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中圖分類號:TU992;TV213.9 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)09-0198-01
1 “海綿城市”的概念
“海綿城市”概念的提出時間距離現在也不是很長,“海綿城市”是指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。
從海綿城市的基本概念可以發現,海綿城市是從城市雨水系統管理和設計的角度來描述的一種可持續發展的城市建設理念,其中的內涵在于現代城市的設計應該具有像海綿一樣吸納、凈化和利用雨水的功能,以及應對氣候變化、極端降雨的防災減災、維持生態功能的能力。
2 城市內澇的成因
2.1 自然排水系統遭到破壞
農村都是海綿農村,不需要額外建設。為什么城市需要海綿建設呢?因為在城市化過程中,過去農村的自然排水系統遭到了破壞。城市雖然也新建了排水系統,但都是“硬”排工程,幾乎沒有生態排水設施。即使城內保留了河流,也是修堤筑壩,裁彎取直,渠化河道,有的還將明河改暗河、甚至變成道路,損害了河流的自然特性。在功能上主要是把城市河流用于泄洪、排污,其生命生態特征消失殆盡。
2.2 排水能力不足
主要原因在于城市化建設過程中急于求成。或是因為成本等考慮忽視了地下看不見的排水工程,導致歷史欠賬太多。市政工程建設標準不高,管網密度不夠、管徑過小而又堵塞嚴重、雨污未分流等情況比比皆是,導致城市排水能力有限,難以抵御幾十年甚至百年一遇的暴雨洪水。中國70%以上的城市排水系統設計的暴雨重現期小于1年,90%的老城區甚至比規范規定的下限還要低。就比如今年夏天,武漢遭遇暴雨大量雨水無法及時排除,全城開啟“看海”模式。
2.3 城市用地緊張,建設強度過高
開發項目建設占用土地空間過多,蓄滯滲雨水的空間過少,特別是城市低洼綠地、濕地被建設占用,沒有蓄滯洪水的空間,導致內澇成為現代城市最大的安全威脅。
2.4 道路、廣場等地面硬化鋪裝過度
城市中有限的、沒有建筑的地方,大多修建了道路或進行了硬鋪裝。綠地的徑流系數在0.2左右,而水泥鋪裝或瀝青道路一般在0.9左右。面積相同的綠地和硬地,其自身的排水能力差8倍。不該硬化的硬化了,該硬化的又沒采取透水硬化措施,這樣便增加了雨水抽排的壓力。
3 老舊小區存在的問題
老舊小區多數建設年代久遠,當時的建設標準偏低,居民生活水平不高,居民用水量也不大,隨著居民生活水平的提高,各種衛生設備日趨完善,原有的排水系統管道管徑已經不能滿足排水需要,根據現場調查,用水高峰時段許多管道充滿度已經達到100%,因污水不能及時排出,每到夏季經常散發異味,夏天居民不敢開窗,臭氣直熏人,蒼蠅蚊子嗡嗡直叫。
4 解決思路
4.1 加強排水能力,解決雨污分流問題
城市綠地的海綿化改造可以在一定程度上緩解城市內澇,但要從根本上解決城市“看海”問題,還得依靠完善的城市排水系統。而要充分利用城市綠地的海綿特性,又必須優先解決城市雨污分流問題。老小區的排水管網口徑普遍較小,難以滿足如今的生活需要,而且堵塞現象時有發生。所以實現雨污分流,先治污后海綿,提高污水處理效率,也提高雨水了的利用率,讓海綿吸收該吸收的雨水。
4.2 提高綠化率
老小區在當初的建設過程中綠地往往處于劣勢地位,經常被迫做“奉獻”致使綠化面積少之又少。綠化不僅僅可以改善空氣質量、提高人們的生活環境質量,而且還可以涵養水源,保持水土等功能。海綿城市的另一個重要組成部分就是綠化,要知道多一塊綠地就是多一塊海綿。要建成海綿城市,首先要建設生態園林城市。可以這樣說,只要是真正的生態園林城市,那也就是海綿城市。
4.3 透水鋪裝的建設
眾所周知,老舊小區的路面多以水泥地等不透水的水泥及硬性鋪裝為主,平均徑流系數在0.8以上,改變了原有的生態本底和水文特征。進行透水鋪裝改造能加快雨水的自然下滲,降低雨水的地表徑流量,緩解雨水管道的壓力,增強小區的抗洪泄洪能力。同時,涵養地下水,補充地下水的不足,還能通過土壤凈化水質,改善城市微氣候。透水材料的鋪裝是海綿城市建設的重要組成部分之一。
4.4 建設蓄水設施
蓄水,即把雨水留下來,要遵循自然的地形地貌,使將于得到自然散落。現在人工建設破壞了自然地形的地貌之后,短時間內水匯集到了一個地方,這就形成了內澇。所以要把雨水蓄起來,以達到調蓄和錯峰。而當下海綿城市蓄水環節沒有固定的標準和要求,地下蓄水樣式多樣,總體常用的形式有2種:塑料模塊蓄水、地下蓄水池。
4.5 將雨水充分利用
在經過土壤滲濾凈化等措施之后蓄集起來的雨水要盡可能的被利用起來,不論是豐水地區還是缺水地區,都應該加強對雨水資源的利用。不僅能緩解洪澇災害,收集的水資源還可以進行利用,比如將停車場上的雨水收集凈化后用于洗車等。我們應該通過“滲”來涵養,通過“蓄”把水留在原地,再通過凈化把水“用”在原地。
4.6 減少對園林植物生長以及園林景觀的影響
城市綠地海綿化建設時,有的海綿措施對植物生長會產生不利影響。特別是初期雨水棄流難題未解,污染會成為植物的殺手。下沉式綠地對植物品種的要求更高,必須是既耐淹又耐旱的“兩棲”植物。
5 結論
在老舊小區的改造過程中,通過海綿城市建設思想的運用,最大程度上保留了原有的綠化面積,同時也引進了一批新型的雨水景觀。透水鋪裝以及雨污分流的建設在提高小區排洪泄洪的能力同時通過凈化蓄集起來的水還可以用于綠化灌溉避充分利用了雨水,免了水資源的短缺。同時提高了居民的生活質量,提高小區環境容貌,讓老舊小區煥然一新。
參考文獻
[1] 蘇義敬,王思思,車伍,等基于“海綿城市”理念的下沉式綠地優化設計[J].南方建筑,2014(3):63.
