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海绵城市与景观设计之阿拓拉斯景观设计讲堂

发表日期:2019-11-13

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海绵城市概念是2013年底国务院提出,2014年落实,2015年正式实施的在新型城镇化建设中,推广和应用的一种模式。

由于“海绵城市”建设强调的是“低影响开发”,其基本原则之一就是“生态优先”。

生态优先就是科学划定城市建设的蓝线和绿线。蓝线和绿线的设计和实施,就与景观专业设计密切相关。

2019年11月1日上午, ATLAS邀请资深水环境设计师许又生老师给我们的设计师们做了一场以“ 海绵城市与景观设计”为主题的知识讲堂。希望能够在增强我们设计师专业知识的同时,也能给我们的设计师们带去更多的思考,未来能给大家带来更多更优秀的项目设计作品。

在本次讲座中,许老师主要从海绵城市概念的由来、海绵城市要解决的问题、海绵城市建设在两种形态中、海绵城市如何与景观设计结合、对海绵城市建设的正确认识、对海绵城市建设注意事项等六个方面来详细讲解和解答关于海绵城市建设与景观设计中的相关问题。

许又生 女士个人简介

水环境设计师 高级教授工程师

长安大学建工学院 给排水专业 工学学士

水生态规划设计专家,拥有36年从业经验。

从业以来完成多项重大生态环境设计项目、景观规划项目水环境规划专项。在环境工程、水环境治理、环境影响评估等方面经验丰富。

01

海绵城市概念的由来

海绵城市概念的另一种名称是“低影响开发LID ”,即Low Impact Development。

低影响开发是上世纪90年代最先在美国马里兰州开始实施,应用新的雨水管理思路和技术,解决城市雨水问题和污染问题(面源污染)。

基本原理就是“模拟自然”状态,结合景观设计,用简洁和清晰的概念,用多样性本地化方式、用小规模经济型设施,从源头减缓雨水径流的产生。

02

海绵城市要解决的问题

  • 通过渗透、过滤、储存、蒸发和滞留等设施模仿场地(地块)开发前的水文特征,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。
  • 通过渗、滞、蓄、净、用、排技术手段,从源头减缓雨水径流的产生。
  • 将70%~85%的降水量就地消纳和利用。
  • 控制面源污染。

03

海绵城市建设在两种形态中

公园:城市公园、郊野公园、城市河岸新建和改造 有大片绿地和水系,非常适合海绵城市建设的理念,应用渗、滞、蓄、净、用、排技术手段很容易完成规范要求和指标控制,符合低影响开发和生态优先的原则,能够自然积存、自然渗透、自然净化,促进雨水资源的合理利用和生态环境的保护。在国内外城镇化建设中得到普遍认同和共识,并有很多成功案例。

单体建筑或建筑群:由于新开发城市80%~90%的地面被硬化,绿地面积被压缩有限,即使有“绿地率指标”的要求,也因大多数绿地下部为建筑顶板的结构形式,很难使用渗、滞、蓄、净、用、排技术手段解决径流和污染问题。使海绵城市建设面临很多无法解决的问题,甚至变为悖论,不符合自然开发的原则,反而变成劳民伤财和使用概念和数字的游戏。

04

海绵城市如何与景观设计结合

1、设计依据:

住建部《海绵城市建设技术指南》

北京市《雨水控制与利用工程设计规范》DB11/685-2013

2、名词解释

降水量:降水量是从天空中降落到地面上的液态或固态(经融化后)水,未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。通常用雨量器(一种透明圆筒)测定,每天定时(8点和20点)观测两次。以毫米(mm)为单位。

年径流总量控制率:场地内累计一年得到控制的雨水量占全年总降雨量的比例。

“N年一遇”的科学含义:所谓“N年一遇”这是一个关于频率的概念 。如果某事件的发生与否事先无法预知,只有通过大量的实测资料,用数理统计方法估算出现机率,在水文计算中称“频率”。为了通俗起见,往往用“重现期”来替代“频率”,它表示在许多次试验中某一事件重复出现的时间间隔的平均数。需要特别指出的是所谓“重现期”并不是说正好多少年中出现一次,它带有统计平均的意义,不能机械地把它看成多少年一定出现一次。如“百年一遇”的雨量并不是指某地雨量大于等于这个雨量正好一百年出现一次,事实上也许一百年中这样的值出现好多次,也许一次也不会出现。

径流系数:不同下垫面种类有不同的径流系数

如:沥青路面及广场 0.8~0.9

嵌草砖停车场0.65

碎石路面及广场 0.4

透水铺装地面0.08~0.45

绿地 0.15

水面 1.0

3、雨量计算

1)雨量计算公式

Q=ψ.H.F式中:

Q — 设计降雨总量

ψ — 降雨量综合径流系数(全国标准一致 数据一致)

H — 设计降雨量即降雨厚度(每个城市和地区不一样,北京85%控制率对应32.5mm,厦门75%控制率对应32.0mm)

F — 区域汇水面积

2)雨水滞留区域面积计算公式

A=Q/h式中:

A —雨量滞留区域面积

Q — 设计降雨总量(上面公式计算结果)

h — 雨量滞留区域水深(=雨水花园或下凹绿地水深)

4、技术选择

  • 透水铺装:

在《雨水》规范中,公共停车场、人行道、步行道、休闲广场、室外庭院等透水铺装率不小于70%。

  • 下凹绿地:

在《雨水》规范中,绿地率指标要求(红线内30%面积为绿地),至少50%用于滞留雨水的下凹式绿地。

  • 植草沟:

在《雨水》规范中,植草沟为倒三角或梯形,顶宽500~2000mm,深50~250mm,纵向坡0.3%~5%,沟长小于30m。

  • 渗井渗管:

渗井是通过井壁和井底进行雨水下渗,也可以连接渗管帮助辐射到更远区域的渗水。

  • 雨水花园:

也像“湿塘”“湿地”,雨水调蓄和景观功能相结合,种植耐涝、耐旱、耐脏一类的植物,有助于径流污染的控制。

《海绵城市建设技术指南》中的其它技术设施。

5、绘制图纸

设计中引用的标准图集——北京地区目前可以使用的两本图集是:

1《雨水控制与利用工程设计规范配套图集》(市政工程)PT-685

2《雨水控制与利用工程设计规范》配套图集15BS14《雨水控制与利用工程》(建筑与小区)

05

对海绵城市建设的正确认识——“四不”

1、海绵城市建设“绝不是”解决50年一遇降雨量问题

理想状态下,径流总量控制目标应以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌时的径流排放量为标准。而自然地貌往往按照绿地考虑,一般情况下,绿地的年径流总量外排绿为15%~20%,因此,借鉴发达国家实践经验,年径流总量控制率最佳为80%~85%。

而这一目标主要通过控制频率较高的中、小降雨实践来实现。

海绵城市建设错误的概念:不能轻易谈“雨洪利用”,实际上弄不好,雨水或者暴雨会带来灾难性后果。我们可以利用和改善的一定只能是中小雨事件的降雨。

2、海绵城市建设不可过多使用雨水模块和其他人工材料

大部分雨水模块是由聚丙烯或其他高分子树脂材料注塑成型,造价高,效果差,材料埋于地下百年不能降解。对土壤造成二次污染,对环境造成永久损伤。

3、海绵城市建设不可过度设计不可随意提高年径流总量控制目标

从维持区域水环境良性循环看,径流总量控制目标绝不是越高越好,雨水的过量收集、减排会导致原有水体的萎缩或影响水系统的良性循环;从经济合理性看,当年径流总量控制率超过一定值时,投资效益急剧下降,造成设施规模过大,投资浪费的问题。

海绵城市建设的目的是推广和应用低影响开发建设模式,加大城市径流雨水源头减排,使城市开发建设后的水文特征接近开发前。

因此,海绵城市建设年径流总量控制率最合理为80%~85%,这一目标主要通过自然界出现频率较高的那些中、小雨事件。

4、海绵城市建设不可幻想能解决城市内涝问题

城市内涝是由很多因素影响而至,并不是海绵城市建设能解决的问题。

只有通过城市总体规划、详细规划、排水系统、城市管理等很多方面进行综合研究、评估和设计,才能缓和或部分解决城市内涝问题。

千万不可幻想由海绵城市建设来解决城市内涝的问题,二者是两个完全不同的概念和行为。

对于现阶段城市遇到的大雨、暴雨事件,除非进行基础设施的全面提升和改造,否则只有提前做好预案和防范。

06

对海绵城市建设注意事项——“四谨慎”

1、北方谨慎设计海绵城市建设

2、谨慎使用雨水调蓄池

3、谨慎把雨水调蓄水量作为绿化灌溉水源

4、屋顶或车库顶板谨慎设计透水铺装

小常识

降雨量直观感觉小常识

  • 小雨

雨点清晰可见, 没漂浮现象;下地不四溅;洼地积水很慢;屋上雨声微弱,屋檐只有滴水;12小时内降水量小于 5mm或24小时内降水量小于10mm的降雨过程。

  • 中雨

雨落如线,雨滴不易分辨;落硬地四溅;洼地积水较快;屋顶有沙沙雨声;12小时内降水量 5~15mm 或24小时内降水量10~25mm的降雨过程。

  • 大雨

雨降如倾盆,模糊成片;洼地积水极快;屋顶有哗哗雨声;12小时内降水量15~30mm或24小时内降水量25~50mm的降雨过程。

  • 暴雨

凡24小时内降水量超过50mm的降雨过程统称为暴雨。

  • 根据暴雨的强度可分为:暴雨、大暴雨、特大暴雨三种。

暴雨:12小时内降水量30~70mm或24小时内降水量 50~99.9mm的降雨过程。

大暴雨:12小时内降水量70~140 mm或24小时内降水量100~249.9mm的降雨过程。

特大暴雨:12小时内降水量大于140 mm或24小时内降水量大于250mm的降雨过程。


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