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關鍵詞:海綿城市債 城投債 財政補貼 PPP模式
2015年10月16日,國務院辦公廳《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》,明確提出將海綿城市建設中符合條件的項目列入專項建設基金支持范圍,支持符合條件的企業通過發行企業債券、公司債券、資產支持證券和項目收益票據等募集資金,用于海綿城市建設項目。國家鼓勵對海綿城市建設項目的投資,為債券發行帶來新一輪契機。
海綿城市相關概念
(一)海綿城市的定義
2012年4月,在“2012低碳城市與區域發展科技論壇”中,“海綿城市”概念首次提出。2013年12月12日,在《中央城鎮化工作會議》的講話中強調:“建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。
根據《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》(〔2015〕75號),海綿城市是指通過加強城市規劃建設管理,充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。其內涵是現代城市應該具有像海綿一樣吸納、凈化和利用雨水的功能,以及應對氣候變化、極端降雨的防災減災、維持生態功能的能力。
(二)海綿城市試點
海綿城市的申報有兩個要點,一是要求目標的合理性,二是要求投融資模式的創新性。主要考核以下內容:
1.是否以將城市建設成具有吸水、蓄水、凈水和釋水功能的海綿體,提高城市防洪排澇減災能力、改善城市生態環境、緩解城市水資源壓力為目標。試點城市年徑流總量目標控制率是否達到《海綿城市建設技術指南》的要求,排水防澇標準、防洪標準是否達到國家有關技術規范。
2.是否有效整合現有資金渠道加大政府投入,是否客觀評價地方財力可承受度,建設和運營模式是否有效采取政府和社會資本合作(PPP)模式,采取PPP模式部分投資占項目總投資比例,是否充分體現“以地方及社會投入為主”,是否能夠實現政府和社會資本的有效合作等。
2015年4月2日,財政部、住房城鄉建設部、水利部公布了第一批海綿城市試點名單,共16個城市和地區,涉及16個省市;2016年4月22日公布第二批試點城市名單,共14個城市,涉及14個省市(見表1)。
國外海綿城市建設經驗及我國發展現狀
(一)國外海綿城市建設經驗
“海綿城市”的概念脫胎于20世紀70年代以來美、德、日對于雨水的管控、處理和英、澳對于城市內澇、水環境治理理念。國外對于雨水的處理態度經歷了20世紀70年代之前的“視同負擔,一排了之”,70到80年代的美國“就地滯洪蓄水”,再到90年代的重視水質管理的BMPs(最佳實踐管理)。
在典型的海綿城市模式中,美國提出了“強化建設水敏城市”概念,德國提出了“排水零增長”的水處理相關法案,日本提出了“雨水貯存滲透計劃”,英國建立了“可持續城市排水系統”,澳大利亞形成了“雨水源頭控制理念”,新西蘭建立了“低影響城市設計與開發體系”。
1.美國:水敏城市建設
水敏城市的建設內容與海綿城市基本相同,但更加側重于城市生態管理和城市景觀建造,綜合運用城市建設管理和可持續水系統管理方法,在生態機能的理念上進行城市基礎設施建設和城市空間布局。
美國通過發行一般責任債、聯邦和州給予補貼與貸款等方式來鼓勵雨水的科學化處理。一般責任債屬于美國市政債券的一種,其發行獲得政府信貸及“征稅權力”擔保,而不是項目收入擔保。
2.德國:高效集水
先進的綠地管理水平和排水設施使得德國能夠有效的進行雨水收集,并同時進行污水和雨水處理,城市地下管道能夠有效地平衡生態系統,完成收集、中轉、儲蓄整個過程。
德國各城市根據自身的情況制定了不同的雨水費用標準,并將該項資金主要用于雨水項目的投資補貼,以鼓勵雨水利用項目的建設。
(二)我國海綿城市發展現狀
住建部部長陳政高表示,海綿城市建設投資約為每平方公里1億元到1.5億元。根據已海綿城市建設規劃的試點城市信息,2015到2017年每個城市的規劃投資平均規模約為 80億元,估算我國目前330個地級行政區未來五年內投資總額約為3萬億元。
1.試點城市初見成效,已有成功案例
首批試點的16個城市計劃建設項目993個,投資279億元,截止2016年5月已開工建設且形成實物工作量的項目593個,占比59.8%,完成投資184億元。1部分城市的內澇問題和水環境問題已得到一定改善。例如,作為海綿城市的項目試點案例,金華燕尾州公園的改造取得世界建筑節最佳景觀獎,該公園建成后經受住了金華市百年一遇的洪水;遂寧、萍鄉在治理城區內澇中取得較為顯著的進展。
2.建設因地制宜,各試點城市建設重點不同
試點的海綿城市中有地級市、縣級市、直轄市、單列市,地理范圍上涉及華北、華南、華中、西北、東北地區,囊括了中國內陸地區所有的有內澇、干旱等問題的城市及地區。在住建部的《海綿城市建設技術指南》的基礎上,各個試點城市又推出地方性政策來推進海綿城市項目建設進行。
3.摸索中前進,問題待解決
(1)巨額投資,回報機制不明。海綿城市的建設時間長,除前期需要投入大量的建設資金外,后期的維護、運營管理還需要大量的資金和政策的跟進。
(2)PPP撬動巨額資金,收益模式是關鍵。關于海綿城市的建設,國家政策要求是予以信貸支持,大力引進社會資本,將PPP模式資本的占比作為是否列入試點城市的重要標準。引入社會資本大力推廣PPP模式,具體來說就是采用基金、眾籌、資本證券化等金融組合方式運作。國外相關經驗顯示,海綿城市項目收益具有較強的外部性,主要外部收益包括減少地表徑流進而防治內澇、降低排水負擔、增加供水、改善供氣質量和增加房產價值等。在我國,如何發掘海綿城市建設中的收益點,多元化收益模式,是海綿城市項目建設和管理中的要點。
海綿城市建設相關政策
(一)國家層面政策支持
國家層面,財政、金融支持力度加大,規范、指導政策陸續出臺。
財政政策上,中央財政對海綿城市建設試點給予專項資金補助,一定三年,具體補助數額按城市規模分檔確定,直轄市每年6億元,省會城市每年5億元,其他城市每年4億元。對采用PPP模式達到一定比例的,將按上述補助基數獎勵10%。中央支持有條件的城市政府對海綿城市項目給予貸款貼息。
在金融支持方面,國家對于海綿城市建設的融資除了引入PPP模式外,還通過鼓勵債券融資、信貸便利和PSL支持等方式拓展海綿城市建設的融資渠道。(1)支持符合條件的企業通過發行企業債券、公司債券、資產支持證券和項目收益票據等募集資金,用于海綿城市建設項目。(2)農發行可為海綿城市建設提供信貸便利,將在貸款期限、利率等方面提供優惠政策,期限最長可達30年;積極開展購買服務協議預期收益等擔保創新類貸款業務;還將開通綠色辦貸通道,提高對海綿城市建設項目的貸款審批效率。(3)對于符合使用抵押補充貸款資金條件的貸款項目,可執行人民銀行確定的優惠利率。在風險可控、商業可持續的前提下,項目的購買服務協議預期收益等可作為農發行貸款的質押擔保。
(二)地方政府層面政策支持
在中央和各部委的政策鼓勵下,有17個省市相繼了地方對于建設海綿城市的相關政策。從內容上看,可以概括為5個規劃設計導則、7個推進意見、1個詳細方案。如鶴壁市出臺了詳細的海綿城市建設方案。在鶴壁市的3年投資方案中,總投資34.8億元,其中建設單位自籌0.1億元,占比0.4%,地方政府以財政收入支持16.6億元,占比47.7%,中央財政支持12.1億元,占比34.8%,社會資本6億元,占比17.1%。地方政府和社會資本投入基本比例為3:1。
海綿城市建設項目運作模式
海綿城市的建設有三種途徑,一是傳統方式,即各部門分段實施,進行碎片化管理來改造海綿城市;二是城投模式,即以城司為主來推進工程項目整體進行;三是PPP模式,即引入社會資本進行投資、運營,政府采取補貼和購買的方式進行回收。
PPP模式的應用條件強調四個要素,即界面、產出要求、績效指標、收益來源。2對于海綿城市的建設來說,界面大概可以分為兩個大類和三個小類,一是蓄水、保水的綠地、濕地、流域,其中以城市園林生態修復為主;二是雨水、生活污水、工業污水的治理,包括管道、滲水材料的鋪建和市政污水的處理。第一類項目公益性較強,且沒有顯著的盈利模式和結構,對政府的補貼有很強的依賴性;第二類項目有較為清晰的收益結構,即政府付費、污染者付費、受益者付費,對于PPP模式來說較為合理。從統計的海綿城市計劃建設項目中可以看到,屬于第二類的項目為22個,占總數的18.8%,投資額為14.09億元,占總投資額的6.7%。
通過對海綿城市建設項目模式的梳理,我們發現現有的試點海綿城市運營模式有如下特點:各個城市在海綿城市項目建設中都提出了引入社會資本拓展PPP模式,都有較為合理的政府出資和社會資本占比規劃。為引進社會資本的投入,地方政府除了采用政府購買、稅收優惠等措施外,最重要的是對海綿城市建設項目的收益模式進行詳解。在這方面,遷安市、廈門和鶴壁市分別代表了三種不同思路,遷安市將非經營性和可經營項目打包出售,讓社會資本獲得收益的同時參與公益性項目的建設;廈門市則將公益性項目和經營性項目區分開,社會資本只參與經營性項目的建設,公益性項目仍采取政府購買、付費的方式;鶴壁市則將項目進行細分,不同的項目采用不同的融資及運營模式
海綿城市類債券的篩選
我們對企業債、公司債和中期票據進行篩選,基于募集資金用途尋找具有海綿城市概念的債券,并從發行人所在城市的海綿城市建設項目是否納入地方政府采購計劃、是否有國開行和國開證券參與、主體評級及債券募集資金項目的償還方式四個方面進行篩選。
海綿城市類城投債發行募集的主要用途為:(1)城市污水處理及配套管道改造項目;(2)水環境治理,濕地環境與生態保護項目;(3)河道治理及清淤。
我們統計出海綿城市類的債券,其中企業債72只,發行額920.5億元;中票3只,發行額23億元;公司債1只,發行額6.5億元。
從債券募集資金投入項目的用途上看,污水處理類債券最多,為60只,發行額744億元;生態環境治理類3只,發行額33億元;河道治理類10只,發行額117億元。同時包含污水處理和生態環境治理類2只,發行額46億元,包含三項內容的1只,發行額10億元。
(一)項目是否納入試點海綿城市地方采購計劃及中長期財政規劃
