時(shí)間:2023-09-17 14:51:06
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇海綿城市建設(shè)的好處,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
法國(guó):形態(tài)不一 提升循環(huán)
法國(guó)作為現(xiàn)代城市雛形起源國(guó)之一,其境內(nèi)不少主要城市的排水、防澇以及雨水循環(huán)處理的設(shè)計(jì)思路各具特色,形態(tài)不一。這些不同的地表水處理體系如同海綿一般,既使得城市免受了內(nèi)澇之苦,還提升了水循環(huán)利用率。
巴黎的水循環(huán)系統(tǒng)堪稱世界范圍內(nèi)大都市中的典范。1852年,著名設(shè)計(jì)師奧斯曼主持改造了被法國(guó)人譽(yù)為“最無(wú)爭(zhēng)議”并基本沿用至今的水循環(huán)系統(tǒng)。奧斯曼的設(shè)計(jì)靈感源自于人體內(nèi)部的水循環(huán)。他認(rèn)為,城市的排水管道如同人體的血管,應(yīng)潛埋在都市地表以下的各處,以便及時(shí)吸收地表滲水。城市的排污則如同人體排毒,應(yīng)當(dāng)使污物沿管道排出城鎮(zhèn),而不是直接傾瀉于巴黎的塞納河內(nèi)。奧斯曼的這一設(shè)計(jì)理念避免了巴黎市在暴雨時(shí)的地表徑流量大幅增加,緩解了瞬時(shí)某一地域的排水壓力。
法國(guó)的另一座著名城市里昂的水循環(huán)處理則因地制宜,充分借助了自然的力量,形成了獨(dú)特的城市水循環(huán)系統(tǒng)。里昂市位于法國(guó)的索恩河與羅納河交匯處,雖然水資源較為豐富,但里昂的水務(wù)管理者仍不愿放棄對(duì)雨水的利用,并為此做出了極其細(xì)致的工作。首先,里昂市區(qū)內(nèi)各個(gè)社區(qū)收集的雨水被納入到了城市一體化的水循環(huán)體系中,由當(dāng)?shù)卣?fù)責(zé)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)與管控;其次,里昂市政府將本市各處的道路規(guī)模、土壤類別與地型走勢(shì)等信息進(jìn)行了統(tǒng)一梳理并公示,任何市區(qū)內(nèi)新的建筑項(xiàng)目均需要考慮到這些基本信息,將雨水管理納入設(shè)計(jì)規(guī)劃中,并接受當(dāng)?shù)卣牟轵?yàn)考核。
英國(guó):源頭入手 一舉兩用
近年來(lái),英國(guó)政府愈發(fā)重視國(guó)內(nèi)水資源短缺問(wèn)題。為解決日益嚴(yán)重的水資源短缺問(wèn)題和提升倫敦等大城市的市政排水能力,英國(guó)政府積極鼓勵(lì)在居民家中、社區(qū)和商業(yè)建筑設(shè)立雨水收集利用系統(tǒng),以從根源上解決這兩大問(wèn)題。
一直以來(lái),英國(guó)政府都在采取立法手段,通過(guò)《住房建筑管理規(guī)定》等法律規(guī)定,間接促進(jìn)家庭雨水回收系統(tǒng)的普及。在2006―2015年間,英國(guó)政府針對(duì)新建房屋設(shè)立1到6級(jí)的評(píng)估體系,要求所有的新建房屋至少達(dá)到3級(jí)以上的可持續(xù)利用標(biāo)準(zhǔn)才能獲得開(kāi)工許可,而其中最重要的提升等級(jí)方式之一就是建立雨水回收系統(tǒng)。2015年之后,英國(guó)政府為更有針對(duì)性控制水資源利用效率,直接要求單一住房單元的居民每天設(shè)計(jì)用水量不超過(guò)125升才能獲得開(kāi)工許可。這一規(guī)定也要求開(kāi)發(fā)商和居民更加積極地在家中建立雨水回收系統(tǒng)。
在重視家庭雨水回收利用的同時(shí),英國(guó)也在大力推動(dòng)大型市政建筑和商業(yè)建筑的雨水利用。當(dāng)前大倫敦區(qū)最為典型的就是倫敦奧林匹克公園。園內(nèi)主體建筑和林地在建設(shè)過(guò)程中建立了完善的雨水收集系統(tǒng)。通過(guò)回收雨水和廢水再利用等方式,這一占地225公頃的公園灌溉用水完全來(lái)自于雨水和經(jīng)過(guò)處理的中水。此外,公園還將回收的雨水和中水供給周邊居民,使周邊街區(qū)用水量較其他類似街區(qū)下降了40%。
德國(guó):高效集水 平衡生態(tài)
得益于發(fā)達(dá)的地下管網(wǎng)系統(tǒng)、先進(jìn)的雨水綜合利用技術(shù)和規(guī)劃合理的城市綠地建設(shè),德國(guó)海綿城市建設(shè)頗有成效。
德國(guó)城市地下管網(wǎng)的發(fā)達(dá)程度與排污能力處于世界領(lǐng)先地位。德國(guó)城市都擁有現(xiàn)代化的排水設(shè)施,不僅能夠高效排水排污,還能起到平衡城市生態(tài)系統(tǒng)的功能。以德國(guó)首都柏林為例,其地下水道長(zhǎng)度總計(jì)約9646公里,其中一些有近140年歷史。分布在柏林市中心的管道多為混合管道系統(tǒng),可以同時(shí)處理污水和雨水。其好處在于可以節(jié)省地下空間,不妨礙市內(nèi)地鐵及其他地下管線的運(yùn)行。而在郊區(qū),主要采用分離管道系統(tǒng),即污水和雨水分別在不同管道中進(jìn)行處理。這樣做的好處是可以提高水處理的針對(duì)性,提高效率。
瑞士:雨水工程 民眾參與
瑞士是世界上最富裕的國(guó)家之一,同時(shí)也可謂是世界上最節(jié)省的國(guó)家之一。瑞士雖不缺水,但瑞士政府一向提倡節(jié)約用水,鼓勵(lì)民眾在下雨時(shí)吸水、蓄水、凈水,使雨水得到循環(huán)利用。
20世紀(jì)末開(kāi)始,瑞士在全國(guó)大力推行“雨水工程”。這是一個(gè)花費(fèi)小、成效高、實(shí)用性強(qiáng)的雨水利用計(jì)劃。通常來(lái)說(shuō),城市中的建筑物都建有從房頂連接地下的雨水管道,雨水經(jīng)過(guò)管道直通地下水道,然后排入江河湖泊。瑞士則以一家一戶為單位,在原有的房屋上動(dòng)了一點(diǎn)兒“小手術(shù)”:在墻上打個(gè)小洞,用水管將雨水引入室內(nèi)的儲(chǔ)水池,然后再用小水泵將收集到的雨水送往房屋各處。瑞士以“花園之國(guó)”著稱,風(fēng)沙不多,冒煙的工業(yè)幾乎沒(méi)有,因此雨水比較干凈。各家在使用時(shí),靠小水泵將沉淀過(guò)濾后的雨水打上來(lái),用以沖洗廁所、擦洗地板、澆花,甚至還可用來(lái)洗滌衣物、清洗蔬菜水果等。
如今在瑞士,許多建筑物和住宅外部都裝有專用雨水流通管道,內(nèi)部建有蓄水池,雨水經(jīng)過(guò)處理后使用。一般用戶除飲用之外的其他生活用水,用這個(gè)雨水利用系統(tǒng)基本可以解決。瑞士政府還采用稅收減免和補(bǔ)助津貼等政策鼓勵(lì)民眾建設(shè)這種節(jié)能型房屋,從而使雨水得到循環(huán)利用,節(jié)省了不少水資源。
新加坡:疏導(dǎo)有方 標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格
