海绵城市理念在局部地块城市更新中的运用_刘赫明.pdf

2023 年 4 月海绵城市理念在局部地块城市更新中的运用刘赫明(太原市建筑设计研究院，山西 太原 030009)摘要:我国城市建设面临着局部更新，在过程中有必要将海绵城市理念融入进来，保证城市水资源体系和城市的可持续发展。本文主要结合玉门河南岸棚户区改造项目讨论了海绵城市的内涵、局部地块的尺度概念，并分析了海绵城市理念在局部地块城市更新中的具体应用原则以及具体体现。希望本次讨论对相应的工作具有参考及借鉴价值。关键词:海绵城市理念;局部地块;城市更新;运用文章编号:2095 4085(2023)04 0200 03我国目前城市规划以局部地块城市更新为主，即以城市内部局部地块的综合设计和开发为主。这其中为了有效解决城市水环境和城市生态，有效调节城市用水和城市内涝关系，需要融入海绵城市理论。1海绵城市的内涵第一，“海绵城市”理论来源。2003 年时俞孔坚用“海绵”比喻自然系统洪涝调节能力，之后更多学者运用“海绵”来比喻地块、城市在雨涝调蓄方面的特点1。迄今为止，“海绵城市”理念已经被学术界和社会大众所理解和接受。第二，海绵城市的功能。形象来说城市犹如一块海绵，在降雨时能够将雨水收集起来，经过吸收、蓄积、渗透、过滤等处理，提高雨水洁净水平。在城市缺水时可将蓄积雨水释放出来用于清扫道路、洗车等，缓解城市用水压力。海绵城市给予了该街区平衡自身发展与生态环境关系的能力，以分散及小规模源头控制，减少街区发展对自然环境特别是水环境的影响。同时，在国内外其他地区开展的海绵城市建设当中，也能明确地看到海绵城市对于已经被破坏的水环境具有修复作用，最终构建出多元化城市生态环境。从海绵城市这一理论以及海绵城市建设成果来看，水治理有必要冲破单独水体治理的约束，将视野扩展到整个生态环境的改善之上，这样才能标本兼治。2局部地块的尺度概念局部指的是城市局部，一个区、一个社区、一条街都可以称为局部;地块指的是需要局部改造的区域，同样可以是一个区、一个社区、一条街、一个小区;尺度是相对尺寸，是通过对比而来，尺度具有构建科学合理视觉秩序的功能，或者说尺度当中包含了美学成分。故而局部地块的尺度，指的是在城市改造、城市规划、城市设计当中对某个局部土地面积的综合设计。玉门河南岸棚户区改造项目当中局部地块便确定为玉门河南岸棚户区这个比较具体的地块，如表 1 所示。表 1玉门河南岸棚户区改造项目地块技术指标表(部分)序号指标名称指标值单位备注一建设指标1净用地面积34 01507m211绿地13 32945m212屋面8 20418m213水面210 18m214道路7 37862m215广场及铺装4 89264m2由该表 1 可以发现，在局部地块城市更新当中，需要尽可能将地块指标细化，尤其是要将地块内水面指标明确下来，同时需要考虑到建筑屋面在海绵城市建设当中的作用需要明确屋面形式以及面积。总而言之，要确保地块内天然海绵情况、人工海绵情况十分明确，对后续地块海绵设计有着积极意义。3海绵城市理念在局部地块城市更新中的应用原则局部地块一般都是政府较为关注但并未明确土地开发目标或者用地要求的地块;城市近期重点开发的地块或者区域;地块之内拥有较为重要的景观甚至于核心景观，且地块处在十分优越的地理位置;虽然形成了规划但是无法满足新形势下土地开发要求;一般要将面积控制在 20ha 以下2。在局部地块城市更新当中运用海绵城市理念需要遵循以下几个原则。0023 1因地制宜原则需要设计人员考虑到地区气候、地块特点、城市文化来综合运用海绵城市理念。玉门河南岸棚户区改造项目当中便很好地体现出因地制宜原则。首先，该项目结合太原市城市总体规划、太原市海绵城市专项规划、太原市海绵城市技术导则，最终合理确定海绵城市建设目标与指标，合理选择海绵城市建设设施。