曾 軍

1.魯南經(jīng)貿(mào)學(xué)院，山東日照 276826；2.山東科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，山東青島 266590

城鎮(zhèn)化是保持經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的強大引擎，是推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的有力支撐，也是促進社會全面進步的必然要求。然而快速城鎮(zhèn)化的同時，城市發(fā)展也面臨巨大的環(huán)境與資源壓力，外延增長式的城市發(fā)展模式已難以為繼，《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014～2020年）》明確提出，我國的城鎮(zhèn)化必須進入以提升質(zhì)量為主的轉(zhuǎn)型發(fā)展新階段。為此，必須堅持新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展道路，協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化與環(huán)境資源保護之間的矛盾，才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。黨的“十八大”報告明確提出“面對資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴峻形勢，必須樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然的生態(tài)文明理念，把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位”[1]。建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是實現(xiàn)城鎮(zhèn)化和環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn)，也是今后我國城市建設(shè)的重大任務(wù)[2]。

1 海綿城市的相關(guān)概念

顧名思義，海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[3]。海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護[4]。

傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)均采用管道式灰色基礎(chǔ)設(shè)施，利用各種雨水管道溝渠快速排水入河，注重對雨水的排放，然而隨著不透水硬質(zhì)下墊面的增多，原有管道系統(tǒng)已無法及時有效的排出雨水，而下墊面性質(zhì)的改變又使滯留的雨水無法下滲，最終造成城市徑流污染和洪澇災(zāi)害的發(fā)生[5]。而海綿城市則是通過綠色屋頂、雨水花園、植草溝生物滯留池等一系列雨水設(shè)施，改變城市下墊面性質(zhì)，促進雨水的滲透吸收與滯留蓄水，同時低影響開發(fā)利用植物、土壤等對雨水進行凈化吸收，實現(xiàn)雨水的再次利用。在不改變建設(shè)前后徑流方向、保持建設(shè)前后城市水文特征的前提下，有效解決城市洪澇災(zāi)害，維持城市生態(tài)健康與安全[6]。

海綿城市通過綠色屋頂、雨水花園、植草溝、生物滯留池等一系列雨水設(shè)施， 改變城市下墊面性質(zhì)，促進雨水的滲透吸收與滯留蓄水，同時利用植物、土壤等對雨水進行凈化吸收，實現(xiàn)雨水的再次利用。

1.1 綠色屋頂

指在各類建、構(gòu)筑物的屋頂、露臺等進行綠化種植，從而起到隔熱降溫、改善小氣候、同時美化城市立面環(huán)境、增加城市綠化面積、改善城市生存環(huán)境。屋頂綠化的構(gòu)造區(qū)別于其他綠化形式的主要特征是：屋頂綠化必須要在盡力減輕屋面荷載的前提下，進行設(shè)計布局與景觀營造，屋頂綠化構(gòu)造層包括建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)層、防水層、保護層、排水層、隔離濾水墊層、蓄水層和種植基質(zhì)、植被層等組成，構(gòu)造剖面如圖1所示。

圖1 綠色屋頂結(jié)構(gòu)圖

1.2 雨水花園（圖2）

人工建設(shè)的雨水花園一般選址于地勢低洼地區(qū)，雨水花園將收集到的屋面或地面雨水，通過其內(nèi)種植的植物進行凈化吸收和滯留，凈化之后的雨水再通過土壤層的下滲作用，對地下水進行補給。土壤含水量飽和之后，又可將多余的雨水與城市雨水管溝連接，通過雨水管溝排走，用于路面、廁所沖洗、植物綠化灌溉、城市景觀用水等，從而提高雨水利用率。

圖2 雨水花園

1.3 植草溝（圖3）

圖3 植草溝

植草溝最初是一種有植被的具有景觀欣賞性的地表溝渠，它可以通過重力流收集、轉(zhuǎn)輸和排放雨水。植草溝作為海綿城市建設(shè)的重要措施之一，不僅可以簡單高效的滯留城市雨水，吸附雨水污染物，對雨水進行凈化過濾，同時，植草溝能對雨水的流動起到緩沖作用，降低水流速度，減少洪峰流量。

2 日照市圖書館的建設(shè)項目研究

日照市圖書館舊館建于1974年，是日照市精神文明建設(shè)基地和知識性信息樞紐機構(gòu)，對于日照市的城市精神文明建設(shè)，城市文化建設(shè)具有重要意義。隨著城市的發(fā)展，為滿足城市文化建設(shè)及居民精神需求，日照市圖書館在市政府相關(guān)部門的支持下，不斷進行改擴建工作，滿足人民日益增長的精神文化需求。