新加坡作為一個(gè)雨量充沛的熱帶島國(guó),其最高年降雨量在近30年間呈持續(xù)上升趨勢(shì),卻鮮有城市內(nèi)澇的情況發(fā)生。雨季時(shí),雖每天都有數(shù)場(chǎng)“說(shuō)來(lái)就來(lái)”的瓢潑大雨,但城市內(nèi)均未出現(xiàn)明顯的積水和內(nèi)澇。這一切要?dú)w功于設(shè)計(jì)科學(xué)、分布合理的雨水收集和城市排水系統(tǒng)。
首先,預(yù)先規(guī)劃城市排水系統(tǒng)。新加坡通常在進(jìn)行地面建筑的建設(shè)之前,會(huì)事先規(guī)劃和設(shè)計(jì)好該建筑的地下和地面排水系統(tǒng),因此每一棟建筑,包括人行道、馬路周邊都分布有一定數(shù)量的排水渠。這些排水渠與城市的主要排水系統(tǒng)相連,形成了遍布全島的城市雨水收集、排放網(wǎng)絡(luò),保證了大量雨水能夠及時(shí)、快速地排出。此外,在新加坡的地下主排水管道內(nèi)均安裝有電子監(jiān)控系統(tǒng),相關(guān)工作人員可實(shí)時(shí)監(jiān)控管道內(nèi)的情況,如管道內(nèi)水位、流量,以及是否有垃圾阻塞問(wèn)題等,以便及時(shí)處理。其次,加強(qiáng)雨水疏導(dǎo),建立大型蓄水池。經(jīng)由城市雨水收集系統(tǒng)收集到的雨水最終將匯入新加坡城市周邊的17個(gè)大型蓄水池,而這些大型蓄水池也是新加坡解決雨水疏導(dǎo)和城市內(nèi)澇問(wèn)題的關(guān)鍵所在。再次,建立嚴(yán)格的地面建筑排水標(biāo)準(zhǔn)。為確保在雨量激增情況下,能夠?qū)⒂晁皶r(shí)排出,新加坡公用事業(yè)局?jǐn)?shù)次修訂和提高地面建筑排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),要求所有新建筑物必須提高防水門檻的高度。
韓國(guó)首爾: 提高滲透性 重塑水環(huán)境
關(guān)鍵詞:城市雨水利用;現(xiàn)狀;措施
中圖分類號(hào) F299.24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2017)04-0051-02
1 城市雨水利用研究現(xiàn)狀
1.1 國(guó)外城市雨水利用現(xiàn)狀 當(dāng)今,國(guó)外對(duì)于城市水資源的研究比較廣泛,尤其是日本、德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,非洲很多干旱城市如拜尼沃利德以及新加坡等東南亞的一些國(guó)家都采取了很多有效措施來(lái)對(duì)城市雨水進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用,比如建立屋頂儲(chǔ)水系統(tǒng)、建立雨水入滲系統(tǒng)、制定相應(yīng)法律條例等。
1.2 我國(guó)城市雨水利用現(xiàn)狀 我國(guó)的城市化進(jìn)程正在逐年加快,與此同時(shí)城市水資源問(wèn)題也日益凸顯,水質(zhì)污染、城市內(nèi)澇以及地下水位下降等問(wèn)題層出不窮,在破壞城市生態(tài)環(huán)境的同時(shí)也威脅著城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全,從而嚴(yán)重制約著城市的發(fā)展。我國(guó)對(duì)城市雨水利用的研究相對(duì)于其他國(guó)家來(lái)說(shuō)尚處于初期,如北京、天津、大連、青島等的典型缺水城市也只是停留在探索階段,還沒(méi)有形成一套完整的城市雨水利用系統(tǒng),尚未出臺(tái)有關(guān)于城市雨水利用的法律條例。總的來(lái)說(shuō),我國(guó)對(duì)于城市雨水利用的研究還有很長(zhǎng)的一段路要走。
2 城市雨水利用的含義
城市雨水利用指的是降落到城市中的雨水被匯聚收集起來(lái)并通過(guò)凈化之后加以利用的過(guò)程,它是緩減城市水資源短缺、減少城市內(nèi)澇和改善城市水環(huán)境的有效途徑[1]??梢詫⑵浞譃橹苯永煤烷g接利用兩個(gè)部分:直接利用可表現(xiàn)為通過(guò)收集儲(chǔ)蓄雨水直接來(lái)加以利用,比如可以用于綠地灌溉、城市噴泉等;間接利用則表現(xiàn)為利用各種人工設(shè)施進(jìn)行雨水滲透,使其滲入到地下水中,從而間接改善城市水環(huán)境。
3 城市雨水利用的效益分析
3.1 環(huán)境效益 首先,城市雨水的合理利用可以防止城市內(nèi)澇的發(fā)生,我國(guó)現(xiàn)在正處在城市化的浪潮中,城市面積越來(lái)越大,導(dǎo)致原來(lái)的河流和濕地逐漸消失,之前可滲水的松軟土壤被瀝青水泥等不透水的材料所代替,因此當(dāng)有強(qiáng)烈降水發(fā)生時(shí),容易引發(fā)城市內(nèi)澇。通過(guò)建立透水設(shè)施不僅可以緩解這個(gè)問(wèn)題,也能夠節(jié)省建立排水系統(tǒng)的部分費(fèi)用。其次,城市雨水利用還可以豐富地下水。由于城市化進(jìn)程不斷加劇,城市人口不斷增多,因而地下水開(kāi)采過(guò)量,尤其是沿海城市,很容易出現(xiàn)海水倒灌、地面塌陷等問(wèn)題。通過(guò)透水性地面等透水設(shè)施雨水會(huì)滲透到地下從而起到豐富地下水的作用,并且土壤還會(huì)起到凈化雨水的作用。美化城市也是城市雨水利用所帶來(lái)的效益之一。由于擴(kuò)張的城市、增多的人口、加重的污染,使得水資源越來(lái)越短缺,很多以水為主要特征的景觀都消失殆盡[3]。城市雨水利用可以對(duì)這些壞影響起到一定的作用。
3.2 社會(huì)效益 通過(guò)對(duì)城市居民宣傳城市雨水利用的好處,可以增強(qiáng)人們的節(jié)水意識(shí)與凝聚力,產(chǎn)生一定的社會(huì)效益。人們逐漸認(rèn)識(shí)到當(dāng)前城市水資源稀缺的嚴(yán)峻形勢(shì),自覺(jué)參與到城市雨水利用的行列中來(lái),不僅可以保護(hù)城市水資源,而且增強(qiáng)了大家的凝聚力。
3.3 經(jīng)濟(jì)效益 城市雨水利用可以節(jié)省排水費(fèi)用,且雨水利用設(shè)施工程花費(fèi)相對(duì)跨流域調(diào)水等工程來(lái)說(shuō)較少。雨水利用設(shè)施工程的建立,可以避免每一次大量降雨之后所進(jìn)行的城市排水工作的進(jìn)行,即一次性解決所有的問(wèn)題,且造價(jià)低。
4 城市雨水利用措施
4.1 加強(qiáng)對(duì)雨水利用的研究和應(yīng)用,修復(fù)雨水的生態(tài)功能 城市雨水這個(gè)事情并不難,技術(shù)上要求也不高,經(jīng)濟(jì)上投入也不大,關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變觀念,在規(guī)劃之初就考慮如何處理雨水。修復(fù)雨水的生態(tài)功能主要是指對(duì)雨水進(jìn)行匯聚收集再利用的過(guò)程。
