7—8月，暑熱與雨水交替，內(nèi)澇防范警鐘長(zhǎng)鳴。引人關(guān)注的“海綿城市”綜合治理中，如何做好城市排水管網(wǎng)規(guī)劃，是最基礎(chǔ)的一環(huán)。
一座城市如何更好地排水？這道古老的命題，在全球各地，尋求著新的答案。
近年來(lái)，隨著極端降雨事件的頻發(fā)，世界各地時(shí)有發(fā)生城市內(nèi)澇現(xiàn)象，在部分國(guó)家和地區(qū)造成不同程度的財(cái)產(chǎn)損失甚至死亡事件。
隨著氣候變暖的不斷加劇，強(qiáng)降雨發(fā)生的概率還將進(jìn)一步增加，且上升速率呈加速趨勢(shì)；與此同時(shí)，城市現(xiàn)代化的建設(shè)導(dǎo)致地面硬化率逐年上升，高地表徑流量減少了雨水通過(guò)土壤下滲的總量，也減少了土壤水分的蒸發(fā)量，對(duì)城市排水這一技術(shù)領(lǐng)域提出了新的要求。
非工程措施 破解“大都市排水困境” 與許多歷史悠久的大都市一樣，美國(guó)紐約曾面臨這樣的“排水規(guī)劃困境”。
作為世界上最大的濱水城市之一，紐約擁有長(zhǎng)達(dá)96.6公里的濱水岸線。然而，颶風(fēng)、強(qiáng)降雨、熱帶風(fēng)暴甚至極端高位潮水帶來(lái)的水安全和水環(huán)境問(wèn)題，使其具有一定的脆弱性，如擁有7.15萬(wàn)棟建筑和40萬(wàn)居民居住的洪泛區(qū)每年有1%的可能性會(huì)被淹沒(méi)，以及降雨引發(fā)的地表徑流污染和合流制溢流問(wèn)題等。
為此，城市建設(shè)過(guò)程中有計(jì)劃地加強(qiáng)雨洪管理。例如在全市所有合流制管網(wǎng)的422個(gè)排放口處設(shè)置調(diào)節(jié)器，可攔截大部分污水和雨水并轉(zhuǎn)移至下水道，升級(jí)污水處理廠以提高處理雨污合流污水的能力；2008—2010年向紐約市民推行雨水桶贈(zèng)送計(jì)劃，將存儲(chǔ)的雨水用于澆灌草地和花壇；推出“綠色街道建設(shè)計(jì)劃”——通過(guò)街邊的滯留洼地和植草溝來(lái)滯蓄和凈化雨水。
然而，紐約在完善、升級(jí)排水系統(tǒng)過(guò)程中，對(duì)地上和地下空間進(jìn)行大規(guī)模改造的難度極大，有限的空間、時(shí)間及地質(zhì)土壤等本底條件都是制約因素，紛繁復(fù)雜的社會(huì)問(wèn)題也阻礙了工程施工的推進(jìn)。
為了實(shí)現(xiàn)2030年雨污合流制區(qū)域不透水面積的改造目標(biāo)，紐約市環(huán)保局選擇工程措施和非工程措施“雙管齊下”。
針對(duì)解決紐約市地上空間被限制的問(wèn)題，改造過(guò)程中多采用一些能夠適應(yīng)狹小空間的基礎(chǔ)設(shè)施，如雨水桶、生態(tài)樹(shù)池和綠色屋頂?shù)龋⑼ㄟ^(guò)將原土層更換為工程土壤和開(kāi)級(jí)配碎石填料層，大幅改良本底土壤，幫助水更快滲透、排出。
為了能夠更好地適應(yīng)地上和地下空間條件，紐約市環(huán)保局開(kāi)發(fā)了一種全新的、對(duì)空間要求更低的綠色基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)，并稱(chēng)其為“綠色條帶”（GreenStrip）。它的主要特點(diǎn)是在道路到路緣石間設(shè)置一段坡度為10%的區(qū)域，以利于路面雨水快速流入綠色條帶；路緣石進(jìn)水口處設(shè)置6×12英寸的碎石帶，以削弱進(jìn)水對(duì)植被的沖刷；人行道與側(cè)石之間的脹縫留出0.5英寸，保證溫度變化后設(shè)施不發(fā)生脹裂；設(shè)施正下方的填料依次是工程土壤和碎石填料層，其壓實(shí)后空隙率大于15%，確保設(shè)施骨架強(qiáng)度的同時(shí)達(dá)到良好的蓄水效果。
在非工程措施中，有一項(xiàng)創(chuàng)新得到廣泛好評(píng)。紐約市環(huán)保局為排水改造工程建立了一套基于互聯(lián)網(wǎng)的施工地圖，地圖上可以顯示市內(nèi)每一項(xiàng)改造工程的具體位置、設(shè)計(jì)方案及工程進(jìn)展情況，并每月進(jìn)行更新。通過(guò)此地圖，改造參與人員及公眾對(duì)這項(xiàng)工程的認(rèn)知度得到極大的提升，增強(qiáng)了城市內(nèi)不同部門(mén)之間的協(xié)調(diào)默契度。更重要的是，市民可以根據(jù)此圖選擇最佳的出行路線，從而緩解城市的交通壓力，讓改造工程得到更多理解和支持。