地方政府將海綿城市建設項目納入地方采購及中長期財政規劃,是對海綿城市類債券募集資金項目的資金支持。在30個試點城市中,除玉溪、大連、上海、青島、北京外,其余25個城市都將海綿城市建設項目納入地方采購計劃中。根據是否已經進行公開招標、完成招標,及政府性文件中是否明確提出將海綿城市建設列入地方政府采購范圍的標準,我們篩選出5只債券(見表2)。
上述債券發行人所在城市的地方政府財政收入如圖1所示。作為試點海綿城市,重慶市城投企業發行的海綿城市類債券數量最多,為3只,重慶市的地方政府財政收入在將海綿城市建設項目納入地方政府采購計劃的試點城市中排名第二。
在未將海綿城市建設項目納入地方采購計劃的試點城市中,有上海、青島、大連發行了城投債,共6只(見表3)。
(二)是否有國開行、國開證券參與發行
國家開發銀行及國開證券參與程度,從國家開發銀行或國開證券是否是債券的主承銷商、是否對債券發行進行擔保、是否是債券的監管人三個方面進行考量,篩選出以下債券。其中12遼源國資債、14嘉峪關債、15興瀘債的主承銷商為國開行和國開證券,并由國開行地方分行進行監管(見表4)。
(三)債項及主體評級
按主體評級和債項評級,進行如下分類:債項和主體評級均為AAA的債券,見表5;主體評級為AA+,債項評級為AA+和AAA的債券,見表6;主體評級為AA,債項評級為AA和AA+的債券,見表7。
(四)募投項目收益模式
債券所募集資金的收益模式從一定程度上度量了債券的償付能力和違約風險。通過梳理海綿類債券的募集說明書,我們大致將海綿城市概念債券募集資金所投項目的收益模式分為四類:政府進行回購、收購類項目;經營性收費項目,或企業代建政府付費項目;企業自主運營性項目;公益性項目,政府通過財政補貼進行支持(見表8)。
2015年4月,住房和城鄉建設部、財政部、水利部公布了首批16個海綿城市建設試點名單,而第二批14個試點城市今年4月才確定。一方面海綿城市建設試點啟動時間較晚,大部分項目還在建設中;另一方面建成的項目規模不大,對解決城市整體的內澇還發揮不了關鍵性作用。因此,今年部分海綿城市建設試點出現內澇,恰恰說明海綿城市建設的步伐必須加快。
近年來,我國城市的內澇問題似乎成了一種“頑癥”,不僅困擾城市的未來發展,而且已成為政府亟待破解的民生大問題。造成城市內澇的主要原因有:城市擴張使原來具有自然蓄水功能的河流、洼地、湖泊、水塘等被填埋,導致生態系統自有的滲水、排水機制被打破;城市自身的“熱島效應”,增加了產生局部暴雨的可能性;城市地面的硬化,使得徑流系數提高,導致內澇風險增大,等等。
如何“對癥下藥”是醫治城市內澇的關鍵。從今年鶴壁、北京、三亞等城市遭遇暴雨時的海綿化建設區域的“點面對比”似乎能看出一些端倪。
7月8日起,首批海綿城市試點鶴壁市連下兩場暴雨,但在改造后的桃園公園及淇水大道等路段,由于鋪設了透水材料,建設了下凹式綠地、蓄水模塊等,雨水迅速下滲,幾乎看不到暴雨肆虐的痕跡,而未經過海綿化改造的主城區部分路段積水嚴重。7月19―21日,北京遭遇暴雨,降雨量超過了2012年的“7?21”特大暴雨,但城區基本沒有“7?21”時的“看海”狀況。究其原因,就是北京市在加快海綿城市建設、地下管網和排水設施建設方面初見成效。7月27日,第3號臺風“銀河”從三亞市過境,雨勢頗大。但是,在三亞主干道鳳凰路,一些地勢較低、以前極易積水的路段,卻并沒有像往年那樣出現積水,主要原因是三亞運用“海綿技術”對鳳凰路進行了改造。
記者在華夏南路人行道走了一圈,不但鞋面沒沾上泥水,鞋底也很干凈,輕松實現了“雨中不濕鞋”的目標。“人行道從上至下分別鋪設了透水磚、透水混凝土和碎石,雨水通過縫隙逐層下滲。”淇濱區市政管理處工作人員王小明向記者解釋:人行道下滲不完的雨水會流到植草溝內繼續下滲;路面匯集的雨水通過道牙開口先流入雨水收集井進行初期沉淀、凈化,待蓄到一定高度后,再流入蓄水池,經過慢慢下滲,可補充地下水源,不會再像以往經過管網白白流走。
因連續降雨,鶴壁市興鶴大街部分路段明顯積水,而桃園公園則是另外一番景象,公園內所有園路及停車場雖然濕潤,但看不到積水。
“園路的鋪設材料采用透水瀝青、透水混凝土、透水塑膠、透水磚等,雨水落到路面后可很快滲到地下蓄水裝置。蓄水裝置蓄滿后,通過管道流入人工湖。”淇濱區園林局局長郭高峰說,目前有關部門正在對桃園公園周邊的鶴壁海關、鶴壁旅游綜合體、高鐵廣場、興鶴大街等區域進行海綿城市改造,將來桃園公園不僅可以吸納公園內降水,還可吸納周邊區域降水。
據悉,改造后的華夏南路,超過70%的降水可被吸納,用于補充地下水;桃園公園可吸納超八成降水,實現區域水循環。
鶴壁市是河南省唯一的首批全國海綿城市建設試點城市。目前,該市大部分海綿城市工程的設計和招標正在進行,50余個項目已經開工建設,預計到2016年年底,300多個項目將基本落地。該市住建局副局長鄭全智說:“海綿城市建成后,將實現‘小雨不濕鞋、大雨不內澇’的目標,提高居民生活質量,對于十分缺水的鶴壁來說,也將有利于補充地下水源、修復水生態。”
鶴壁市的情況是全國海綿城市建設的一個縮影。海綿城市離我們還有多遠?其實就在我們身邊,漸行漸近。
政策頻出,護航海綿城市建設
近年來,中國城市“雨后看海”“逢雨必澇”現象屢屢發生。住建部曾對31個省(區市)的351個城市的內澇情況進行調研:2008年―2010年期間,有213個城市發生過不同程度的積水內澇,占被調查城市的63%。2013年,全國縣級以上城市受淹234個,直接經濟損失3100多億元。而同時全國600多個城市中,缺水城市有400多個,其中嚴重缺水城市114個。
長期以來,城市建設中存在“重地上輕地下”“重工程手段輕自然方法”的偏向。對于雨水,一般都是通過巨大的排水管網,力圖盡快將它們排入城市周圍的江河湖海。但隨著城市規模不斷擴大,每當遭遇短時間集中降雨時,傳統的城市排水系統不堪重負,內澇難以根除;降水又都被白白排走造成旱澇急轉,寶貴的水資源得不到利用。
作為解決城市排水防澇問題的重要辦法之一,海綿城市從概念的提出到技術指南的出臺再到試點工作的開展,政策的落實推進速度令人贊嘆。
2014年11月,住建部出臺《海綿城市建設技術指南》,明確了海綿城市的概念、建設路徑和基本原則,并進一步細化了地方城市開展海綿城市的建設技術方法,指導各地建設海綿城市,旨在從源頭緩解城市內澇等現象。
2015年1月,財政部、住建部、水利部三部委聯合了《關于組織申報2015年海綿城市建設試點城市的通知》。
2015年4月,我國首批海綿城市建設試點名單公布,16個城市名列其中,它們是經過競爭性評審,從全國130多個申報城市中脫穎而出的,包括遷安、白城、鎮江、嘉興、池州、廈門、萍鄉、濟南、鶴壁、武漢、常德、南寧、重慶、遂寧、貴安新區和西咸新區。按照“一定3年,直轄市每年6億元,省會城市每年5億元,其他城市每年4億元”的國家補助政策, 16個城市將在3年間累計獲得中央財政230多億元的補貼。
專家介紹,首批試點城市,多選擇的是新興城市或城鎮化過程中聚集人口較快的地區,同時也考慮了不同自然地理環境兼顧等因素。
2015年10月,國務院《關于推進海綿城市建設的指導意見》,針對海綿城市建設提出了包括規劃階段、建設階段、政策支持以及組織落實四大部分共十項具體措施。
2015年12月,在時隔37年召開的中央城市工作會議上,海綿城市成為未來城市建設的重要考核指標之一,也成為解決城市霧霾、水患、熱島效應等城市病的方案之一。
2016年3月17日的《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》在“建設和諧宜居城市”章節,專門提到“加強城市防洪防澇與調蓄、公園綠地等生態設施建設,支持海綿城市發展,完善城市公共服務設施”。
3月18日,住建部印發《海綿城市專項規劃編制暫行規定》,要求各地抓緊編制海綿城市專項規劃,于2016年10月底前完成設市城市海綿城市專項規劃草案,按程序報批。規定指出,海綿城市專項規劃的主要任務是:研究提出需要保護的自然生態空間格局、明確雨水年徑流總量控制率等目標并進行分解、確定海綿城市近期建設的重點。老城區以問題為導向,重點解決城市內澇、雨水收集利用、黑臭水體治理等問題;城市新區、各類園區、成片開發區以目標為導向,優先保護自然生態本底,合理控制開發強度。
也是在3月,財政部、住建部、水利部等三部委《關于開展2016年中央財政支持海綿城市建設試點工作的通知》,再次啟動新一輪中央財政支持海綿城市建設試點工作。試點要求更加嚴格、標準更加細致,具體參數都比之前的有所量化。此外,這次對申報城市增加了一項資格審核條件,即試點區域必須包括一定比例的老城區。
4月底,通過現場答辯,專家現場打分,現場公布成績, 14城入選2016國家海綿城市試點,包括北京市、天津市、大連市、上海市、寧波市、福州市、青島市、珠海市、深圳市、三亞市、玉溪市、慶陽市、西寧市和固原市。
業內人士表示,海綿城市兼具城市建設和環境改善雙重功能,投資建設可容納萬億元,將一定程度上帶動城市基礎設施建設投資和環境治理,或將成為穩增長的重要舉措。海綿城市建設注重對天然水系的保護利用,大大減少了建設排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量。調蓄設施往往與城市既有的綠地、園林、景觀水體相結合,“凈增成本”比較低,既減少了城市開發建設對生態的破壞,還能大幅減少水環境污染治理費用,降低城市內澇造成的巨額損失。
對于大眾來說,海綿城市不僅是個新鮮的名字,更是提高生活質量的民生工程,雖然工程大多在地下,但這“地下乾坤”卻實實在在裝進了老百姓的心里。
多地開啟新一輪海綿城市熱
國家層面的積極推動,廣大民眾的現實呼喚,使多地開啟了海綿城市建設熱。
根據部署,目前列入全國海綿城市試點的各地正積極推進,并摸索出不少成功經驗,發揮了帶動引領作用。
浙江省嘉興市海綿城市建設試點杜絕“各人自掃門前雪”似的“為海綿而海綿”,堅持“管得寬”。首先,是在海綿城市建設的發展理念方面“管得寬”,從城市發展理念上升到國家生態文明建設的整體戰略。從生態文明建設的高度、“山水林田湖”的廣度去理解海綿城市建設,杜絕片面膚淺地認為海綿城市建設就是“穿衣戴帽”“涂脂抹粉”,把鋪一些透水磚、修幾個蓄水池、建幾塊下凹式綠地等同于海綿城市建設。結合嘉興的特點和水環境差、水生態惡化、局部地區有內澇風險等因素,確立了恢復生態,重現江南水鄉特色,使嘉興成為“水清、岸綠、魚游、景美”的田園城市目標。