關鍵詞:海綿城市;給排水;建筑小區;雨水控制
海綿城市建設具有十分重要的意義。文章結合項目實例探討了基于海綿城市建設需求的給排水設計要點,期望在技術上予以建筑小區的海綿改造支持。
1項目概況
某老舊建筑小區占地面積為2.2hm2,為海綿城市改造類項目。小區有3棟辦公樓、1個停車場、3片綠地,現狀綜合雨量徑流系數經加權平均計算為0.85。降雨極易形成較大的地表徑流。其現狀如下。(1)綠化品質差。該小區共有46處綠化區域,綠化總面積為0.66hm2,綠化率為30%。小區內的喬木類植株成長較好,能夠很好地覆蓋區域內的道路設施。但是在小區綠化中仍然有8處區域存在土壤板結的問題,植株在其上難以生長,因此產生了黃土的問題。另有10處區域的小型灌木或地被植物的成長存在不足,有草木枯死或是植株種類搭配不合理的問題。在黃土的區域中,有3處還存在生活垃圾堆積的問題,并且受限于小區內的綠化管理不足,小區綠化區域內存在雜草豐茂、景觀效果較差的問題[1-2]。(2)管網排水能力不足。實地踏勘發現,小區雨水口的管理維護存在嚴重不足,雨水口內部有較多垃圾與雜物堆積,且部分小區雨水口標高比當前的道路高,會阻礙雨水的收集排放。進一步分析所收集的資料發現,該小區還存在排水管網雨污合流問題。小區的雨水管管徑為DN300~DN400,設計雨水重現期為1年,在遇到較強降雨條件時經常超負荷運行,易造成積水[3-4]。
2海綿城市改造方案
2.1設計思路
結合小區現況,通過海綿化改造,因地制宜地改造小區道路、綠化,對雨水徑流進行路徑調整,保障小區水環境的合理分布。對于部分屋面與道路雨水,首先將其引入綠地,再經由綠地內布置的溢流雨水口流入排水管網中。對于地面雨水,部分由雨水口直接流入排水管網中,而另一部分則由下沉綠地下滲和滯蓄。此外,對于綠地雨水,對于標準內的雨水可以由下沉綠地下滲和滯蓄,而超過限度的雨水則是由溢流雨水口溢流至排水管網。
2.2道路設計
人行道與活動廣場等區域采取透水磚鋪裝,可以促進雨水的下滲,有效地降低地面徑流的數量,也能夠對地下水資源起到補充作用。對于原先小區內機動車道的裂縫、凹陷問題,在其上增加瀝青混凝土進行改善,設計預計需要鋪設2922.15m2的瀝青混凝土。
2.3綠化設計
小區的綠地普遍高于道路,因而使用開口立緣石與植草溝結合的方式,將路面雨水引入下凹綠地之中以實現積蓄雨水的效果。在小區建筑物的周邊均分布有一定的綠化區域,因此可以對這部分區域進行改造,建設下凹綠地以實現對于屋頂雨水的積蓄效果,并通過在下沉綠地適當位置設置的溢流雨水口接入現狀雨水管網[5]。為使雨水徑流迅速流入調蓄設施之中,就需要采用開口立緣石來引導雨水流入下凹綠地之中。并且在立緣石的開口處也可以積蓄設置植草溝,從而使雨水的流動更加高效。開口可設置成圓形、方形、半圓弧形等樣式[6-7]。植草溝則是由植被、換填土(滲透性較好的種植土)、礫石層、透水土工布與基層由上到下組成。
2.4管網模型
通過建立海綿設計方案管網模型,將網絡數據導入InfoworksICM軟件中。雨水管定義為管渠,溢流井定義為節點,并按照排水管網相關參數設置要求進行設置。在軟件中形成的小區管網概化整體平面布局,進行總體計算和分析。
3海綿改造方案效果
3.1年徑流總量控制率對比
在小區的海綿改造方案中,使用了多種海綿技術手段,如下沉式綠地、植草溝、透水鋪裝等,其年徑流總量控制率在改造前后的變化如表1所示。由表1可知,改造前,小區有49.2%的年徑流總量控制率,而接受改造后,其控制率增加到了72.4%。這意味著海綿改造不僅實現了設計指標要求,還對小區內的地表徑流量實現了較好的控制。
3.2積水深度對比
不同重現期改造前后積水深度對比如圖1所示。由圖1可知,在接受海綿改造之后,小區內的積水分布存在很大的變化,其位置與深度都有了極大的改變。在改造前,小區在不同的設計降雨重現期內的積水多產生于市政道路和本小區道路區域,而海綿改造完成以后,小區的積水的分布則是變為了市政道路和本小區雨水花園和植草溝等區域[8-9]。如圖1所示,在2年設計降雨重現期時,改造后的市政道路與小區內雨水花園的最大積水深度相較于改造前的道路積水分別有9.4cm與1cm的減少量,并且其隨著設計降雨重現期的延長,其積水深度的減少量還會進一步增大,這意味著改造給小區的積水分布有很好的優化效果[10]。
3.3管網排水能力對比
通過對管網排水能力進行的模擬分析可以發現,經過海綿改造以后的研究區排水管網節點溢流數量有很大的變化。在不同降雨重現期下,研究區節點溢流數量前后對比如表2所示。從表2可以看出,經過改造,出現溢流的雨水管段數量明顯減少,該方案可有效控制小區內部雨水,緩解市政雨水管道壓力。
4結束語
文章通過對某建筑小區的海綿城市進行設計分析,以此探究建筑小區海綿改造的效果研究。建設海綿城市需要根據建筑小區的實際情況選擇合理化的低影響雨水開發設施,還要與城市建設規劃進行充分對應,達到經濟性的要求,進而保證城市小區海綿城市建設達到高質量、經濟性、高效益的目的,促進建筑小區雨水開發能力的提升。因此,在設計時應先掌握各種影響海綿城市效果的因素,實現優質的設計效果。
參考文獻:
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一、海綿城市的認知
海綿城市,顧名思義是指城市能夠像海綿一樣,讓城市變為能夠吸納雨水、過濾空氣、過濾污染物質的超級大海綿,具有降溫、防洪、抗旱、捕碳等效益,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”。
海綿城市的建設注重保護與源頭控制,遵循的是順應自然、與自然和諧共處的基本原則,“滲、滯、蓄、凈、用、排”是海綿城市的六字方針,強調對原有水生態的保護,對周邊水生態環境低影響,城市建成后地表徑流量能保持不變。因此,海綿城市建設又被稱為低影響設計和低影響開發(Low impact design or develop-ment)。
目前國內海綿城市規劃方面的主要實施路徑有三個方面,宏觀方面,區域生態安全格局的保護,以實現區域的生態循環體系;劃定城市生態紅線,保護城市中的河流、湖泊、公園綠地等海綿體;相關工程技術實施。海綿城市的建設有利于推動城市邁向真正的生態與低碳。
二、西咸新區介紹及海綿城市建設經驗
1. 西咸新區介紹
西咸新區是國家批復的首個以創新發展方式為主題的國家級新區,旨在控制西安、咸陽的圈層式擴張蔓延,以“現代田園城市”為發展理念。2015年,西咸新區獲評國家首批海綿城市建設示范城市試點,成為西北地區唯一入選的城市。
西咸新區在海綿城市建設過程中秉承“理念引導,規劃先行”的原則,以建設集約、綠色、低碳、智慧的現代田園城市為目標,利用城區范圍內的山川河流、宮殿墓葬大遺址群、都市田園區等共同建構了西咸新區綠色基底,劃定了文物、生態及水體保護區域,建設整體區域的“大海綿”,借助自然力量排水,讓雨水“停一停、留一留、滲一滲”,實現雨水在城市中的自然遷移、低碳循環。
2. 海綿城市建設經驗
海綿城市的建設需要因地制宜,深入識別存在問題進而將對策本地化,從建構“山水林田湖“系統入手,兼顧水資源安全、生態安全、環境安全等多方面要素,提出西咸新區海綿城市規劃方案。并在此基礎上協同規劃、建設環保、財政等多部門,實現政府、企業及社會合作的共贏。
經驗一:劃定生態底線,建構海綿基底。
最大限度的保護原有“山水林湖“的體系,維持城市開發前的自然水文特征,并結合目前正在開展的城市增長邊界劃定工作,將規劃方案中提出的海綿體納入增長邊界,為區域海綿體預留充足的生態空間,以防止其在城市擴張中被侵占。同時,對區域范圍內的生態空間進行空間分區,提出空間管制要求,并提出生態保育措施。最后,梳理區域“大海綿體”及由建成區內部公園、綠地構成的“小海綿體”,與區域水系、排水渠等相結合,構成“水綠相融”的藍綠網絡體系,提升海綿體的連通性及排水能力。
經驗二:完善基礎設施,分類生態環境修復.
