縱坡排除超標(biāo)地表徑流的行泄通道、建立大型調(diào)蓄設(shè)施以及城市內(nèi)河、湖的排澇泵站等。
兩種解決方式的差別在于是將眼光局限于城市排水的范疇,還是從整個(gè)城市雨水系統(tǒng)的角度出發(fā)來構(gòu)架工程系統(tǒng)。為深入探究,我們必須提高現(xiàn)有排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)制定新的內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn),并且要與城市排水標(biāo)準(zhǔn)和防洪標(biāo)準(zhǔn)相銜接。
國(guó)務(wù)院2013年的《關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》為科學(xué)防治城市內(nèi)澇災(zāi)害提出了從規(guī)劃做起的基本要求。2014年1月1日頒布的《城鎮(zhèn)排水與污水處理?xiàng)l例》為科學(xué)防治城市內(nèi)澇災(zāi)害奠定了法律依據(jù)?!妒彝馀潘O(shè)計(jì)規(guī)范(2014版)》為科學(xué)防治城市內(nèi)澇災(zāi)害制定了防治標(biāo)準(zhǔn)。在《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)城市排水(雨水)防澇綜合規(guī)劃編制大綱的通知(建城[2013]98號(hào))》的基礎(chǔ)上,全國(guó)各地都在應(yīng)用《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》中提出的相關(guān)技術(shù),積極編制城市排水(雨水)防澇綜合規(guī)劃。目前,海綿城市建設(shè)已經(jīng)被提上城市排水防澇綜合規(guī)劃的議事日程。為了更好地將以上精神落實(shí)到工程之中,定義科學(xué)防治城市內(nèi)澇災(zāi)害的設(shè)計(jì)工況就十分必要。國(guó)務(wù)院辦公廳2015年出臺(tái)的《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》中要求:“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解,通過海綿城市工程建設(shè)逐步完善城市內(nèi)澇防治工程體系。”
由于城市內(nèi)澇是最近提出的概念,城市內(nèi)澇災(zāi)害相關(guān)的基本概念一直困擾著工程技術(shù)人員和社會(huì)公眾,因此應(yīng)進(jìn)行深入研究予以澄清。城市內(nèi)澇災(zāi)害是城市水災(zāi)的一種,城市內(nèi)澇災(zāi)害防御工程是城市水災(zāi)防災(zāi)工程的重要組成部分。
我國(guó)的城市水災(zāi)防災(zāi)工程體系
城市水災(zāi)防災(zāi)工程體系包括城市雨水的管理、排除和防止河水倒灌或洪水泛濫的一整套工程設(shè)施,這一整套工程設(shè)施是防治城市內(nèi)澇災(zāi)害的重要基礎(chǔ)條件。
為了實(shí)現(xiàn)城市排水(雨水)防澇工程體系防災(zāi)、減災(zāi)的目的,并考慮到定量化規(guī)劃、設(shè)計(jì)該工程體系,我國(guó)參考國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)和本國(guó)具體實(shí)踐,按照雨水的流動(dòng)方向,從上游到下游將城市水災(zāi)防災(zāi)工程體系劃分為5個(gè)單項(xiàng)工程:源頭控制工程(海綿城市建設(shè)――低影響開發(fā)部分)、雨水排水管網(wǎng)工程(小排水系統(tǒng))、內(nèi)澇防治工程(大排水系統(tǒng)上游)、排澇工程(大排水系統(tǒng)下游)和防洪工程。5個(gè)單項(xiàng)工程互為上下游關(guān)系,定量化共同分擔(dān)防止內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生的責(zé)任。
源頭控制工程。降落到城市規(guī)劃區(qū)范圍以內(nèi)的降雨,在小區(qū)或街坊內(nèi)產(chǎn)生地表徑流,地表徑流的量取決于用地性質(zhì)和地表覆蓋種類。科學(xué)地規(guī)劃建設(shè)各種用地性質(zhì)的雨水徑流過程,可以有效地控制進(jìn)入雨水管網(wǎng)的流量過程線特性。
源頭控制工程采用調(diào)蓄或增加入滲等低影響開發(fā)(LID)和雨水利用典型技術(shù),主要設(shè)計(jì)參數(shù)為降雨量(mm)。常用的設(shè)計(jì)調(diào)蓄水量為10~30mm,實(shí)際降雨量小于設(shè)計(jì)值時(shí),源頭控制工程將所有降雨蓄存在建設(shè)小區(qū)以內(nèi)。實(shí)際降雨量超過該工程的設(shè)計(jì)值后,該工程會(huì)失效,將產(chǎn)生向源頭控制工程以外的排水過程。
從原則上講,通過工程設(shè)施可以將全部的降雨滯蓄在進(jìn)入雨水管網(wǎng)之前的地表徑流階段,但是,在大城市寄希望于通過源頭控制工程解決城市內(nèi)澇問題可能是不經(jīng)濟(jì)和不安全的。采用源頭削峰技術(shù)可以有效解決超過雨水排水管網(wǎng)能力的雨水外排問題,還應(yīng)對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行深入研究。
雨水排水管網(wǎng)工程。在城市規(guī)劃范圍以內(nèi),都要求建設(shè)城市雨水管網(wǎng),來排除設(shè)計(jì)重現(xiàn)期以內(nèi)的暴雨徑流,以保證城市居民在降雨期間出行方便。降落在城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)的暴雨,產(chǎn)生地表徑流后,從建筑小區(qū)、工廠、學(xué)校、單位等區(qū)域設(shè)計(jì)地面流向道路,并通過道路邊溝進(jìn)入設(shè)置在路邊的雨水口,之后進(jìn)入地下雨水管網(wǎng)系統(tǒng),雨水管網(wǎng)收集地表徑流以后排向下游的受納水體(排澇工程或防洪工程)。由于城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期與城市內(nèi)澇防御工程設(shè)計(jì)重現(xiàn)期相比有很大差別,并且都比較低,所以北美和澳大利亞等國(guó)稱城市雨水管網(wǎng)為小排水系統(tǒng)(minor drainage system)。在我國(guó)的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念中,超過雨水管網(wǎng)排水能力的暴雨徑流可以暫時(shí)蓄存在地表低洼處,待暴雨過后或管網(wǎng)有富余排水能力時(shí)再排出,所以在超過管網(wǎng)排水能力的大暴雨條件下,一定會(huì)產(chǎn)生城市區(qū)域內(nèi)積水問題。
