种植屋面技术分会年会暨第六届种植屋面技术研讨会
白伟岚
白伟岚:今天主要和大家讲讲海绵城市建设情况,我去年年初有一片约稿,我写了《跨界与回归》,今天很高兴听到上午有很多专家,包括国外专家,包括自己业界的人都讲了“跨界”。从去年的大形势下,单一的模式发展,没有更广的视野来做,也会面临瓶颈。今天题目是从屋顶绿化角度,我讲屋顶绿化不如在座各位专业,垂直绿化标准今年也会颁布,下面我从介绍的角度介绍海绵城市的指南,还有给排水角度。
我演讲的内容包括以下几方面:海绵城市兴起背景、核心内容、风景园林行业角色和担当、开放空间低影响开发规划设计、海绵城市建设中园林发展总结与展望。大家如果关注,知道今年第一批16个海绵城市试点在财政部资金推动下,比过去有比较大的发展。将来在这一段时间内,关注点会往这方面集中。算大家产业发展的一个热点,当然屋顶绿化也是很重要的推动。
首先,上世纪90年代在美国马里兰州兴起,不光在美国,包括澳洲、新加坡、欧洲、德国、日本都有很多技术发展,上午专家都介绍了。国内研发期在高校和研究机构2000年开始。我们这边现在做十二五水专项课题,专门在这一块也开了一个题,最大的兴起,习总在中央城镇化工作会议,第一次使用海绵城市概念,我们当时叫低影响开发(low impact development),英语直接翻译。这个词用来以后,咱们国家政治体制就是跟风,包括相应标准。看到标准的名称,《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》,我们做技术有的时候要借力,但是要知道真正内涵。习总提出来以后,海绵城市催生这个标准,很快就兴起了,特别是今年年初,可能有很多设计院处于一种疯狂状态,忙得很。都在集中申报海绵城市。起码报了将近三十个城市,经过筛选,4月份出台,5亿财政拨款,三年15亿,拉动非常大。当然还有地方配套,第一批海绵城市示范已经开始推动了。
回顾一下北京对于加强雨水利用,因为北京是一个缺水城市,对于采取这种要求,“以建设工程硬化后,不增加雨水径流量和外排水总量为标准”,真正开发商实施这个标准,2003年北京水资源短缺还是应付性状态,不能很好贯彻。2005年,关于加强建设项目节约用水,其实从节水角度来提,“各类建设项目均应采取雨水利用措施,工程一般采取就地渗入和存储利用等方式”,各地蓄水池还是有一定的跟风情况。2006年加强雨水利用项目工作通知,对雨水利用这方面做了联动机制。2012年7.21之后,紧急发了一个文1316号文,至少50%作用于滞留雨水的下凹式绿地,建设工程的外部庭院透水铺装率不小于70%。最早1993年,我们做透水,北京市园林科技研究院,他们用德国的技术,93年开始研究,一直推行不是很好,承载问题、膨胀问题,提出铺装饰用。2008年政策,前沿看到大量人行道,真正用透水铺装结构和材料都在使用。不能不说感谢7.21,确实是一个惨痛的教训,但是带来这种机遇。
对下凹绿地和透水铺装政策,目前绿地不可能完全下沉或者下凹这种形式。今年4月8日,微信上笑谈,今年到城市看海模式已经先行启动了,源于今年4月8日。2007年以来有一系列的,一方面是657个城市,300多个城市缺水。另外一方面是面对暴雨来袭,城市内涝又是非常严峻的。
针对海绵城市,特别是习总在中央工作会议发话以后,我们要求国务院在这方面,特别是针对城市排水防涝设施工作通知,提出低影响开发建设模式,包括政府工作报告当中提到,节能减排生态环境等领域,政府投入的倾斜。另外,2013年6月份,住建部城市防涝中也是低影响开发,从这个文件可以看到,海绵城市实际上是一个新词。在这之前,大家都叫低影响开发。国务院另外2013年9月,提到十年左右时间,建成较完善城市排水排涝防洪工程体系。一般来讲行业术语来说,2013年9月,对于提出来2014年1月提出城镇排水,国务院颁布的条例,提出控制污染和鼓励自然生态的方式,都跟现在提的是相关的。
重大事件。2013年12月,建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市,这是习总的讲话。海绵城市绝对不是新理念,但是却是顶层设计的新概念。配合这一块,2014年10月22日,住建部组织编制《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》政策。2015年1月,财政部推向高峰,包括示范期,财政补贴相应要求。4月2日16个城市,包括厦门在内,济南、武汉、南宁、重庆,直辖市和副省级城市,包括一些新区有入围,还是比较惊讶的。深圳不在这里面,深圳光明新区还是做了不少工作。2015年4月16日,国发17号出了“水十条”,也是对于整个污染物排放,包括市场机制引入,加强环境执法,强化公众参与,保证水生态环境安全这些方面提出来了,助力海绵城市建设,包括水环境污染提出很好的建议。包括实施行动计划基本更加务实和落实了。
