基于LID的黄土地区景观水体修复策略探析_曹胜昔.pdf

72Industrial Construction Vol.53，No.2，2023工业建筑2023 年第 53 卷第 2 期基于 LID 的黄土地区景观水体修复策略探析曹胜昔1张涛1张玉坤2张兴1(1北方工程设计研究院有限公司，石家庄050000;2天津大学建筑学院，天津300072)摘要:随着城市化进程加速，各种生态环境问题开始出现，其中水环境问题近年来尤为突出，基于此背景下 LID(Low Impact Development)成为了风景园林行业研究的热点问题。我国是世界上黄土分布最广泛的国家，所以黄土地区景观成为了我国景观不可或缺的一部分。黄土地质因其易产生突变性、非连续性和不可逆性，加大了对洪峰流量、径流污染与雨水调控的控制难度。针对上述特殊性挑战，根据场地环境通过 GIS 等一系列分析，选取融合环境的 LID 措施，此外针对黄土这一特殊地质条件，进行因地制宜的人工改造，打造特色北方山水意境的生态绿色景观，并基于 GIS 与 MIKE 的数据模型对项目的 LID 方案进行雨洪评价分析。经过改造设计，场地内洪峰控制、径流污染、雨水调蓄等能力皆达到设计预期，证实了黄土条件下科学地融入LID 技术是可行的。关键词:湿陷性黄土景观;LID;景观修复策略DOI:10.13204/jgyjzG21070907Analysis of Landscape Water estoration Strategy in Loess Area Based on LIDCAO Shengxi1ZHANG Tao1ZHANG Yukun2ZHANG Xing1(1Norendar International Ltd，Shijiazhuang 050000，China;2School of Architecture，Tianjin University，Tianjin 300072，China)Abstract:With the acceleration of urbanization，a variety of ecological and environmental problems began to appear，especially in recent years Under this background，LID(low impact development)has become a hot issue inlandscape architecture industryChina is the most widely distributed loess country in the world，so the loess landscapehas become an indispensable part of the landscape in ChinaLoess geology is prone to mutation，discontinuity andirreversibility，which makes it difficult to control flood peak discharge，runoff pollution and rainwater regulationAiming at the above special challenges，according to the site environment，through a series of analysis such as GIS，this paper selected LID measures to integrate the environment In addition，aiming at the special geological conditionof loess，artificial transformation was carried out according to local conditions to create ecological green landscape withunique northern landscape artistic conception Based on the data model of GIS and MIKE，the rain flood of LIDscheme of the project was evaluated and analyzed After the transformation，the flood peak control，runoff pollutionand rainwater regulation and storage capacity in the design site could meet the design expectations，which proved thatit was feasible to integrate the scientific LID technology into the loess conditionKeywords:collapsible loess landscape;LID;landscape restoration strategy第一作者:曹胜昔，女，1970 年出生，硕士研究生，正高级工程师。电子信箱:18903116777 163com收稿日期:202107091项目概况随着城市化进程的不断加快，土地的高强度开发对原有城市下垫面产生巨大影响，耕地、林地、湿地、自然水体等自然环境不断被硬化的地面所取代，显著改变城市原有的自然生态水文，造成地表径流峰值增加、汇流时间缩短、径流总量增大、污染物负荷加剧等情况出现，进而引发出一系列水安全、水生态、水环境、水资源以及水文化等方面的问题12。每逢雨季，许多城市便出现严重的内涝现象3。在国家日益加大生态环境保护和治理力度的背景下，低影响开发(LID)的理念一经提出便得到了景观行业内及社会的广泛认同，并逐步在建筑设计及景观设计领域得到实践45。