鉴于太原市年平均降雨量不足 500mm，属于半干旱地区，但太原市水土流失较为严重，主要是缺乏系统的自然海绵系统，故而要积极地修复自然海绵系统，同时需要增加人工海绵系统。这样才能有效的保证玉门河南岸棚户区改造项目建成后不会出现污水反流等问题。3 2整体性原则海绵城市理念运用需要遵循整体性原则，这是源于该理念不仅局限于城市水体，还需要考虑到建筑分布3。正是因为如此，设计人员在玉门河南岸棚户区改造项目方案当中，考虑到了项目地块特点、太原市海绵城市建设规划、太原市室市内各区径流量特点，认真考察了项目有效半径内自然海绵分布情况，最终将项目总径流量设定为 87%，年径流污染空置率设定为 50%，雨水资源利用率定为 5%，如表 2 所示。表 2玉门河南岸棚户区改造项目有关指标类型目标值年径流总量控制率87%年径流污染控制率50%雨水资源利用率5%3 3生态性原则正所谓天人合一、道法自然，海绵城市理念最终便是打造出这样的生态环境。故而生态性是运用海绵城市理念的重要原则之一。对于玉门河南岸棚户区改造项目而言，需要将有效范围内有效空间整合起来，尽可能增加开放性的绿色空间。例如有效利用住宅空地、道路隔离带增加绿地面积，与林园系统呼应起来，有效增加绿色屏障。为了达成这一目的，该项目设计方案当中特别提出了避免“大建”的主张。4局部地块城市更新中的海绵城市理念体现4 1保护和修复天然海绵体在玉门河南岸棚户区改造项目当中必须要将保护和修复天然海绵体作为重点方案。所谓天然海绵体指的是原有湖泊、溪流、坑塘、湿地、沟渠、草地、森林等等。这些都是有效分流雨水避免内涝的主体，如表 3 所示。表 3天然海绵体的功能分析表天然海绵体组成功能作用湖泊吸水、蓄水溪流自然分布水资源坑塘蓄水以及降低城市温度湿地具有蓄水、调节河川径流、补给地下水和维持区域水平衡沟渠具有空间上协调水资源作用，保证水资源合理分布4 2做好旱溪与景观水体设计旱溪并非我国传统景观设计，而是源自于日本，具有一定的环境美化作用。原本其具有一定的禅意，多见于日本的寺院以及一些大型公园。后来旱溪传入我国，成为城市水体景观的重要组成。在海绵城市理念下，将旱溪融入进来使其与景观水体呼应，是一个良好的创新创意。在旱溪与景观水体设计中需要注意以下两个问题。第一，在海绵城市理念之下，需要首先改变传统旱溪设计的单独景观美化作用，还需要想方设法增加旱溪的蓄水、渗透、净化作用。这其中考虑到雨水径流控制，将旱溪和水体景观分别融入滞留渗透、传输、受纳三个设备。滞留渗透功能主要集中在径流始端，也就是旱溪的始端，在这里根据具体情况可以融入下沉式绿地、雨水花园、透水铺装;传输便是旱溪始端到末端曲折的流淌过程，在传输路径设计当中，主要将夯实旱溪底面铺上粗砂，粗砂之上再铺细砂，细砂之上用鹅卵石作为层面等作为设计主要内容;而受纳则是旱溪的终端，一般可以将调蓄水塘、人工湿地、多功能调蓄池、喷泉景观等融入进来。如此，便从始端到末端形成了雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排”六步处理方式，如表 4 所示。表 4旱溪与水体景观当中的海绵理念区段功能对应设施设备始端滞留渗透下沉式绿地、雨水花园、透水铺装传输段渗透、净化、过滤混凝土、粗砂、细砂、鹅卵石、终端收纳雨水调蓄水塘、调蓄池、湿地、喷泉102第二，设计人员必须要充分了解旱溪施工流程，充分考虑到素土夯实、测量放线、土方开挖、埋放管线、土方回填、碎石垫层、混凝土浇筑、铺面层材料、景观石摆放、植物点缀等环节当中的细节工作。在玉门河南岸棚户区改造项目当中融入旱溪与水体景观需要考虑到冬夏季剧烈的温差影响，需要融入抗冻融的材料。