海绵城市建设与水土资源保护

(整期优先)网络出版时间:2022-11-17
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海绵城市建设与水土资源保护

许目瑶

(江苏硕佰建筑科技有限公司,南京,210019)

[摘要] 城市化的快速发展导致水土流失及生态环境问题日益突出。本文依据海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”的建设理念,阐述了海绵城市建设中的水土保持作用,并基于水土保持的角度,提出海绵城市建设过程中应灵活设置海绵设施的结构层,达到缓解内涝压力、降低径流污染、高效补给地下水资源的目的;并且应合理选择植物,充分发挥植物的景观效果及水土保持作用。以期在保护水土资源的目标下,为后续海绵城市建设提供参考。

[关键词] 海绵城市、资源、水土保持

Energy Efficiency Improvement of Existing Public Buildings and Suggestions for Future Development

Muyao Xu

(Jiangsu Shuobai Building Technology Co.,LTD, Nanjing,210019)

Abstract:The rapid development of urbanization leads to the increasingly prominent problems of soil and water loss and ecological environment. Based on the construction concept of "infiltration, stagnation, storage, purification, utilization and drainage" of sponge City, this paper expounds the role of water and soil conservation in the construction of sponge City, and puts forward that the structural layer of sponge facilities should be flexibly set in the process of sponge city construction, so as to alleviate the pressure of waterlogging, reduce runoff pollution and efficiently replenish groundwater resources; In addition, plants should be selected reasonably to give full play to their landscape effect and the role of water and soil conservation. In order to provide reference for the follow-up construction of sponge city under the goal of protecting water and soil resources.

Key words: Sponge City; resources; water and soil conservation

1引言

城市化进程的快速发展使得城区非透水地面面积比例增加,雨水径流难以入渗,洪峰流量增大,城市地表径流的时空模式改变[1]。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出全球很多地区的降雨发生不同程度的变化,其中强降雨事件的频率在增加。强降雨导致雨水不能就地消纳、顺势下流、冲刷土壤,土壤侵蚀严重。并且,地表径流中携带的污染物经过入渗进入土壤、地下水,水土环境遭到破坏。同时,城市化的快速发展,带来的大面积施工势必会给原有的自然植被体系和水系统带来严重的破坏,加重水土流失现象的发生。

在城市化进程的强大推动下,促进了海绵城市建设实践的开展。海绵城市建设是将人工措施与自然水循环相结合,最大限度地实现雨水在城市中的积存、渗透和净化,实现雨水资源的合理利用。它不仅具备了城市的雨涝调蓄、水源保护和涵养、地下水回补、雨污净化、土壤净化等重要的水土保持生态作用,而且可以被科学布局并落地操作。

2 海绵城市建设思路

海绵城市按照“源头减排、过程控制、系统治理”的建设理念,遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针,尊重自然,强调人与自然的合作共生关系,以就地消纳的方式从源头上削减暴雨径流的洪峰、洪量。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水释放并加以利用,实现雨水在城市中自由迁移[3]

源头减排,是从城市各类建筑、道路、广场等硬质下垫面(雨水产汇流形成的地区处)着手,实现有效的“径流控制”,即从形成雨水产汇流的源头着手,尽可能将径流减排问题在源头解决。

过程控制,是利用绿色建筑、低影响开发和绿色基础设施建设的技术手段,通过对雨水径流的过程控制和调节,延缓或者降低径流峰值,避免雨水径流的“齐步走”。

系统治理,是从生态系统的完整性来考虑治水,充分利用好地形地貌、自然植被、绿地、湿地等天然“海绵体”的功能,充分发挥自然的力量。同时,也要考虑水体的“上下游、左右岸”的关系,既不能造成内涝压力,也不能截断正常径流,影响水体生态。

3海绵城市建设与水土资源保护

3.1 海绵城市建设的水土保持作用

水土保持及生态环境保护是我国经济与社会发展的重要任务,在整个治理过程中应始终坚持生态、资源开发可持续发展的理念。在城市建设过程中应对水土流失进行有效预防与治理,这对城市及周边生态区的水土保持及景观提升起到一定作用。海绵城市建设思路的提出为水土资源保护措施提供了重要依据和保障。

下面我们将从“渗、滞、蓄、净、用、排”六个方面,阐述海绵城市建设对提升城市水土保持能力的重要作用。

渗:通过优化海绵措施布局,加强海绵措施与汇水区域之间的水力连通性,增加雨水的自然入渗。避免了大量雨水径流冲刷土壤,引发水土流失。同时,入渗雨水可以有效补给地下水,对增加水资源储存总量具有重要作用。雨水渗入方式较为多样,例如将地面铺装改为透水材料、改造屋顶绿化、调整场地竖向等。

