董文睿,夏雙慶,程春龍,胡其聰,陶樂樂,郭帥
(合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院,安徽 合肥 230009)
住宅小區(qū)作為城市建設的重要組成部分,是城鎮(zhèn)居民的主要活動場所,美好的小區(qū)居住環(huán)境可以極大提高人民的生活幸福度。然而,近些年頻發(fā)的城市內(nèi)澇,對人民的生產(chǎn)、生活造成了極大的危害。海綿城市建設作為一種緩解城市內(nèi)澇的有效手段,規(guī)劃設計范圍包含了城市各個不同的功能區(qū)域,是一項系統(tǒng)性的工程,而已建成小區(qū)的海綿化改造具有因地制宜、工作量較少、改造強度較小、對現(xiàn)有環(huán)境影響小等特點,是海綿城市建設的重要內(nèi)容之一。因此,近些年全國各地開展了大量的建成小區(qū)的海綿化改造試點。然而,已建成小區(qū)經(jīng)過海綿化改造后的實際效果如何,還值得深入研究。
我國住房城鄉(xiāng)建設部在2014年10月發(fā)布了《海綿城市建設技術指南》,自2015年以來我國海綿城市的試點工作也在各地不斷開展。根據(jù)《合肥市海綿城市專項規(guī)劃(2016-2030年)》,合肥市海綿城市專項規(guī)劃期限為2016至2030年,其范圍為合肥市主城區(qū)范圍,合肥市區(qū)及周邊9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有涉及。
至2020年12月,合肥市已完成兩批海綿小區(qū)改造。通過對典型建成海綿小區(qū)的實地調(diào)研,對海綿化改造的實際效果進行評價,同時對存在的問題進行分析與梳理,對后續(xù)海綿化改造項目的開展來說具有重要的參考價值。
本文采用合肥市第一批完成海綿化改造試點的航鑫家苑與望湖南苑小區(qū)作為主要研究對象。其中,望湖南苑小區(qū)位于祁門路與望湖西路交口西北側(cè),建成于2006年,占地面積約2.14hm,建筑面積約5506.7m。該小區(qū)是合肥市首個完成海綿化改造的小區(qū)。而航鑫家苑小區(qū)建成于1996年,是典型的老舊小區(qū),該小區(qū)為合肥市第一批海綿小區(qū)建設的試點之一,能夠很好地反映合肥市老舊小區(qū)海綿化改造情況。
航鑫家苑小區(qū)位于合肥市蜀山區(qū),小區(qū)整體占地面積約為7.59hm。改造前,航鑫家苑小區(qū)的硬質(zhì)路面占比達60%,管網(wǎng)布置復雜,存在較嚴重的雨污混接問題,暴雨時易發(fā)生內(nèi)澇,雨水的有效利用率低。
航鑫家苑小區(qū)主要進行了雨污分流改造以及小區(qū)下墊面的改造。在小區(qū)內(nèi)共建設有4處蜂巢蓄水池,配合小區(qū)雨污分流,同時通過透水鋪裝、卵石邊溝等海綿化措施,使降水最終匯入地下蓄水池[2]。
望湖南苑小區(qū)的海綿化改造目標是解決雨污混流、內(nèi)澇問題,同時實現(xiàn)雨水的蓄存及利用。小區(qū)主車道采用瀝青進行增高,使雨水可以順道路坡度匯入路牙上的開孔側(cè)石,最終使雨水匯入雨水干管。小區(qū)支路、停車場以及一些公共區(qū)域均采用透水鋪裝,使得雨水能夠更好地下滲。海綿措施收集的雨水將分流入小區(qū)3個蓄水池,容積合計700m,蓄水池蓄滿后,雨水才會排入市政管道。
兩個小區(qū)海綿化改造完成后,可實現(xiàn)完全雨污分流,顯著減少了小區(qū)的道路雨水外排和徑流中的污染物總體排放量,有效緩解道路積水及污染問題,其所在片區(qū)的綜合徑流系數(shù)也明顯下降,附近水域的水質(zhì)有效改善,提高了合肥市城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,以及城市市民居住生活環(huán)境質(zhì)量。
實地調(diào)研分為以下三個階段。
①區(qū)域概況調(diào)查。2020年9月至10月對研究區(qū)域進行實地調(diào)研,熟悉區(qū)域情況及海綿化改造措施并對其進行整理。
②雨天實地觀測。2020年10月至12月間為雨天觀測階段,觀察研究區(qū)域海綿化措施實際情況,海綿化改造措施是否正常運行并進行總結(jié)記錄。
③復核調(diào)研。2020年12月至2021年1月間對總結(jié)和分析前期調(diào)研時存在疑問的區(qū)域進行復核調(diào)研。
在本文研究區(qū)域中,主要海綿化改造措施見下表所示。
航鑫家苑小區(qū)的海綿化改造措施主要有卵石邊溝、蜂巢蓄水池、硅砂透水磚、生態(tài)停車場等;望湖南苑小區(qū)的海綿化改造措施則以卵石雨水溝、雨水花園、蜂巢蓄水池、硅砂透水磚為主。
調(diào)研海綿小區(qū)海綿改造措施表
