宜兴海绵城市论文

本期话题

海绵城市为不同尺度上综合解决中国城

市中突出的水问题及相关环境问题提供了新

的思路与途径,带来包括雨洪管理、生态防

护、水质净化、地下水补给、棕地修复、生物

栖息地营造及城市微气候调节在内的多重生

态环境效益。

目前,我国出台的相关导则主要围绕以低

影响开发技术、水敏感性城市规划与设计等

为代表的西方国家先进的生态雨洪管理技术

而展开,这无疑是个重大进步。但值得注意的

是,在海绵城市规划建设的过程中,我们一方面应学习现代城市治水的先进理念,同时,也不能忽视对我国古代海绵城市哲学思想的探讨和研究。“海绵”的哲学强调将有化为无、将大化为小、将排他化为包容、将集中化为分散、将快化为慢、将刚硬化为柔和。正如老子所言:“道恒无为,而无不为”,这正是“海绵”哲学的精髓。我们不难发现,海绵城市的哲学思想与中国古代城市规划思想是有很多相似之处的。本文通过对中国古代城市规划思想的研究和分析,以期为海绵城市建设提供启示和参考

。 古代城市规划水思想的分析与解读

注重因地制宜的实用主义城市规划思

想对中国古代乃至现代都有着深远的影响,

《管子·仲马》一书中曾提到:“凡立国都,

非于大山之下,必于广川之上,高勿近旱而水用足,下勿近水而沟防省,因天材,就地利,故城廓不必中规矩,道路不必中准绳。”这一影响了中国城市选址几千年的基本原则,其

核心就是城市与水的辩证关系。中国古代城

46 中国勘察设计

市选址多依山傍水,既要考虑到城市用水和

排水的便利性,又要选在地势稍高的区域,

尽量避开水患频繁之地,且不必施加过多的

人工措施来防范洪水。与此同时,历史上这

种实用主义的城市规划思想也贯穿了古代

朴素生态学思想即风水学思想。风水学是一

种基于古代劳动人民生产生活经验总结而

成的规范,其以生态学思想为基础并体现了

人们对自然的敬畏之心。正如《葬书》所言:

“委宛自复,回环重复;若距而侯也,若揽而

有也;欲进而却,欲止而深;来积止聚,冲阳

和阴;土高水深,郁草茂林。贵若千乘,富如

万金”。即山势连绵起伏,蜿蜒回环,土厚水

丰,植被茂密者即为有生气之地。这种经验

式规范很好地保护了人类聚落发展的生态基

底,其核心思想与当今城市和景观设计中的

“设计尊重人,设计尊重自然,设计尊重神”

的理念不谋而合。这种以古代朴素生态学为

指导的实用主义城市规划思想不仅仅体现了

当代海绵城市建设中的生态优先和因地制宜

两大重要原则,更为不同尺度上综合解决中

国城市中突出的水问题及相关环境问题提供

了参考,并突出体现在以下三方面:

