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摘要:
生態校園建設的提出，是在微觀層面上對海綿城市理論進行的積極探索，通過運用生態適應、低影響開發、彈性設計的建設原則，具體探析實現校園場地如海綿似對雨水進行調蓄管理的“海綿”設施的設計方法，從而實現校園區域內雨洪的自然積存、滲透與凈化，有效改善校園及其周邊的水生態和水環境。
關鍵詞:
海綿城市;生態適應;低影響開發(LID);彈性設計;雨洪管理
20世紀以來，隨著工程技術的不斷發展，灰色基礎設施的大量建設導致城市水文條件發生巨大變化，一方面導致人類面臨水資源的短缺而得不到有效補充，另一方面雨水資源以其處理成本經濟、方法簡單等優點，作為一種新的可利用水資源卻得不到合理的利用，而成為城市洪澇災害的主要誘因。因此，世界各國相繼提出了“低影響開發”、“水敏感性規劃設計”及“彈性城市”等先進的雨洪管理理念［1］。在此基礎上演化而成的海綿城市理念對雨水資源的合理利用有重要意義。在校園景觀規劃建設中，要從生態的角度出發，利用雨水資源作為校園景觀規劃建設的補充用水完全契合生態校園的建設思路，既能達到節約成本、開源節流的經濟效益，又能促進校園自然環境的生態循環，實現人與自然的和諧共處的可持續發展態勢。
1海綿城市理念
海綿是一種多孔彈性材料，具有良好的吸附能力。行業內和學術界習慣用“海綿”來比喻事物的某種吸附功能，如城市對人口的吸附現象、大地的雨澇調蓄能力等［2-3］。由此含義演化而來的海綿城市是指通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式［4-5］。海綿城市的核心思想是讓每一寸土地都具備一定的雨洪調蓄、水源涵養、雨污凈化等功能［6］。因此，將大地視為“海綿”，將雨水就地資源化，而使得地表(大地)如海綿一般，重新獲得自然的呼吸和自我的循環。校園作為海綿城市的微觀層面，是具體落實海綿城市區域或局域的集水單元，通過對這一尺度對應的一系列“海綿”設施的探索設計，結合彈性景觀設計方法，實現校園區域內雨洪的自然積存、自然滲透、自然凈化，維持或恢復校園自然水文功能，發揮校園在改善周邊水生態和水環境應有的生態功能。
2生態校園建設原則
(1)生態適應原則。生命發展與自然環境之間存在著生態適應關系。在生態校園建設的過程中，應該極大的尊重自然，遵循自然法則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保校園生態安全格局的前提下，進行科學合理的布局安排。
(2)低影響開發原則。建立尊重自然、順應自然的低影響開發模式，盡量減少校園內不透水地面面積，連通地表水與地下水，加長徑流流動的通道，延長匯流時間，利用土壤覆蓋物和植物群落的作用對徑流進行過濾并促使其下滲［7-9］，保護和再生自然景觀，最大限度的減少抗滲性影響，使校園區域盡量接近于開發前的自然水文循環狀態。
(3)彈性設計原則。彈性設計的核心思想是可持續發展。在生態校園的建設過程中，對未來發展的不可預測大膽地預設前瞻性的認識和考慮，以滿足未來發展變化和發展趨勢。動態地適應生態校園建設不斷發展變化的需求，以及能夠對校園形成的多樣性和復雜性做出一定程度的反映，使校園未來的發展變化涵蓋在彈性設計的動態范圍之內。營造一個集環境、生態、經濟、文化、藝術乃至精神和諧發展的綜合性的校園生態體系。
3生態校園的“海綿”設施
在校園規劃區范圍之內嚴格實施藍線和綠線控制［6］。同時，在校園建設過程中，減少對場地的開發，將建筑、綠地、道路等配套設施以及水體“海綿”化，共同組成生態校園的“大地海綿系統”，實現開發前后區域水文特征的穩定，實現人與自然和諧并存和可持續發展。
3．1綠色園林建筑
校園建設中建筑物占據了大部分的場地。因此，在生態校園的建設過程中，提倡將建筑納入生態“海綿”設施設計，通過垂直的綠色園林建筑改造［6］，減少對校園場地內的濕地、水體等具有天然蓄水功能的生態區域過度開發造成破壞;在保證相同的建筑使用面積的基礎上，多建設高層建筑，減少建筑的占地面積，減少鋪裝不透水表面;利用屋面綠色植物，充分收集雨水，實現中水回用，顯著減少地表水徑流量，并且通過綠色植物實現對二氧化碳的固定，有效減少校園碳排放。如深圳萬科中心(圖1)在設計中廣泛采用綠色屋頂、滲透鋪裝、人工濕地、雨水花園等低影響開發措施，污水及建筑屋面部分的雨水100%收集，通過中水系統及多個人工濕地處理后用作景觀水的補充、植物澆灌等，雨水收集利用率達到50%，雨水徑流控制率達到90%［10］。上海世博較多場館(圖2)采用了以種植槽為主的墻體綠化，綜合服務中心“空中花園”下的休閑場館屋頂上鋪設碎石粒，可以將屋頂的積水通過石粒帶入地面。這樣不僅能減低噪音，并在心理上減噪;還能進行生態保護，如調節溫度與濕度、涵養水源、減少輻射等［11］。
3．2綠色透水道路
道路在場地中起著重要的串聯作用，同時也是景觀的重要組成部分。校園道路具有路網密度大、步行系統發達等特點［12］。結合生態校園建設原則，鋪設透水性強的綠色道路，協調道路紅線內地形設計及空間布局，利用不同等級道路的綠化帶、車行道、人行道和停車場建設雨水滯留滲透設施，提高透水性地面覆蓋比例，實現道路低影響開發控制目標［6］。道路的布局應適應場地的自然地形，盡可能平行于等高線布置，縮短路網總長度、減少道路寬度，避免破壞場地的自然排水路徑。如深圳光明區“九縱八橫”綠色道路，90余km三級綠道貫通成型，道路按綠色道路標準設計，采用透氣磚、可再生瀝青路面等透水材料，不僅能夠維持水土平衡、區域水文特征穩定，還能消除“熱島效應”，維護生態平衡(圖3)。
3．3綠地
綠地是校園師生戶外活動的重要公共空間，同時也是雨水滲透的最佳透水面，可有效地控制雨水徑流量、實現對雨水的回收再利用。根據綠地下滲速度、滯留的雨水容量、雨量以及徑流速度等數據的科學分析和計算，應用填挖方就地平衡原理，設計下凹式綠地(圖4)、雨水花園等景觀，沿著綠地四周布置雨水進水口，收集校園的雨水徑流，使其經過沉淀和過濾后進入綠地系統核心區;針對大面積的易澇區，可設計暴雨濕地花園實現控制雨水峰值流量、削弱污染的雙重目標［13］。采用多樣化微地形空間組合，采取與雕塑、水景、座椅、亭臺、堆石等結合的方式，改變下沉式綠地景觀形式單一。如哈爾濱群力雨洪公園(圖5)沿場地四周創造出一系列高低不一的土丘和深淺不一的水坑，形成一條藍綠相間的“海綿”帶，收集雨水，使其經過濾、沉淀和凈化后進入核心區的生態濕地［14］。
3．4水體
水是校園景觀重要的設計要素之一。校園水體景觀設置必須在維護場地原有的水文平衡的同時兼具良好的景觀和休閑價值。水景觀的規劃設計可以與場地的雨水管理聯系起來，建設景觀水體多功能調蓄池，以調蓄暴雨峰流量為核心，把控制洪澇、雨水調蓄利用與景觀建設生態友好地結合，合理利用場地及場地周邊雨水資源，作為景觀水補充水源，建設人工硬質建設，利用自然做工，使水體與自然環境融為一體，形成可持續發展的景觀格局。如天津工業大學新校區人工湖(圖6)，雨季湖泊補充水采用經過下凹式綠地、暴雨濕地處理后的雨水，其他季節利用教學區綠色建筑收集的雨水［9］。
4結語
通過對校園的建筑、道路、綠地、水體的“海綿化”改造，設計綠色園林建筑、綠色透水道路、下凹式綠地、景觀水體多功能調蓄池等，形成校園大地海綿系統，實現校園域內水文條件的穩定，雨洪的自然積存、滲透與凈化，有效改善校園及其周邊的水生態和水環境?！笆睂⑸鷳B文明建設提升到“五位一體”的戰略高度，“十八屆三中全會”重點提出加快建立生態文明制度［15］。當前，社會主義生態文明建設進入了攻堅克難階段，國家財政部、建設部、水利部等部委聯合在廈門、武漢等16個城市試點海綿城市建設，國務院辦公廳全面部署推進海綿城市建設工作。校園作為教書育人，為社會培育人才的重要場所，理所應當在生態文明建設方面發揮思想引領、科技支撐和典型示范的社會功能。校園建設在維護自身發展需求的同時，既是實現對生態環境保護的“雙贏”，又是對“海綿城市”理論認識的有效補充和有益探索，從而真正實現生態校園建設的可持續發展。
參考文獻：
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［13］蘇義敏，王思思，車伍．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):39-43
［14］俞孔堅．海綿城市的三大關鍵策略:消納、減速與適應［J］．南方建筑，2015(3):4-7
[關鍵詞]城市道路設計；海綿城市理論；雨水排水
中圖分類號：TU992；U412.37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）16-0341-01
1 海綿城市理論
海綿城市建設中需要遵循生態優先的原則，將人工措施與自然環境相互結合，在保障城市排水防澇安全的基礎上，實現城市雨水的匯集、滲透、凈化，從而最大化的實現雨水資源，保護自然環境。在海綿城市建設過程中，需要充分考慮自然降水、地表水和地下水的系統性，并做好給水、排水等各個環節的協調。
海綿城市主要目標是處理城市發展階段中的雨水問題，包括缺水、雨水流失、雨水徑流和雨水災害的污染。 海綿城以三種方式處理各種問題
一是保護原有的生態系統。 保護天然河流、湖泊、池塘、濕地、森林和草原等海綿體，使城市可以有效的儲備雨水，保持水文循環的發展。
二是修復和恢復生態。 通過傳統的城市建設使得海綿體造成不同程度的破壞，需要修復和恢復生態方式。
三是新建海綿，利用LID技術和基礎設施，建立了一批海綿體，控制發展的規模，減少了城市的不透水區域，盡量減少對原有的城市水環境的破壞
2 海綿城市理論在城市道路設計中的應用
2.1 海綿道路的優勢和劣勢
（1）優勢
有效補充地下水資源。研究發現，在傳統城市道路結構的快排理念中，需要雨水由路面匯入排水管道中，并盡快排出城市給排水管網系統中，從而流入城市湖泊、河流，使得雨水的多部分通過管道排出，導致地下水得不到有效地補充，給雨水資源得不到最大化的利用。海綿道路中的雨水可以通過路面深入到基層，且雨水經過層層的滲透，最終實現了雨水對地下水的有效補充。同時利用道路兩側的LID設施，使雨水滲透到地下，對地下水得到一定程度的補充。
減小洪峰流量，減輕排水系統壓力。在傳統道路設計中，道路表面雨水主要依靠城市的排水系統實現了雨水快速排泄。但是隨著城市的發展建設，城市中不透水區域面積逐漸擴大，若發生城市暴雨將會導致城市排水管網無法承受排水需要而發生洪澇災害。海綿道路主要可以實現對雨水的滲、滯、蓄，可以對雨水實現多途徑的排泄，從一定程度上降低了市政道路排泄管道雨水流量和流速，最大限度的降低了城市排水系統的壓力。
降低雨水徑流污染。雨水沖刷路面會導致雨水被道路表面的垃圾、可溶物污染物、重金屬等污染，從而使得雨水行程徑流污染。海綿道路的建設，可以使得雨水經路面而直接滲透到地下，從而可以減少雨水沖刷地面，同時雨水在滲透地下過程中經過路面、生態設施、土壤及內部的微生物消化、吸收等可以實現對雨水中污染物的清除，使得雨水得到了凈化。
改善道路行駛安全性和舒適性。研究發現，海綿道路在雨天時，道路表面無積水，可以有效地增加車輛輪胎行駛過程中的附著力，并可減少車輛行駛后面帶起的雨霧，從而提高雨天車輛行駛的安全性。此外，透水路面可以降低路表面與輪胎之間的抽吸和壓縮，有效地降低輪胎噪聲，一定程度上提高了車輛行駛的舒適度，降低車輛噪聲污染。
（2）劣勢
盡管海綿道路諸多優點，但是也存在一定的不足之處。
第一，抗剪能力差，由于海綿道路的透水性較強，結構密實程度較低，使得道路的抗剪能力要低于傳統的路面結構，當重載車輛在路面轉彎或者剎車時容易導致路面發生剪切破壞。第二，由于海綿道路結構孔隙率較大，在道路運營中砂礫易堵塞孔隙，為了確保道路的孔隙保持通暢，需要對路面進行經常沖洗。
2.2 海綿道路的透水瀝青路面結構設計
（1）Ⅰ型：路面表層水進入上面層后進入臨近排水設施，通常表面層采用PAC-13透水瀝青，4 cm厚，中下面層采用厚度6～8 cm的密級配瀝青混合料，在上面層與中面層之間設置封層，且封層滲透系數不應大于80 mL/min的材料。基層為半剛性基層，底基層為穩定性基層。且該類型的道路主要適用于降低道路兩側噪聲和減小降雨的路表徑流量。
（2）Ⅱ型：路面表層水進入上面層后進入臨近排水設施，通常表面層采用PAC-13透水瀝青，4 cm厚，下面層采用厚度6 PAC-16或者8 cm PAC-20的透水瀝青混合料，上基層采用透水瀝青穩定基層，在上面層與中面層之間設置封層。基層為半剛性基層，墊層為穩定性墊層。且該類型道路主要適用于需有效地降低暴雨發生時道路積水城市道路。