海绵城市建设相关规范修编。《室外排水设计规范(2011)2014年版》,一些排水规范修订,今天上午专家讲到绿色建筑修订,我们正在修订设计规范。《城市排水工程规划规范》,《城市内涝设计规范》,《建筑与小区雨水利用工程技术规范》,《城市道路工程设计规范》,《公园设计规范》,不是修编,是制定,原来是行标,现在基本上国标的形式。《绿地设计规范》在修编。另外比较大一点,《城市道路与低影响开发设施》,图集在编,而且有一个前沿消息,关于低影响开发,一个是公共绿地、公园绿地,包括屋顶绿化在内,这一块有一些标准,海绵城市建设指南,很快在今年就会立项,变成一个国家标准。
科研人员十一五的时候准备立这个题,十二五才立下来,习总一句话,财政部都砸钱了,所以大家比较疯狂。这是国家体制。
海绵城市核心内容,从现在认识一下低影响开发,强调城市开发前减少对环境的冲击,源头控制和延缓冲击负荷的理念,构建与自然相适应的城镇排水系统,合理利用景观,采用相应的措施,对暴雨径流进行控制,减少城市面源污染。
这是宏观化的低影响开发,最主要的内容大家应该理解。给排水包括工程角度来讲,他们都在渲染,比如新加坡,甚至是马来西亚、巴黎下水道多么粗,底下能走路。包括北京下水道设计,比国外总体来讲是小很多,这些都提了很多。但是这个完全是一种工程措施,水来了,排下水道,排海里、湖里,再往下排。随着城镇化进程推进,中国大地上越来越多的地下变了,原来是农田溪流,现在是大的硬化空间,流出去,为什么出现热岛、极端天气情况,因为海绵城市建设,不是单一的改善水的问题,其实对于整个事态系统它的这种要求,通过城市化进程当中,减少对生态系统掠夺式开发,所以强调了这方面的内容。下面我会再分别介绍它的措施。
这是过去的改造和现在,海绵城市建设这张图没有配上来,时间比较紧,没有再优化。
一般是快排模式,除了降雨、蒸发再下渗。自然界应有模式,下面不透水,硬化路面城市道路,80%水是排放了。海绵城市通过积蓄利用,一种方面利用工程方式,建地下蓄水池,硬化,其实在日本这方面做的还是很多,包括大空间调蓄,耗费资金非常大,真正搞工程的人暗暗窃喜,实际上最有意义的是保证足够的空间,跟土壤、地下空间完全通透,并不是排解屋顶绿化。这种空间必须保证足够的,要不然环境会更恶化。另外一点,新加坡戴总提到的,我们的空间这么紧张,可能完全保证跟地下完全接通不太可能。我们还要增加,特别是在许多高强度一线城市,应该考虑增加屋顶绿化,增加调蓄作用。这样外排水能够减到40%。同时对于热岛这些,大家都能够想象到这种改善作用。
其实有这么几条途径,反复提到下沉绿地,包括绿化广场、植草沟,相对用绿化方式来保护,另外把蓄的措施,对于河湖水面、生态湿地建设,水网密集的长江一带,很多水系是消失的现状,越来越多的城市下跌面,水系被填了,这样水排的情况很少了。
还有污水处理这一块,一方面是通过人工湿地的改造。另外净化的,我们用一些改变这种不透水的硬质铺装,河道增加本身的自然深径的作用。污染物相应污水处理,管网还是分散式处理,再排入河道。还有一点绿色屋面,对于自然地面,包括停车场、下地面改造,能够使更多的土壤在空间里。排也是重要的方式,并不是所有的水都能够排,7.21特大暴雨情况,确实也是非常危险的。因为它的雨洪是双峰,第二次再出现大的降雨高峰,土壤已经处于饱和状态,再来发挥绿地调蓄作用,已经是没法发挥作用了。而且当时管理也处于麻痹状态,所以这种情况下,还是要紧急启动排的措施,必须要超过一定的防洪警戒线的时候,还要保证能够排出去,这也是最主要的挑战。我们一开始已经排不出去了,后面再排,可能就会更大。所以说为什么管网有些还是要增加它的管径,就是在紧急情况下,或者最不利条件下,管网要保证还是要能够出去,包括相应的防洪排涝的措施,泵站的启动能力。
另外,城市很多情况下,下地面情况都是硬化的,这种情况下,很容易产生雨水过早达到洪峰,我们低影响开发,减少洪峰的达到方式,现在从源头削减,中途管网系统,末端治理,源头削减,就是开发场地,针对小区包括商业开发地块,这一块需要的一些方式,沟渠系统。原来地面自然生态系统所有的,渠是人工的,还有天然水系。另外相对应的管道系统,湿地和水库,为什么特别强调自然湖面和水面,它也是最终要汇到这些地方。这些地方在入之前,我们要有一个末端治理,不能把污水或者脏的水,全部汇到自然的水系当中,这样水环境保证不了,所以这边配合的功能措施,就要有末端治理的内容。最终真正构建海绵城市的整体。