其次,是在海綿城市建設項目方面“管得寬”。嘉興的海綿城市建設,不只是做好海綿城市建設試點申報的項目,而是將跟“水”有關的所有工程建設項目統籌兼顧,與“五水共治”、老舊小區改造、城市基礎設施建設、域外引水工程、城市有機更新等舉措協同推進。這一做法引起了業界人士的廣泛關注。
最后,是在海綿城市建設的工程質量管理體系方面“管得寬”,而且“管得遠”。為保障海綿城市建設工程符合技術標準,嘉興印發了《嘉興市海綿城市示范區建設工程設計方案評估辦法》《嘉興市海綿城市示范區建設工程施工圖設計文件審查辦法》和《嘉興市海綿城市示范區建設工程竣工測量評估辦法》3個文件,從設計、規劃、施工、驗收等全過程加強對工程質量的管控。同時,為了讓這些文件落到實處,還制訂了《嘉興市低影響開發設施標準圖集》《嘉興市低影響開發設施施工、驗收、養護技術規程》《嘉興市海綿城市示范區監測方案》和《嘉興市區雨水控制管理辦法》《海綿城市養護管理辦法》《城市藍線管理辦法》等一套科學的技術標準和管理制度,旨在為海綿城市試點建設提供全方位的技術支撐和制度保障。
“今后市區城市(鎮)的規劃建設用地范圍內的各項建設,市域內各縣(市)可參照執行,所有新建、改建、擴建的建設項目,包括建筑小區、城市道路及停車場、綠地等都必須按照相關技術標準進行規劃建設。要讓海綿城市建設在嘉興的城市開發建設領域步入‘新常態’。”該市市委書記魯俊的這句“新常態”,算是對嘉興海綿城市建設“管得遠”的完美詮釋。
跟部分試點城市在海綿城市建設初期“不知朝何而去”不同的是,武漢的海綿城市建設,從一開始就目標明確――在實現項目功能的同時,全面提升景觀效果,力求“好看管用” ,化“水憂”為“水優”,恢復百湖之城昔日“江漢交流波渺渺”“檐前檻底大江流”的“舊模樣”,既要“彰顯濱江濱湖特色、挖掘城市魅力”,又要“夯實生態基地”的城市“海綿體”。
作為武漢海綿城市建設青山示范區總體布局中兩河區域生態示范帶建設項目之一,武鋼二號明渠治理工程連同青山港及一號明渠綜合整治工程,具有清通引水通道、排水干渠、形成城市生態景觀廊道、實現區域提檔升級的重要戰略地位。二號明渠整治項目將采取在渠里種植水生植物、岸邊開挖植草溝和生物滯留帶等措施,利用自然的力量控制雨水徑流,充分發揮植被、土壤等自然下墊面對雨水的滲透作用和濕地、水體等對水質的自然凈化作用。經過這樣自然生態的方式處理后,渠水水質將得到大幅度提升,除了同一旁的公園相得益彰外,還能解決武鋼生產所需的功能用水,實現景觀和功能的融合。
在園博園的建設中,更是處處體現海綿設施與景觀的結合。園博園的道路、廣場基本上都采用了透水鋪裝,在停車場大量運用的透水混凝土,雨水能透過混凝土和磚的縫隙滲入地下,一部分自然回灌地下水,一部分經由地下埋設的透水盲管收集,用作澆灌園內花木。而長江文明館的屋頂綠化、杉杉濕地的水凈化與循環系統、楚水“一湖四溪”作為全園最大的雨水存儲設施,最大水容量為10萬立方米,成為綠化澆灌的重要水源。此外,園內還建有6個容量各100噸的棄流池、12個雨水花園以及遍布園區的生態草溝,用于匯集、過濾、存儲雨水。
青山區武青堤江灘是武漢市兩江四岸江灘建設的重要內容,長7.5公里,總面積為110公頃。與以往江灘建設不同的是,青山江灘完全按照“景觀+功能”的建設思路進行海綿城市建設改造。在景觀方面,現有武青堤坡度將降低一半以上成為緩坡綠帶,市民可以在堤上散步騎行。由生態草溪、體育運動、都市時尚、工業遺跡、市民廣場、青山記憶等七大景觀區組成的景觀帶,完全延續了“青山文脈”。同時,武青堤江灘還充分利用地下空間建設服務設施,在緩坡堤防內設置地下覆土建筑,作為地下停車場。這樣的生態江灘不僅能避免出現傳統江堤阻隔斷市民親水空間的現象,還能有效地開發城市的立體空間,達到兼具景觀和功能的效果。
4月9日,萍鄉市主城區遭遇了一次強降雨,平均降雨量超過28毫米。經過“海綿體”改造地段周邊的百姓卻沒再見到此前“逢雨看海”的景象。而且,此次強降雨量,已遠遠超過《萍鄉市海綿城市試點建設三年行動計劃》中制訂的“日降雨量不大于22.8毫米時不產生徑流”設計標準和目標。提及此事,萍鄉市海綿辦相關負責人立馬兒來了精神:“海綿城市建設關鍵要看實效,簡單地挖條植草溝、建個雨水花園,這樣‘為海綿而海綿’的做法,勞民傷財不說,即便暫時通過了考核驗收,將來還是會挨百姓罵的。”
然而,要做到“不挨百姓罵”,就得練就經得起時間考驗的“真功夫”。萍鄉市通過科學的統籌和規范體制的建立,把國家對海綿城市建設提出的“規劃一張圖、建設一盤棋、管理一張網”落到了實處。萍鄉城區處于丘陵低洼地帶,雨季比較集中,過去的城市建設沒有注重對原有山水林田湖的保護利用,內澇已成為這座昔日“江南煤都”的一大重癥。同時,作為資源性缺水、工程性缺水、水質性缺水并存地區,還面臨著嚴重的水質污染問題。或許正是因為對這些“先天不足”有了充分的認識,萍鄉市海綿城市建設從一開始就盯上了“科學統籌”,樹立了將海綿城市試點建設與機制模式探索、生態文明建設、培植海綿產業、基礎設施建設、新型城鎮化、管廊建設相結合的“六大結合”發展理念,并將這一理念貫徹到了海綿城市建設規劃設計、建設、運維的全過程。
為解決海綿城市建設目前普遍存在的散、小、亂問題,萍鄉市將新老城區121個子項目整合為6個項目包,全部采用PPP模式。如此,不僅有效解決了建設資金問題,還解決了審批、評審、招投標環節因對海綿城市建設項目特點缺乏了解而導致的障礙和阻力,大幅度提升了效率。在運維方面,萍鄉市采取將海綿城市建設項目管控交由技術服務方負責的方式,將統一的海綿城市試點建設指標體系和一體化管理模型平臺延伸到項目全周期,借此解決海綿城市建設各環節技術問題,防止多個政府部門考核導致管控體系碎片化。這種將多個責任主體合并為一個的做法,不但有利于提高績效、保障項目的整體質量,還能大幅降低投入成本。據了解,僅此一項,就節約了上千萬元的成本。
同時,針對海綿城市試點建設,萍鄉市稅務部門還出臺了16條稅收優惠政策,對涉及海綿體建設的管道、涉水、透水磚等產品的企業給予一定比例的稅收減免。這些實實在在的利好,對推動當地的海綿城市建設關聯產業發展起到了極大的促進作用。
眼下,不僅試點城市的建設如火如荼, “海綿城市”也成為各地熱詞,進入重點項目投資菜單。河南、江西、福建、云南等不少省份紛紛發文,在全省全面推進海綿城市建設。
6月1日,河南省評定許昌、濮陽、焦作、鄭州、洛陽、平頂山、商丘、安陽等8個省轄市為海綿城市省級試點城市,省財政將對這8個城市的海綿城市建設連續三年給予專項資金補助。
與此同時,河南省政府辦公廳還下發了關于推進海綿城市建設的實施意見。要求各省轄市、省直管縣(市)和其他縣(市、區)要分別于2016年10月底、2017年10月底前編制完成海綿城市專項規劃;新建單位和小區,都必須建成“海綿型” ;新建公園綠地要全部達到海綿城市標準;每個城市都要建設海綿城市示范區等。
江西省出臺《關于推進海綿城市建設的實施意見》提出,從2016年起,全省各地新建的城區、園區和成片開發區要全面落實海綿城市建設要求,以促進水資源有效利用,改善城市水生態,增強城市防澇能力。其中要求將雨水年徑流總量控制率作為規劃實施中的剛性控制指標。
福建省提出,2016年將著力補齊市政設施“短板”,突出解決“逢雨必澇”等群眾反映強烈的問題,讓群眾看到變化。
云南省下發《加快推進海綿城市建設工作的實施意見》,明確海綿城市建設“時間表”。到2017年,昆明、曲靖、玉溪、大理、麗江等省級海綿城市先行先試建設取得成效,70%的降雨實現就地消納和利用,爭取納入國家海綿城市建設試點。
此外,上海、陜西、河北及江蘇南京、山東青島等省市都積極制訂了海綿城市建設方案。
“海綿綜合體”未成氣候
海綿城市的建設是一個系統工程,不是單純地挖幾條水溝、建幾處景觀,而是系統性、若干個互動式的工程組合,在各部門的協同下,建成規模的“海綿綜合體”。近幾年從市政設施到居民小區,將雨水和洪澇變成蓄水存量的實踐已屢見不鮮,但種種原因使得“海綿綜合體”建設未成氣候。
理念認識受限,同質化現象嚴重,投融資模式創新乏力,這是日前住建部海綿城市建設技術指導專家委員會成立以來召開的第一次會議對全國首批16個海綿城市建設集中“會診”的“共性”結論。
首先是資金投入。以鶴壁市為例,作為首批全國試點城市,鶴壁市海綿城市建設試點范圍為:西起107國道,北到淇濱區黎陽路,東至護城河,南臨淇河,總面積大約29.8平方公里。就這不到30平方公里的投入,除了中央財政下撥的12億元專項資金,河南省財政每年亦有4000萬元的獎勵補助,加上市財政資金的配套,仍有較大資金缺口。海綿城市建設的投資需求之大可見一斑。其他未進入試點城市行列、不享受一系列補貼的城市進行海綿城市建設的投入壓力也可想而知。
據了解,目前,我國99%的城市還都是雨水快排模式,遠達不到海綿城市的標準。建設海綿城市需對現有的地下管網進行大規模改造,地上綜合設施進行整治,均涉及到巨額的投資資金。
有報告稱,預計2020年海綿城市整體的市場空間可達2.3萬億~3.4萬億元。收益模式成為萬億市場落地和推廣的關鍵。
如何在金融方面創新機制、繼續加力?住建部副部長陸克華曾表示,將采取PPP模式、政府購買服務、特許經營等方式,吸引社會資本參與“海綿城市”投資建設和經營管理。此外,還將支持符合條件的企業發行債券,用于“海綿城市”建設項目。
目前,各地多在探索借助政府和社會資本合作(PPP)模式積極引導社會資本參與工程設計建設管理。
PPP模式助推海綿城市發展在政府此前出臺的政策中已多次提及:國務院《關于推進海綿城市建設的指導意見》強調,應積極推進PPP模式,鼓勵社會資本參與海綿城市投資建設和運營管理。
財政部2014年首次出臺《關于開展中央財政海綿城市建設試點工作的通知》,就提出鼓勵措施,對采用PPP模式達到一定比例的,將按補助基數獎勵10%。
2016年中央財政支持海綿城市建設試點工作則明確,試點工作中采取PPP模式操作項目投資占試點工作總投資比例,以及這些項目工程量占試點工作總工作量的比例。
其次是統籌建設和協同作戰的落地問題。盡管國務院辦公廳印發的《關于推進海綿城市建設的指導意見》中明確提出要“統籌有序建設”,但截至目前,真正將此要求落到實處的試點城市并不多。業內專家表示:“這樣做不但會耗費更多的時間和精力,甚至會影響到三部委的階段性考核業績,還會增加投資成本,在地方財政‘壓力山大’的當前,真正將統籌兼顧落到執行層面,需要下很大的決心。”