對傳統城市的粗放型水系統進行恢復,完善污水、雨水排放系統,強化市政排水體系網絡,完善生態駁岸、再生水補水、濕地修復等工程建設,增強區域生態功能,并同時在分類修復工程中融入城市游憩、觀賞等多樣功能,以實現修復工程一舉多得的作用。
策略3:踐行低影響開發
西咸新區處于快速建設階段,因此將在各類建設空間內選擇適宜的低影響技術,控制透水面積比例,以加強水系吸滲及徑流速度,增加全區域的雨水吸收及排放能力。此外,還通過明確分區管控目標,對不同建成區域及組團提出建設指引,將重點組團及一般組團予以區別,達到因地制宜的作用。同時,對組團內部不同空間如公共空間、建筑場地等提出因地制宜的建設導引,以指導城市實際的建設。
三、小結
[關鍵詞]棉紡織業;明代;上海地區;販運
一、形成原因
首先,從自然條件看,上海地區氣候和土壤適宜種棉,這一地區夏季炎熱,光照充足,晝夜溫差很大,符合棉花的生長需求;此外,這一地區陸地形成時間較晚,由于河口位置的侵蝕沉積作用,形成了優良的沙質土壤,這些都為棉花發展提供了前提條件。
其次是技術和工具的推動作用,松江地區初期技術比較落后,“初無踏車、錐弓之制,率用手剝去籽,線弦竹狐,置案間振掉成劑,厥工甚艱。”(1)直到元貞年間,黃道婆將在海南崖州生活三十余年所學到的紡織技術帶回家鄉,進行改革,制成了一整套的扦、彈、紡、織等工具,極大地提高了當時的紡紗效率。她還變革織造工藝,用錯紗配色、綜線契花的工藝技術,織制出有名的“烏泥涇被”,推動了松江一帶棉紡織技術和棉紡織業的發展,烏泥涇自此聲名遠播。“關陜、閩廣、首得其利,蓋此物出外夷、閩廣海通舶商、關陜壤接西域故也。然是時猶未以為征賦。故宋、元史食貨志、皆不載。至我朝(明)、其種乃遍布于天下。地無南北、皆宜之。其利視絲麻、蓋百倍焉。”(2)棉紡工具的更新換代也是技術普及和日臻成熟的關鍵因素,趕車的出現就體現了這一進步。“凡棉春種秋花”,“其花粘子于腹,登趕車而分之,去子取花。懸弓彈花(為挾纊溫襖者,就此止功。)彈后以木板擦成長條,以登紡車。引緒糾成紗縷,然后繞籰牽經就織。”(3)
第三,政策因素的影響。明初即推行了一系列有利于擴大經濟作物種植范圍的政策,至明中葉以后形成了沿江瀕海的大面積植棉區,保證了充足的原料供應。經濟作物所占比重有所增長,雖然實際種植面積相較糧食相距甚遠,但打破了歷代封建政權推行的糧食為本的單一的農業經濟結構。“折色”的施行也間接促進農民將目光轉向谷糧以外的作物,賦稅可以以多種形式上繳。明初,夏秋兩稅原征本色;洪武九年,首開“拆色”先河,準民以銀、鈔錢、絹代輸。正統元年,又仿洪武折納稅糧、解京充傣之制。折色的實行,使農民在經營上有了一定的主動權,免遭轉運之苦,有利于調動他們的生產積極性,使商業性農業能夠得到發展,同時也促進了貨幣的流通,為貨幣地租的實施打下了基礎。但是以銀代輸也產生了一系列的弊端,造成一部分人放棄糧食種植轉投其他作物,從而引起糧食產量下降。“諸方賦入拆銀,而倉廩之積漸少矣”。人口日增,而糧食日少,糧食供應更為緊張。特別是由于官府所征賦額,歲有定數,不得減少,甚至有增無減。而民間米價波動頻繁,時起時落,農民處于交易鏈的最底層,只能被動接受價格動蕩造成的影響,這也為后來遭受更大程度的盤剝埋下隱患。
第四,繁重的賦稅迫使農民投入到棉花種植上來。正如明代何良俊所說,“自四五十年來,賦稅日增,徭役日重,民命不堪,遂皆遷業”可見棄糧遷業這一現象并非局限于松江。但這一變化表現最為明顯的就是江浙地區和上海地區,這兩處沿海地帶經濟發展相對較快,承擔的布解也更重。時人的評說:“邑之民業,首藉棉布……家之租庸、服食、器用、交際、養生、送死之費,胥從此出。”(4)清初葉夢珠曰:“民間賦稅,公私之費,亦賴以濟”。(5)
此外,上海一帶勞動力素質較高,加之紡織農戶能夠根據市場需求,改進技術、工藝以適應市場的品種繁多的棉布產品和不同時段的需求。如明代標布盛行,而清初發生轉變,標布客商銳減,中機布興盛,紡織農戶便轉向中機布,謂之“新改布”。上述這些因素相互作用,促成上海棉紡業的大繁榮。
二、歷史特點和局限
(一)普遍、高效并與農業緊密結合
隨著棉花種植的逐步推進,農業與手工業的結合也日益密切。 “男耕女織,外內有事。田家婦女,亦助農作,鎮市男子,亦曉女紅。”(6),形成了獨具特色的家庭內部手工業生產鏈條。婦女脫離農業,專門從事生產,城鎮的牙商、布商提供原料,婦女領取之后可在家中完成紡織,再將成品、半成品交售出去。許多人因此精于紡織布,獲得一技之長。“天下之民出其鄉則無所容其身,蘇松之民出其鄉,則足以售其巧。”,(7)說明即使脫離農業后,還可以充當雇工。
松江植棉到明中葉進一步推廣,萬歷年間,棉花種植面積已有很大規模,《閱世編》卷七中記載:“上海,棉花種植之廣,與稻相等。”,“官民軍灶墾田凡二百萬畝,大半植棉當不止百萬畝”,《皇朝經世文編》補卷《高晉疏》中也曾提及,松江各縣以至“農田種稻者不過十之二三。圖利種棉者,則有十之七八。”另外,在分工上也有老幼、青壯的明確區分,由于一部分人缺乏織布工具和資金,或技術質量不如人,亦或精于紡紗,導致一些農家婦女專門從事紡紗工作,這也導致紡與紗的地區性分工,金山一帶,“織布粗,不及松人,故紡木棉為紗者,市錢不自織”(8)。這種分工十分有利于充分利用人力資源,資源優化,技術提高。
不僅如此,棉紡織業已經開始向城市滲透,“紡織不止村落,雖城中亦然……織者率日成一匹,有通宵不寐者”(9)并且在效率和規模上都有巨大飛躍。“自二三十年來,松江之民多倚織布為生。”(10),據明代嘉慶《松江府志》,“鄉村紡織,尤尚精敏,農暇之時,所出布匹,日以萬計,以織助耕,女紅有力焉。”(11)高效的織布效率使得每日的產量也十分可觀。
(二)販運產生
當時主要產棉區為長江中下游及河南、山東等地。但是紡織業卻多集中在江南,故南北棉、布交換量大。“顧棉則方舟而鬻諸南,布則方舟而鬻諸北。”(12)雖然此時棉布已經遍及許多地區,但松江之地仍以其精良的品質被廣為接受。“他處皆有,然土地之宜,種植之勤,紡織之精,運售之廣,吾邑獨甲于天下。每歲當八、九月,郭東南隅兒于比戶列肆,捆載通海市往萊陽者為子花;售洋商及閩、廣、漢陽、關東諸口者皆棉花,歲不下數萬云。”(13)
嘉靖以后,上海地區的棉紡織業已具出口能力,對日本的民間貿易一直在暗暗進行。“大抵日本所需,皆產自中國,如室必布席,杭之長安也;婦女必須脂粉,漆扇諸工必須金銀箔,悉武林造也;他如饒之瓷器,湖之絲棉,漳之紗絹,松之棉布,尤為彼國所重。”(14)上海地區商人不僅與日本有貿易往來,而且還開辟了南洋海外航線。當時,“湖絲百斤,價值百兩者,至彼得價二倍。”(15)即運至南洋各國的利潤非常豐厚。明中后期,棉花、棉布成為上海港重要的大宗貨物,隆慶、萬歷后,安徽來的小木匠“爭列肆于郡治中”郡治東蒲鞋店“幾百余家”,郡治兩郊則“廣開暑襪店百余家”,生意火爆,“遠方爭來購之”(16)
(三)衍生行業和市鎮的興起
