[会议报道]2015城市雨洪管理与景观水文国际研讨会(17日)

分论坛一:人居环境与可持续雨水景观设计研究

现场报道:穆文阳 张杭

 

发言题目:参与性生态:整合日常生活和雨洪管理的场地设计实践

发言人:张东,张唐景观事务所,主持人;王墨,福建农林大学,博士生。

张唐景观事务所的项目主要覆盖上海江浙一带,在多项实践项目中发现70%的城市水景观会由于维护困难等原因在后期不运行,阻断人与水的联系,而良性的场地雨水管理为联系人与自然提供人理解和感悟自然的机会。张唐事务所对于景观水处理采取因地制宜的态度,设计的目的是让人参与到景观的过程中,提出参与性生态。并介绍了整合日常生活和雨洪管理的场地设计实践的成功案例:

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一、深圳:万科建研中心

该项目是2014年ASLA景观设计专业获奖作品,主要探讨的是雨洪管理和低成本建造及植栽材料的实验设计,该项目重点设计了其中三块绿地,波纹花园、风车花园和廊道花园。

水量控制

  • 通过整地的手段改变径流流动方式;
  • 通过波纹式整地减少地表径流量且增强场地内入渗来实现水量控制;
  • 在每个不同地形中填方不同基质作为入渗材料以检测不同的入渗效果;

水质改善

  • 雨水处理系统的循环方式改善径流水质并维持在较低水准的能耗;
  • 绿屋顶径流处理流程及屋顶参观动线;
  • 暴雨径流流入滞留池中并随即溢流至毗邻的生态草沟;
  • 收集的径流通过植栽通过植物进行灌溉和水质净化;

低成本建造及植栽材料

  • 选取预制混凝土、淡竹、葱兰作为铺装材料和植物应用在中心廊道连接波纹花园和风车花园,以降低维护成本;

二、长沙:中航美村;

该项目为居住区,既要考虑作为社区公园怎样将人的活动和公园结合紧密在一起,又要充分展示场地的教育意义。

项目基地位于高强度开发的社区中央,该区域绝大部分原有林地、农田将被建筑、停车场和不透水铺装取代。于是设计师思考示景观范区的区域位置是否能够hold住全场的用水量,尽可能的开发整合整个场地的水文状况。于是设计师提出分期开发雨水管控的构想,即优先管控东区的水、再管控西区的径流,最终管控全区的构想。并展示了其最终雨水处理的效果,目标达到三个月不下雨,场地自身水循环依然能够满足景观用水的需求。并将参与性活动和场地、雨水以及概念有机融合。

三、东亚:创基长乐居;

该项目是海南的社区,设计目标是营建能伴随孩子们在家门口成长的生态社区。

设计策略:

1. 互动网络——加快环境与居民间相互适应的进展,更为重要的是,这个互动网络可以创建永续且人地共生的环境。

2. 自然网络——综合策略运用在场地中的以模拟开发前的水文状况,收集的雨水用于创建水环境以提示场地价值。实现21%的现状植栽保留,70%地表径流处理,3500草沟湿地构建,2置留循环设施,2水景雨水利用。

3. 平衡策略——景观设计将栖息环境、暴雨水管理及人民的活动有机结合,达到人地环境的平衡;

最后总结张唐景观所的设计态度:

1. 现今中国仍无特定法令管制开发建设中的暴雨水径流,我们仍力图说服业主场地开发中应用BMPs相关措施以有效管理场地径流及水环境;

2. 利用场地区位及特点,营造参与性景观,让孩子们伴随自然成长,有更好的机会与自然进行接触,在自然中感知、触碰、学习及娱乐;

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发言题目:从雨水花园到生境花园——西北半干湿地区海绵城市建设思考

发言人:刘晖,西安建筑科技大学建筑学院,系主任,教授

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提出问题:

  1. 西北半干湿地区的城市建设是否需要雨洪管理?
  2. 西北半干湿地区海绵城市建设的主要问题?
  3. 西北城市绿地的职能,风景园林在其中是扮演什么样的角色?

一、 西北半干湿地区的特点与典型城市

1.1 概念

  1. 根据全年平均干湿区划分,西北地区是指包括新建、青海、甘肃、陕西和宁夏在内的五个省和自治区,涉及极干旱、干旱、半干旱和半湿润4个干湿区;
  2. 季节性干旱区划分变化较大。我国降水量时空变化较大季节性的干湿变化特征明显;
  3. 位于不同干湿区的典型城市,其干湿特征总体和季节性的异同。

西北地区大中城市的分布情况,城市密度不高,但单个城市建设规模、发展与南方大城市非常相似。

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不能仅根据城市干旱的季节而判定该城市不需要雨水管控和雨水利用,

1.2 西北城市特点:

  • 季节性降雨量时空分布明显,城市建设模式带来的雨洪问题,具有“有雨则涝、无雨则旱”的特点;
  • 防止城市内涝、减少面源污染、净化水质是所有大中城市建设需要解决的问题;
  • 西北大中城市建设历史悠久,其选址往往是区域环境中自然条件和生态本底相对较好的地方,近水、温润、土壤肥沃、草木丰盛,是生物多样性相对最为丰富的地方。

近20年来,西北地区大中城市的城市化发展迅猛,由于经济发展水平相对周边中小城市要高,城市基础设施包括园林绿化建设投入量大、注重生态城市的形象,并对周边地区具有较强的引领和示范作用。而目前城市绿地规划和建设存在的问题:

一是表现在城市绿化建设本身的现实问题。由于季节特点,动植物群落的“萧条”景象持续时间长、植物成景时间长等问题,长时间出现照搬模仿东部和南方城市绿化建设模式,追求“三季有花、四季常绿”和整齐、速生的植物景观效果;近几年大树移植成风,以此带来的更为广泛的区域生态安全问题;同时“干净整齐”带来的绿化树种越来越单一,以西安为例,20世纪60年代建国初期,公园设计及街道绿化树种300余种,目前减少不到100种,常用的60多种,并且本土植物种类减少,生物多样性减弱。

城市绿地是海绵城市建设中的主要用地。西北城市绿地空间承担的职能所具有的特点:

  • 城市公众的休闲娱乐活动场所、健康优美的城市户外空间环境;
  • 承担防灾避险的主要职能。往往与城市泄洪滞洪功能的绿地功能相矛盾。益于生长的植物和较低的维护成本,更需要“现代化”城市形象所带来的尊严,社会公众的价值取向和认知问题。区域性良好的生态本底,具有城市生态建设的条件。

二、 西咸新区沣西新城海绵城市城市建设试点城市

1. 城市概况:城市位于陕西西安市和咸阳市建成区之间,总面积882平方公里,规划建设用地面积272平方公里;两大遗址保护区(魏碑帝陵风光带、周秦汉古都文化带)和三条河流廊道(渭河、泾河、沣河)构成区域生态安全格局。

2. 全国首个以创新城市发展方式为主题的国家级新区

3. 自然特征:半干旱地区,水资源紧缺;降雨集中,洪涝风险高

4. 构建三级雨水利用体系,探索建设海绵城市的西北示范。

5. 总体建设目标:

  • 年径流总量控制率总目标为80%,试点区域为85%
  • 对应的设计降雨量为27.8mm,试点区域为34.3mm;
  • 内涝防治标准确定为50年一遇;
  • 在创新城市发展方式的进程中,推广低影响力开发模式,开展雨水综合利用,建设多层次的具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体,提高城市防洪排涝减灾能力,改善城市生态环境,缓解城市水资源压力。

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三、 大学校园绿地生境研究及实践

大学校园绿地属于大专院校用的中的附属用地,而大学校园绿地是城市用地分类中面积最大的附属绿地。立足于西安城市整体的绿地空间格局研究大学校园的绿地生境类型和生境营造方法,是因为大学校园绿地在城市绿地系统中占有重要位置。

因此西安建筑科技大学建筑学院进行了雨水花园的设计、施工、维护以及生境花园植物种植等一系列研究实践工作。过程中,刘晖老师提出设计容易施工难,普通的户外施工人员无法完成雨水花园这样的精细化设计,顾聘请室内装修团队进行施工作业。但比施工更难的是后期维护。

通过将本土成熟稳定的植物群落直接引入相似生境条件的城市建成环境中,观测其生长发育状况,从而筛选出适合城市环境的植物群落,并提出不同生境条件下适宜的群落模式。

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总结实践中几个关键性的建议及问题:

  • 种植设计,利用本土植物群落设计
  • 土壤渗透率的调查
  • 施工图与施工质量
  • 后期养护与维护
  • 公众参与,社会教育

 

发言题目:《园冶》与中国古典园林雨水设计研究

发言人:韩毅,北京清华同衡规划设计研究院,高级工程师

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这是一个非常古老的话题:我们如何与水共生,像之前讲到的徽州村落,房前屋后安排都非常好。

韩工认为,雨水设计有五要素,要根据当地的自然条件设计水景。

要素之一保证用地:以湖州小莲庄,苏州拙政园,扬州个园,宁波天一阁,扬州小盘谷为例。要素之二随形就势:以避暑山庄为例说明依据地形进行设计,如何应对山洪威胁,尽量利用水创造生态环境并防止其造成危害。而颐和园利用万寿山山势,同时将现状水库改为壮观水景,万寿山北侧有排洪沟,与商业街整合设计,也是随形就势的典范。此外还讲了水脉相通、因雨成景、借雨生情这三个要素。

 

发言题目:生态型景观——公园雨水蓄积与利用

发言人:吴雯,中国城市规划设计研究院,工程师

吴工首先提到,我国园林建设发展迅速:截止到14年底,城镇人均公园绿地面积15.9m2,

而暴雨期间城市内涝问题却又十分严重,每年降雨集中期大量雨水通过城市排水系统直接排放,鲜少回收利用。每年约有60%的雨水白白流失,没有得到有效利用。

而城市中暴雨形成原因与重地表、轻地下有很大关系,现在大部分公园有考虑雨水利用,大部分是通过明沟暗管与市政水体相连,或接入景观水体。我们希望现状公园的意义不仅仅是增加游玩场所和绿地。

中关村公园项目背景:属于海淀区平原造林重点工程,属于市里统一管理,各项指标都有明确规定。为改善唐家岭地区环境,在区政府推动下,公园选址于海淀区唐家岭地区,北侧为航天城,南接软件园,东临京新高速。甲方要求公园内所有拆迁渣土就地消纳,公园面积内的17万方渣土的消纳。所以,我们将设计主题定为:生态,自然,绿色科技。采用低扰动的开发模式,不多考虑人工利用。我们定位其建成后为城市绿肺。