參考《海綿城市建設技術指南》并結合城市建設實際經驗,海綿城市建設體系應包括規劃、設計、施工、運營、監理和投資等六個環節。涉及到與城市水系規劃、綠地系統規劃、排水防澇規劃和道路交通規劃等的有效協同,還要結合當地生態文明建設、基礎設施建設、新型城鎮化、管廊建設,結合棚改、危改、舊城改造等項目,包括建筑與小區、道路與廣場、園林綠地、地下管網、水系整治等。從政府職能出發,涉及到規劃、建設、水利、水務、環保和綠化等部門參與。
業內人士指出,城市建設項目數量多,形態特點各不相同,涉及部門廣。要全面轉變傳統規劃建設模式,推廣低影響開發,必須理順部門職責,協力推動。加快構建以政府為主導、企業為主體、市場有效驅動、全社會共同參與的推進海綿城市建設的工作格局。
關鍵詞:海綿城市;老城區;工程改造;鎮江市
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.102
1 前言
近幾年來,隨著極端暴雨天氣的增加,我國城市內澇事件呈多發態勢。這反映了我國既往城市建設過程中雨洪管理方面的短板,為解決這些問題,“海綿城市”的理念應運而生。海綿城市建設是通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等工程措施,使城市像海綿一樣,在雨水管理方面具有良好的“彈性”,下雨時能夠對降雨徑流實現水質、峰值、外排流量、存蓄量等管理,晴天時又能夠對雨水進行綜合利用。建設海綿城市,對雨水實施源頭、過程、末端的全方位管理,對于保護生態、改善民生、促進經社會可持續發展具有重要意義。
中國的海綿城市建設,必須是“綠色”源頭設施和“灰色”過程、末端設施的組合才能發揮最大效益[1]。“綠色”海綿設施是指下凹綠地、綠色屋頂和生態調蓄塘等結合景觀建設的雨水管理設施;“灰色”海綿設施主要是指雨水泵站、雨水管網和調蓄池等市政雨水設施。兩者相互補充,才構成了中國的雨水管理和海綿城市體系。
海綿城市建設過程中的城區海綿化改造,屬于源頭控制措施,是城市面源污染控制和雨洪管理的首道防線[2]。但是由于牽涉范圍較廣,老城區的海綿化改造推進往往會面臨困難。由于設計資料缺失、設施陳舊、現場情況復雜等原因,使老城區的海綿化改造在設計、工程前期準備和施工過程中容易出現反復遷延和中居民不理解的問題,對項目實施造成影響。鎮江市是全國首批海綿城市建設試點城市之一。試點區域位于城市主城區,陸地面積29平方公里,水域面積11.5平方公里,人口27.6萬。鎮江海綿城市建設項目對于老城區的源頭控制方案主要是老舊小區海綿化改造工程。
通過對參與的鎮江市老城區海綿化改造工程進行總結和探討,希望能為今后的類似工作提供借鑒。
2 老城區海綿化改造工程實踐
在老城區海綿化改造中,主要的改造對象是居民小區和學校。海綿工程內容包括下凹綠地、管道改造、雨水罐、透水鋪裝以及部分綠地貼等海綿措施。這些海綿措施通過有機組合,形成了不同小區和學校中的雨水花園、海綿廣場、透水停車場等各具特色的海綿綜合設施。
2.1 地面改造
地面海綿化改造是鎮江老城區海綿化改造的主要內容,主要工程形式是地面透水鋪裝改造和下凹綠地改造。在大多數的老小區改造中,透水鋪裝的改造主要是采取“結構式透水”的鋪裝形式;而在學校和公共廣場則采取了傳統透水混凝土磚的鋪裝形式。結構式透水鋪裝采用的混凝土磚并不透水,而是通過磚縫實現透水。其做法是在級配碎石鋪就的基層上,用10cm厚的混凝土預制磚作為面層磚體,磚與磚之間的縫隙寬度增加至8mm,在磚縫中填充級配為2-6mm的礫石作為透水結構。
結構透水鋪裝和透水混凝土在應用中各有優勢[3]。結構透水鋪裝的優勢包括兩個方面:一是結構透水鋪裝的造價較低,與透水混凝土相比,造價不到其二分之一。二是結構透水鋪裝后期維護簡單,價格低廉。與透水混凝土需要高壓水槍沖洗或專門負壓真空抽吸設備相比,結構透水通過表面清掏和沖洗即可;即使對磚縫中的礫石進行換填,成本也是較低的。透水混凝土的優勢包括:一是鋪裝面平整;二是色彩多樣,形式美觀,能滿足開放性公共區域的適用需求。在鎮江的工程實踐中,結構性透水鋪裝一般用于老小區地面改造,而透水混凝土鋪裝則多用于廣場和學校的地面改造。
在老小區的海綿化改造中,下凹綠地是起到削峰調蓄作用的主要設施[4]。下凹綠地由下至上的結構為不透水土工膜、厚25-27cm的粗礫石層、厚3-5cm的細礫石層和60cm厚的生物過濾介質層。在下凹綠地中設有溢流井,井底有透水花管與之相連,下凹綠地中積蓄的雨水通過花管緩慢進入溢流井,再通過溢流井流到小區外的市政管網中,從而對雨水徑流起到削峰作用。在每個溢流井都設有溢流口,溢流口低于地面10-15cm。當綠地中積蓄的雨水超過溢流口高度,則通過溢流進入管網,避免小區內發生內澇。
下凹綠地和透水鋪裝道路的關系如圖1所示。透水路面下的基層和下凹綠地之間是水力連通的。通過透水鋪裝路面下滲的雨水最終也會匯集到下凹綠地中,再經由下凹綠地流到市政管網。透水鋪裝的改造有效地解決了路面積水的問題,而下凹綠地則是對雨水徑流起到了緩流削峰的作用,兩者相互配合,成為了老城區地面海綿化改造的主要工程措施。
2.2 屋頂綠化改造
城市化進程中,建筑用地對公共綠地的擠占,也是造成城市地表硬化的重要原因之一。在城市中,建筑物屋頂面積大約為一座城市面積的四分之一至三分之一左右,屋頂也被稱為城市建筑的“第五面”[5]。可見在用地有限的城市中,進行建筑物屋頂海綿化改造,建設綠色屋頂,是海綿城市建設中的一項重要措施。綠色屋頂可以在一定程度上對雨水徑流起到削峰和凈化的作用,同時也能緩減城市熱島效應并美化城市環境。
鎮江老城區綠色屋頂改造所面臨的主要問題是屋頂大多年久失修,承重、排水等條件均較差,且屋頂上多有居民私自搭建的設施。在這種背景條件下,傳統屋頂花園式的綠色屋頂改造由于對屋頂的承重、防水要求較高,在老城區的使用中受到限制。與之相對的,輕型屋頂植被綠化毯的形式憑借對屋頂結構要求低、形式靈活、后期管養方便等優勢在老城區改造中得到廣泛運用。
鎮江運用的輕型屋頂綠化毯簡稱為“綠地貼”, 主要植物類型是佛甲草和錦竹草,其基質厚度約2-3cm,凈重量為15-20kg/m2,保水重量為25-35kg/m2,適用于平屋頂改造。綠地貼能夠對小雨起到一定的滯蓄作用,對10mm以下降雨可以做到不外排。綠地貼除了對雨水的削峰作用外,也能對建筑物室內溫度起到一定的調節作用,在鎮江的海綿城市改造工程中主要運用于社區學校和有條件的老小區建筑物屋頂綠化改造中。
2.3 雨水排水系統優化
老城區改造另一個重點雨水排水系統的優化[6]。在居民小區和社區學校,將原本接入污水管的建筑物雨水立管斷接至下凹綠地,以達到雨水調蓄的目的。在雨水出流口,設置消能石,防止雨水徑流對下凹綠地的沖刷,如圖3所示。在場地允許的條件下,會在雨落管末端增加雨水罐,實現一定程度地雨水利用。
合流制管道溢流(Combined Sewer Overflow,CSO)是城市收納水體面源污染的主要來源,隨著我國污水處理能力的逐步提高,CSO已成為城市河流的主要污染源。通過雨污分流改造,能夠有效改善因為CSO導致的水體面源污染。鎮江除了針對社區進行雨污分流改造,也對市政雨水管網進行了排查,對一些錯接、逆接的管道進行了改正。此外,鎮江在2017年還有修建大管徑雨水管道的計劃,該管道管徑預計為DN4000 mm,長度為5-7km,建成后其滿管容量超過了6×105m3,兼具了雨水調蓄和轉輸的功能。
3 分析與探討
我國的第一批海綿試點城市的建設期截止至2017年底,目前鎮江市的海綿城市建設工作仍在進行。對鎮江海綿城市項目建設中的老城區海綿化改造的經驗進行階段性總結,主要包括精細化設計、施工質量控制和注重公眾參與等三個方面。
3.1 精細化設計
鎮江海綿城市建設從頂層規劃設計開始到每一個具體小區的海綿改造設計,都始終貫穿著精細化設計的理念[7]。鎮江針對與洪管理的規劃研究起步較早,已經根據當地多年的降雨記錄總結了本地的降雨模型,并以此作為設計依據,這比套用一些通用的雨型公式更加符合當地的情況。
鎮江市海綿城市建設的目標是至2017年底,在海綿城市建設試點區內:排水防澇標準達到有效應對30年一遇降雨;面源污染削減率達到60%;年徑流總量控制率75%以上。頂層設計過程中,結合試點區內的匯水特征和積水點情況,將試點區劃分為若干匯水區,并根據降雨模型模擬的結果將這些目標分解至各個匯水區,再從匯水區分解至各個居民社區內。匯水分區年徑流總量目標分解如圖4所示。
在居民社區層面上,結合小區的匯水特征、綠化率、可用空間等條件合理選取海綿工具并對徑流控制、面源污染控制等目標進行模擬和校訂,直至滿足該小區的分解目標后,進入小區海綿化改造的方案設計階段。在方案設計過程中,除了要考慮海綿設施的雨水管理功能,也用充分考慮其景觀功能和居民訴求,杜絕過度設計。以下凹綠地為例,為了強化雨水下滲,下凹綠地改造中回填的介質土成分以沙土為主,介質土滲水性強,但營養物保持能力則不如原土。因此這種土適合種植草本植物和灌木,不適合種植喬木。這對小區的景觀來說無疑是一種損失。針對這種情況,在滿足徑流控制指標的前提下,可對下凹綠地中的部分區域采用原土回填,用于種植喬木,使下凹綠地的雨水調蓄功能和景觀功能都得到最大限度的發揮。
3.2 施工質量控制
施工質量是海綿設施發揮作用的重要保障。對于海綿設施施工質量的控制,必須從源頭、過程和末端三個方面都予以重視才能保證海綿設施的質量。在源頭上需要對海綿工程參建人員進行系統的海綿知識培訓,建立對項目公司、現場負責人和施工人員的三級培訓體系。由于老城區海綿改造項目多而小,往往是多個工地同時開工,這些工地施工內容和現場情況各有特點,如果不掌握一定的海綿理論知識,很難機械化地復制管理,因此對現場負責人的培訓是必要的。此外,現場施工人員是海綿工程的實施者,對其進行一定的培訓能更好地保證工程質量。例如一些綠化人員可能對綠地下凹的形式不理解,如果沒有統一培訓,往往會根據自身喜好將一些灌木種植區堆高,導致下凹綠地的調蓄功能下降。
在施工過程中的控制需要施工人員認真按圖施工,質量巡視員及時發現問題并整改:一是要對施工控制指標嚴格控制。對于下凹綠地,主控包括各結構層厚度、綠地表面標高和溢流井口標高等。結構層厚度和綠地表面標高決定了下凹綠地的雨水調蓄能力;溢流井口標高則關系到大雨時小區內澇的問題,如果溢流井口標高過高,在大雨時就會造成澇水無法及時外排引起內澇,海綿設施也就失去了意義。而對于結構式透水裝,需要把握磚縫寬度,磚縫太窄雨水滲透受限會造成路面積水,如果太寬又會影響路面功能。二是要注意施工順序,以3.1節中提到的原土和介質存的下凹綠地施工為例,需要先回填原土區域,之后再回填介質土區域,其目的是防止回填過程中,原土覆蓋在介質土表面,使介質土滲透性下降。同樣在需要進行混凝土對側壁抹面的下凹綠地或花壇,要先進行抹面施工,再逐層回填礫石層和土層,目的也是為了防止施工過程中混凝土堵塞雨水下滲面。