根據(jù)推理公式法設(shè)計(jì)理論,城市雨水管網(wǎng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(mm/min或l/s.ha),常用的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為2~5年。如果將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高到30~100年,有很多新的問題需要探索,尤其是對(duì)下游排澇設(shè)施的影響。
內(nèi)澇防治工程。城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)產(chǎn)生積水問題是一種自然現(xiàn)象,超過城市雨水管網(wǎng)排水能力的暴雨徑流聚集在城市低洼地區(qū),造成一定經(jīng)濟(jì)或財(cái)產(chǎn)損失,即產(chǎn)生內(nèi)澇災(zāi)害。城市內(nèi)澇災(zāi)害是一種發(fā)生在城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)新的自然災(zāi)害,是改革開放以后經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的新問題,確定城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)城市內(nèi)澇防御工程是保護(hù)市民財(cái)產(chǎn)和保證城市快速、安全運(yùn)行的重要前提。我國(guó)原有的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理論不包含城市內(nèi)澇災(zāi)害防治的內(nèi)容,所以內(nèi)澇防治工程規(guī)劃建設(shè)是一種新的需求。為了科學(xué)構(gòu)建城市內(nèi)澇工程防災(zāi)體系,《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2014版)》列出了城市內(nèi)澇綜合防治標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)重現(xiàn)期范圍在20~100年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的2~5年。美國(guó)、日本、歐盟等國(guó)家均對(duì)內(nèi)澇設(shè)計(jì)重現(xiàn)期做了明確規(guī)定。我國(guó)在此之前沒有專門針對(duì)內(nèi)澇防治的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2014版)》修訂增加了控制地面積水方面的內(nèi)容,并規(guī)定了內(nèi)澇防治系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期和積水深度標(biāo)準(zhǔn),用以規(guī)范和指導(dǎo)城市內(nèi)澇防治工程的設(shè)計(jì)。
發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均建有城市內(nèi)澇防治系統(tǒng),北美和澳大利亞等國(guó)稱為大排水系統(tǒng)(major drainage system),主要包含雨水明渠、坡地、道路、深隧、內(nèi)河河道和調(diào)蓄設(shè)施等。由于我國(guó)行政管理和專業(yè)分工與國(guó)外有一定的差異,排澇工程和防洪工程由水利部門負(fù)責(zé),城市排水和城市內(nèi)澇防治工程由建設(shè)部門負(fù)責(zé)。城市內(nèi)澇防治工程包括行泄通道和調(diào)蓄設(shè)施,其中行泄通道由道路和大排水通道組成,將超過排水管網(wǎng)排水能力的地表徑流排入下游水體。
城市區(qū)域內(nèi)規(guī)劃設(shè)計(jì)的道路除了保障交通運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)以外,還應(yīng)承擔(dān)排除雨水的任務(wù),即:排除自身產(chǎn)生的暴雨徑流、排除上游和周邊區(qū)域產(chǎn)生的暴雨徑流以及作為輸送超標(biāo)雨水的行泄通道。雨水口和檢查井都設(shè)置在道路之上,源頭區(qū)域產(chǎn)生的地表徑流只能通過道路才能進(jìn)入雨水管網(wǎng),超標(biāo)的暴雨徑流一般都聚集在道路之上,只能通過科學(xué)合理地設(shè)計(jì)道路的坡度和斷面才能及時(shí)排除。因此,道路設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新是構(gòu)建城市內(nèi)澇防治工程體系的關(guān)鍵。
排澇工程。城市排澇工程是保證城市運(yùn)行安全的工程設(shè)施,是城市雨水管網(wǎng)和城市內(nèi)澇防治工程的下游排水通道,由河道和排澇泵站等工程設(shè)施組成,是保證城市雨水排水工程和城市內(nèi)澇防治工程正常工作的重要工程設(shè)施。
城市排澇工程采用與暴雨強(qiáng)度相關(guān)的排澇模數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一般為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期20年,設(shè)計(jì)依據(jù)一般為城市或區(qū)域的水文手冊(cè),主要由水利工程師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。
排澇工程的設(shè)計(jì)水位超過城市雨水管網(wǎng)和城市內(nèi)澇防治工程的下游設(shè)計(jì)水位,就會(huì)對(duì)城市雨水管網(wǎng)和城市內(nèi)澇防治工程的排水造成頂托,影響排水能力。如果水位過高就會(huì)通過城市雨水管網(wǎng)和城市內(nèi)澇防治工程設(shè)施倒灌進(jìn)城市規(guī)劃區(qū)范圍以內(nèi),形成嚴(yán)重內(nèi)澇災(zāi)害。
目前城市排澇工程的設(shè)計(jì)方法是從農(nóng)田排澇實(shí)踐發(fā)展而來,排水時(shí)間等設(shè)計(jì)參數(shù)還應(yīng)該從城市的需求來考慮,模型技術(shù)的推廣應(yīng)用也應(yīng)予以重視。