2.3 海綿道路的透水混凝土路面結構設計
研究發現，透水混凝土路面結構可以分為半透水和全透水路面兩種形式。半透水混凝土路面的面層采用透水混凝土設計，一般厚度控制在18～20cm，基層為半剛性基層，面層與基層之間布置不透水封層，當雨水透過面層時，從封層表面排至排水設施中，實現了對基層的保護，避免雨水侵蝕基層。由于半透水路面結構孔隙率較高，路表面的結構強度較低，多應用于非機動車道。
全透水性混凝土路面結構，其面層和基層均為透水型，一般面層的厚度控制在18～20cm之間，基層與圖層之間的顆粒為墊層，一般厚度控制在15cm，由于路表雨水可直接滲入到路基中，其路面的穩定性較低，承載能力較弱，一般適用于人行道、景觀道、非機動車道等。
2.4 海綿城市道路的 LID O施組合優化設計
海綿城市是集合城市雨水管渠系統、低影響開發雨水系統及超標雨水徑流排放系統。低影響開發雨水系統主要是對雨水進行滲透、儲存、調節、轉輸、凈化工序，從而一定程度上對雨水進行徑流總量、徑流污染、徑流峰值；城市雨水管渠系統，指傳統排水系統，其與低影響開發雨水系統相互協調組織徑流雨水的收集、運輸與排放。超標雨水徑流排放系統，主要是針對超出雨水管渠系統的雨水徑流，利用多功能調蓄水體、綜合選擇自然水體、泄洪通道、調蓄池等組建。
（1）機動車道和公交用專用車道
為了有效地緩解地下水資源匱乏現狀，實現城市雨水補給地下水功能，緩解城市熱島效應，采用透水路面，可一定程度上實現雨水對地下水的補給。同時為了避免雨水侵蝕路基，在路面結構設計時，采用非透水基層。當雨水滲透至不透水基層時，沿著不透水基層表面排至盲溝或路側分隔帶中。
（2）非機動車道和人行道
研究發現，傳統的非機動車道和人行道在雨水天氣，路表面存有一定的積水，影響行人出行的安全性。為了避免路表面積水和實現對地下水的補給，非機動車道和人行道采用透水鋪裝，使得雨水直接滲透到路基中 ，既可以避免路表面積水現象，又實現了對地下水資源的補給。
3 結論
綜上所述，在以海綿城市理論的城市道路設計中，要實現對雨水的儲備，補給地下水水資源，并實現雨水天氣路表無積水，提供車輛行駛的安全性。同時海綿道路可有效地緩解城市的熱島效應，促進現代城市的可持續發展。
參考文獻
關鍵詞：風景園林；適宜性評價；對比研究；海綿城市；水敏性城市設計
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）08-0100-02
1.引言
當今中國正面臨著水資源短缺，水質污染，洪水，城市內澇，地下水位下降，水生物柄息地喪失等各種各樣的水危機，問題非常嚴重。在這樣的背景下，2014年10月中華人民共和國住房和城鄉建設部了《海綿城市建設技術指南》（以下簡稱《指南》），其總體目標是強化城市徑流雨水源頭減排的剛性約束，使城市開發建設后的水文特征接近開發前，有效緩解城市內澇等。因此，海綿城市建設又被稱為低影響設計和低影響開發。20世紀90年代的澳大利亞出現了一種城市規劃新方法――水敏性城市設計（WSUD），如今WSUD為解決城市水體、污水和暴雨雨水等問題提供了更多的商業機會，并轉向關注水體污染、水土流失、城市內澇等近年來影響人們生活的城市水問題?！端粜猿鞘性O計評估選項》（以下簡稱《選項》）編寫于2009年，并隨水源提倡法案條文（National Water Initiative（NWI））的發展而得到了一定的發展。
《指南》建設流程和內容已成為海綿城市建設試點的參考依據，通過對《選項》的評估過程和方法進行介紹，并比較研究國外雨洪管理體系，促進中國海綿城市的建設。比較方面包括二者的目標、場地類型、具體設施三個方面。我國在海綿城市建設過程中應當注重不同基址條件對海綿城市建設的適宜性，因而還補充介紹了WSUD的評估選項和內容，以說明在海綿城市設計階段的場地評估對海綿城市建設的必要性。
2.設計目標
WSUD的目標設定包括以下幾個方面：從功能角度出發，注重雨水措施的生態多功能性?！八|”目標包括減少污染荷載及環境保護的多重目標。“水量”目標包括對徑流持續時長、洪水頻率、峰值流量和徑流總量控制?！梆B護”目標包括敏感區域維護和自然排水系統養護等目標。“水供給”目標包括飲用水需求和供給縮減及可持續循環。我國《指南》的目標設定于規劃階段，目標包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用。其中低影響開發雨水系統的徑流總量控制一般采用年徑流總量控制率作為控制目標。且徑流總量控制目標以開發建設后徑流排放量接近開發建設前自然地貌的徑流排放量為標準。
《指南》的目標著重于雨洪徑流總量控制，目前徑流污染強調對懸浮物（SS）年總量進行控制，在污染嚴重的區域并具有過量的有害化學成分類型的情況下，其原有功能會受到影響的同時也可能發生二次污染。因此用地類型應當具體到實際項目中，宜結合專業分析軟件與單項設施事先進行適宜性評價。
3.具體設施
最佳管理實踐（BMP）：是指在WSUD中具有保護、收集、治理、傳送、存儲和再利用水資源的結構和非結構性元素。WSUD結合了工程和非工程措施，并且能夠影響開發過程中居民的用水行為。導則將工程性BMP分為了兩個種類集群，包括“飲用水需求縮減技術”以及“暴雨雨水管理技術”，并對其特征進行介紹。
《指南》中將具體設施按功能分為滲透、存儲、淵節、傳輸和截污凈化設施。指南列出了每種設施的施工做法。在實際建設項目中，應當注重設施中不同土壤類型的滲水能力需要與設計目標的降雨頻率相適應，以確保在規定時間內各個設施能夠將其中的雨水排空以承擔下次降水事件；此外《指南》中欠缺對每種措施所承擔的污染物去除功能的量化評估方法。
4.場地類型
最佳規劃實踐（BPP）：指WSUD的基址評價，規劃和設計部分，是由在城市范圍內能夠達到特定的管理目標的最佳實踐規劃方法所構成的。它基于基址的物理和自然屬性以及容量評價，將水體和相關環境管理目標融入規劃和設計中。
《選項》中將BPP所涉及的場地類型劃分為：公共開放空間網絡；房屋、道路布局；街道景觀等幾種場地類型。《指南》巾的場地類型分類也囊括了所有城市室外用地類型，針對各實際情況提出了參考設計理念，并提供了設施規模計算方法，此方法已運用于大量理論研究中。
基于現有的BMP，在具體的發展類型和用地規模中則可以在現有工程技術成果中選用適當的BMP達成WSUD設計目標。與中國海綿城市建設導則不同之處在于，該導則同時也將飲用水供需縮減技術與雨洪管埋技術同時加入到了WSUD中，每項技術措施各自對應各種類型的場地提供了一系列是否適宜的建議，并由等級評分的方式決定是否選擇某項具體措施。
5.WSUD選項的評估
《選項》的特點在于其WSUD選項評估，可以分為對WSUI）選項的價值評估和WSUD評估過程。WSUD選項的價值評估方法利用了三重底線對各個選項進行評估，但這種方法若進行量化則更佳；在WSUD評估過程中，將評估尺度分為了三個等級，第一等級是廣域評估，作用是保證WSUD達成總體目標：即現有成果是甭達到總體水文影響最小化、是否保護環境的特定生態功能、是否具有備用水源、是否達到總污水處理目標、總成本是否最低等；第二等級是局部范圍評估，該評估確定的是具體目標（包括水質，水文和飲用水，污水減排目標等）所對應措施的類型。第三等級是詳細評估，即塒詳細設計要素的評估以及檢查與導則不相符的技術措施。評估過程由第一等級逐級發展至第三等級。
5.1局部范圍水敏性城市設計目標的評估
在局部范圍WSUD目標評估中，導則將評估過程以不同的技術類型分為兩部分：“暴雨雨水管理技術”評估和“飲用水縮減技術”評估。在前者的評估中，評估方法分為兩步，第一步是WSUD措施針對特殊的基址的可行性、適宜性和威脅性的基址評估。基址評估利用評分系統來衡量WSUD措施實施的危險因子的重要性，如果危險閃子得分高，其重要性也會隨之提升，危險因子包括平均坡度、年均降水量、土壤滲透能力等。并且對每一項危險因子進行權重分配再合計總分，從而得出該項評估結果。根據不同的分數段又推出了低、中、高實施風險所分別對應的評估等級和與其形成正比的所需信息量（圖1）。
第二步則需確定WSUD所采用的過濾凈化技術是否能達到相應過濾目標。例如在暴雨過濾凈化評價中，單一過濾設施都應有多種功能和形態，該導則羅列出不同占地面積的治理設施所能承擔的過濾和凈化能力，其研究成果顯示其面積與所承擔的過濾功能數量和可過濾的污染物粒徑以及限制因素數量成正比。所以需要根據設計方法措施的限制性因素因地制宜地選擇合適的對象及規模。
5.2綜合化的暴雨、雨水和污水評價
在局部評估過程之后則是整個設計方案的綜合化評估。WSUD綜合化適宜性評估項是基于水質、水量、水供應、污水、環境設施的WSUD總體目標而設立的，選擇適當的BMP并進一步進行量化評估，以確定最適合解決基址特定問題的措施，量化評估中得分過低的項目需要對其必要性進行判斷。
針對分值低的特定低分BMP則需要對其缺欠功能進行補充，并對為每個BMP重新進行適宜度量化評分，具體設施正如前文所述分為兩個方面，“飲用水縮減技術”以及“暴雨雨水管理技術”。用這些具體BMP設施再次與以上評價方面一一對應，分析評估其適宜性，得出的評價結果對整個WSUD項目都有參考性的價值（圖2）。
《選項》以評估的方式將基于實際條件的BPP所對應下的BMP與最初的總體WSUD設計目標相互融合，一旦在評估過程中發現某些BPP與整個項目不相符合，則會進行調整和重新評估，即第三等級詳細評估的任務。
6.結論
經過對《指南》和《選項》的目標、設施、場地三個方面的相同與不同之處的分析，應當認識到我國海綿城市還處于初期建設階段并且詳細介紹了后者的評估過程和方法，從而得出《選項》對我國《指南》所具有的借鑒性意義。
（1）從二者的設計目標量的比較可知，在總體目標的設定階段益將目標設定得更為充分，需要考慮污染較為嚴重和降水頻率較高的條件下，降雨事件對設施排水的不利影響；并在污染物凈化目標方面加以完善，以保證設計目標對項目的整個生命周期發揮導向作用。
（2）由于《指南》中的各種技術措施相比于《選項》缺乏系統的評估及評估方法的介紹，其在不同條件下的凈化能力、使用壽命、建設成本、適應能力等各項數據據應經過專業評估和實驗得出，為項目各個目標提供參考數據。
（3）與《選項》極為相似的是《指南》中的場地類型的編制，應當注重各個地區場地的特殊性，根據各個地區的特點，并通過量化評估選擇適當的措施類型，在評估過程中應當借鑒國外對水文、地形高程等數據的相對易于獲取的優點。
關鍵詞 海綿城市；低影響開發技術；地域性；雨水花園；浙江嘉興
中圖分類號 TU992 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0162-05
A Pilot Study on Rainwater System with Low Impact Development System in Jiaxing City
SHEN Pei-yu WANG Yu-jia ZHOU Hai-ju XU Hai-shun
（Nanjing Forestry University，Nanjing Jiangsu 210037）
Abstract According to the city waterlogging and water shortage in Jiaxing City，under the new normal condition of planning transformation，the water governance in Jiaxing will change mentality and use the concept of foreign low impact development（LID） to carry on the reform of sponge city.In this paper，based on the background of sponge city construction of Jiaxing，the operation of Jiangshuigang green road and the parking lot of Shaoyuan were analyzed，finally summarized the references significances of experimental research on regional parameters.