施工質量的末端控制包含三層含義,一是施工完成后及時進行工作面清理,防止下滲面被堵塞;二是在工程驗收中不合格的工程要及時進行整改;三是要及時進行總結,鎮江市的老城區海綿化改造過程中,已組織了多次“海綿回頭看”活動,針對既往施工過程中的經驗進行總結和梳理,為后續工程實施提供借鑒。
除此之外,鎮江海綿城市建設工程針對海綿設施施工的全過程,提出了“智慧海綿”的管理模式,對整個施工過程的關鍵節點和相關資料,都會進行電子圖片保存,并建立數據庫,將來還會建立手機應用APP軟件,既規范施工管理過程,也方便社會各界參與監督。
3.3 公眾參與
老城區海綿化改造屬于開放型的工程,與一些傳統的封閉型工程或半封閉工程如污水處理廠建設、道路施工等不同[8]。它是直接在居民社區中進行的,與居民交互密切,工程的進展也受到居民態度的影響,因此在實施老城區海綿化改造過程中,一定要邀請公眾參與,取得公眾的理解和支持。
鎮江市在進行老城區海綿化改造的過程中,通過公眾媒體向社會普及海綿城市及雨洪管理的相關知識,讓公眾對海綿城市建設的必要性進行了解。同時,在進場施工過程中,采用宣傳牌、宣傳圍擋等手段,向施工地點周圍的民眾宣傳海綿城市相關知識,介紹工程內容和工期,完善公眾意見反饋渠道。對于居民反饋的意見,進行及時處理,盡量減少施工對居民的影響。
對于預備進場的居民小區和學校等非開放區域,注重居民意見。從設計階段就開始請業主方介入,組織業主見面會,與建設單位一同對設計方案進行評審,通過后才進行后續施工。進場前邀請居民代表參觀已完工的海綿改造小區和改造中的小區,使居民切實看到海綿化改造給小區帶來的改觀,樹立公眾對老城區海綿化改造的信心,減少施工過程中的阻力。
4 結語
鎮江市針對老城區的海綿化改造,主要是基于低影響開發理念進行的源頭控制型海綿設施,包括下凹綠地、透水鋪裝和綠色屋頂等,此外也會針對性地進行現場排水系統優化。在建設過程中,通過精細化設計、施工質量控制和公眾參與等理念進行管理,實現了環境效益和社會效益,老城區海綿化改造工程取得了當地居民的支持和認可。截止至2016年底,針對鎮江市的源頭老城區海綿化改造和建設工作已經基本完成,在2017年⒒嶙帕建設區域性雨水管網、雨水泵站和排口處理設備等灰色設施。隨著“綠色”和“灰色”海綿體系建設完善,鎮江市的雨洪管理水平將會得到明顯提升。
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關鍵詞:風景園林;生態城市發展建設;海綿城市
中圖分類號:TU984
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)07-0077-05
1 引言
生態城市是在城市發展的基礎上,依托于城市建設而不斷發展的人文生態系統。發展標準并不是一成不變的,隨著生態技術發展,生態城市將會被注入更加科學化、多樣化的內涵和標準。生態城市不僅反映了人類謀求自身發展的意愿,也反映了人類對人與自然關系認識的提高[1]。而城市景觀的發展與居民生活息息相關,生態城市建設除了提供良好的生態環境以外,對城市的資源、經濟、居民生活質量發展具有重要意義。
2 城市水問題
2.1 城市排水存在的問題
水是區域生態過程規劃中重要的環節,直接決定生態規劃格局的生態因子[1]。海綿城市建設是生態城市水環境資源利用方面的新型發展理念,傳統城市建設模式雨洪管理中存在一些問題:①主要依靠硬性設施來外排徑流雨水,增加了市政雨水管網及水體容納排澇設施壓力。②降雨初期,沒有經過植物層的凈化,大量污染物隨雨水入河,影響城市水環境質量。同時雨水大量流失,浪費了大量水資源。③排不出水,但實際又缺水的矛盾。
2.2 傳統城市給排水存在的局限性
近年來,我國大中城市頻繁出現逢雨必澇、地下水補給不足、炎熱干旱等痼疾,對城市居民生活形成惡劣的影響。提起內澇、城市看海、地下水供給不足等問題,人們都會認為是下水道設計不夠好,或者是過于陳舊。其實一個重要的原因是由于城市發展速度過快,原本可以滲透雨水的水溝、綠地全部被硬質化了,變成了房屋、停車場、道路,雨水無處可去,就形成了積水。傳統城市雨洪管理模式的建設目標是實現城市雨水徑流的快速排放,避免城市雨洪問題干擾正常的城市秩序、影響人居生活。因此,不再出現“城中看海”(圖1)這種問題,不僅僅需要的是大修城市地下管道這些事情,還需要一種在澇時能吸收水,在干旱炎熱時又能吐出水的“海綿城市”,這也與生態城市的發展方向相契合。
3 海綿城市理念與生態城市發展建設的關系
海綿城市發展體系通過結合生態城市總體規劃,控制徑流總量,逐步構建并完善低影響開發雨水系統,其中以城市綠地系統為主要載體構建海綿城市體系,不僅便于應用低影響開發雨水系統的技術措施,也有助于實現生態城市建設中低影響開發雨水系統的建設目標。在規劃階段生態城市綠地系統與海綿城市體系可相互指導,但兩者的結構布局存在差異。海綿城市發展體系的規劃強調城市綠地系統對雨水徑流量、峰值流量與徑流污染的控制能力,進而對城市綠地的建設提出了更高的要求(圖2)。生態城市綠地布局、規模與建設情況也會反過來影響海綿城市體系的規劃,兩者在規劃階段相互指導。
由于海綿城市體系在用地范圍的布局上不只限于城市建設用地范圍,而是站在更大的維度上來處理城市雨洪問題。海綿城市體系的結構分布解決存在雨水徑流與雨水污染問題的區域,均衡了城市中雨水難排的情況。針對局部地段的少量雨水徑流,海綿城市體系可通過建設“雨水花園”控制雨水徑流。針對大面積的城市易澇區,海綿城市體系可通過建設“暴雨花園”實現控制雨水峰值流量、削弱污染的雙重目標。對于城市已建成區,海綿城市體系的布局以點狀、線狀為主,從多個角度結合軟化改造、而不是在城區大改大造,相對更多樣化、全面化。
4 海綿城市建設概述
4.1 概念和構建原則
4.1.1 概念
海綿城市在澇時能吸收水,在旱時炎熱時又能吐出水,并對水體進行綠色凈化。從源頭植物層開始到末端的全過程控制雨水系統。相對之前的舊模式,自然滲透和自然凈化,需要時再將儲存的水釋放并加以利用,是構建海綿城市的切入點,水循環收集與釋放更是一種綠色可持續的雨水排放模式(圖3)。
4.1.2 基本原則
低影響開發雨水系統構建的基本原則是生態優先、規劃引領、安全為重、因地制宜、統籌建設[2]。要真正地落實這一基本原則,要把更多問題考慮進來。包括城市基礎設施安全運行和生態城市水安全的問題,水文條件各地區差異性,和各方案的可實施性和操作性。不同地區可根據自身的水文條件、水安全要求、水資源的不同狀況,從實際出發確定符合自身需要的生態海綿城市的發展路線。
4.2 建設海綿城市的指導思想
4.2.1 轉變城市建設的觀念
建設海綿城市,首先要轉變傳統的觀念。在傳統城市建設模式中,城市道路逐漸被硬化,雨水無處可去。排水功能主要依靠管道這些“灰色”硬質設施,以“快儲快排”為主要理念,往往造成逢雨必澇,無雨就旱的極端局面。而現在海綿城市的建設理念則要求讓城市回歸自然,強調優先利用雨水花園、屋頂綠化、植草溝這些軟質綠色的低影響設施來儲存雨水,以慢排儲存,先利用綠色植物的源頭設施對雨水進行調蓄凈化和回收利用,最后在利用了雨水資源的同時也解決了城市雨澇的問題。
4.2.2 對城市中建設的“海綿體”進行改造
生態城市發展下,對城市中建設的海綿體進行改造主要途徑有3個方面:保護城市原有的生態系統;生態修復和恢復;低影響開發[3]。首先,保護原有生態系統,不受現代開發活動的影響和破壞,例如城市公園、大型濕地、原有的河流、湖泊、濕地等。其次,在生態修復方面,對已經受到破壞的“海綿體”,應運用綜合手段逐步慢慢地進行修復,使其水文特征和生態功能逐步得以恢復。再著,通過生物滯留帶、下沉式綠地、雨水花園、屋頂綠化、垂直綠化、透水鋪裝等低影響技術措施,加強雨水儲存。以城市建筑、道路、綠地、廣場等建設為載體擴大綠化規模,設置包括垂直綠化在內的多種綠化形式,通過構建生態廊道來保護城市生態多樣性,改善城市的生態環境[4,5],為改善生物生存環境和水資源調控提供必要的生態通道;通過建設人工濕地等措施來修復水生態環境,濕地一直都有“城市之腎”的美稱,生態城市建設人工濕地,對保護城市水系統生態環境有著至關重要的作用。
5 建設海綿城市的具體措施
5.1 雨水花園
雨水花園是自然或人工后天挖掘的下沉式綠地,收集匯合雨水把雨水儲存起來(圖4)。通過雨水花園中的植物和沙石過濾層分解儲存使雨水得到凈化。慢慢滲入土壤,涵養地下水水源,或進行中水利用之后,達到補給景觀綠化用水、廁所用水等的用水標準。雨水花園利用植物、土壤層滲透凈化雨水、過濾雨水雜質,可改善小環境,緩解城市“熱島效應”,為鳥類、蜜蜂等動物提供食物和棲息地,給人以新的親近大自然的感受。
最表層是植物層,第一層也稱蓄水層。表層植物可通過光合作用,吸收利用氮、磷等物質,植物根系對污染物質,特別是重金屬的攔截和吸附作用,選擇根系發達、莖葉繁茂、凈化能力強的植物再深層的覆蓋層和種植土壤層,可滯留削減洪峰流量、減少雨水排放,凈化水源。可過濾雜質和涵養水源,以導致雨水過濾到砂層和礫石層通過穿孔管收集水源。
5.2 生態滯留帶
生態滯留帶是一塊活的“海綿體”,表現形式為條形或者長條形,雨水篦子換成豁口導入植物中,減慢雨水流動速度,把雨水儲存起來,成為活的“海綿體”(圖5)。生態滯留帶在植物的選擇上應優先選用本土植物,選用耐澇又可抗旱的植物。本土植物能更好地適應當地的氣候和水土,打造更好的生態滯留帶景觀。
5.3 綠色屋頂
綠色屋頂是指建筑屋頂的部分或全部作為綠化的一種改造景觀措施。由植物部分、植物生長基質部分以及屋頂防水結構層一起所組成的一種景觀屋頂形式(圖6)。綠色屋頂在雨水控制上,在建筑屋頂的源頭上來減少雨水徑流總量、削減洪峰流量。增加屋頂雨水停滯時間,降低屋頂雨水徑流流速,以及凈化屋頂雨水水質。綠色屋頂還可減少建筑制冷、降低制熱能源消耗。
5.4 垂直綠化
垂直綠化,綠化范圍是指對建筑物外表面及室內垂直方向上的建筑豎向綠化(圖7)。作為一種裝飾實用技術,附屬在建筑主體之上,需要融合于周圍的環境,不僅僅是植物彼此生長間融洽,更要做到與周邊的環境相融合,最重要的是能豐富生態城市的自然景觀,完善整個城市的生態系統。
