1低影響開發理念
低影響開發(Low-Impact Development,簡稱LID) 理念是20世紀90年代末期由在美國推出的一種城市雨水管理概念,最早在馬里蘭州開始實施。低影響開發是一種以生態系統為基礎,強調通過源頭分散的小型控制設施,維持和保護場地自然水文功能、有效緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數增大、面源污染負荷加重的城市雨水管理理念。主要通過生物滯留設施、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等措施,對雨水徑流進行源頭控制,減少雨水徑流峰值流量和徑流總量,延遲峰值時間,從而能有效降低洪澇災害發生的頻率,減少污染排放,實現開發區域可持續水循環。目前,該方法已在美國、瑞典、新西蘭、加拿大、日本、澳大利亞等發達國家得以應用。
低影響開發理念最初提出的領域是城市雨洪管理,但隨著其理念的應用與深化,低影響開發模式的外延在不斷的拓展,延伸到城市建設的各個方面。低影響開發理念已上升為城市與自然和諧共生的一種城市發展模式。
2吉木乃縣概況及低影響開發理念的引用
2.1吉木乃縣自然概況
吉木乃縣位于新疆維吾爾自治區西北部,阿勒泰市域西部,準噶爾盆地北緣,薩吾爾山北麓,額爾齊斯河南岸。屬大陸性北溫帶寒冷氣候區,降水量少,蒸發量大,氣候干燥。全年降水量一般在150~200 mm,個別年份只有60~90 mm,年蒸發量為2 140.3 mm。
2.2區域水資源危機
縣域境內相對較大的河流有4條,塔斯特河、烏拉斯特河、喀爾交河和烏勒昆烏拉斯圖河(中哈界河),但無一條長年性河流。地表水年徑流量1.281×108m3,地表水資源人均占有量1 977 m3,為全疆平均水平的1/3,是新疆自治區突出的干旱貧水縣。
全縣地表水利用率高于80%,已超過60%的生態警戒線,現有水資源開發利用已接近極限。近年來,全球變暖導致冰山融化、雪線上升,全縣唯一的水源地—木斯島冰山冰川雪線后退5 km,海拔3 000m以下山區陽面已無積雪,陰面僅部分區域有少量積雪。水資源的匱乏導致吉木乃縣每年都要發生不同程度的旱災,生產、生活、生態都受水的桎梏,嚴重缺水給人類的生存帶來了危機。
2.3節水上升為區域發展戰略
生態環境和水資源現狀對吉木乃縣的區域發展提出了嚴峻的挑戰,如何將區域僅有的、珍貴的水資源充分、合理、高效的使用,是規劃中的一個重要課題。
在《吉木乃縣城市總體規劃(2012-2030)》中將區域生態承載力進行量化,尤其是通過水資源承載力研究,合理引導區域產業類型選擇、規模發展,將“節水”提升為區域重要的發展戰略,予以重點關注。
城市總體規劃在常規市政設施規劃中增加了節水工程設計內容,將低影響開發理念引入其中,通過多領域、多手段、多技術的應用,實施區域節水戰略。規劃在農業生產方式、水資源重復利用、雨水調蓄工程、給排水設計、道路設計、綠化景觀設計、綠化樹種選擇、建筑設計等領域采取相應的技術手段和工程措施,提高區域水資源的利用水平與質量,實現水資源的最優化利用。
3區域節水工程實施策略
3.1節水灌溉工程
在縣域范圍內普及滴灌技術,對于條件成熟、生產適合地膜覆蓋的作物(如小麥、番茄、玉米、辣椒、甜瓜、打瓜、油料等)生產區,可采取膜下滴灌技術。