防洪工程。城市防洪工程是保障城市安全、保證城市免受洪水災(zāi)害的工程設(shè)施,由水庫(kù)、河道和滯洪區(qū)組成。它是城市排水、防澇和排澇工程的下游排水通道,對(duì)城市內(nèi)澇防治的作用非常重要。
城市防洪工程一般采用設(shè)計(jì)流量作為設(shè)計(jì)參數(shù),設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一般為50年以上,設(shè)計(jì)流量通過對(duì)觀測(cè)河流的洪峰流量進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法確定,設(shè)計(jì)水位是城市排水、防澇和排澇工程的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。水位超過洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)以后,所有的排水設(shè)施,包括城市排水、防澇和排澇工程都會(huì)失效,將產(chǎn)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。對(duì)此,應(yīng)研究包括城市雨水排水工程在內(nèi)的所有影響因素的水力模型,全面評(píng)估各種情況下城市的防災(zāi)能力。
城市水災(zāi)防災(zāi)工程體系各個(gè)組成部分的相互關(guān)系
源頭控制工程、雨水排水管網(wǎng)工程(小排水系統(tǒng))、內(nèi)澇防治工程(大排水系統(tǒng)上游)、排澇工程(大排水系統(tǒng)下游)和防洪工程這5個(gè)單項(xiàng)工程共同分擔(dān)防止內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生的責(zé)任,5個(gè)單項(xiàng)工程缺一不可。目前,我國(guó)內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)以及對(duì)內(nèi)澇災(zāi)害認(rèn)識(shí)混亂的根本原因是由于內(nèi)澇防治工程缺失和整個(gè)系統(tǒng)的不完善??茖W(xué)構(gòu)建適合我國(guó)國(guó)情的城市水災(zāi)防災(zāi)工程體系,并建立各個(gè)組成部分的相互邊界關(guān)系,對(duì)于提高城市防災(zāi)能力來說十分重要。
城市排水(雨水)防澇系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)涉及到城市防洪排澇、內(nèi)澇防治、城市排水、低影響開發(fā)、雨水利用和合流制改造等多個(gè)研究領(lǐng)域,與水利工程、市政工程、市政道路工程和環(huán)境工程密切相關(guān)。目前,由于各個(gè)領(lǐng)域的交叉銜接等問題,造成很多概念混淆。為保證我國(guó)排水(雨水)防澇系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)工程實(shí)踐沿著正確的方向發(fā)展,筆者認(rèn)為應(yīng)通過學(xué)習(xí)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)的實(shí)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,建設(shè)5個(gè)單元工程體系,依據(jù)中國(guó)國(guó)情建設(shè)城市水災(zāi)防御工程規(guī)劃的體系架構(gòu)。
內(nèi)澇防治工程是城市內(nèi)澇防災(zāi)的主體。城市排水(雨水)防澇系統(tǒng)包括城市洪水災(zāi)害的安全處置、城市內(nèi)澇災(zāi)害的安全處置和城市排水安全。城市化發(fā)展過程中片面追求發(fā)展速度以及地上、地下不和諧的發(fā)展傾向,導(dǎo)致了近年來中國(guó)城市區(qū)域內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā),這不僅嚴(yán)重影響城市居民的正常生活,也對(duì)城市的安全運(yùn)行和城市的良性可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了挑戰(zhàn)。在我國(guó),城市防洪由水利部門負(fù)責(zé),經(jīng)過幾十年的建設(shè)已經(jīng)形成比較完善的體系。城市內(nèi)澇災(zāi)害防治和城市排水由城建部門負(fù)責(zé),已經(jīng)建成的城市排水管網(wǎng)只能排除小重現(xiàn)期條件下的降雨徑流,能夠應(yīng)對(duì)高重現(xiàn)期條件下內(nèi)澇災(zāi)害的防御體系幾乎是空白。城市雨水排水標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低,雖然已經(jīng)制定了城市內(nèi)澇防災(zāi)標(biāo)準(zhǔn),但是缺乏相應(yīng)的工程體系建設(shè)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)預(yù)警機(jī)制不夠健全、部門之間缺乏協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)等,暴露出了城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)管理體系的不完善。
各個(gè)單項(xiàng)工程的責(zé)任。由源頭控制工程、城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程、排澇工程和城市防洪工程共同組成應(yīng)對(duì)城市水災(zāi)的工程體系,應(yīng)明確它們之間的邊界條件,以便分清責(zé)任。
城市防洪工程的邊界條件是保證城市的過境河流和水系不泛濫成災(zāi),即:防止外洪威脅城市的安全,從流域?qū)用姹WC河流行洪通道通暢,蓄滯洪區(qū)工作正常;從城市層面應(yīng)保證城市安全,防止外部洪水泛濫進(jìn)城。主要由地方政府的水利部門和國(guó)家水利部負(fù)責(zé),國(guó)家和地方的防汛抗旱指揮部負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)防汛、搶險(xiǎn)和救災(zāi)事項(xiàng)。
城市排澇工程是城市防洪工程的重要組成部分,城市排澇工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是保證排除城市澇水的設(shè)計(jì)水平,是城市區(qū)域降雨徑流可能排入受納水體的限制性條件。