雖然垂直綠化成為建設海綿城市不可或缺的重要部分不能計入綠地率等經濟技術指標中,但是毋庸置疑的是對整個生態城市發展建設和景觀綠化構成呼應效果。據北京市園林科學研究所觀測推算,綠化覆蓋率達30%時,氣溫可下降8%;綠化覆蓋率達40%時,氣溫可下降10%。同時太陽福射經過植物后,60%~80%會被植物所吸收,這樣就削弱了熱源的作用,從而使周邊溫度降低3~8 ℃。與此同時,在相對濕度為47%~53%時,人體最為舒適,當處于干燥環境中時,植物葉子還具有蒸騰作用能夠增加其周圍的濕度。數據可以表明在全球氣候變暖的今天,垂直綠化也有降溫增濕的作用,另外對空氣環境影響而言,也起到了通風防風,凈化空氣的效果。
5.5 透水鋪裝的應用
現我國城市市場的硬質地面材料常見主要分為:砌塊磚、水泥路、植草磚和塑膠地面等(表1)。
現在我國的城市人行道使用的透水鋪裝以透水磚為主(圖8),透水地面由于滲透蒸發能力強,在下雨天可以將雨水滲透到土壤層,防止路面徑流緩減市政排水的壓力;天晴時蒸發作用可以降溫,改善路面上方的微氣候,對于緩減城市熱島效應有明顯的作用。塑膠橡膠多用于游憩和兒童場地,但不好維護,有一定吸水性(圖9)。所以在實際使用時透水面磚是一種生態的,有利于生態的鋪裝材料(表2)。6 海綿城市理念對于生態城市發展建設的意義
6.1 社會意義
6.1.1 經濟性、生態性
老舊城區改造面臨空間改造條件有限、改造難度大等問題。相比建設大型地下雨水儲蓄池、大規模改造雨水管道等硬性灰色方案,設置改造軟性的海綿設施不妨為更好的方法。在改造設計中,可通過兩個大方面進行改造。一是原有的老舊建筑雨水管斷接技術,集中貯存雨水,將雨水管線接入周邊城市綠地中,也可利用小區已有內部的花壇、綠地、雨水池等建筑設施空間布置雨水花園、生態滯留帶;二是城市道路可結合城市道路綠化帶、樹池、花池等綠化空間,布置成生態樹池、生態停車場等低影響開發設施,有效地對老城區雨水管理加以蓄、留、滲、排等。
6.1.2 海綿城市建設對于減少城市內澇也有明顯改善
通過海綿城市的建設,能很大程度上減輕城市防洪排澇的壓力,將防、排、蓄、滲、滯等措施合理地結合起來。有利于減少城市洪澇災害的發生,城市生態水系統需要海綿城市的措施加以解決,維護城市居民安定的生態生活環境。可減少雨水滲透的時間,緩解雨水的壓力,補給地下水,有效減輕城市內澇。
6.1.3 海綿城市的建設可改善城市水資源短缺的問題
經濟發展越來越快,我國城鎮化的速度也越來越快,隨著城市人口不斷增多,城鎮化水平的不斷提高,許多城市水資源匱乏的問題日益突出。通過海綿城市建設,為實現自然生態雨水收集的有效再利用,在很大程度上緩解城市用水資源難、排水難的壓力。
6.2 經濟意義
海綿城市建設跟以往不同偏向重視對已有的對天然水系保護利用,減少了巨大的管道改造工程量,減少工程資金投入,提高了經濟效益。另外還減少了城市水災發生的可能性,以及避免水災所帶來的城市經濟損失。建設的海綿城市建設的儲水設施與城市已有的生態景觀、綠地、景觀水體緊密結合,豐富完善城市生態系統。成本相對管道的修理與改建較低,還能大大減少城市水環境污染治理維修費用,降低城市內澇所帶來的損失。
6.3 生態意義
建設海綿城市應用有利于城市生態環境的發展與建設。海綿城市強調增加綠地,多進行的是軟化改造,降低城市地面的硬化比例,對硬質地面材料也有相應要求。有研究表明,城市越來越多的地面硬化,第一時間直接阻斷了雨水補給地下水的途徑,讓雨水白白流失了,實際上又是缺水的,使地下水水位難以回升越來越低。軟化改造還可以增加城市綠色空間,改善人居環境,提高綠地率,促進城市生態建設。
7 結語
我國提出的海d城市體系主要參考了美、德等國的雨洪管理理論研究與實踐經驗,和近年來我國頻繁出現的城中看海的現象。在海綿城市理念指導下的生態城市建設不僅可以滿足城市綠地的生態環境發展、游憩娛樂、文化教育、環境美化等基本功能,同時還可以有效地輔助城市水利設施處理城市雨洪問題,發揮出生態城市中綠地系統更大的潛力。生態城市的構建也會反過來影響海綿城市體系的規劃,使海綿城市體系的結構布局更為合理、構建過程更為流暢、作用效果更為明顯。海綿城市體系的構建不要求大改大建,更多的是一種軟化的改造手段,以最小的資金投入取得最佳的建設結果。生態城市綠地系統雖可作為海綿城市體系的重要載體,但是由于海綿城市體系對城市雨水管渠系統具有較強的依賴性。 隨著生態城市建設的發展,也會探索出更多合適的海綿城市建設手段和新的發展方向。
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觀規劃角度提出建議,以期更好地推動海綿城市的研究與發展。
【關鍵詞】:海綿城市;水生態基礎設施;生態優先;雨水利用
1、海綿城市的提出背景
城市化的不斷加深則帶來一系列生態環境問題,其中水生態危機尤為突出。城市面臨的水生態問題遠不止洪澇災害,還有水資源短缺和水安全問題與之并存。反觀我國傳統城市建設模式,在應對內澇洪災和水安全問題的能力卻存在明顯不足。
因此,在我國水生態環境惡化和新型城鎮化建設的時代背景下,海綿城市作為人與自然和諧共存的有效途徑,被專業領域學者提出和推廣,并成為國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導方針和戰略目標。
2、海綿城市概念及意義
我國《指南》中對海綿城市的概念進行明確定義:指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。該簡單概念背后隱含的深層內涵,可以具體分解為:一是,海綿城市面對洪澇或者干旱時能靈活應對和適應各種水環境危機的韌力,體現了彈性城市應對自然災害的思想;二是,海綿城市要求基本保持開發前后的水文特征不變;三是,海綿城市要求保護水生態環境,將雨水作為資源合理儲存起來,以解城市不時缺水之需。現代化城市建設過程當中,海綿城市的應用有利于解決水資源短缺、內澇頻繁發生、水生態惡化等突出問題,為建設海綿城市提供重要保障[1-2]。
3、海綿城市發展歷程
3.1國外研究發展歷程
通過國外文獻研究發現,海綿城市的概念最早被澳大利亞研究學者用來隱喻城市對周邊鄉村人口的吸附效應。近年來,多有學者運用該概念來形象比喻城市吐納雨水的能力。Ignacio F. Bunster-Ossa用海綿城市來形容城市像海綿一樣處理雨洪自然事件問題的彈性能力,并以三個案例說明了從規劃到設計不同尺度的具體雨洪管理設計方法,包含雨洪滯留和過濾等景觀手法的應用。2015年 1 月,美國《晨報》(Morning Edition)也展_了建設海綿城市的討論 。國際上關于“海綿城市”的相關理念與政策很多,盡管這些理念的名稱不同,但所采取的工程措施基本涵蓋:透水鋪磚、雨水花園、綠色屋頂、植草溝等雨水滲透、滯留設施,以及生物滯留池、濕地等雨水貯存設施。
3.2國內研究發展歷程
通過研究國內文獻研究發現,國內關于海綿城市概念最早可追溯到2003年,北京大學俞孔堅和李迪華教授共同出版的《城市景觀之路:與市長交流》一書中最早將“海綿”的概念比喻自然濕地、河流等對城市旱澇災害的調蓄能力。
在我國海綿城市概念發展的整個過程中,出現了多種概念名稱叫法,主要有綠色海綿、海綿體城市、生態海綿城市等,這些概念在改變傳統雨水排放模式、提高城市自然蓄水排水的能力、運用生態途徑解決城市水環境問題等方面展開了不同程度的探討研究,與海綿城市有著異曲同工的緊密聯系,最終在國家政策層面確定了海綿城市概念的統一和完善[1-2]。
4、海綿城市構建途徑與措施
主要分為水生態系統功能主體保護與修復和源頭管理與控制技術(區域低影響開發)。其中,水生態系統功能主體保護與修復主要包括:識別水資源保護生態斑塊、保護水系網絡及生態系統、修復已破壞的水生態斑塊及網絡、源頭管理與控制技術(區域低影響開發)等。根據城市降雨過程,區域低影響開發技術主要分為截留技術、促滲技術和調蓄技術3種。其中,截留技術是通過材料或者結構,將降雨過程中雨水形成徑流的速度減緩,通過增加雨水匯集的面積來達到延緩徑流目的的技術,如綠色屋頂及植物群落冠層截留等 [1-2]。
5、研究進展現狀概述(共識與爭議)
5.1三點共識
海綿城市理論產生至今,學術界達成了以下三點共識:
(1)海綿城市的建設是一個長期的過程。(2)內澇和水體黑臭等一系列問題雖然最終表現在水體上,但是其產生原因涉及人類活動特別是城市建設的方方面面,不能“就水論水”。解決問題必須在統一規劃的引領下完成,不是單一部門。(3)國外經驗是值得借鑒和總結的,但同時要注意的是,國內外城市規模、密度、居住習慣和發展水平不同導致的差異值得重點關注。
5.2七點爭議
2014年10月,《海綿城市建設技術指南》的頒布,使海綿城市圈形成了“灰色”“綠色”“灰-綠結合”三派鼎立的局面。爭議焦點大致總結為以下七點:(1)城市海綿概念可行性(2)綠地用來調節徑流的可行性(3)綠地承擔滯洪作用的可行性(4)城市保存雨水和充實地下水的方式(5)海綿城市解決水質污染問題的可行性。(6)建設海綿城市是否更省錢。(7)海綿概念是否可發展。
積極利用綠色海綿體保護和儲留雨水是一項積極善意的發展,但前提條件是城市擁有充足的綠地,雨水沒有被污染。城市海綿體對治理洪澇能起多大作用,需要實事求是、因地制宜地分析。我們不能把海綿城市當做是解決城市洪澇問題必須且唯一的靈丹妙藥,應該打破僵化的思維方式,站在更高的層面、更大的時空尺度上來觀察雨洪管理的問題
結束語
雨水不是負擔,而是寶貴的資源。在城市景觀設計中,將水資源、土地資源等生態平衡納入設計理念中,建立海綿城市是我國城市建設發展的必然趨勢,而我國當前所面臨的資源
問題和環境問題日益嚴峻,進一步表明我國建設海綿城市的必要性,因此,只有更好的將海綿城市設計與城市景觀設計結合起來,才能有效解決城市地表水存儲問題,減少城市生態環境惡化現象,進而促進我國現代化城市的可持續發展。
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關鍵詞:海綿城市;城市發展;綠色接到;景觀設計
海綿城市是近年來被人們提出,并逐漸體現出其實用效果的一種城市設計理念。海綿城市設計理念,是一種將生態循環系統融入到城市規劃、城市設計、城市建設中的一種理念,旨在讓城市更好地發展,構造更加完美的城市日常生活環境[1]。海綿城市理念比較關注水循環的利用,并且十分尊崇生態環境至上的思想,是城市公共空間系統建設十分關鍵的一個組成部分,不僅具有自然屬性,同時還具有社會屬性等,可以保護城市的生態環境,下文將對相關內容進行分析。