自然水系与城市水网的融合

古代城市对水的需求是多样化的,一方

面需要自然河流湖泊提供清洁的水源作为生

产和生活用水,另一方面要通过环壕和护城

河来保卫城市的军事安全,同时兼顾排水功

能。除此之外,作为城市肌理的重要组成部

分,城市内部水网具有供水、运输和调蓄洪

水等多种用途。这些人工河道与自然水系相

互依托、共同作用,不仅发挥了工程性措施的

实用性功能,更加体现了“让自然做功”,以

较小人为干预获得整体性和系统性的效益。

如苏州古城内的道路和水系都呈现出棋

盘式布局,这些水体均匀分布在古城街区之

中,科学顺应了地势和排水路径,处于街区

的低洼地带。当遭受到短时高强度降水时,这些坑塘水体成为一座座小型的“消纳设施”,在古城内发挥了排水防涝的功能,起到分散消纳和分区存蓄的效果。这些纵横交错的河道与其周边金鸡湖、独墅湖等多个湖泊水体,还有松江、娄江和东江等三条太湖流域的河流共同形成了一个完善的区域水系统,共同发挥雨洪调蓄的功能。苏州古城不仅作为中国古城中河网密度最高的城池之一,更是人工设施与生态环境充分融合并发挥功能的典范。由此可见,以自然水系为依托的城市水网构建了古代城市的“天然海绵体”,弹性地调节了水量之丰俭,很好地缓解了雨洪造成的灾害。居高与临水的辩证关系纵观中国传统聚落的演变,我们不难看出,出于便捷性和安全性的原因,均质单一的平原地区和丘陵地区都不是理想的聚居场所。聚落分布往往显示出“边缘效应”的特征,而背山面水的临水高地往往是理想的城市选址地点,这不仅遵循了“水用足”和“沟防省”的实用主义规划理念,同时,也与“左青龙,右白虎,前朱雀,后玄武”的理想环境模式相吻合,即背倚连绵山脉为屏;前临平原,两侧水流曲折回环,水质清晰,流汇于面前;左右护山环抱,山上林木葱郁。又如苏州古城地处太湖平原,北通长江,西接太湖。一方面,苏州古城与太湖之间为丘陵地区,这在一定程度上削减了太湖洪水的影响。另一方面,苏州古城城内标高一般在4.2米~4.5米(吴淞标高),普遍高于一般年份的洪水水位(有记载的历史最高水位为4.37米(1954年))。从长江中下游太湖平原这一整体区域来看,年降水量接近1200毫米,且不时有长江水患,历史上就是洪涝灾害多发区。但是,苏州古城凭借其科学的城市选址,历史上少有洪涝灾害。据《苏州府志》记载,自西汉至清的2000余年中,洪水犯苏州城仅七次,自唐以前五次,宋朝时仅有两次

2015.07 47

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48 中国勘察设计洪涝灾害的记录,宋嘉定十六年(1223年)壕长度合计为44.2公里,蓄水容量966.73万以后至清末700余年则再无洪水之害。立方米,约占城市河渠总蓄水容量的50%。工程措施的多功能性和多样化水堰作为重要的水利设施,往往分布于城市外围的河道中。水堰的重要功能就是为在技术尚不发达的古代,为解决城市水了让水慢下来,削减洪水的冲击,一定程度上问题,人们并不把希望寄托于集中式的大型取代了阻塞水的流动的集中式防洪大堤。如工程设施,而是通过多样化和多功能的散落都江堰水利工程,其对自然水过程的因势利于城市的中小型设施来实现目标的。古代城导中所体现出的哲学和工程智慧,使这一工市中的坑塘、环壕和水堰都无不体现了这一程得以沿用至今。又如建于公元527年的西溪设计理念。南丰乐河上的一道名为吕堰的水堰,在不破坑塘往往以较小的陂塘形式分布于城市坏区域自然水系格局的前提下,仅仅将水位抬之中,其最重要的作用就是蓄积洪涝,它们高数尺,便能有效减缓来自山区的急流,灌溉构成了古城内重要的排水和调蓄系统。如赣千亩良田。这样的低堰又与分布在各处的坑州古城内的“福寿沟”及其连接起来的城内塘相串联,形成了一个完整的“海绵系统”。多个湖塘,共同构成了丰富而高效的城市水系统,时至今日仍发挥着良好的治水功能。小结而古代城池在外围建立的多重壕池可通过对古代城市建设实例的分析研究,直接存蓄从城内排出的雨水和污水。壕池往我们不难发现,其与自然结合的生态优先原往采用绕城布局的方式,使城内的排水系统则以及因地制宜通过较少人工干预而实现可以达到就近排放和存蓄的要求,既避免了良好功能的规划设计理念,不仅在当时发挥因排水路径不合理而造成的城内排水问题,了极为重要的作用,也为今天“将集中化为又可有效地增加城内河网密度与水体蓄水能分散,将快化为慢,将刚硬化为柔和”的“海力。明清北京城的内城、外城和宫城3圈城绵”哲学提供了重要的启示。 结合古代城市规划思想的海绵城市建设案例研究—— 以宜兴市海绵城市建设为例自然河流与城市水系的融合、居高与临宜兴市位于太湖西岸,太湖流域下游地水的辩证关系、工程措施的多功能性和多样区,承接上游4700平方公里的客水过境,化是古代城市规划思想结合城市水问题实是名副其实的“洪水走廊”。在下游太湖水践而形成的三条重要原则,然而时过境迁,位顶托和上游客水的共同影响下,宜兴平原古代的城市发展水平和技术手段与当今已不区河网经常出现持久高水位的现象,且中心可同日而语,但其中的思想理念仍然值得我城区地势较低、开发密度较高,洪涝问题和们后人学习。结合当代的设计理念和海绵城面源污染问题都较为突出。市建设要求,笔者将以上原则进行了现代解读,即落实水生态基础设施并构建“天然海落实水生态基础设施并构建“天然绵体”,以规划为先导的非工程措施,因地制海绵体”宜的生态技术措施,并结合宜兴市海绵城市基于宜兴作为太湖生态缓冲区的迫切建设案例进行综合性研究分析。水环境需求和城市发展定位与方向,