Key words sponge city；low impact development technology（LID）；regional；rainwater garden；Jiaxing Zhejiang
嘉興市位于浙江北部著名的杭嘉湖平原，襟江帶湖，自古為富庶繁華之地，也是我國近代史上重要的革命根據地。嘉興雖為江南水鄉，河流密布，水系發達，但近年來其因水環境破壞引起的水質型缺水問題相當嚴重（圖1），嘉興目前可利用水資源總量大大低于全國和全省平均水平，其中以地表徑流污染為代表的非點源性污染日益嚴重。與此同時，嘉興在城市建設過程中，大量自然地面逐步被包括道路在內的硬化面所取代。其不（弱）透水下墊面不斷增加（根據嘉興市第一次地理國情普查報告，截至2015年，嘉興的104.35 km2建成區內，不透水下墊面（全硬化）面積達56.01 km2，弱透水下墊面（綠色屋頂等）面積達到6.89 km2，不（弱）透水下墊面占比約60%），而且在嘉興市平原河網地區，降雨量大而集中（多年平均約980 mm），城市內澇問題也不斷加劇。
1 國內海綿城市建設情況
1.1 體情況
住房和城鄉建設部的《海綿城市建設技術指南》（以下簡稱《指南》）對海綿城市進行了如下定義：“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”[1]。中國住房和城鄉建設部在2014年10月編制了《海綿城市建設技術指南―低影響開發雨水系統構建（試行）》，部分內容涉及海綿城市綠地的規劃設計與建設。該導則主要參考了美國關于低影響開發（LID）雨水系統等方面的理論研究與實踐經驗。
LID理念的核心是通過合理的場地設計，模擬場地開發前的自然水文條件，采用源頭調控的近自然生態設計策略與技術措施，營造出一個具有良好水文功能的場地，最大限度地減少和降低土地開發導致的場地水文變化及其對生態環境的影響。與BMPs（美國20世紀70年代提出的雨水管理技術體系，最初主要針對非點源污染的控制，通過最佳管理措施來預防或控制非點源污染）相比，LID強調通過分散式、小規模調控措施對雨水徑流源頭進行控制，更多體現的是一種貫穿于整個場地規劃設計過程的場地開發方式和設計策略[2]。
LID體系包含結構性措施和非結構性措施2種策略。結構性措施主要通過小型雨水設施將雨水回收利用，包括生物滯留池、下沉式綠地、植草溝、綠色屋頂等（表1）。結構性措施主要包括以下內容：①滲透。采用植被或可透水路面材料，增強地面透水性；②滯留。利用植被、土壤良好的吸水能力滯留雨水，使雨水徑流總量減少；③蓄水。通過蓄水池、水塘等收集雨水，不僅能減少雨水徑流，還能作為灌溉用水或經過處理后作為生活用水；④過濾凈化。通過植被和土壤的過濾、吸附和微生物降解等作用，清除雨水中的污染物[3]。非結構性措施包括街道和建筑的合理布局、增加植被面積等。
2015年2月，國家財政部、住建部、水利部聯合發文確定了包括嘉興在內的16座城市為海綿城市建設試點。
2015年10月，國務院辦公廳頒布《關于推進海綿城市建設的指導意見》（〔2015〕75號），從國家層面戰略性地推進我國海綿城市建設，明確指出推廣海綿型公園和綠地，增強公園和綠地系統的城市“海綿體”功能，并首次提出了徑流總量控制的海綿城市量化工作指標：70%的降雨就地消納和利用；到2020年，城市建成區20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80%以上的面積達到目標要求的工作目標。海綿城市應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、維持生態的能力[4]。
1.2 嘉興試點
目前，嘉興已建成多處于其他江南地區海綿城市建設有較強參考性的試點。從“點”的層級上，已建成如晴灣佳苑、勺園停車場、嘉興植物園、再生水廠等試點。從“線”的層級上，已建成蔣水港、湘家蕩等試點。從“面”的層級，已建成以南湖為中心的18.44 km2示范區。在政策方案上，編制了《嘉興市海綿城市建設技術規范》。
2 舊城改造案例――嘉興市蔣水港綠道
2.1 場地簡介
本試點位于嘉興市南湖區蔣水港，改造時間為2012―2013年。蔣水港河道全長約2.5 km，改造區域北至南湖大橋、南至長鹽橋新氣象路段（約600 m）。到目前為止，北至南湖大橋、南至長鹽橋新氣象路段均已經改造完成（圖2）。其中親水河道的構成分為4個水深區，正常水位分別為1.0、1.4、1.8、2.6 m（圖3）。
2.2 LID在蔣水港綠道中的體現
嘉興城市以硬化路面為主，不（弱）透水下墊面占比約60%，且硬化路面的排水也以強排快排的形式，增加了排澇壓力。同時，道路對沿線周邊的水體污染十分嚴重。路面雨水徑流中，除含有重金屬、碳氫化合物等對環境危害性大的污染物質以外[5]，車輛運行帶來的油類等污染物[6]、行人拋棄的廢物、從庭院和其他開闊地上沖刷到街道上的碎屑和污染物等最終都將在雨水淋洗、沖刷作用下遷移至水環境中，并對這些水域產生很大危害。在周邊有生態敏感保護區和重要水源保護區的地方，道路污染物對水質、生物及生物多樣性的潛在威脅更需要認真對待[7]。
LID技術主要是盡量把雨水入滲到地面以下，一方面減少了雨水的排放，降低了城市的內澇風險；另一方面減少了初期雨水對河道的污染。而在蔣水港綠道工程建設中，具體應用的低影響開發技術有以下幾種形式。
2.2.1 綠地建雨水花園，從源頭解決周邊硬化路面排水和削減污染。蔣水港綠道在施工中通過適當改造，在綠地中建設雨水花園。雨水花園是一種下凹式綠地，下凹式綠地是一種生態型雨水滲透設施，具有投資少、蓄滲效果明顯、截留凈化徑流雨水、不易堵塞等優點，它既可設置在城區范圍內的建筑物、街道、廣場等不透水地面周邊，用于收集蓄滲小面積匯水區域的徑流雨水，又能在立交橋附近、市郊等空曠區域大規模應用，從而提高立交橋及整個城市的防洪能力[8]。
2.2.2 雨水花園滲透層構造及參數。在雨水花園中，原有的壤土被換成了滲透系數大的材料如礫石、砂、煤渣等。雨水花園的主要作用為滯留、下滲及處理雨水。其主要構造及設計參數為蓄水層0.25 m，種植土及人工填料層0.5 m（孔隙率0.3）、砂層0.1 m、礫石層0.2 m（圖4）。同時，雨水花園中設置雨水溢流設施，將暴雨時的雨水排入雨水管道或河道。蔣水港綠道改造過程中將周邊硬化路面雨水引入綠道內綠地，可通過改造人形道側石（拆除側石或側石開口）形式，將雨水排入綠地。
通過現場調研與前期資料收集可知，圖4、5所示的雨水花園地下層的主要構造及設計參數可能適用于以嘉興為代表的江南地區的雨水花園，這些構造及參數將對后期的地域性參數化研究有借鑒意義。
2.2.3 雨水花園植物選擇。在植物生長環境方面，根據雨水花園中種植區不同的水淹情況可將雨水花園種植區分為蓄水區、緩沖區、邊緣區（圖6）。植物在這3個分區中的配植要充分考慮到不同植物的耐淹、耐旱特性。邊緣區無蓄水能力，植物物N需要有較強的耐旱能力，對植物的耐淹能力無特別要求，可選用一般較耐寒的植物，與周邊植物景觀相銜接；緩沖區有一定的蓄水容積，對植物的耐淹特性有一定的要求，同時要求植物有一定的耐旱能力和抗雨水沖刷能力；蓄水區植物物種耐淹能力和抗污染能力、凈化能力要求最高，同時要求在非雨季的干旱條件下也要有一定的耐旱能力[9]。
調研發現，蔣水港綠道雨水花園采用下凹式綠地的做法，中間下凹部分鋪有較大塊的卵石，卵石中種有一些耐水濕植物。在坡道上還種植一些灌木及地被植物，植草溝也普遍分布。雨季來臨時，雨水順著植草溝流到下凹式綠地中，起到滯留下滲及凈化處理雨水的作用（圖7）。
調研過程中，小組成員對蔣水港綠道雨水花園中使用到的植物材料進行了分類與總結（表2）：通過觀察綠道不同區域不同植物的生長狀況，可以初步判斷綠道采用植物的耐水性與耐旱性，由此指導雨水花園地域性植物的選擇。
2.3 生態浮島
調研發現，蔣水港河道中央及岸邊置有生態浮島。生態浮島適用于沒有空間建設雨水塘或雨水濕地的場所，可通過對生態的重新構造，提升河道的自凈能力，同時也提升景觀效果（圖8）。
2.4 總結
嘉興生態綠道網是一種線形綠色開敞空間，通常沿著河濱帶情況較多，內設可供行人和騎車者進入的景觀游憩路線，連接主要的公園、自然保護區、風景名勝區、歷史古跡和城鄉居住區等，有利于更好地保護和利用自然資源、歷史文化資源，并為居民提供充足的游憩和交往空間。
運用低影響開發技術建成的綠道，將面臨著與傳統綠地養護不同的管理挑戰。傳統綠地養護僅限于修剪、施肥及保潔，由于具有嘉興特色的綠道需要的養護措施廣泛，所以在綠道養護方面嘉興也有不少實際經驗，雨水排入了綠道，因而每隔幾次降雨均需進行養護。另外，雨水塘、雨水濕地內需要定期清淤，水生植物到秋季需進行收割等。
3 生態停車場改造案例――勺園停車場
3.1 場地簡介
嘉興勺園停車場位于嘉興南湖景區的南部、南溪西路北側（圖9），建設總面積約5 200 m2，是供園內參觀時停車所用。其中，停車位面積約1 169 m2，通道面積約1 670 m2，停車場共有85個停車位， 是勺園內重要的交通樞紐地。此處獨特的設計，有利于地面徑流，防止地面過多積水從而影響園區的營業與使用。
3.2 低影響開發技術在勺園中的體現
3.2.1 鋪設專用透水混凝土。勺園生態停車場的表層是使用透水混凝土鋪設的，結構見圖10。20 cm厚的透水混凝土表層，形成了透水路面和透水停車位。這樣的新型混凝土可以讓雨水較為快速地流入地下，防止“快排水”帶來的水體快速流失以及由于雨水過量而導致的洪澇積水的現象。另外，一方面這一舉措也可以有效補充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等城市環境問題。這樣的做法不僅保護了地下水，節約了水資源，而且更能夠有效緩解因水滯留在路面表層而帶來的油類化合物污染地下環境的問題，維護了城市的生態平衡。
調研過程中，小組成員進行了試驗。將約20 mL的水澆在停車場路面，模擬雨水下滲，試驗發現地面不會像普通的水泥地一樣馬上變深色，澆下去的水也不會馬上四處溢流開來打濕地表，而是慢慢下滲，吸收效果顯著（圖11）。
3.2.2 植淺草溝。勺園停車場在停車位之間的綠地中植淺草溝，并配以側石開口（圖12）。植草溝溝頂寬0.5～2.0 m，深度0.05～0.25 m，邊坡（垂直∶水平）1∶3～4，縱向坡度0.3%～5.0%。植\草溝具有輸水功能，具有一定的截污凈化功能。這樣有利于將硬質停車場中未能及時排出的雨水排入一旁的綠地中，通過植淺草溝的下滲吸收更多雨水，加快雨水排放，避免雨量過大帶來的雨水堆積給使用者帶來不便的現象（圖13）。