一、海綿城市發展的意義
海綿城市理念是近年來被提出的一種理念,利用海綿城市理念,讓城市有海綿的特性,讓城市可以高效率收集雨水,并在必要的時候釋放雨水,構建科學化的雨水收集、雨水使用體系[2]。還可以通過海綿城市的方式對城市建筑物、城市道路、城市綠化等進行相對系統地整合、治理,提升城市的水資源收集能力,并利用自然界中的各種力量來幫助城市實現自我調節。海綿城市在建設的過程當中,比較提倡利用環保透水材料進行鋪裝,不論是地上還是地下,都會通過分布式的建設系統來構建水資源利用系統,而且這種建設所需要的資金投入量也比較大[3]。雖然前期項目資金以及人力的支出比較多,但是從長遠的角度來考慮,能夠帶來的好處是巨大的。
二、海綿城市背景下綠色街道植物造景以及綠色街道綠化
城市道路綠化是提升城鎮綠化程度的關鍵組成部分,同時也是城市綠地系統建設骨架,覆蓋了城市大面積的路面,可以有效減少沙塵對城市的影響,凈化城市有害氣體,起到美化環境的作用。下文將從多個角度出發,對相關問題進行研究。道路兩邊的植物,因為會受到汽車尾氣、嚴寒、酷暑等多種外部不良條件的影響,所以其生存環境比較殘酷。針對該情況,在選擇植物種類時,必須要保證植物的基本生存要求與當地街道的實際情況相吻合,選擇適應性比較強而且比較容易管理的植物[4]。從目前發展情況來看,我國的道路綠化帶經常使用各種大色塊手法,比較追求整體上的視覺效果。但是因為來往的車輛比較多,行道樹經常因為各種原因出現問題,人工澆灌不能保證可以澆灌到所有的行道樹,所以必須要在設計的過程中加入一些噴灌設備或者是雨水收集系統等,提升行道樹的生存質量。主要從雨水收集的角度去分析相關問題,因為目前國內出臺的相關規定要求,道路的標高必須要超過綠地[5],通過這種方式讓雨水流入到道路兩邊的陸地當中,從上至下的實現雨水滲透。與此同時,還要將自行車道上的雨水引入到樹池當中,事先在樹池中構建過濾系統或者是雨水處理系統,讓流經的雨水都可以儲存到樹池內部,從側面增加了周圍地區的需水量,便于行道樹滲透澆灌,還可以有效延長其澆灌時間。
1.綠色街道景觀立面設計
為了從根本上提升道路附近位置硬質地表所匯集的雨水可以真正地流入到綠化植池當中,相關工作人員必須要設立科學合理的綠化種植池豎向標高,通過豎向標高的形式來處理種植池和路面鋪裝之間的關系。在設計綠化種植池時,要保證綠化種植池的高度比周圍位置道路以及周圍位置的硬質地表低,具體的下沉深度可以按照工程項目所在地區的實際水溫情況以及土壤滲透率等加以分析,明確雨水、洪澇災害等控制目標,通常可以將其控制在50mm-100mm的范圍內,最大也不能使其超過200mm。路緣石要和周圍道路的高度持平,方便雨水流入到其中。如果路緣石的高度超出了周圍道路以及硬質地表,可以根據情況適當地設置一些缺口,缺口的高度通常均在50mm左右。通過設置缺口的方式,讓雨水更快地流入種植池當中。工作人員還可以在入口的位置鋪設一些鵝卵石,避免因為雨水沖刷等問題,給項目使用質量帶來負面影響。工作人員可以將溢流口設置到種植池當中,而且雨水口的高程要明顯高出種植池,但是還要控制其低于地面。如果降雨量比較大[6],還可以將綠化種植池當中超出額定標準的雨水排入到當地城市的雨水管道當中。城市在降雨時會自然產生雨水徑流,這些雨水徑流會不斷地沖刷路面上的各種污染物以及固體垃圾等,并將這些雜物沖到種植池當中,影響種植池的正常使用。據不完全統計、雨水徑流所產生的污染物,不論是懸浮物還是重金屬,都是不可避免的,而且前期情況會比較嚴重。針對該情況,可以通過初期棄流的方式來控制徑流所帶來的污染。綜合上述各種情況來看,工作人員完全可以在綠化種植池雨水集中入口的位置來設置一些攔截污雨水的設備,以減少污雨水產生的不良影響。雨水是城市道路水資源主要補充來源,對提升地下水資源量具有十分重要的意義,也是生態雨水系統當中最為關鍵的一個組成部分。如果道路土壤的夯實度太高,土壤強度過大,會導致雨水下滲速度變慢,影響到綠色街道對雨水的吸收速度。針對該情況,在對道路進行設計時,必須要通過各種方式來提升土壤滲透速度以及整體滲透率。目前常見的處理辦法包含下述幾個方面:首先是盡量選擇沙質土或者是砂質壤土,利用這兩種土來完成項目建設,可以有效提升下滲速率;其次,還要關注機械使用環節,對于已經壓實的土壤,可以利用各種機械設備對其進行處理,優化土壤夯實程度,提升土壤下滲率。針對部分滲透性不夠理想的土質,在建設時可以適當地加入一些爐渣或者是一些膨脹的頁巖,起到改善土壤結構的作用。
2.植物設計
植物設計是所有城市道路設計中最為關鍵的一個環節,因為不同雨水管理的景觀設施內部,會有不同的雨水量處理模式。不同地區、不同季節雨水量不同,降雨情況難以估計,豐水期和少水期的差別也比較大。同時植物設計也會在一定程度上受到雨水管理景觀設施坡度的影響,所以工作人員必須要按照植物水生的習慣以及特點來進行植物設計。在植物設計過程中,要根據項目所在地區的情況,判定選擇水生植物、還是中生植物。在選擇植物時,盡量選擇本土植物,從根本上杜絕外來植物入侵;同時還要選擇一些抗逆性比較強、吸附性比較強的植物。滿足上述條件的植物不僅種植簡單,后期養護所需要耗費的財力與人力也比較少,能夠起到其應有的作用。在滿足上述各種條件之后,再考慮植物的色彩、植物的質感以及植物的花期等綜合性因素,擇優選取。
3.景觀設計
綠色街道設計,不僅要對城市道路雨水情況進行管理,同時還要盡量地滿足各種城市道路景觀美化效果。通過分析近年來的實際工作經驗發現,綠色街道雖然可以滿足自然水循環過程的需求,同時還可以通過各種純天然的方式來提升景觀效果。如果通過調查發現,某位置街道改造項目可以使用一些開花的植物,比如選用水仙等,要合理地搭配顏色,結合雨水塘等對其進行綜合性設計,提升植物的觀賞性以及植物的實用性[7]。雨水花園是一種完全通過人工進行挖掘的花園,有時也可以借助自然形成的綠地來吸收街道、建筑雨水。將這部分雨水引入到植物根系以及土壤當中,利用其中存在的微生物群落來實現綜合性效果,并通過該方式來凈化雨水,讓雨水可以慢速度地滲入到土壤當中,起到涵養地下水的效果,為雨水利用的持續發展奠定基礎。在雨水花園的設計初期,還需要注意充分了解當地氣候狀況,選擇滲透性合適的土壤類型以及容易生長的低養護植物。雨水花園的建設尺度通常較小,并設置于生活性街道、住宅的旁邊。在實際選址時,需要注意與建筑之間的最近距離應當在3m以上,這樣能夠防止水滲漏入建筑基礎,或者地下室,從而造成倒灌、霉變問題。另外,雨水花園還應當遠離大樹,設置于光照充足的區域,保證在暴雨季節能夠快速排干雨水。
三、結語
從上文提出的各種情況來看,海綿城市建設的主要目標就是節水、節省空間,保證水資源和城市空間均衡發展。對其進行系統性地整合處理,利用園林工程等自然界的力量,留住降水,對降水進行凈化處理,保證這部分降水的可用性。園林工程不論是建設措施還是建設模式,都必須要滿足當前目標城市的實際情況,采取最佳的工作方案進行設計。在海綿城市背景下的綠色街道景觀設計方面,要綜合考慮各種上文中所提出的因素,不論是景觀設計、植物設計還是道路設計,都必須要以社會發展的實際情況為基礎。上文首先闡述了海綿城市背景下綠色街道景觀設計工作的要點,之后分別從多個角度論述了應當如何對綠色街道景觀進行設計,希望可以為相關工作人員的日后工作奠定基礎,提升設計質量。
作者:王軍鋒 李娟 姚章堂 單位:中糧工程科技 (鄭) 有限公司
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探討了雨洪管理新理念,提出提升中國雨洪管理教育能力的相關措施。通過分析中國雨洪管理教育的必要性和雨洪管理教育的現狀,剖析當前雨洪教育管理存在的問題,挖掘提升教育管理的新舉措。結合中國發展的實際情況,熟練掌握并運用發達國家城市雨洪管理的經驗知識,以自主創新的精神探索適合中國城市雨洪管理的教育模式;構建以人為本的核心理念,牢固的專業知識,“天人合一”的設計理念,并搭建與教育質量保障措施并軌運行的新模式。研究顯示,采用良好的教學模式,中國雨洪管理教育能力在新的管理理念引導下必然能穩步提升。
關鍵詞:城市雨洪;內澇災害;管理教育;能力提升
中圖分類號:TU992文獻標志碼:A文章編號:
10052909(2017)01011504
城市內澇災害及其伴隨的污染已引起了人們廣泛關注,中國目前正處于城鎮化建設的重要時期,優化管網建設、防止暴雨所致城市內澇是重要的民生工程[1]。然而,頻發的城市內澇造成重大的經濟損失與人員傷亡極大地威脅到了人們的生命與財產安全[2]。緩解和有效控制雨洪災害的徑流污染是市政工程研究的重要領域,也是一項長期的工作任務。中國人口基數大、人均資源占有量少,是最大的發展中國家,可再生雨水資源利用匱乏,因此,如能充分加以利用,可緩解水資源匱乏的局面[3]。
現階段,中國雨洪控制與利用的專門人才缺乏。一方面,需要借鑒發達國家先進的治理對策與管理經驗;另一方面,需要培養高素質雨洪控制與利用的后繼人才,為長期發展奠定厚實的人才基礎。鑒于當前城市建設發展迅速內澇頻發的問題,加強雨洪控制與利用的新概念教育尤為必要。筆者圍繞城市雨洪控制與利用的問題[4],深度剖析城市雨洪教育問題的現狀,提出促進中國城市雨洪管理教育能力提升的具體措施。
一、城市雨洪管理教育現狀
隨著海綿城市、低影響開發技術、綜合雨水資源管理、水敏性城市設計、綜合管廊、雨水收集系統等城市建設新理念的不斷涌現,傳統的城市雨洪控制與利用課程教學內容受到挑戰,迫切需要在雨洪管理教育中注入現代元素,促進學科發展和專業人才培養。
中國城市防洪理念的城市規劃建設起步較晚。城市雨洪綜合管理教育牽涉知識面廣、工程實施規模大、管理時間跨度長、外部因素影響多,加之傳統的雨水直排理念早已深入人心。雨水綜合管理不能簡單地理解為雨水集蓄回用、排水防澇,如何克服傳統觀念、扭轉固有思想是雨洪現代管理教育的重要前提。傳統的城市建設在城市防洪規劃設計方面相對缺乏,在21世紀初中國提出“海綿城市”的新理念,旨在通過城市規劃優化,構造具有海綿彈性的城市生態以應對自然災害。近年來,中國開始地下綜合管廊試點城市建設,主要是建設市政管道集中的公共隧道[5],以達到解決交通擁堵、防震減災、節約用地、降低雨洪次級傷害的多重效果。在西方發達國家,基于城市防洪理念的城市規劃設計建設開始較早,已取得部分成果,值得借鑒。當前,城市雨洪管理新理念在城市規劃建設中得到廣泛推廣,但雨水綜合利用新理念在雨洪管理教學中沒有得到及時貫徹,因此,雨洪管理教育結合城市規劃建設工程實例講解,能夠更好地促進教學理論與實際的有機結合,提升雨洪管理教W質量。在傳授專業知識的基礎上,將授課內容緊緊地與社會實際相聯系,根據社會發展需求培養人才,能夠更好地促進專業化人才培養和工科專業教育齊頭并進。目前,中國雨洪控制與利用的現代管理實踐經驗與治理對策相對缺乏,專業人才培養任務緊迫。