與此種蓬勃的貿易景象相適應,當時北京和松江之間已有匯票的使用,是后來匯兌業務的先聲,對于去遠處進行大宗貿易的商人來說,有很大幫助。安全可靠。嘉靖時,來上海做生意的商人,“無慮數十萬人特以俗尚甚奢”(17),忙碌景象不難想象。由于此時商品經濟活躍,貿易交換頻繁,為方便收購原料,松江布商深入各鄉縣鎮開設行莊,收購棉花,由此出現許多布市;同時,為棉紡織服務的染踹坊也大批出現,“數百家布號皆在松江、朱涇樂業,而染坊、踹坊,商賈悉從之。”(18)與貿易行為適應的相關行業已經初露端倪。
商業市鎮的發展也很顯著,明代手工業與商業交匯中心的市鎮,即是本地農產品、棉布的國內貿易集散地,也是外地原料、消費品輸入的中心。明末,這些市鎮甚至有了專業的區分,如,下砂鎮精于刺繡,金山衛長于紡紗,朱涇鎮與楓涇鎮善于染布……甚至運往國外,“來比販運布匹的商賈,帶來大量白銀”,“動以數萬計,多或數十萬兩,少亦已萬計。”(19)其中,比較著名的有嘉定外岡鎮,“外岡布之名特諸,明萬歷間,人間繁庶,四方商賈之貿販花布者,群集于此,遂成雄鎮。”(20)清浦朱家角“朱家角鎮在五十保,“商賈輳集,貿易花、布,京省標客,往來不絕,今為巨鎮。”(21)
三、局限
封建統治者為榨取棉花,早在元就設“木棉提舉司”,“責民歲輸木棉十萬匹”(22),至成宗時,把棉花納入常賦。洪武三年(1370),“戶部奏賞軍用布,其數甚多,責令浙西四府秋糧內收布三十萬匹,”其時,明太祖有言,“松江乃產布之地,止令一府輸納,以便其余民征如故。”(23)迫使農民只能增加產量以應對政府的壓榨,技術條件較好的家庭尚可依賴更新設備提高效率,那些無力更新棉紡工具的家庭只能通過不斷的延長勞動時間來勉強增加產出。引明末人張鴻磐“請照舊永折疏”曰:嘉定縣“僅種木棉一色,以棉織布,以布易銀,以銀來米,以米充兌。”(24)玄扈(徐光啟號)先生曰:“陶宗儀稱松江以黃嫗故,有棉布之利。而仲深先生亦云,其利視絲枲百倍。此言信然。然其利,今不在民矣。嘗考宋紹興中(1134年左右),松郡稅糧十八萬石耳,今平米九十七萬石,會計、加編,征收,耗剩,起解、鋪墊,諸色役費,當復稱是。是十倍宋也。壤地廣袤,不過百里而遙;農畝之入,非能有加于他郡邑也。所繇共百萬之賦,三百年而尚存視息者,全賴此一機一杼而已。非獨松也,蘇杭常鎮之幣帛枲,嘉湖之絲纊,皆恃此女紅末業,以上供賦稅,下給俯仰。若求諸田畝之收,則必不可辦。”(25)天啟初年,在上海、嘉定等地從事布教活動的葡萄牙人耶蘇會傳教士魯德昭,就當地的棉業,留下了下面的記錄:
“南直隸最東邊的地區,殷富肥沃,出產大量的棉花。據當地人們肯定的說法,只在廣大的上海城鎮及其所轄區內,有以這些棉花為原料的二十萬臺織機。因此,僅以此處一地每年就要向皇帝繳納四十五萬杜卡特。織機和布匹同樣是窄幅的,所以在一間屋內可放置多架。幾乎全部是婦女從事此項工作。”(26)極盡盤剝后,“田家收獲,輸官償息外,未卒歲,室廬已空,其衣食全賴此。”(27)在出售棉花或者以布易米的交易過程中,往往由于糧價上漲給百姓帶來帶來痛苦。一則商人從中操縱,由于糧食需要從外地供應,遠商不至,導致價格上漲,商人趁機囤積居奇,哄抬物價,以求暴利。二則銀谷價格折算變化莫測,對糧農也大為不利。
四、沒有產生資本主義萌芽的深層原因
盡管棉紡織業內部分工和專業化有所加強,卻沒有產生資本主義萌芽,始終是小農經濟“男耕女織”的家庭副業,沒有出現過獨立的商品小作坊,更不用說手工工場了。究其原因,大概有以下幾點:首先,小農經濟家內分工合作紐帶十分堅韌,手紡與手織以及軋花、彈絮等一系列工序,也都在家庭內部進行,農家全體參加勞動。即使出現一些狹小的紗商品市場,出現少數專業的經紗人員,也難以撼動內部這種緊密結合,紗、布等生產上的社會專業分工,還遠遠沒有形成。
其次,農手工業與手工業各工序緊密結合,有其調節與節省勞動的合理性,這是使之難以專業分化的內在原因。同時,農民承擔繁重的租稅負擔,給這種結合帶來很大強制性,使他們耕作之余,不得不藉手工紡織以圖生存。因此,不論該地區是否植棉,紡織都成為江南大多數農民家庭的主要副業。
第三,小農根本無力也不可能革新生產工具,上海地區自元中葉吸收海南少數民族的先進技術后,雖有改進,但此后500年,鮮有大的進步,這都是手紡織業是始終停留在個體經濟范疇的主要因素。
但是需要特別注意的是,此時,正處于兩種生產形式的交匯點,我們應該看到棉紡業發展的多面性和進步性,棉紡織行業內部開始出現分工、棉布品種也有所增多,產生了具有特色的棉布生產加工系統。這種變化促使蘇松地區市鎮日益專業化,加速了棉貨貿易的繁榮,但隨之而來的賦稅,成為當地百姓的沉重負擔。同時,以棉紡織行業為代表的帶有商業性農業的迅速興起,加之新谷物和番薯的引進。明中葉以后,糧食仍處于主導地位,但在整個生產中的作用和比重已經明顯下降,特別是江浙東南沿海商品經濟發達地區。這些變化,加快了我國農村經濟由自然經濟向商品經濟過渡的歷史進程,有重大意義。
入清以后,美洲白銀涌入,解決了貨幣供應不足的難題,增加社會對松江棉花的有效需求;清中葉以后,海禁廢除,洋布的大量傾銷,上海地區的棉布市鎮在同治光緒年間逐漸衰微。
結語:明代上海地區的棉紡織業是在整個封建制度處于上升和完善時期產生的,必然帶有明顯的封建性質,即小農經濟的狹隘和固步自封,而此時西方世界的大變革卻悄然醞釀,資本主義的生產方式和經營思想開始被一批開明人士所接受。這些進步思想的實踐首先發生在以棉紡織業為代表的手工業上,具有巨大的帶動作用和進步意義。
注釋:
(1)陶宗儀.南村輟耕錄·卷24。
(2)[明]丘睿.大學衍義補·卷二十二《貢賦之常》。
(3)[明]宋應星.天工開物·卷上,乃服,頁12一未3。
(4)正德.松江府志·卷四。
(5)閱世編·卷7。
(6)[明]屠隆.由拳集·卷16。
(7)周忱.與行在戶部諸公書。
(8)正德.金山衛志(下)卷二 《風俗》。
(9)[明]正德.松江府志。
(10)[明]方岳貢,修.陳繼儒,纂.松江府志·卷10,賦稅下.崇禎三年(1630)刻本。
(11)嘉慶.松江府志。
(12)[明]王象晉.二如亭群芳譜·利部,第二冊,首頁.崇禎(1628——1644)刻本。
(13)[清]應寶時,等.上海縣志·卷8,物產。
(14)姚述祥.貝織編。
(15)葉夢珠.閱世編·卷三。
(16)嘉慶.上海縣志。
(17)姚廷逵.歷年記。
(18)顧公燮.消夏閑記摘抄。
(19)閱世編·卷7。
(20)[明]殷聘尹,編.外岡志.上海史料叢編·卷2,頁42,1961年版。
(21)[明]方岳貢,修.陳繼儒,纂.松江府志·卷3 市鎮,頁116 崇禎三年(1630)刻本。
(22)元史·卷十六《世祖本紀》。
(23)天下郡國利病書。
(24)嘉慶.南翔鎮志·卷十二。
(25)[明]徐光啟.農政全書校注·卷35(中)頁969。
(26)[日本]西嶋定生.中國經濟史研究.頁619一620。
(27)[明]陳威,顧清,等.松江府志·卷4 風俗;11。
參考文獻:
[1]李伏明.制度、倫理與經濟發展——明清上海地區社會經濟研究(1500—1840).中國文史出版社,2005,3.