雨洪利用设计分为三大部分:目标,策略,措施。

一、目标

借鉴美国相关案例,将目标设定为:减灾、资源、造景。

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减灾:公园雨水不外排,雨水在公园内自身来消纳,不进入城市管网。

资源:收集雨水,涵养水分,补充地下水。

造景:经过充分下渗有多余部分再形成水景观。

二、策略及措施:进行整体排水规划设计,利用地形、透水铺装、雨水花园、植物等要素进行雨水收集,再将多余水分进行景观利用。

1. 地形:合理设计坡度、坡长、变坡,避免暴雨径流速度过大造成的地面冲刷。坡度控制在5-12%之间,即保证水流动又保证径流系数。

2. 分区组织:对公园地形进行详细勘测,划分汇水区域,避免产生过大径流,以避免对土地的冲刷。并且利用径流公式计算出整个园区划分为12处滞蓄区,总面积达五万多平方米。

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3. 分级集水:通过营造雨水花园-旱溪-雨水湿地形成系列的雨水收集管理,延长暴雨径流汇集时间,减小径流量。雨水利用序列为:降雨-下渗-雨水花园-旱溪-雨水湿地。集水区不做防水处理,鼓励下渗。展示了不同月份雨水湿地的状况。

4. 透水材料:道路、广场、停车场全部为透水铺装,减小径流量,收集雨水资源,通过回访,发现无论大小雨,路面都没有积水。

5. 复层植物群落:积极培育地被及灌木层,构建复层植物群落,增加暴雨期径流的汇集时间,减小地表径流,减少水土流失。

6. 植物优选:以乡土树种为主,最注重地被植物,春季开花植物到夏季略凋谢会造成土壤裸露。在雨水花园、旱溪都能够区域选择喜湿耐湿的植物品种。

 

发言题目:从徽州传统村落的水系构筑看景观水文。

发言人:裴逸飞,东南大学建筑学院,博士生

裴博士以建筑的特殊视角,展示了景观及水文的一些操作技巧。从城市景观水文,村落水系错筑的角度将城市和古村落联系在一起。

他首先介绍了徽州的历史,同时详细介绍理坑村落群,虹关村落群的状况。提到要将处于同一水文区域的村落共同考虑,提出village group概念,即村落集群—单一村落—村落建筑的序列。对村落现存水口进行测绘表达,从水系,村落逐步深入到单体建筑,由广至深讲解了村落视角下的景观水文。

 

分论坛二:雨洪管理国际经验与地域性策略

现场报道:孙苏晶、娄梦琳

 

发言题目:深圳光明新区低影响开发实践与机制构建

发言人:任心欣,深圳市城市规划设计研究院高工

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任心欣高工提出海绵城市的创建与推广是一个复杂长期的基础设施规划建设工作。深圳光明新区的低影响开发项目由国家水专项“低影响开发雨水系统综合示范与评估”支持,是海绵城市建设中的参考案例与示范典范。她认为海绵城市的目标最终关注在恢复原有的水文生态上,需要转变观念,最终实现规划先导、机制保障、科技支撑、统筹建设等目标。

一、 光明新区案例分析

光明新区是深圳城市生态转型的重要典范,也是深圳未来的重要城市副中心。深圳的年降雨量为1935mm,主要集中于4月至9月,占全年降雨量的85%,降雨频度与雨量不均匀,为实现深圳地区的源头减排带来了巨大压力。同时城市的建设强度大,建设主体多元也是光明新区开展低影响开发面临的难点。经过公共建筑、市政道路、公园绿地、水系湿地的低冲击开发建设,光明新区最终实现了城市年径流控制率达70%。目前该项目在示范工程、机制建设、科研课题方面都已有进展。

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二、 示范工程意义

深圳低冲击开发建设的示范意义在于集中示范与协调发展。具体体现在区内市政工程(道路与开放空间)系统性应用与区内建设项目从土地出让开始低影响开发全过程控制。

1、公共建筑示范

在深圳光明新区中主要通过绿色屋顶(约1万平方米)、雨水花园、透水铺装、生态停车场、雨水收集回用系统等具体措施,达到了年综合流量径流系数由0.7下降到0.4以下,即每年径流量空置率在60%以上。

2、市政道路示范

通过绿带下沉的设计保留蓄滞功能。具体提出现在设计了槽深25cm过滤透水植生带,下面设置沉砂池,达到一定量进入两年一遇排水城市水网中。

3、公园绿地示范

光明新区中的雨水收集公园内基本没有雨水人工设施,全部通过自然排水组织如旱溪解决境内的自然降水。

4、水系湿地示范

三、 机制建设

海绵城市与低冲击开发管理都是一个整体工程,通过把调蓄目标分解到每一个地块,作为设计参考与导则,相关部门落实采纳,分解这些适宜的指标数值,从而实现建设机制的全过程控制。

 

发言题目: Integrated UrbanStormwater Management in Norway-Transition from a traditional underground drainage system towards a sustainable system on surface

发言人:聂林妹,挪威生命科学大学,教授

聂教授从面临的问题与挑战、城市地下排水系统的设计、可持续地下排水系统的需求和趋势、关键技术、案例分析和建议及展望六个方面向我们介绍了挪威的雨洪管理手法。

选取了奥斯陆进行分析,高速发展的城市化、基础设施变化、气候变化导致了奥斯陆的自然环境越来越差,人口从2000年开始飞速生长,成为欧洲人口增加最快的首都城市。

面临问题:

  1. 气候的变化
  2. 地下室回水
  3. 地面频繁降雨导致洪水
  4. 频繁降雨对城市道路、基础设施等造成严重的破坏

建议:LID进行雨洪调控。

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发言题目:德国“海绵型城市”规划策略——以埃姆舍地区为例

发言人:刘颂,同济大学

刘教授首先介绍了我国海绵城市相关政策和发展脉络,简述德国雨水管理方式的转变和法规、经济措施、空间规划措施和技术。然后从以下几个方面介绍了德国埃姆舍地区的雨水管理规划措施转变及策略:

  1. 19世纪,埃姆舍河被截弯取直,地表下陷无法修建地下污水系统,成为工业排污管道,环境不断恶化,只有位于河口处的污水设施进行了简单的污水处理。采矿业对整个地区的影响长达一个世纪,因此必须寻求新的水资源管理解决方案。
  2. 于1899年成立了德国第一个公共水资源管理机构——埃姆舍合作社,进行流域性水资源综合管理。
  3. 1989年,以埃姆舍河为中心发展IBA埃姆舍公园,规划埃姆舍区域发展与城市更新。
  4. 2001年开始,增强多领域的交流和合作,从水资源管理、生态、城市规划、设计四个角度实施以水资源保护与管理为中心的区域发展规划。
  5. 创建雨水管理信息系统(BIS-RW),帮助规划师寻找适合实施雨污分离的地点。
  6. 2005年,北威州环境部门、埃姆舍合作社以及17个城市共同签署《未来雨水协定》,建立 雨水管理目标——到2020年,排入污水系统的雨水径流减少15%。

最后,刘教授结合我国海绵城市的建设提出了以下思考:

  1. 以水治理为中心整合空间规划和生态补偿措施,是生态基础设施的建设作为水资源保护的关键性策略;
  2. 生态基础设施和技术设施相结合,流域性雨污综合管理模式;
  3. 以个体带动整体的实施策略,逐步扩大海绵城市建设试点;
  4. 扩大知识网络构建弹性城市,采取综合性研究与PPP管理模式。

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发言题目:因应社会与气候变迁的都市公园绿地重建

发言人:林开泰,福建农林大学教授

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林教授从因应社会与气候变迁的都市公园绿地重建、美国纽约公园与游憩部水环境永续经营的经验和城市径流控制与河流修复案例三个方面的介绍,总结了台湾水资源管理的问题和展望。

他认为,水资源管理应该包括防洪管理/给排水、提高生物多样性、提升历史保护、提供静态游憩活动、提供居民社区生活媒质等方面,提出了台湾面临的困境并提出解决方式及建议:

一、困境

1. 台湾的都市化与工业化导致台湾地区雨天洪泛、不雨时干旱,无法让雨水渗透至地下循环使用。

2. 台湾地区都市人文社会经济活动、尺度与多样性要求。

3. 台湾都市地区与边缘地区集水区径流暴雨水量增加。

二、解决方法建议——安全、健康与福祉的环境景观规划调查分析与设计

1. 特色规划,防洪生态兼顾生态、亲水功能和最大排洪能力;

2. 建立永续、环保的自动蓄水、退水机制,免除一般传统调洪池于蓄水后需要使用抽水机排流,利于维管及节能减排。

 

发言题目:可持续雨水花园生态优化策略

发言人:蒙小英 ,北京交通大学建筑与艺术学院教授

蒙教授认为雨水花园式构建海绵城市的细胞体,提出“相信自然的力量”的指导思想。同时构建出大雨水观可持续雨水排放系统的构建图:

1. 基于环境生态的雨水花园系统。观念的共识直接决定了雨水排放系统的是否具有可持续性发展进程。大雨水花园观下需要有统一的规划、有序建设,而且要在可持续化的理念下,把雨洪管理与利用纳入对社会经济发展、资源永续利用和应对气候变化的影响中。

2. 基于城市生态的雨水花园体系。提倡统一规划城市雨洪生态廊道,分级构建雨水花园体系,各级体系相对独立与完整,每级之间可由相关部门通过链接和贯通形成城市的雨水花园大系统。

3. 基于精神生态的雨水花园设计。提倡关注雨水花园的公众美育和雨水花园设施的景观化。

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发言题目:墨尔本城市开发雨洪管理及设计实例

发言人:刘旭,澳大利亚TFI高工

通过对水敏性城市设计(WSUD)的介绍,简述了澳大利亚雨洪管理的发展历程,展示了从自然水平衡、传统城市水平衡、水资源整合管理下的水平衡的发展历程。

同时,刘高工进行了雨洪管理主要技术体系比较,包括中国的海绵城市、英国的可持续城市排水系统、美国的低影响开发、澳大利亚的水敏性城市设计。作为城市水环境管理尤其现代雨洪管理领域的新锐,墨尔本倡导的WSUD水敏性城市设计和相关持续的前沿研究,使其逐渐成为城市雨洪管理领域的世界领军城市。

WSUD目标:

  1. 保证防洪排涝安全;
  2. 控制径流量
  3. 保证受纳水体的水质
  4. 暴雨处理设施融入城市景观
  5. 雨水收集回用机会

主要雨水控制和处理措施:

水量控制措施主要包括:透水地面铺装,雨洪滞蓄设置;