可持續(xù)排水報(bào)告 有“一票否決權(quán)” 不久前，英國(guó)泰晤士水務(wù)公司宣布，將資助20個(gè)防洪項(xiàng)目，通過(guò)建立“可持續(xù)城市排水系統(tǒng)”（sustainableurbandrainagesystems，SuDS），應(yīng)對(duì)倫敦和泰晤士河谷地區(qū)洪水問(wèn)題。
由于氣候變化，未來(lái)洪水災(zāi)害的發(fā)生將更加頻繁，災(zāi)害程度可能更加嚴(yán)重。洪水對(duì)倫敦的最大威脅在于城市排水管網(wǎng)不堪重負(fù)。“可持續(xù)城市排水系統(tǒng)”通過(guò)減緩雨水流入下水道和被地面吸收的速度，以避免整個(gè)排水系統(tǒng)被淹沒(méi)及失效。
據(jù)悉，該項(xiàng)目將更換超過(guò)11公頃的不透水鋪面（約為溫莎城堡面積的兩倍），以減緩地表水從道路和屋頂流入污水管網(wǎng)的流速并減少水量。該措施將有助于降低當(dāng)?shù)氐暮樗L(fēng)險(xiǎn)，還可以改善城市綠地空間、吸引野生動(dòng)物棲息，并發(fā)揮道路安全的作用。
在英國(guó)，所有新建和改造項(xiàng)目無(wú)論面積大小，都要遵守政府頒布的《可持續(xù)發(fā)展排水系統(tǒng)手冊(cè)》。在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前都要向政府有關(guān)部門(mén)提供這個(gè)項(xiàng)目的排水戰(zhàn)略報(bào)告，若報(bào)告不被通過(guò)，項(xiàng)目就不能進(jìn)一步開(kāi)展，也就是“一票否決”。
以一個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目作為“麻雀”解剖觀察，可以了解到英國(guó)排水系統(tǒng)的具體設(shè)置理念和要求。歷史上這個(gè)項(xiàng)目地塊于1969年第一次被開(kāi)發(fā)，最后一次開(kāi)發(fā)這個(gè)項(xiàng)目地塊是用于住宅建設(shè)和住宅停車(chē)場(chǎng)。現(xiàn)在要拆除這個(gè)地塊并進(jìn)行重新開(kāi)發(fā)，新建辦公樓和辦公樓停車(chē)場(chǎng)。
項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前，政府要求開(kāi)發(fā)業(yè)主提交排水戰(zhàn)略報(bào)告。報(bào)告中第一部分就是作區(qū)域分析，分析開(kāi)發(fā)前后地塊內(nèi)地面徑流系數(shù)的變化即地面透水性的變化。
根據(jù)勘測(cè)資料和開(kāi)發(fā)規(guī)劃，開(kāi)發(fā)前透水面積10184平方米，不透水面積8136平方米；開(kāi)發(fā)后透水面積7768平方米，不透水面積10552平方米；開(kāi)發(fā)后不透水面積增加2416平方米。
報(bào)告第二部分是最大徑流量評(píng)估，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)后的徑流量不能大于開(kāi)發(fā)前的徑流量，最大徑流量評(píng)估還要校核因氣候變化造成的徑流量增加量。
第三部分是計(jì)算由于不透水面積的增加造成的排水流量的增加量。根據(jù)計(jì)算，開(kāi)發(fā)前這個(gè)項(xiàng)目的不透水區(qū)域排水量為164.8立方米，開(kāi)發(fā)后這個(gè)數(shù)字為276.8立方米。從計(jì)算結(jié)果可知，開(kāi)發(fā)后這個(gè)項(xiàng)目地域范圍內(nèi)的不透水區(qū)域排水量比開(kāi)發(fā)前多112立方米。