[2][日本]西嶋定生.中國經濟史研究.
[3][明]徐光啟.農政全書校注.
[4]嘉慶.南翔鎮志.
[5][明]徐光啟.農政全書.
[6][明]方岳貢,修.陳繼儒,纂.松江府志.
[7]閱世編.
[8]姚廷逵.歷年記.
[9]嘉慶.上海縣志.
[10]姚述祥.貝織編.
[11][明]宋應星.天工開物·卷上.
[12]陶宗儀.南村輟耕錄·卷24.
[13][明]丘睿.大學衍義補·卷二十二.
[14][清]應寶時,等.上海縣志·卷8,物產.
[15][明]殷聘尹.外岡志·上海史料叢編·卷2.1961:42.
[16][明]方岳貢,修.陳繼儒,纂.松江府志·卷3·市鎮.崇禎三年(1630)刻本:116.
[17][明]陳威,顧清,等.松江府志·卷4 風俗.11.
[18]周忱.與行在諸公書.明經世文編·卷二十二.
[19]道光.川沙府民廳志·卷十一.
[20]正德.金山衛志(下)·卷二 《風俗》.
[21]元史.卷十六《世祖本紀》.
關鍵詞:農村公路;病害;預防措施
中圖分類號:X734文獻標識碼: A
1農村水泥混凝土路面常見病害
病害主要表現為 斷裂、擠碎、拱起、唧泥、錯臺、裂縫等。
2農村水泥混凝土路面常見病害的成因
設計先天缺陷、施工質量監管不嚴、車輛超載嚴重、維修養護不及時、不到位和各種氣候等自然因素的共同作用是水泥混凝土路面產生破壞的主要原因。
2.1設計先天缺陷
公路設計前期準備階段要充分做好交通量以及車輛超載情況的調查,確定交通等級;同時對不良地質路段進行特殊路基處理。由于農村公路建設面臨資金不足以及設計時對農村交通量預估不準確的影響,往往基層、面層設計厚度不足,不良地質路段處理不完善。另外,農村公路設計時缺少必要的防護工程設計以及完善的排水設施工程設計,從而間接導致水泥混凝土路面病害的產生。
2.2施工質量監管不嚴
施工質量的好壞對公路使用壽命的影響至關重要,因此,施工時應嚴格控制施工質量。然而農村公路施工建設的不規范導致施工質量難以保證。具體表現在以下方面:一是原材料的選擇。水泥混凝土混合料由水泥、粗集料、細集料、礦粉、水和外加劑組成,原材料的好壞直接關系到水泥混凝土的質量,而水泥是混合料質量的保證。然而,不少施工單位在施工過程中,將同一標號、不同廠家生產的水泥混合使用;更有甚者,將不同標號的水泥混合使用,這直接導致水泥混凝土路面各板塊熱膨脹系數的不一致,致使水泥混凝土路面產生裂縫、斷裂等病害。二是路基壓實度。路基施工時應嚴格按照國家規范要求施工,使路基壓實度滿足規范要求。然而,施工單位在施工時采用小型或者老舊壓路機械設備施工,同時,監理單位監督不到位,導致路基壓實度不足。尤其是在路基的填挖交界處,高填方路段及路面與橋涵等結構物交界處,由于路基的不均勻沉降造成路面沉降,在車輛荷載的沖擊下導致水泥混凝土路面出現錯臺、唧泥等病害。
2.3車輛超載嚴重
近年來隨著汽車保有量的增加,交通運輸市場競爭激烈,運輸戶為了自己的經營利益,超載現象異常嚴重。盡管我國各級政府嚴查車輛超載現象,但仍舊屢禁不止。超載大大超過了水泥混凝土路面的設計荷載,導致水泥混凝土板塊的斷裂、破碎,縮短路面的正常使用年限。
2.4氣候等自然因素的影響
氣候溫度條件對水泥混凝土路面病害的發生有著重要的影響。夏季高溫環境下施工,容易造成水泥混凝土路面內部應力不平衡,從而導致路面裂縫的產生;另外,在氣候較為干旱的環境下水泥混凝土路面也易于產生干縮裂縫;再次,當溫差較大時也會造成水泥混凝土路面開裂。
水是自然因素中導致水泥混凝土路面破壞的又一主要原因。農村水泥混凝土路面橫縫多采用瀝青灌縫,另外農村公路建設過程中施工單位對水泥混凝土路面性能認識不足,路肩邊部基本沒有設置排水設施。當橫縫中的填料老化剝離路面時,路面匯水不能及時排走,而是通過橫縫滲入基層,造成基層軟化、基層承載力降低。面層、基層分離后,在行車荷載的作用下,使水泥混凝土路面板體產生斷裂、錯臺等病害。
2.5維修養護不及時、不到位
水泥混凝土路面橫縫多采用瀝青灌縫,一般使用2~3年后,瀝青填縫料就會自然老化剝離,如果不及時更新填縫料,雨水就會通過橫縫滲入基層,造成主要承重結構層的破壞。另外,農村水泥混凝土路面多缺少必要的排水設施,當路面長期浸泡在積水中時,容易造成基層的軟化,降低結構層的承載力。水泥混凝土早期病害處理方法不當、處理不及時,也會加劇路面其他病害的產生。
3 農村水泥混凝土路面病害的預防措施
要解決農村水泥混凝土路面面臨的病害問題,應當從設計、施工、管理和養護等各方面采取措施,加強對水泥混凝土路面的病害預防。
3.1在設計上加強重視
新農村建設是全面推進小康社會發展的重要環節,農村公路建設是新農村全面建設的排頭兵,農村公路建設來不得半點馬虎,所以應加強在農村公路設計上的重視。在公路設計前期準備階段做好交通量及超載情況的調查,加強對不良地質路段的特殊路基處理,合理確定路基工作區深度,保證面層、基層足夠的厚度,同時,設計完善的排水設施及防護設施。
3.2在施工上強化規范
“無規矩不成方圓”,同樣,在農村水泥混凝土路面施工上要嚴格按照國家現行規范施工。首先,要控制好路基的施工質量,按國家規范規定的厚度鋪筑填料,采用相應規格的壓路設備對路基填料進行碾壓,使路基填料的壓實度達到施工規范的要求。另外,在原材料的選擇上,要嚴格控制原材料的質量,選用的原材料一定要符合設計和規范的要求。在施工準備階段,做好對原材料供應商的調研,初步選擇原材料供應商,保證原材料質量的統一。在夏季施工過程中,要做好對水泥混凝土路面的保水養護;在冬季施工時,還應采取一定的保溫措施,防止水泥混凝土路面早期裂縫的產生。
3.3在管理上強化執法力度
針對超載車輛為了躲避檢查而選擇繞行鄉村道路的現象,各級執法部門應采取聯合執法、統一調度的措施,同時加大執法力度,結合群眾舉報,深入鄉村公路進行治超執法,加強不定期執法,杜絕超載現象的發生。
3.4在養護上加強維修養護
水泥混凝土路面的局部損壞,如不及時、有效地加以修復,往往會引起損壞迅速發展,其中最經常也是最不能忽視的工作就是隨時清掃和接縫的養護,對混凝土路面必須經常清掃,不讓路面上有碎石及其他硬物,免受車輪反復碾壓而破壞路表面造成麻面的產生;為防止接縫的失效必須及時更換已老化或損壞的填縫料,使接縫填料保持良好的狀況,以防止泥土、砂子、石子、水等進入接縫內,從而導致路面的破壞;對路面裂縫及早期病害,應及時進行修復處理,防止形成進一步的破壞。還必須重視路面排水系統的養護,加大資金投入配套完善修建邊溝等排水系統,經常疏通路面排水設施,防止雨水通過接縫或裂縫對路面造成破壞。 同時,還應當積極探索新工藝新技術,使用新型材料加強對路面維護。
4 結束語
