劉 軍,李冬雪
(吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,吉林 長(zhǎng)春 130061)
低影響開(kāi)發(fā)理念在干旱地區(qū)城市總體規(guī)劃中的應(yīng)用
劉 軍,李冬雪
(吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,吉林 長(zhǎng)春 130061)
干旱地區(qū)水資源的合理利用是城市可持續(xù)發(fā)展的重要課題。文章針對(duì)吉木乃縣區(qū)域氣候條件和水資源利用現(xiàn)狀的特點(diǎn),提出了將低影響開(kāi)發(fā)理念運(yùn)用于城市節(jié)水工程設(shè)計(jì),通過(guò)采取相應(yīng)的技術(shù)手段和工程措施,提高區(qū)域水資源使用效率,實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)環(huán)境的最優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展。
低影響開(kāi)發(fā);干旱;城市總體規(guī)劃;節(jié)水工程,新疆吉木乃縣
低影響開(kāi)發(fā)(Low-ImpactDevelopment,簡(jiǎn)稱(chēng)LID) 理念是 20 世紀(jì) 90 年代末期由在美國(guó)推出的一種城市雨水管理概念,最早在馬里蘭州開(kāi)始實(shí)施。
低影響開(kāi)發(fā)是一種以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)通過(guò)源頭分散的小型控制設(shè)施,維持和保護(hù)場(chǎng)地自然水文功能、有效緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數(shù)增大、面源污染負(fù)荷加重的城市雨水管理理念。主要通過(guò)生物滯留設(shè)施、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等措施,對(duì)雨水徑流進(jìn)行源頭控制,減少雨水徑流峰值流量和徑流總量,延遲峰值時(shí)間,從而能有效降低洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率,減少污染排放,實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)區(qū)域可持續(xù)水循環(huán)。目前,該方法已在美國(guó)、瑞典、新西蘭、加拿大、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家得以應(yīng)用。
低影響開(kāi)發(fā)理念最初提出的領(lǐng)域是城市雨洪管理,但隨著其理念的應(yīng)用與深化,低影響開(kāi)發(fā)模式的外延在不斷的拓展,延伸到城市建設(shè)的各個(gè)方面。低影響開(kāi)發(fā)理念已上升為城市與自然和諧共生的一種城市發(fā)展模式。
2.1 吉木乃縣自然概況
吉木乃縣位于新疆維吾爾自治區(qū)西北部,阿勒泰市域西部,準(zhǔn)噶爾盆地北緣,薩吾爾山北麓,額爾齊斯河南岸。
屬大陸性北溫帶寒冷氣候區(qū),降水量少,蒸發(fā)量大,氣候干燥。全年降水量一般在 150~200mm,個(gè)別年份只有 60~90mm,年蒸發(fā)量為 2140.3mm。
2.2 區(qū)域水資源危機(jī)
縣域境內(nèi)相對(duì)較大的河流有 4條,塔斯特河、烏拉斯特河、喀爾交河和烏勒昆烏拉斯圖河(中哈界河),但無(wú)一條長(zhǎng)年性河流。地表水年徑流量1.281×108m3,地表水資源人均占有量 1977m3,為全疆平均水平的 1/3,是新疆自治區(qū)突出的干旱貧水縣。
全縣地表水利用率高于 80%,已超過(guò) 60%的生態(tài)警戒線(xiàn),現(xiàn)有水資源開(kāi)發(fā)利用已接近極限。近年來(lái),全球變暖導(dǎo)致冰山融化、雪線(xiàn)上升,全縣唯一的水源地—木斯島冰山冰川雪線(xiàn)后退 5km,海拔 3000 m以下山區(qū)陽(yáng)面已無(wú)積雪,陰面僅部分區(qū)域有少量積雪。水資源的匱乏導(dǎo)致吉木乃縣每年都要發(fā)生不同程度的旱災(zāi),生產(chǎn)、生活、生態(tài)都受水的桎梏,嚴(yán)重缺水給人類(lèi)的生存帶來(lái)了危機(jī)。
