论文部分内容阅读
摘要：本文旨在探讨“海绵城市”指导理念下的城市小区改造模式，并以某小区改造项目为研究案例，基于低影响开发理念，全面分析了该小区存在的问题，立足于既有问题，提出了具体的“海绵措施”，同时论证了“海绵措施”与小区基础环境之间的协同性;希望在展示海绵城市理念优势的同时，能够为其他项目的改造积累技术经验。
关键词：海绵城市; 小区 ; 改造
引言
海绵城市理念是城市防排水设计施工向可持续化、低碳化、循环化方向发展的集中体现，海绵城市模式强调城市水系的动态平衡，并不单纯致力于如何加快排水效率，强调城市防排水系统应该具备类似海绵的吸水、储水、净水及排水功能;此外，海绵城市体系更加重视城市防排水系统的生态特性，善于借助城市既有生态调节，以应对城市强对流天气、特大洪涝灾害为设计目标，能够保证城市在恶劣环境下依旧具备较高的水量调节能力。
1工程概况
本次共计开展海绵城市建设试点130余个，建设试点涵盖了市政道路改造、工业厂区改造、城市黑臭水体综治治理、老旧居民区改造及大型公共场所改造等各类项目。本文特选取某一海绵城市PPP建设项目为研究案例，希望详细探讨基于海绵城市理念下的改造模式及具体实施问题。
2海绵改造总体方案
本次海绵城市改造项目涉及到小区和市政道路，其中小区总占地面积31万余平方米，市政道路累计约1.03公里，本小区建成年代较早，期间经历数次8级及以上大风影响，小区内植被整体质量较差，尤其是大型树木整体长势较差，低矮灌木和草皮老化严重，小区内存在多处常年性积水区域。特对该小区进行海绵化改造，旨在提高小区及周边环境的蓄水、排水能力，提升植被质量，优化周围生态对小区环境热岛效应的调节能力，在降低小区内涝灾害发生风险的同时，为广大居民提供一个优越的生活环境。
3海绵化改造措施
3.1技术路线
该小区的海绵城市改造基于低影响理念，以控制改造成本和后期改造对原有生态环境的破坏程度为主要目标，从源头、过程和末端多角度控制雨水，最终达到净化水质、提升景观、缓解热岛效应的目标，技术路线如图1所示。
3.2海绵化改造具体方案
（1）改造区域北部的下垫面现存大面积绿地，且绿地区域处于改造区域的低洼地带。查看原排水管网设计图纸可知，在改造区域北部和东部分别有一个主管道，周边支线管道汇聚至北部和东部的主管道后统一排向区域外，上述两套主管道能够满足小区内一半的排水需求。为了缓解主管道的排水压力，为主管道排水预留一定的裕度，特在小区北部的绿地内增设两个人工湿地，并将北部、东部及西部的部分排水支线管道引至人工湿地内，人工湿地可发挥自身的储水和净水功能，一方面可以分担主管道的排水压力，另一方面可以实现净化水的再利用，最终实现北部绿地的海绵化。
（2）在小区内部道路周边的绿地内增设植草沟，植草沟坡率与道路纵坡相协调，植草沟末端和雨水花园连通。内部道路积水能够顺着路侧排水沟流入人工植草沟内暂时存储，部分积水可渗透到土体内，剩余积水沿着管道流入雨水花园集中处理，通过植草沟与雨水花园联合处理的方式，能够快速疏散小区内部道路的积水，提升小区内部道路的雨水集散能力。
（3）人行道面、停车场道面的渗透性较差，导致雨水长期聚集在道面低洼处，给人员通行和车辆停放造成极大地不便，建议将道面更换为透水性砖石铺装路面，确保路面积水能够沿着砖石缝隙渗透到路基土体中，从而解决道面积水的问题。此外，小区内东南角的儿童活动设施区也存在硬化路面积水问题，建议将硬化路面改造为透水性和弹性较好的塑胶铺装，以确保活動区域内始终处于无积水状态。
（4）循环用水喷淋系统工作不正常。由于小区建成年代较早，之前配套的循环水喷淋系统出现严重的老化问题，可对循环水喷淋系统和蓄水池进行整体升级，保证循环水可经由喷淋系统直接用于小区内植被灌溉。