二、雨洪管理教育能力提升措施
雨洪管理教育能力提升措施可根據中國城市雨洪管理需要,從雨洪資源化利用的角度出發,統籌雨水資源管理和城市建設發展[6],提出解決城市地面徑流污染的有效途徑和雨洪資源綜合利用等現代管理理念。應當從城市水文、洪災影響、管理集成、政策制度、運行維護、經濟財務等方面全方位多層次深度剖析中國城市雨洪管理系統,將工程類的專業知識與城市建設實際相結合。主要目的一是強化水工程相關領域的專業知識點與實際建設的對應運用關系;二是結合中國發展的實際情況,熟練掌握并運用發達國家城市雨洪管理的經驗知識。
提升中國城市雨洪管理教育能力,應對專業人才培養,筆者認為可采取以下措施:第一,強化雨水回用的資源意識是城市雨洪管理能力提升的重要前提。扭轉傳統的雨水直排理念應擺在高校專業人才培養的首位,強化雨水回用的資源意識,深化認識雨水回用對緩解水危機、節約水資源、保護水環境的重要作用。第二,堅持“以人為本”的建設理念是城市雨洪管理能力提升的穩固基礎。“以人為本”是科學發展觀的核心,雨洪管理最終目的是服務于人。第三,培養“天人合一”的設計理念是城市雨洪管理能力提升的有效舉措。“天人合一”的雨洪規劃設計就是自然與人的和諧共存,雨水從天而降,而最終又回到自然,城市雨洪管理就是讓雨水在作用周期循環中對人的傷害降至最低,能夠持續不斷地帶來可觀的效益。第四,掌握扎實嫻熟的專業知識是城市雨洪管理能力提升的關鍵。在雨洪管理過程中,水工程專業知識發揮著不可替代的指導功能,高校要進行教育資源的內外整合優化與教學方式的改革創新探索,充分調動學生的學習激情。第五,進行開放包容的技術創新是城市雨洪管理能力提升的不竭動力。實際運用的技術需要結合實踐不斷創新,以開放包容的心態吸收國外城市雨洪管理的先進經驗,以自主創新的精神探索適合中國的城市雨洪管理教育模式。
三、雨洪管理教育能力提升的教學質量保障措施
(一)優化教師知識結構,提高教師教學技能
教師隊伍的梯隊結構優化和教師個人的教學綜合能力提升,是專業化人才培養和提升整體教學實力的首要前提。對于青年教師而言,提高教學技能,積累工程實踐經驗,是提升整體教學水平的關鍵[7]。高校工科水工程相關的系列課程,尤其是與城市規劃建設相關的課程,都要求授課教師要有豐富的工程實踐經驗和相對扎實寬廣的專業理論知識。“照本宣科”式的教學模式并不能取得良好的教學效果,在專業課程教學過程中,可能會回避許多富含工程技術的知識點,造成學生對后續專業知識學習感覺困難的負面影響。由于授課教師專業知識背景與工程實踐經驗存在差異性,并不能保證每個教師都具有豐富的實踐工程經驗,尤其青年教師,但城市雨洪管理教育并不需要每個教師都是工程師,而是需要向學生講明雨洪管理的理念。青年教師可采用各種多媒體手段(如視頻剪輯、微課堂、專家講座等)以及報班培訓等多種形式增強對雨洪管理的認識,彌補工程實踐不足的短板。城市雨洪管理教育在中國正處于蓬勃發展階段,青年教師可通過參與國內外相關學術會議來提高自身雨洪管理教育的能力。青年教師知識結構調整性強,對新理念、新生事物的接受快,對新興領域學習掌握好,能夠較為容易保證教學內容的新穎性,將專業知識與社會動態聯系起來。
(二)激發學習興趣和強化基礎課程教學
城市雨洪管理教育課程涉及諸多專業課程,往往安排在本科第四學年學習[8]。但由于學生面臨就業、升學、考試等多種問題,忽視了對課程重要性的認識,最終導致學生對城市防洪系列課程掌握不牢,專業素養得不到提升。學生對雨洪管理系列課程的認知程度不夠,以及對該類課程的實踐經驗缺乏,將直接導致學生對該類課程不重視或形成錯誤評判,因此較難達到預期的教學效果。怎樣改變學生的認知,提高學生的學習熱情和主觀積極性,是城市建設新理念教育背景下人才培養的重要問題之一。
興趣是最好的老師。引導激發并不斷培養學生對專業課程的興趣對學生掌握專業知識有顯著的效果。在學生初次接觸專業基礎課程時,需要突出專業基礎課程在整個專業領域的核心地位,向學生強調專業課程的重要性和必要性,提高學生對專業課程所能創造的的社會價值的認知。學好專業課程對解決城市雨洪災害等社會熱點問題具有重要幫助,也是通過雨水資源化利用緩解中國城市水資源短缺問題的重要知識保障。另外,提高城市防洪教學課程知識的豐富性及其與工程實踐的聯系性將引起學生的無限關注,極大地增強學生的學習興趣。學習興趣的激發與培養對于實踐性課程講授至關重要。引導學生重視基礎課程的學習以及加強課堂教學與實踐聯系對于提升城市雨洪管理教育能力具有重要的意義。總之,授課關鍵是促使學生聽懂、夯實學生專業基礎,培養學生濃厚的學習興趣,保障教學質量。
(三)實際工程案例和現代教學手段協同
對于工科類專業學習而言,理論知識的極大豐富依賴實踐的探索。盡管教材理論知識的學習是課堂教學的重點,但提高對這些理論知識在實際生產生活中的運用的認知也尤為重要。通過工程案例分析能使學生清晰認識整個城市內澇的形成機理,并認真思考有效預防或緩解雨洪災害的有效措施。工程實際案例講解的內容豐富,往往涉及到多門專業知識課,甚至跨學科,因此,案例分析能夠引導學生對新問題的積極思考,提高學生運用所掌握的相關理論知識解決實際工程問題的能力[9]。這些有利于學生綜合能力的培養,符合復合型人才培養及質素教育的要求。采用單一的PPT課件展示往往會讓學生產生學習疲勞,將現代教學手段運用于課堂,結合計算機模型(包括數學模型和物理模型)的運用,通過虛擬現實三維仿真技術和數值模擬軟件進行三維建模計算分析等方法,可以形象展示城市排水和雨水運行系統,演示暴雨條件下的洪水作用結果,讓教學內容一目了然。再結合遙感技術、地理信息系統與全球定位系統在城市建設管理中的最新應用,通過這種多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術[10],更好地捕捉暴雨強度條件下城市水系統運營狀況,同時,將城市建設規劃的各個方面有效銜接,有利管理的信息化和精細化。“先教師示范、后學生模擬”是工科教學實驗的適用流程。課堂教學之后,布置一定的城市規劃設計任務,學生可利用計算機進行軟件設計或模擬。在教師的督促下,加強學生對雨洪管理的認知,重視理解規劃設計所涵蓋內容,培養學生運用計算機軟件協調處理城市規劃中的雨洪管理問題。
隨著新型城市雨洪管理理念的不斷涌現,中國城市雨洪管理進入了一個由理論探究過度到實施的新階段,城市雨洪控制與利用的生態設計也從社會走向校園。雨洪管理的示范工程從較大的區域性范圍(如城市)到小范圍(如校園),都可以作為很好的模擬示范區,來驗證雨洪管理新理念的綜合效果,提升雨洪管理的教育水平。
(四)創新教學方法和優化教學儀器管理
優化教學內容、加強師生互動、豐富課堂教學方法、加強學生動手能力培養是創新教學的重要內容。傳統“粉筆+黑板”教學模式對于工程實踐性課程有一定的局限,但僅僅采用多媒體教學,學生
容易出現難以跟上課堂教學進度、知識理解不清晰等問題。結合兩種教學模式綜合應用尤楸匾。板書教學講解速度較慢、推到過程清晰,使學生能夠緊跟教師思路,在原理推導、公式計算等方面有優勢;在城市雨水作用效果演示方面,多媒體教學直觀深刻,學生能夠快速理解其變化過程大幅提高對知識的掌握程度。構建師生互動的啟發式課堂教學,教師提出問題,或是給出部分引導條件,激發學生的自主性探索思考是一項有效的教學模式。在課堂上采用分組討論,容易發現知識體系中的新問題,隨后進行探討歸納,這種自我歸納總結是熟練掌握知識的重要方法。對于教學儀器的閑置問題,可以將教師的科研項目與學生的競賽活動及教學實驗結合起來,將試驗室進一步開放,同時注重儀器使用與維護,既能提高教學儀器的利用率,又可增強學生的動手能力。參考文獻:
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Abstract:
The new concept of stormwater management was discussed in this paper, and some measures to improve the ability of stormwater management education (SME) in China were proposed. Through the analysis of the necessity of SME in China and its present situation, the current existing problems and further measures to improve SME were employed. According to the actual situation of China’s development, mastering the experience and knowledge of SME from those developed countries, and exploring a suitable SME model for China with the spirit of independent innovation were needed; establishing the core idea of peopleoriented, a strong professional knowledge, a “harmony” concept between human and nature, and furthermore, forming a running model with education quality assurance measures, were all required. Combined with good teaching models, the ability of SME in China will be improved steadily with new SME ideas.