滞:通过微地形调整,使雨水汇集,雨后缓慢入渗或被植物根系吸收或通过大气蒸腾作用所消耗。以空间换时间。雨水滞后排放,可以削减洪峰流量,减轻短历时强降雨对管网造成的排水压力。雨水花园作为一项典型的海绵措施,通过设置下凹深度保证其具备一定的调蓄容积可以满足雨水的错峰排放,花园内种植耐腌植物,兼具景观与水土保持作用。

蓄:把降雨蓄存起来,以达到调蓄和错峰排放的目的。例如雨水蓄水池,可以把雨水径流的高峰流量暂存其内,待大流量下降后再从蓄水池中将雨水缓慢排出。既能规避雨水洪峰,实现雨水循环利用,又能避免初期雨水对受纳水体、土壤的污染,还能对不同区域间的排水调度起到积极作用。

净:海绵城市的设计建设,改变了雨水径流流向,引导雨水分散流至各个海绵措施。雨水经海绵措施入渗,通过土壤、植被、微生物对水质产生净化作用,减少面源污染,避免在城市化建设时对水土环境造成破坏[3]

用:经过土壤渗滤净化、植被、生物处理多层净化之后的雨水将尽可能被利用。例如将停车场收集到的雨水净化后用于洗车、道路浇洒等。海绵城市建设通过“渗”涵养,通过“蓄”把水留在原处,再通过“净”把水用在原地。雨水得到资源化利用,不仅可以有效缓解城市雨洪问题,还可以减轻地下水水位下降、地面沉降、水资源枯竭等带来的危害。

排:将城市竖向与工程设施相结合,排水防涝设施与天然水系河道相结合,地面排水与地下雨水管渠相结合,进而实现雨水有序排放,避免内涝等灾害。经雨水花园、生态蓄水池、渗滤池净化后的雨水,一部分用于绿化灌溉、道路喷洒等,一部分经渗透补给地下水,剩余部分通过市政管网排入河流,既减少了面源污染,同时降低了内涝发生的可能。

基于以上对海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”各环节的作用分析,可见海绵城市的提出对水土保持工作,特别是雨水控制利用部分提供了重要的、具体的技术指导。并且,海绵城市从理念上强调了低影响开发、维持场地开发前后水文特征不变、开发建设尽可能不破坏原有生态环境,这与城市水土保持的生态服务功能是相契合。

3.2 基于水土资源保护的海绵城市发展建议

综上并结合实际情况,笔者基于水土资源保护的角度,对海绵城市的建设发展提出几点建议:

(1)根据海绵城市的建设目标,结合项目所在区自然概况,灵活设置雨水花园等海绵设施的结构层,充分发挥土壤非饱和区在雨水径流集中入渗过程中的调节作用,因势利导的达到蓄存雨水、错峰排放,缓解内涝压力、降低径流污染、高效补给地下水资源的目的。

(2)合理选择海绵城市种植植物。

在海绵城市的景观设计中,植物作为重要的景观元素应该考虑其生态可持续性。草本植物具有固土作用。其茎叶能够减弱雨滴溅蚀、抑制径流冲刷、减少水土流失,植物叶片蒸腾和根系吸水能减小土壤孔隙水压力,从而增加边坡稳定性。根系在土体中错综盘结,能够显著增加边坡表层土体的稳定性。乔木和灌木具有一定的水源涵养能力。在海绵城市建设过程中,应结合当地土壤和气候,选择适宜的植物,特别是雨水花园中的植物,优先选择低投入、低维护的乡土树种,除此之外,还需考虑植物的耐水、耐湿性、抗旱能力、抗逆性,充分发挥植物的景观效果以及水土保持作用。

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海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”的建设理念及建设活动的开展对水土保持工作,特别是雨水控制利用部分提供了具体的技术指导。通过灵活设置海绵设施的结构层,可以达到缓解内涝压力、降低径流污染、高效补给地下水资源的目的;选择合理的种植植物,可以兼具景观效果及水土保持作用。海绵城市的建设对有效防治水土流失、涵养水源,改善城市生态环境具有重要意义。

参考文献:

[1]刘珍环,李猷,彭建.城市透水表面的水环境效应研究进展[J].地理科学进展,20113):2127

[2] 邹贤菊,张春桦,宋晓猛.2018年我国城市暴雨洪涝事件调查及思考[J].水利发展研究,2019198):4550

[3]赵丽君,郑亚雄.海绵城市理念在城市水土保持设计中的应用J].资源节约与环保,201907):14