2015年，日照市圖書館新館建成，并于同年12月26日正式開館，圖書館新館總建筑面積約5.2萬m2，總館舍面積為3.2萬m2。館內(nèi)藏書26萬多冊，是一座功能齊全、設(shè)備先進的綜合性圖書館。新圖書館地上部分共有三層，設(shè)有數(shù)字資源體驗廳、學(xué)術(shù)報告廳、各類圖書借閱覽區(qū)。地下部分為室內(nèi)停車場及圖書儲存庫。圖書館采用光伏發(fā)電系統(tǒng)，綠地率達 35%。日照市圖書館憑借其簡潔時尚的現(xiàn)代化外觀和生態(tài)環(huán)保的設(shè)計理念，獲得了國家二星級綠色建設(shè)設(shè)計大獎，也是日照市首個獲得該類獎項的項目。日照市圖書館平面圖實景鳥瞰圖如圖4、圖5所示。

圖4 日照市圖書館平面圖

圖5 日照圖書館實景鳥瞰圖

日照市圖書館的建設(shè)充分融入了海綿城市理念，具有完善的雨水收集系統(tǒng)，通過生態(tài)設(shè)計將雨水進行收集儲存，用于綠化養(yǎng)護灌溉以及道路路面沖洗，實現(xiàn)雨水的循環(huán)利用。下面將詳細分析日照市圖書館規(guī)劃設(shè)計中的生態(tài)設(shè)計理念。

單施氮、磷、鉀肥與不施肥處理相比，N30P0K0施肥處理下鮮草產(chǎn)量顯著高于對照N0P0K0(P<0.05)，其他各單施處理北林202苜蓿的鮮草產(chǎn)量與對照N0P0K0無顯著差異(P>0.05)，鮮草產(chǎn)量增幅為0.05%～5.29 %；氮、磷、鉀肥單施，N0P0K50、N0P0K100、 N0P60K0的干草產(chǎn)量顯著高于N0P0K0，其他肥料單施處理的干草產(chǎn)量與N0P0K0無顯著差異，干草產(chǎn)量增幅為5.7%～21.6 %。

2.1 日照市圖書館雨水回收系統(tǒng)概述

日照市圖書館雨水回收系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)總面積為23268m2，其中建筑屋面面積為7812.87m2，綠地面積為11889.15m2，道路廣場面積為14266.98m2，設(shè)計雨水收集池容積為207m2。經(jīng)過雨水回收系統(tǒng)收集的雨水，經(jīng)過過濾沉淀、吸收凈化之后，可用于圖書館區(qū)域停車場的車輛沖洗、道路路面沖洗、景觀綠化灌溉、廁所沖洗用水等。

2.2 日照市圖書館雨水綜合利用工藝流程

屋面雨水及路面雨水經(jīng)過雨水收集管網(wǎng)，在進入雨水儲存系統(tǒng)之前，會流經(jīng)初期雨水分流井，對初期雨水進行分流，分流之后的雨水進入雨水儲存系統(tǒng)，一部分經(jīng)過初期雨水分流井后被棄流的雨水則直接進入市政雨水管道進行排放，另一部分通過雨水過濾器，并經(jīng)過紫外線消毒器消毒殺菌，最后用于綠化和景觀用水，實現(xiàn)雨水的重復(fù)利用。整個雨水利用工藝流程如圖6所示。

圖6 雨水綜合利用工藝流程圖

雨水綜合利用系統(tǒng)降雨設(shè)計重現(xiàn)期按1年計算，取日照市數(shù)據(jù)43.6mm；綠地雨水綜合雨量徑流系數(shù)取0.15，道路和屋面雨水綜合雨量徑流系數(shù)取0.8，雨水收集池采用PP模塊組合水池，體積為207m3。

2.3 雨水儲存系統(tǒng)

雨水儲水池采用PP模塊組合水池，PP 模塊組合水池基坑開挖預(yù)留安裝空間，基坑兩側(cè)超出儲水方塊2.0m，儲水池外面包裹一層1.0mm厚的HDPE防滲膜；雨水設(shè)備間采用PE成品設(shè)備間，內(nèi)安裝全自動清洗過濾器和紫外線消毒器。設(shè)備間為室外埋地使用，施工時底部做100mm厚素混凝土墊層。

用于雨水收集的雨水管按設(shè)計標(biāo)高和坡度敷設(shè)，并不應(yīng)小于0.003。直線管道管材、管件現(xiàn)場熱熔連接。雨水初期棄流井穿墻預(yù)埋管使用剛性防水套管，檢修人孔按照規(guī)范施工。雨水收集池主要設(shè)備清單、平面圖見表1、圖7所示。

