綠色基礎設施8篇

時間:2023-03-17 18:01:55

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綠色基礎設施

篇1

關鍵詞:綠色基礎設施;環境可持續發展;生態文明

1引言

1.1綠色基礎設施概述。20世紀80年代,歐美國家的經濟發展迅猛,環境質量卻日益惡化,人們為了尋求一種可以使人與自然和諧共生、互不干擾的發展模式,提出了綠色基礎設施(GreenInfrastruc-ture,簡稱為GI)的定義,其目的是尋求一種土地保護與經濟發展的平衡模式。綠色基礎設施可以看作是一個完整的網絡結構體系的存在,是一個人與自然共生的綠色空間網絡系統,由網絡中心((hubs)、連接廊道(1inks)和節點(Sites)這三個結構性要素組成[1]。傳統的城市綠地系統因規劃方式的限制,通常格局小,連通性差,功能不完整,綠色基礎設施的空間組織特性不同于傳統的城市綠地系統,主要特點有:系統性、連通性、復合性以及層級性等。1.2環境可持續發展。可持續發展是人類在面臨環境日益惡化、貧富差距日益嚴峻的全球性挑戰下提出的新的發展模式和發展觀[2]。在不破壞自然生態系統功能,并能維持其持久穩定運轉的條件下,可持續發展的定義是:,既滿足當代人的需求,又不損害后代人滿足其需求能力的發展模式。可持續發展已經被證明是從根本上對付全球挑戰,實現社會、人口、資源、經濟協調發展的唯一選擇。隨著2012年的“里約+20”峰會的召開,可持續發展被肯定為從根本上解決環境問題的“總鑰匙”。

2綠色基礎設施規劃在環境可持續發展中的必要性

2.1指導土地規劃,改善資源利用方式。當前我國生態環境最突出的特點是景觀破碎化程度高,自我更新能力差,不能發揮整體效應。因此,在土地開發前,應首先對大區域進行綠色基礎設施適宜性分析,從國家、省級、市級的戰略視角,在大尺度、系統化和生態化視角完成綠地系統規劃布局,再從中觀、微觀層面進行比較細致的規劃設計,形成功能完善的穩定的生態綠地系統。2.2綠色基礎設施的社會、經濟和環境效益。成功的GI規劃能為城鄉可持續發展提供巨大的效益,主要體現在社會、經濟和環境三個層面。其中,社會效益主要體現在:提高全民的身體素質和文化素質,以及國家的生態安全、群眾認同感和歸屬感;經濟效益方面,GI建設有利于提高地方吸引力,推動旅游業發展,引進創新企業入駐,增加財政稅收,同時能為人們提供更多就業機會;最后,環境效益方面,優化雨水收集方式和雨洪管理,優化地方土壤、空氣、水的質量,豐富生物多樣性,形成生態網絡,并提升人們的環保意識。

3基于綠色基礎設施規劃的環境可持續發展策略探究

3.1建設和完善城市綠地網絡體系。(1)建立城市綠色廊道。通過對城市綠色廊道系統的規劃,建立城市綠化控制帶,引入生態流,形成綠色生態廊道。(2)綠色樞紐。以城市住區為中心,向外輻射生態農田、經濟林地等樞紐結構,利用這種生態恢復結構模式改善人居環境的質量。(3)綠地系統的整合。將現有的城市綠地進行有機連接而形成“綠色基礎設施網絡”,是一種有效的開拓更多城市綠色空間的途徑。3.2修復城市邊緣廢棄地。目前,城市化發展正向城市邊緣地帶擴張,城市邊緣廢棄地包括被過度開采的山體廢棄地、煤礦廢棄地、工業廢棄地等。這些邊緣廢棄地的修復可以依靠良好的風景規劃,向城市廢棄地和污染區域引入生態流,形成綠色斑塊廊道結構模式,穩定區域土壤環境,為生物的生存提供必須的條件,進而改善區域氣候環境。3.3對灰色基礎設施進行生態化處理。(1)雨水系統:采用設置滯洪區、增加地表植被覆蓋、對雨水進行過濾,再返還至接收區等途徑,模擬自然狀態,減慢和存儲地表徑流。(2)污水系統:從污水源開始減少污水的產生,并利用人工濕地和骨料對污水進行一定程度的過濾,建筑和社區范圍內采用生態技術對污水進行一級處理和二級處理,再進行回收和利用。(3)能源系統:利用自然能和廢棄物在回收處理過程中產生的大量能源,為社區居民提供更多的能量來源,使資源保持可持續的循環利用。(4)交通通訊系統:減小社區服務半徑,增加自行車和步行系統,降低私家車使用頻率,推行低碳出行。

4結語

在新常態、城鎮化加速發展的背景下,要實現環境的可持續發展,助力中國城鎮化建設,傳統的綠地規劃理論必然不能滿足現狀。因此,當下更需要在實踐中結合科學的綠色基礎設施理論,對國土進行全局的統籌策劃,珍視每一寸土地。現在,綠色基礎設施規劃是我國的環境可持續建設的重要前提和保障,也是生態文明時代的必然選擇。

參考文獻

1張云路,李雄基.基于綠色基礎設施構建的漠河北極村生態景觀規劃研究[J].中國園林,2013(9)

篇2

針對我國城市目前普遍面臨雨水徑流帶來的一系列嚴重問題, 指出綠色基礎設施是控制城市徑流的重要途徑。介紹了綠色基礎設施的發展與內涵, 總結了城市綠色雨水基礎設施的主要技術和功能, 通過分析綠色雨水基礎設施與綠色建筑及其他一些相關理念和技術體系的關系,簡要介紹了美國和國內綠色雨水基礎設施的一些工程實踐, 闡明綠色基礎設施在城市雨洪控制利用中的重要地位, 并對我國綠色建筑評價內容的完善和未來的發展提出建議和展望。

關鍵詞:綠色雨水基礎設施 城市雨洪控制利用 綠色建筑評估體系 低影響開發

中圖分類號:TE08文獻標識碼: A

利用綠色基礎設施控制城市雨水徑流

在傳統的發展模式和“灰色基礎設施”下, 雨水難以滲入地下, 形成了遠高于城市開發前的雨水徑流總量和徑流洪峰, 導致越來越嚴重的城市內澇和地下水位的下降等問題。“綠色基礎設施”是一種新的理念, 應用于城市雨洪控制利用領域, 通過一系列綠色雨水設施削減城市徑流和污染物的排放, 能夠有效解決上述城市雨 洪問題, 實現環境、生態、景觀等多種功能。

近年來, 我國綠色建筑快速發展, 城市雨水系統中的綠色基礎設施與綠色建筑也有密切的關系。從發達國家的經驗看, 雨洪控制利用是構建現代綠色建筑體系的重要內容, 對完善我國綠色建筑評價體系具有很好的借鑒作用。我國綠色建筑正處在一個關鍵的發展時期, 在目前快速的發展形勢下如何進一步完善綠色建筑評價體系并科學地全面推廣綠色建筑, 是一項重要的任務。

1.綠色基礎設施概況

1.1綠色基礎設施的內涵與發展

綠色基礎設施的概念可追溯到130多年前, 美國紐約中央公園設計者Frederick Law O lm sted 的設計中就有綠色基礎設施理念的雛形。經過長期的發展, 到20世紀90年代, 綠色基礎設施已不僅僅局限在城市景觀規劃設計專業, 而是向更多相關專業擴展, 其理念和內涵也不斷得到完善。基于雨洪控制利用在綠色基礎設施中的重要地位和大量的實際工程應用, 西雅圖公共事業局提出了一個更為專業的術語----綠色雨水基礎設施[ 1] ,主要是指針對城市雨洪控制利用的一類綠色基礎設施, 主要包括生物滯留池(雨水花園)、滲透鋪裝、綠色屋頂、蓄水池等。

綜上所述, 可歸納出以下幾點: 1.綠色基礎設施是對人類”不可持續”發展模式和”灰色基礎設施”的反思, 是多專業幾代學者智慧的結晶;2.綠色基礎設施是保護城市環境、生態、資源的有效方法, 是一種人與自然和諧的可持續發展模式; 3.綠色雨水基礎設施與水的良性循環密切相關, 是廣義綠色基礎設施的重要組成部分.