植淺草溝的植物一般選用當地適種的草坪地被，在保證排水給予過濾的同時也能夠帶來景觀上的美好感受，為停車場增添一定的視覺效果。
3.2.3 鋪排地下網狀排水盲管。除了地上部分的精心設計，勺園停車場的地下部分更是進行了多樣的設計與處理。停車場在地下布設了將近1 km的網狀排水盲管（圖14）。盲管能夠收集地上的滲水，進行統一處理，也可在雨量較大時，調節地下水，減緩地下水的壓力，這對解決目前城市中經常出現的積水問題有很大的作用。
3.2.4 地下雨水調蓄池。勺園停車場在地底更是設置了一個巨大的地下雨水調蓄池（圖15）。在多雨的季節，城市往往會因長時間的強降雨導致地下水的大量積聚，而現有的地下網管不能滿足排水需求，不僅會帶來嚴重的洪澇災害，更會將大量雨水帶來的河流污水排入地下，從而對污水廠造成一定的危害。而這樣的調蓄池既可以減緩污水的沖擊，減少污水廠的壓力，也可以在一定程度上減小城市的內澇問題。
3.3 總結
每當下雨天，落在停車場地表的雨水首先通過透水材質澆筑的地表滲入土中；當土壤含水量過高時，專門用于集排土中滲水的盲管就會發揮作用，把多余的雨水排放到停車場北側的排水管道內，地下調蓄池也可以幫助蓄、排水。
自2014年起，經過設置透水路面、建設透水停車位、安裝地下網狀盲管，并設計了下凹式綠地和植草淺溝等一系列改造后，勺園停車場已能在一定程度上控制雨水徑流。據統計，整個項目年徑流總量控制率達80%，控制雨量達24 mm。
4 結論與啟示
在水質型水資源缺水的大背景下，雨水不應該是負擔，而應是寶貴的資源。為了應對城市水問題，嘉興的城市建設理念從破壞生態轉向恢復生態。海綿城市的建設相對于傳統的市政雨水管理系統有很大的優勢。一是在雨水治理理念上變革，從原來的末端治理轉變為源頭治理；二是雨水就地收集處理，減少徑流；三是從原來的單一下水管網建設轉而利用好河湖蓄水、道路滲水等多種方式建設。
總體而言，我國海綿城市建設尚處于起步階段，理論研究在很大程度上依舊滯后于實踐，尤其是在本土化、地域性等方面的研究亟待重視，這對以后的研究方向有指導意義。
5 參考文獻
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關鍵詞：海綿城市；雨水系統；低影響；結構；開發；保護
引言
城市建設的現代化程度，直接反映了經濟建設的現代化程度。在城市建設中，城市規劃對于城市建設的總體水平具有重要影響。在現代化城市建設中，雖然城市建設的總體水平有了一定程度的提高，但是，在遇到自然災害的時候，就會直接考驗城市建設的基礎性工程。優化排水系統，建設海綿城市和低影響開發雨水系統，是解決城市水循環問題的關鍵。海綿城市建設與低影響雨水系統構建，是新時期城市建設的重要目標，是解決城市綜合性治理和提高城市應對自如災害的重要思路。
1.系統模式構建的目的和意義
現代化的城市需要建設具有自然凈化功能的設施，需要將水的循環納入到自然的保護范圍內。城市水系統建設需要與城市規劃，排水設計和道路交通以及園林建設等方面緊密結合。海綿城市與低影響開發雨水系統是提高水生態環境的必要工程，是構建城市發展進程的重要內容。系統模式采用的技術中，既有工程性的開發建設方法，也有非工程的開發建設措施，其核心目的就是保障城市用水安全，有效利用水資源，合理對待地理條件，防止城市水災害。系統的整體設計為組合系統，具有多種功能，能夠提供多項水服務，是城市總體規劃與建設的重點工程。
2.海綿城市和低影響開發雨水系統解析
2.1海綿城市建設的理論
城市化建設需要把生態文明理念放在首位。海綿城市的提出，就是從生態文明的角度對城市建設與環境資源進行了一定的設計。海綿城市實際上就是指城市要像海綿一樣，能夠具有適應環境變化和抵御自然災害的彈性，在下雨的時候，既具有雨水存儲的功能，也具有雨水釋放的功能。在設計系統工程時，要充分利用自然的途徑，同時與人工措施相結合，最大限度的實現雨水的合理存儲和科學凈化。海綿城市系統建設要把自然降水，地表水和地下水進行設計上的區分，讓水資源形成一個完成的循環系統。海綿城市建設能夠保護好河流與湖泊，對坑塘與溝渠都有一定的幫助。在建設中要對自然水文特征有充分的了解，對生態環境進行細致的修復，保障水體和自然環境的穩定狀態。在開發建設中，對雨水系統和排放系統進行與城市建設的匹配，在存儲和調節，傳輸與凈化的過程中，控制好總流量和各個階段的峰值，將收集與排放系統有機對接，按照標準形成系統構建。海綿城市是系統化的構建過程，需要掌握好建設的理論與原則，更要做好必要的監督。
2.2低影響開發雨水系統的設計理念
低影響開發實際上就是指在開發水系統的過程中，要保護好場地的水文特征，是一種低影響的設計理念，也是城市建設中當前采用的有效方式。低影響開發的核心理論就是維護好開放前后的水文特征，在徑流總量、峰值流量和峰現時間上，能夠保持一定的穩定性。我國城市開發過程中，開發強度較大，對水文特征的破壞也很大。在低影響設計中，要采用分散式的源頭削減措施，是開發前與開發后的峰值流量保持不變。這點與國外的一些國家存在一定的差異，這是因為國外的開發中，一般沒有高強度的開發，對水文特征的影響較小。低影響開發需要與多個部門進行聯系，例如道路交通部門，建筑與城市規劃部分，園林與排水部門，水文管理部門等。低影響開發是各個部門聯動的機制。低影響開發的技術性要求很高，需要從設計的源頭入手，在建設的中期和末期，都要給予設計與建設上技術性推進。低影響開發雨水系統是保障城市具有海綿功能的重要設計理念。
2.3海綿城市與低影響開發雨水系統的構建方式
海綿城市與低影響開發雨水系統的構建是一項系統性的工程，在設計和建設中，需要對城市各個層級和相關的規劃進行目標性的設計，也需要對規劃控制的指標進行內容上的界定。在開發設計中，要從橫向和縱向對設計進行規劃，在建設中，考慮建筑的年限與類型，小區建設的整體情況，道路的設計，綠地與廣場之間的關系，水開放的空間和封閉的空間進行充分的了解。在低影響開發雨水系統上，控制好目標與規劃，利用好氣候和土地的自然條件，對低影響開發雨水系統的流程和設計進行組合式的統一。在建設中，要掌握好經濟技術分析的成果，對設計方案與現實情況進行比對。低影響開發雨水系統的建設是在城市正常運行的前提下進行的工作。這就需要在構建的同時，要保證好城市建設的基礎性產業運行，在構建的過程中，降低對正常生產要素的干擾。
3.系統模式應用的具體規劃與區域建設
3.1對城市進行總體規劃
3.1.1明確重點開發區域
每個城市的水文地質條件都不同，在水系統的功能布局和地質特性上，具有短期的規劃和長期的規劃。在進行開發設計時，要把重點區域進行一定的控制，在保證綜合治理的前提下，對重點區域的年徑流量進行控制。這是總體規劃中必要的工作。
3.1.2保護好敏感區域
在城市規劃中，是生態的敏感區域分布在城市的各個角落。對敏感區域要實行禁止建設和限制建設的劃分。低影響開發雨水系統與城市雨水灌渠系統要實現整體上銜接，這是該項技術應用的前提條件，也是各個系統之間形成對接的基礎。保護好敏感區域，就使得其他區域的建設更具實力，就會保證建設的穩定性。
3.1.3合理控制地表形態
城市規模的擴大，會促進城市空間的增長，在低影響開發水系統的建設中，就要明確城市邊緣，以適應城市擴大后的水系統情況。要對土地面積有一定的認知，要對透水和不透水的土地進行了解，要掌握地表徑流的情況，對地形和匯水分區進行必要的認知。在保證自然徑流通道暢通的情況下，延長匯流的路徑，控制徑流的雨水量。
3.2實施水系專項規劃
3.2.1明確水系的保護范圍
城市水系的保護要根據城市水系的生態環境進行設計，在各個水域和岸線上緊密聯系，劃定敏感區域，油壺河湖水系的布局，合理規范排放與存儲的關系。在城市河道中，將有關聯的地方連接，形成水系之間的相通關系，控制好地域之間的差別與聯系。明確水系的專項規劃，能夠讓水系的保護范圍在控制的條件內，在建設施工時，就不容易造成偏差。
3.2.2做好綠地系統規劃
對于海綿城市而言，城市綠地是重要的場地，城市綠地對于低影響開發目標具有重要的意義。在城市綠地上，能夠創造出足夠的空間預留，可以保證綠地在水系統中，處于彈性的狀態。在綠地中，要明確綠地的用途，例如是公園綠地，還是生產綠地，是附屬綠地還是防護綠地。在水生態的空間和綠地的布局上，要充分發揮綠地是滲透功能，在綠地與周邊水域的銜接處，做好一定的設計，保證綠地對匯水區的要求。
3.2.3關注排水防澇措施
低影響開發雨水系統的作用很多，其中對防治內澇的綜合體系具有重要的作用。在設計時需要與防內澇設計同步，將城市的排水系統和防澇綜合規劃相適應，對控制和開發的目標進行指標上的控制。對系統進行評估，精確規劃控制目標，對各個節點之間的關系仔細梳理，是防治方式與防治系統能夠實現對接。在雨水的資源利用上和目標控制上，保持系統之間的必要聯系。
3.3修復性詳細規劃
3.3.1明確城市用地分類
在低影響開發雨水系統的設計過程中，要對城市的用地分類進行了解，對城市用地分類進行了解就是為了更好的規避建設中的矛盾。城市用地分類一般可以分為居住用地，公共管理用地，商業用地，工業用地，交通設施用地，公用設施用地等。對城市用地進行了解，就是為了能夠有效應對開發設計中的難點，進行更好的規劃。低影響開發雨水系統需要做好不同地塊之間的銜接，所有對用地類型進行了解，能夠充分發揮系統的作用，避免影響用地上的矛盾。
3.3.2合理面對約束條件
城市建設中各個類型的設施很多，每個設施都是對應著一定的城市服務。在低影響開發系統的設計中，要注意設計與約束條件之間的限制，對建設的時間和順序進行分類設計，對布局和城市規模進行必要的分析，在設計和建設中，要符合城市建設的其他方案，在各個專業的相關配合上，掌握好必要的原則和方法。例如規模的大小，類型的確定，資金的安排等等問題。合理面對約束條件，就是為了能夠更好的把握建設條件。
3.3.3落實各類銜接設施
在工程建設中，低影響開發雨水系統要做好與各類設施的銜接。城市規劃中，綠地和建筑，或者道路與相關結構之間，需要進行各個部分的銜接，銜接的目的就是為了保證工程與建設能夠符合建設的要求。在城市建設中，很多城市的建設時期不同，城市的新舊程度也不同，在基礎設施建設上的差異，給工程建設帶來的一定的難度。在進行銜接設施的操作中，就要明確城市建設的具體規劃，根據圖紙進行設計，在銜接工程中，進行細致的驗收。
4.系統的技術路線案例分析