這個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)后的排水量比開(kāi)發(fā)前大，不符合《可持續(xù)發(fā)展排水系統(tǒng)手冊(cè)》的要求，因此必須調(diào)整原有規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，采取技術(shù)措施減少開(kāi)發(fā)后的排水量，如采用滲透塘、蓄水池、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池等設(shè)施。
讓城市公園 成為綠色基礎(chǔ)設(shè)施 與許多國(guó)家不一樣的是，德國(guó)將排水管理的重點(diǎn)放在雨水收集和利用上。其中，遍布城市的一座座公園，成為“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”，減少和控制了暴雨時(shí)的雨水徑流，為整座城市的排水系統(tǒng)減輕壓力。
城市公園中土地較完整的自然結(jié)構(gòu)及較強(qiáng)的可塑性，為雨水收集提供了良好的場(chǎng)地。同時(shí)，不同的雨水收集措施也提供了創(chuàng)造出不同景觀的可能性。
城市公園雨水收集的景觀要素之一是地表明溝，它是設(shè)計(jì)有步道或露臺(tái)的淺水水渠。公園內(nèi)的雨水大多會(huì)經(jīng)此流過(guò)草地、植被、道路、停車(chē)場(chǎng)等區(qū)域，然后進(jìn)入排水設(shè)施中。
德國(guó)公園中的地表明溝形式多樣，充分將排水設(shè)施與公園的景觀結(jié)合到了一起，起到了減緩洪峰與豐富景觀內(nèi)容的雙重效果。例如，德國(guó)北星公園的北星廣場(chǎng)將地表明溝作為主要景觀要素，豐富的地表明溝形式將整個(gè)廣場(chǎng)串聯(lián)了起來(lái)。其中，入口處的明溝景觀是整個(gè)廣場(chǎng)的“高光部分”——1.8米高的旋轉(zhuǎn)階梯疊水墻連接著16米長(zhǎng)的明溝排水系統(tǒng)，最終通入地下管道，而其中又有3條連接涌泉且造型各異的明溝景觀。
在城市公園中，透水鋪裝可以減弱徑流、過(guò)濾雨水、促進(jìn)雨水下滲，有利于自然界中的水循環(huán)。其主要工作方式是下雨天由于透水磚與墊層間留有大量的空隙，雨水會(huì)逐層下滲，順著空隙直接進(jìn)入土壤，不能滲透的則可設(shè)立人工儲(chǔ)水池儲(chǔ)存。
天氣炎熱時(shí)，地下水則會(huì)逆向滲透補(bǔ)給到空氣中，增加空氣濕度，也可將其儲(chǔ)存在儲(chǔ)水池中的雨水回灌利用。
20世紀(jì)60年代，德國(guó)首次嘗試大孔隙透水性瀝青路面；到了80年代，德國(guó)開(kāi)始重視地面透水設(shè)計(jì)；21世紀(jì)以來(lái)，德國(guó)已做到全國(guó)城市大部分路面為透水路面。2014年，德國(guó)克羅斯特曼公司研發(fā)出最新型的生態(tài)透水地磚，可以直接阻斷有害物質(zhì)進(jìn)一步滲透，且不影響水分蒸發(fā)。
如今游客如織的德國(guó)千石公園，便是以這生態(tài)透水磚為主要景觀要素的雨水收集公園。
德國(guó)斯圖加特綠縫公園是連接山上公園與周?chē)幼^(qū)的過(guò)渡空間。公園內(nèi)，地表明溝隨著高低起伏的地勢(shì)而建，將周?chē)^(qū)的屋面雨水與地表雨水收集于此，最終排到北面的雨水調(diào)蓄池中。
值得一提的是，綠縫公園中有兩套水循環(huán)管理系統(tǒng)：一是在下雨的時(shí)候，屋面的雨水流經(jīng)“雨水管—綠縫公園噴泉泉眼—小溪—人工調(diào)蓄池”的路徑，進(jìn)入調(diào)蓄池中后被自然植物凈化。當(dāng)雨水超出了調(diào)蓄池的容量后，會(huì)經(jīng)過(guò)3個(gè)泄水口流入凈水池進(jìn)行凈化，凈化后的水會(huì)用于整個(gè)園區(qū)的灌溉。
二是當(dāng)不下雨時(shí)，地下蓄水池的水會(huì)排入凈水池中，然后通過(guò)人工抽水設(shè)施抽至綠縫公園小溪上游的泉眼，最后再到小溪和調(diào)蓄池中。在這里，調(diào)蓄池是地面徑流的終端，同時(shí)也是園內(nèi)令人賞心悅目的美景。
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