水质处理措施主要包括:绿色屋顶、雨水口截污装置、排水草沟、雨水花园、人工湖及人工湿地等。

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发言题目:水导向规划——吐鲁番城市规划案例

发言人:俞来雷,米雨中心首席研究员

俞老师通过遗产城市地区的研究,总结出城市地区空间演变过程,即原始聚居、城市萌芽、城市国家、领土国家的发展步骤,提出历次工业革命进程中水与城市渐行渐远的现状。同时,俞老师指出东方重整体、西方重分析的差异,表明本次研究试图整合东方与西方,从空间支撑性、空间差异性、空间集约性、空间延续性的视角重新整合城市水文过程与空间的耦合。

根据水视野吐鲁番城市地区研究成果,俞老师提出四点规划建议:

1. 建议参考世界遗产城市地区或国家历史文化名城城市地区的降水——植被系数以及吐鲁番城市地区农业大规模开发之前的降水——植被系数进行产业结构调整,制定合适的绿洲农业发展规模。

2. 建议参考国家历史文化名城地区关于农业水文地质的适宜性以及关于吐鲁番城市地区自身水文地质的适宜性研究成果选择去留农业用地的分布。

3. 建议制定合理的城镇体系规划以适应所在地区的径流水洗结构特征,使两者保持较好的相关性以减少不必要的长距离调水工程;

4. 建议保护和传承水文化遗产坎儿井以及传统的水空间营造等本地区的适宜技术和经验。

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发言题目:西北半干湿地区雨水利用场地适宜性研究及其规划设计方法初探

发言人:杨建辉,西安建筑科技大学建筑学院讲师

杨老师首先概述了西北地区气候、地貌及土壤、植被和人居环境,总结出关中地区存在的问题:现有雨水利用技术不能完全适应西北半干湿地区城市建设要求;城市建设中队场地雨水利用率较低,针对本地域的研究少。同时指出,目前常见的雨水利用技术措施并不能完全适应西北黄土地区场地特点,需要根据场地的特点进行地狱火研究,构建适宜的场地建设模式。

其次,杨老师指出现有规划设计的法律法规缺乏对场地雨水利用的系统性支撑与回应,应建立起城市规划体系,包含规划技术体系、规划管理体系、规划法规体系三个方面。同时对传统雨水利用场地进行总结和类型化研究,增强多学科、多专业、多技术体系融合,建立基于不同地貌的雨水目标的不同尺度雨水场地适宜建设模式。

在详尽阐述了传统雨水利用场地的类型之后,杨老师提出了从单个建设场地、城镇以及流域三个尺度构建雨水利用场地的建设模式:

1. 单个建设场地尺度:水土并重模式、集水回用模式、窑院综合利用模式、低冲击开发场地综合利用模式。

2. 城镇尺度:城镇分布场地模式、基于雨洪管理模式的城镇场地建设模式。

3. 流域尺度:流域坝系生态工程模式、基于数学模型的流域径流调控模式。

最后,杨老师对西北半干湿地区雨水利用进行总结与展望,提出解决本区域强烈的土壤侵蚀、夏季洪灾、缺水等问问题的核心可归结为雨水资源合理利用以及水土保持两点,进行类型化和模式化研究,为不同尺度雨水利用目标的实现提供了方法和技术措施上的参考。

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发言题目:建筑簇群雨洪管理系统构建的低影响设计途径

发言人:朱钊,重庆大学建筑规划学院硕士生

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朱同学从LID内涵发展与几个实践介绍和建筑簇群雨洪系统的LID设计两个部分展开介绍。讲解了眉山滨江公园的雨洪调控,分解为建筑簇群用地单元、识别水环境用水特征。

从自然水环境进行切入,横向、纵向、竖向分析,遵循植被和土壤的关系。同时识别环境特征——林地分线、汇水单元(规划管理单元、汇水单元、形成管理缓冲区);识别水文、环境特征——土壤排水能力,得到建筑簇群单元划分。最后从水资源循环利用切入根据时间维度形成湿塘系统、生态滞留池系统、植草沟系统、植被过滤带系统进行雨洪调控。

 

发言题目:基于可持续场地倡议的场地可持续水设计评价体系研究

发言人:张晋,北方工业大学建筑与艺术学院,讲师

张老师对可持续场地倡议(SITES)做了介绍,其由美国风景园林协会、伯德约翰逊夫人野花中心、美国国家公园提出,评价等级分为四个级别。由场地评估,场地设计,及建造维护不同阶段的评分组成,并介绍了项目认证情况。SITES注重场地自身要素的评价,自然系统生态效能的发挥,细节与深度的完善,资料相关性的整合。

 

分论坛三:海绵城市建设中的园林与水科学研究

现场报道:李艺琳、王训迪

分论坛三围绕海绵城市建设中的园林雨水科学研究这一话题展开,清华建筑馆多功能厅内,来自风景园林、园林工程、环境工程、土建与水利等各个学科的专家学者们进行了发言和研讨,学科之间、不同研究项目之间发生了交流与碰撞。

北京市园林局强健副局长凭借多年经验,分享了关于集雨型绿地的研究与实践。

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现今,严峻的水资源状况已经成为首都发展的瓶颈,开展城市绿地雨水收集利用工作迫在眉睫。在2006年,北京市园林局推进节约型园林绿化建设的时候,就大力推进“集雨型绿地”建设。“‘海绵’我认为主要是绿地,河湖与其说是海绵不如说是一杯水,绿地是最主要的海绵,要让它‘渗下去’,这是性价比最高的做法。”北京市推进“基于型绿地”建设的进展状况主要包括以下三个方面:

第一,大力推进各类雨水利用型绿地的建设

在绿地结合雨洪调蓄方面,朝阳区杜仲公园雨洪利用工程通过改造公园内下沉式雨水广场和新建调蓄设施,解决双桥路白鹿司段积水问题,同时综合利用雨水资源。亦庄滨河森林公园绿地利用其中64公顷低洼地,承担着开发区路东区7.6平方公里范围内的雨水蓄集任务,具备防洪排水功能。西郊砂石坑规划绿地建成后,可对石景山地区24平方公里的城市雨洪水进行收集,最大收集调蓄量可达680万方。

在公共绿地方面,昌平西部大沙坑经过平原造林改造直立,形成面积五百多亩沙坑森林,同样其低洼地势具有了天然汇集雨水的集水功能。西城区金中都公园采取了雨水回渗、污水处理、铺设透水砖等集水方式,达到了补充地下水分的作用。

在居住区和单位庭院绿地方面,市规划委员会2007年、2012年共印发三项文件,对于新建工程已经开始在建设单位申办《建设工程规划许可证》之前进行雨水利用规划设计的强制性审查。截止到2014年6月,北京地区共建设雨水利用项目680余项。

在道路桥区绿地方面,“7·21”以后,市政府决定在84座立交桥区建设雨洪调蓄池,其中涉及绿地底下建设的有六十多座,目前已经完成三十多座,地上部分恢复了绿化。

第二,组织城市绿地雨水利用技术专项研究

近年来,我市委托园林科研所对城市绿地中雨水利用进行了多方面的研究:

  1. 一是研究城市绿地各类土壤的雨水渗透能力与降雨规律直接的关系。
  2. 二是研究各类植物对于雨水浸泡适应的规律。
  3. 三是整理收集并创新城市绿地建设实践中已经试验并成功运用的雨水利用技术。
  4. 四是连续对我市范围内的降水特别是道路雨水径流的水质进行跟踪检测。

第三,通过行业管理大力提升绿地雨水利用功能

首先,今年我市再次向各区县下发了《北京市园林绿化局关于进一步加强节水集雨型绿地和林地建设的意见》;其次,抓住设计的龙头推进城市绿地雨水利用建设,目前已在多项公共绿地设计方案中明确要求落实雨水利用技术措施。

谈及对城市绿地提升雨水利用功能的认识,强副局长表示应当正确处理绿地多种功能与雨水利用的关系,提倡建设“集雨型绿地”的科学概念。“集雨型绿地是生态功能组成的一个部分”,处理不当也会使得绿量减少、遮阴功能受到影响,应该具体情况具体分析,处理好最佳结合点,既保证收集雨水,又不影响生态绿量以及游客的功能性需求。

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当前雨水利用的方法可以概括为雨水集蓄和雨水渗透。雨水渗透常用的方法很多,如透水地面、渗透井、渗水边沟、坡地蓄水沟、雨水花园和一些综合渗透管网设施、下凹式绿地、雨旱两宜型雨水广场、屋顶绿化等。“性价比最高的方式是自然渗透和延期渗透。”技术层面上,“土洋结合”是一条经济合理的道路。相比技术,更大的问题还是在于各个行业、各个部门的协调配合,具体问题具体分析。另外,所有的结论应当从科学的数据分析中获取。例如我们提倡的下凹式绿地其实也存在一些问题,一是需要在规划层面统筹、二是不能简单在道路绿地上使用,因为道路初期雨水污染物的处理也需要一些措施。此外,《海绵城市建设技术指南》中也对绿地提了一些要求。

“经过多年的发展,绿地内部加强集雨功能建设比较容易做到,但是把集雨型绿地建设纳入整个海绵城市系统已经不是一个技术问题,而是一个管理问题,一个顶层设计问题,一个部门配合协调问题。”

需要协调的问题还有:

  • 从规划层面确定每处绿地在集雨方面的要求
  • 在实施过程中做好各方面的协同配合
  • 所有新建和改造绿地全部加强集雨功能
  • 继续在集雨型绿地建设总大力推广新型材料和技术
  • 尽快修订海绵城市建设的技术规范

 

接着,来自上海交通大学云林科学与工程系的博士后于冰沁以及她的博士研究伙伴,进行了题为“微尺度绿色基础设施设计:基于植物冠层雨水截留能力的上海环境功能型绿地建设途径”的发言。

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于博士后提到,相比北方,南方城市面临着比较特殊的情况,上海的地下水位很高,下凹式绿地等面临着非常严重的问题,同样是雨洪管理,地域差异带来了措施的差异。

项目在城市社区中选择样例,中心、近郊、远郊三类对象,包括黄埔、闵行、松江片区的156个群落样例,分析植物冠层的雨水截留能力。

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实验结果显示,常绿阔叶乔木中,广玉兰雨水截留能力较好,可能与组织厚、气孔大有关;落叶阔叶乔木中石榴截留能力较强,原因应为上表皮波纹网状结构;针叶乔木中,落羽杉截留能力较强;灌木杜鹃蓄水量最大,可能与其栅栏组织紧密,海绵组织大而多,也表面带有附属物有关;地被植物中,除美人蕉数值偏低外其它都比较接近。综合比较,针叶乔木冠层雨水截留能力是最好的。联系针叶林对PM2.5的吸附能力、可知它的吸附能力与雨水蓄积能力都较强,建议园林设计特殊考虑。

 