4.1.1 先利用人工設(shè)施進(jìn)行城市雨水的收集 如我國(guó)某些城市利用大面積集中雨水的要求來(lái)設(shè)計(jì),可以利用屋面進(jìn)行雨水收集,這對(duì)于高密度建設(shè)的城市來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種比較實(shí)用的方法;對(duì)于公路來(lái)說(shuō)可以將道路高程設(shè)計(jì)得較高(最好是高于陸地)并設(shè)置缺口,降水時(shí)水流可以順著缺口流入道路兩旁的綠化滋潤(rùn)植物;用透水磚將步行道或者停車場(chǎng)等場(chǎng)所鋪設(shè)成透水地面等在如今的大多數(shù)城市也時(shí)??梢?jiàn),這也不失為一種雨水利用的好方法。也可在此基礎(chǔ)上對(duì)城市進(jìn)行雨污分流,對(duì)城市雨水系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)建立,從而對(duì)城市雨水進(jìn)行更有效率地收集。
4.1.2 對(duì)收集的雨水進(jìn)行利用 具體可分為以下3個(gè)方面:一是直接利用,它是指將收集之后的雨水加以凈化直接使用,比如用來(lái)市民生活、澆灌綠化等等,可以稍微緩解城市用水的緊張;二是間接利用,它是指通過(guò)一系列透水滲水措施使得下滲到地下來(lái)補(bǔ)充地下水的短缺,具體可用透水磚等偷稅設(shè)施進(jìn)行建設(shè),以解決因地下水超采所引發(fā)的一系列問(wèn)題,通過(guò)此種舉措也可以避免城市內(nèi)澇的問(wèn)題;三是綜合利用,即二者合一、雙管齊下,從而更加有效地改善城市水資源環(huán)境。至于怎么利用則要根據(jù)城市的具體情況來(lái)具體規(guī)劃:例如青島降雨量不大且有明顯的季節(jié)分布,這種情況下只進(jìn)行雨水的直接利用就顯得得不償失了,因而應(yīng)主要進(jìn)行間接利用,輔助以直接利用手段來(lái)進(jìn)行該市的雨水利用。
4.2 制定相關(guān)的法律法規(guī)并加大執(zhí)行力與監(jiān)管力度 世界上雨水利用技術(shù)較發(fā)達(dá)的國(guó)家如美國(guó)早在1965年就出臺(tái)了《水資源規(guī)劃法》《雨水利用條例》等相關(guān)法律條例,德國(guó)也在1989年出臺(tái)了雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)[2]。雖然近年來(lái)我國(guó)對(duì)于雨水利用逐漸重視起來(lái),但至今仍未有全國(guó)性的相關(guān)法律文獻(xiàn)的出臺(tái)。因此,我國(guó)各級(jí)政府應(yīng)借鑒國(guó)外進(jìn)行城市雨水利用的經(jīng)驗(yàn)來(lái)制定相應(yīng)的法律條例,從而規(guī)范對(duì)雨水利用的具體標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)有關(guān)部門也要加大執(zhí)行力并加強(qiáng)監(jiān)管力度。
4.3 向市民廣泛宣傳雨水利用的重要性 我國(guó)城市居民大多數(shù)人節(jié)水意識(shí)較為缺乏,對(duì)于雨水利用更是沒(méi)有什么概念,城市水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,因而向市民廣泛宣傳當(dāng)前城市水資源所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)以及雨水利用的意義就顯得尤為重要。雨水利用是城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一,應(yīng)通過(guò)各種媒體、社區(qū)活動(dòng)等形式及利用微信微博等網(wǎng)絡(luò)社交平臺(tái)進(jìn)行宣傳,并將其滲透到學(xué)校教育中去,使得社會(huì)民眾逐漸樹(shù)立起雨水利用的意識(shí),讓市民們無(wú)論是在工作還是在生活中都注意節(jié)約用水。
5 展望
城市雨水的利用是解決水資源短缺的新途徑,也是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有益選擇[4]。就目前情況來(lái)看,我國(guó)在城市雨水利用方面還處于開(kāi)始階段?!昂>d城市”是城市雨水利用的良好體現(xiàn),它的概念于2012年才在我國(guó)首次提出,并在2014年12月宣布了試點(diǎn)城市?!昂>d城市”是一種非常形象的表達(dá),由于海綿的物理特性被學(xué)術(shù)界和行業(yè)內(nèi)所慣用,從而來(lái)比喻城市的某種吸附功能和吐納雨水的能力[5]。它能夠?qū)Νh(huán)境的變化有良好的適應(yīng)能力并可以最大程度降低自然災(zāi)害所帶來(lái)的影響:降水過(guò)大時(shí)可以對(duì)雨水充分進(jìn)行收集儲(chǔ)存,降水過(guò)小時(shí)將之前儲(chǔ)存好的水釋放利用,使得城市化與生態(tài)自然化得到有機(jī)結(jié)合,最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市的蓄存。因此,大力推進(jìn)海綿城市建設(shè)是未來(lái)城市雨水利用的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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[3]祁燕.城市雨水資源利用分析[J].水科學(xué)與工程技術(shù),2010(S1):35-36.
【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(lái),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(shù)。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(lái)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(guò)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(guò)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(wèn)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(lái)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(guò)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(méi)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(méi)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(wèn)題,并提出了解決問(wèn)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(guò)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(méi)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(wèn)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(wèn)題呢?