4.1系統的主要技術環節
4.1.1分析自然條件
技術應用的前提是對自然環境的充分了解。在海綿城市低影響開發雨水系統構建的模式研究上，要做好對水資源條件的了解，例如地形地貌、排水分區、用水供需情況等。在城市各類管網和園林綠地的建設中，注意調查其分布情況。對自然條件的掌握，能夠促進技術應用的準確性，能夠保證技術應用的過程，具有穩定的狀態。
4.1.2優化設施建設
在選擇與優化基礎設施上，需要運用綜合性的眼光。在開發技術和設施保護上，要結合城市景觀的規劃設計。低影響開發雨水系統的重點就是利用自然資源進行疏通，人工設施建設作為輔助的方式。在具體的技術執行上，就要掌握好各種條件的恢復和利用，在已經被侵占的系統上，進行必要的整改，讓設施能夠更加完善，發揮更積極的作用。
4.1.3組合系統選擇
低影響開發技術在系統的構建上，要保持系統的組合關系。城市建設具有不同的差異，城市建設的各個時期采用的方式，也具有一定的區分。在新系統的構建中，要注意與原有系統的對接。使用組合系統的方式，就是為了能夠更好的保證系統之間對資源的利用和對生態環境的充分保護。同時，組合系統能夠突出經濟適用，能夠保證專業之間的合理配置。
4.1.4分解指標體系
低影響開發雨水系統的技術框架要結合各個指標的特點進行。對于指標體系要進行分解執行。在分解的過程中，確定好單項和組合指標的應用。在建設中開發和約束控制指標。在控制中，掌握好相應的方法。低影響開發雨水系統的分解方法對于有效設計系統具有重要的意義。該系統在建設中分解是為了能夠從整體上控制各個關鍵部分的操作。分解是相對的，分解的作用就是為了能夠更好的掌握整體上的設計。
4.2系統建設的案例分析
4.2.1案例一，北京市某住宅區低影響開發雨水系統建設項目
（1）項目基本情況。該項目位于北京的順義區，項目占地234平方千米，景觀湖占地18平方千米，綠地和高爾夫球場占地70平方千米。項目的優點是項目的自然生態環境較好，適合低影響開發雨水系統建設。但是，項目的弊端就是項目所在地是河灘淹沒區，地勢低洼，建設期間周邊沒有配套的市政雨水和污水的管線，容易造成內澇的風險高。另一個主要問題是中心景觀的水體自凈能力差，水體的營養化會造成水發臭、耗水量高等多種問題。
（2）項目的低影響開發雨水系統設計方案。項目采用的多功能調蓄水體，在雨水濕地和花園建設上，能從總體規劃入手。項目實現了總量減排，內澇防治，防治徑流污染和雨水資源再利用等目標。整個項目有效控制了成本，方案與執行之間形成的良好對接。項目實現了徑流總量減排、內澇防治、徑流污染、雨水資源化利用等多個目標。但是，該項目沒有建設雨水灌渠系統，是通過有效的場地豎向設計實現的雨水地表組織排放，道路和綠地可以作為超標雨水徑流排放通道。
（3）項目的綜合效益。本項目主要是利用低影響開發設施代替灌渠系統，投資成本與傳統開發模式持平，提高了小區的防治內澇的能力。低影響開發雨水系統，可以有效控制徑流污染，能夠使入戶的徑流雨水水質提高，人工土壤滲濾和濕地循環凈化系統明顯改善。在自然景觀和水體效果上，植物和動物都有了良好的生存空間。
4.2.2案例二，上海綠地雨水控制項目
（1）項目基本情況。項目在一所花園單位，該地區有雨水濕地，雨水匯集面積約2000平方米，主要的匯集第位綠地草坪和高處園路，常年的水體面積是400平方米，平均深度為0.8米最大蓄水量為480立方米。在園中種植了植物，如睡蓮和鳶尾等，蓄水池的底部是泥土，周圍放置了一些石子和石塊，這樣可以有效改善水質。在水體設計上上采用的多功能凈化的設計。該項目實現了城市景觀與低影響開發雨水系統的一直性和統一性。
（2）項目設計方案。該項目采用了新型材料，建設了透水性路面，采用的材料是高粘度淺色結合料，鋪設厚度為4cm，壓實后混合料空隙率能夠達到20%。雨水能夠深入到排水溝，就會流向水景處。鋪設瀝青路面，能夠改善水質，還能夠解決路面積水的問題，為下沉式的綠地提供潔凈的水資源，這樣就會讓雨水收集后再進行綜合利用。
（3）項目的綜合效益。項目利用了一定的工藝技術和生物技術，對于凈化道路的雨水，起到的關鍵作用。在實際年流量上，總控制率能夠達到85%，道路排水綜合設計能夠有效利用道路雨水，可以降低綠化帶綠化需水量。不僅如此，還能夠減少因徑流污染對城市環境的污染。
結論與展望
【關鍵詞】柯橋區；排水；合理性；水資源；河道；下沉式廣場
一 、引言
紹興市柯橋區位于浙江省中北部，紹興市北部，會稽山北麓，地處長江三角洲南翼?？聵騾^位于浙江中北部地區，北部地處紹虞平原，南部緊靠會稽山脈。氣候溫和，四季分明，雨量充沛，降水時間分布季節性明顯。屬于東亞季風區，季風氣候顯著。年平均降雨量1469.8mm，最多年雨量為1806.2mm，出現在1975年；最少年雨量為911mm，出現在1967年。汛期主要集中在5月到10月。年平均雨日為158.6天，年最多雨日達227天；年最少雨日為134天。
防洪排澇河道整治一期工程是以防洪、排澇為主，結合改善水環境等功能的綜合性水利工程，2009年被省發改委列入省重點建設工程A類項目。截止2014年底，柯橋區已建成濱海閘樞紐工程和姚家埠至濱海排澇閘17.6公里河道治理工程，完成總投資約4.5億元。2015年以來，柯橋區水利水電局一面增強施工力量、優化施工組織，一面與相關鎮街緊密配合加大政策處理力度，深入村居及時協商解決問題，進一步加快推進防洪排澇河道整治一期工程，取得了明顯成效。
工程建成后，將基本形成紹興平原排澇快速通道，使河道防洪標準達到50年一遇，治澇標準達到20年一遇最大24小時暴雨不受淹，切實增強紹興平原的整體防洪排澇能力，優化水生態環境，促進柯橋區經濟社會的可持續發展。
二 、城市排水系統
城市排水系統是一項不可或缺的基礎設施，對城市的正常運行起到了重要的作用。城市排水系統與給水密不可分，共同組成了現代城市的水循環系統。城市排水系統的合理與否直接關系到了城市的全局發展，而城市排水工程是處理城市污染、城市排澇和防洪等的骨干工程。排水系統包括道路排水管網、泵站、具有調水蓄水功能的湖塘、河道以及污水處理廠等相關設施。
城市排水系統作為城市的使用設施，受到了氣象、地表水位差、電力中斷和排水系統規劃等因素的影響。在南方一些城市中，城市排水設計過程中存在很大的不足，如城市河道設計過于拘謹，城市治水不合理，治水機制缺乏合理性。給水缺乏節水系統的控制，造成水資源的浪費。在排水過程中，經常會由于污水造成周邊土地和環境的破壞，影響城市的可持續發展。
如今，我國很多城市一逢暴雨就“看海”的情況經常出現，這種現象的產生就是由于在規劃初期未能對城市排水充分考慮。通常，在進行排水系統規劃時要考慮排水分區、排水管網設置、可持續、與周邊區域結合和加強管理體制等幾方面。
三、 排水系統新理念
2012年4月，在《2012低碳城市與區域發展科技論壇》中，“海綿城市”概念首次提出；2013年12月12日，在《中央城鎮化工作會議》的講話中強調：“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，建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。而《海綿城市建設技術指南――低影響開發雨水系統構建（試行）》以及仇保興發表的《海綿城市（LID）的內涵、途徑與展望》則對“海綿城市”的概念給出了明確的定義，即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。提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害的發生。
國務院辦公廳出臺“關于推進海綿城市建設的指導意見”指出，采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施，到2020年將80%的降雨就地消納和利用。建設海綿城市，首先要扭轉觀念。傳統城市建設模式，處處是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”設施來排水，以“快速排除”和“末端集中”控制為主要規劃設計理念，往往造成逢雨必澇，旱澇急轉。根據《海綿城市建設技術指南》，城市建設將強調優先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規劃設計理念。
海綿城市建設應遵循生態優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護。建設“海綿城市”并不是推倒重來，取代傳統的排水系統，而是對傳統排水系統的一種“減負”和補充，最大程度地發揮城市本身的作用。在海綿城市建設過程中，應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性，協調給水、排水等水循環利用各環節，并考慮其復雜性和長期性。
作為城市發展理念和建設方式轉型的重要標志，我國海綿城市建設“時間表”已經明確且“只能往前，不可能往后”。全國已有130多個城市制定了海綿城市建設方案。確定的目標核心是通過海綿城市建設，使80%的降雨就地消納和利用。圍繞這一目標確定的時間表是到2020年，20%的城市建成區達到這個要求。如果一個城市建成區有100平方公里的話，至少有20平方公里在2020年要達到這個要求。到2030年，80%的城市建成區要達到這個要求。
四 、設計合理性――以紹興市柯橋區為例
2015年，柯橋區實現全部工業總產值3971.83億元，其中規模以上工業總產值3478.32億元，增長2.5 %。全部工業實現主營業務收入3880.30億元，其中規模以上工業實F主營業務收入3386.79億元，增長2.9%。
實現規模以上戰略性新興產業產值939.95億元，占比為27.0%。大紡織業實現產值2263.76億元，增長5.4%；實現利潤120.75億元，增長16.9%。非紡業實現產值1214.56億元，下降2.4%；實現利潤69.90億元，下降12.6%。新產品產值1139.35億元，增長25.8 %，占規上工業產值32.8%；規上高新技術產業產值277.76億元，增長4.0%，占規上工業產值8.0%。
結合柯橋區域經濟特殊性，以合理運用城市水資源，達成現代化城市的可持續發展為目標，需要從三個不同角度去設計，在進行排水系統設計時還應充分考慮紡織產業的分布。
1. 宏觀層面。