1.2.綠色雨水基礎設施涵蓋的主要技術

應用綠色雨水基礎設施既可以是各類單項技術措施, 也可以是多種技術措施的組合; 針對社區、流域等更高層次應用時, 更多地是將多種技術措施組合應用, 同時實現多種效益。綠色雨水基礎設施提供了一種解決城市雨水問題新的理念和方法, 與傳統的依賴管網的”灰色基礎設施”相比, 不僅投資和維護成本低, 還能為城市水環境提供更為有效的保障, 與景觀規劃設計等專業緊密結合, 同時實現生態、環境和美學等多種功能。

2.綠色基礎設施與綠色建筑等體系的關系

2.1與綠色建筑評估體系的聯系

以美國綠色建筑委員會提出的典型的LEED評價體系為例[ 2] 。LEED在美國被廣泛接受并應用到與綠色建筑相關行業中, 成為美國綠色建筑設計、建設、運行和管理公認的評價標準。根據獲得分數的高低, 將建設項目評為鉑金獎、黃金獎和銀獎等不同的獎項。我國綠色建筑評價標準和其他一些國家綠色建筑的標準中, 也都不同程度地涉及雨水控制利用相關內容, 而要滿足這些具體要求和指標, 必須通過采用不同層次的綠色雨水基礎設施的技術來實現。由此可見, 綠色雨水基礎設施是LEED 等綠色建筑評價體系的重要技術支撐。

2.2 我國綠色建筑評價內容的完善

10余年來, 我國城市雨洪控制利用的研究與實踐有了很大的發展, 但各方面重視程度還不夠, 在這個領域與發達國家相比總體上落后了20-30年, 還

有大量的工作要做[ 3] 。對我國綠色建筑評價標準和美國LEED 、英國BREEAM 等綠色建筑評價標準中關于雨洪控制利用內容的對比分析表明, 我國綠色建筑評價標準中雨洪控制利用內容主要還局限在雨水利用(盡管也涉及到雨水的滲透), 從我國城市面臨嚴重的雨水問題、綠色基礎設施和綠色建筑的內涵以及發展的眼光看, 這顯然都遠遠不夠。

3.國內外綠色雨水基礎設施的工程實踐

3.1在美國的工程實踐

綠色雨水基礎設施經過多年推廣, 在美國多個州已有不少成功的應用案例。很典型的如美國波特蘭NE S iskiyou綠色街道改造工程, 自2003 年改造完成之后, 受到了世界范圍內的廣泛關注, 吸引來自世界各地的參觀者, 并于2007年榮獲年度美國景觀師協會(ASLA )綜合設計大獎。在此項目中, 傳統的”灰色基礎設施”經過改造, 被賦予了新的功能和含義。設計者將雨水花園、植被淺溝等技術措施巧妙地融入到街道的綠化和景觀設計中, 使整個街道的綠化、景觀設施相互聯系, 為傳統的街道綠化賦予雨洪控制利用的功能, 形成一個集雨水收集、滯留、滲透和凈化等多功能的綜合系統。

3.2 國內的研究與實踐

近年來, 國內城市雨水問題引起越來越多的重視, 隨著城市雨洪控制利用、綠色建筑等理念的逐步推進和相關研究的深入, 雨洪控制利用項目在國內大中城市逐漸推廣。北京建筑工程學院與地方政府相關部門、開發商、國內外設計等企事業單位開展了廣泛的合作, 從不同層次對綠色雨水基礎設施開展了系統的應用研究和一系列的工程實施,包括中小尺度的單體建筑、學校、機關、公共綠地、公園、道路、住宅區等, 也包括針對新開發區、城市等較大尺度的區域規劃設計或綜合研究, 研究成果在實際項目中的成功應用取得了良好的綜合效益, 反過來也促進了該研究的深入開展。

4. 結語

綠色基礎設施在城市雨洪控制利用領域具有十分重要的地位。從另一個角度看, 雨洪控制利用技術或綠色雨水基礎設施又是綠色建筑評價、低影響開發、最佳場地設計等相關體系中的重要組成部分。目前, 國內正在大力、全面提倡節能減排、推廣綠色建筑, 應抓住這一契機, 重視城市雨洪控制利用研究成果的應用, 在城市范圍內全面推廣綠色雨水基礎設施, 將有效控制城市雨洪問題, 實現環境、經濟和社會等多種功能效益。充分借鑒發達國家在綠色建筑、綠色雨水基礎設施方面長期的研究與實踐經驗, 深入研究并加快推廣綠色基礎設施,進一步完善我國綠色建筑評價體系, 充分體現綠色建筑”綠色”的特點和內涵, 提供一條有助于實現”低碳”和”節能減排”的有效途徑。

參考文獻:

[ 1 ]美國綠色建筑委員會. 綠色建筑評估體系(第2 版)[M ] . 彭夢月譯. 北京: 中國建筑工業出版社, 2002.

篇3

關鍵詞:綠色基礎設施 城市化 雨洪管理

中圖分類號: F291.1 文獻標識碼: A 文章編號:

Management of Urban Storm water by Green Infrastructures

Wang Yangsheng

(Shenzhen Sanzhoutian Tongluojing Reservoir Management Division)

Abstract: This paper introduces the development process of green infrastructure, analyses the main technical measures and benefits, and Hydrological effect of urbanization and Hydrological effect under green infrastructures. Introduces the successful cases of international green infrastructure, finally by comparing the traditional storm water management and Storm water management under green infrastructures ,and the urban’s green infrastructure implementation and storm water utilization strategy, to explore the management of urban storm water by green infrastructures..

Keywords: Green Infrastructure, Urbanization, Storm Water Management

1 綠色基礎設施概況

1.1綠色基礎設施發展與演變

第一個定義:1999年,在保護基金和美國農業部林務局領導下,美國由聯邦、州和當地機構以及非政府組織組成的工作組制定了培訓計劃、推廣綠色基礎設施,以使其納入地方、區域以及國家的規劃和政策中。綠色基礎設施(green infrastructures,GI)定義為國家自然生命支持系統——一個由水道、濕地、森林、野生動物棲息地和其他自然區域,綠道、公園和其他保護區域,農場、牧場和森林,荒野和其他維持原生物種、自然生態過程和保護空氣和水資源以及提高美國社區和人民生活質量的荒野和開敞空間所組成的相互連接的網絡。廣泛接受的定義:一個自然區域和其他開放空間相互連接的網絡,以及可能附帶的工程設施,該網絡有助于保存自然的生態價值和功能,維持潔凈的空氣和水源,對人類和野生動植物大有裨益。(美國,麥克 A. 貝內迪克特和愛德華 T. 麥克馬洪,2001);特殊的定義:在加拿大,綠色基礎設施概念完全不同于英美等國家,是指基礎設施工程的生態化,主要是以生態化手段來改造或代替道路工程、排水、能源、洪澇災害治理以及廢物處理系統等問題。(Moffatt, 2001)

另外,美國保護基金會(Conservation Fund)的馬克·本尼迪克特(Mark Benedict)與艾德·麥克馬洪(Ed McMahon)(2006)將綠色基礎設施定義為:一個有戰略規劃與管理的荒野、公園、綠道、保護地役權以及具有保護價值的使用中土地的網絡,能夠支持本地物種,保持自然生態過程,維持空氣與水資源,并為美國社區與人們的健康與生活質量做貢獻。

最近,隨著人們需要解決城市雨水徑流的水質量影響的問題,響應《清潔水法(Clean Water Act)》以及其他相關條例的要求,一個全新的綠色基礎設施定義應運而生。根據美國環境保護署(U.S. Environmental Protection Agency)(EPA),綠色基礎設施指“利用或模擬自然過程以滲透、蒸發(通過蒸發或植物將水回歸大氣層的過程),或重新在利用場地產生的雨水或徑流的系統與實踐。”佛羅里達綠道委員會與美國保護基金會的定義著重大型景觀元素,例如公園、自然區域、綠道以及使用中土地(農業與森林),而EPA更偏向將城市環境中的小型景觀——綠色屋頂、樹木、雨水花園、植被沼澤、口袋濕地、滲透種植器,植被交通安全島,等等——作為綠色基礎設施的典型組成部分。

基于雨洪控制利用在綠色基礎設施中的重要地位和具體工程應該,西雅圖公共事業局提出了一個更為專業的術語——綠色雨水基礎設施(Green Stormwater Infrastructure,GSI)[2],主要是指針對城市雨洪控制利用的一類綠色基礎設施,主要包括生物滯留池(雨水花園)、滲透鋪裝、綠色屋頂、蓄水池、綠地等。

與綠色基礎設施相對的是傳統的灰色基礎設施,由道路、橋梁、鐵路及其它確保工業化經濟正常運作所必須的公共設施所組成的網絡,是由大量鋼筋、水泥構筑的基礎設施網絡。長期以來,灰色基礎設施造成了生態廊道被切斷、氣候系統破壞、城市防洪系統脆弱等一系列問題,另外,灰色基礎設施建設投資和維護成本高,施工難度大工期長等。對現有灰色基礎設施的升級與綠色化,是城市綠色基礎設施建設的重要內容。對現有灰色基礎設施的升級與綠色化包含生態公園、城市綠道、綠色街道、綠色停車場、綠色屋頂等內容。

1.2綠色基礎設施實施主要技術

根據應該尺度及區域元素特點,綠色基礎設施可以分為區域尺度、社區尺度和場地尺度三種不種尺度。研究和分析國內外關于綠色基礎設施相關經驗[1,3-6],總結綠色基礎設施的典型技術措施、技術特點和功能效益(表1)。

表1 綠色基礎設施典型技術措施表

Tab 1 Typical technology measure of green infrastructure

應用綠色基礎設施可以是單項措施,也可以是多項技術相組合。應用綠色基礎設施能夠有效管理城市雨洪,是解決城市雨水問題的新理念與方法,與傳統的灰色基礎設施相比,其建設投資和維護成本低,還有助于改善城市生態環境,能為居民提供具有美學和生態功能的城市景觀。在綠色基礎設施建設過程中,融入城市整體規劃,具有防洪減災、減少徑流污染、改善生態環境、增加水資源幾大功效,能夠實現生態、環境和經濟三重共贏局面。