城市排水工程的邊界條件是保證在小重現(xiàn)期暴雨(一般地區(qū)2~5年)的條件下,城市區(qū)域不產(chǎn)生嚴(yán)重積水,不影響城市的正常運(yùn)行。主要由地方政府的城建部門(或水務(wù)局)和住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理。
城市內(nèi)澇防治工程的邊界條件是保證在大重現(xiàn)期暴雨(一般20~100年)的條件下(與城市內(nèi)澇防治工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)),城市區(qū)域不產(chǎn)生內(nèi)澇災(zāi)害,不影響城市的正常運(yùn)行。城市內(nèi)澇防治工程的上游邊界條件是城市排水工程,即超過城市排水管網(wǎng)排水能力的降雨產(chǎn)生的地表徑流進(jìn)入城市內(nèi)澇防治工程,下游邊界條件是城市防洪工程(排澇工程),即城市河流水系等所能夠接納的城市區(qū)域的降雨徑流水量。因此,城市應(yīng)建設(shè)排除或蓄存超過排水工程排水能力、小于內(nèi)澇防治工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的暴雨徑流的工程設(shè)施,保證在發(fā)生城市內(nèi)澇防治工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以下的暴雨事件時(shí)不發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害。筆者認(rèn)為,該項(xiàng)工程應(yīng)由地方政府的城建部門(或水務(wù)局)和住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理。
源頭控制工程、城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程、排澇工程和城市防洪工程5個(gè)單元工程體系構(gòu)成一個(gè)完整的應(yīng)對(duì)城市區(qū)域洪、澇災(zāi)害的工程系統(tǒng),它們相互聯(lián)系、相互影響,是一個(gè)有機(jī)的整體,缺一不可。由于我國(guó)缺乏足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,無法效仿香港將排水、防澇、防洪三套工程合為一套,按照防洪工程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)同時(shí)具有防洪、排水和城市內(nèi)澇防治功能的排水工程。我國(guó)現(xiàn)有的排水工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低,也學(xué)不了英、美等國(guó)建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的城市排水工程和城市防洪工程,輔助建設(shè)部分城市內(nèi)澇防治工程設(shè)施的方式。我國(guó)可以參照澳大利亞建設(shè)三套工程體系的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)具體實(shí)踐,創(chuàng)新性地構(gòu)架中國(guó)防治城市區(qū)域洪、澇災(zāi)害的工程系統(tǒng),科學(xué)規(guī)劃建設(shè)城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程和城市防洪工程三套工程體系,即5個(gè)單元工程。
各個(gè)單項(xiàng)工程的相互關(guān)系。源頭控制工程、雨水排水管網(wǎng)工程(小排水系統(tǒng))、內(nèi)澇防治工程(大排水系統(tǒng)上游)、排澇工程(大排水系統(tǒng)下游)和防洪工程這5個(gè)單項(xiàng)工程共同承擔(dān)防止城市內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生的責(zé)任,5個(gè)單項(xiàng)工程缺一不可。其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致城市區(qū)域嚴(yán)重積水,并引發(fā)城市內(nèi)澇災(zāi)害或城市下游發(fā)生洪水災(zāi)害。
城市附近的水利工程是城市排水工程的下游受納水體,目前排水工程和水利工程的設(shè)計(jì)銜接關(guān)系是水利工程的設(shè)計(jì)水位,一旦水利工程的實(shí)際運(yùn)行水位超過設(shè)計(jì)水位,城市區(qū)域內(nèi)的雨水就無法順利排入下游水體,就會(huì)產(chǎn)生由洪水引發(fā)的城市內(nèi)澇災(zāi)害。在大暴雨期間城市區(qū)域產(chǎn)生的大量積水就相當(dāng)于流域的滯洪區(qū),對(duì)削減下游河道的洪峰流量有一定好處。如果不加評(píng)估就增加向河流排放的洪峰流量,就會(huì)產(chǎn)生由城市內(nèi)澇導(dǎo)致的下游洪水災(zāi)害。
在規(guī)劃設(shè)計(jì)城市雨水管網(wǎng)時(shí),應(yīng)根據(jù)規(guī)劃用地地表情況確定徑流系數(shù),因?yàn)樵搹搅飨禂?shù)決定了城市雨水管網(wǎng)的排水能力。如果在管網(wǎng)建成后改變了用地特性,增加了不透水地表的比例,就會(huì)出現(xiàn)由地表特性改變導(dǎo)致雨水排水管渠工程提前失效和實(shí)際排水標(biāo)準(zhǔn)變低的現(xiàn)象。
工程失效。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行工況不能滿足設(shè)計(jì)工況條件,如實(shí)際的暴雨超過了排水和防澇工程設(shè)計(jì)的能力,或者下游受納水體水位超過了設(shè)計(jì)水位,都會(huì)導(dǎo)致排水(雨水)防澇工程失效。對(duì)此,應(yīng)該建立評(píng)估方法和評(píng)估程序?qū)Τ鞘挟a(chǎn)生內(nèi)澇災(zāi)害的原因進(jìn)行科學(xué)評(píng)估,分清責(zé)任,對(duì)城市內(nèi)澇災(zāi)害造成的損失建立追責(zé)和問責(zé)機(jī)制。
規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的銜接問題