從宏觀角度分析得出排水系統設計所面臨的問題，相鄰城市、相鄰地域已不是規劃區內的問題。一方面，給水安排需要圍繞水源及節能、合理供水及保證溯源平衡為基礎；另一方面，排水系統需要以防洪排澇及控制污染為目的。
（1）防洪排澇
防洪排澇可分為兩部分，即防外洪及排內洪，外洪重在防，內洪重在排?？紤]源頭不同的水，也通常用不同的解決方案。城市的水一般是雨水降落產生，所影響范圍不會太大。
瓜渚湖位于柯橋中國輕紡城東北，南闊北狹，南北長2公里，東西長約1公里，水面面積1.5平方公里，為紹興平原第三大湖。瓜渚湖與大小坂湖是柯橋海綿城市的重要組成部分。柯橋河網密布，將河湖連通不僅將改善了周邊區域的生態環境，也為工業及農業發展提供豐富的水源保證，對柯橋經濟社會發展和水生態文明建設起到重要和不可替代的作用。從當前和未來經濟社會發展及生態恢復等方面的需求來看，實施河湖連通工程意義深遠，效益重大。
（2）水資源平衡
合理供水及保證水資源平衡可在一定程度上解決水資源短缺及分布不均的情況。在規劃城市建設時，必須考慮水資源供需是否平衡。合理供水可改善水質，節約資源，推動供水行業發展。
（3）污水處理
污水集中處理，水質水量穩定，但建管道總費用高，設備龐大，耗能大，技術和管理水平要求高。污水分散理優點與缺點共存，如何將污水集中處理和分散處理相結合，二者取長補短顯得尤為重要。
2. 中觀層面。
本層面有承上啟下的作用，其重心主要在于城鎮及片區的給排水系統（包含并不限于中心城區的給排水規劃設計和污水處理廠的規劃設計）。
（1）給水系統
在大多數居民及單位使用了變頻裝置，尤其是廣泛適應了城市給水管網智能化供水設備的前提下，供水的日變化系數增大以及高峰用水量的增加導致水廠的供水工程加大，這是中觀最值得注意的問題。
（2）雨水系統
雨水系統、防洪排澇和城市豎向規劃三者相輔相成，市區內河通常采用五年一遇水滿不外流的設計標準，洪峰相遇的概率很高，而排水管道的出流往往也是高壓性的。因此，雨水系統需要定期校對壓力流，并且及時調整豎向標高，防止溢水情況的發生。
（3）污水系統
柯橋老城區與新城區并存，在老城區應采用分流制，而在新城區宜選用合流制。根據污水處理廠廠外管網工程實驗表明，分流制需要在化糞池口開口，并選用具有專業技術的團隊實施監督及施工?？聵驅儆谥行〕鞘?，因此也應考慮在進河流前設置截流干管，使早期雨水和污水通過截流干管都進入水處理廠，節省投資。另外，污水也可經過中水回用等處理，投入景觀設施，或者運用物理及化學方法，改善水質后再使其流入內河。
3. 微觀層面。
要實現可持續發展必須進行創新，運用創新思維及技術去解決問題。城市排水規劃環環相扣。在微觀層面，重擔就要落到每一個工廠、每一個居民區和每一個排水系統的設計上。
重度耗能低量負荷的這種低形式是不符合中國現代國情的，而延時曝氣的方案也會適時淘汰。而移動床、流化床、A/O工藝法均可為中國當下的發展方向。污水管道最常用材料是塑料復合管材，PE管質量好，PVC-U管使用廣泛，具有較高的抗沖擊性能和耐化學性能，PVC管通常用于排污管道。在施工時要分層夯實，盡量保證管道的回填質量，防止管道因回填質量的問題而變形超標。雨水屬于水循環中的一個環節，若對其合理攔蓄和利用，將可以節省資金，促進生態發展。
（1）疏河道。“深淘灘，低作堰”，這是久經歷史檢驗的治水良策。疏拓作為柯北直排錢塘江骨干河道的濱海大河，充分利用錢塘江潮位低、持續時間長的排澇優勢，暢通北排通道，有效降低柯橋地區水系水位。結合清水工程和河道總體規劃，疏浚拓寬柯橋所有骨干河道，如瓜渚湖、直江、東小江，整治河道上的違章建筑物和構筑物，經科學預測，此項措施可在暴雨期間降低城區水位12厘米，降低柯北水位10厘米。
（2）建設城市下沉式廣場，起到分流雨水的作用。
（3）控制綠化標高，顛覆原先的綠化種植設計思路，從高于路面到低于路面，至少綠化地面與路面齊平，最好能低于周邊地面標高5至25厘米，形成下凹式綠地，使綠地上的自然降水能滲入地下，減少路面徑流。四是科學制定雨水徑流控制標準，擴大可滲水地面面積。通過這些措施，既增強了城市排水防澇能力，又提高了城市的親水性、透水性，對于減輕管網排水防澇壓力也大有裨益。
五 、結語
在五水共治的大背景下，柯橋區堅持科學發展觀，貫徹節能環保理念，加大雨水公園、植草溝、雨水調蓄池、下凹式綠地和可滲透停車場建設，分類別，科學定標準；治點線，注重抓管理；強預測，提前降水位；調蓄洪，多舉措并重，在城市排水方面取得了顯著成效。
參考文獻
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關鍵詞：黃土高原；水土流失；城市內澇
中圖分類號：TU986
文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）01007407
1引言
黃土高原多年來的水土流失和風沙問題，一直困擾著當今中國，這不僅是民生問題，更是關乎我國西部地區經濟發展社會進步的重點問題。
1973年我國在陜西省延安市的安塞縣建立了安塞水土保持綜合試驗站，是科技部國家重點野外臺站和中國科學院生態系統研究網絡終點站，為我國黃土高原地區生態保護問題提供了有效的實驗支持和科學依據。多年來關于黃土高原水土保持和生態環境建設，我國做出了巨大努力，曾與多國合作共同開展研究。為有效防治黃土高原水土流失我國先后實施了一系列水土流失重點防治工程。
近年來，國家進一步加大財政投資，為黃土高原水土流失綜合防治和生態狀況提供了重要的支持。據《中國科學報》統計，截至2011年，黃河流域累計治理水土流失面積近23萬km2，從20世紀90年代末黃河流域土地植被覆蓋率低于10%增長到約30%。
眾所周知，黃土高原是西北地區最為棘手、最難治理的區域，它的困難不僅是由于涉及面積區域之廣，更在于氣候自然條件的影響下其獨特的地理特征，與我國其他地區有所差異。黃土高原地區的治理關乎整個西北地區的經濟發展以至整個中國的經濟發展。
2黃土高原區域地貌分析
黃土高原是世界上最大的黃土堆積區，也是世界上獨一無二的自然地理區域，位于中國中部偏北。黃土高原地區的黃河流域西起日月山，東至太行山，南靠秦嶺，北抵陰山，橫跨山西省、山西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區與河南省等黃河中游七省的50個地（市），317個縣，全區總面積約64.2萬km2，其中水土流失45.4萬km2。黃土高原平均每年輸入黃河的泥沙量達16億t，是我國甚至全世界上水土流失最嚴重、生態環境最脆弱的地區。
2.1黃土高原成因與分類
2.1.1黃土高原區域位置
黃土高原具有特殊的自然生態特征。它是世界最大的黃土高原，在中國中部偏北，包括太行山以西、秦嶺以北、青海日月山以東和長城以南的廣大地區，面積約40萬km2，海拔1000～1500 m。除少數石質山地外，高原上覆蓋深厚的黃土層，黃土厚度在50～80 m之間，隴東、陜北厚達150 m，最厚的地方達200 m。由于歷代戰亂、盲目開荒放牧及亂砍濫伐導致高原的植被遭到嚴重的破壞，加之黃土的土質疏松，水土流失極為嚴重，形成“千溝萬壑”的黃土地貌（圖1）。
2.1.2黃土高原歷史成因
新生代早期，全球性氣候變暖，我國各地區包括黃土高原的早第三系地傭喑屎旎蚯澈焐，說明當時氣候比較炎熱。早黃土形成于不同的氣候條件下，因而有不同的外觀顏色。綜合黃土高原黃土剖面顏色在垂向上的變化，自下而上大體可以分為4個主要顏色段：第一段，淺紅黃色段；第二段，棕黃色段；第三段，灰黃色段；第四段，褐黃色段。黃土顏色自下而上由紅黃―棕黃―灰黃―褐黃的變化。
更新世時期，干旱氣候開始顯著。到全新世，黃土高原則明顯地旱少雨的氣候所控制，北部向沙漠化方向演化。在整個第四紀時期內，黃土高原的古氣候環境的主要變化時期是中更新世早期，中更新世晚期和晚更新世末期。
黃土高原環境的變遷，有其自然的因素，這與全球氣候變化有關，但也有人的因素，如黃土高原森林的砍伐，草地的破壞，土地利用不合理造成的土壤侵蝕，導致高原自然環境惡化。文物工作者和地質科技人員曾經在寧夏回族自治區涇源縣、彭陽縣等地發現的古生物化石研究證實，約在6000萬年前，黃土高原被水所覆蓋，現在的山峰則是當時水中的孤島。
在距今6000萬年前，地殼發生劇烈斷塊式上升與下降，到了距今24萬年前，六盤山、月亮山等發生劇烈的上升運動。此后，隨著山區間歇式繼續上升，廣大的丘陵區均沉積了厚度不等的風成黃土，在盆地中心或山麓地帶則有沖積礫巖和黏土，大量的黃土堆積，覆蓋了山坡丘陵，形成了現代黃土高原的地形地貌。
2.1.3黃土高原分類
根據地貌的形成過程和特點，可分為以下幾個部分。
（1）隴中高原。一稱隴西高原，位于六盤山以西，是一個新生代的拗陷盆地，屬盆地型高原，海拔1500～2000 m。地形破碎，多梁、峁、溝谷、壟板地形。
（2）隴東、陜北高原。包括六盤山以東，呂梁山以西，渭河北山以北，長城以南的地區。也是一個盆地型高原，海拔800～1200 m。經強烈侵蝕，除少數殘留的黃土塬外，大部地區已成為破碎的梁峁丘陵。其間只有少數基巖低山突起在高原之上，狀似孤島。
（3）山西高原。包括五臺山、恒山以南，伏牛山以北，太行山以西，呂梁山以東的地區。它由一系列褶皺斷塊山與陷落盆地組成。山地有呂梁、恒山、五臺、中條及太行等山，盆地有大同、忻縣、太原、臨汾、運城等。除河谷平原外，大部地區海拔在1000～1500 m，石質山地構成高原的主體，黃土堆積僅限于盆地及山間谷地，分布范圍約占全區面積的40%。
（4）渭河平原，一稱關中平原。位于渭河北山與秦嶺之間，西起寶雞，東至潼關。
2.2黃土高原地形地貌
2.2.1陜北黃土高原自然地理概況
（1）地形地貌。黃土高原由黃土丘陵、黃土臺塬和石質山組成，地面地形破碎，地形落差普遍，一旦遇上大雨或暴雨，黃土受坡度的影響特別容易坍塌，故不利于水土保持。
從地形上來看，黃土高原北方是我國內蒙古高原，東面是華北平原，西邊是廣大的西北內陸地區和青藏高原，黃土高原大面積地區黃土覆蓋，境內形成了黃河中游重要的自西北向東南流向的黃河支流，主要有渭河、涇河、洛河、汾河。這些河流匯入到黃河，形成一些小平原，平原地帶土壤肥沃，農業發達，特別是渭河平原和汾河谷地，是黃土高原人口最密集，農業最發達的地區。
（2）氣候水文。黃土高原的位置位于我國東部沿海和西北內陸之間，處在我國來自太平洋的東南季風和暖濕氣流向西北吹送的通道中，故氣候帶有明顯的過渡性，為我國東南沿海溫暖濕潤的季風氣候向西北內陸干旱氣候過渡的半濕潤、半干旱的溫帶大陸性氣候。區內從東南向西北依次為暖溫帶半濕潤氣候、半干旱氣候、干旱氣候。
