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防汛节水,海绵城市“牛”在哪

发布时间:2018-07-30浏览量:
                                    
        墨尔本倡导的水敏性城市设计于上世纪90年代在澳大利亚兴起,关注雨水收集利用,意在提升城市宜居性。 视觉中国 图

       一场大雨会给城市带来什么影响?纵观全球,不少知名城市都在极端气象变化引发的洪涝灾害面前“露了怯”,暴露了城市建设中的薄弱环节。
       为了实现城市发展和水环境的可持续发展,避免暴雨可能造成的人身、财产损失,建设海绵城市的理念已得到广泛认可。澳大利亚墨尔本和丹麦哥本哈根的经验或将带来一定的启发。

营造和景观融合的雨洪管理设施

       在城市发展中,澳大利亚很多城市都面临城市防洪、水资源短缺和水环境保护等方面的挑战。以墨尔本为代表,其倡导的 WSUD(Water Sensitive Urban Design)水敏性城市设计作为海绵城市建设理念中的一种,近年来逐渐使其成为城市雨洪管理领域的领军城市。
       当前,发达国家的雨洪管理已从传统的水量控制过渡到水量和水质并重,进一步推进雨水收集利用,并追求雨洪管理设施和城市景观的有机融合,以实现城市发展和水环境的和谐与可持续发展。
      以墨尔本为首所倡导的水敏性城市设计于上世纪90年代在澳大利亚兴起。当时,城市雨洪分流体系基本完善,通过建设污水处理设施,城市点源污染的排放基本得到控制。但是,人们期待的生态城市河道并未如期呈现,城市雨水径流的面源污染成为改善河道生态健康所不能回避的问题。
      水敏性城市设计的一个重要原则是源头控制。也就是说,水量水质问题就地解决,不把问题带入周边,避免增加流域下游的防洪和环保压力,降低或省去防洪排水设施建设或升级的投资。雨洪水质管理措施,如屋顶花园、生态滞蓄系统、人工湿地和湖塘,也能在不同程度上滞蓄雨洪,进而减少排水设施的需要。绿色滨水缓冲带在保证行洪的同时,能有效降低河道侵蚀,保持河道稳定性。雨水的收集和回用提供替代水源,降低了自来水在非饮用用途上的使用。打造景观融合的雨洪管理设施设计,营造富有魅力的公共空间,提升城市宜居性。
      围绕其城市雨洪管理的技术核心,澳大利亚持续进行了大量前沿研究和跨学科讨论。墨尔本提出的水敏性城市理念中,还首次引入了雨水、地下水、饮用水、污水及再生水的全水环节管理体系。
      具体工程实践中采用的水量控制措施,主要包括透水铺装、下凹绿地、地下储水池及雨洪滞蓄水库(人工湖、雨洪公园)等;水质处理措施主要包括道路雨水口截污装置、植被缓冲带、排水草沟、生态排水草沟,泥沙过滤装置、泥沙沉蓄池、雨水花园、人工湖及人工湿地等。

沼泽地变身水敏感性城市设计典例

      在墨尔本,爱丁堡雨水花园是当地海绵城市建设的一张突出“名片”。雨水花园位于爱丁堡公园内,既能为周围的树木、植被和运动场提供经过处理的灌溉雨水,又能为公园增加一道独特的景观,提高市民游客的游览热情。
      墨尔本曾经历多年的干旱,而雨水公园的建设解决了当地饮用水和灌溉水的双重危机。公园里有各种水景景观和相应的设施,能够收集、储藏雨水,随后进行水体净化并通过分流管分流给需要的区域。水源经过过滤介质和各种植被的自然作用实现了净化。
经过设计,整个雨水花园每年能吸收16000公斤的固体悬浮颗粒,同时通过植物生长吸收160公斤的营养盐、氮等一些元素,减少垃圾产量。同时,地下存水的过滤水将达20万升,提供公园每年所需灌溉水的60%。
      而在另一个澳大利亚著名城市悉尼,维多利亚公园也是典型的海绵城市建设产物。维多利亚公园最早是一片沼泽地,后来成了赛车场,再后来成了汽车制造厂和海军后勤中心。如今,它摇身一变,成了城市转型更新和水敏感性城市设计的典例。
     现在的维多利亚公园社区是占地24公顷的综合开发项目,为5000人提供中高密度住宅、商务及零售设施。与众不同的是,那里的道路交通体系除了满足交通功能之外,还是路面雨水收集和处理的基础设施。道路绿化分隔带中除了常见的行道树之外,还设置了长满植物、能够进行雨水收集和渗透的景观明沟。
     雨水经过植物和砂石过滤层后,先是被水管收集并储存到社区公园里由四个水塘所组成的蓄水系统中,再经过湿地处理,最终被作为绿地浇灌和水景的水源重复使用。当水面因蒸发而下降时,自动系统便会用蓄水塘中的水进行补充。