2.3 節(jié)水上升為區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略
生態(tài)環(huán)境和水資源現(xiàn)狀對(duì)吉木乃縣的區(qū)域發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),如何將區(qū)域僅有的、珍貴的水資源充分、合理、高效的使用,是規(guī)劃中的一個(gè)重要課題。
在《吉木乃縣城市總體規(guī)劃(2012-2030)》中將區(qū)域生態(tài)承載力進(jìn)行量化,尤其是通過(guò)水資源承載力研究,合理引導(dǎo)區(qū)域產(chǎn)業(yè)類(lèi)型選擇、規(guī)模發(fā)展,將“節(jié)水”提升為區(qū)域重要的發(fā)展戰(zhàn)略,予以重點(diǎn)關(guān)注。
城市總體規(guī)劃在常規(guī)市政設(shè)施規(guī)劃中增加了節(jié)水工程設(shè)計(jì)內(nèi)容,將低影響開(kāi)發(fā)理念引入其中,通過(guò)多領(lǐng)域、多手段、多技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)施區(qū)域節(jié)水戰(zhàn)略。規(guī)劃在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、水資源重復(fù)利用、雨水調(diào)蓄工程、給排水設(shè)計(jì)、道路設(shè)計(jì)、綠化景觀(guān)設(shè)計(jì)、綠化樹(shù)種選擇、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域采取相應(yīng)的技術(shù)手段和工程措施,提高區(qū)域水資源的利用水平與質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)水資源的最優(yōu)化利用。
3.1 節(jié)水灌溉工程
在縣域范圍內(nèi)普及滴灌技術(shù),對(duì)于條件成熟、生產(chǎn)適合地膜覆蓋的作物(如小麥、番茄、玉米、辣椒、甜瓜、打瓜、油料等)生產(chǎn)區(qū),可采取膜下滴灌技術(shù)。
3.2 再生水利用工程
規(guī)劃在污水處理廠(chǎng)建設(shè)再生水處理系統(tǒng),提高工業(yè)用水重復(fù)利用率,將處理后的再生水用于城市的生產(chǎn)用水、澆灑道路用水、綠化用水及其他市政用水。
3.3 雨水調(diào)蓄工程
縣域境內(nèi)季節(jié)性洪水災(zāi)害相對(duì)嚴(yán)重,春季冰川融水、夏季洪水瞬時(shí)徑流較大,現(xiàn)狀對(duì)這部分水資源尚未開(kāi)發(fā)利用。規(guī)劃在地表徑流規(guī)模較大的河流周邊建設(shè)地下雨水調(diào)蓄水池,將冰川融水和降水暫時(shí)存儲(chǔ),用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)用水。
4.1 建設(shè)雨水調(diào)蓄工程
規(guī)劃在防洪渠西側(cè)建設(shè)地下雨水調(diào)蓄水池,并通過(guò)管道將調(diào)蓄水池進(jìn)行連接。將冰川融水和降水暫時(shí)存儲(chǔ),用于城市綠化及消防用水。
4.2 建設(shè)節(jié)水型園林綠化
4.2.1 調(diào)整種植結(jié)構(gòu)
除在城市中心廣場(chǎng)等較為重要的綠地內(nèi)保留一定面積的草坪外,其他綠地應(yīng)根據(jù)受光度強(qiáng)弱選栽陽(yáng)性、陰性植物;根據(jù)地勢(shì)及地下水位高低選栽抗旱、抗?jié)硺?shù)種;根據(jù)土層厚薄選栽深根性、淺根性樹(shù)種進(jìn)行調(diào)整,使不同生物學(xué)特性的植物在位置、高度、面積上適得其所、適得其量,從而營(yíng)造一個(gè)節(jié)水抗旱、自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生態(tài)植物群落。