综合考

虑海绵城市建设试点的相关要求,经研究,

选定宜兴主城区作为海绵城市试点区,覆盖

宜兴主要建成区、新城区及毗邻的主要水面

(团氿、西氿和东氿),总面积为35.8平方公

里。宜兴海绵城市试点区可分为城市建成区

和城市非建成区。建成区可分为:旧城区、新

建城区和待建城区;非建成区包括:三氿与

城市河道、龙背山。

针对宜兴水系统的突出问题,海绵城市

建设统筹兼顾排水防涝防洪能力建设、径流污染控制、水资源合理利用、生态水景观营造等多种目标,如图1所示。海绵城市贯彻“需求导向、生态优先、因地制宜、统筹兼顾、重点突出”的总体思路,针对宜兴市作为太湖生态缓冲区的重大水环境需求,因地制宜地选用“滞、蓄、净、用、渗、排”等多种技术措施,实现对宜兴三氿、河网等水生态敏感区的保护与修复,及新旧城区内园林绿地、道路、建筑小区、排水系统的低影响开发建设与改造。

总体技术

2015.07 49

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50 中国勘察设计路线如图2所示。要实现海绵城市的总体目标,首先就是要在城市非建成区内构建以水为核心的生态安全格局:它是维护生命土地安全和健康的关键性空间格局,是城市及其居民能持续地获得自然服务的基本保障,是城市扩张和土地开发利用不可触犯的刚性限制。结合宜兴市的城市特点和发展现状,城市非建成区内的三氿及城市河网和龙背山是落实水生态基础设施的重点并构建“天然海绵体”的重点。1. 三氿及河道水系湿地的生态修复。宜兴市为江南水网城市,试点区内河道湖泊众多,总面积为1290公顷。部分河道驳岸和河底为硬质,阻断了地表水和地下水的交流;南北向河道流动性差,自净能力有待提高。西氿、团氿、和东氿三大湖泊调蓄容积大,是城市防洪蓄涝的重要场所,但水环境质量和整体生态环境、景观品质有待提升。根据宜兴市河道、湖泊实际情况,其海绵城市建设改造要点如下:(1)在开发建设中严格保护城区现有河道、沟渠、湿地、湖泊。严格限制雨水直接排入河道、湖泊,有条件的雨水入口应退让到滨河绿化带内,经雨水塘、雨水湿地等设施后再进入河道。有条件的河段、水体在滨水绿化带和驳岸带采用植被缓冲带、生态堤岸、雨水塘、人工湿地等处理措施,降低径流污染负荷。通过源头、中途和末端雨水控制利用措施相结合,控制每年排入水体径流污染物总量不超过水体的自净能力。(2)在西氿上游建设生态隔堤,将上游客水引入芜申运河,为上游客水开辟行泄通道。建设西氿水源生态湿地工程,恢复西氿自然净化功能。将西氿作为饮用水备用水源地进行保护,恢复被破坏的湿地和生态系统。使西氿水质改善、周边生态环境恢复、区位生态影响价值提升、自然环境品质优化。将团氿及东氿规划为城市湿地,作为上游河流及地表径流进入太湖的一道生态过滤防线。在尊重和保留现状水系的基础上进行河道恢复,即在东西河道主水脉的基础上,加强南北向河道的沟通和流动,扩宽局部河道断面,改造河道硬质衬底和驳岸,修复滨水生态系统和游步道,凸显城区河道的文化性、休憩性和生态性。2.龙背山片区的生态治理。龙背山片区位于宜兴市主城区南侧,占地面积350.5公顷,是城市主要绿心。现有水塘没有充分发挥拦蓄山洪、净化水质的作用。根据宜兴市实际情况,其海绵城市建设改造要点如下:(1)保护和修复山体植被,构建复层植物群落,强化植物对雨水径流的截流、净化、下渗,防止水土流失,减少对下游城市的冲击。(2)利用山地地形,通过设置截流草沟、植被缓冲带、阶梯绿带、雨水湿地和塘等不同尺度低影响开发设施,使山地和水系有机结合,拦蓄、净化山体雨水径流,构建山地与城市之间的绿色“海绵”缓冲带。以规划为先导的非工程措施只有科学和合理的城市结构和城市布局才是构建海绵城市的基础和根本,解决宜兴城市中突出的水问题及相关环境问题,要在设计工程技术措施之前优先考虑以规划为先导的非工程性措施。应通过对城市现状的研究分析,并提出符合海绵城市建设理念的规划方案,以此为基底才能更好的发现问题、解决问题,进而结合工程技术措施来统筹解决城市水问题。宜兴市的海绵城市建设绝不能仅仅着眼于片区控制,也不能单纯就城市论城市,而是要从城市和区域的高度进行统筹考虑。造成宜兴洪涝问题严重的原因主要可归结为三点,即下游太湖水位顶托、上游客水过境量大以及城区内地势较低等,而这也将成为宜兴市未来发展不能忽视的刚性制约因素。应结合海绵城市理念和城市现状特点,