1.3綠色基礎設施的效益

綜合國內外研究與具體案例[1-3],總結了綠色基礎設施的多重利益,主要有以下幾種:

(1)環境:綠色基礎設施能夠吸收雨水,減少徑流與相關的影響,如洪水與侵蝕;它可以有效管理雨洪,達到城市水資源充分利用效果;它可以通過移除空氣與水中的有害污染物,改善環境質量;它能夠通過減少機動車排放的礦物燃料廢氣,降低建筑的能源消耗,以及封存與儲存碳,緩解氣候變化等

(2)經濟:綠色基礎設施能夠在景觀管理、娛樂休閑以及旅游業等領域上創造工作與商業機遇;已有多個研究表明,綠色基礎設施能夠促進當地商業區的零售銷售額與其他經濟活動[1];它能增加房產價值[1];它能為社區吸引游客、居民與商業;它能降低能源、醫療保健、以及灰色基礎設施的成本消耗,創造更多的資金用于其它用途。

(3)社區:綠色基礎設施能夠通過提供戶外娛樂機會,以及是散步或騎車作為人們生活的常規,為人們帶來一種健康的生活方式;它能改善環境條件以及它們對公共衛生的影響;它能為人們聚會與社交提供場地,營造社區精神;它能提升城市與郊區發展的美學質量;它能為公共藝術與文化價值的表達提供機會;它能將人們連接到自然。

1.4城市化與綠色基礎設施

隨著中國經濟和城市化的快速發展,城市的規模和數量快速擴張,城市人口高度集中,工業規模不斷增加,導致城市水資源日趨緊缺,而排污量日益增加,城市水體惡化。城市擴張同時,建筑物密度不斷加大,不透水面積擴大,雨水下滲減少,雨洪徑流系統增大、徑流量增加、匯流時間縮短,大量雨水徑流短時間內集中到排水系統,加大了行洪壓力和污水處理負荷,洪峰形成時間提前和峰值加大,導致城市洪澇災害日益加重。雨水下滲減少,土壤含水量下降,生態環境變差,同時地下水位下降,地面沉降和海水入侵等問題也突顯。

綠色基礎設施是人與自然和諧的有效途徑,是一種人類社會可持續發展模式,是對城市化帶來嚴重問題的反思,是對灰色基礎設施的改造與補充。綠色基礎設施的實施,改造城市水文效應,恢復自然水循環,構造人與自然和諧。對于綠色基礎設施,我們應該給予足夠重視,它可以實現涵養水源、雨洪利用、防洪減災、凈化水體、美化環境等多重目標,可以減少對灰色基礎設施建設投入,減輕城市排水和水處理系統的負荷,減少水污染,補給地下水,緩解地面沉降等一系列問題。

綜合國內外專家學者研究和具體實踐[1,5-7],對城市化水文效應和綠色基礎設施水文效應進行剖析,繪制對比圖(圖1、2)。

圖1 城市化水文效應

Fig 1 Hydrological effect of urbanization

圖2綠色基礎設施下水文效應

Fig 2 Hydrological effect under green infrastructures

1.5國外綠色基礎設施的工程實踐

綠色基礎設施在城市雨洪控制利用領域具有十分重要的地位,近年來,在美國等發達國家掀起了綠色基礎設施建設熱潮,經過多年推廣,綠色雨水基礎設施在美國多個州已有不少成功的應用案例[1]。

紐約市及其伙伴城市都有過使用自然的方法成功復合水質量標準的長期記錄,并實現了可持續的可量化的協同效益。例如,在卡茨基爾(Catskill)與特拉華州(Delaware)流域,紐約市、紐約洲、社區以及各環境組織一致同意,與依靠末端處理與高能耗過濾系統相比,保留綠蔭面積與自然緩沖是保持飲用水清潔的更好方法。自從1991年紐約市申請放棄使用卡茨基爾與特拉華州系統的過濾要求開始,DEP已經投資超15億美元并投入大量人力來維持水源水的原始質量,且到目前為止,已經擺脫了對過濾工廠的依賴,成功節省了超100億美元。DEP所做的努力包括在由EPA簽發,由DEP及其流域伙伴包括紐約洲、各流域城鎮以及各社會組織執行的《過濾回避決議之內(Filtration Avoidance Determinations)》。同樣地,自從90年代起,DEP便一直依靠斯塔頓島(Staten Island)“藍帶”系統(Bluebelt system)的濕地與各種自然區域來吸收街道上的雨水徑流,從而擺脫了對排水系統的需求。

20世紀早期,奧農達加湖地區因商業和度假勝地湖而興起。經過幾十年的發展,隨著城市的擴張和多元化的工業發展導致嚴重污染,根據美國環保局的調查,20世紀90年代中期該湖泊就被懷疑成為世界上污染最嚴重的湖泊之一。該州于1997年,開展一項行動計劃,提出了以下幾種減少廢水污染湖泊及其支流的方法:改進和升級污水處理廠設施;消除或減少的CSO系統的影響;并建立一套監測程序,對區域內水質改善項目的作用效果進行評估。1999年到2008年全縣開發的ACJ執行計劃,主要集中在改善與米特羅(METRO)污水處理場設施相關的大量灰色基礎設施項目。根據這一階段的計劃,全縣完成了數十個項目,包括維修老化的下水道基礎設施,在有條件的區域建設獨立的暴雨和衛生下水道,建設米德蘭區域處理設施(RTF),主要目的是將收集的雨水在進入下水道之前,進行低水平的處理。通過新的GI項目,全縣每年可以攔截處理約250萬加侖的雨水。到2018年,經過GI方法改造的雨水管理方案將幫助全縣綜合污水溢流(CSO)系統總攔截指標達到95%。縣政府計劃將GI納入長期規劃,使得奧內達加縣成為全美的第一個,將推行GI策略納入行政司法命令一部分的區縣。

2 深圳綠色基礎設施與雨洪利用

深圳屬亞熱帶季風性氣候,多年平均降水量約1830mm,多年平均水資源總量為20.51億m3。由于本地水資源總量不足,以及地表水資源開發率較低,70%以上用水主要依靠境外調水,根據《深圳市水務發展“十二五”規劃》,深圳2015年和2020年用水需求量分別存在2.5億m3和5.0億m3較大缺口。深圳不僅缺水,水環境方面也有待改善,例如:雨污混流、錯接亂排造成水體污染;污染負荷超載,水生態破壞;防洪排澇仍存在薄弱環節,如河道阻塞、排水管網淤堵、部分雨水管網負荷有限,導致洪澇災害時有發生等。水資源短缺、水污染和洪澇災害依然是深圳面臨的三大水環境問題。近年來,深圳為解決水環境問題,在綠色基礎設施建設方面有不少成功案例。例如,深圳市福田河綜合整治工程[10],通過河岸生態改造、沿河截污、初雨處理、水質凈化、清淤疏浚、生態補水、濕地恢復、植樹綠化、景觀營造及水文化建設等措施,促進防洪達標、改善河流水質、恢復河流生態、構筑景觀文化,打造具有深圳城市特色的濱水休閑空間和城市水系生態廊道;深圳僑香村、大運村雨水利用工程[9],采用屋面集水、雨水花園、植草溝、透水性路面鋪裝等多種雨水利用方式,實現水資源的充分利用。

2.1建成區傳統雨洪與綠色基礎設施雨洪模擬

深圳高速城市化,沿河沿海低地多為高密集建成區域,大規模的開發活動加劇了水土流失,河道淤塞嚴重,行洪能力降低,而且建設的雨洪系統多為傳統灰色基礎設施,近年來全市洪澇災害更趨頻繁,經濟損失急劇增長。

傳統雨洪系統條件下,暴雨徑流匯流快,河道與排水系統水位迅速抬高,排洪壓力增大,易造成積水與河岸侵蝕(如圖3、4)。對傳統灰色基礎設施改造后,暴雨后雨水被綠色基礎設施(如綠色屋頂、雨水花園,生態洼地和濕地等)吸收后緩慢排放,減少徑流,截留污染,提高水的質量,又提高了環境與生物多樣性和審美價值(如圖5、6),適合在深圳高密度建成區推廣。

圖3 傳統雨洪系統

Fig 3 Traditional stormwater mangagement

圖4 傳統雨洪系統中河道水位

Fig 4 Water levels in the canals under traditional stormwater mangagement

圖5 綠色基礎設施下雨洪系統

Fig 5 Stormwater management under green infrastructures

圖6綠色基礎設施雨洪系統中河道水位

Fig 6 Water levels in the canals under green infrastructures

2.2全市綠色基礎設施實施策略

新建區域的綠色基礎設施:綠色屋頂、地下截留箱、碎石鋪地、雨水花園、有孔管道、綠色停車場等;

已建成區域的綠色基礎設施:道路兩側雨水花園、居住區雨水花園、濱水濕地保護和開放式連接、綠色開放空間連接、屋頂處理、停車場改造等;

