城市雨洪基礎(chǔ)設(shè)施先行的規(guī)劃框架之探析
2.3 以源頭雨洪設(shè)施為基點
源頭雨洪設(shè)施是近幾十年發(fā)展的新型設(shè)施,其目的是將雨水控制在源頭。源頭雨洪設(shè)施的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低于社區(qū)尺度雨洪設(shè)施的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)國際和國內(nèi)的一些研究和試點經(jīng)驗,源頭設(shè)施通??煽刂?~25年一遇的降雨。由于源頭設(shè)施的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低,溢流路徑是設(shè)計中的主要考慮因素。在遭遇超標(biāo)準(zhǔn)降雨時,超標(biāo)徑流可通過溢流路徑排入社區(qū)和城市尺度的雨洪基礎(chǔ)設(shè)施中,以避免損毀源頭設(shè)施以及造成城市澇災(zāi)。源頭設(shè)施與一些社區(qū)設(shè)施的功能類似,所以常被統(tǒng)稱為LID措施。表4中列舉了一些LID措施的功能及適用范圍。得注意的是,源頭控制設(shè)施有一定的適用條件。坡度較陡的山丘地區(qū)、土壤透水性很差的粘土地區(qū)、極端干旱或地下水位高的地區(qū)以及高寒地區(qū)等均應(yīng)酌情選擇適合當(dāng)?shù)靥厥馇闆r的源頭設(shè)施。
表4 LID措施的功能及適用范圍
2.4 城市雨洪基礎(chǔ)設(shè)施的整合框架
單獨的雨洪設(shè)施,無論是自然或是人工設(shè)施,都有一定的局限性。只有將這些分散的設(shè)施整合起來,形成一個綜合體系,才能在不同頻率的洪水時充分發(fā)揮排水防澇功能,同時補償自然、營造健康城市水環(huán)境。
由于三層雨洪系統(tǒng)之間的關(guān)系為嵌入式,系統(tǒng)整合的關(guān)鍵在于每層系統(tǒng)之間的銜接。低一級的雨洪設(shè)施應(yīng)與高一級的設(shè)施相連接,以保證在超標(biāo)準(zhǔn)降雨時,多余的雨洪可以通暢地由低一級設(shè)施流入高一級設(shè)施。如源頭控制中的綠屋頂、雨水箱的溢流管應(yīng)與社區(qū)雨洪設(shè)施相連接(地表草皮溝或地下管道等);社區(qū)雨洪設(shè)施,如草皮溝、蓄水池等應(yīng)與城市尺度的雨洪基礎(chǔ)設(shè)施相連接(濕地湖泊及其他蓄滯設(shè)施)。
連接各級雨洪設(shè)施之間的通道包括天然溪流、地表明渠、地下暗管、人行道、自行車道、街邊綠地、草皮溝與邊溝以及其他公共空地等。城市內(nèi)街區(qū)的道路可酌情設(shè)計為連接雨洪設(shè)施的通道。在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的降雨時,街區(qū)尺度道路鄰近緣石邊溝1.5m~2.0m的路面可以設(shè)計為過水通道;在超標(biāo)準(zhǔn)的極端降雨時,街區(qū)尺度道路的整個路面可設(shè)計為過水通道;在設(shè)計時應(yīng)考慮路面的積水時間與水深,以及其他公共安全問題。此外,在條件適合的地區(qū),應(yīng)考慮減少街區(qū)路面的寬度,將緣石邊溝排水系統(tǒng)改為路邊明溝系統(tǒng),以增加入滲、提供雨洪蓄滯容積、延長匯流時間,凈化水質(zhì)。由各級雨洪設(shè)施與各級連通渠道構(gòu)成的城市雨洪基礎(chǔ)設(shè)施最終將雨洪輸送到設(shè)計接收水體中。為減少水污染,各級通道應(yīng)將雨洪排放入植被緩沖區(qū)、洼地濕地等自然設(shè)施,然后流入接受水體。
對于已建成的城市,濕地洼地等自然設(shè)施多已不復(fù)存在,自然水文系統(tǒng)也遭到不同程度的破壞。源頭控制措施最容易實施,可以有限地緩解城市雨洪問題。若要從根本上解決問題,還應(yīng)考慮恢復(fù)自然措施、在其他措施與河流之間建立通道,構(gòu)成完整的可持續(xù)城市雨洪綜合管理措施。
圖3展示了新西蘭奧克蘭市伊勒利(Ellerslie)流域的雨洪設(shè)施布局。該流域約10k㎡,主要為居民、商業(yè)和工業(yè)用地組合的建成區(qū)。雨洪系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和綜合框架如下:
圖3 伊勒利流域雨水工程布置示意圖(含現(xiàn)狀100年一遇淹沒圖)
目標(biāo):為服務(wù)對象提供抵御24小時,100年一遇的洪澇風(fēng)險
源頭雨洪設(shè)施
新建或舊房改造時,任一申請開發(fā)的地塊,必須配套建設(shè)符合市政府規(guī)定的4項水文指標(biāo)的LID設(shè)施(水質(zhì)、泥沙、2年和10年一遇出流峰值);
以往營建許可審批的幾百個私人和公共的下滲井,提供服務(wù)范圍內(nèi)的24小時,10年一遇暴雨的排澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
社區(qū)尺度雨洪設(shè)施
管網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)順應(yīng)自然地形,達到24小時10年一遇暴雨的排澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),重要路涵、管段實現(xiàn)50或100年標(biāo)準(zhǔn);
大量根據(jù)GIS地形分析和現(xiàn)場查看確定的匯流路徑(粉紅色點線),同樣是排水系統(tǒng)的一部分。政府掌握詳細(xì)信息,在城市開發(fā)營建審批時作為首要條件,要求開發(fā)商加以保護或采取等效補償措施。
城市尺度雨洪設(shè)施
完整保留原有的溪流、湖泊、濕地等天然雨洪設(shè)施,連接管網(wǎng)和調(diào)蓄設(shè)施,同時也是城市綠色空間的一部分;
流域范圍內(nèi)中西部的體育場(跑馬場),和東部的濕地公園,是緩解管網(wǎng)壓力的骨干調(diào)蓄設(shè)施,提供至少抵御24小時100年一遇設(shè)計暴雨所需的調(diào)蓄量。除此以外,還有一些分散的小型局部調(diào)蓄設(shè)施。
該工程展示了以好的城市水管理理念和系統(tǒng)性的工程思維,實現(xiàn)結(jié)合城市空間綜合需求和雨洪風(fēng)險管理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
3 結(jié)語
在漫長的歷史中,人類始終在探索與自然共存之道,從控水、管水到人水和諧,從雨洪災(zāi)害到雨洪資源,都體現(xiàn)著人類認(rèn)識的不斷深化與提高。目前,西方發(fā)達國家正在采取各種措施,致力于興建綠色潔凈、節(jié)能低碳城市,而其中大部分投資和努力是在糾正上世紀(jì)城市化快速發(fā)展時期對自然界所造成的大范圍破壞。我國正在進入城市化快速發(fā)展階段,應(yīng)當(dāng)盡量避免西方國家所走的彎路,尊重自然規(guī)律,保護好自然環(huán)境。在城市規(guī)劃時應(yīng)順應(yīng)自然,優(yōu)先規(guī)劃雨洪基礎(chǔ)設(shè)施;在此基礎(chǔ)上,進一步規(guī)劃交通、能源等其他基礎(chǔ)設(shè)施。
沒有任何單一的雨洪措施可以適合所有環(huán)境條件,單獨的自然或人工雨洪實施在雨洪管理中只能發(fā)揮有限的作用。若要全面解決城市雨洪問題,須將這些設(shè)施連接起來,構(gòu)成城市雨洪基礎(chǔ)設(shè)施。本文提出的三層尺度雨洪基礎(chǔ)設(shè)施是綜合管理城市雨洪問題的初步嘗試。
規(guī)劃城市尺度的雨洪基礎(chǔ)設(shè)施是一個復(fù)雜的過程,涉及多領(lǐng)域、跨學(xué)科的周密研究,綜合計算以及對合理的長期運行維護計劃的理解,成功的關(guān)鍵在于有正確的理念指導(dǎo),良好的技術(shù)手段,系統(tǒng)的工程思維和可持續(xù)的管理體系。城市化后的雨洪問題,更需要智慧和認(rèn)真地對待。通過城市規(guī)劃設(shè)計進行管理調(diào)控,將景觀、建筑、文化、娛樂與基礎(chǔ)設(shè)施充分融合,在應(yīng)對雨洪災(zāi)害的同時,尋求管理災(zāi)害、獲取雨洪資源的新技術(shù),建設(shè)更宜居、美好、高質(zhì)量的新型城市,是城鎮(zhèn)化發(fā)展的必然趨勢。
編輯:shangxiyun