依照城市总体规划和城市主体功能区规划,

科学确定城市未来发展方向。在《宜兴市城

市总体规划》中,明确宜兴市城市空间结构

形态为“一心双城”,其中“一心”为龙背山,

“双城”为宜城和丁蜀,同时将东部沿太湖

一带列为生态保护区域。与此同时,在《无锡

市主体功能区实施计划》中将宜兴市宜城街

道列为优化提升区域(即国土开发密度已经

较高,资源环境承载能力开始减弱的区域),

将宜兴市丁蜀镇列为重点拓展区域(即资源

环境承载能力较强,经济和人口集聚条件较

好的区域)。综上所述,首先,要缓解太湖水

位托顶问题,就要切实保护太湖沿岸的生态

敏感区域,使城区与太湖之间形成自然过渡

地带,减少太湖洪水对城区的影响;此外,为

应对上游客水过境量大和城区地势较低的问

题,应认识到作为目前中心城区的宜城资源

环境承载力开始减弱,这一区域未来应以优

化开发为主并适当降低建设密度,为城市预

留更多雨洪调蓄空间。同时,考虑将开发重

点转移到资源环境承载力较强和经济、人口

聚集条件较好的南部丁蜀城区。而一旦雨洪灾害超过设计标准,后果就会不堪设想。要想破解这一问题,主要从以下两点着手。一是从过去以“快排”为主的传统给排水设计理念转变为“净、滞、蓄、渗、用、排”多样化目标的海绵城市设计理念;二是从单一的大型工程措施转变为生态化和多样的中小型工程措施,让自然做功并减少人为干预。考虑到宜兴当地表层土壤为淤泥粉质黏土,雨水下渗能力弱,且城市面源污染问题较为突出。首先,要突出景观水体的净化和调蓄功能,应在雨水进入景观水体之前设置前置塘、植被缓冲带等预处理设施,同时,可采用植草沟转输雨水,以降低径流污染负荷;景观水体宜采用非硬质池底及生态驳岸,为水生动植物提供栖息或生长条件,并通过水生动植物对水体进行净化,必要时可采取人工土壤渗滤等辅助手段对水体进行循环净化。此外,还应充分结合宜兴当地地形、地貌进行场地设计与建筑布局,保护并合理利用场地内原有的湿地、坑塘、沟渠、

植被等;优先考虑雨落管断接方式,将建筑

屋面、硬化地面雨水引入周边绿地的分散式

雨水控制利用设施收集、滞蓄、净化、收集

回用;平屋顶或坡度较缓的屋顶,绿化率较

低、与雨水收集利用设施相连的老旧居住区

可考虑采用绿色屋顶等。因地制宜的生态技术措施一段时间以来,现代城市的雨洪设施往往依赖于刚性的和单一功能的工程技术措施,正如为防止河流泛滥而越修越高的堤坝和为防止城市内涝而不断加大的排水管径,

结语

古往今来,城市择水而建,人们依水而

居,城市水问题成为了关乎城市发展全局的

重要问题。随着我国城镇化进程的不断推

进,城市建设的设计理念和技术手段日新月

异。面对日益严峻的生态问题和时有发生的

城市雨洪灾害,我们应该认识到在城镇化的

进程中,务必要注重天地人神的和谐共生关

系。古城水系营建思想中所蕴含的自然结合

的生态优先原则以及因地制宜通过较少人

工干预而实现良好功能的规划原则, 对建设

海绵城市具有重要意义。未来,海绵城市将是一项长期而复杂的工作,需要在城市规划中,在城市总体、片区、地块各个层面重视城市水系的排蓄功能、雨水的源头控制、城市水循环系统的建立,时刻保持对科学和自然的敬畏与尊重,才能更好地在不同尺度上综合解决中国城市中突出的水问题及相关环境问题。(本文作者王思思为北京建筑大学环境与能源工程学院讲师;刘畅、王二松为北京建筑大学环境与能源工程学院硕士研究生;王文亮为中国地质大学(北京)水资源与环境学院博士研究生)