水泥混凝土路面是農村公路的重要組成部分,農民的出行以及農作物的出售主要依賴農村公路,因此,水泥混凝土路面的質量必須得到保證。通過先進的設計理念,完善的施工工藝,高效的管理水平和及時的維修養護,保證為廣大人民群眾創造一個安全暢通的出行環境。
參考文獻:
溫室工程行業發展現狀
總體發展情況
過去人們認為,海南是天然大溫室,用不著溫室大棚設施。事實上,在國際旅游島建設進一步深化、海南國家冬季瓜菜基地與海南省常年瓜菜基地開始建設的背景下,溫室大棚設施對海南的重要性逐步顯現。
海南作為我國最大的熱區之一,其“熱帶”的特點將是海南發展設施農業的獨特之處。溫室大棚設施在海南的發展與內地有著很大的不同,可以直接拿來用的經驗比較少。海南地區的熱帶(高溫高濕)、臺風、暴雨等氣候特點是島內發展設施農業的最大制約因素。因此,探索“熱帶(高溫高濕)、臺風、暴雨”條件下的設施農業發展模式在海南應該得到足夠重視。
海南規模化發展設施農業起步較晚。至2000年以來,在有關項目資金的支持下,海南省溫室大棚栽培瓜菜面積逐年增加。大棚種植的作物由單一的哈密瓜,發展到蔬菜、花卉、食用菌,以及部分熱帶果樹。大棚設施栽培的地域也從南部幾個市縣向全省擴展。特別是近兩年來,在現代農業生產發展資金補貼的推動下,海南省溫室大棚栽培瓜菜的面積不斷擴大。截至2011年底,海南全省溫室大棚設施栽培瓜菜面積達到1.2 萬公頃(18 萬畝)。
基于海南熱區氣候特點的主要溫室大棚類型介紹
目前,在海南使用范圍較廣的溫室大棚類型主要包括:簡易圓拱形連棟大棚、平頂蔭棚(網室)、部分鋸齒形連棟溫室。PC板及玻璃覆蓋的文洛型溫室僅限于部分的科研、觀光、育苗等使用。
對簡易圓拱形連棟大棚而言,隨著其覆蓋材料和局部通風措施的不同,又分為不同的使用類型,即防雨棚、防蟲網室、防蟲蔭棚等,如圖2所示。防雨棚由于四周采用防蟲網,同樣具有防蟲功能;防蟲網室除具有防蟲功能以外,頂部保留圓拱形結構能夠在暴雨時緩沖雨水對葉菜類的沖刷,兼具了一定的防暴雨作用;防蟲蔭棚既具備防蟲網室的優點,同時又具有遮陽作用,能夠為夏季瓜菜生產創造良好的光熱環境。正是由于這類溫室大棚靈活多變、適應海南地區的氣候特點,造價低,使得其推廣使用的面積最大,成為目前海南溫室大棚的主流類型。
同時,高溫是制約海南地區溫室大棚夏季使用的又一大障礙,特別是屋頂為薄膜覆蓋時,內部集聚的高溫嚴重影響作物的生長。海南地區在溫室大棚建設使用過程中,逐步形成了以自然通風形式為主的通風降溫措施。由于本地區的溫室大棚四周立面多為防蟲網覆蓋或卷膜開窗,因此通風的主要區別在于屋頂的通風形式。主要包括:屋脊通風帽式、屋脊鋸齒式、屋肩通風口式(如圖3所示)。這幾種屋頂通風形式在海南地區較為常見,其中屋肩通風口式在三亞及周邊地區應用普遍。
設計施工過程中應注意的主要問題
如前所述,海南島地區獨特的氣候和地理特點決定了本地溫室的設計與建造不能直接照搬大陸地區,特別是北方地區的溫室設計。也正是由于這樣的原因,本地區建造的溫室大棚在材料的幾何尺寸、結構形式、材料性能選擇和結構抗風等方面出現較多問題。
天溝的設計問題
目前,海南多處溫室出現天溝截面小,排水不暢的問題。主要原因是由于海南的降雨強度大,如海口地區降雨強度q5為151 L/(s.100m2),而部分設計和施工單位并沒有嚴格按照海南地區的降雨量及相應的溫室結構幾何尺寸進行計算,僅簡單地沿用北方少雨地區的天溝截面和形狀造成。同時,海南地區的常年溫度較高,溫室內部結露現象基本沒有,在天溝截面形狀設計時,可考慮設計為平底形式,以方便節點設計,減少加工量,降低成本,集露槽同樣也沒必要在本地區采用。筆者曾遇到在三亞地區建設的育苗溫室采用集露槽的設計,均是沒有仔細考慮本地區氣候特點出現的問題。
材料的腐蝕與老化問題
海南地區的光照(紫外線)強,材料老化速度快,特別是在溫室金屬結構受熱后,在局部高溫和外界紫外線的雙重作用下,進一步加快了覆蓋材料的老化速度。因此,增強材料的抗老化性能,特別是局部抗老化措施顯得尤為重要。
在卡槽處,薄膜、防蟲網、遮陽網等材料這方面問題尤為突出,如薄膜、防蟲網沿卡槽邊局部老化破損(圖4所示)。主要原因在于薄膜等材料的需緊貼卡槽,卡槽受熱后加快了材料的局部老化,卡槽處也是荷載作用下的主要傳力部位。因此,沿卡槽處的膜、網破壞的現象在海南地區比較突出。
另外,高溫、高濕的特點也極易誘發薄膜及防蟲網出現青苔(圖5所示)的現象,影響溫室內部的采光。海南北部部分地區的溫室使用不到一年時間,此現象就已非常嚴重。
結構抗風問題
獨特的海洋氣候特點,使得海南地區遭遇臺風的幾率大大增加。冬季溫暖少雨,蔬菜等作物可不依賴溫室大棚而進行大規模生產;而夏季的頻繁暴雨使得露地蔬菜生產困難,蔬菜的供應主要依賴于島外的輸入,一旦遭遇臺風,運輸中斷,將面臨“無菜可吃”的局面。因此,海南常年瓜菜基地的建設離不開溫室大棚設施,在臺風時期,設施的作用尤為明顯。探索經濟、合理的抗臺風措施(結構形式),保障本地蔬菜的常年生產已成為當務之急。
溫室工程企業情況
據不完全統計,海南本土從事溫室工程行業的企業有10余家,多為近年隨著海南設施農業的快速發展而成長起來的,多數面臨經驗少、底子薄、技術不成熟等較多問題,發展的空間還很大,需要社會各界的共同努力。
溫室工程人才培養現狀
目前,海南開設設施農業相關專業的院校僅海南大學,即海南大學園藝園林學院設施農業科學與工程系。專業開辦之初,如同多數院校一樣,主要是從蔬菜栽培等專業方向轉型而來。近幾年,海南大學的設施專業加大了設施工程方向建設。通過努力,目前基本實現了設施栽培和設施工程兩個方向的融合,培養方案中工程方面的課程占到50%。
目前,開設溫室工程方面的主要課程包括:工程制圖、測量學、CAD、建筑結構與構造、設施農業工程學、農業建筑學、溫室設計與建造、溫室灌溉、農業園區規劃、設施農業工程概預算等。同時,學校注意加強了實踐教育環節,學生大四一年主要以畢業論文、畢業實習等實踐教育為主。
設施農業科研現狀
目前,海南地區從事設施農業科研的單位主要有:三亞市南繁科學技術研究院(海南省熱帶設施農業工程技術中心)、海南省農業科學院蔬菜研究所、海南大學園藝園林學院、中國熱帶農業科學院等,科研力量正在逐步壯大。
海南熱區溫室工程面臨問題探討
設計方面問題
設計問題在方案階段、施工圖及加工圖設計階段均存在。現場任意更改溫室幾何尺寸或材料規格,導致經常出現加工的構件尺寸錯誤,現場裝配效率低,大量存在現場焊接的施工方式等。其主要原因在于,部分企業缺乏完整的設計能力。
材料加工方面問題
