城市不同,特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)也不盡相同。因此打造“海綿城市”不能生硬照搬他人的經(jīng)驗(yàn)做法,而應(yīng)在科學(xué)的規(guī)劃下,因地制宜采取符合自身特點(diǎn)的措施,才能真正發(fā)揮出海綿作用,從而改善城市的生態(tài)環(huán)境,提高民眾的生活質(zhì)量。
德國(guó):高效集水 平衡生態(tài)
得益于發(fā)達(dá)的地下管網(wǎng)系統(tǒng)、先進(jìn)的雨水綜合利用技術(shù)和規(guī)劃合理的城市綠地建設(shè),德國(guó)“海綿城市”建設(shè)頗有成效。
德國(guó)城市地下管網(wǎng)的發(fā)達(dá)程度與排污能力處于世界領(lǐng)先地位。德國(guó)城市都擁有現(xiàn)代化的排水設(shè)施,不僅能夠高效排水排污,還能起到平衡城市生態(tài)系統(tǒng)的功能。以德國(guó)首都柏林為例,其地下水道長(zhǎng)度總計(jì)約9646公里,其中一些有近140年歷史。分布在柏林市中心的管道多為混合管道系統(tǒng),可以同時(shí)處理污水和雨水。其好處在于可以節(jié)省地下空間,不妨礙市內(nèi)地鐵及其他地下管線的運(yùn)行。而在郊區(qū),主要采用分離管道系統(tǒng),即污水和雨水分別在不同管道中進(jìn)行處理。這樣做的好處是可以提高水處理的針對(duì)性,提高效率。
近年來,德國(guó)開始廣泛推廣“洼地—滲渠系統(tǒng)”,使各個(gè)就地設(shè)置的洼地、滲渠等設(shè)施與帶有孔洞的排水管道相連,形成了分散的雨水處理系統(tǒng)。低洼的草地能短期儲(chǔ)存下滲的雨水,滲渠則能長(zhǎng)期儲(chǔ)存雨水,從而減輕城市排水管道的負(fù)擔(dān)。
德國(guó)的雨水利用技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展已日臻成熟,目前主要的城市雨水利用方式有3種:一是屋面雨水集蓄系統(tǒng)。收集的雨水經(jīng)簡(jiǎn)單處理后,可用于家庭、公共場(chǎng)所和企業(yè)的非飲用水;二是雨水截污與滲透系統(tǒng)。道路雨洪通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補(bǔ)充地下水。德國(guó)城市街道雨洪管道口均設(shè)有截污掛籃,以攔截雨洪徑流攜帶的污染物。城市地面使用可滲透地磚,以減小徑流;三是生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)。小區(qū)沿著排水道修建可滲透淺溝,表面植有草皮,供雨水徑流時(shí)下滲。超過滲透能力的雨水則進(jìn)入雨洪池或人工濕地,作為水景或繼續(xù)下滲。
專家認(rèn)為,大面積的城市公園對(duì)調(diào)節(jié)城市局部氣候、保持水土和地下水蓄積有重要作用。德國(guó)的許多城市市中心都有面積巨大的城市公園。例如,慕尼黑英國(guó)花園,面積約410公頃;柏林市中心的蒂爾加滕公園,面積約210公頃。此外,許多大型建筑物停用或廢棄后,德國(guó)政府會(huì)考慮將其合理規(guī)劃成城市綠地或公園。例如,滕伯爾霍夫機(jī)場(chǎng)停用后,柏林市政府就將其規(guī)劃成一座面積為300多公頃的城市公園。
鑒于柏林的城市熱島效應(yīng)已經(jīng)顯現(xiàn),專家們建議,更多的“綠色屋頂”不僅可以通過水分蒸發(fā)控制溫度升高,而且“綠色屋頂”能吸收更多雨水,在強(qiáng)降雨情況下減輕城市管道的壓力。目前,柏林市的部分議員正在考慮通過補(bǔ)貼措施鼓勵(lì)柏林市民參與建設(shè)“綠色屋頂”。據(jù)了解,補(bǔ)貼的時(shí)間為5年,額度未定,柏林市政府將在今年夏休季后對(duì)這一問題進(jìn)行討論。專家評(píng)估認(rèn)為,這項(xiàng)屋頂綠化工作如果能達(dá)到一定密度,未來至少可以留住60%的降雨。