我國(guó)一直以來(lái)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(lái)解決城市的水災(zāi)問(wèn)題。2011年以前,主要采用排水管網(wǎng)工程排除城市雨水,沒(méi)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(guò)提高地下雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決城市內(nèi)澇問(wèn)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(méi)有理論和技術(shù)方法方面的困難,而缺點(diǎn)是大范圍開(kāi)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(wèn)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)。《室外排水設(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(wèn)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(lái)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(jiàn)》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(guò)海綿城市工程建設(shè)逐步完善城市內(nèi)澇防治工程體系?!?/p>
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(kāi)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??茖W(xué)地規(guī)劃建設(shè)各種用地性質(zhì)的雨水徑流過(guò)程,可以有效地控制進(jìn)入雨水管網(wǎng)的流量過(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)程。
從原則上講,通過(guò)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(guò)源頭控制工程解決城市內(nèi)澇問(wèn)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(guò)雨水排水管網(wǎng)能力的雨水外排問(wèn)題,還應(yīng)對(duì)有關(guān)問(wèn)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)后或管網(wǎng)有富余排水能力時(shí)再排出,所以在超過(guò)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(wèn)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(wèn)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(wèn)題是一種自然現(xiàn)象,超過(guò)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(kāi)放以后經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的新問(wèn)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(méi)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)高就會(huì)通過(guò)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(lái),排水時(shí)間等設(shè)計(jì)參數(shù)還應(yīng)該從城市的需求來(lái)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(guò)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(guò)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。科學(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(lái)說(shuō)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(kāi)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(wèn)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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(wèn)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(guò)設(shè)計(jì)水位,城市區(qū)域內(nèi)的雨水就無(wú)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(guò)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(guò)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(wèn)責(zé)機(jī)制。
規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的銜接問(wèn)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(méi)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(wú)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(lái)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(méi)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(lái)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(wèn)題。
源頭控制工程以調(diào)蓄降雨量為設(shè)計(jì)參數(shù),無(wú)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)。
我國(guó)的綠色建筑經(jīng)過(guò)了近10年的發(fā)展,即將迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展時(shí)代,這個(gè)時(shí)代的特征可以概括為四方面的轉(zhuǎn)型:大量新建綠色建筑的同時(shí),推行老建筑、老舊小區(qū)的綠色化改造;從單個(gè)建筑的綠色化設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng),轉(zhuǎn)向小區(qū)、社區(qū),甚至整個(gè)城鎮(zhèn)的綠色建筑集群的建設(shè)和管理;從追求建筑的節(jié)能、耐用、適用,轉(zhuǎn)向綠色建筑的健康、超低能耗和建筑高端化,即要從建筑的居住功能,轉(zhuǎn)向建筑的健康、美觀、更人性化。