4.2.2 合理選擇植物種類(lèi),優(yōu)化植物配置
植物是城市園林綠化的基礎(chǔ),合理的植物種類(lèi)選擇和配置方式是發(fā)展節(jié)水型園林的關(guān)鍵所在。
鄉(xiāng)土樹(shù)種應(yīng)成為園林綠化的首選樹(shù)種,應(yīng)該大量應(yīng)用耐旱植物(如松樹(shù)、柏樹(shù)等)。耐旱植物的應(yīng)用,不僅能節(jié)約大量水分,降低綠化成本,還能營(yíng)造獨(dú)特的景觀(guān)。如檉柳屬,大膽倡導(dǎo)利用野生植被。可以大大降低養(yǎng)護(hù)成本,節(jié)約水資源。
在園林植物配置方面,城市園林綠地應(yīng)該以喬、灌木為主體,以復(fù)層植物群落結(jié)構(gòu)為主導(dǎo),強(qiáng)調(diào)綠量和生態(tài)效益,杜絕“以草代樹(shù)”現(xiàn)象,即便是選擇草坪,也要選擇抗旱性強(qiáng)的草種,這樣將會(huì)大大節(jié)約水源。
4.2.3 大力推廣節(jié)水型灌溉方式
在城市園林綠地的灌溉方式上,一方面考慮對(duì)天然降水的利用,注重選擇滲水性良好的鋪裝材料;另一方面,在達(dá)到澆灌效果的前提下,采用噴灌、滴灌、滲灌等節(jié)水型灌溉措施,提高水資源利用率。
4.2.4 充分利用非常規(guī)水
所謂“非常規(guī)水”,是指區(qū)別于一般意義上的地表水、地下水的水源,包括污水處理回用水、雨水、洪水等。目前城市園林綠化用水多來(lái)源于居民生活用水,造成了居民用水與綠化用水的矛盾。在水資源越來(lái)越匱乏的今天,園林綠化要繼續(xù)發(fā)展,就必須解決水源問(wèn)題,而充分利用非常規(guī)水是解決這個(gè)矛盾的有效途徑之一。
4.2.5 利用保水劑
保水劑是近年來(lái)國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的全新抗旱節(jié)水產(chǎn)品。它是一種功能性高分子聚合物,不溶于水,具有“保水、集水、節(jié)水”功能,可有效防止水分下滲或蒸發(fā),減少耗水量或灌溉次數(shù),提高水分利用率,從而提高植物存活率。
4.2.6 加強(qiáng)人力資源管理,提高從業(yè)人員的節(jié)水意識(shí)
從事園林綠化的工作人員中,有相當(dāng)一部分對(duì)我國(guó)水資源匱乏狀況不甚了解,尚未意識(shí)到節(jié)水的重要性。這一方面表現(xiàn)為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中或傾向于大面積草坪、大型水景等一些高耗水的景觀(guān),或缺乏對(duì)植物生態(tài)習(xí)性的了解,不能合理地配置植物;另一方面表現(xiàn)為管理部門(mén)及管理人員在后期養(yǎng)護(hù)中,沒(méi)有采取有效的節(jié)水計(jì)劃和措施。當(dāng)務(wù)之急應(yīng)加大宣傳力度,提高從業(yè)人員的節(jié)水意識(shí),使發(fā)展節(jié)水型園林的觀(guān)念廣泛深入人心。
4.3 綠地雨水的景觀(guān)化處理
收集雨水用于景觀(guān)用水有著積極的作用,在綠地中間開(kāi)挖雨水收集池,在綠地中央設(shè)置水景景觀(guān)等措施,能很好地提高綠地的觀(guān)賞效果,同時(shí)也做到了節(jié)水的目的。在綠地和廣場(chǎng)設(shè)計(jì)中,布置集水池,集水池外圍停留空間和綠地向水池設(shè)計(jì)排水坡度,有效地把雨水收集到集水池中,使整個(gè)區(qū)域的雨水均排入集水池當(dāng)中。在集水池中種植濾水、凈水能力強(qiáng)的水生植物,過(guò)濾雨水,使之用于景觀(guān)用水。這種設(shè)計(jì)理念有多方面益處,它首先解決了水資源不足的問(wèn)題,一方面提高了水的使用效率;另一方面通過(guò)生態(tài)恢復(fù)手段維持水循環(huán)過(guò)程,以便持續(xù)地獲得可供利用的水。
4.4 步行道路節(jié)水設(shè)計(jì)