（5）将市政道路中央分隔带和道旁植被池升级改造为生物滞留区，道路积水可经由排水孔汇聚至滞留区内，部分积水可直接下渗至土层中，超出限定的雨水则经由溢出口汇入市政排水管网，在排水孔和排水管网之间增加一道滞留区，不仅可以发挥道路积水的灌溉用途，还能削弱雨季对市政管道的排水压力。
3.3主要海绵设施的改造布置
3.3.1雨水花园
可考虑在小区内和市政道路周边选址修建雨水花园，主要承担小区内植草沟汇集的降雨积水。雨水花园不仅能依靠植被、土体发挥自身的蓄水、净化功能，还能为各类生物提供良好的栖息地和生长环境，调节城市内的热岛效应，营造小区内的生态微循环。雨水花园施工效果图详见下图2。
3.3.2植草沟改造
在小区内部道路、市政道路及小区内绿地中广泛布设植草沟，并实现植草沟与雨水花园的互联互通，植草沟不仅能够加强土体的雨水渗透和蓄水能力，雨水花园还可以借助植草沟实现雨水快速蓄积，从而提高小区的积水整体蓄存能力。下图3为植草沟结构示意图。
3.3.3透水铺装路面
透水路面铺装层上的积水能够通过铺装层孔隙及时下渗到路基土体内，以起到疏散路面径流的作用。常用的透水铺装结构有：透水砖、透水性水泥混凝土铺装、植草砖石、开级配碎石铺装等。本项目对小区内部道路及市政道路的人行道和停车位进行透水铺装改造。改造后效果详见下图4。
3.3.4人工湿地
（1）人工湿地是集物理净化、化学净化及生物净化于一体的大型生态净化场所，主要功能是完成对降雨积水的净化和再利用。考虑到小区周边没有适合住户休闲的大型绿地或自然湿地，建议将小区北部的闲置林地改造为人工湿地，在净化雨水的同时，发挥其局部环境调节功能。
（2）调节水量估算：在小区北部地势低洼地带总共增设两处人工湿地，主要与排水主管道数量配套，以实现不同主管道的分流处理;当水量较低时，雨水可经由分支管道流入人工湿地，实现积水的集约净化，当水量较大时，雨水可经分流井中既有管道和溢流管道同时排出;此外，在强降水期间，人工湿地能够发挥蓄水动态调节功能，及时分担主管道的排水压力，从而降低区域内发生严重内涝的概率;人工湿地的设计水位为2.4m，本次设计蓄水量约为10500m3。
（3）人工湿地正常水位标准：强降雨后，人工湿地内水位超出正常水位，积水经下渗和蒸发后逐步趋于正常水位线;当处于枯水期时，可经由回水系统及时补充至人工湿地内，从而达到全年动态调节的目的。
（4）结构路线：人工湿地由稳定塘，配水区及汇水区组成，积水先流入稳定塘，稳定塘与配水区之间由透水墙连接，积水以渗透的形式缓慢通过透水墙。下图5为人工湿地改造施工后的整体效果。
（5）其他区域：人工湿地的配水区底部设计成斜坡状，以增加渗透水的流水动力，在透水挡墙前加设一层火山岩坝体，以强化透水墙的净化效果。其他区域的改造效果详见下图6、图7。
4、结论
本次海绵城市改造项目重点突出了低影响理念，通过管网升级，新建雨水花园、排水口改造、增设植草沟、铺装改造、新建人工湿地等方式，切实提高了小区的蓄水、净水及排水综合能力，初步达到了“海绵化”的改造目的;与此同时，还发挥了径流污染控制、区域微循环调节等功能，对其他同类项目的海绵化改造具有一定的参考意义。
参考文献：
[1]杨阳，周建华.园林植物在海绵城市生态基础设施中的应用[J].中国园艺文摘.2017（10）;
[2]刘梦姣.园林植物景观在海绵城市建设中的应用分析[J].现代园艺.2017（20）;
[3]邬爱丽.海绵城市理论及其在城市规划中的实践构想[J].建筑技术开发.2017（20）;
[4]王思思，吴文洪.低影响开发雨水设施的植物选择与设计[J].园林. 2015（07）;
[5]李玲璐，张德顺.基于低影响开发的绿色基础设施的植物选择[J].山东林业科技.2014（06）;
[6]刘滨谊，张德顺，刘晖，戴睿.城市绿色基础设施的研究与实践[J].中国园林. 2013（03）;