（3）土壤植被。黃土是第四紀以來經過風的吹揚、搬運、堆積形成的，黃土疏松多孔，粉沙質，質地均一，垂直節理發育，因而易被沖刷，加之其所在的黃土高原地區降水在年內降水高度集中，多暴雨，特別容易造成嚴重的水土流失。廣大的地面被長期沖刷形成眾多的溝谷，溝谷切割地表形成黃土高原特有的黃土塬、黃土墚、黃土峁。這幾種黃土地貌的共同特點是黃土層的邊緣被流水強烈沖刷、切割，不同之處在于黃土塬頂部平坦、黃土墚頂部狹窄成長條，而黃土峁是孤立的黃土丘，根本原因在于它們處在不同的發展階段。在黃土高原這種干燥、半干燥的氣候條件下，這些粉塵相互之間的結合并不緊密，所以黃土具有多空隙、結構疏松的特點，并且垂直節理發育明顯。
這樣的黃土層比較透水，顆粒小又決定了黃土容易溶于水，黃土的這些特性，使黃土高原特別容易受流水的侵蝕作用。地表光禿，缺少植被的保護。植被具有良好的涵養水源，保持水土的作用。大面積的植被覆蓋對防止水土流失，保持土壤肥力，調節氣候具有重要的作用。而目前我國黃土高原森林覆蓋率不足10%，遠低于世界平均水平，高原絕大部分面積是支離破碎的黃土，風沙漫卷，暴雨來臨泥沙俱下，加劇了水土流失。
（4）資源基礎。黃土高原煤炭資源豐富，人類的修路、開礦等工程建設破壞地表。黃土高原人口眾多，煤炭資源特別豐富，開發煤炭資源是當地經濟發展的重要內容。但這些經濟活動不可避免地破壞地表，甚至導致永久性的不可恢復。
2.2.2黃土高原人文地理概況
（1）人類活動。自秦漢以來黃土高原經歷了三次濫伐濫墾。 第一次是秦漢時期的大規?！巴蛪ā焙汀耙泼駥嵾叀遍_墾。這次大“屯墾”使晉北陜北的森林遭到大規模破壞。
第二次是明王朝推行的大規?！巴蛪ā?，使黃土高原北部的生態環境遭到空前浩劫。據考證，明初在黃土高原北部陜北（延安、綏德、榆林地區）和晉北大力推行“屯田”制，竟強行規定每位邊防戰士毀林開荒任務。從這里不難看出，明代推行“屯田”制對環境破壞之嚴重。
第三次大墾荒是清代，清代曾推行獎勵墾荒制度，墾荒范疇自陜北、晉北而北移至內蒙古南部，黃土高原北部和鄂爾多斯高原數以百萬畝計的草原被開墾為農田，使大面積的土地沙化，水土流失加劇。
并且黃土高原地區存在著顯著的人地矛盾，人多地少，生a方式落后。黃土高原農墾歷史悠久，人口眾多，隨著人口的不斷增長，人多地少的矛盾日益突出，加劇了人類破壞性和毀滅性的開發。導致森林日益減少，土壤日漸貧瘠。
現在，黃土高原地區總人口1.08億人，其中農業人口7333人，占總人口70%以上。據 2008 年統計，國民總產值1.85萬億元，農民人均純收入3196元。人口密度為167人/km2，相當于全國平均水平的122.9%，人地矛盾更加突出。
（2）河流交通。黃土高原地區面積大于1000 km2的直接入黃支流有48條，其中水土流失嚴重、對干流影響較大的支流有洮河、湟水、莊浪河、祖歷河、清水河、渾河、楊家川、偏關河、皇甫川、清水川、縣川河、孤山川、朱家川、嵐漪河、蔚汾河、窟野河、禿尾河、佳蘆河、湫水河、三川河、屈產河、無定河、清澗河、昕水河、延河、汾川河、仕望川、汾河、涇河、北洛河、渭河、伊洛河32條支流，以及內蒙“十大孔兌”。
總的來說有的地方交通發展不錯（如汾水谷地等），但是大部分地區交通不發達。西安、太原、寶雞等地是鐵路樞紐。
（3）民俗文化。黃土高原群山連綿，溝壑縱橫，北有橫山、北于山，西有子午嶺，東南有黃龍山，形成一馬蹄形。地勢西北高，東南低。石器時期氣候濕潤，經考古發掘仰韶文化遺址內容十分豐富。相傳少典族居住在陜甘交界處，與有喬氏互通婚姻，生下黃帝和炎帝。黃帝居姬水，為姬姓；炎帝居姜水，為姜姓。他們中許多部落順著河流移動，發展到黃河中游，后來稱華夏族。
以陜北黃土高原為例，陜西剪紙形式多樣：一是單色剪紙，二是色紙拼貼剪紙，三是點彩剪紙，四是滲染剪紙，五是紙塑窗花，六是剪紙熏樣。陜北以單色剪紙為主，造型簡潔質樸、注重夸張變形，傳承著古老的審美情趣和造型觀念。在內容上多以動物花草為主。據說孔圣人教化天下，唯獨遺漏了陜北，所以創造性極強，喜怒哀樂表現的淋漓痛快，極具個性。在陜北的靖邊、安邊、定邊，人們稱“三邊剪紙”，剪紙變成了另一種風格，纖細入微，小巧玲瓏，小中見大，刻畫精到。打出的 “ 樂樂 ” 細如針尖，剪出的線細如發絲，剪紙粗獷，又不同江南的工巧、寫實。據考證，三邊原是邊關重鎮，朝廷常派南方將領在此地鎮守，他們帶著家眷在這里生活，也帶來了水鄉的民間文化，與當地古拙的民間藝術相結合，產生了獨特的三邊剪紙（圖2）。
3黃土高原現狀分析
3.1山體滑坡
黃土高原地區由于地質地貌條件復雜，山、塬、丘陵面積分布廣泛，滑坡災害較多。目前黃土高原水土流失面積約50萬km2，其中土壤侵蝕模數大于5000 t/km2的嚴重土壤流失面積約14.5萬km2，是當今世界上水土流失最為嚴重的地區之一。為了建設良好的生態環境，防止滑坡侵蝕發生，必須加強滑坡侵蝕的研究。
3.3.1滑坡形成原因
（1）大氣降水、地表水、生產生活用水的入滲，河湖水倒灌，地下水等在山體內，增加了坡體重量，增加了下滑力。同時，浸泡軟化易滑地層，使抗剪強度大幅度降低而產生滑動。
（2）工程活動可以破壞坡體。在坡體上由于建筑、傾倒、填方、筑堤等增加荷載引起邊坡超載，增加荷載使坡腳壓力增大，使斜坡支撐不了過大的質量而失去平衡，沿軟弱面下滑。
（3）地震使斜坡承受的平衡應力發生改變，還會造成地表形變和裂隙增加，降低巖土的力學強度，觸發滑坡的滑動和促進滑坡體的形成。
3.1.2滑坡預防措施
滑坡可造成嚴重的工程事故，因此，在工程建設中應采取積極措施加以預防。其防治原則是及早發現，預防為主；查明情況，對癥下藥；綜合整治，有主有次；治早治小，貴在及時；力求根治，以防后患；因地制宜，就地取材；安全經濟，正確施工。
3.2水土流失
《漢書?溝洫志》對黃河水沙有“河水重濁，號為一石水而六斗泥”的記述。黃河年均輸沙量為16億t。世界上年均輸沙量超過1.0億t的大河中，黃河的年輸沙量及平均含沙量均位居首位。長期以來嚴重的水土流失所造成的溝壑縱橫的特殊地貌以及黃土自身抗侵蝕性弱等特殊因素造成了黃土高原獨特的水土流失格局，水土流失區多年平均侵蝕模數為4100 t/km2（圖3）。
圖3典型泥石流示意
3.2.1水土流失自然因素
黃土高原土壤侵蝕具有明顯的區域分異特征，這種區域分異特征是自然因素和人為因素的綜合反映。
（1）地質與地貌因素。黃土地貌類型主要有黃土塬、黃土梁、黃土峁和各類溝谷。在以黃土塬為主的地貌類型區，土壤侵蝕方式以溝蝕為主，溝蝕量可占小流域侵蝕總量80%以上。在以黃土梁峁為主的黃土丘陵區中，晉西、陜北等地坡面侵蝕和溝谷侵蝕都很嚴重，但溝谷地的產沙量仍占主要部分。隴中地區谷間地面積較大，坡度較小，坡長較大，土壤侵蝕方式以坡面侵蝕為主。長城沿線和高原北部地區，間地、丈地、掌地、墑地等地貌類型分布廣泛，它們目前正受溝谷溯源侵蝕影響，形成以坡間為主的獨特現代侵蝕類型區。無定河上游及其以北的黃土丘陵區，地表有零星沙丘覆蓋，溝谷中廣泛出露中生代石砂巖和泥頁巖，風蝕、水蝕和重力侵蝕很活躍。坡度陡峻是黃土高原地貌的又一重要特點。坡度的陡緩不僅決定土壤侵蝕的強弱，在臨界坡度以下土壤侵蝕以面蝕和溝蝕為主，超過此坡度則重力侵蝕活躍，發生滑坡、滑坍、瀉溜侵蝕。
（2）氣候因素。黃土高原的年降水量變化為200～700 mm，具有由東南向西北遞減的特點。黃土高原降水的季節變化很大，主要集中在夏季，其次是秋季。大部分地區5～9月份的降水量占年總量的70%以上，其中又以7、8月降水量最多，可占年總量一半左右。該地區暴雨歷時普遍較短。暴雨多發生在6～8月份，空間分布有由東南向西北遞減特點。這些特點對土壤侵蝕特征的時空變化產生了深刻影響。
（3）土壤因素。黃土高原地區分布最廣的黃綿土，它常與黑壚土呈復式區分布。黃綿土是該區最主要的耕作土。黃綿土的形成過程一方面是黃土耕種熟化過程；另一方面又是侵蝕為主的地質地貌過程。目前除了少數地勢平坦、侵蝕微弱的地點外，黃土高原絕大部分地區的土壤都屬于侵蝕性黃綿土。
（4）植被因素。黃土高原的植被種類較多，現有的森林主要分布在高原東南和巖石或土石山區，大面積的黃土地丘陵區和黃土塬區僅在村鎮附近有零星的樹木，非耕地上只有稀疏草灌。子午嶺是黃土高原上黃土覆蓋區森林植被保存較好的唯一地區，近幾十年來同樣遭到嚴重破壞。全區森林植被如此匱乏，土壤侵蝕劇烈發展就是不可避免的了。除森林植被外，該區的草灌覆蓋度不高，天然草場的覆蓋度只有25%～65%，其中，山區草地的覆蓋率較高，黃土丘陵和黃土塬區較低。由于過度放牧和濫墾、濫伐、濫挖（挖藥材）等影響，大部分草場都向沙漠化方向發展。
3.2.2人為因素
長期以來，黃土高原的人為破壞方式主要有3種：一是陡坡耕墾；二是濫砍、濫伐、濫樵和濫牧；三是亂挖、亂堆、亂放。其結果是破壞植被，破壞土體結構和破壞原有地貌形態。
（1）陡坡開墾。黃土高原地區的人口迅速增加，人口增長必然導致天然林、次生林的破壞和耕地的擴大。尤其是陡坡地的不斷開墾也迅速加劇了該區的水土流失。
（2）礦產資源開發利用。礦產資源開發對振興國民經濟具有重大意義，但對生態環境特別是土壤侵蝕和河流泥沙將帶來深刻影響。黃河中游大型煤田，地處多沙粗沙產區，又多處于暴雨中心地帶，水土流失本來就非常嚴重，而煤炭的大規模開采，鏟除地表原有的稀疏植被，占用破壞土地，移動大量巖石土體，造成地表土層松動，地下砂巖性物質堆積地表，這些新翻動的巖土，在風雨作用下極易風化成碎屑，并伴以滑坡、崩坍等重力侵蝕，必將加劇水土流失。
（3）開發項目建設。隨著區域工業化發展，人類活動強度增大，人為踐踏、施工建設等，再加之人們的環境保護意識薄弱及管理混亂，使地表植被覆蓋率下降，土壤抗蝕能力減弱以及棄土棄石亂堆亂放，可動沙源增加，所有這些都加劇水土流失。
在道路建O的施工期間，路基填挖方、取棄土、軟土路基處理和橋梁建設等是公路建設的關鍵工程。鐵路、公路建設可能損壞原有的水土保持設施，破壞當地生態環境而加劇地區水土流失；開挖坡度大或地質構造不良地段后，開挖面或填方處邊坡，在雨水沖刷下易產生崩塌、滑坡而造成水土流失；施工不當或使用大量炸藥爆破，造成地層松動，埋下隱患；以及施工過程中大量土、石隨意堆放，在暴雨沖蝕下也極易產生水土流失。開發建設項目嚴重水土流失造成大量泥沙淤積河床水庫，降低了水利設施壽命和防洪效率，加劇洪澇災害。特別是近數十年來由于不合理的人類生產活動造成的水旱災害、滑坡、崩塌、泥石流等，給國家經濟和人民生活造成了嚴重的危害。