高密度居住區綠色基礎設施改造策略:透水停車場改造、管道系統與地下存儲罐、生態濕地以及生態保留地建設、綠色街道等。

2.3全市雨洪利用策略

深圳降雨量豐富,但年內分配很不均勻,其中多年平均4~9月份降雨量約占全年降雨量85%,由于雨洪資源時空不均勻性,加之地形地貌條件導致降雨徑流在境內的滯留時間過短,雨洪資源利用率相對較低,近幾年全市地表水資源開發率在25%~30%之間。據統計,全市中小水庫171座,總庫容6.11億立方米,水庫集雨面積約576km2,而全市山地面積974km2,約50%山地雨洪資源還無法集蓄利用。經研究分析,全市雨洪利用可通過以下三種主要方式:

①提高蓄水工程蓄洪能力。深圳多數水庫常年較低水平運行,全市水庫總蓄水量僅約為2億立方米,仍有較大蓄水空間,可通過加固擴建等方式提升水庫蓄水能力,加大攔蓄徑流力度,較大程度利用雨洪資源,利用引水工程、渠道、河道等收集自然狀態下水庫無法收集到的雨洪資源;

②提升河道雨洪資源利用。深圳大小河流共310條,因河道未得到治理、水系被破壞、水污染等原因,河道水未能較好利用,應通過河道綜合整治,提升河道涵養水源、凈化水質、生態補水等能力,提升河道雨洪資源利用。

③城區雨洪資源利用。深圳城市化水平較高,建筑密度較大,傳統灰色基礎設施已無法解決城區水資源匱乏、水資源污染和洪澇災害三大問題,應加大綠色基礎設施建設,如雨水花園、綠色屋頂、綠色停車場、蓄洪池等,利用雨洪資源、凈化雨水和防洪排澇。

3結語

我國城市普遍面臨雨洪管理不力導致的一系列問題,而綠色基礎設施實施是一種管理城市雨洪的重要途徑。綠色基礎設施對現代化城市具有環境效益、經濟效益與社會效益三重功效,是人與自然和諧的一種有效途徑,是人類社會可持續發展的一種模式。綠色基礎設施是對傳統灰色基礎設施的改造與補充,是對城市化帶來嚴重問題的反思,綠色基礎設施建設可以減少對灰色基礎設施建設投入和維修成本。通過綠色基礎設施涵養水源、雨洪管理、防洪減災、截留污染等方式,可以減輕甚至解決城市高速發展過程中面臨的水資源匱乏、水資源污染和洪澇災害三大問題,同時構筑景觀文化,打造具有深圳城市特色的濱水休閑空間和城市水系,建設“和諧”“綠色”和“低碳”城市。

參考文獻:

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[4]美國綠色建筑委員會.綠色建筑評估體系(第2版)[M]彭夢月譯.北京:中國建筑工業出版社,2002

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[8]深圳市水務局.《深圳市水務發展“十二五”規劃》[M]2012

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【關鍵詞】綠色城市;基礎設施;生態;規劃

1.綠色經濟

1.1 綠色經濟的基本概念

綠色經濟是相對于傳統農業經濟是黃色經濟和傳統工業經濟是黑色

經濟而言的,它充分體現了“以人為本”和“人與自然和諧相處協調發展”的理念。綠色經濟的思想萌芽可以追溯到環境保護思潮興起的時代。20 世紀 60 年代美國經濟學家鮑爾丁提出的“宇宙飛船理論”可以作為綠色經濟的早期代表。他認為地球就像在太空中的宇宙飛船,靠不斷消耗自身有限的資源而生存。如果人們不合理地開發資源和破壞環境,超過了地球的承載能力,就會向宇宙飛船那樣走向毀滅。因此,人類社會的經濟活動應該從線性特征轉向反饋特征。20 世紀 70 至 80 年代開展的環境保護運動主要關注的是經濟活動造成的生態后果,而經濟運行機制本身始終在我們的研究視野之外。直到 20 世紀 90 年代,特別是可持續發展戰略成為世界潮流的近幾年,源頭預防和全過程治理才替代末端治理成為國家環境與發展政策的真正主流,零敲碎打的做法才有可能整合成為一套系統的綠色經濟戰略。

實際上,綠色經濟是兼顧發展經濟、節約資源和保護環境的一體化戰略。一個理想的綠色經濟系統通常包括資源開采者、處理者(制造商)、消費者和廢物處理者,他們之間由于存在反饋式、網絡狀的相互聯系,系統內不同行為者之間的物質流遠遠大于出入系統的物質流。

2.生態城市概念的提出及內涵

2.1 生態城市概念的提出

生態城市的概念是隨著人類文明的不斷發展,對人與自然關系認識的不斷升華而提出來的。城市作為人們改造自然最徹底的一種人居環境,是人類在不同歷史階段,改造自然的價值觀和意志的真實體現。生態城市不僅反映了人類謀求自身發展的意愿,最重要的是,它體現了人類對人與自然關系的更加豐富的規律的認識。

生態城市(英文說法有ecocity、ecologicalcity、ecopolis、ecoville、ecovillage等),又稱生態社區。1980年展起來的生態城市理論認為城市發展存在生態極限。其理論從最初在城市中運用生態學原理,已發展到包括城市自然生態觀、城市經濟生態觀、城市社會生態觀和復合生態觀等的綜合城市生態理論,并從生態學角度提出了解決城市弊病的一系列對策。

3.生態基礎設施概念及相關內容

3.1 生態基礎設施概念的提出及內涵

生態基礎設施一詞最早見于1984年聯合國教科文組織的“人與生物圈計劃”(MAB)中。MAB的研究推動了生態城市研究在全球內的進展,它提出的五項原則也奠定了后來生態城市理論發展的基礎。這里生態基礎設施主要指自然景觀和腹地對城市的持久支持能力。此后,有西方學者將生態基礎設施的概念表示棲息地網絡、自然政策規劃等方面,都是從環境資源及生物的保護角度加以引用。

3.2 生態基礎設施建設于生態城市建設的意義

生態基礎設施可以理解為一種生態系統的基礎性結構,由關鍵性的生態系統所構成,它保障為城市和居民持續地提供自然產品和服務,并使我們的后代能獲得同樣的產品和服務。城市生態基礎設施的建設不僅保障了城市的生態安全,維護了城市的生態衛生,也在城市生態產業代謝方面發揮著一定的作用,同時促進了城市生態景觀整合,培養社會各階層的生態意識。

4.生態城設計策略

生態城規劃設計的核心理念是把景觀作為生態基礎設施,使多種多樣的自然和文化過程與城市的形成和發展融合在一起,為居民提供多樣、便捷的服務,為城市的空間發展提供引導。

(1)用以水為主的生態基礎設施構成城市的基本肌理。沿現存水系和地形構建生態基礎設施,使雨水能夠最大限度地保留在這片土地上,同時凈化雨水。通過對不同的降水強度模擬來確定池塘和濕地系統的面積和類型,以便所有的雨水都能保留在原地并且對當地的水系統產生微弱的影響。這不僅將減少地下排水管道的建造費用,同時還保護或創造了本土動植物和濕地植物生長的棲息地,比如蓮花、茭白、荸薺 、菱角和竹芋。

(2)將公共空間與生態基礎設施整合在一起。設計三種不同級別的綠色廊道或河道廊道:主廊道寬120到150米,它能夠在強降水時吸收來自整個區域中的徑流;次級廊道寬60到90米,它能夠在中等強度降水時吸收來自分水嶺支流的徑流;三級廊道寬20到30米,可吸收小強度的降水。

4.1生態城市的構建和生態基礎設施建設的啟發

4.1.1生態城市的構建有賴于城市生態基礎設施的前瞻性建設

國外有學者提出了生態基礎設施建設優先的理念,認為應在城市總體規劃層面先行考慮生態基礎設施的建設。如同城市的市政基礎設施一樣,城市的生態基礎設施建設需要有前瞻性,一個成功的例子就是美國的“藍寶石項鏈”――由波斯頓的公園、林蔭道與查爾斯河谷以及沼澤、荒地被連接起來的綠地系統,這個早在一百多年前規劃時仍在郊區的一塊綠地,現在已經成為城市的一部分,也成為居民身心再生的場所。

4.1.2合理規劃和建設城市生態基礎設施

生態基礎設施注重“空間結構的完整性和生態服務功能的綜合性”,從這個意義上來說,城市生態基礎設施如果能夠合理規劃和建設,就能夠在優化城市結構、整合城市功能方面發揮重要作用。因此,必須從根源上尋求解決這些問題的辦法。[5]問題的根源在于不合理的城市結構,不健全不到位的城市生態基礎設施沒有能夠發揮應有的作用。通過建設優化城市生態基礎設施從而整合城市結構,可保留必要的天然或人工的城市綠地成為城市綠肺或綠心,或以河流、鐵路、公路、農田防護林為載體建立城鄉連續的生物廊道網絡,給城市化和工業化帶來新鮮的“氧氣”,這在優化城市結構、緩解工業化帶來的各類環境污染問題上將發揮重要作用。

5.結語

在中國,對于生態基礎設施概念及思想方法的探討不斷出現,主要集中在對于城市濕地系統、森林生態網絡等方面,一些城市在城市發展戰略中也提出了和生態基礎設施相關的概念。生態基礎設施概念的提出是在工業化和城市化轟轟烈烈進程中對于人地關系的一種新的思考方式,標志著人類在追求生態城市道路上的又一大進步。

生態城市的建設在中國正火熱開展。國內外建設生態城市也取得了不少經驗和效果。而運用生態基礎設施進行生態城市的建設是一條新思路。我國關于生態保護的研究范圍比較廣、內容也比較全面,人們對生態保護的意識也在不斷的加強,完全具備了進行系統的生態基礎設施規劃和研究的條件。總之,運用生態基礎設施來進行生態城市建設我們還有相當的工作要做。

參考文獻:

[1] Shmuel Burmil, 彭敏.關于生態城市的思考[J].規劃師,2003(1):11-12.