各个发言人的研究各有特色,也存在许多交叉和共鸣。

济南大学资源与环境学院王维平教授、清华大学环境学院王政博士都涉及到了初期雨水水质污染的问题,前者主要研究屋面径流如何收集净化补充地下水,后者探讨了重污染区地表径流。

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王维平教授在水文方面有着多年的研究经验,认为地表地下水文系统在规划层面应该进行联系,小区绿化应与雨管网、污水处理、河渠联系在一起,雨洪管理中多部门之间的协调问题十分重要。

“泉城”济南受岩溶地下水超采影响,泉水喷涌面临危险,而补充了黄河水源之后,水质又受到了影响。同时,城区面积向山地扩大,地表径流增加,城市受到洪灾威胁。

在“济南市城市屋面雨水回灌岩溶地下水试验研究”中,选取位于济南大学西校区的工程试验区,运行期为2008—2012年,利用城市屋面雨水回灌岩溶地下水,保护地下水生态系统并增加供水量。

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济南市屋面径流主要污染物为浊度、氨氮、硝酸盐、铅、锌和挥发酚。根据分析确定初期弃流量为6mm,来确保雨水回灌安全的目标,又能最大限度增加屋面雨水回灌地下量。将屋面雨水和地下水进行对比,发现在丰水期屋面雨水水质除了氨氮、挥发酚和浊度超标外,其他指标均满足地下水三类标准。

和天然雨水不同,屋面雨水水质不仅受空气质量影响,还受降雨时间、降雨强度、降雨历时和降雨间隔影响。屋面雨水回灌前有必要进行预处理。在项目区岩溶含水层中有很多溶蚀孔和溶蚀裂隙,固有的脆弱性高,因此,可以通过在过滤池中用活性炭和沸石来改进预处理技术。

 

清华大学环境学院王政博士的“重污染场地降雨径流控制案例研究”,则着眼当下城市降雨洪峰提前、洪量增加,进而对地表污染物冲刷能力增大,使非点源污染负荷增大的问题,选取广东佛山一垃圾填埋场进行研究。

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识别厂区降雨径流污染特征后,设定了重金属污染的八项指标,对典型措施进行比较,完成了技术筛选:砂滤槽和雨水湿地。继而进行了工程布局,设置了四个砂滤槽,两个人工湿地,三个雨水花园。根据前期分析,砂滤槽的介质、大小,雨水花园的结构等有不同的处理。

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建设完毕后看,设置Vantage pro2型自动气象站,对工程运行数据监测,包括十次降雨事件的雨情特征。利用LID-BMPs去除污染物的效率评估方法,分析水量、水质、不同介质的处理效果。发现雨强和净流量的关系基本没有延迟;砂滤槽径流控制效果,与规模关系较大,效果明显,对于洪峰的削减大于其对于径流的削减;与介质也有关。

最终得出结论:在重污染降雨径流的情况,砂滤槽可以有效控制降雨径流,并能有效去除初期雨水的污染物,其中介质为含5%铁粉的细砂的砂滤槽对污染物去除率最高。砂滤槽结合其他的结构可有效控制20mm内的降雨径流,对洪峰削减明显。

 

发言题目:基于SWMM的绿色街道雨洪设施绩效模拟与设计优化

发言人:李强,北京工业大学建筑与城市规划学院,副教授。

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李强教授就16日的雨洪水文景观峰会的内容作了个人观点的总结,并对绿色街道理论与实践展开概述。

李教授提出在低影响开发下要结合人、景气、场所、生态等因素创造完整的街道,通过美国波特兰西斯科优绿色街道、中关村丰台科技园绿色街道研究与示范工程等案例介绍,展示绿色街道、雨水花园上可操作的雨水收集措施。总结案例分享,李教授提倡了绿色街道设计九大关键问题:

  1. 绿色街道基本概念
  2. 绿色街道平面与断面设计
  3. 绿色街道沿街建筑立面处理
  4. 绿色街道交叉口设计
  5. 绿色街道雨洪处理系统设计
  6. 绿色街道路缘带设计
  7. 绿色街道生物滞留池结构设计
  8. 绿色街道雨洪处理设施与市政管线的协调
  9. 绿色街道种植与景观设计

李教授论述自己对雨洪管理的观点,概括了《基于SWMM的绿色街道雨洪设施绩效模拟与设计优化》汇报内容所需要理解的背景资料,让权海源同学对具体汇报内容进行汇报。

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权海源首先对SWMM进行介绍,利用swmm进行绩效模拟和设计优化方法,模拟优化步骤由确定各项模拟参数开始,再设定优化目标C后≤C前,初步计算雨洪设施的规模,利用SWMM构建绿色街道雨洪设施系统方案,最后确定雨洪设施类型和规模。再以无锡中端生态城绿色街道改造工程为例实证研究,案例通过平断面改造、侧分带中增设雨洪设施系统、雨洪设施与设施协调,通过雨洪系统的模拟优化雨洪系统方案。得出的主要结论有:

  1. 以控制场地开发前后径流系数为目标,采用“经验值”法简化规模计算方法,后重点根据软件进行校核。
  2. 街道空间的局限限制了雨洪设施的规模,AWMM软件可以明确有限的设施时候能够满足控制雨洪需求,并且能够发现在不足以满足需求时哪些设施需要与传统的排水管线进行联系以保障雨洪安全。

 