為什么要強(qiáng)調(diào)老舊小區(qū)改造?中央城市工作會(huì)議提出了要進(jìn)行“城市修補(bǔ)”,因?yàn)槠淝?0年快速發(fā)展的過(guò)程中,我國(guó)的城市規(guī)劃、建設(shè)、管理基本是粗放的,遺留了許許多多缺陷。但與傳統(tǒng)做法相區(qū)別的新思路是不必要再進(jìn)行大拆大建,而是采取“城市修補(bǔ)”的辦法來(lái)消除隱患,這符合綠色發(fā)展的大趨勢(shì)。
據(jù)不完全估算,我國(guó)城市有400億平方米左右的既有建筑,大約有一半必須進(jìn)行各種各樣的修補(bǔ)改造。除了不少缺陷需求修補(bǔ)之外,還必須要使這些建筑適合老年化時(shí)代的需求、適合綠色發(fā)展的需求。據(jù)粗略估算,上述改造又能夠產(chǎn)生10多萬(wàn)億的新投資需求,而這些新投資需求在發(fā)改委傳統(tǒng)投資單子上是沒(méi)有的,完全是新的供給式的投資需求。
以綠色化改造為目標(biāo),以城市修補(bǔ)來(lái)替代傳統(tǒng)的大拆大建,對(duì)城市老舊小區(qū)推行有機(jī)更新,能夠大幅度節(jié)能減排。綠色化改造能夠使百姓生活更美好,使城市更美麗、更宜居,這是我們最終的出發(fā)點(diǎn)。
老舊小區(qū)改造有九大必備項(xiàng)目
舊建筑的性能檢測(cè)和抗震。前30年我國(guó)為滿足市民急劇增長(zhǎng)的居住需求,以政府直接包辦的模式大量建造住宅。由于種種原因,這批二三十年前建造的住宅,其質(zhì)量的監(jiān)控和產(chǎn)業(yè)化的水平是比較低的,甚至住宅施工質(zhì)量沒(méi)有任何一個(gè)責(zé)任者來(lái)負(fù)責(zé)。不像現(xiàn)在誰(shuí)設(shè)計(jì)、誰(shuí)開(kāi)發(fā)、誰(shuí)施工、誰(shuí)監(jiān)管都有責(zé)任人可追溯,不僅是法人,自然人的名字都被永久地刻在建筑物上。因而,造成了雖然許多建筑的壽命還不到30年,但常常發(fā)生陽(yáng)臺(tái)塌落、或者整個(gè)建筑倒塌、或老舊小區(qū)出現(xiàn)整體性的結(jié)構(gòu)性缺陷,使居民的生命財(cái)產(chǎn)受到威脅。
由此可見(jiàn),我國(guó)半數(shù)城市既有建筑都應(yīng)該進(jìn)行性能、結(jié)構(gòu)的檢測(cè),尤其要對(duì)那些承重墻、梁經(jīng)過(guò)私自改造的老舊建筑進(jìn)行詳細(xì)的檢查,根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,進(jìn)行必要的修復(fù)加固,使其達(dá)到外加30年壽命和基本的抗震性能。
外墻保溫改造。大多數(shù)舊住宅原來(lái)的設(shè)計(jì)只是為了滿足居住功能,往往忽視了“四節(jié)一環(huán)?!薄T诮ㄖ芎闹鸩缴仙?、又必須應(yīng)對(duì)城市空氣污染的今天,可考慮在北方地區(qū)選擇一些節(jié)能性差的舊樓宇加裝保溫板和更換玻璃窗。而長(zhǎng)江流域以及以南可選擇保溫涂料或者其他更加便利施工、低成本的保溫模式。南方地區(qū)建筑節(jié)能應(yīng)推行外墻的綠化,種上爬墻虎類攀緣植物就可以收到很好的節(jié)能效果,因?yàn)檫@些地區(qū)最極端季節(jié)室內(nèi)外溫差不超過(guò)15℃,完全可以通過(guò)簡(jiǎn)單、低成本的辦法來(lái)解決節(jié)能問(wèn)題。以上這些改造都可以享受國(guó)家補(bǔ)貼。
老舊小區(qū)統(tǒng)一加裝太陽(yáng)能屋頂。眾所周知,太陽(yáng)能熱水器在我國(guó)的普及率已達(dá)到60%,全球75%的太陽(yáng)能熱水器安裝在我國(guó)。從技術(shù)和既有成熟產(chǎn)品來(lái)看,太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能光伏混合安裝、一體化設(shè)計(jì)替代傳統(tǒng)的坡屋頂改造,是完全可行的。傳統(tǒng)的坡屋頂改造不適應(yīng)節(jié)能的要求,造成了太陽(yáng)能熱水器沒(méi)有地方安裝的矛盾,完全可以通過(guò)一體化整體設(shè)計(jì)和安裝來(lái)解決。
太陽(yáng)能光電、光熱一體化改造計(jì)劃,也可以引入能源合同模式,來(lái)減輕用戶初期的投資。以城市為單位作為一個(gè)范例已取得成功,我們對(duì)遼寧錦州市50萬(wàn)人口的主城區(qū)既有建筑屋頂?shù)囊徊糠盅b上了太陽(yáng)能光伏板,總裝機(jī)容量第一步可以達(dá)到10兆,每年發(fā)電量超過(guò)了1175萬(wàn)千瓦,而且每年節(jié)約的標(biāo)準(zhǔn)煤達(dá)到4000噸,減排相應(yīng)的空氣污染物。通過(guò)精心設(shè)計(jì),這一中等規(guī)模城市屋頂全部太陽(yáng)能可安裝面積可再翻一番。經(jīng)初步測(cè)算,全國(guó)城市屋頂?shù)奶?yáng)能改造會(huì)產(chǎn)生約兩個(gè)三峽電站的發(fā)電量和巨額的污染減排量。與分離式太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電站明顯區(qū)別的是,這類城市中的“分布式太陽(yáng)能”電站完全可以做到發(fā)電量的全部消納,而前者“放空”的電量高達(dá)60%。
建筑的雨水收集。我國(guó)城市絕大多數(shù)屬建筑高密度城市,如通過(guò)老舊小區(qū)雨水收集改造,在建筑屋頂、地下停車場(chǎng)、地面都安裝雨水的收集裝置,可減少地表徑流量60%以上。住宅每條下水管末端裝一個(gè)可收集一噸水的水桶,在水桶儲(chǔ)存的雨水可以用于消防、綠化、洗車、沖廁,收集一噸雨水成本大概是5毛錢。我國(guó)有那么多城市用水要從外面遠(yuǎn)途調(diào)過(guò)來(lái),而建筑雨水收集可以節(jié)約大量的水資源,并能減少城市的內(nèi)澇威脅。從防火災(zāi)的角度來(lái)說(shuō),一旦某小區(qū)有這么多雨水收集裝置,就會(huì)變得比較安全。
加裝電梯。我國(guó)原有的住宅標(biāo)準(zhǔn)是七層以下住宅不提倡安裝電梯。但是現(xiàn)在由于人口老齡化加速,大城市里65歲以上的老人比重迅速提高,群眾對(duì)老舊小區(qū)宜老化改造的需求很大。對(duì)無(wú)電梯的多層住宅就必然要加電梯。這方面資金可以利用住戶集資。對(duì)底層住戶因裝電梯被遮陽(yáng)的窗可以安裝光導(dǎo)窗或其他方式補(bǔ)償。但舊住宅加裝的電梯要進(jìn)行特別的設(shè)計(jì),因?yàn)殡娞莸碾妱?dòng)機(jī)、馬達(dá)必須裝在頂上,不能裝在底下,裝在底下很容易被水淹或者受到其他的人為破壞。這種電梯最好采用可再生能源電梯,成本只增加5%,但可以額外產(chǎn)生和節(jié)約50%的電量。
我們對(duì)多種老舊小區(qū)提供了多種方案,把加裝的電梯緊湊地緊貼建筑,所有既有建筑都可以找到最節(jié)約、最契合實(shí)際的加裝電梯的模式。這種加裝電梯模式使得住宅老年人出行非常便利。實(shí)踐證明,只要精心設(shè)計(jì)和施工,對(duì)老舊小區(qū)宜老改造,還可以增加原有住宅的美觀。
中水回用改造。各地已經(jīng)有許多老舊住宅衛(wèi)生間整體化改造的成功范例,這種改造使得住戶洗衣機(jī)的出水、洗澡的廢水、洗臉池的廢水自動(dòng)收集到一個(gè)儲(chǔ)水箱,箱體結(jié)構(gòu)可以是立式、臥式、掛式,儲(chǔ)滿了水就會(huì)自動(dòng)投入一片消毒藥片,這一簡(jiǎn)單裝置就可以使住宅節(jié)水達(dá)到30%以上。經(jīng)初步測(cè)算,如北京市有80%的住宅和建筑都安裝此系統(tǒng)的話,南水北調(diào)的水就不必要了,每年可以節(jié)省約10億噸水。這一套裝置的成本僅2000多塊錢,在北京5年時(shí)間就可收回投資成本,而運(yùn)行的壽命可以長(zhǎng)達(dá)30年,甚至更長(zhǎng)。用這種和衛(wèi)生間一體化中水利用設(shè)施進(jìn)行舊樓宇改造,還可以避免居民對(duì)“大中水”所引發(fā)的疾病交叉感染的擔(dān)憂。如果配合階梯水價(jià),行為節(jié)水的效果會(huì)更好。