LID 模式的大力推进表明我国城市生态的修复和治理开始从“西医”转向“中医+西医”，从“头痛医头、脚痛医脚”开始转向“系统调理”，其本质在于基于 LID 的黄土地区景观水体修复策略探析 曹胜昔，等73对城市中整个生态系统的治理。由于低影响开发模式在我国的研究与实践还处于刚刚兴起的阶段，其各种技术措施具有很强的地域性，特别是在黄土地区的 LID 建设还存在许多难题。在当代强调空间韧性的构建6 与自然做工的景观修复7 背景下，如何科学地融入 LID 措施还缺乏相关建设经验。本文以翠屏山迎宾馆项目为例，探讨在黄土地区进行 LID 景观水体修复的策略，选取一些适用的LID 设施并在原有基础上进行优化，分析了在黄土复杂地质环境的条件下，基于“LID”的设计思想，如何充分利用多种生态工程措施，打造出“水做青罗带，山如翠玉屏”这一北方山水意境特色的生态绿色景观，并基于 GIS 与暴雨洪水管理模型(SWMM)的数据模型对项目的 LID 方案进行雨洪评价分析。1.1相关概念释义LID 是基于自然生态理念，采用分散的、小规模的源头控制机制和设计技术实现雨洪控制与利用的一种雨水管理方法，其目的是使开发建设区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态，实现开发建设区域与自然环境的共生。采用措施维持场地开发前的水文特征，以此来确保场地开发前后的水文特征不变，其中包括径流总量、峰值流量、峰现时间等89。从水文循环角度，要维持径流总量不变，就要采取渗透、储存等方式，实现开发后一定量的径流量不外排;要维持峰值流量不变，就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。黄土土质较均匀、结构疏松、孔隙发达。带有湿陷性的黄土钙盐含量高、垂直节理发育及遇水强度骤减，容易造成水土流失，生态安全隐患较大10。黄土湿陷具有突变性、非连续性和不可逆性，尤其会给山地景观建设工程带来极大的安全隐患。因此在黄土地区开发的景观项目中，保证健康的水文机制尤为重要。1.2国内外 LID 理论及实施案例LID 首次由美国乔治圣马里兰州王子郡提出，经过近十年的发展，美国国家环境保护署和低影响开发中心联合发布了低影响开发文献综述。其中对 LID 的定义为:对场地径流进行源头管理，通过分散、小规模的雨水管理，尽量维持或恢复场地建设前的自然生态环境，并且控制暴雨所产生的径流和污染问题。Beecham 认为有效的 LID 模拟软件有助于 LID 理念更好的推广和使用11。Elliott 和Trowsdale 通过分析，归纳总结了四十多种模拟城市雨水管理效果软件的优劣12。2004 年我国在深圳首先建立了低影响开发雨水综合示范区，并编制了详细的规划，探索出了合适的 LID 模式以及对应的政策保障13。北京奥林匹克公园通过下沉式花园、透水铺装、超标准的溢流雨水口、收集调蓄池、人工湿地和“龙形”水系等 LID措施的设置来实现雨洪管理14。上海世博园中的屋面雨水收集利用系统、透水性路面以及调蓄设施等进行雨洪的控制利用15。2014 年 10 月，住房和城乡建设部印发了海绵城市建设技术指南(低影响开发雨水系统构建)，在全国开始推行低影响开发，各地市也开始编制适宜当地的技术指南。此后20152017 年，全国分批次共确定了 80 多个试点城市，低影响开发理念已经被广泛接受。关于湿陷性黄土地区低影响开发研究，张进丽认为需要采取相应措施消除黄土湿陷性，合理布置 LID 措施，多种措施共同作用，提升雨洪调控效果，为减轻城市内涝，减缓水资源短缺提供有效途径16。马越等的研究详细介绍了湿陷性黄土地区雨水渗蓄风险防控的具体工程措施，认为应针对不同的 LID 措施，不同厚度的湿陷性场地，分级分类制定防控措施17。目前我国在大部分地区已有相关的 LID 理论体系及成功的实践案例，但湿陷性黄土地区因其复杂的地质环境，相关的建筑和景观的规划设计存在一定的特殊性，因此将 LID 应用在湿陷性黄土地区景观修复的实际工程项目并不多见，具体修复策略与实践方法也有待考量。1.3项目概况与问题挑战河北省原政府接待中心位于石家庄市城区中心，场地空间有限且开展外事接待及高端政务活动对周边市民日常生活影响较大。因此 2008 年河北省政府决定在市郊翠屏山脚下，利用部分已有的停工建设区域，重新规划建设以开展国家、省部级政务接待为主，日常用作高级商务、休闲度假功能的园林式接待中心，命名为翠屏山迎宾馆，规划占地面积55 hm2。项目选址位于翠屏山北麓与平原的过渡地带，在地貌单元上属太行山前低山斜坡地带，斜坡坡度为 1042，起伏较大。北坡由于湿陷性的地质与人工耕种、开发建设，导致 1/3 面积的土地基层受损严重，形成裸露的土质山体，造成北坡下部冲刷严重，沟渠常年干涸、丘壑纵横18。场地原有植被较少，以稀树灌丛为主，种类不够丰富，没有形成稳固的植被根系群落也是土壤流失的重要原因之一。经勘察地基土层主要由冲洪积碎石土、强风化片麻岩构成，冲洪积碎石土层不均匀，夹粉质黏土薄层，经74工业建筑2023 年第 53 卷第 2 期现场观察该层具大孔及虫孔，并具有级轻微湿陷性。如不处理，则无法直接作为设施基层。2分析研究与规划设计目标2.1设计思路首先识别并保护原有的生态斑块，新规划的建设区域尽量避开斑块，必要的移栽也尽可能选用周边地块的树种。以周边未损坏区域植被群落为蓝本，采用人工干预手段恢复场地植被群落，参照日照分析结果与北坡地势相结合，分层构建植被群落，加快形成多种固土根系。在 LID 综合利用方面，总体可根据地块雨水径流量合理划分雨水控制单元。针对不同的雨水控制单元制定不同的雨水峰值控制手段，使该区域尽量接近于自然水文循环。设计完成后可以运用 Arc GIS 软件构建 SWMM模型地理数据库，建立研究区域的 SWMM 模型，并用该模型对研究区域进行 LID 设施修复前后的效果分析，对方案合理性进行验证，并针对不足的地方进行相应的修改。2.2设计目标经初步调研分析，确立以人工修复退化