发言题目:北京城市湖泊雨水利用潜力探究

发言人:谭琪,北京京林联合景观联合规划设计院,设计师。

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谭琪设计师就自己对北京五环内城区706.4km²的范围内的雨水利用的潜力研究做了汇报,汇报从绪论、北京城市湖泊雨水利用现状、北京城市湖泊雨水利用潜力、结语四个方面进行阐述。

一、绪论:

困境:

  • 北京地下水水位下降城市湖泊面临干涸缩小的困境
  • 城市湖泊补水量逐年增加,用水结构在不断变化
  • 城市湖泊主要补水方式:地表水+再生水
  • 城市湖泊水质恶化,污染情况严重
  • 城市湖泊补水费用高昂,水量损失较大
  • 北京现状补水方式并不难解决城市湖泊缺水的问题,并且产生污染和高昂的费用

标准:

  • 北京城市湖泊补水应以生态环境需水量标准:从传统城市湖泊需水量计算、生态环境需水量、平均生态水深考虑,并对生态环境需水量与现状补水量进行比较。

二、北京城市湖泊雨水利用现状

问题:

  • 雨水收集量较少,无法满足城市湖泊生态需水要求
  • 市政雨水管网将大量雨水截流
  • 城市湖泊周边城市建设混乱,对雨水汇流产生阻碍
  • 雨水初期水质较差,容易产生面源污染
  • 北京城市河湖雨水利用手段单一,造成更大的水资源浪费

总结问题就是雨水总量少,收集受到限制且水质差。

三、北京城市湖泊雨水利用潜力

通过对基础地形数据、Arcgis水文分析、湖泊的汇水区域计算,综合径流系数,得到雨水利用量潜力。从水质、工程措施以及成本效益等方面分析,得出北京市补给水量可足、水质可净、工程可行、效益可观,北京城市湖泊具有较大的雨水利用潜力。

四、结语

北京城市湖泊具有较大的雨水利用潜力,如果能够有效的对雨水进行收集与利用,不仅弥补现状补水方式的不足,满足了城市湖泊生态环境蓄水要求,而且改善了整体城市的水环境,具有巨大的社会和环境效益,是未来城市湖泊可持续利用的有效补水途径。

 

发言题目:重污染场地降雨径流控制案例研究

发言人:王政,清华大学环境学院,博士生。

王博士的汇报从LID项目导入和技术路线、场地污染特征识别和技术筛选、示范工程设计与建设、工程运行数据监测、工程效用评估五个方面进行汇报。

 

发言题目:基于SWMM与HEC-HMS的城市道路行洪问题模拟研究

发言人:陈鹏宇,山东大学土建与水利学院,研究生

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陈同学的汇报主要内容有城市雨洪模型与耦合、研究区模拟案例及结果展示与分析三方面进行。雨洪模型与耦合通过过程模拟、计算方法类型、主要软件等方面先作介绍,根据耦合流程图介绍整个研究过程,基于GIS技术强大的前后处理功能,利用HEC-HNS的水文学模块计算出各自汇水区域的产汇流情况,导入SWMM利用其水力学方法,计算管道、河道、马路洪水演进。

陈同学以济南市为例,准备资料有济南市DEM(数字高程模型)、济南市排水管网布置、济南市排水管网信息数据库,在济南市城区某小流域,研究区域面积为6.68km²,区域包括商业区、住宅区、办公楼、道路、河流、草坪、广场、公园、丘陵等,整体地形呈现南高北低的趋势。在研究区利用ArcHydro工具,设定模型参数,设定边界条件等,最终建立的模型具有结果显示和查询等强大的后处理功能,可以实现所有模拟计算结果的动态展示,任一时刻各单元要素对象的各项参数和相应输出变量计算结果的查询及剖面线图、时间序列图、离散点图、变量列表等形式的图表展示;在马路行洪问题评价中重点考虑行人安全、行车安全等因素,模拟路段的流速、水深得出最终结果并与现实调查基础做对比。

结果:模拟结果与实测行洪流速水深数据大致吻合;通过道路行人欲车辆安全分析,两处集中的道路行洪下,行人车辆处于安全状态,但需关注隐患;利用耦合模型的后处理功能,通过实践序列图、散点图、剖面图、变量列表、统计报表等形式,为城市道路行洪提供了分析和对模型深入理解的有效途径。

 

致谢:特别鸣谢协办方北京清华同衡规划设计研究院有限公司风景园林中心给予风景园林新青年志愿者媒体报道提供的参会支持!

志愿者合影

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娄梦玲

娄梦玲,YouthLA志愿者,合肥工业大学景观学本科生。爱读书,爱设计,爱通宵达旦地绘图,也爱闲散自由奔跑。

李艺琳

李艺琳,YouthLA志愿者,北京林业大学风景园林专业本科在读。爱天爱地,看山看水。

孙苏晶

孙苏晶,YouthLA志愿者,上海同济城市规划设计研究院二所,景观规划师,哈尔滨工业大学风景园林硕士。

王训迪

王训迪,YouthLA志愿者,北京林业大学园林学院研究生,研究方向园林景观规划一体化可视化设计。

张杭

张杭,YouthLA志愿者,清华大学风景园林专业硕士,景观规划师

穆文阳

穆文阳,YouthLA志愿者,北京林业大学风景园林学研究生在读。专业画图工,致力于保护野生动物的天文爱好者。

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王训迪,YouthLA志愿者,北京林业大学园林学院研究生,研究方向园林景观规划一体化可视化设计。

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