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雨洪调蓄体系规划

2021-4-10 | 城市生态论文

 

近年来,涝灾已成为困扰着中国各大城市的新城市病,北京、西安、武汉、长沙、广州等诸多大城市都陷入了雨季逢雨必涝、内陆“看海”的无奈境地,造成城市基本机能的瘫痪和市民生活的极大不便;而另一方面,城市缺水问题同样突出,中国被联合国认定为“水资源紧缺国家”,全国有400余座城市供水不足,其中110个严重缺水。造成这种两难局面的原因,一方面是由于传统的城市开发方式建设了大面积的不透水地面,导致地表径流增加,聚集时间缩短,给雨洪调蓄带来了巨大压力[1];另一方面,绝大部分城市应对暴雨的指导思想都是以排为主,要求雨水短时间内通过市政管网排入受纳水体,导致雨水管道和雨水泵站等排水设施不堪重负的同时,雨水资源也得不到合理利用,造成水资源的大量流失[2]。

 

“使雨水尽快远离城市”的传统“防水”理念已经无法满足现代城市的雨洪管理要求,国内很多学者开始倡导雨洪资源化管理的思路[3-6]。与洪水为友,将雨水视为资源进行调蓄利用,对于城市防洪减灾、缓解水资源危机、净化水质和补偿生态环境等方面都具有着重大意义。然而,目前雨水利用尚未纳入城市规划的正式体系,雨洪调蓄设施的规划建设得不到保障,往往滞后于城市发展;因此,本文希望在总结国内外先进雨洪管理理念的基础上,从城市规划前期开始介入,针对北京市亦庄经济技术开发区南拓片区的开发规划,将雨洪调蓄系统与城市生态基础设施进行整合,将工程技术与景观生态设计相结合,以绿地水系等自然要素构建城市“绿色海绵”,探索适应我国大城市雨洪管理要求的雨水资源化景观途径。

 

1.国内外雨洪调蓄理念与实践

 

雨洪调蓄是雨水调节和雨水储存的总称[7]。从20世纪80年代开始,越来越多的国家和学者开始认识到雨洪调蓄的作用和重要意义,开始探索和应用新的雨洪管理理念对雨水进行统筹管理调度和资源化利用。

 

美国是最早开始雨洪调蓄研究的国家之一,关注雨水的收集、储存和净化,以提高天然入渗能力为宗旨,注重与植物、绿地、水体等自然景观结合的生态设计[8]。从20世纪80年代起,美国就对所有新开发区强制实行“就地滞洪蓄水”,改建或新建项目的雨水径流不能超过开发前的水平[9]。从最佳管理实践(BestManagementPractice,BMP)发展到低影响开发(LowImpactDevelopment,LID),雨洪调蓄的焦点从大流域转向小流域,借助场地中的景观要素,通过渗透、过滤、蓄存、挥发和滞留等天然的水文控制措施,将径流控制在源头[10],减少了暴雨径流集中管理的需要,且成本更低、具有更好的景观效应[11]。如今在美国很多地区,如俄勒冈州、华盛顿州、马塞诸塞州、弗吉尼亚州、马里兰州的一些城市都有雨洪调蓄的景观工程,包括雨水塘、雨水湿地、绿色屋顶、雨水花园、街道浅沟等[9]。

 

德国在20世纪80年代开始逐步建立和完善雨洪调蓄技术、行业标准与管理条例。1989年《雨水利用设施标准》标志着第一代雨水利用技术的成熟。各州法规都规定除特定情况外降水不能直接排放到公共管网中,城市开发要实现“排放量零增长”。技术措施方面主要是采用下凹绿地、植被渗沟等方式,也利用景观水体收集调蓄雨水[12]。澳大利亚的水敏性城市设计(WSUD)是在应对长期干旱的情况下提出的对传统开发措施的改进,强调通过城市规划设计的整体分析来减少对自然水循环的负面影响和保护水生生态系统的健康,强调将暴雨径流和天然河道作为资源进行利用而不是在暴雨时尽快将雨水排出。其主要思想包括:保护城市中的天然水系,并使其充分发挥作用;在控制暴雨径流的同时考虑景观效应,将城市中的雨水管理、生物栖息、公共休闲和视觉景观等不同功能用地进行整合;通过天然的洼地蓄水和减少不透水地表比例降低城市的雨水径流量和高峰径流量;最小化排水基础设施建设的费用[13]。

 

日本建设省于1980年就曾通过推广雨水贮留渗透计划来鼓励雨水资源的收集利用,致力于补充涵养地下水、复活泉水和恢复河川基流。该计划得到了民间的广泛支持,1988年成立的“日本雨水贮留渗透技术协会”,吸引了包括住友、大成、日产和三井等84家著名企业参加。1992年颁布的“第二代城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分[14]。

 

相较而言,我国的雨洪调蓄研究和实践还处于起步阶段,多限于城市小区尺度,以工程设施的探讨为主,相对缺乏以雨洪管理、水质保护和景观综合效应为目的宏观尺度雨洪管理规划。[15]但仍有部分学者的研究开启了整体和多目标解决雨洪问题的尝试,如董淑秋等人对北京首钢工业改造区进行的雨水利用综合规划[16],俞孔坚等人从生态景观视角对城市雨洪管理系统的研究[17]及城市湿地公园设计实践[18]等等。

 

2.研究区概况

 

北京是一个旱涝并存的典型城市,每年的供水缺口在10亿m3以上,但其降水总量少且年内分布不均,约85%的降水集中在汛期并常以暴雨形式出现,造成频繁而严重的城市内涝;同时大量雨水通过排水系统直接排放出境,得不到充分利用,每年约有66%的雨水资源白白流失[19]。本文研究区北京市亦庄经济技术开发区南拓片区位于北京市东南部大兴区境内,六环路与七环路之间,是待开发的城市新区。研究团队接受委托,对这一地区进行总体规划前期研究。场地面积约1822.5hm2,主要为分散的乡村地带,有大面积农田和数条河流沟渠分布。经过调研发现,该地区位于北京市的自然排水方向,地势低洼,易发洪涝灾害;同时,该区地下水可供给量又远小于需求,形成了大面积超采区。作为北京市亦庄经济技术开发区的扩展地带,未来对该地区进行城市开发后,大面积的乡村和自然基底向城市建成区转化所带来的水系统结构和下垫面的变化,将给雨洪调蓄带来更大压力;而城市化后人口和用水量的增加,又将增大对水资源的需求。因此,需要前瞻性地分析雨洪资源化调蓄利用的方向,通过雨洪利用和景观生态设计结合的手段综合解决场地的水危机问题。

 

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