3.2再生水利用工程
規劃在污水處理廠建設再生水處理系統,提高工業用水重復利用率,將處理后的再生水用于城市的生產用水、澆灑道路用水、綠化用水及其他市政用水。
3.3雨水調蓄工程
縣域境內季節性洪水災害相對嚴重,春季冰川融水、夏季洪水瞬時徑流較大,現狀對這部分水資源尚未開發利用。規劃在地表徑流規模較大的河流周邊建設地下雨水調蓄水池,將冰川融水和降水暫時存儲,用于農業生產和生態用水。
4城市節水工程實施策略
4.1建設雨水調蓄工程
規劃在防洪渠西側建設地下雨水調蓄水池,并通過管道將調蓄水池進行連接。將冰川融水和降水暫時存儲,用于城市綠化及消防用水。
4.2建設節水型園林綠化
4.2.1調整種植結構
除在城市中心廣場等較為重要的綠地內保留一定面積的草坪外,其他綠地應根據受光度強弱選栽陽性、陰性植物;根據地勢及地下水位高低選栽抗旱、抗澇樹種;根據土層厚薄選栽深根性、淺根性樹種進行調整,使不同生物學特性的植物在位置、高度、面積上適得其所、適得其量,從而營造一個節水抗旱、自我調節能力強、結構穩定的生態植物群落。
4.2.2合理選擇植物種類,優化植物配置
植物是城市園林綠化的基礎,合理的植物種類選擇和配置方式是發展節水型園林的關鍵所在。鄉土樹種應成為園林綠化的首選樹種,應該大量應用耐旱植物(如松樹、柏樹等)。耐旱植物的應用,不僅能節約大量水分,降低綠化成本,還能營造獨特的景觀。如檉柳屬,大膽倡導利用野生植被??梢源蟠蠼档宛B護成本,節約水資源。
在園林植物配置方面,城市園林綠地應該以喬、灌木為主體,以復層植物群落結構為主導,強調綠量和生態效益,杜絕“以草代樹”現象,即便是選擇草坪,也要選擇抗旱性強的草種,這樣將會大大節約水源。
4.2.3大力推廣節水型灌溉方式
在城市園林綠地的灌溉方式上,一方面考慮對天然降水的利用,注重選擇滲水性良好的鋪裝材料;另一方面,在達到澆灌效果的前提下,采用噴灌、滴灌、滲灌等節水型灌溉措施,提高水資源利用率。
4.2.4充分利用非常規水
所謂“非常規水”,是指區別于一般意義上的地表水、地下水的水源,包括污水處理回用水、雨水、洪水等。目前城市園林綠化用水多來源于居民生活用水,造成了居民用水與綠化用水的矛盾。在水資源越來越匱乏的今天,園林綠化要繼續發展,就必須解決水源問題,而充分利用非常規水是解決這個矛盾的有效途徑之一。
4.2.5利用保水劑
保水劑是近年來國際上發展起來的全新抗旱節水產品。它是一種功能性高分子聚合物,不溶于水,具有“保水、集水、節水”功能,可有效防止水分下滲或蒸發,減少耗水量或灌溉次數,提高水分利用率,從而提高植物存活率。
4.2.6加強人力資源管理,提高從業人員的節水意識
從事園林綠化的工作人員中,有相當一部分對我國水資源匱乏狀況不甚了解,尚未意識到節水的重要性。這一方面表現為設計人員在設計中或傾向于大面積草坪、大型水景等一些高耗水的景觀,或缺乏對植物生態習性的了解,不能合理地配置植物;另一方面表現為管理部門及管理人員在后期養護中,沒有采取有效的節水計劃和措施。當務之急應加大宣傳力度,提高從業人員的節水意識,使發展節水型園林的觀念廣泛深入人心。
4.3綠地雨水的景觀化處理