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【關鍵詞】 低影響開發 綠色水基礎設施 雨水系統 LID

我國有三分之二的國土都屬于季風氣候區,暴雨多集中在夏季,而且來勢兇猛。在傳統的排水系統中,主要是通過增加排水泵站以及加大排水管徑等手段將雨水迅速排出城區。所以就需要更大的地下空間,同時也加大了建設成本。而且清潔雨水作為寶貴的淡水資源可被利用。正是由于該種原因,雨水系統中低影響開發與綠色水基礎設施應用而生。這種技術不僅可以從源頭將暴雨的徑流以及峰值減少,而且可以推遲洪峰到來的時候,使開發以后的城市雨水系統與自然狀態下的水文系統相似。現如今已經有很多類型的綠色水基礎設施應用到了城市建設當中,比如雨水花園、植被淺溝、透水性鋪裝以及用于觀賞的雨水蓄水池等。尤其在發達國家的城市中,這種技術應用十分成熟。而在我國,這種技術起步比較晚,只有一些比較大的城市采用了這種LID技術。從可持續發展角度看,LID技術勢必會得到廣泛的應用和推廣。我們可以根據我國的具體國情,將這種技術與目前我國的雨水處理設備相互結合,從而構建與我國國情相符的雨水系統。

1 雨水系統中低影響開發與綠色基礎設施概述

目前我國的土地利用方式發生了很大的變化,越來越多的濕地、林地、耕地被建筑物以及各種道路代替,使得城市的地表徑流明顯增大,縮短了雨水的匯流時間。在降水條件相同的情況下,城區的洪峰流量會瞬間增大,洪峰到來的時間也相應提前。這種城市水文情況的變化,使我國城市飽受水患。為了促進城市的可持續發展,雨水系統中低影響開發與綠色水基礎設施成為城市化管理重點。而低影響開發技術正是解決這種境況的有力措施。

所謂低影響開發技術,是用來控制暴雨的徑流量和流速以及面源污染的,屬于國際先進的新技術。其英文為Low Impact Development,英文縮寫為LID。被美國環保總署在2010年率先定義為綠色水基礎設施。該技術屬于綠色低碳技術,專門用來解決城市內澇以及面源泉污染問題。它利用生態設施取代傳統的高能耗設施,用綠色植物吸收、土壤滲透、滯留等功能分散雨水源頭,減少地表徑流,從而減弱了雨水的峰值,推遲洪峰到來的時間。通過這種模擬自然條件排水過程,使城市的排水系統接近于未改造之前的排水系統,對原有場地進行了很好地保護。

2 LID系統中植物所起的重要作用

植物在低影響開發與綠色水基礎設施中起著非常重要的作用。比如雨水花園、綠色屋頂、植被淺溝、雨水塘、雨水調蓄池、嵌草磚等都應用到了植物。具體主要有以下幾個作用:

(1)植物的根系和土壤可以吸收、凈化雨水中所攜帶的污染物,維護水環境。(2)植物可以通過莖、葉滯留雨水,通過根滲透雨水,從而緩沖雨水沖刷地面的力量,減少雨水的徑流量,減緩水流速度。(3)植物可以進行蒸騰作用將根系吸收到的土壤中的水分釋放到大氣中,增加空氣濕度。(4)植物復雜的根系可以固定土壤,防止土壤被雨水侵蝕,起到保持水土的作用。(5)植物的葉子顏色多樣,給人以美的享受,具有十分顯著的美化環境功能。(6)植物可以保持生物多樣性,緩解城市熱島效應,調節局部小氣候,提高空氣質量。

3 不同的雨水設施如何選擇適當的植物

現如今,我國開展了很多針對雨水系統中低影響開發與綠色水基礎設施的研究和應用,并取得了一定成果。這種技術在受到重視的同時,也面臨了一些挑戰。如何選擇植物就是其中的問題之一。因為缺乏設計研究植物的選擇,業主和設計師對于選擇何種植物存在很多困惑,從而制約了該種技術的發展。在低影響開發當中選擇植物與一般的園林選擇植物不大相同,它更看重植物在雨水設計中所表現出的特殊功能以及在特定情況下的生長特性。在選擇植物與設計雨水設施時要構建可持續發展的植物群落,既與生態相符,又要與人們的審美相符。在選擇植物時,可以遵循以下基本原則:

(1)鄉土植物要優先選擇,最好是適應場地的環境,可以保證各種植物之間沒有負面的影響。(2)選擇可以凈化徑流強的植物。(3)選擇抗性強、耐城市環境、耐污染的植物。(4)盡量選擇可以多年生的植物,從而降低維護費用。(5)盡量搭配多種樹種,可以保持植物群落的穩定性,防止生物入侵,同時具有一定的美學價值和生態價值。

4 以深圳地區為例進行植物選擇

基于以上選擇植物的基本原則,不同的雨水設施在結構、適用條件以及功能方面有所差異,因而對植物的要求也不盡相同。根據深圳地區具體的物質條件和氣候條件,本論文將會探討植物的選擇和雨水系統的設計方法。

4.1 綠色屋頂

建設綠色屋頂有兩種主要形式。一類是在陽臺、露臺建設密集型的綠色屋頂,往往以使用和人的欣賞為目的。需要較厚的土壤層,植株比較大的觀賞型植物。這種綠色屋頂要靠大量的水資源灌溉,同時加大維護管理的費用,所以與我們所要求的可持續發展型的低影響開發不相符。另一類就是筆者所倡導的粗放型的綠色屋頂,重環境功能,輕構造,需要較薄的土壤層,可以維護管理起來比較簡單。在歐美得到了非常廣泛的應用。起到了改善環境、緩解雨水沖刷、減少雨水徑流的目的。下面將對粗放型的綠色屋頂進行介紹。

粗放型的綠色屋頂主要是由防水層、排水層、種植土層、植物層等組成,可以起到減少雨水的徑流量、降低夏季室溫、減少冬季熱量散失、凈化空氣、緩解城市熱島效應、美化城市環境、提高生物多樣的作用。植物是粗放型綠色屋頂最主要的覆蓋物體,植物可以截留雨水、吸收雨水,同時土壤層也可以吸收雨水,這樣大大降低了雨水的徑流量,減緩雨水的流速。雨水經過凈化以后可以回收再用。植物的葉片不間斷地進行蒸騰作用調節了局定小氣候,節約了對電能的消耗。在選擇植物時首先要考慮根系的長度。植物的根系長度不能超過土壤層的厚度,并受到成本和屋頂承載力的限制。土壤層的厚度一般在5厘米到30厘米之間,所以要選擇根系比較淺的植物。粗放型綠色屋頂主要位于高處比較暴露的區域,需要抗風能力比較強的植物。為了減少對綠色屋頂的維護管理以及提高水資源的充分利用,還要選擇抗旱能力強的、不需要經常修剪的植物。比如常見的植物垂盆草、八寶景天、紫花地丁、佛甲草、草地早熟禾等。(圖1)

4.2 生物滯留設施

生物滯留設施主要是指在低洼地區種植生物,利用植物和土壤對雨水進行滯留。比如停車廠、街道、小型廣場、宅院等地面,可以起到凈化、滲透、排放雨水的作用。雨水花園、下凹式的綠地等就屬于生物滯留設施。這種設施的滲透時間一般要小于48小時,此時需要選擇可短期耐水淹,同時又有抗旱能力的植物。由于生物滯留設施雨水的嘗試不同,所以種植的植物也有一定區別。可以將生物滯留設施劃分為邊緣區、緩沖區和蓄水區。這三個分區水淹的狀況逐漸增強。在這三個分區進行植物的種植時,要考慮植物的耐旱、耐水特性。為了增強去除雨水中污染物的能力,還要選擇凈化能力強、根系發達的。在生物滯留設施的建設中,可以選擇的植物有很多。比如草坪草、一些常見的木本植物和最近引入城市的綠化觀賞植物都可以在雨水花園中種植。可以根據不同的景觀及功能進行選種。

4.3 透水性鋪裝

透水性鋪裝,可以引導雨水下滲,從而減少雨水徑流量,減輕排水系統負擔;雨水中的污染物質也可以在通過透水性鋪裝時得到凈化。這種設備的缺點就是造價比較高,耐久性差。但是從可持續發展的角度來看,還是需要得到推廣并廣泛使用的。