望湖南苑小區(qū)道路兩側(cè)設有卵石雨水溝,在雨天實際觀察時能觀察到綠化帶的雨水順著坡度流入邊溝,路面徑流則通過開孔側(cè)石流入邊溝,鋪設的鵝卵石能有效地將樹葉、垃圾等雜物攔截下來,同時也能起到一定截流作用,減輕管網(wǎng)壓力,使雨水溝在擁有良好排水能力的同時不影響景觀效果。進入盲溝的雨水進一步被引入雨水干管,最后進入附近的蜂巢蓄水池。
雨水花園利用土壤和植物的過濾作用,在減少地表徑流的同時能對雨水進行過濾。同時通過植物的搭配也能使得雨水花園有良好的景觀效果,改善小區(qū)環(huán)境。
圖1 卵石雨水溝實景圖
圖2 雨水花園實景圖
望湖南苑小區(qū)居民樓附近設置有雨水花園,其能有效收集周圍雨水徑流,延長地表上雨水停留時間,增加雨水下滲量,從而減少暴雨時地表徑流,避免內(nèi)澇危害。
在航鑫家苑南段,居民樓外側(cè)設置有卵石邊溝,屋頂雨水先經(jīng)過卵石溝再排至周圍草地或樹池,用于減緩雨水立管處的集中排水。航鑫家苑小區(qū)將原有的建筑屋面雨水和陽臺雨水分流,將新的陽臺的雨水支管直接接至污水管,新設置的建筑屋面雨水支管則將雨水從屋面引入地面的卵石邊溝,在邊溝達到一定蓄水量后雨水流入雨水口,最終引到地下的蓄水池,進行雨水的凈化和蓄存,從而實現(xiàn)雨水的蓄存及利用。
根據(jù)望湖南苑城市小區(qū)海綿化改造工程公開信息,該小區(qū)改造時采用分布式地下隱形水庫技術系統(tǒng)。在降雨量處于峰值時,蜂巢蓄水池將雨水蓄存,為小區(qū)居民提供綠化、洗車用水等,多余雨水則進入管網(wǎng),這樣既能緩解雨量峰值時的壓力,還能凈化雨水,提高雨水利用率。
航鑫家苑小區(qū)的海綿化改造工程則建有4處蜂巢蓄水池、總?cè)萘繛?300m,雨水進入蜂窩蓄水池后,可用于小區(qū)的綠化澆灑、道路沖洗以及洗車和消防安全。
望湖南苑小區(qū)人行道和停車區(qū)域鋪設硅砂透水磚,其下鋪有一層硅砂混凝土,增強了透水磚的滲透性。進行雨天實地觀察發(fā)現(xiàn),在降雨初期,雨水滴至透水磚上能夠立刻入滲,難以形成地表徑流。在經(jīng)歷較長時間降雨后,透水磚透水能力稍有下降,但仍可有效減少地表徑流的產(chǎn)生。
航鑫家苑小區(qū)大部分人行道同樣使用了具有濾水功能的硅砂透水磚,與望湖南苑的類似,硅砂透水磚的透水效果較好,雨水滴在透水磚表面有較為明顯的下滲,但當雨水較多時,滲透速度較為不足,會形成少量積水。
航鑫家苑中段以及南段進行了生態(tài)停車場的改造,由于鋪設了植草磚,綠化部分使雨水及時透過土壤下滲,較難形成積水。
通過三個階段的現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn),合肥市老舊小區(qū)海綿化改造后的滲水、水處理、景觀等效果較好,也得到了較好的保持,但部分海綿化措施存在一定程度的缺乏維護和失效等問題。
圖3 硅砂透水磚實景圖
圖4 卵石邊溝實景圖
實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)的問題與建議總結(jié)如下:
望湖南苑小區(qū)的部分水溝溢流口較低,容易出現(xiàn)水溝尚未蓄滿,積水就已排出的情況,綜合蓄納能力受到影響;卵石水溝由混凝土砌成,內(nèi)部廢棄物較多,與周圍景觀的協(xié)調(diào)性與美觀性較差。可以通過優(yōu)化綠化帶高度層次布局,采用由喬木、灌木和草坪組成的復合群落結(jié)構(gòu)來增添此類海綿化措施的美觀與實用性。
航鑫家苑小區(qū)的生態(tài)停車場與望湖南苑小區(qū)的雨水花園均有部分區(qū)域存在植被破壞嚴重,綠化率較低的問題。可以適當增加停車位植草磚與植被的高度差,給予植被充足的生長空間,減少植被破壞。對于雨水花園而言,可以選用有較強適應能力且具有一定觀賞性的植物。同時要對周圍的氣候、環(huán)境因素進行充分考慮,選擇適宜的植物。
航鑫家苑小區(qū)的綠地高度往往與路緣石齊平,甚至略高于綠地,且部分路緣石上的孔洞被落葉等雜物堵塞,嚴重影響了路面雨水流入綠地。因此,在對老舊小區(qū)進行海綿化改造時,應充分考慮實際情況,因地制宜,根據(jù)既有地形重新合理規(guī)劃綠地高度,將原有草地改建為下凹式綠地,并定期養(yǎng)護植被、沖洗路緣石孔洞。同時,可以鋪設具有一定傾斜坡度的路緣磚塊,并在開孔路緣石附近合理布置雨水篦子。
通過三個階段的實地調(diào)研與后期分析,對合肥市已建成的典型海綿小區(qū)的海綿化改造措施現(xiàn)狀及其成效進行了調(diào)研。雖然部分海綿措施受到了一定程度的破壞,但是海綿化改造仍然有比較好的成效,能夠顯著地提升小區(qū)居民的生活。針對在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)的卵石邊溝、雨水花園、生態(tài)停車場與開孔路緣石存在的問題,本文提出了一些改造意見,如采用灌木和草坪組成的復合群落結(jié)構(gòu)來增加卵石邊溝的美觀與實用性。本研究成果將對海綿小區(qū)的改造與海綿措施的優(yōu)化提供一定的參考。