供熱計(jì)量改造?,F(xiàn)在小型供熱計(jì)量產(chǎn)品成熟、品種繁多、價(jià)格便宜,不用對(duì)原來(lái)的管網(wǎng)進(jìn)行改造就可以實(shí)施分戶熱計(jì)量,其節(jié)能效率一般可達(dá)30%。熱計(jì)量改造可以享受國(guó)家和地區(qū)的節(jié)能補(bǔ)貼。而且對(duì)一個(gè)小區(qū)來(lái)說(shuō),更可以采取能源合同的模式來(lái)整體推進(jìn),如果再加上墻體門窗的保溫改造,供熱計(jì)量改造可以取得加倍的節(jié)能效果。同時(shí),“用多少熱、付多少費(fèi)”的新模式可以激勵(lì)老百姓對(duì)自己住宅的門窗和外墻進(jìn)行保溫改造。
建立小區(qū)立體停車庫(kù)。這種立體的停車庫(kù)高度可以超過(guò)10層或15層,通過(guò)精心設(shè)計(jì)可達(dá)到與原有建筑珠聯(lián)璧合,好像是建筑延伸出去一樣,視覺(jué)上感覺(jué)不到是一個(gè)停車庫(kù)。建議采用多種形式、小型、分散化、適用于老舊小區(qū)的多點(diǎn)立體停車模式。比如一種立體停車庫(kù),占地僅兩輛車的面積,可以停15輛車,可以電動(dòng),一旦斷電也可通過(guò)手搖把車子開(kāi)出來(lái)。還可以在立體停車庫(kù)上加裝太陽(yáng)能,使每一個(gè)停車位變成充電樁,方便電動(dòng)車充電。
小區(qū)垃圾分類和LED照明改造。垃圾分類收集中最難分類的是會(huì)發(fā)臭的垃圾,可以用兩種途徑來(lái)解決,第一種是利用細(xì)菌的無(wú)臭分解箱,第二種是用粉碎機(jī)粉碎后沖進(jìn)下水道,這兩種模式都可解決廚余垃圾收集處理的難題。在沒(méi)有解決之前,推廣垃圾分類可采用垃圾箱標(biāo)明發(fā)臭和不發(fā)臭、可回收的垃圾。將傳統(tǒng)小區(qū)的住宅照明、小區(qū)道路夜間照明燈具全部換成LED燈具就可以產(chǎn)生照明節(jié)能40%的績(jī)效,而且燈具的使用壽命也大幅度得到提高。
老舊小區(qū)改造有拓展項(xiàng)目
社區(qū)綠化和建筑外墻綠化。對(duì)比同一個(gè)地點(diǎn)拍的兩張照片可發(fā)現(xiàn),一張是紅外照,一張是普通照,在綠樹(shù)較為密集的地點(diǎn),紅外圖上紅色的斑塊明顯少,說(shuō)明此處環(huán)境溫度較低。綠樹(shù)比較稀疏的地方,相應(yīng)的地表溫度就較高,可相差8℃左右甚至更高的溫差??梢韵胂笠幌?,8℃的地表溫差對(duì)空調(diào)使用的影響有多大?簡(jiǎn)單的小區(qū)綠化對(duì)節(jié)能減排效果影響巨大,這說(shuō)明完全可以通過(guò)花草喬木合理搭配、以喬為主進(jìn)行小區(qū)綠化,最低成本地消除熱島效應(yīng)。
我國(guó)許多城市里居民都喜歡種那些高大的喬木,按照中國(guó)的文化傳統(tǒng)最好是落葉的、冬暖夏涼,而且可以產(chǎn)生碳中和效應(yīng)、美化社區(qū),而且每棵大樹(shù)每年吸附灰塵達(dá)到100公斤左右,有利于減少霧霾和增加生物多樣性。
增加社區(qū)對(duì)外的通道。前段時(shí)間網(wǎng)絡(luò)媒體對(duì)“推到封閉小區(qū)圍墻”炒得很熱,但很多老舊小區(qū)其實(shí)是無(wú)墻可推。比如說(shuō)建設(shè)部大院,每一邊長(zhǎng)600米,只有一個(gè)出入口。對(duì)建設(shè)部大院小區(qū)沒(méi)有圍墻可推怎么辦?合理化建議是再增加3個(gè)出入口,通過(guò)對(duì)老舊小區(qū)增加出入口的改造,對(duì)居民出行的方便、避災(zāi)和消防車通道都可以帶來(lái)明顯好處,使得城市的毛細(xì)管更加通暢。以建設(shè)部大院來(lái)說(shuō),增加3個(gè)出入口就可以達(dá)成對(duì)外通道的增加和方便群眾出行,以及避災(zāi)功能的改善。
海綿社區(qū)整體設(shè)計(jì)改造。這方面涉及的項(xiàng)目較多,如屋頂綠化加太陽(yáng)能、對(duì)原有綠地通過(guò)不移栽樹(shù)木的情況改建成下凹式的滲水綠地、對(duì)原有小區(qū)道路改造成透水路面和停車場(chǎng)加裝滲水池收集雨水等,從而使地下水與地表水很好地溝通,起到既節(jié)約用水、下滲雨水,又能美化社區(qū)環(huán)境的多重作用。
加裝遮陽(yáng)窗。實(shí)踐證明,對(duì)住宅外墻窗戶的外遮陽(yáng)改造節(jié)能效果非常好。我國(guó)大多數(shù)城市夏天都非常熱,不管是南方還是北方,夏天都有朝南向窗戶遮陽(yáng)問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),通過(guò)外遮陽(yáng)的改造可達(dá)到節(jié)約空調(diào)能耗50%的效果。特別是炎熱地區(qū)加裝外遮陽(yáng),同時(shí)也增強(qiáng)了住宅防盜性能和建筑的美感。在北方地區(qū)特殊設(shè)計(jì)的外遮陽(yáng)還可以起到保溫作用。
廚房油煙集中過(guò)濾。隨著我國(guó)對(duì)化工、發(fā)電、交通項(xiàng)目空氣污染的有效控制,10年以后或者不到10年的時(shí)間內(nèi),居民廚房油煙對(duì)PM2.5的增加將日益突出,而且這種污染是就近排放的,對(duì)居民的健康影響不小。當(dāng)前城市PM2.5污染主要是燃煤和交通產(chǎn)生,但如果當(dāng)燃煤和交通空氣污染得到有效控制以后,減少居民廚房油煙的緊迫性就會(huì)相應(yīng)提高。
老舊樓宇空曠場(chǎng)地的綜合利用。城市許多上世紀(jì)七八十年代的老舊小區(qū)比較空曠,空間利用率比較低,可以采取逐步改造的模式,適當(dāng)增加建筑容積率??梢岳迷黾拥娜莘e率補(bǔ)償其他用戶損失,比如說(shuō)消除裝電梯對(duì)底層居民的影響,或者用停車庫(kù)為裝了電梯的底層用戶損失進(jìn)行補(bǔ)償。也可以利用新增加的樓宇面積來(lái)設(shè)置小區(qū)養(yǎng)生、養(yǎng)老和文體活動(dòng)場(chǎng)所等,使得小區(qū)居民生活更綠色、環(huán)保、健康。
美化社區(qū)。社區(qū)不僅是一個(gè)居住的地方,當(dāng)人們退出工作崗位的時(shí)候,24小時(shí)都生活在社區(qū)。社區(qū)應(yīng)當(dāng)成為一個(gè)人們?nèi)怏w和靈魂都向往的地方,應(yīng)該是詩(shī)意居住的場(chǎng)所。通過(guò)老舊小區(qū)美化、綠化,或歷史、文化的傳承或改造,增強(qiáng)社區(qū)居民的認(rèn)同感、自豪感,使社區(qū)居民有一種家園般的歸屬感,塑造一種安定、舒適和賞心悅目的居住環(huán)境。如果城市小區(qū)的每一條小道都能夠綠草茵茵,每處都有繁華、多樣化的景觀,都能感受歷史文化的熏陶,我們就可以把自己的生活環(huán)境裝扮得更美,社區(qū)――這一基層的社會(huì)細(xì)胞就更加的穩(wěn)固、更有凝聚力、更有魅力。美麗中國(guó)建設(shè),難點(diǎn)在城市;美麗城市建設(shè),關(guān)鍵在社區(qū)。
基于節(jié)能減排的綠色物業(yè)管理和智慧社區(qū)。可通過(guò)推廣無(wú)線抄表、在線交費(fèi)和每單元節(jié)水節(jié)能可視化和獎(jiǎng)勵(lì)、建立社區(qū)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人才志愿者服務(wù)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)措施,既可以人盡其才,又可以促使節(jié)能減排、便利民眾生活。將來(lái)養(yǎng)老、老年的護(hù)理和醫(yī)療都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行。由此可見(jiàn),綠色物業(yè)管理是一個(gè)新興的巨大產(chǎn)業(yè),中國(guó)城科會(huì)開(kāi)發(fā)了綠色建筑標(biāo)識(shí)在線評(píng)審系統(tǒng),在線可以評(píng)審和進(jìn)行申報(bào),使社區(qū)綠色化改造變得簡(jiǎn)單、廉價(jià)、方便民眾參與。