在源頭控制工程、城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程、排澇工程和城市防洪工程5個(gè)單元工程體系中,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的表述方式不同,大體可以分為3類:源頭控制工程采用降雨量;城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程、排澇工程采用降雨強(qiáng)度,用重現(xiàn)期表示設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);城市防洪工程采用觀測(cè)洪峰流量的重現(xiàn)期。源頭控制工程只能計(jì)算出總調(diào)蓄水量,沒有數(shù)理統(tǒng)計(jì)的重現(xiàn)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)概念,也無法計(jì)算出設(shè)計(jì)流量,因此對(duì)于高重現(xiàn)期極端暴雨事件的應(yīng)對(duì)能力應(yīng)慎重對(duì)待。城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程、排澇工程都采用降雨的重現(xiàn)期來確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2014版)》已經(jīng)推薦采用年最大值法采集暴雨樣本資料,為協(xié)調(diào)3個(gè)工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。如果采用相同的基礎(chǔ)暴雨資料,應(yīng)采用同樣的資料整理方法,則在相同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條件下,暴雨強(qiáng)度值應(yīng)該是相同的。城市防洪工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與其他工程的標(biāo)準(zhǔn)不同,沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
采用年最大值法采集暴雨樣本資料,設(shè)計(jì)工況條件下假設(shè)有充沛的前期降雨,因此源頭控制工程設(shè)計(jì)調(diào)蓄水量對(duì)城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程和排澇工程的影響很有限。
城市防洪工程、排澇工程與城市排水工程和城市內(nèi)澇防治工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)銜接可以簡(jiǎn)單地處理成設(shè)計(jì)工況的水位銜接,將來可以采用流量演算的方法進(jìn)行流量通行能力的銜接。
結(jié)論
為了科學(xué)構(gòu)架城市排水防澇工程體系,結(jié)合我國(guó)國(guó)情和現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系,本文提出了5個(gè)單元工程體系架構(gòu)的設(shè)想,并探討了5個(gè)單元工程的組成、分擔(dān)的任務(wù)、相互關(guān)系和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)銜接問題。
源頭控制工程以調(diào)蓄降雨量為設(shè)計(jì)參數(shù),無法與排水工程的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度相銜接。
城市排水工程、城市內(nèi)澇防治工程和排澇工程都采用設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)參數(shù),并且采用相同的年最大值采樣分析方法,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法應(yīng)進(jìn)行協(xié)調(diào),以保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。
在總體框架下,應(yīng)科學(xué)劃分5個(gè)單項(xiàng)工程的任務(wù)和上下游邊界條件,各個(gè)單項(xiàng)工程應(yīng)完善其設(shè)計(jì)計(jì)算方法,并建立完善的監(jiān)管體制,明確產(chǎn)生城市內(nèi)澇的工程原因。
在5個(gè)單項(xiàng)工程中,除城市內(nèi)澇防治工程是新的工程以外,其余4個(gè)單項(xiàng)工程都有比較完善的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)方法,所以建立城市內(nèi)澇防治工程的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)方法體系是當(dāng)前的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:園林節(jié)水設(shè)計(jì);合理植物配置;節(jié)水型灌溉 ;雨水及中水的利用
一、廣州園林綠地建設(shè)發(fā)展規(guī)劃及水資源狀況
廣州地處南亞熱帶地區(qū),優(yōu)越的氣候條件孕育了豐富的植物資源,按廣州2001至2020年的規(guī)劃目標(biāo),規(guī)劃中心片區(qū)到2020年,綠地率: 38%,綠化覆蓋率:43%,人均公共綠地:20m2。充分利用廣州山水環(huán)抱的自然地理?xiàng)l件,按照生態(tài)優(yōu)先的原則和可持續(xù)發(fā)展的要求,構(gòu)成“青山、碧水、綠地、藍(lán)天”的景觀格局,將廣州建設(shè)成為國(guó)內(nèi)最適宜創(chuàng)業(yè)和居住的國(guó)際化、生態(tài)型華南中心城市。
廣東省水資源總量表面上看在全國(guó)屬比較豐富的省份,而實(shí)際上廣東省水資源形勢(shì)卻比較嚴(yán)峻:水資源時(shí)空分布不均,汛期降雨徑流占全年的70%―85%,主要以洪水的形式出現(xiàn),枯水期易出現(xiàn)旱情。受全球氣候變化和區(qū)域水環(huán)境改變的影響,隨著全省城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快,水資源供需矛盾日益突出,水環(huán)境安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),水資源利用效率低,城鄉(xiāng)人均耗水量偏大。廣東省年人均用水量為499立方米,高于全國(guó)人均427立方米用水量;城鄉(xiāng)人均生活用水量分別為每日227升和每日147升,分別高于全國(guó)城鄉(xiāng)人均每日212升和每日68升的生活用水量(2)。
二、園林節(jié)水設(shè)計(jì)研究的目的及意義