4.4 植被淺溝

植被淺溝主要是利用重力流來收集和輸送雨水的原理,在地表的溝渠中種植綠色植物,利用植被發達的根系和土壤對雨水起到過濾的作用。植被淺溝主要建設在不透水地面周邊、道路兩側、大面積的綠地上。在進行植被選擇時,要選擇可以抵抗雨水沖刷的植物,植被高度最好控制在75毫米到150毫米之間,過高的植物可能會因為雨水的沖刷出現倒伏的狀況。如果選擇了比較高的植被,則要加強植被修剪、控制高度。建設植被淺溝時,注意選擇根系比較發達的植物,這樣不僅可以減少水土流失,加固土壤,而且可以凈化雨水中的污染物。所選擇的植物最應承受長時間的干旱和周期性雨澇。在建設植被淺溝時,還要注意種植植物的密度,較多的植被,可以在很大程度上延緩雨水徑流。當然,種植在植被淺溝里的植物既可以是單一物種,也可以多種植物相結合。比如野牛草、結縷草和草地早熟禾等。(圖2)

4.5 嵌草磚

嵌草磚是指具有各種空隙形狀的混凝土磚,其作為透水鋪裝,多用于停車廠、人行橫道、車流量比較少的道路和廣場等。在磚中種植植物,可以有效地增加雨水的滲入量,在小雨的時候保證地面沒有積水。種植在嵌草磚的植物還可以減緩雨水的徑流、凈化雨水,同時調節局地小氣候。在嵌草磚內種植的植物一般為耐踐踏、比較低矮的植被。可以選擇野牛草、結縷草這些耐干旱并且耐短期洪澇的植物。

4.6 景觀雨水調蓄池

景觀雨水調蓄池屬于生物滯留設施,它將雨水調蓄與建筑景觀相互結合,提高了土地資源的利用效率,充分了綠色水基礎設施的理念和可持續發展的理想。通常情況下,景觀雨水調蓄池的水位保持在正常狀態。在該水位之位比較高的地方可以修建運動場和停車場等。如果城市遭到暴雨的侵襲,高地與常水位之間的空間就可以發揮雨水調蓄作用,它可以將暴雨流量貯存起來,減少洪水對下游和周邊地區的危害。暴雨結束后,池內儲存的雨水再通過排放水體或下滲,恢復調蓄池內正常的水位。下面將會以雨水濕地為例進行講解。

雨水濕地一般為自然濕地,可以減少雨水徑流,改善場地的景觀并能充分利用雨水資源。雨水濕地是生態系統,該生態系統比較復雜,是一個水陸交接的系統。它可以利用微生物降解以及植物的吸收作用凈化雨水,起到了非常顯著的效果。根據水環境條件的不同,我們將雨水濕地劃分為五個區域,如圖3所示:

(1)深水區:該區域深度一般在0.45~1.8米之間,可以選擇抗較深水淹、凈化能力強、根系發達的水生植物。適當地選擇浮水植物、挺水植物和沉水植物,比如狐尾藻、金魚藻、水葫蘆、荷花、荇菜、睡蓮等。(2)淺水區:該區域深度在0.45米之內,可以選擇抗一定水淹、根系發達凈化能力比較強的水生植物。最適合該區域的就是挺水植物,比如蘆葦、水蔥、慈姑、香蒲等。(3)植被緩沖區:此地區為水陸交錯地帶,是陸地向濕地的過渡地帶,這里的土壤含水量比較多,可能會遭到雨水的周期性淹沒,可以選擇種植一些水陸兩棲植物以及濕生植物,比如黃菖蒲、千屈菜、柳屬植物、莎草科等。(4)泛洪區:該區域通常情況上一般比較干旱,如果遇到較強的降水就會被淹沒。泛洪區比較平坦,泛洪區并不是必設的區域。在該區域種植植物要選擇耐短期水淹和耐長期干旱的植物。(5)邊緣區:該區域的植物因為不會受到雨水的影響,可以根據當地的景觀條件和氣候條件選擇植物進行種植。

5 LID系統在國內外的研究以及相應實例

在一些發達國家,低影響開發技術已經形成比較成熟的技術體系,而且得到非常廣泛的應用。不再是一味地注重“排水”,而是與滲、滯、蓄、排、用相結合。在我國,這種低影響開發技術應用起步較晚,絕大部分城市把雨水當作“廢水”排出,只有像北京、上海、深圳這些發達的城市才實施低影響開發技術。

5.1美國High Point住宅區

在美國的西雅圖就有很多住宅區使用了低影響開發技術。

(1)透水性鋪裝。在該住宅區的停車場和街道都采用了這種透水性鋪裝。可以讓雨水滲透到土壤當中,減少雨水徑流量。(2)雨水花園。如果當時降水比較多,無法通過排水系統排出時,可以利用雨水花園加快雨水的過濾和滲透。(3)植被淺溝。在西雅圖的一些住宅區有一些淺溝,這些淺溝被植物鋪滿,組成了一個網絡系統。這些植被淺溝布置在街道上,路邊有排水口,這樣雨水就可以順著排水口進入植被淺溝。

5.2 深圳光明新區低影響開發技術示范區

住房建設部與深圳市于2010年簽訂了低影響開發技術示范合約,深圳光明新區就成為了我國第一個低影響開發技術示范區。

在光明新區的規劃當中,綠地的面積就達到了16.6%。所以,植被淺溝、下凹式綠地、透水性鋪裝等設施鼓勵因地制宜,大膽嘗試。因為綠地貯存雨水的能力有限,可結合該地區天然的水體進行雨水調蓄和貯存。對于超設計標準的降雨,可將雨水排入到自然的湖泊或河道,從而能夠減少洪澇災害。同時,將本地區的自然湖泊和河道改建成雨水濕地,使得雨水得到進一步凈化。

6 結語

6.1 總結

傳統的排水系統不僅占地面積大,而且成本高,與低影響開發技術相比,劣勢凸顯。低影響開發技術與景觀相結合,不但可以節省大量的成本,而且可以節約土地。這對于寸土寸金的現代城市具有非常大的優勢。低影響開發技術是屬于低能耗、低成本的技術,只是需要大量的勞動力進行維護管理,有利于解決農村人口的就業問題。同時,低影響開發技術同時也給植物、巖土、化工、景觀、城市規劃等領域創造出新市場和新產品。

6.2 展望未來

低影響開發技術具有很多優勢,可以與開放式的排水溝或雨水渠相結合構建與自然的排水系統相似的系統,從而取代傳統的雨水系統。但是不得不承認,低影響開發技術還存在一定的缺陷,如果遇上特大暴雨,這種國際先進的技術就不能像傳統的雨水系統一樣很快發揮作用。另一方面,集中處理雨水的設施也存在很多缺點,建設成本高,而且不利于雨水的充分利用。簡而言之,雨水系統中低影響開發與綠色水基礎設施要與我國水資源匱乏、降水分布不均、城市建設密度大等國情相符,并與雨水管網和雨水處理設施相結合,構建符合我國國情的可持續發展的雨水系統。

參考文獻:

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[2]宋夢琪.城市雨水系統中低影響開發與綠色水基礎設施及其實例[J].環境科學與管理,2013,38(3):69-71.

[3]劉益.淺析低影響開發在生態設計中應用[J].大眾文藝L學術版,2012,(19):94.

[4]張善峰,宋紹杭,王劍云.低影響開發――城市雨水問題解決的景觀學方法[J].華中建筑,2012,30(5):83-88.

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關鍵詞:綠色化學 涵義 實驗設計

一、前言

化學教學離不開科學實驗,化學實驗更是化學教學的組成部分。在化學實驗中應用綠色實驗能夠有效控制污染。

二、綠色化學的涵義

1.綠色化學的定義

綠色化學或稱環境友好化學,是利用化學的技術與方法來降低或消除化學產品設計、制造與應用中有害物質的使用與產生,使所設計的化學過程和產品更加環保友好,是一門從源頭上阻止污染的化學。

2.綠色化學的核心內容

綠色化學主要從原料安全性、工藝過程節能性、反應原子經濟性和產物環境友好性等方面評價一個化學反應的優劣。原子利用率、環境因子和“5R”原則是綠色化學的核心內容。

(1)原子經濟性。原子經濟性是指充分利用反應物中的各個原子,從而既能充分利用資源又能防止污染。原子利用率越高,反應產生的廢棄物越少,環境因子也就小,對環境造成的污染也越少。環境因子則是衡量生產過程對環境的影響程度的參量,是指在一個化學反應過程中,所生成廢物質量占目標產物質量的比值。

(2)“5R”原則。就是“減量”(Reduciton),即減少“三廢”排放;“循環使用”(Reuse);“回收”(Recy-cling),實現“省資源、少污染、減成本”的要求;“再生”(Regeneration),即變廢為寶;“拒用”(Rejection),指對一些無法替代又無法回收、再生和重復使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學實驗過程中使用。