全球宜居城市曾在一场暴雨后“瘫痪”

       打开任何一张全球宜居城市榜单,丹麦哥本哈根都赫然在列。越来越多的城市正以哥本哈根为榜样重新进行规划与治理。有意思的是,哥本哈根“涅槃之路”的起点恰恰来自一场暴雨。
      2011年7月2日,哥本哈根全市大面积区域遭受严重洪涝灾害侵袭,24小时之内降雨量达30到90毫米,暴雨淹没了城市中心区域大部分的城市街道和地下空间。当日的哥本哈根几乎瘫痪:公交中断、通信中断,下水道都是死老鼠;空气中泛着霉气,垃圾无法处理,救护车难以抵达……保险公司为此支付10亿欧元,以赔偿暴雨造成的房屋和财产损失。
      据经济学家分析,如果不采取任何措施,未来的100年间,由于气候变化引起天气的剧烈变化造成暴雨事件的破坏力,将对城市造成现在损失的3倍。哥本哈根以此事件作为城市创新设计的契机,决定制定综合的气候适应型策略,新型海绵城市的暴雨规划方案由此而生。在确保城市有能力抵御未来暴雨事件的同时,该规划方案力图为哥本哈根提供更多的“蓝绿空间”,增加城市的生物多样性。
      海绵城市建设需要一个较长的过程,根据计划,该暴雨管理规划将在未来30年间完成。不过,随着城市治理理念的更新,如今的哥本哈根已经发生了不小的改变。未来,即使内涝无法及时排出,海绵城市的“海绵体”也能化整为零,避免大面积积水。“海绵体”包括河、湖等水系,绿地、可渗透路面等配套设施。
      痛定思痛的哥本哈根并未盲目扩张城市现有的排水系统,而是将雨水分散在绿地等滞留区域中。通过低影响开发雨水系统构建模式处理城市的边角地带,譬如干道附属绿地、广场、公园、体育场馆、住宅绿地。以水资源利用为核心进行重塑,在低洼区域开挖更多雨水贮存空间,非汛期可以供市民休闲,汛期则作为雨水滞留池。
      与此同时,哥本哈根的海绵城市规划对接了城市现有的项目方案,统筹协调城市综合治理。比如,将街边绿化作为暴雨时的蓄水缓冲。他们将非机动车道建设和海绵城市暴雨管理相结合。通过最常见的明挖法,在现有自行车道下挖一条沟渠,以预制混凝土做出一长条储水空间,最后盖上预制混凝土板。作为一个高效、大容量的系统工程,这样的设施可以加快街道排水,减小暴雨对低洼敏感区域的影响。

通过大数据模型进行暴雨管理规划

      哥本哈根的暴雨规划方案为城市立下了一个不小的目标:保护城市抵御百年一遇的暴雨侵袭。
      哥本哈根城市由两个行政部分组成:哥本哈根和腓特烈斯贝。过去的30多年以来,安博工程咨询公司一直都在规划和设计城市污水处理基础设施系统以及为城市服务的两家废水处理厂。他们的目标是控制污水的排放,实现污水的全部处理,创建拥有优良水质条件的港口和海岸环境。
     正因为此,哥本哈根拥有了详细的各区位水利基础设施的数据,并借助综合的计算机建模,预测进入两家废水处理厂的雨水及其径流以及雨水溢流至溪流和港口的流量。2011年的暴雨事件也恰巧为该数据模型提供了实际检验机会。
      基于已有信息和模型计算,哥本哈根暴雨管理规划得以开展。以腓特烈斯贝行政区为例,在气候适应框架之下进行的暴雨管理规划重点关注于城市的低洼部分,确保未来城市开发的可能性,并创建可持续性的排水基础设施,以保证暴雨期间洪水水位在10厘米以下。
      如此庞大的城市建设计划,公众的参与自然不可缺少。在哥本哈根,暴雨管理规划以及系列计划的通过,首先要经由严格的审查和讨论过程,然后进入优先考虑程序以及决策阶段。正如城市其他规划和建设项目一样,该过程将包含所有相关的市政利益相关者的参与,并允许公众反映意见。相关工程公司还为此决策审核通过的过程准备了详尽的成本效益评估。
      社会经济学分析结果显示,这种关注于提升城市整体宜居性的设计大大超越了其建造和维护的费用。尽管在30年中需要投资13亿欧元,但在预防城市洪涝灾害、降低损害方面的收益将大大超越其投资。
      哥本哈根经验表明:城市空间正被新的气候问题深刻地影响着,为了解决气候问题,城市空间反过来也可以发挥重要的作用。海绵城市建设不是一个单纯的目标,而是作为城市治理理念和发展方向,贯穿于城市建设的始终。
(吴越 综合自中国风景园林网、搜狐公益、《长江日报》)