水是不可替代的自然資源,是人類賴以生存和發(fā)展的物資基礎(chǔ),因此水資源在整個(gè)社會(huì)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位愈來愈重要,是支撐整個(gè)人類生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。但在廣州,大多數(shù)公園及綠地的澆灌水源都是市政自來水,且它們的澆灌方式大多數(shù)都是灑水車及人工膠管式的手動(dòng)噴淋澆灌。全自動(dòng)的智能噴灌系統(tǒng)至少比人工系統(tǒng)澆灌節(jié)約30%的用水量,如果能利用雨水、公園本身的湖水及公園自身的衛(wèi)生間排水(經(jīng)處理達(dá)到綠化澆灌水質(zhì)要求時(shí)),就可進(jìn)一步達(dá)到節(jié)約用水目的。隨著廣州綠地率不斷加大,園林的節(jié)水設(shè)計(jì)也是勢(shì)在必行,其現(xiàn)實(shí)意義也是不言而喻。
三、廣州地區(qū),園林節(jié)水設(shè)計(jì)普遍所存在的問題
1、整體規(guī)劃不到位,中水的利用率仍然較低。廣州市年污水處理量已達(dá)四億噸,大部分都排入了珠江,造成了“中水”資源的巨大浪費(fèi)。對(duì)于有條件的新區(qū),許多也沒有統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施雨水及生活污水處理后的再利用,從而也影響了園林綠地節(jié)水的實(shí)施。
2、許多節(jié)約用水的政策及要求沒能真正的貫徹及落實(shí),即使設(shè)計(jì)方考慮了園林節(jié)水方面的內(nèi)容,往往是使用方也不予采用。
3、園林節(jié)水設(shè)計(jì)是靠各個(gè)專業(yè)緊密配合才能完成,由于節(jié)水意識(shí)薄弱,許多設(shè)計(jì)人員沒有將節(jié)水設(shè)計(jì)放在重要的位置上,各個(gè)專業(yè)之間也沒有密切的配合,仍然各自為政,導(dǎo)致園林節(jié)水設(shè)計(jì)專業(yè)間脫節(jié)。
4、廣州對(duì)于常用的不同植物耗水量的基礎(chǔ)研究幾乎是一片空白,
對(duì)園林節(jié)水設(shè)計(jì)非常不利,因?yàn)闆]有這個(gè)最基本的基礎(chǔ)資料,節(jié)水設(shè)
計(jì)無從談起。所以這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的研究、測(cè)定,都是園林節(jié)水設(shè)計(jì)迫
切需要解決的問題。
5、在園林建設(shè)中許多園林植物配置不合理,盲目建設(shè)大廣場(chǎng)、大草坪,與城市的規(guī)模和發(fā)展定位不協(xié)調(diào)。既沒起到應(yīng)有的良好效果,又浪費(fèi)了珍貴的土地資源。以草代木,造成了大量人力、物力的浪費(fèi),耗掉了大量的淡水資源。
6、目前城市園林綠地灌溉方式多種多樣,在廣州是以人工膠管式灌溉為主,且水源多數(shù)以市政飲用水為水源,而節(jié)水型灌溉方式如噴灌、滴灌乃至地下滴灌等則應(yīng)用較少。即使采用了噴頭或滴灌溉方式澆灌,但仍然是人為控制澆灌的時(shí)間及地點(diǎn)。對(duì)于人工控制澆灌,它們不能保證灌溉均勻、適量,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)灌溉過度,影響植物生長(zhǎng)且水源浪費(fèi)嚴(yán)重。由于較多園林綠地管理單位人員素質(zhì)不高,不會(huì)使用全自動(dòng)灌溉的設(shè)備以及供貨商的服務(wù)不到位,也是造成全自動(dòng)灌溉普及不高的原因。
7、在園林建設(shè)過程中,為了收到立竿見影的效果,很多園林綠地和居住區(qū)綠地,大量移植大樹及外來品種的樹木。大樹從購(gòu)買、運(yùn)輸、栽植到后期管護(hù)的費(fèi)用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)格較小的同類樹木及本土樹木,而且其成活率也較低,死亡后需要進(jìn)行二次栽植,對(duì)于外來嬌貴的木種,也需較多的水及肥料精心栽培澆灌,造成了資源的浪費(fèi)。
8、盲目地設(shè)置許多水景觀設(shè)施,沒有考慮其運(yùn)行成本,而且沒有配備相應(yīng)的水處理循環(huán)系統(tǒng),導(dǎo)致水景水質(zhì)很快變壞,需全部重新?lián)Q水,造成大量的水資源浪費(fèi),因此就出現(xiàn)剛開始水景景觀設(shè)施有運(yùn)作,但長(zhǎng)時(shí)間后,水景就成了擺設(shè),既造成投資的浪費(fèi),又沒有達(dá)到所需要的景觀效果。
四、針對(duì)以上所存在的問題,園林節(jié)水型設(shè)計(jì)應(yīng)采取的措施
1、城市園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃是城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。在總體規(guī)劃階段,應(yīng)合理布局新區(qū)域各類綠地, 善于利用雨水及天然的河流、湖泊水系,使它們形成良好的城市生態(tài)水景系統(tǒng),盡量減少以生活飲用水源維持各類人工水景用水、城市天然水系、綠地灌溉系統(tǒng),使水資源最大限度地被重復(fù)利用。應(yīng)盡早日由“耗水型園林”向“節(jié)水型園林”發(fā)展,走可持續(xù)發(fā)展之路。同時(shí)在新建區(qū)域推行飲用水和非飲用水分網(wǎng)供水的制度,新建的污水處理廠都應(yīng)將污水進(jìn)一步處理為中水,使其成為供新區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、工業(yè)用水、環(huán)境用水、綠化用水的水源,并逐步實(shí)施對(duì)舊城區(qū)的供水管網(wǎng)改造,將已建好的污水處理廠的污水進(jìn)一步深化處理為中水,配套老城區(qū)的管網(wǎng)改造,逐步實(shí)現(xiàn)舊城區(qū)也能有中水給水管網(wǎng)的供給。
2、將節(jié)水政策落實(shí)到位,指標(biāo)到位,使具體的用水單位要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的節(jié)水措施,這是園林節(jié)水設(shè)計(jì)真正實(shí)施的有力措施。
3、園林節(jié)水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一些基本原則:
(1)園林綠地用水總原則為若有市政中水水源,盡量直接采用該水源;沒有該水源時(shí)可將在工程范圍內(nèi)利用已有的河流、湖泊、池塘或設(shè)置新的湖泊、池塘作為雨水調(diào)節(jié)及綠地、水景的水源;對(duì)于非常小的公共綠地而又沒有中水源的,才使用市政自來水。
(2)加大園林節(jié)水宣傳,使發(fā)展節(jié)水型園林的觀念廣泛深入人心,讓每一位設(shè)計(jì)者都意識(shí)到園林節(jié)水的重要性及緊迫性。使節(jié)水型園林必將成為廣州新型園林的主要建設(shè)模式。
(3)園林節(jié)水設(shè)計(jì)不是任何單一專業(yè)能夠解決,而是需要各個(gè)專業(yè)都能高度重視、通力協(xié)調(diào)、積極配合完成。
(4)對(duì)于設(shè)計(jì)實(shí)體需在總體規(guī)劃時(shí)就應(yīng)將節(jié)水設(shè)計(jì)考慮在內(nèi)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)應(yīng)注意其所在地的地質(zhì)土壤情況、氣候氣象情況、現(xiàn)場(chǎng)與外部接壤的水文水利情況、現(xiàn)場(chǎng)原有的地形地貌情況(在低洼處是否已有天然形成的湖泊、河流、小溪等)、周圍市政設(shè)施實(shí)施情況、原有地塊各種植物地被的生存現(xiàn)狀等等。結(jié)合園林的特色要求及現(xiàn)場(chǎng)的勘察所得的第一手資料,如果沒有市政中水水源,盡量利用已有的湖泊、河流,作為我們綠地灌溉水源,如果沒有這些水源,在條件許可的情況下盡量在綠地實(shí)體的地形低凹處設(shè)置人工湖泊、池塘。在需設(shè)置排水溝的地方,條件許可時(shí),盡量由傳統(tǒng)的排水溝改為生態(tài)草溝。人工湖泊、池塘及草溝的作用:一是可以儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)雨水高峰的水量,減輕市政雨水管網(wǎng)的排放壓力;二是與目前所提倡的建設(shè)海綿城市―讓人造城市,轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛭{雨水、過濾空氣、過濾污染物質(zhì)的超級(jí)大海綿,達(dá)到降溫、防洪、抗旱、捕碳等效益,從而邁向生態(tài)與低碳城市相一致;三是生態(tài)草溝可將雨水通過濾層的過濾改善雨水水質(zhì);四是解決綠地的灌溉水源問題,達(dá)到節(jié)水的目的。生態(tài)草溝示意見(圖一)
(圖一)
(5)對(duì)于大中型園林綠地的設(shè)計(jì),宜進(jìn)行全園用水平衡計(jì)算。
4、廣州雖然擁有豐富的植物資源,但對(duì)于不同植物耗水量的基礎(chǔ)研究幾乎是一片空白,針對(duì)此種情況,應(yīng)盡快加大此方面的投入使園林節(jié)水不再是空談。
5、合理選擇植物種類,優(yōu)化植物配置結(jié)構(gòu),發(fā)展節(jié)水、抗旱型綠地。
(1)因地制宜,注重鄉(xiāng)土樹種的開發(fā)和應(yīng)用盡量減少移植大樹。當(dāng)前部分城市在綠化建設(shè)過程中,忽視甚至避而不用鄉(xiāng)土樹種,轉(zhuǎn)而追求一些不適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的外來樹種,這給養(yǎng)護(hù)管理工作帶來了很多問題。鄉(xiāng)土樹種是在長(zhǎng)期演變中形成的地域性植物,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性。同時(shí),鄉(xiāng)土樹種還具有豐富的林相變化,可以形成不同的特色景觀。因此,鄉(xiāng)土樹種應(yīng)成為園林綠化的首選樹種(4)。
(2)大量應(yīng)用耐旱植物。耐旱植物包括旱生植物、 中生植物的耐旱種類,以及通過培育而成的耐旱園藝品種。 耐旱植物的應(yīng)用,能減少綠地的用水量。
(3)優(yōu)化園林植物配置。園林植物品種多樣,用水量差異較大。在園林綠地種植中,必須堅(jiān)持以樹木為主體。喬灌木不僅是城市園林景觀的主要載體,而且對(duì)改善城市生態(tài)環(huán)境功效顯著。喬木(含落葉與常綠喬木)雖在株數(shù)上不占優(yōu)勢(shì),但其綠量卻占園林植物總量的84%,釋氧固氮、蒸騰吸熱等生態(tài)效益的量化值占園林植物總量的85%-87%。園林綠化應(yīng)符合植物群落生態(tài)學(xué)特性,減少大面積單一種植草坪、色塊、花卉帶來的水源嚴(yán)重浪費(fèi),提倡以喬、灌、地被植物組成的復(fù)合式立體生態(tài)群落為植物造景主體,改善植物生長(zhǎng)環(huán)境,減少地表徑流,達(dá)到減少灌溉的目的。對(duì)于草坪的建植應(yīng)遵循“不可不建,亦不可濫建”的原則,提倡發(fā)展節(jié)水型、耐旱型草坪。
6、大力推廣節(jié)水型灌溉方式
在城市園林的灌溉方式上,需推廣節(jié)水型灌溉方式,對(duì)灌溉系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真全面的設(shè)計(jì),園林灌溉的精準(zhǔn)化是以智能化技術(shù)為基礎(chǔ),其是通過對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤濕度、蒸發(fā)量等參數(shù)的綜合考慮,據(jù)不同植物的需水規(guī)律,適時(shí)、適量地向植物供水,才能科學(xué)的控制水的灌溉量,提高水資源利用率。為了推廣使用全自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的運(yùn)用,需加強(qiáng)對(duì)園林綠地管理單位相關(guān)人員的技術(shù)培訓(xùn)。
7、不同類型的園林綠地應(yīng)采用與之相適宜的科學(xué)灌溉方式,同時(shí)由于不同類型植物特性及栽種地方的不同,也要求不同的灌溉方式與之相適應(yīng)。
(1)對(duì)于森林類公園,如果樹木已經(jīng)長(zhǎng)成,就不再需要澆灌。對(duì)于樹木僅為幼苗類的森林公園,由于用水量不多,且樹木成林后就無需灌溉,為節(jié)省投資,只需沿著園路旁每隔30~40米設(shè)置快速取水閥。
(2)對(duì)于地勢(shì)起伏很大的山地類公園,就不適宜采用噴頭類系統(tǒng)灌溉。如果樹木繁茂,用水量不大,僅需設(shè)置快速取水閥,而在平緩地帶可采用快速取水閥加噴頭或滴灌類系統(tǒng)灌溉。
(3)一般的公園及綠地,對(duì)于成條狀的灌木類,需采用直立型噴頭或滴灌類系統(tǒng)灌溉,對(duì)于草坪及低矮類花卉植物可采用埋地式旋轉(zhuǎn)噴頭噴灌,無論采用哪種灌溉方式一般都應(yīng)設(shè)有快速取水閥系統(tǒng),作為自動(dòng)噴灌的一種補(bǔ)充。