三、綠色化學實驗設計的策略和方法

綠色化學實驗方案的構思、設計是一種開放的創造性思維活動,因此其策略和方法也沒有固定的模式可以遵循,下面僅僅結合綠色化學實驗設計與創新的類型進行探討。

1.優選實驗項目策略

根據實驗大綱的要求,充分考慮試劑和產物的毒性以及整個實驗過程產生的“三廢”對環境的污染,盡量排除或減少對環境污染大、毒性大、危害大、三廢處理困難的實驗項目,如氰化物、砷化物的實驗,溴的制備,苯的硝化還原制備苯胺等,以毒性小的實驗代替來完成基本操作訓練。盡量選擇系列化實驗,用前一實驗的產物作為后一實驗的反應物,在合成實驗“苯甲酸和苯甲醇的制備”中,學生合成的產品苯甲酸粗品,可以為基本操作實驗“重結晶”之用,精制以后的苯甲酸純品又為基本操作實驗“熔點的測定”之用,這不僅可以大大節省試劑和原料,而且可以通過熔點檢查學生做的產品是不是合格,一舉而多得。設計綠色化學,盡量選擇與環境保護密切相關的實驗,如大氣中SO2含量的測定,廢干電池的綜合利用,由廢鐵屑制FeCl3,水中溶解氧的測定等,既鍛煉了學生科學實驗的能力,又讓學生了解了污染物對環境的危害,培養了學生的環保意識。

2.優選反應物質的策略

化學反應原理是實驗設計中的核心要素。化學實驗中反應物的優選、操作過程的優化、實驗裝置的改進都與反應原理密切相關,因此研究反應原理,依據反應原理對實驗進行綠色化改進和創新,就是抓住了實驗的本質和成敗的關鍵,是化學實驗改進和創新的重要策略。例如在乙酸乙酯制備實驗中,目前常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反應多、過程復雜、產品損失多、環境污染嚴重等不足。對此實驗的改進與創新可以從酯化反應的實驗原理入手:

由反應原理可知,酯化反應的實質是在路易斯酸催化下,酸和醇反應成酯,溫度過高或催化劑氧化性過強時易發生副反應。作為優良的酯化催化劑必須滿足在非水介質中酸性要足夠強,氧化性要弱,以減少副反應。因此,對這個實驗的改進就可依據上述實驗原理,選用綠色催化劑,以取代濃硫酸。可分別利用H2SO4、FeCl3、PW12、PW12/SiO2催化合成乙酸乙酯。結果表明,用自制的新型催化劑PW12/SiO2代替硫酸催化酯化,不僅產率高,反應溫度低,操作簡單,無污染,而且催化劑能重復使用,適應綠色化學發展趨勢,取得了良好的實驗效果。

3.實驗裝置改進策略

實驗裝置是實驗的載體,是影響實驗的又一個重要因素。一套好的實驗裝置,不僅能減少實驗可能產生的污染又能給人以美的享受,因此對化學實驗綠色化改進與創新自然離不開實驗裝置。實驗裝置的改進一般有如下策略:

3.1簡約化策略(微型實驗)。在不影響實驗效果的前提下,盡量采用用藥少、裝置簡單或微型的實驗裝置。微型化學實驗具有污染小、節約經費(其試劑用量為常規實驗的1/10或1/100)、縮短實驗時間(大約為常規實驗的40%)的優點,同時降低了水、電資源的消耗。微型化學實驗的開設對毒性大、藥品貴、耗量大、污染嚴重、操作復雜的化學實驗尤為必要。微型實驗除了可以用已經研制成功的井穴板等微型儀器外,還可以把容量瓶、燒瓶、冷凝管等微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時,可以借助現代化教學手段把結果放大。微型化學實驗還要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性,例如,對有些顏色變化明顯的定性實驗可以放在點滴板中進行,如指示劑與酸堿作用實驗和Fe3+的顯色實驗等,而有些定性實驗可以放在定性濾紙上完成,如檢驗醛基、MnO4-離子存在等。

3.2設計封閉實驗裝置策略。封閉的實驗裝置應包括氣體發生、收集裝置,氣體性質實驗裝置,尾氣的收集、處理裝置和導氣裝置等。對于氣體發生裝置可以從密閉和控制反應兩方面著手。

四、創新實驗方式

1.微型處理

即在保證實驗現象明顯的前提下,對實驗進行重新設計與探索,實驗藥品微量化或實驗裝置微型化。例如:在研究氯化鋇和硫酸鈉反應時,應在試管中加硫酸鈉,然后用膠頭滴管逐滴加入氯化鋇溶液(可溶性的鋇鹽是有毒的),邊加邊觀察實驗現象。這樣可以減少氯化鋇的使用量,防止過量的氯化鋇對環境造成的污染。

2.多媒體演示

有些實驗成本昂貴、容易造成浪費;有的實驗必須采用有毒、有害的試劑,實驗時會排放出有毒氣體和有毒廢液,或容易引起爆炸,對于中學生來說,存在很大的安全隱患,不便于在普通學生實驗室中進行。為了讓學生對實驗原理、過程、現象和結果有直觀的感受,又能規避實驗風險,可以利用多媒體技術進行模擬演示。事實上,在國內外已有不少學校采用這種方法進行實驗教學,效果很好。

五、結束語

綜上所述,綠色化學實驗設計具有很大的環保性,但是我國基礎化學實驗綠色化的道路還很漫長,需要我們持之以恒的探索,才能推動我國綠色化學事業的快速發展。

參考文獻

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[關鍵詞]綠色設計;室內環境;裝飾材料

[中圖分類號]TU-023 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2011)23-0051-01

1 室內環境綠色設計的內涵

人的一生絕大部分時間是在室內度過的,因此,人們設計創造的室內環境,必然會直接關系到室內生活、生產活動的質量,關系到人們的安全、健康、效率、舒適等。在設計領域中出現的“綠色設計”也稱生態設計。綠色設計指設計出的產品可以拆卸、分解,零部件可以翻新、重復使用,這樣既保護了環境,也避免了資源的浪費。使用綠色標志的產品,標明該商品的生產、使用及處理全過程符合環保要求,不危害環境或危害程度極小,有利于資源的再生回收利用。我國從1994年開始實施“綠色標志”。在室內環境設計中,綠色不僅是局部的生態環保設計,其核心是創造符合生態環境良性循環規律的整個設計系統,也是室內環境的綠色設計的內涵。

2 室內環境“綠色設計”的設計原則

隨著社會科技的發展,人們的審美意識逐漸由早期喜歡煩瑣復雜的裝飾轉為欣賞簡潔明快的風格。在現有自然資源逐漸匱乏的情況下,在設計中要爭取對自然資源的最優利用和有節制地開發利用,最大限度地減少環境污染,保護自然生態的平衡與和諧。設計中最重要一點就是:綠色設計要著眼于人與自然的生態平衡關系,要遵守科學、實用、節約、回歸自然、建立生態環境的設計原則。

在室內設計中要強調自然色彩和自然材質的應用,讓居住者可以放松緊張的工作狀態,在安全、健康、效率、舒適的室內環境中,使其感知自然,回歸自然,與綠色自然環境同在,實現居住環境與自然環境的和諧統一。從中我們可看出室內“綠色設計”的目標是人與自然和諧共生,人類與地球的可持續發展。

3 “綠色設計”在室內環境設計的構思和實施

綠色設計在設計中運用生態學的原理和方法,以人、建筑、自然和社會協調發展為目標,爭取對自然資源的最優利用和有節制地開發,最大限度地減少環境污染,尋求創造出適宜于人類生存空間與可持續發展的最佳設計途徑和方法。綠色設計的設計宗旨在很大程度上是讓居住者感知自然,回歸自然,最終實現居住環境與自然環境的和諧統一。

3.1 綠色裝飾材料的選擇

“綠色裝飾材料”是指在滿足設計的一般功能要求的前提下,以環境保護為宗旨,具有良好的兼容性。按“綠色”的要求,室內設計選材上應充分注重建材的原生態,選擇無毒無害、防火防塵、防蛀防污染、可降解的建材,加大室內空間設計中自然要素的比重,使室內裝飾更貼近自然。世界各地使用生態材料的建筑及建筑室內空間不勝枚舉,如印尼巴厘島的一個學校,主要建筑材料為當地盛產的竹子,使用竹子作為主要的建材,體現出設計師對綠色裝飾材料的鐘愛和永續生存的設計理念。

室內空間的裝飾要盡量簡化,不要重復裝修。室內空間裝修單純靠裝飾材料的堆積是不能夠體現出空間的品位與特色,所以在選擇裝飾材料時,一定要選擇適合室內空間特點,根據使用功能進行選擇。如家庭裝修中墻體涂料要盡量選擇環保乳膠漆,像多樂士二代凈味五合一,特別采用創新環保凈味配方;多樂士金裝全效,具有高效覆蓋細微裂紋、耐擦洗等功能,令產品更環保,氣味更清新。另外,喜歡墻面裝飾復雜的房主,可使用能拆卸、清洗的耐用墻布,從而避免含有化學成分、有毒復合膠漆對環境的影響。

家居室內裝飾材料的主要材料――地板,是需要慎重考慮的,由于裝飾面積大,質量差的地板甲醛含量超標,會對人體造成很大的傷害。選用時以環保為主,環保復合實木地板其硬度、強度、耐磨度、抗變形、阻燃、防水等指標雖然均超過原木地板,與實木地板相比有許多缺欠,但比較經濟實惠。