2015.07 51

本期话题

海绵城市为不同尺度上综合解决中国城

市中突出的水问题及相关环境问题提供了新

的思路与途径,带来包括雨洪管理、生态防

护、水质净化、地下水补给、棕地修复、生物

栖息地营造及城市微气候调节在内的多重生

态环境效益。

目前,我国出台的相关导则主要围绕以低

影响开发技术、水敏感性城市规划与设计等

为代表的西方国家先进的生态雨洪管理技术

而展开,这无疑是个重大进步。但值得注意的

是,在海绵城市规划建设的过程中,我们一方面应学习现代城市治水的先进理念,同时,也不能忽视对我国古代海绵城市哲学思想的探讨和研究。“海绵”的哲学强调将有化为无、将大化为小、将排他化为包容、将集中化为分散、将快化为慢、将刚硬化为柔和。正如老子所言:“道恒无为,而无不为”,这正是“海绵”哲学的精髓。我们不难发现,海绵城市的哲学思想与中国古代城市规划思想是有很多相似之处的。本文通过对中国古代城市规划思想的研究和分析,以期为海绵城市建设提供启示和参考

。 古代城市规划水思想的分析与解读

注重因地制宜的实用主义城市规划思

想对中国古代乃至现代都有着深远的影响,

《管子·仲马》一书中曾提到:“凡立国都,

非于大山之下,必于广川之上,高勿近旱而水用足,下勿近水而沟防省,因天材,就地利,故城廓不必中规矩,道路不必中准绳。”这一影响了中国城市选址几千年的基本原则,其

核心就是城市与水的辩证关系。中国古代城

46 中国勘察设计

市选址多依山傍水,既要考虑到城市用水和

排水的便利性,又要选在地势稍高的区域,

尽量避开水患频繁之地,且不必施加过多的

人工措施来防范洪水。与此同时,历史上这

种实用主义的城市规划思想也贯穿了古代

朴素生态学思想即风水学思想。风水学是一

种基于古代劳动人民生产生活经验总结而

成的规范,其以生态学思想为基础并体现了

人们对自然的敬畏之心。正如《葬书》所言:

“委宛自复,回环重复;若距而侯也,若揽而

有也;欲进而却,欲止而深;来积止聚,冲阳

和阴;土高水深,郁草茂林。贵若千乘,富如

万金”。即山势连绵起伏,蜿蜒回环,土厚水

丰,植被茂密者即为有生气之地。这种经验

式规范很好地保护了人类聚落发展的生态基

底,其核心思想与当今城市和景观设计中的

“设计尊重人,设计尊重自然,设计尊重神”

的理念不谋而合。这种以古代朴素生态学为

指导的实用主义城市规划思想不仅仅体现了

当代海绵城市建设中的生态优先和因地制宜

两大重要原则,更为不同尺度上综合解决中

国城市中突出的水问题及相关环境问题提供

了参考,并突出体现在以下三方面:

自然水系与城市水网的融合

古代城市对水的需求是多样化的,一方

面需要自然河流湖泊提供清洁的水源作为生

产和生活用水,另一方面要通过环壕和护城

河来保卫城市的军事安全,同时兼顾排水功

能。除此之外,作为城市肌理的重要组成部

分,城市内部水网具有供水、运输和调蓄洪

水等多种用途。这些人工河道与自然水系相

互依托、共同作用,不仅发挥了工程性措施的

实用性功能,更加体现了“让自然做功”,以

较小人为干预获得整体性和系统性的效益。

如苏州古城内的道路和水系都呈现出棋

盘式布局,这些水体均匀分布在古城街区之

中,科学顺应了地势和排水路径,处于街区

的低洼地带。当遭受到短时高强度降水时,这些坑塘水体成为一座座小型的“消纳设施”,在古城内发挥了排水防涝的功能,起到分散消纳和分区存蓄的效果。这些纵横交错的河道与其周边金鸡湖、独墅湖等多个湖泊水体,还有松江、娄江和东江等三条太湖流域的河流共同形成了一个完善的区域水系统,共同发挥雨洪调蓄的功能。苏州古城不仅作为中国古城中河网密度最高的城池之一,更是人工设施与生态环境充分融合并发挥功能的典范。由此可见,以自然水系为依托的城市水网构建了古代城市的“天然海绵体”,弹性地调节了水量之丰俭,很好地缓解了雨洪造成的灾害。居高与临水的辩证关系纵观中国传统聚落的演变,我们不难看出,出于便捷性和安全性的原因,均质单一的平原地区和丘陵地区都不是理想的聚居场所。聚落分布往往显示出“边缘效应”的特征,而背山面水的临水高地往往是理想的城市选址地点,这不仅遵循了“水用足”和“沟防省”的实用主义规划理念,同时,也与“左青龙,右白虎,前朱雀,后玄武”的理想环境模式相吻合,即背倚连绵山脉为屏;前临平原,两侧水流曲折回环,水质清晰,流汇于面前;左右护山环抱,山上林木葱郁。又如苏州古城地处太湖平原,北通长江,西接太湖。一方面,苏州古城与太湖之间为丘陵地区,这在一定程度上削减了太湖洪水的影响。另一方面,苏州古城城内标高一般在4.2米~4.5米(吴淞标高),普遍高于一般年份的洪水水位(有记载的历史最高水位为4.37米(1954年))。从长江中下游太湖平原这一整体区域来看,年降水量接近1200毫米,且不时有长江水患,历史上就是洪涝灾害多发区。但是,苏州古城凭借其科学的城市选址,历史上少有洪涝灾害。据《苏州府志》记载,自西汉至清的2000余年中,洪水犯苏州城仅七次,自唐以前五次,宋朝时仅有两次

2015.07 47

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48 中国勘察设计洪涝灾害的记录,宋嘉定十六年(1223年)壕长度合计为44.2公里,蓄水容量966.73万以后至清末700余年则再无洪水之害。立方米,约占城市河渠总蓄水容量的50%。工程措施的多功能性和多样化水堰作为重要的水利设施,往往分布于城市外围的河道中。水堰的重要功能就是为在技术尚不发达的古代,为解决城市水了让水慢下来,削减洪水的冲击,一定程度上问题,人们并不把希望寄托于集中式的大型取代了阻塞水的流动的集中式防洪大堤。如工程设施,而是通过多样化和多功能的散落都江堰水利工程,其对自然水过程的因势利于城市的中小型设施来实现目标的。古代城导中所体现出的哲学和工程智慧,使这一工市中的坑塘、环壕和水堰都无不体现了这一程得以沿用至今。又如建于公元527年的西溪设计理念。南丰乐河上的一道名为吕堰的水堰,在不破坑塘往往以较小的陂塘形式分布于城市坏区域自然水系格局的前提下,仅仅将水位抬之中,其最重要的作用就是蓄积洪涝,它们高数尺,便能有效减缓来自山区的急流,灌溉构成了古城内重要的排水和调蓄系统。如赣千亩良田。这样的低堰又与分布在各处的坑州古城内的“福寿沟”及其连接起来的城内塘相串联,形成了一个完整的“海绵系统”。多个湖塘,共同构成了丰富而高效的城市水系统,时至今日仍发挥着良好的治水功能。小结而古代城池在外围建立的多重壕池可通过对古代城市建设实例的分析研究,直接存蓄从城内排出的雨水和污水。壕池往我们不难发现,其与自然结合的生态优先原往采用绕城布局的方式,使城内的排水系统则以及因地制宜通过较少人工干预而实现可以达到就近排放和存蓄的要求,既避免了良好功能的规划设计理念,不仅在当时发挥因排水路径不合理而造成的城内排水问题,了极为重要的作用,也为今天“将集中化为又可有效地增加城内河网密度与水体蓄水能分散,将快化为慢,将刚硬化为柔和”的“海力。明清北京城的内城、外城和宫城3圈城绵”哲学提供了重要的启示。 结合古代城市规划思想的海绵城市建设案例研究—— 以宜兴市海绵城市建设为例自然河流与城市水系的融合、居高与临宜兴市位于太湖西岸,太湖流域下游地水的辩证关系、工程措施的多功能性和多样区,承接上游4700平方公里的客水过境,化是古代城市规划思想结合城市水问题实是名副其实的“洪水走廊”。在下游太湖水践而形成的三条重要原则,然而时过境迁,位顶托和上游客水的共同影响下,宜兴平原古代的城市发展水平和技术手段与当今已不区河网经常出现持久高水位的现象,且中心可同日而语,但其中的思想理念仍然值得我城区地势较低、开发密度较高,洪涝问题和们后人学习。结合当代的设计理念和海绵城面源污染问题都较为突出。市建设要求,笔者将以上原则进行了现代解读,即落实水生态基础设施并构建“天然海落实水生态基础设施并构建“天然绵体”,以规划为先导的非工程措施,因地制海绵体”宜的生态技术措施,并结合宜兴市海绵城市基于宜兴作为太湖生态缓冲区的迫切建设案例进行综合性研究分析。水环境需求和城市发展定位与方向,