為了加強(qiáng)城市“綠色基礎(chǔ)”建設(shè),德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境部前不久剛出版了一份關(guān)于城市綠地建設(shè)的綠皮書,旨在討論德國(guó)未來城市綠地建設(shè)的遠(yuǎn)景規(guī)劃。到2017年,德國(guó)政府還準(zhǔn)備出臺(tái)一部白皮書,詳細(xì)介紹城市綠地建設(shè)的具體措施。“綠色基礎(chǔ)”建設(shè)將極大地改善未來城市居民的生活質(zhì)量,并帶來經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)和文化綜合效益。
瑞士: 雨水工程 民眾參與
瑞士是世界上最富裕的國(guó)家之一,同時(shí)也可謂是世界上最節(jié)省的國(guó)家之一。瑞士并不缺水,境內(nèi)湖泊眾多,有1484個(gè),最大的日內(nèi)瓦湖面積約581平方公里。但瑞士政府一向提倡節(jié)約用水,鼓勵(lì)民眾在下雨時(shí)吸水、蓄水、凈水,使雨水得到循環(huán)利用。
20世紀(jì)末開始,瑞士在全國(guó)大力推行“雨水工程”。這是一個(gè)花費(fèi)小、成效高、實(shí)用性強(qiáng)的雨水利用計(jì)劃。通常來說,城市中的建筑物都建有從房頂連接地下的雨水管道,雨水經(jīng)過管道直通地下水道,然后排入江河湖泊。瑞士則以一家一戶為單位,在原有的房屋上動(dòng)了一點(diǎn)兒“小手術(shù)”:在墻上打個(gè)小洞,用水管將雨水引入室內(nèi)的儲(chǔ)水池,然后再用小水泵將收集到的雨水送往房屋各處。瑞士以“花園之國(guó)”著稱,風(fēng)沙不多,冒煙的工業(yè)幾乎沒有,因此雨水比較干凈。各家在使用時(shí),靠小水泵將沉淀過濾后的雨水打上來,用以沖洗廁所、擦洗地板、澆花,甚至還可用來洗滌衣物、清洗蔬菜水果等。
如今在瑞士,許多建筑物和住宅外部都裝有專用雨水流通管道,內(nèi)部建有蓄水池,雨水經(jīng)過處理后使用。一般用戶除飲用之外的其他生活用水,用這個(gè)雨水利用系統(tǒng)基本可以解決。瑞士政府還采用稅收減免和補(bǔ)助津貼等政策鼓勵(lì)民眾建設(shè)這種節(jié)能型房屋,從而使雨水得到循環(huán)利用,節(jié)省了不少水資源。
在瑞士的城市建設(shè)中,最良好的基礎(chǔ)設(shè)施是完善的、遍及全城的城市給排水管道和生活污水處理廠。早在17世紀(jì),瑞士就已經(jīng)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、暴露在道路表面的排水管道,迄今在日內(nèi)瓦老城仍然能看到這些古老的排水道。從1860年開始,下水道已經(jīng)被看做是公共系統(tǒng)重要的組成部分,瑞士的城市建設(shè)者開始按照當(dāng)時(shí)的需要建造地下排水系統(tǒng)。瑞士今天的地下排水系統(tǒng)則主要修建于二戰(zhàn)后。當(dāng)時(shí),瑞士出現(xiàn)了大規(guī)模的城市化發(fā)展,誕生了很多衛(wèi)星城市。在這一時(shí)期,瑞士制定了水使用和水處理法律,并開始落實(shí)下水管道系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃。
在瑞士,日常生活污水和雨水是通過不同的管道進(jìn)行處理的。早在140年前,蘇黎世就建立了污水凈化設(shè)施。生活污水通過單獨(dú)的管道流到污水處理站,進(jìn)行凈化處理,未經(jīng)收集的雨水則通過簡(jiǎn)單的過濾處理后流入湖水或其他自然水體。污水和雨水流入不同的管道,含有大量油污的廚房污水就不會(huì)流入雨水管道并堵塞管道,應(yīng)該說這在一定程度上有利于避免大規(guī)模降水時(shí)造成的城市洪澇現(xiàn)象。
由于瑞士城市里下水口密布,排水管道設(shè)置合理,污水處理系統(tǒng)遍布全城,再加上一些古老的下水道至今仍能發(fā)揮作用,因此瑞士的地下排水系統(tǒng)基本可以應(yīng)對(duì)排水的需要,城市里很少發(fā)生洪澇現(xiàn)象。
新加坡:疏導(dǎo)有方 標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格