在人行步道和庭園中更應該增加透水鋪面的設計，這樣沒有高載要求的基面我們可以更加注重美觀性，利用許多石塊、卵石、木頭和許多綠色景觀相結合，不但具有良好的透水效果，更有優美的庭院意境。
（3）透水管路。在城市中我們往往沒有辦法單純利用綠化和透水路面來供雨水入滲，此時就需要人工設施來加速降水滲透地表以下，目前常用的設施可分為兩種：①水平式“滲透排水管”；將基地降水集中與滲透排水管中后，再慢慢往土壤內入滲至地表中，達到輔助入滲的效果。透水管的材料大多是蜂巢管、網式滲透管、尼龍紗管、不織布透水管等等，利用毛細現象將土壤中的水引導入管后，再緩緩排出。②垂直式“滲透陰井”。它是垂直式輔助入滲設施，不僅有較佳的儲存滲透效果，也可作為“滲透排水管”之間的連接節點，可阻攔排水過程中產生的污泥雜物，定期清除來保持排水通暢。
5.2.2城市水循環間接措施
（1）雨水花園。雨水花園也可稱之為景觀滲透水池，它兼具庭院景觀效果和儲集滲透兩個優點的措施。做法通常是將水池分為高低水位兩部分，低水位部分底層用不透水材料砌成，高水位四周可以用自然滲透土壤設計來做，下暴雨時可暫時儲存高低水位間的雨水，然后讓雨水慢慢滲透回土壤，水岸四周通常種滿水生植物作為庭院景觀一部分。當然，這些植物的選擇也是有規律可尋，我們可以選擇如美人蕉、香蒲等植物，不僅具有很好的景觀效果，也同時具有凈化水質的作用，這樣就能夠使雨水花園起到更加重要的作用，并很好地將他們應用在凈水和水的再循環利用中（圖5）。
圖5雨水花園做法結構
5.3海綿城市建設
建設海綿城市，首先要了解海綿城市的特點和建設方法。海綿城市主要解決保障水體和水質的循環和合理應用。傳統市政模式認為，雨水排的越多、越快、越通暢越好，而這樣的傳統“快排式”模式并沒有考慮到水的循環利用。海綿城市遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，較之與傳統模式有以下4個優點： 排水防澇洪能力建設； 徑流污染控制；水資源合理利用；生態水景景觀營造。
5.3.1海綿城市建設的必要性
海綿城市的建設，不僅是為了響應國家號召，更是根據城市現狀提出的可行性方案。建設海綿城市，可以大大降低城市內澇積水的問題，也改變以往城市“快排式”的水處理方式，增加水的利用循環，保障了水資源的節約與生態平衡。因此，建設海綿城市是非常有必要的，它有利于改善城市生活環境，增加水循環率，更加有效地減緩城市內澇。
5.3.2海綿城市建設的可行性
我國城市發展速度較快且人口密集，而對于土地的開發也有些過度，“城市的規模像攤大餅一樣的發展”對于自然的破壞強度也更大，因此修復就更難，代價更大。建設海綿城市首先要避免幾個誤區，如“只重視地下不重視地上”、“只重視灰色不重視綠色”或“只重視綠色不重視灰色”。海綿城市建設首先應做好全局戰略規劃，應從法律體系、財稅政策、管理機制、技術與產業體系、人才培養、公眾參與等環節綜合考慮實施。
6結語
構建海綿城市的經濟效益不可小覷。海綿城市建設注重對天然水系的保護利用，大大減少了建設排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量。調蓄設施往往與城市既有的綠地、園林、景觀水體相結合，“凈增成本”比較低，還能大幅減少水環境污染治理費用，降低城市內澇造成的巨~損失。相對新城區，老舊城區確實面臨空間條件有限、改造難度大等問題。但相比建設大型地下調蓄池、大規模改造雨水管線等方案，多添置一些“海綿體”反而更具可行性。
而針對黃土高原地區水資源問題可以應用海綿城市概念及技術，將該地區水資源合理利用起來，并保持和諧生態環境?？梢愿鶕酝ㄔO城市方案進行改進和借鑒，建設獨具特色的“海綿”黃土高原。
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關鍵詞：橫滑式；單元幕墻；水密；氣密
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A
建筑幕墻在我國隨著高層/超高層建筑物的增多而增多，幾乎哪里有高層建筑哪里就有各種幕墻。國外發達國家幕墻業經歷百余年的歷史，而在我國僅用了十多年時間即迎頭趕上。從大的城市直至部分鄉鎮，均可看到各種形式的幕墻。近幾年尤以鋁合金玻璃幕墻發展為最快，其中單元式幕墻由于均為工廠預制，減少現場安裝的誤差，節省工期等優點，已成為高層建筑的主要系統。
那么什么是單元式幕墻？單元式幕墻，是指將面板和金屬框架（橫梁、立柱）在工廠組裝為幕墻單元，以幕墻單元形式在現場完成安裝施工的框支撐幕墻。
由于單元式幕墻結構的復雜性，以及設計理念的多樣性，單元幕墻結構本身不可能有一套適合各類工程的標準形式。本文在總結多年設計、施工、檢測經驗的基礎上，闡述單元式幕墻水密氣密構造設計的要點，供幕墻設計師們參考。
1單元插接原理設計
1.1 設計原理
單元幕墻插接設計原理是：板塊間的插接部位同時也是幕墻的密封部位，要保證插接部位在整個幕墻上的連續性，即在單元橫豎框交接的部位不得存在密封間斷點。
1.2 實現方式
1.2.1 密封線前置
如下頁橫豎節點圖所示，單元下橫框①面與豎框②面在同一平面內，③面與④面在同一平面內，公豎框的前道插接刺在①、②平面的室外側，后道插接刺在③、④平面的室外側，在單元板塊安裝時避免了與上橫框的插接刺發生干涉，保證了豎向插接的完整性；同時，上橫框插接刺上的膠條可直接壓在①、②面和③、④面上，保證了單元內橫向插接密封的完整性；在豎向變位縫位置，公豎框的前道插接刺與上橫框插接刺上的膠條之間存在一定的空隙，在公豎框的前道插接刺的內壁粘接防水閉合海綿進行填充，從而保證了橫向插接密封在整個幕墻范圍內的完整性。
并且，在橫豎框交接的部位，豎框的前道插接刺在上橫框插接刺的室外側，起到了一定的披水作用，更有效的提高了該處的防水能力。
密封線前置
2 設計原理
2.1 單元幕墻的水密性設計原理是將幕墻的水密線和氣密線分離處理。即通過單元幕墻的插接構造及擋水膠條的設置使單元板塊的插接部位形成多個與室外環境連通的等壓腔，從而使少量進入型腔內的雨水可以順利的排出室外，保證幕墻靠近室內側的氣密線部位沒有水的存在，實現幕墻的優良水密性能。
橫滑式單元幕墻的水密性設計包括阻擋大量水進入的防水設計和將進入型腔的少量水排出的排水設計。
2.2 水密性設計關鍵點
2.2.1 擋水膠條的阻擋作用；
2.2.2 各密封面的密封可靠性；
2.2.3 各等壓腔的等壓可實現性；
2.2.4 排水通道的暢通性。
2.3 防水設計
2.3.1 擋水設計
單元式幕墻通常采用膠條擋水，擋水膠條是幕墻的第一道密封結構，通常稱塵密線。它的作用是披擋灰塵及大部分的雨水進入型腔。擋水膠條在正常使用狀態下應具有一定的壓縮量，從而可以保證幕墻板塊在溫度等外力作用下發生變位時，擋水膠條仍具有一定的密封能力。
2.3.2 插接部位的密封處理
單元幕墻的第一道插接密封是幕墻的水密線，應按單元插接原理合理設置單元插接刺，并合理設計密封膠條，保證在整個幕墻系統中無密封間斷點的存在。
2.4 排水設計
2.4.1 等壓腔的設置
一般情況下，幕墻的插接型腔內存在至少兩個等壓腔。根據插接結構及擋水膠條的不同，還可以形成更多的等壓腔，如上圖中的等壓腔Ⅰ、等壓腔Ⅱ和等壓腔Ⅲ。
a 在擋水膠條的室外側擋刺開排水孔，使等壓腔Ⅰ與室外環境形成等壓。
b 在擋水膠條的室內側擋刺開排水孔，使等壓腔Ⅱ與等壓腔Ⅰ形成等壓。
c 在上橫框的第一道插接刺上開設排水孔，使等壓腔Ⅲ與等壓腔Ⅱ形成等壓。
2.4.2 單元幕墻排水路線
室外的雨水可以通過兩種途徑進入型材的等壓腔內，即橫框的擋水膠條搭接處和豎框的擋水膠條搭接處。
通過橫框的擋水膠條搭接處進入等壓腔Ⅰ的水，一部分可以通過擋水膠條室外側擋刺上的排水孔排出，另一部分進入等壓腔Ⅱ的雨水也會在重力作用下通過擋水膠條上的排水孔直接排出，還會有極少量雨水進入等壓腔Ⅲ，然后通過上橫框的第一道插接刺上開設排水孔排到下層單元的等壓腔Ⅱ中，直至最后排出室外。通過豎框的擋水膠條搭接處進入等壓腔Ⅰ的水，一部分可以直接落到上橫框的披水膠條或披水板上，隨橫框等壓腔Ⅰ中的雨水一起排出。另一部分進入等壓腔Ⅱ的大部分雨水也會在重力作用下用下到上橫框的披水膠條或披水板上,隨橫框等壓腔Ⅱ中的雨水一起排出。還會有少量雨水會在風壓及毛細作用下進入等壓腔Ⅲ，然后通過上橫框的第一道插接刺上開設排水孔排到下層單元的等壓腔Ⅱ中，直至最后排出室外。
具體的排水路徑可參見下圖示意。
2.4.3 分層排水設計
在幕墻的整體高度較高時應設置分層排水，排水層的間距一般不應超過2個層間。
分層排水的設計一般有以下兩種實現方式：
a 整體式披水膠條
整體式披水膠條一般50m/卷，它具有防水密封可靠，十字接縫位置密封效果優異，粘接環節少，依靠膠條就可實現本單元位置進出水通道的隔離，在板塊發生錯位變位時本身不會破壞等優點；但是膠條用量較大，價格較高。
b 鋁披水板
鋁披水板加工難度低，價格低廉，且防水性能優良；但是防水性能需要依靠現場打膠質量保證，在板塊發生錯位變位時本身或本身與型材間連接處會受到破壞，并且本身無法實現本單元的進出水隔離，需要在單元上橫框上進行隔離設計。
綜合以上，整體式披水膠條與披水板在原理上都可以實現同樣的功能，只是披水板還依賴其它的一些設計和現場施工環節，從該點來說，整體式披水膠條要優于披水板；從單元板塊的變位情況看，整體式披水膠條也優于披水板結構；但是由于整體式披水膠條價格過高，所以采用披水板結構也是一個合理的選擇。
3 氣密性設計
3.1設計原理
氣密性設計原理是在單元幕墻的最后一道密封線通過膠條和閉合海綿以及密封膠的設置實現室內室外空氣的隔絕。
3.2 實現方式
氣密性設計需包括以下三個步驟：
3.2.1 設置膠條。此處必須設置密封膠條進行密封，膠條的外形尺寸及槽口設計應采用與第一道插接密封相同的膠條尺寸及槽口設計。
3.2.2 設置閉合海綿。閉合海綿的設置分為如下兩種方式：
3.2.2.1 只在橫框十字接縫位置放置200～500mm長的一段閉合海綿，閉合海綿應在單元插接閉合后具有一定的預壓縮量，以保證氣密的可靠性（方式1）。
3.2.2.2 在橫豎最后一道密封線上設置通長的閉合海綿。這種方式設置的閉合海綿氣密效果要優于3.2.2.1，但相對的成本也較高（方式2）。
除以上部位的閉合海綿外，還可在第一道插接密封線處設置閉合海綿，以進一步提高密封性能（方式3），但不能代替方式1、方式2的密封作用。
閉合海綿的設置