裝飾板材要選擇環保無毒,國家認定企業的產品。目前,環保材料不僅局限于裝修主材中,隨著人們對綠色環保裝飾材料的需要和追求,企業也不斷新開發出新型綠色環保石材、瓷磚,黏結劑、填縫劑、地板膠、免釘膠等,國家環保部門也嚴格規范使用綠色環保裝飾材料產品標識的監管工作。

3.2 室內環境綠色設計中的陳設

室內陳設是指對室內空間中的各種物品進行陳列與擺設,包括功能性為主的陳設的家具裝飾和燈具裝飾,還有觀賞性的裝飾陳設,另外織物、日用品、工藝品、紀念品及個人收藏品、觀賞性動植物也屬于陳列品范圍。室內陳設在室內環境設計中起到兩個功能作用,一是實用功能,如家具、燈飾、床飾、窗飾等,二是起室內美化作用,如花木、特色掛物等,花木同時起到凈化室內空氣作用。由于花木本身帶有天然優美的造型和豐富的色彩,所以作為裝飾性的陳設,它比其他任何陳設更具生命力和魅力。植物的陳設不僅是綠色生機的象征,也是自然環保元素在室內應用的常見手法。

家具的綠色設計也是環保的主題。目前,我國還沒有對“綠色家具”作出明確的概念界定和衡量標準。所謂綠色家具應是“綠色設計、綠色材料、綠色生產、綠色包裝、綠色營銷”,即“五綠”技術的綜合體現。在家具材料選用上,遵循材料利用綠色化的3R或4R(減量利用reduce、重復利用reuse、循環利用recycle、再生資源利用re-grow)原則,實現家具用材的天然化、綠色化、環保化。綠色家具主要類型有:原木家具、科技木家具、高纖板家具、紙家具系列;不含損害人體的有毒成分,未經漂染的牛、羊、豬等皮張制作的家具;以藤、竹等天然材料制作的椅、沙發、茶幾等家具;以不銹鋼、玻璃、鈦金屬板等材料制作的家具。

綠色照明它以居住者的生活方式為核心,以風格、材質、設計元素和功能需求為要素,一條設計主線貫穿整體空間各個功能區域及產品局部,實行一次性解決居住者對照明的系統化和個性化需求。室內照明設計不能脫離室內設計風格。一個良好的照明設計是建立在良好的設計上。所有燈具的布置、燈具的外形要密切配合室內設計風格,要形成有機整體。照明作為綠色生態室內居住環境的一項重要指標,也越來越受到設計、施工、國家等部門和居住者的高度重視。

篇8

[關鍵詞]綠色設計;室內環境;裝飾材料

[中圖分類號]TU-023 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2011)23-0051-01

1 室內環境綠色設計的內涵

人的一生絕大部分時間是在室內度過的,因此,人們設計創造的室內環境,必然會直接關系到室內生活、生產活動的質量,關系到人們的安全、健康、效率、舒適等。在設計領域中出現的“綠色設計”也稱生態設計。綠色設計指設計出的產品可以拆卸、分解,零部件可以翻新、重復使用,這樣既保護了環境,也避免了資源的浪費。使用綠色標志的產品,標明該商品的生產、使用及處理全過程符合環保要求,不危害環境或危害程度極小,有利于資源的再生回收利用。我國從1994年開始實施“綠色標志”。在室內環境設計中,綠色不僅是局部的生態環保設計,其核心是創造符合生態環境良性循環規律的整個設計系統,也是室內環境的綠色設計的內涵。

2 室內環境“綠色設計”的設計原則

隨著社會科技的發展,人們的審美意識逐漸由早期喜歡煩瑣復雜的裝飾轉為欣賞簡潔明快的風格。在現有自然資源逐漸匱乏的情況下,在設計中要爭取對自然資源的最優利用和有節制地開發利用,最大限度地減少環境污染,保護自然生態的平衡與和諧。設計中最重要一點就是:綠色設計要著眼于人與自然的生態平衡關系,要遵守科學、實用、節約、回歸自然、建立生態環境的設計原則。

在室內設計中要強調自然色彩和自然材質的應用,讓居住者可以放松緊張的工作狀態,在安全、健康、效率、舒適的室內環境中,使其感知自然,回歸自然,與綠色自然環境同在,實現居住環境與自然環境的和諧統一。從中我們可看出室內“綠色設計”的目標是人與自然和諧共生,人類與地球的可持續發展。

3 “綠色設計”在室內環境設計的構思和實施

綠色設計在設計中運用生態學的原理和方法,以人、建筑、自然和社會協調發展為目標,爭取對自然資源的最優利用和有節制地開發,最大限度地減少環境污染,尋求創造出適宜于人類生存空間與可持續發展的最佳設計途徑和方法。綠色設計的設計宗旨在很大程度上是讓居住者感知自然,回歸自然,最終實現居住環境與自然環境的和諧統一。

3.1 綠色裝飾材料的選擇

“綠色裝飾材料”是指在滿足設計的一般功能要求的前提下,以環境保護為宗旨,具有良好的兼容性。按“綠色”的要求,室內設計選材上應充分注重建材的原生態,選擇無毒無害、防火防塵、防蛀防污染、可降解的建材,加大室內空間設計中自然要素的比重,使室內裝飾更貼近自然。世界各地使用生態材料的建筑及建筑室內空間不勝枚舉,如印尼巴厘島的一個學校,主要建筑材料為當地盛產的竹子,使用竹子作為主要的建材,體現出設計師對綠色裝飾材料的鐘愛和永續生存的設計理念。

室內空間的裝飾要盡量簡化,不要重復裝修。室內空間裝修單純靠裝飾材料的堆積是不能夠體現出空間的品位與特色,所以在選擇裝飾材料時,一定要選擇適合室內空間特點,根據使用功能進行選擇。如家庭裝修中墻體涂料要盡量選擇環保乳膠漆,像多樂士二代凈味五合一,特別采用創新環保凈味配方;多樂士金裝全效,具有高效覆蓋細微裂紋、耐擦洗等功能,令產品更環保,氣味更清新。另外,喜歡墻面裝飾復雜的房主,可使用能拆卸、清洗的耐用墻布,從而避免含有化學成分、有毒復合膠漆對環境的影響。

家居室內裝飾材料的主要材料——地板,是需要慎重考慮的,由于裝飾面積大,質量差的地板甲醛含量超標,會對人體造成很大的傷害。選用時以環保為主,環保復合實木地板其硬度、強度、耐磨度、抗變形、阻燃、防水等指標雖然均超過原木地板,與實木地板相比有許多缺欠,但比較經濟實惠。

裝飾板材要選擇環保無毒,國家認定企業的產品。目前,環保材料不僅局限于裝修主材中,隨著人們對綠色環保裝飾材料的需要和追求,企業也不斷新開發出新型綠色環保石材、瓷磚,黏結劑、填縫劑、地板膠、免釘膠等,國家環保部門也嚴格規范使用綠色環保裝飾材料產品標識的監管工作。

3.2 室內環境綠色設計中的陳設

室內陳設是指對室內空間中的各種物品進行陳列與擺設,包括功能性為主的陳設的家具裝飾和燈具裝飾,還有觀賞性的裝飾陳設,另外織物、日用品、工藝品、紀念品及個人收藏品、觀賞性動植物也屬于陳列品范圍。室內陳設在室內環境設計中起到兩個功能作用,一是實用功能,如家具、燈飾、床飾、窗飾等,二是起室內美化作用,如花木、特色掛物等,花木同時起到凈化室內空氣作用。由于花木本身帶有天然優美的造型和豐富的色彩,所以作為裝飾性的陳設,它比其他任何陳設更具生命力和魅力。植物的陳設不僅是綠色生機的象征,也是自然環保元素在室內應用的常見手法。 家具的綠色設計也是環保的主題。目前,我國還沒有對“綠色家具”作出明確的概念界定和衡量標準。所謂綠色家具應是“綠色設計、綠色材料、綠色生產、綠色包裝、綠色營銷”,即“五綠”技術的綜合體現。在家具材料選用上,遵循材料利用綠色化的3R或4R(減量利用reduce、重復利用reuse、循環利用recycle、再生資源利用re-grow)原則,實現家具用材的天然化、綠色化、環保化。綠色家具主要類型有:原木家具、科技木家具、高纖板家具、紙家具系列;不含損害人體的有毒成分,未經漂染的牛、羊、豬等皮張制作的家具;以藤、竹等天然材料制作的椅、沙發、茶幾等家具;以不銹鋼、玻璃、鈦金屬板等材料制作的家具。

綠色照明它以居住者的生活方式為核心,以風格、材質、設計元素和功能需求為要素,一條設計主線貫穿整體空間各個功能區域及產品局部,實行一次性解決居住者對照明的系統化和個性化需求。室內照明設計不能脫離室內設計風格。一個良好的照明設計是建立在良好的設計上。所有燈具的布置、燈具的外形要密切配合室內設計風格,要形成有機整體。照明作為綠色生態室內居住環境的一項重要指標,也越來越受到設計、施工、國家等部門和居住者的高度重視。

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