新加坡作為一個(gè)雨量充沛的熱帶島國(guó),其最高年降雨量在近30年間呈持續(xù)上升趨勢(shì),卻鮮有城市內(nèi)澇的情況發(fā)生。記者初到獅城時(shí)正逢雨季,每天都有數(shù)場(chǎng)“說來就來”的瓢潑大雨,但城市內(nèi)均未出現(xiàn)明顯的積水和內(nèi)澇。這一切要?dú)w功于設(shè)計(jì)科學(xué)、分布合理的雨水收集和城市排水系統(tǒng)。
首先,預(yù)先規(guī)劃城市排水系統(tǒng)。新加坡通常在進(jìn)行地面建筑的建設(shè)之前,會(huì)事先規(guī)劃和設(shè)計(jì)好該建筑的地下和地面排水系統(tǒng),因此每一棟建筑,包括人行道、馬路周邊都分布有一定數(shù)量的排水渠。這些排水渠與城市的主要排水系統(tǒng)相連,形成了遍布全島的城市雨水收集、排放網(wǎng)絡(luò),保證了大量雨水能夠及時(shí)、快速地排出。同時(shí),建筑物本身的雨水收集和排放系統(tǒng)也相當(dāng)完善。以新加坡的政府組屋為例,樓頂、走廊、樓梯間等重要部位均設(shè)有雨水收集管。雨水可由此排至建筑外的排水溝渠,隨后匯入城市主排水管道。在細(xì)節(jié)方面,新加坡的地面排水溝渠往往設(shè)有多個(gè)接入城市主排水管道的連接口,既確保了排水的通暢,也防止水溝過深。此外,在新加坡的地下主排水管道內(nèi)均安裝有電子監(jiān)控系統(tǒng),相關(guān)工作人員可實(shí)時(shí)監(jiān)控管道內(nèi)的情況,如管道內(nèi)水位、流量,以及是否有垃圾阻塞問題等,以便及時(shí)處理。
其次,加強(qiáng)雨水疏導(dǎo),建立大型蓄水池。經(jīng)由城市雨水收集系統(tǒng)收集到的雨水最終將匯入新加坡城市周邊的17個(gè)大型蓄水池,而這些大型蓄水池也是新加坡解決雨水疏導(dǎo)和城市內(nèi)澇問題的關(guān)鍵所在。在新加坡17個(gè)大型蓄水池中,濱海蓄水池?fù)碛行录悠氯珖?guó)最大,也是最具城市化的集水區(qū),集水面積達(dá)1萬公頃,相當(dāng)于新加坡國(guó)土面積的六分之一。濱海蓄水池由長(zhǎng)350米的濱海堤壩與海水相隔而成。濱海堤壩設(shè)有9個(gè)冠形閘門。當(dāng)大量雨水至蓄水池內(nèi)水位較高而海水處于低潮時(shí),閘門會(huì)降下,使過量的雨水傾瀉入海。而當(dāng)蓄水池內(nèi)水位較高且海水處于漲潮狀態(tài)時(shí),亦可通過巨型排水泵將過量的雨水排入海洋。據(jù)介紹,當(dāng)濱海堤壩的7個(gè)巨型排水泵同時(shí)啟動(dòng),整個(gè)排水過程只需要9秒鐘。新加坡濱海堤壩有效減緩了牛車水、駁船碼頭、惹蘭勿剎及芽籠等城市低洼地區(qū)的局部?jī)?nèi)澇現(xiàn)象,這一工程曾在國(guó)際環(huán)境工程比賽中獲獎(jiǎng)。
第三,建立嚴(yán)格的地面建筑排水標(biāo)準(zhǔn)。為確保在雨量激增情況下,能夠?qū)⒂晁皶r(shí)排出,新加坡公用事業(yè)局?jǐn)?shù)次修訂和提高地面建筑排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),要求所有新建筑物必須提高防水門檻的高度。其中,一般建筑(不含地下層)的最低平臺(tái)高度必須比路面高出30厘米或高出最高淹水水位60厘米。有地下層的商業(yè)或住宅項(xiàng)目,最低平臺(tái)高度必須比路面高出60厘米或高出最高淹水水位60厘米。所有通往地下設(shè)施(停車場(chǎng)、地道、地下層等)的進(jìn)出口都必須設(shè)最低路脊高度。特別是地下設(shè)施,如地鐵站、大型商業(yè)或住宅項(xiàng)目,最低路脊高度必須比最低平臺(tái)高度高出30厘米。除此之外,還規(guī)定凡占地面積超過2000平方米的建筑項(xiàng)目,開發(fā)商必須建造容積為12立方米的地下儲(chǔ)水池。開發(fā)商為建筑物安裝的儲(chǔ)水或“吸水”設(shè)施須能“困住”25%至35%的地面徑流,以減少暴雨對(duì)建筑物造成的負(fù)擔(dān)。
目前,新加坡公用事業(yè)局正就在當(dāng)?shù)亟ㄔ煨碌牡叵屡潘托钏C合系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研。據(jù)悉,新系統(tǒng)將具備排水、蓄水和發(fā)電3大功能,以更好地幫助新加坡在水源和能源供給方面達(dá)到自給自足。