综合考

虑海绵城市建设试点的相关要求,经研究,

选定宜兴主城区作为海绵城市试点区,覆盖

宜兴主要建成区、新城区及毗邻的主要水面

(团氿、西氿和东氿),总面积为35.8平方公

里。宜兴海绵城市试点区可分为城市建成区

和城市非建成区。建成区可分为:旧城区、新

建城区和待建城区;非建成区包括:三氿与

城市河道、龙背山。

针对宜兴水系统的突出问题,海绵城市

建设统筹兼顾排水防涝防洪能力建设、径流污染控制、水资源合理利用、生态水景观营造等多种目标,如图1所示。海绵城市贯彻“需求导向、生态优先、因地制宜、统筹兼顾、重点突出”的总体思路,针对宜兴市作为太湖生态缓冲区的重大水环境需求,因地制宜地选用“滞、蓄、净、用、渗、排”等多种技术措施,实现对宜兴三氿、河网等水生态敏感区的保护与修复,及新旧城区内园林绿地、道路、建筑小区、排水系统的低影响开发建设与改造。

总体技术

2015.07 49

本期话题Nowadays Topic

50 中国勘察设计路线如图2所示。要实现海绵城市的总体目标,首先就是要在城市非建成区内构建以水为核心的生态安全格局:它是维护生命土地安全和健康的关键性空间格局,是城市及其居民能持续地获得自然服务的基本保障,是城市扩张和土地开发利用不可触犯的刚性限制。结合宜兴市的城市特点和发展现状,城市非建成区内的三氿及城市河网和龙背山是落实水生态基础设施的重点并构建“天然海绵体”的重点。1. 三氿及河道水系湿地的生态修复。宜兴市为江南水网城市,试点区内河道湖泊众多,总面积为1290公顷。部分河道驳岸和河底为硬质,阻断了地表水和地下水的交流;南北向河道流动性差,自净能力有待提高。西氿、团氿、和东氿三大湖泊调蓄容积大,是城市防洪蓄涝的重要场所,但水环境质量和整体生态环境、景观品质有待提升。根据宜兴市河道、湖泊实际情况,其海绵城市建设改造要点如下:(1)在开发建设中严格保护城区现有河道、沟渠、湿地、湖泊。严格限制雨水直接排入河道、湖泊,有条件的雨水入口应退让到滨河绿化带内,经雨水塘、雨水湿地等设施后再进入河道。有条件的河段、水体在滨水绿化带和驳岸带采用植被缓冲带、生态堤岸、雨水塘、人工湿地等处理措施,降低径流污染负荷。通过源头、中途和末端雨水控制利用措施相结合,控制每年排入水体径流污染物总量不超过水体的自净能力。(2)在西氿上游建设生态隔堤,将上游客水引入芜申运河,为上游客水开辟行泄通道。建设西氿水源生态湿地工程,恢复西氿自然净化功能。将西氿作为饮用水备用水源地进行保护,恢复被破坏的湿地和生态系统。使西氿水质改善、周边生态环境恢复、区位生态影响价值提升、自然环境品质优化。将团氿及东氿规划为城市湿地,作为上游河流及地表径流进入太湖的一道生态过滤防线。在尊重和保留现状水系的基础上进行河道恢复,即在东西河道主水脉的基础上,加强南北向河道的沟通和流动,扩宽局部河道断面,改造河道硬质衬底和驳岸,修复滨水生态系统和游步道,凸显城区河道的文化性、休憩性和生态性。2.龙背山片区的生态治理。龙背山片区位于宜兴市主城区南侧,占地面积350.5公顷,是城市主要绿心。现有水塘没有充分发挥拦蓄山洪、净化水质的作用。根据宜兴市实际情况,其海绵城市建设改造要点如下:(1)保护和修复山体植被,构建复层植物群落,强化植物对雨水径流的截流、净化、下渗,防止水土流失,减少对下游城市的冲击。(2)利用山地地形,通过设置截流草沟、植被缓冲带、阶梯绿带、雨水湿地和塘等不同尺度低影响开发设施,使山地和水系有机结合,拦蓄、净化山体雨水径流,构建山地与城市之间的绿色“海绵”缓冲带。以规划为先导的非工程措施只有科学和合理的城市结构和城市布局才是构建海绵城市的基础和根本,解决宜兴城市中突出的水问题及相关环境问题,要在设计工程技术措施之前优先考虑以规划为先导的非工程性措施。应通过对城市现状的研究分析,并提出符合海绵城市建设理念的规划方案,以此为基底才能更好的发现问题、解决问题,进而结合工程技术措施来统筹解决城市水问题。宜兴市的海绵城市建设绝不能仅仅着眼于片区控制,也不能单纯就城市论城市,而是要从城市和区域的高度进行统筹考虑。造成宜兴洪涝问题严重的原因主要可归结为三点,即下游太湖水位顶托、上游客水过境量大以及城区内地势较低等,而这也将成为宜兴市未来发展不能忽视的刚性制约因素。应结合海绵城市理念和城市现状特点,