[7]王佳，王思思，车伍. 低影响开发与绿色雨水基础设施的植物选择与设计[J].中国给水排水.2012（21）;
[8]王佳，王思思，车伍，李俊奇.雨水花园植物的选择与设计[J].北方园艺.2012（19）;
关键词：海绵城市; 小区 ; 改造
引言
海绵城市理念是城市防排水设计施工向可持续化、低碳化、循环化方向发展的集中体现，海绵城市模式强调城市水系的动态平衡，并不单纯致力于如何加快排水效率，强调城市防排水系统应该具备类似海绵的吸水、储水、净水及排水功能;此外，海绵城市体系更加重视城市防排水系统的生态特性，善于借助城市既有生态调节，以应对城市强对流天气、特大洪涝灾害为设计目标，能够保证城市在恶劣环境下依旧具备较高的水量调节能力。
1工程概况
本次共计开展海绵城市建设试点130余个，建设试点涵盖了市政道路改造、工业厂区改造、城市黑臭水体综治治理、老旧居民区改造及大型公共场所改造等各类项目。本文特选取某一海绵城市PPP建设项目为研究案例，希望详细探讨基于海绵城市理念下的改造模式及具体实施问题。
2海绵改造总体方案
本次海绵城市改造项目涉及到小区和市政道路，其中小区总占地面积31万余平方米，市政道路累计约1.03公里，本小区建成年代较早，期间经历数次8级及以上大风影响，小区内植被整体质量较差，尤其是大型树木整体长势较差，低矮灌木和草皮老化严重，小区内存在多处常年性积水区域。特对该小区进行海绵化改造，旨在提高小区及周边环境的蓄水、排水能力，提升植被质量，优化周围生态对小区环境热岛效应的调节能力，在降低小区内涝灾害发生风险的同时，为广大居民提供一个优越的生活环境。
3海绵化改造措施
3.1技术路线
该小区的海绵城市改造基于低影响理念，以控制改造成本和后期改造对原有生态环境的破坏程度为主要目标，从源头、过程和末端多角度控制雨水，最终达到净化水质、提升景观、缓解热岛效应的目标，技术路线如图1所示。
3.2海绵化改造具体方案
（1）改造区域北部的下垫面现存大面积绿地，且绿地区域处于改造区域的低洼地带。查看原排水管网设计图纸可知，在改造区域北部和东部分别有一个主管道，周边支线管道汇聚至北部和东部的主管道后统一排向区域外，上述两套主管道能够满足小区内一半的排水需求。为了缓解主管道的排水压力，为主管道排水预留一定的裕度，特在小区北部的绿地内增设两个人工湿地，并将北部、东部及西部的部分排水支线管道引至人工湿地内，人工湿地可发挥自身的储水和净水功能，一方面可以分担主管道的排水压力，另一方面可以实现净化水的再利用，最终实现北部绿地的海绵化。
（2）在小区内部道路周边的绿地内增设植草沟，植草沟坡率与道路纵坡相协调，植草沟末端和雨水花园连通。内部道路积水能够顺着路侧排水沟流入人工植草沟内暂时存储，部分积水可渗透到土体内，剩余积水沿着管道流入雨水花园集中处理，通过植草沟与雨水花园联合处理的方式，能够快速疏散小区内部道路的积水，提升小区内部道路的雨水集散能力。
（3）人行道面、停车场道面的渗透性较差，导致雨水长期聚集在道面低洼处，给人员通行和车辆停放造成极大地不便，建议将道面更换为透水性砖石铺装路面，确保路面积水能够沿着砖石缝隙渗透到路基土体中，从而解决道面积水的问题。此外，小区内东南角的儿童活动设施区也存在硬化路面积水问题，建议将硬化路面改造为透水性和弹性较好的塑胶铺装，以确保活動区域内始终处于无积水状态。
（4）循环用水喷淋系统工作不正常。由于小区建成年代较早，之前配套的循环水喷淋系统出现严重的老化问题，可对循环水喷淋系统和蓄水池进行整体升级，保证循环水可经由喷淋系统直接用于小区内植被灌溉。
（5）将市政道路中央分隔带和道旁植被池升级改造为生物滞留区，道路积水可经由排水孔汇聚至滞留区内，部分积水可直接下渗至土层中，超出限定的雨水则经由溢出口汇入市政排水管网，在排水孔和排水管网之间增加一道滞留区，不仅可以发挥道路积水的灌溉用途，还能削弱雨季对市政管道的排水压力。