收集雨水用于景觀用水有著積極的作用,在綠地中間開挖雨水收集池,在綠地中央設置水景景觀等措施,能很好地提高綠地的觀賞效果,同時也做到了節水的目的。在綠地和廣場設計中,布置集水池,集水池外圍停留空間和綠地向水池設計排水坡度,有效地把雨水收集到集水池中,使整個區域的雨水均排入集水池當中。在集水池中種植濾水、凈水能力強的水生植物,過濾雨水,使之用于景觀用水。這種設計理念有多方面益處,它首先解決了水資源不足的問題,一方面提高了水的使用效率;另一方面通過生態恢復手段維持水循環過程,以便持續地獲得可供利用的水。
4.4步行道路節水設計
步行道標高大多比綠地的標高要低,初衷是為了方便解決排水問題,其結果是使得雨水很快的流向硬地排入下水道中,污染了硬地的同時,也淤塞了下水道,道路排走了雨水,加重了綠地植物灌溉的負擔。在城市綠地設計中應該使得步行道標高高于草坪,使得雨水能排入綠地中,而通過綠地土壤蓄積雨水,發揮植物較強的蓄水功能,供給植物生長所需的水分,既節約了大量的綠化灌溉用水,同時也減少了清潔的工作量。通過植物、土壤對地表徑流的過濾、吸附,去除了雨水中的污染物,使得返還地下的水質得到了保證。步行道路面與綠地處于同一高程時,在路緣石與路面之間設置排水孔,使得雨水排入綠地中,通過景觀綠地蓄積雨水。
4.5城市機動車道的節水設計
傳統機動車道路設計初期在道路兩側設置地下排水溝,在降雨時期,大量的雨水涌人地下排水溝,水資源不能返還地下,造成城市地下水資源的日益匱乏。同時地表徑流夾雜著的重金屬元素,這些元素來自于汽車尾氣,泄漏的汽油等,對城市水體造成很大的污染。在設計中使綠地高程低于道路高程,為機動車道路排水排入綠地創造了可能,通過植物的吸附、過濾,一方面阻隔了污染物,提高了水質,另一方面使大量的雨水資源返還到城市地下水。
4.6硬地透水性鋪裝的節水應用
硬化路面不透水,使得降雨時雨水對地下水的補充完全被阻斷,使城市缺水現象變得更為嚴重,加重城市揚塵污染。另外雨水橫流時會溶入大量城市污染物,進一步造成水污染并且助長城市熱島效應的形成。
鑒于以上問題要盡量減少運用硬化路面及鋪裝,盡量應用透水性瀝青混凝土鋪裝、透水性水泥混凝土鋪裝、透水透氣的步道磚、疏松的粒料鋪裝、經防腐處理的木板鋪地、石材鋪地以及可滲透的強力草皮或空心鋪裝格。由于以上材料良好的透水性、保水性,下雨時雨水會自動滲透到鋪裝下直到地表,還有一部分水保留在鋪裝里面,雨水不會像在水泥路面上一樣四處橫流。天晴時,滲入鋪裝下或保留鋪裝里面的水會蒸發到大氣中,起到調節空氣濕度、降低大氣溫度、消除城市“熱島”的作用。
4.7采用節能節水建筑
隨著近年來城市建筑業突飛猛進發展,在城市總用水量中,建筑內部用水的所占的比例逐年增加,使得建筑的節水節能問題不容忽視,因此在建筑設計過程中要統籌考慮,全面規劃,強調供水的安全可靠性的同時,設計中不要造成不必要的水電浪費,在設計中運用科學合理的建筑節水節能理念:
1)充分合理利用市政給水管網的供水壓力;2)注意生活給水管道中減壓節流的措施使用;3)消防水池的節水節能措施;4)集中供熱系統減小或消除冷水量的浪費;5)采用節水節能型衛生器具和配水器材;6)建筑造型及建筑屋頂利于雨水系統收集。
5結 語
水是人類生命的源泉,是大自然賦予人類的寶貴財富。在水資源日益枯竭和水成本不斷上升的今天,節約用水、高效用水是人類發展中的重要課題?!熬凵吵伤?,集腋成裘”,從節約一滴水做起,改變水的利用模式,使“耗水型城市”向“節水型城市”過渡,走可持續的城市發展道路。