依照城市总体规划和城市主体功能区规划,

科学确定城市未来发展方向。在《宜兴市城

市总体规划》中,明确宜兴市城市空间结构

形态为“一心双城”,其中“一心”为龙背山,

“双城”为宜城和丁蜀,同时将东部沿太湖

一带列为生态保护区域。与此同时,在《无锡

市主体功能区实施计划》中将宜兴市宜城街

道列为优化提升区域(即国土开发密度已经

较高,资源环境承载能力开始减弱的区域),

将宜兴市丁蜀镇列为重点拓展区域(即资源

环境承载能力较强,经济和人口集聚条件较

好的区域)。综上所述,首先,要缓解太湖水

位托顶问题,就要切实保护太湖沿岸的生态

敏感区域,使城区与太湖之间形成自然过渡

地带,减少太湖洪水对城区的影响;此外,为

应对上游客水过境量大和城区地势较低的问

题,应认识到作为目前中心城区的宜城资源

环境承载力开始减弱,这一区域未来应以优

化开发为主并适当降低建设密度,为城市预

留更多雨洪调蓄空间。同时,考虑将开发重

点转移到资源环境承载力较强和经济、人口

聚集条件较好的南部丁蜀城区。而一旦雨洪灾害超过设计标准,后果就会不堪设想。要想破解这一问题,主要从以下两点着手。一是从过去以“快排”为主的传统给排水设计理念转变为“净、滞、蓄、渗、用、排”多样化目标的海绵城市设计理念;二是从单一的大型工程措施转变为生态化和多样的中小型工程措施,让自然做功并减少人为干预。考虑到宜兴当地表层土壤为淤泥粉质黏土,雨水下渗能力弱,且城市面源污染问题较为突出。首先,要突出景观水体的净化和调蓄功能,应在雨水进入景观水体之前设置前置塘、植被缓冲带等预处理设施,同时,可采用植草沟转输雨水,以降低径流污染负荷;景观水体宜采用非硬质池底及生态驳岸,为水生动植物提供栖息或生长条件,并通过水生动植物对水体进行净化,必要时可采取人工土壤渗滤等辅助手段对水体进行循环净化。此外,还应充分结合宜兴当地地形、地貌进行场地设计与建筑布局,保护并合理利用场地内原有的湿地、坑塘、沟渠、

植被等;优先考虑雨落管断接方式,将建筑

屋面、硬化地面雨水引入周边绿地的分散式

雨水控制利用设施收集、滞蓄、净化、收集

回用;平屋顶或坡度较缓的屋顶,绿化率较

低、与雨水收集利用设施相连的老旧居住区

可考虑采用绿色屋顶等。因地制宜的生态技术措施一段时间以来,现代城市的雨洪设施往往依赖于刚性的和单一功能的工程技术措施,正如为防止河流泛滥而越修越高的堤坝和为防止城市内涝而不断加大的排水管径,

结语

古往今来,城市择水而建,人们依水而

居,城市水问题成为了关乎城市发展全局的

重要问题。随着我国城镇化进程的不断推

进,城市建设的设计理念和技术手段日新月

异。面对日益严峻的生态问题和时有发生的

城市雨洪灾害,我们应该认识到在城镇化的

进程中,务必要注重天地人神的和谐共生关

系。古城水系营建思想中所蕴含的自然结合

的生态优先原则以及因地制宜通过较少人

工干预而实现良好功能的规划原则, 对建设

海绵城市具有重要意义。未来,海绵城市将是一项长期而复杂的工作,需要在城市规划中,在城市总体、片区、地块各个层面重视城市水系的排蓄功能、雨水的源头控制、城市水循环系统的建立,时刻保持对科学和自然的敬畏与尊重,才能更好地在不同尺度上综合解决中国城市中突出的水问题及相关环境问题。(本文作者王思思为北京建筑大学环境与能源工程学院讲师;刘畅、王二松为北京建筑大学环境与能源工程学院硕士研究生;王文亮为中国地质大学(北京)水资源与环境学院博士研究生)

2015.07 51


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