表1 雨水收集池主要設(shè)備清單一覽表

圖7 雨水收集池平面圖

2.4 日照市圖書館雨水回收系統(tǒng)應(yīng)用

2.4.1 綠色屋頂?shù)募夹g(shù)應(yīng)用

圖書館規(guī)劃有屋頂立體綠化。屋頂種植區(qū)植物選擇很好地體現(xiàn)了生態(tài)理念。選用的綠化植物為適宜本地氣候的佛甲草，其耐旱性強，根系較淺，便于養(yǎng)護管理，綜合成本較低，生態(tài)價值高。屋面不透水，將雨水利用屋面坡度匯集到管網(wǎng)中，進而收集到建筑西北側(cè)的雨水回收系統(tǒng)中，之后再將回收的雨水用于綠化灌溉、道路廣場沖洗等，實現(xiàn)雨水循環(huán)利用，大大節(jié)約了用水量。日照圖書館屋頂綠化效果圖如圖8所示。

圖8 日照圖書館屋頂綠化效果圖

2.4.2 雨水花園的技術(shù)應(yīng)用

雨水花園是指建設(shè)或者自然形成的淺凹綠地，又被稱之為生物滯留區(qū)。雨水花園作為低影響開發(fā)常見雨水處理措施，通過不斷的發(fā)展，已延伸出多種形式，但其基本原理仍然不變，其結(jié)構(gòu)形式如圖9所示。

圖9 日照圖書館雨水花園示意圖

2.4.3 植草溝的技術(shù)應(yīng)用

圖書館周邊道路兩側(cè)的線型綠化帶采用生態(tài)植草溝模式進行綠化，與傳統(tǒng)硬質(zhì)路邊溝和排水溝不同，生態(tài)植草溝是橫斷面呈三角形或梯形的帶狀型下凹綠地。

硬質(zhì)地面雨水徑流速度相對較快，而生態(tài)植草溝利用植物的過濾作用，對流經(jīng)其表面的植物進行過濾、滲透，起到凈化污染物的作用，由于雨水的沖刷作用，在設(shè)計時需要根據(jù)要求，設(shè)計合適的縱坡坡度，并且在底層鋪筑一層石料過濾雨水，防止侵蝕土壤。日照圖書館植草溝應(yīng)用圖如圖10所示。

圖10 日照圖書館植草溝應(yīng)用圖

2.4.4 下沉式綠地的應(yīng)用

圖書館南側(cè)主入口左右兩側(cè)對稱為下沉式綠地，與地面高差為6m，在景觀上使建筑更有立體效果，給游客與讀者更豐富的景觀體驗。在生態(tài)功能上，下沉式綠地又可作為收集和凈化吸收雨水的容器，因此同時滿足了景觀和功能的雙重要求。日照圖書館下沉式綠地圖如圖11所示。

圖11 日照圖書館下沉式綠地圖

2.4.5 滲透鋪裝的技術(shù)應(yīng)用

圖書館路面及廣場鋪裝多采用透水性混凝土作為路面鋪裝材料，其目的主要是為了緩解暴雨季節(jié)路面積水問題，夏季暴雨來臨時，雨水流經(jīng)混凝土透水路面之后一部分直接下滲吸收，另一部分匯入植草溝凈化儲存，從而使路面不會有大量積水，也就消除了城市內(nèi)澇產(chǎn)生的可能性。日照圖書館滲透鋪裝效果圖如圖12所示。

圖12 日照圖書館滲透鋪裝效果圖

雨水回收利用系統(tǒng)使整個建筑及綠地可將收集到的雨水發(fā)揮更大的作用，本項目中的雨水回收利用系統(tǒng)與景觀灌溉相連接，既保證綠化灌溉的應(yīng)用，節(jié)約用水，也實現(xiàn)了雨水的再生利用。

3 海綿城市建設(shè)展望

日照市經(jīng)常遭受城市內(nèi)澇災(zāi)害，隨著海綿城市建設(shè)政策的逐漸落實，日照市海綿城市建設(shè)也有了更多可供參考和借鑒的實踐經(jīng)驗，日照市圖書館的建設(shè)便是對海綿城市建設(shè)的很好的嘗試，事實證明海綿城市建設(shè)確實對雨水收集利用和管理起到了很好的管控作用。但是針對于整個日照市海綿城市建設(shè)來說，在未來的城市發(fā)展和建設(shè)過程中，還有很多問題需要研究并解決，需要在不斷的實踐過程中逐漸完善。