海南在溫室材料加工方面能力差,沒有專業從事溫室材料加工及熱鍍鋅的企業。而本地相關加工企業對溫室材料的加工能力差、成本高,導致大量的加工材料依靠島外運輸。由于運輸距離及管理問題,往往導致材料成本增加,材料的質量和加工精度也難以保證。如遇到一些量少或損耗需補充的構件,更是讓工期與成本難以控制。
施工方面問題
由于工廠加工,現場組裝的施工方式對加工設計的能力要求較高,相關企業缺乏相應的專業技術人員,加工設計能力差,同時又要控制材料成本,現場焊接成為常采用的施工方式。這也是目前海南地區溫室大棚施工方面存在的最嚴重問題。
發展理念、模式方面問題
可以看出,目前,海南溫室行業的發展模式還是快速、粗放的模式,處在探索前進的初級階段,缺乏專業人才、積淀深厚的企業和成熟的使用者(建設業主)。
但也應該看到,海南地區發展設施農業的有利方面:獨特的地理位置、氣候特點、種植特點統一,這些都非常有利于溫室標準化建設的實施。建議根據海南的氣候特點和使用特點,通過調研、計算和驗證,充分發掘并設計出適合海南建設的溫室大棚類型,按照標準規范設計出不同類型的溫室大棚各專業施工圖等,形成一套標準化方案和施工圖集。
通過以上的標準化方案,可以讓從事設施農業領域的各方明明白白,做到心中有“底”:
在設計階段,可避免不切實際的夸大性能,盲目選擇;
觀規劃角度提出建議,以期更好地推動海綿城市的研究與發展。
【關鍵詞】:海綿城市;水生態基礎設施;生態優先;雨水利用
1、海綿城市的提出背景
城市化的不斷加深則帶來一系列生態環境問題,其中水生態危機尤為突出。城市面臨的水生態問題遠不止洪澇災害,還有水資源短缺和水安全問題與之并存。反觀我國傳統城市建設模式,在應對內澇洪災和水安全問題的能力卻存在明顯不足。
因此,在我國水生態環境惡化和新型城鎮化建設的時代背景下,海綿城市作為人與自然和諧共存的有效途徑,被專業領域學者提出和推廣,并成為國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導方針和戰略目標。
2、海綿城市概念及意義
我國《指南》中對海綿城市的概念進行明確定義:指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。該簡單概念背后隱含的深層內涵,可以具體分解為:一是,海綿城市面對洪澇或者干旱時能靈活應對和適應各種水環境危機的韌力,體現了彈性城市應對自然災害的思想;二是,海綿城市要求基本保持開發前后的水文特征不變;三是,海綿城市要求保護水生態環境,將雨水作為資源合理儲存起來,以解城市不時缺水之需。現代化城市建設過程當中,海綿城市的應用有利于解決水資源短缺、內澇頻繁發生、水生態惡化等突出問題,為建設海綿城市提供重要保障[1-2]。
3、海綿城市發展歷程
3.1國外研究發展歷程
通過國外文獻研究發現,海綿城市的概念最早被澳大利亞研究學者用來隱喻城市對周邊鄉村人口的吸附效應。近年來,多有學者運用該概念來形象比喻城市吐納雨水的能力。Ignacio F. Bunster-Ossa用海綿城市來形容城市像海綿一樣處理雨洪自然事件問題的彈性能力,并以三個案例說明了從規劃到設計不同尺度的具體雨洪管理設計方法,包含雨洪滯留和過濾等景觀手法的應用。2015年 1 月,美國《晨報》(Morning Edition)也展_了建設海綿城市的討論 。國際上關于“海綿城市”的相關理念與政策很多,盡管這些理念的名稱不同,但所采取的工程措施基本涵蓋:透水鋪磚、雨水花園、綠色屋頂、植草溝等雨水滲透、滯留設施,以及生物滯留池、濕地等雨水貯存設施。
3.2國內研究發展歷程
通過研究國內文獻研究發現,國內關于海綿城市概念最早可追溯到2003年,北京大學俞孔堅和李迪華教授共同出版的《城市景觀之路:與市長交流》一書中最早將“海綿”的概念比喻自然濕地、河流等對城市旱澇災害的調蓄能力。
在我國海綿城市概念發展的整個過程中,出現了多種概念名稱叫法,主要有綠色海綿、海綿體城市、生態海綿城市等,這些概念在改變傳統雨水排放模式、提高城市自然蓄水排水的能力、運用生態途徑解決城市水環境問題等方面展開了不同程度的探討研究,與海綿城市有著異曲同工的緊密聯系,最終在國家政策層面確定了海綿城市概念的統一和完善[1-2]。
4、海綿城市構建途徑與措施
主要分為水生態系統功能主體保護與修復和源頭管理與控制技術(區域低影響開發)。其中,水生態系統功能主體保護與修復主要包括:識別水資源保護生態斑塊、保護水系網絡及生態系統、修復已破壞的水生態斑塊及網絡、源頭管理與控制技術(區域低影響開發)等。根據城市降雨過程,區域低影響開發技術主要分為截留技術、促滲技術和調蓄技術3種。其中,截留技術是通過材料或者結構,將降雨過程中雨水形成徑流的速度減緩,通過增加雨水匯集的面積來達到延緩徑流目的的技術,如綠色屋頂及植物群落冠層截留等 [1-2]。
5、研究進展現狀概述(共識與爭議)
5.1三點共識
海綿城市理論產生至今,學術界達成了以下三點共識:
(1)海綿城市的建設是一個長期的過程。(2)內澇和水體黑臭等一系列問題雖然最終表現在水體上,但是其產生原因涉及人類活動特別是城市建設的方方面面,不能“就水論水”。解決問題必須在統一規劃的引領下完成,不是單一部門。(3)國外經驗是值得借鑒和總結的,但同時要注意的是,國內外城市規模、密度、居住習慣和發展水平不同導致的差異值得重點關注。
5.2七點爭議
2014年10月,《海綿城市建設技術指南》的頒布,使海綿城市圈形成了“灰色”“綠色”“灰-綠結合”三派鼎立的局面。爭議焦點大致總結為以下七點:(1)城市海綿概念可行性(2)綠地用來調節徑流的可行性(3)綠地承擔滯洪作用的可行性(4)城市保存雨水和充實地下水的方式(5)海綿城市解決水質污染問題的可行性。(6)建設海綿城市是否更省錢。(7)海綿概念是否可發展。
積極利用綠色海綿體保護和儲留雨水是一項積極善意的發展,但前提條件是城市擁有充足的綠地,雨水沒有被污染。城市海綿體對治理洪澇能起多大作用,需要實事求是、因地制宜地分析。我們不能把海綿城市當做是解決城市洪澇問題必須且唯一的靈丹妙藥,應該打破僵化的思維方式,站在更高的層面、更大的時空尺度上來觀察雨洪管理的問題
結束語
雨水不是負擔,而是寶貴的資源。在城市景觀設計中,將水資源、土地資源等生態平衡納入設計理念中,建立海綿城市是我國城市建設發展的必然趨勢,而我國當前所面臨的資源
問題和環境問題日益嚴峻,進一步表明我國建設海綿城市的必要性,因此,只有更好的將海綿城市設計與城市景觀設計結合起來,才能有效解決城市地表水存儲問題,減少城市生態環境惡化現象,進而促進我國現代化城市的可持續發展。
【參考文獻】
[1] 仇保興.海綿城市 (LID) 的內涵、途徑與展望 [J]. 給水排水,2015,41(3):1-7.