步行道標(biāo)高大多比綠地的標(biāo)高要低,初衷是為了方便解決排水問(wèn)題,其結(jié)果是使得雨水很快的流向硬地排入下水道中,污染了硬地的同時(shí),也淤塞了下水道,道路排走了雨水,加重了綠地植物灌溉的負(fù)擔(dān)。在城市綠地設(shè)計(jì)中應(yīng)該使得步行道標(biāo)高高于草坪,使得雨水能排入綠地中,而通過(guò)綠地土壤蓄積雨水,發(fā)揮植物較強(qiáng)的蓄水功能,供給植物生長(zhǎng)所需的水分,既節(jié)約了大量的綠化灌溉用水,同時(shí)也減少了清潔的工作量。通過(guò)植物、土壤對(duì)地表徑流的過(guò)濾、吸附,去除了雨水中的污染物,使得返還地下的水質(zhì)得到了保證。步行道路面與綠地處于同一高程時(shí),在路緣石與路面之間設(shè)置排水孔,使得雨水排入綠地中,通過(guò)景觀(guān)綠地蓄積雨水。
4.5 城市機(jī)動(dòng)車(chē)道的節(jié)水設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車(chē)道路設(shè)計(jì)初期在道路兩側(cè)設(shè)置地下排水溝,在降雨時(shí)期,大量的雨水涌人地下排水溝,水資源不能返還地下,造成城市地下水資源的日益匱乏。同時(shí)地表徑流夾雜著的重金屬元素,這些元素來(lái)自于汽車(chē)尾氣,泄漏的汽油等,對(duì)城市水體造成很大的污染。在設(shè)計(jì)中使綠地高程低于道路高程,為機(jī)動(dòng)車(chē)道路排水排入綠地創(chuàng)造了可能,通過(guò)植物的吸附、過(guò)濾,一方面阻隔了污染物,提高了水質(zhì),另一方面使大量的雨水資源返還到城市地下水。
4.6 硬地透水性鋪裝的節(jié)水應(yīng)用
硬化路面不透水,使得降雨時(shí)雨水對(duì)地下水的補(bǔ)充完全被阻斷,使城市缺水現(xiàn)象變得更為嚴(yán)重,加重城市揚(yáng)塵污染。另外雨水橫流時(shí)會(huì)溶入大量城市污染物,進(jìn)一步造成水污染并且助長(zhǎng)城市熱島效應(yīng)的形成。
鑒于以上問(wèn)題要盡量減少運(yùn)用硬化路面及鋪裝,盡量應(yīng)用透水性瀝青混凝土鋪裝、透水性水泥混凝土鋪裝、透水透氣的步道磚、疏松的粒料鋪裝、經(jīng)防腐處理的木板鋪地、石材鋪地以及可滲透的強(qiáng)力草皮或空心鋪裝格。由于以上材料良好的透水性、保水性,下雨時(shí)雨水會(huì)自動(dòng)滲透到鋪裝下直到地表,還有一部分水保留在鋪裝里面,雨水不會(huì)像在水泥路面上一樣四處橫流。天晴時(shí),滲入鋪裝下或保留鋪裝里面的水會(huì)蒸發(fā)到大氣中,起到調(diào)節(jié)空氣濕度、降低大氣溫度、消除城市“熱島”的作用。
4.7 采用節(jié)能節(jié)水建筑
隨著近年來(lái)城市建筑業(yè)突飛猛進(jìn)發(fā)展,在城市總用水量中,建筑內(nèi)部用水的所占的比例逐年增加,使得建筑的節(jié)水節(jié)能問(wèn)題不容忽視,因此在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中要統(tǒng)籌考慮,全面規(guī)劃,強(qiáng)調(diào)供水的安全可靠性的同時(shí),設(shè)計(jì)中不要造成不必要的水電浪費(fèi),在設(shè)計(jì)中運(yùn)用科學(xué)合理的建筑節(jié)水節(jié)能理念:
1)充分合理利用市政給水管網(wǎng)的供水壓力;
2)注意生活給水管道中減壓節(jié)流的措施使用;
3)消防水池的節(jié)水節(jié)能措施;
4)集中供熱系統(tǒng)減小或消除冷水量的浪費(fèi);
5)采用節(jié)水節(jié)能型衛(wèi)生器具和配水器材;
6)建筑造型及建筑屋頂利于雨水系統(tǒng)收集。
水是人類(lèi)生命的源泉,是大自然賦予人類(lèi)的寶貴財(cái)富。在水資源日益枯竭和水成本不斷上升的今天,節(jié)約用水、高效用水是人類(lèi)發(fā)展中的重要課題?!熬凵吵伤赋婶谩?,從節(jié)約一滴水做起,改變水的利用模式,使“耗水型城市”向“節(jié)水型城市”過(guò)渡,走可持續(xù)的城市發(fā)展道路。
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1002-0624(2014)04-0006-03
2013-12-23