3.3主要海绵设施的改造布置
3.3.1雨水花园
可考虑在小区内和市政道路周边选址修建雨水花园，主要承担小区内植草沟汇集的降雨积水。雨水花园不仅能依靠植被、土体发挥自身的蓄水、净化功能，还能为各类生物提供良好的栖息地和生长环境，调节城市内的热岛效应，营造小区内的生态微循环。雨水花园施工效果图详见下图2。
3.3.2植草沟改造
在小区内部道路、市政道路及小区内绿地中广泛布设植草沟，并实现植草沟与雨水花园的互联互通，植草沟不仅能够加强土体的雨水渗透和蓄水能力，雨水花园还可以借助植草沟实现雨水快速蓄积，从而提高小区的积水整体蓄存能力。下图3为植草沟结构示意图。
3.3.3透水铺装路面
透水路面铺装层上的积水能够通过铺装层孔隙及时下渗到路基土体内，以起到疏散路面径流的作用。常用的透水铺装结构有：透水砖、透水性水泥混凝土铺装、植草砖石、开级配碎石铺装等。本项目对小区内部道路及市政道路的人行道和停车位进行透水铺装改造。改造后效果详见下图4。
3.3.4人工湿地
（1）人工湿地是集物理净化、化学净化及生物净化于一体的大型生态净化场所，主要功能是完成对降雨积水的净化和再利用。考虑到小区周边没有适合住户休闲的大型绿地或自然湿地，建议将小区北部的闲置林地改造为人工湿地，在净化雨水的同时，发挥其局部环境调节功能。
（2）调节水量估算：在小区北部地势低洼地带总共增设两处人工湿地，主要与排水主管道数量配套，以实现不同主管道的分流处理;当水量较低时，雨水可经由分支管道流入人工湿地，实现积水的集约净化，当水量较大时，雨水可经分流井中既有管道和溢流管道同时排出;此外，在强降水期间，人工湿地能够发挥蓄水动态调节功能，及时分担主管道的排水压力，从而降低区域内发生严重内涝的概率;人工湿地的设计水位为2.4m，本次设计蓄水量约为10500m3。
（3）人工湿地正常水位标准：强降雨后，人工湿地内水位超出正常水位，积水经下渗和蒸发后逐步趋于正常水位线;当处于枯水期时，可经由回水系统及时补充至人工湿地内，从而达到全年动态调节的目的。
（4）结构路线：人工湿地由稳定塘，配水区及汇水区组成，积水先流入稳定塘，稳定塘与配水区之间由透水墙连接，积水以渗透的形式缓慢通过透水墙。下图5为人工湿地改造施工后的整体效果。
（5）其他区域：人工湿地的配水区底部设计成斜坡状，以增加渗透水的流水动力，在透水挡墙前加设一层火山岩坝体，以强化透水墙的净化效果。其他区域的改造效果详见下图6、图7。
4、结论
本次海绵城市改造项目重点突出了低影响理念，通过管网升级，新建雨水花园、排水口改造、增设植草沟、铺装改造、新建人工湿地等方式，切实提高了小区的蓄水、净水及排水综合能力，初步达到了“海绵化”的改造目的;与此同时，还发挥了径流污染控制、区域微循环调节等功能，对其他同类项目的海绵化改造具有一定的参考意义。
参考文献：
[1]杨阳，周建华.园林植物在海绵城市生态基础设施中的应用[J].中国园艺文摘.2017（10）;
[2]刘梦姣.园林植物景观在海绵城市建设中的应用分析[J].现代园艺.2017（20）;
[3]邬爱丽.海绵城市理论及其在城市规划中的实践构想[J].建筑技术开发.2017（20）;
[4]王思思，吴文洪.低影响开发雨水设施的植物选择与设计[J].园林. 2015（07）;
[5]李玲璐，张德顺.基于低影响开发的绿色基础设施的植物选择[J].山东林业科技.2014（06）;
[6]刘滨谊，张德顺，刘晖，戴睿.城市绿色基础设施的研究与实践[J].中国园林. 2013（03）;
[7]王佳，王思思，车伍. 低影响开发与绿色雨水基础设施的植物选择与设计[J].中国给水排水.2012（21）;
[8]王佳，王思思，车伍，李俊奇.雨水花园植物的选择与设计[J].北方园艺.2012（19）;