美國(guó)洛杉磯: 強(qiáng)化設(shè)計(jì) 加快改建
美國(guó)大多數(shù)城市秉承傳統(tǒng)的水利設(shè)施設(shè)計(jì)理念:在郊外儲(chǔ)存雨水,利用水渠送到市區(qū),污水通過地下溝渠排走。這種理念按照西方的說法始于古羅馬時(shí)代,現(xiàn)在仍然大行其道。即使在非常缺水的加利福尼亞州,也是因循這一并不適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的城市水利與用水模式。
多年以來,洛杉磯的雨水一直是流入河道,流向大海。在上個(gè)世紀(jì)40年代,洛杉磯河被改造成一個(gè)水泥砌就的溝槽,在雨季承擔(dān)泄洪任務(wù)。它實(shí)際上已經(jīng)徒有其名,不能算作一條河流,就像一個(gè)長(zhǎng)達(dá)51英里的浴缸,橫臥在城市與大海之間。在沒有被改造成泄洪水道之前,它經(jīng)常泛濫,淹沒沿岸城鎮(zhèn)。在這條河流砌上水泥之后,洪水的威脅沒有了,沿岸也被城市所占領(lǐng)。如今,情況發(fā)生很大變化,人們不再擔(dān)心雨水泛濫成災(zāi),而是糾結(jié)于雨水總是白白地流走。
目前,美國(guó)的一些城市規(guī)劃專家正在研究在干旱地區(qū)重新進(jìn)行規(guī)劃,打造海綿城市。在加州,80%的地方是極度干旱地區(qū)。當(dāng)?shù)氐囊恍┏鞘幸?guī)劃者在設(shè)想如何將傾盆大雨留下,變成飲用水和灌溉用水,把城市打造成像海綿一樣,可以有效吸收雨水。
在洛杉磯埃爾默大道一帶,當(dāng)?shù)卣M(jìn)行一個(gè)試點(diǎn)工程。該市用270萬美元在街道上改建可滲透雨水的街道和可以抵抗干旱的園林綠地。當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)這種改建工作非常支持,但是擔(dān)心市政部門無法承擔(dān)大規(guī)模改造整個(gè)城市的成本。伍德伯里大學(xué)干旱土地研究所創(chuàng)辦人哈德利·阿諾德非常支持加州大大小小的城市盡快擺脫古羅馬式的水利工程與城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理念,設(shè)法盡可能留下每一滴雨水。她對(duì)此間媒體表示,洛杉磯的許多社區(qū),對(duì)規(guī)劃者提出的要求都是盡快將雨水排走,暴雨通過下水道直接流進(jìn)大海。但是面對(duì)日益干旱的環(huán)境,未來需要多次使用雨水,并且將水分級(jí)處理。埃爾默街區(qū)就是這樣一個(gè)將雨水視為寶貴資源加以吸收的“實(shí)驗(yàn)田”:人行道旁邊就是生態(tài)濕地——種植了抗旱植被的水溝;下雨的時(shí)候,雨水流進(jìn)這些水溝,滲透到下面的蓄水暗池中。實(shí)驗(yàn)區(qū)一年收集的雨水可供大約30個(gè)普通家庭使用。
阿諾德和一些同道中人正在推廣這一做法,協(xié)助周邊地區(qū)的開發(fā)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)最佳集水、用水方案。這些專家認(rèn)為,設(shè)計(jì)與改造工作面臨很多挑戰(zhàn)。例如埃爾默街區(qū)的尖頂房子多是應(yīng)對(duì)冰雪天氣的設(shè)計(jì),并不適用于沙漠干旱地區(qū)。房頂應(yīng)該像一個(gè)大嘴面向天空張開,像一個(gè)杯子、一只碗,或者一把倒放的雨傘。這種新的房頂設(shè)計(jì)將會(huì)盡可能多地收集雨水。另外,抽水馬桶應(yīng)該更加智能,不能用可以飲用的水去沖洗馬桶。
在這些設(shè)計(jì)者的想象中,經(jīng)過改造的整個(gè)城市就像一個(gè)巨大的海綿。目前他們經(jīng)常思考的問題就是改造的速度能不能更快一些——因?yàn)槭占晁氖?,在洛杉磯這樣嚴(yán)重缺水的地區(qū)實(shí)在是太緊迫了。
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