(4)對(duì)于新修的馬路,為減輕城市硬地化的問題,綠化帶低于路面,馬路雨水可以直接排入綠化帶,在綠化帶內(nèi)設(shè)置可滲水的排水溝或滲水管,一般5~10年的雨水可以直接滲入土壤,當(dāng)雨水暴雨強(qiáng)度大于5或10年一遇時(shí),再通過溢流一部分排入市政雨水管網(wǎng),一部分流入雨水蓄水池,該條形綠化帶的澆灌就可通過雨水蓄水池、水處理裝置及加壓泵送至灌溉給水管網(wǎng)(如果已有市政中水供水管網(wǎng),綠化灌溉給水管可直接接市政中水管網(wǎng))。灌溉形式可為噴頭或滴灌類系統(tǒng)灌溉。對(duì)于此類的綠化帶植物要求是耐澇性比較好的植物。對(duì)于舊的馬路,一般綠化帶都高于馬路面,如果沒有市政中水供水管網(wǎng),可在較為寬敞的馬路交接地帶的綠化帶下設(shè)置雨水蓄水池(馬路部分雨水溢流至該池內(nèi))、水處理裝置及加壓泵送至灌溉綠化給水管網(wǎng),澆灌馬路綠化帶的植物。
(5)屋面綠化植物,可以根據(jù)不同種類的植物,設(shè)置噴頭或滴灌類系統(tǒng)灌溉。條件許可時(shí)建議推廣使用深圳大學(xué)建設(shè)工程生態(tài)技術(shù)研究所所做的綠色屋頂。該綠色屋頂?shù)奶攸c(diǎn):一是雨水通過下滲種植層后再匯集至屋面周邊的雨水匯集管,再由抬高一定高度的溢流口排至雨水口及雨水落水管內(nèi),其好處是延緩暴雨峰值達(dá)到的時(shí)間,同時(shí)部分雨水會(huì)存留在屋頂?shù)慕橘|(zhì)層里,保持土壤層的濕潤(rùn);二是該屋面所種植的是既耐旱又不怕澇的植物:非洲霸王樹、大將軍、仙人掌、金虎仙人球、柱葉虎尾蘭、巴西龍骨等,降雨過后,由于有存留在屋頂?shù)慕橘|(zhì)層里的部分雨水,除極端氣候外,該屋頂?shù)闹参镆话悴挥脻菜喔?;?jié)約灌溉用水;三是屋面的雨水通過植物的種植層過濾后,水質(zhì)可達(dá)Ⅲ類水質(zhì)指標(biāo),通過雨水落水管直接排至小區(qū)水景池塘內(nèi)可做水景觀補(bǔ)水及小區(qū)的綠化用水。
(6)人行天橋及高架橋兩旁的綠化帶的灌溉。由于該地方的環(huán)境惡劣,要求所選的植物生命力強(qiáng)、耐干旱、落葉少、花色鮮艷、適合廣州南方氣候等特點(diǎn)的植物,目前在廣州運(yùn)用最廣泛的是勒杜鵑(1),其具有耐修剪、容易扦插繁殖,而且具有一定的垂枝性、葉面占整株的比例較大、密被柔毛枝葉可以在一定程度上吸附空氣中的灰塵和有害氣體,被廣泛使用;其他如馬纓丹、云南黃素馨、軟枝黃蟬、希美莉(1)等應(yīng)用還較少,可以適當(dāng)發(fā)展,這些植物普遍具有抗污染、抗病害、生長(zhǎng)粗獷等特性,而且花色鮮艷、花期長(zhǎng)、有懸垂效果,比較適宜作為橋面綠化整飾植物,以增加綠化種類和花期色彩變化。滴灌系統(tǒng)主要是通過一條細(xì)小的軟管把水輸送到橋梁的花槽中,用電磁閥、時(shí)間控制器、土壤濕度控制器控制澆水量和時(shí)間。這樣不僅保持了植物生長(zhǎng)的泥土潮濕,促進(jìn)植物的生枝、長(zhǎng)葉,而且還大大節(jié)約人工,提高用水效率,也解決了跑水漏水的狀況。設(shè)置多出口壓力補(bǔ)償?shù)晤^,每個(gè)滴頭根據(jù)花盆大小和植物品種連接不同數(shù)量滴箭。滴灌系統(tǒng)裝置包括有:調(diào)節(jié)水壓不足問題的調(diào)壓閥、保證灌溉均勻度的壓力補(bǔ)償器、電磁閥、過濾器、時(shí)間控制器、土壤濕度控制器、降雨自動(dòng)停灌的雨量傳感器等。設(shè)置保險(xiǎn)箱保護(hù)控制器和電磁閥,安裝位置盡量放置于橋梁下以便于操作與檢修,具體見(圖三)。
(圖三)
8、目前《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中已明文規(guī)定在新建、擴(kuò)建和改建的居住小區(qū)及公共建筑區(qū)內(nèi)所設(shè)的景觀用水水源不得采用市政自來水和地下井水(3)。目前許多的公共綠地、公園等場(chǎng)所所設(shè)置的景觀用水水源大多數(shù)是市政自來水,由于沒有考慮其運(yùn)行成本,加上沒有配備相應(yīng)的水處理循環(huán)系統(tǒng),水景水質(zhì)很快變質(zhì),需全部重新?lián)Q水,導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,所以要求我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)時(shí)一是應(yīng)慎重考慮景觀水的運(yùn)行成本,盡量少采用需時(shí)時(shí)用動(dòng)力設(shè)備的景觀;二是要求按規(guī)范規(guī)定設(shè)置水處理循環(huán)供水設(shè)備(封閉水景);對(duì)于面積大于500平方米,水深大于0.5米的湖泊、水塘建議采用水生物處理法保持水質(zhì)要求;三是景觀用水水源首選是中水水源,避免市政水資源的浪費(fèi)。
小結(jié)
綜上所述,隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快,城市園林綠化建設(shè)將得到快速的發(fā)展,高效利用城市水資源,積極發(fā)展節(jié)水型園林,從而更好地發(fā)揮城市園林的生態(tài)效益,實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展,目前已引起全社會(huì)的高度關(guān)注。每個(gè)城市都有各自不同的區(qū)域環(huán)境、資源優(yōu)勢(shì)、歷史背景和文化特色,自然條件差異大,在建設(shè)節(jié)水型園林的實(shí)踐中,廣州應(yīng)根據(jù)自己的具體情況,因地制宜,遵從科學(xué)的理念和原則,充分利用好本地的地理環(huán)境、植物品種、山水資源和文化特點(diǎn);走出自己特色的園林綠化建設(shè)路子,走上創(chuàng)新、節(jié)約、環(huán)保和諧之路。廣大園林工作者積極開展節(jié)水方面的技術(shù)研究,并將已取得的成果廣泛應(yīng)用于園林綠化設(shè)計(jì)中。應(yīng)積極推廣國(guó)內(nèi)外行之有效的節(jié)水灌溉經(jīng)驗(yàn),推廣非常規(guī)水的利用,把廣州建成綠蔭秀美之地,為人民造福。
參考文獻(xiàn)
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[3]《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010
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