Abstract: Sponge city is a new concept in urban construction in recent years. It is the main direction of current and future urban construction. With the rapid development of modern cities, municipal water supply system is facing enormous pressure, the city water shortage problem is serious. In order to solve this problem, the concept of sponge city is proposed. This paper discusses the background and the connotation of sponge city and the significance and influence of sponge city on water supply.
關鍵詞:海綿城市;市政供水;意義;影響
Key words: sponge city;municipal water supply;meaning;influence
中圖分類號:TV674 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)22-0033-02
0 引言
當前,隨著城市水資源短缺問題的日益嚴重,各方工程開始注重τ晁的利用與排放,因此海綿城市建設的新思路應運而生,它將城市雨水利用與市政供水工程建設有效地關聯起來。海綿城市建設的思路是利用“吸、滲、滯、蓄、凈、排、用”等多種技術構建低影響開發的雨洪管理體系,通過有效地利用和排放雨水,進而實現預防城市內澇、利用雨水資源、美化城市等效果。總地來說,海綿城市的建設除了能滿足城市的用水需要,還能使城市水資源短缺問題得到緩解,市政供水壓力也會隨之減小,有利于現代化城市的持續發展。
1 關于海綿城市的建設背景
受氣候變化和人類活動因素的影響,城市出現了水體污染、水資源短缺、洪澇以及生態系統退化等多種問題。城市的快速發展和自然環境的變化都使得我國很多城市對水資源的需求量越來越大,因此,市政供水壓力也就越來越大。有學者做了1997年到2050年我國城市化率、城市總人口、城市需水總量和城市雨水總量的數據對比,見表1。
從表1中可以看出,隨著時間的變化,城市化率、城市總人口、城市需水總量和城市雨水總量都呈上升的趨勢,雨水的可利用量也在持續上升。除湖泊、江河的水資源以外,還可以充分利用雨水作為城市第二水源,城市生態雨水系統的構造,不僅能減輕城市的供水壓力,還能使水體黑臭等問題得到緩解,同時在多雨季節有效地減輕了城市內澇,有利于城市生態環境的改善和修復。
為了使城市化進程帶來的一連串負面效應得到解決,從20世紀90年代起一些發達國家就針對城市內澇問題提出了解決方案,例如澳大利亞的水敏感城市設計(water sensitive urban design,WSUD),WSUD依據有關城市水循環系統的概念,對污水處理、水資源的再循環利用以及城市供水等進行了一個整體的綜合管理(圖1),推動了城市建造與規劃的改變,使城市實現可持續發展。
2013年12月,中央城鎮化工作會議上首次對水資源缺乏,洪澇災害,水體污染等問題,提出了海綿城市的理念:“在提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來,優先考慮更多利用自然力量排水,建設自然保存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。這使得海綿城市建設在我國城市建設中新興起來。
2 海綿城市理念
海綿城市理念是通過提高對城市建設方式和規劃設計的管理,使植被、水系和建筑等都能對雨水有著吸納、蓄滲和緩釋的作用,讓雨水不產生徑流,城市的發展能夠自然滲透、自然積存和自然凈化。海綿城市建設運用科學合理的平面和豎向設計對不同設施進行組合,綜合采取 “滲、滯、蓄、凈、用、排”等方式,最大程度上減輕了城市化過程中對生態環境產生的消極影響。
海綿城市建設理念是一種對環保的、科學的、自然和諧的生態理念的深入滲透,是貫徹落實城市可持續發展方針的體現,它不僅能促進城市的可持續開發,還能使城市深入建設。事實證明,在市政供水中倡導海綿城市理念,能夠對各種水資源進行充分利用,減緩市政供水壓力。
3 海綿城市對市政供水意義
3.1 減輕城市供水的壓力
海綿城市對水資源具有自然積存、自然滲透和自然凈化的能力,在現代化城市進程中,能使城市建設與城市資源的關系更加和諧。海綿城市的建設來不僅能提高城市水資源的利用率,還能有效解決城市水資源短缺的問題。在城建中,要統籌兼顧雨水的開發、管理和排放系統,對于雨水的滲透、存儲、管理和凈化要進一步加強,充分利用雨水資源,對水資源進行再循環利用,使城市供水的壓力得以緩解。
3.2 緩解市政供水管道網絡壓力
在建設海綿城市的過程中,應該將人工措施與自然措施合理地結合,盡量維護好城市建設之前的自然水文特征,涵養水源最好的方法是通過最初城市的生態系統來實現。另外,改造傳統的粗放型城市,離不開生態手段,例如多種植植被、修復已經被破壞的水體等。在城市建設中,提高植被覆蓋率,讓雨水能夠自然積存、滲透并凈化,進而滿足了城市生產生活中對水資源的多重需求,緩解了城市管道網絡壓力、提高管道網絡承載力。
4 海綿城市對市政供水措施及注意問題
海綿城市通過“吸、滲、滯、蓄、凈、排、用”七字方針加強了對雨洪的管理,下雨時采用吸水、滲水、蓄水、凈水、排水的方式,適當時可利用雨水,完成了對雨水的排放與利用。從某種程度上來說,以上七字方針的雨洪管理理念與市政供水規劃設計是緊密聯系的。為了實現傳統市政供水、排水理念的轉型,可以將海綿城市理論與現代城市市政給供水系統規劃設計相結合。根據海綿城市的理念,市政供水不再是單純地滿足雨水徑流排放和城市居民用水、排水的需求,同時也要包含綜合利用雨水、防止內澇、控制徑流污染等工作內容,規劃設計目標從傳統的單一化模式轉變為多元化的模式。為了完成多元化模式的目標,需要適當的轉變市政供水系統規劃設計的標準和手段,從而滿足新時代下市政供水設計規劃需求。所以,應構建“大一統”的規劃設計思路,綜合考慮市政供水系統設計、城市道路基礎設施建設、城市綠化設計和城市濕地景觀設計之間的有效結合。
根據“大一統”的規劃設計思路,市政供水系統可以采用結構性和非結構性兩種策略。每種策略所對應的措施也不盡相同,結構性策略可以采用建設雨水花園、蓄水池、生物滯留池、植被淺溝、干井、滲透溝、透水鋪裝等措施來實現;而非結構性策略可以采用主要措施為:合理設計道路布局、擴增可透水路面和植被的面積等。
在規劃設計城市供水系統時,應當合理優化配置水資源,實現對城市給排水系統的統一規劃設計。首先需要通過基本的調查預研,估算城市的用水情況。根據當前城市用水量的需求,可以從兩個方面設計規劃。一方面在保證未過度開發的情況下,合理開發利用城市地下水,另一方面為了實現雨水資源的合理使用,可以在合適的場地修建蓄水池等基礎設施,下雨時在存儲水資源的同時也解決了部分排水問題。另外,通過優化城市污水處理機制,完成對水資源的多次循環重復利用,可以極大地提升水資源的使用率。在整規劃設計過程中,應考慮城市的地形地貌、建筑的設計概況,盡量避免與給水系統規劃設計產生沖突,滿足因地制宜的規劃原則。特別在設計規劃給水管道系統時,必須根據當前城市的地質條件、地下建筑布列和障礙物類型等情況合理布置管道,以降低施工難度。
5 結語
綜上所述,基于海綿城市理念,可充分利用城市雨水資源,解決了城市水資源短缺問題,為市政給排水規劃設計提供了一個全新的方案和設計思路,是現代乃至未來城市發展趨勢之一。因此,在現代城市規劃中,合理建設海綿城市,發揮其優勢,打造一個全新的市政供水系統,將對現代城市建設將產生深遠的意義。
參考文獻:
[1]章林偉.海綿城市建設概論[J].給水排水,2015(6):177.
[2]王微微.新形勢下城市市政給排水規劃設計分析[J].黑龍江科技信息,2014(2):173.