綠色建筑的普及通過(guò)可視化感知的手段,讓每幢綠色建筑每個(gè)居民單元的節(jié)能、節(jié)水效果和環(huán)境質(zhì)量都可視化、數(shù)據(jù)化,這樣就可以激勵(lì)用戶節(jié)能節(jié)水的積極性而達(dá)到節(jié)約15%的效果。每個(gè)改造后的住戶都可成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),通過(guò)綠色建筑管理診斷網(wǎng)絡(luò),可有效整合技術(shù)專家資源隨時(shí)對(duì)每個(gè)綠色建筑進(jìn)行網(wǎng)上會(huì)診,使老舊小區(qū)綠色化改造發(fā)揮出節(jié)能減排最大的潛能,進(jìn)一步促進(jìn)小區(qū)“四節(jié)一環(huán)?!钡膶?shí)效。通過(guò)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、BIM及云平臺(tái)等新技術(shù),可使得小區(qū)更加綠色,居民生活更適宜、便利。
15萬(wàn)億投資新領(lǐng)域,
綠色建筑供給側(cè)改革大有作為
對(duì)老舊小區(qū)的改造,可采用編制菜單式的整體項(xiàng)目規(guī)劃,規(guī)劃的編制過(guò)程應(yīng)動(dòng)員全體小區(qū)居民踴躍參與獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。自己的家園自己參與設(shè)計(jì),再通過(guò)示范來(lái)推廣普及。國(guó)人歷來(lái)崇尚“眼見(jiàn)為實(shí)”,通過(guò)發(fā)揮老舊小區(qū)改造的示范效應(yīng),讓其他沒(méi)有改造的小區(qū)老百姓參觀學(xué)習(xí),讓他們看到改造好了的小區(qū)能讓居民生活環(huán)境發(fā)生實(shí)際變化。這樣就能極大地調(diào)動(dòng)民眾支持和參與老舊小區(qū)綠色化改造的積極性。
老舊小區(qū)的綠色化改造意味著許多技術(shù)創(chuàng)新和體制改革,不少舊住宅和建筑的標(biāo)準(zhǔn)一般都不是針對(duì)小區(qū)的,這些標(biāo)準(zhǔn)不可能滿足于老舊小區(qū)的綠色化改造,要及時(shí)編制新的標(biāo)準(zhǔn)、符合新的需求,不是拘泥于這些不合時(shí)宜的舊標(biāo)準(zhǔn)的約束。
要集成綠色技術(shù)的疊加效應(yīng),產(chǎn)生一加一等于二的整體效應(yīng),需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行綠色單元各方面調(diào)控,使各種分布式綠色設(shè)施協(xié)同工作,最大限度發(fā)揮綜合性節(jié)能減排效應(yīng)。智能小區(qū)設(shè)計(jì)首先要滿足小區(qū)節(jié)能減排的要求,再疊加其他便民利民的信息化功能。
小區(qū)改造可采取PPP模式、物業(yè)管理創(chuàng)新模式。因?yàn)閭鹘y(tǒng)小區(qū)物業(yè)管理只是負(fù)責(zé)清潔、綠化、保安,現(xiàn)在涉及到綠色、健康、節(jié)能減排等許多新的技術(shù)和設(shè)施的運(yùn)營(yíng),這些新科技、新設(shè)施都要進(jìn)行精心的保養(yǎng)、維護(hù)和使用。這需要一種綠色物業(yè)管理模式的創(chuàng)新,這意味著會(huì)形成一個(gè)巨大的綠色新產(chǎn)業(yè)。
關(guān)鍵詞:房屋建筑;深基坑;處理技術(shù);注意問(wèn)題
中圖分類號(hào):TV221.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
伴隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越壯大,建筑物規(guī)模隨之壯大,推動(dòng)了深基坑建筑的前進(jìn)。但是深基坑工程,具有高難度、高危險(xiǎn),很有可能會(huì)帶動(dòng)附近地區(qū)內(nèi)土層的塌陷,對(duì)周圍的樓宇、道路以及地下管道帶來(lái)威脅,產(chǎn)生巨大損失,并且建筑就不能順利按時(shí)的開(kāi)展。所以,我們?cè)诮ㄖ罨禹?xiàng)目的時(shí)候,一定要十分注重深基坑處理技術(shù)。
一、房屋建筑工程深基坑的特點(diǎn)
深基坑施工是建筑施工中的重點(diǎn),是整個(gè)建筑的基礎(chǔ),深基坑施工的安全可靠,直接關(guān)系著高層建筑的安全性、穩(wěn)定性和長(zhǎng)久性。為保證房屋建筑基礎(chǔ)及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受影響,對(duì)地面以下開(kāi)挖的土體所進(jìn)行的一系列勘察、設(shè)計(jì)、施工和檢測(cè)等工作,統(tǒng)稱為深基坑工程。深基坑的施工的綜合性較強(qiáng),既涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)問(wèn)題,又涉及水力學(xué)等問(wèn)題,計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜。深基坑工程的支護(hù)體系既要涉及到較深的土方開(kāi)挖,保證基坑相鄰建筑物和地下管線的安全及正常使用,又要有阻斷地下水向基坑內(nèi)滲流、保證基坑內(nèi)施工作業(yè)面干燥的功能。因此,深基坑工程的支護(hù)體系常由兩部分組成:一部分為支護(hù)結(jié)構(gòu),常在基礎(chǔ)打設(shè)連續(xù)密排的灌注樁、預(yù)制樁或鋼板樁擋土,當(dāng)土質(zhì)較軟、基坑深度較大而對(duì)變形限制嚴(yán)格時(shí),還應(yīng)對(duì)支護(hù)樁設(shè)置水平支撐或拉錨;另一部分為止水體系,常采用連續(xù)密排的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁等形成阻斷地下水向坑內(nèi)流動(dòng)的隔水帷幕。深基坑工程一般有如下特點(diǎn):(1)深基坑的支護(hù)系統(tǒng)屬于臨時(shí)性的,安全很難得到保障。(2)深基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性、很強(qiáng)的針對(duì)性,必須因地制宜。(3)深基坑的施工的綜合性較強(qiáng),既涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)問(wèn)題,又涉及水力學(xué)等問(wèn)題,計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜。(4)深基坑的深度和平面形狀、土體是蠕變體等使得深基坑工程具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)。(5)深基坑工程是涉及支護(hù)體系設(shè)計(jì)、土方開(kāi)挖、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等信息化施工的系統(tǒng)工程。(6)深基坑的開(kāi)挖對(duì)相鄰建筑物的影響較大。
二、房屋建筑工程的深基坑處理技術(shù)