如此形成的旱溪与水体景观才能拥有更长的使用年限，从而有效降低维护成本4。4 3车道及人行道中的运用车道人行道主要是融入透水混凝土、透水砖、植物隔离带、下沉式绿地、排水沟等来形成一个相对完整的具有“渗、滞、蓄、净、用、排”六大功能的立体海绵系统。需要说明的是，人行道、车道宽度超过 4m，需要设置绿化带，绿化带宽度不得低于15m，绿化带发挥出小环境气候调节功能和雨水的渗透、滞留、蓄积、净化等作用;雨水横向连管管径不得低于 30cm，坡度为 1%;所用植物要具有很强的空气净化作用，例如松树、杨树、柳树等。下沉式绿地当中适合引入泥炭藓，该类植物能够蓄积自身重量数十倍的水分，具有很强的滞水作用。另外，透水砖、透水混凝土的利用，解决了传统道路无法渗透水的问题，更因为具有透水吸水功能而降低了城市热岛效应。透水路面的厚度必须合理，否则难以发挥出透水路面具有的减震、渗透、净化作用，一般来说在建设当中需要有效夯实路面，并在其上覆盖 250mm 级配碎石，然后在其上浇筑 80mm 透水水泥混凝土，总厚度达到 330mm。排水沟需要控制好坡度，一般在5 10，这样可以保证排水沟承接的雨水顺畅流淌，最终汇入到下沉式蓄水池或者下沉式绿地当中。4 4绿色屋顶设计分析绿色屋顶能够有效调节室内温度，最佳调节幅度可以实现室内外 5温差。在绿色屋顶设计当中需要注意以下要点:第一，合理设计屋顶基层厚度。屋顶基层厚度包括了屋顶本身厚度、绿色屋顶植物生长土层厚度、防水层以及排水层厚度5。之所以要合理设计厚度，主要是考虑到屋顶承载力，若是厚度过后超过承载极限，可能给房屋安全带来威胁。为了避免对屋顶形成过大压力，建议选用轻质土壤材料，珍珠岩轻质土便是很好的选择，它不仅重量轻而且具有平衡酸碱度的能力，而且珍珠岩颗粒细小具有很强的吸水性，有效地达成滞水作用。因为达到了良好的滞水作用，可以在烈日下不断蒸发水汽带走屋顶热量，有效地降低室内温度。第二，为了确保绿色屋顶发挥出“渗、滞、蓄、净、用、排”综合功能，需要充分考虑到阳光、土壤成分、植物密度、根系密度等。一般来说需要种植根系发达抗旱抗涝能力、固土能力较强的植物。4 5新技术与材料构造的应用在实现海绵城市过程中需要融入一些新技术，例如 BIM 技术、3S 技术、节水灌溉技术等;还需要融入一些较新的绿色材料，例如前文所述泥炭藓、透水砖、透水混凝土;还需要融入一些特殊结构，例如调蓄池、人工湿地、雨水花园等。在新技术、新材料、新结构利用当中，首先需要对它们的可行性展开分析，要力求新技术、新材料、新结构具有绿色特点，否则具有生态破坏性和海绵城市理念背道而驰，不宜采用。另外，还需要考虑到三者的成本，毕竟该类工程属于财政拨款，必须要提高工程的综合效益。5结语海绵城市理念在局部地块城市更新中的运用需要遵循因地制宜原则、整体性原则、生态性原则，牢牢地抓住天然海绵体保护和修复、旱溪与景观水体设计、车道及人行道设计、绿色屋顶设计四个环节，让海绵城市理念得到立体的体现。这当中更需要充分地论证各类新技术、新材料、新结构，保证所有环节都符合绿色、低成本等要求，提高海绵城市在局部地块城市更新中利用价值。相信随着海绵城市理论的不断发展，城市局部地块更新会更加高效、高质。参考文献:1 蒋佰果 海绵城市在市政道路给排水设计中的应用 J 城居业，2022，(3):118 120 2 侯雷 关于局部地块概念规划的思考 J 福建建筑，2010，(2):13 16 3 侯绍阳 城市园林设计中海绵城市理论的运用 J 花卉，2019，(22):130 131 4 徐林生态旱溪在居住区雨水管理中的景观应用 J 山西建筑，2017，43(17):185 186 5 黄蓓蓓 海绵城市建设的难点与技术要点探析 J 居业，2022，(4):50 52202