1、施工前的準(zhǔn)備工作
(1)圖紙會(huì)審。接受施工圖后,應(yīng)及時(shí)組織有關(guān)技術(shù)人員熟悉及會(huì)審圖紙,根據(jù)圖紙情況和合同要求,盡快與業(yè)主、協(xié)作單位取得聯(lián)系,進(jìn)行項(xiàng)目劃分工作,明確各自工作范圍。同時(shí)將圖紙上的問(wèn)題及合理化建議提交給業(yè)主、工程監(jiān)理及設(shè)計(jì)部門共同協(xié)商,爭(zhēng)取將重大工程變更洽商集中在施工前完成或大部分完成。(2)通過(guò)編制施工質(zhì)量計(jì)劃、施工質(zhì)量策劃,明確質(zhì)量目標(biāo),分析質(zhì)量目標(biāo)可能無(wú)法完成的各種影響因素,針對(duì)這些影響因素制定有效的預(yù)防措施,防范于未然。(3)施工方案編制中,所有參加施工的管理人員應(yīng)充分發(fā)表自己的意見(jiàn),只有那些在全員集思廣益,反復(fù)探討而得到的施工方案,才是最科學(xué)合理、最切合實(shí)際的優(yōu)秀施工方案。
2、降排水方法
(1)根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告和先期的實(shí)地考察,在深基坑的開(kāi)挖前期以明排水為主要排水方式進(jìn)行集中排放;在深基坑的開(kāi)挖后期應(yīng)配合以坑底“輕型井點(diǎn)降水”措施,盡量在坑底基本無(wú)水的情況下進(jìn)行作業(yè)。(2)深基坑土方工程施工時(shí),雖然有止水防滲措施,但在所難免會(huì)出現(xiàn)坑壁滲水的現(xiàn)象,可采取“堵”和“疏”的方法進(jìn)行控制。當(dāng)深基坑坑壁的滲水較小時(shí),可以用干海綿、導(dǎo)流管將滲水排入排水坑。當(dāng)深基坑坑壁的滲水較大時(shí),應(yīng)將該處的土體進(jìn)行暫時(shí)保留,再進(jìn)行壓實(shí),然后使用注漿的辦法將滲漏部位封住。
3、施工安全技術(shù)措施
(1)土方開(kāi)挖前,應(yīng)會(huì)同甲方有關(guān)人員對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的地下管道、電纜、光纜等地下設(shè)施進(jìn)行確認(rèn),以便在施工時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。(2)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,如果工程的土質(zhì)較好,在基坑開(kāi)挖時(shí)可不考慮邊坡支護(hù)。若土質(zhì)情況不好,應(yīng)采用邊坡支護(hù)。(3)根據(jù)定位測(cè)量給出的軸線點(diǎn),確定基坑的挖土施工范圍,按一定的施工順序進(jìn)行分層開(kāi)挖,土方及時(shí)運(yùn)出,不得在基坑周圍堆土。(4)挖土前,先會(huì)同甲方確定給水管道的具置、走向、埋深,以便挖土?xí)r能夠有效控制,避免導(dǎo)致給水管道爆裂,造成嚴(yán)重的施工事故。在具體施工時(shí),應(yīng)在給水管道周圍預(yù)留部分土方,由人工清理,直至給水管道露出。(5)施工時(shí),新建建筑物邊線與原有建筑物較近時(shí),在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格觀察土方的穩(wěn)定情況。采取必要的防護(hù)措施,防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工時(shí),應(yīng)準(zhǔn)備草帶子、石頭、磚等物品,對(duì)該處邊坡進(jìn)行相應(yīng)的加固防護(hù),確保工程順利施工。(6)在基坑四周嚴(yán)禁堆放任何物品,施工車輛嚴(yán)禁靠近。(7)基坑四周必須設(shè)置安全防護(hù)欄桿,安全防護(hù)欄桿應(yīng)由上、下兩道橫桿組成,宜采用上橫桿高度具地面1.2m,下橫桿高度距地面0.5m,并加安全圍網(wǎng)。安全防護(hù)欄桿宜采用Φ48mm鋼管,防護(hù)欄桿立柱應(yīng)埋入地下500mm,確保防護(hù)欄桿的穩(wěn)定性。(8)夜間安全防護(hù)欄桿四周應(yīng)設(shè)置安全照明。(9)施工人員上、下基坑應(yīng)走安全通道,安全通道搭設(shè)應(yīng)規(guī)范。(10)進(jìn)入施工區(qū)域的施工人員應(yīng)戴好安全帽。(11)做好基坑周圍的排水工作,防止基坑因雨水浸泡造成塌方。
三、深基坑施工應(yīng)注意的問(wèn)題
1、應(yīng)充分重視地下水對(duì)深基坑工程施工的影響
當(dāng)基坑下部土層有承壓水時(shí),將大大降低土層的穩(wěn)定性,并對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此開(kāi)挖前需把地下水位降低到邊坡面和坑底以下,以防止邊坡的塌陷和涌流,并保證施工過(guò)程中處于疏干和堅(jiān)硬的工作條件下進(jìn)行開(kāi)挖。有時(shí)基坑下遇到承壓含水層時(shí),若不減壓,也將因滲流使基底破壞。同時(shí),還伴隨著發(fā)生砂的隆脹和坑底土的流失現(xiàn)象。根據(jù)基坑的尺寸和深度、地質(zhì)條件和土的特性,地下水可用各種降水方法控制。恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)降水和減壓系統(tǒng),將為施工帶來(lái)下列各項(xiàng)好處:(1)防止基坑坡面和基底的滲水,保持坑底干燥,便利施工。(2)增加邊坡和坡底的穩(wěn)定性,防止邊坡上或基底的土層顆粒流失。(3)減少土體含水量,有效提高土體物理力學(xué)性能指標(biāo)。(4)提高土體固結(jié)度,增加地基抗剪強(qiáng)度。
2、應(yīng)認(rèn)真重視深基坑四周地面的保護(hù)
在挖土過(guò)程中要及時(shí)做好深基坑四周的保護(hù)及深基坑四周地面的保護(hù),在基坑深度的1~2倍范圍內(nèi)的地面產(chǎn)生裂縫時(shí),地面水向裂縫中滲漏,會(huì)導(dǎo)致土體強(qiáng)度下降,水壓增大,使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的位移。此時(shí)要及時(shí)采取措施進(jìn)行堵塞,并要做好地面水的導(dǎo)流工作,防止基坑浸水,減小基坑暴露時(shí)間。
3、應(yīng)認(rèn)真重視支護(hù)系統(tǒng)及過(guò)程中的施工質(zhì)量
深基坑支護(hù)系統(tǒng)的施工質(zhì)量,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否正常有著重大的影響。支護(hù)系統(tǒng)施工質(zhì)量的好壞主要表現(xiàn)在:系統(tǒng)的類型、材料、構(gòu)造尺寸、裝設(shè)的位置和方法是否符合設(shè)計(jì)要求,裝設(shè)施工是否及時(shí),施工順序是否與設(shè)計(jì)要求一致,地下水控制施工是否滿足設(shè)計(jì)要求等方面。
結(jié)束語(yǔ)
總之,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市建設(shè)中大量高層建筑不斷興起,促進(jìn)了深基坑施工技術(shù)的發(fā)展。而深基坑部位的施工,危險(xiǎn)性大,施工難度大,很可能引起基坑周圍局部土體發(fā)生位移和沉降,危及臨近建筑物、道路和管線的安全,造成重大損失,同時(shí)影響工程的順利進(jìn)行。因此,我們?cè)谏罨邮┕r(shí)必須高度的重視,還要不斷的提高深基坑處理技術(shù)的水平。
參考文獻(xiàn)
[1]陶聿君,對(duì)深基坑工程支護(hù)技術(shù)的論述[J],四川建材,2006(04)