低影响开发,就是前后水文特征不变,传统的开发模式,流量就是很快达到洪峰,随着降雨削弱在减弱,所以持续时间比较长。下面是开发前,自然生态系统。低影响开发,使它达到洪峰的流量点降下来,就是降流量,不用那么多水直接在街道上,是在管网上。洪峰总量也要降下来,洪峰时间滞后,这一块达到洪峰,这一块有两个时间段,不是很快出现这种高集中的洪峰情况。所以就是几个方式,一个是自然积蓄,一个是自然渗透,一个是自然净化。这些是具体采取的措施。
行业里面需要的,刚才讲到那么多,也是得到不少方面的内容,城市排水与洪涝控制系统,所谓的水雾,城市雨水利用,城市面源污染控制,包括城市一些道路,包括园林绿地,甚至城市规划。海绵城市构建把这些系统有机结合,梳理、串联起来。在这个过程当中,也出现过不少的这种拉锯情况。在园林绿化行业的人都知道,北京很多拒绝雨水,初期开春雨水,前一年有降雪,污染比较脏,特别是盐碱化,洒盐以后污水冲下来。有点土对于植物没有什么影响,最主要是盐。所以给排水专业想到,初期雨水要有气流,收集净化措施。
雨水有的时候太大,尤其在长江三角洲、中下游流域,香樟得高起来,要不然根泡在里面就死了,所以雨水太大会淹死植物,我们要采取工程设计,限制积水时间。很多科学院在做很多植物近邻,24小时水淹对它的生长没有太大影响,这些设施或者这些地方,还是选择既耐干旱,又忍耐淹的植物,不是所有植物都能做到这一点。
下凹、下沉绿地景观不好,当时孙晓祥先生设计杭州植物园,路两侧都是高起来的空间,不是很高,一米左右的缓坡地形,都是下沉绿地,跟新疆似的,新疆确实很干旱。所以这里还是需要做一些微地形的调节,并不是下沉绿地50%,比较死板、纯工程方式不行。
海绵城市建设最主要很多以规划委牵头,包括排水、道路、园林、交通各个方面,最重要还有财政、发改通力来做,可以梳理一下16个海绵城市建设试点城市,他们投入基本上人民政府总的牵头,所以回报也是政府市长一把手在做,所以包括对绿地率、蓝线控制。
今年政府工作报告当中,特别强调绿色化、绿色发展,而且住建部前一段时间做绿色空间、生态空间,提出50%城市绿色生态空间,就是城市化进程能够最大限度地减少对环境的负面影响,才能够起到一定的净化作用。包括给排水专业的对接,这是肯定要的。不是海绵城市所有的水都在绿地里或者都在城市里泡着,城市处于一种泡着状态,出现这种危险和极端的情况下还是要能排出去。跟道路内外红线、跟绿地空间都有一定的要求。
最主要的园林来讲,主要以城市开放空间对接,城市用地分类标准来讲,大家知道这一类用地,绿地和广场用地,城市建设用地里,有公园绿地、广场绿地、防护绿地,居住、商业、服务有附属绿地,一般通常30%左右的附属绿地,这些地方刚才讲到,跟屋面绿化非常密切的。还不是严格附属绿地,建筑顶点上,同样重复的绿地情况下,绿化形式。这一块是屋顶绿化,我们协会所面向的主体。开放空间,刚才也提到,它的功能是复合的,所以怎么样平衡各方面关系,建设既安全,又能提供休憩作用、景观效果良好的开放空间,提高城市品质。开放空间面积要有一定要求,均衡各方面复杂城市建设压力下,要保证真正的空间控制整体面积。这是建设海绵城市,或者保证生态良好的根本。
新加坡、马来西亚周围环境比较好,另外处于赤道,香港都没有那么高的生态承载力,这是很重要的方面。中国真正借鉴或者学习新加坡政策的时候,也要看到我们自己的生态承载力的局限。
稍微谈一下具体设计内容。导则上安全性、系统性、强制性、功能性几个原则。从区域范畴和城市建设区域范畴,稍微谈一下我们的认识和做法。区域海绵体构建,外围山体水土保持和积蓄作用,包括自然河道生态修复和保护,最重要城市绿地系统,包括大小各种不同的板块。刚才也提到了纽约中央公园大的板块,相当于奥森公园板块。纽约其实有很多小的板块,小到几千平米,跟我们的各种级别绿地,甚至街头绿地,还有网络化绿道体系,包括湿地。这一块总体来讲,对于自然梳理,依托最大、最主要的内容。海城西区内容,南北两山夹着,中间是湟水河流域,两条十字,绿地系统真正骨架。海绵城市建设最主要主体,主要消纳利用这些空间,包括水土保持措施加入。主要保持相当中心绿地这一块地方,新区里建设比较普遍。
相应设定规划设计目标,包括年径流污染总控制率、城市防洪、城市排涝、绿地率、水域面积、透水铺装率、绿色屋顶率,大家要注意到。绿色屋顶有一席之地。每个指标分配到这一块,居住用地应该削减多少径流量,这一块是自然的,绿地、绿色空间必然下地面应该这一块削减。
径流污染控制,分了几个区,根据降雨量情况,400毫米降雨线,一共五个区域。径流污染最主要的看到红色区域,南亚热带和热带地区。这一块降雨量非常大,基本上1200毫米以上的降雨量,径流跟污染,因为不是特别缺水。另外控制60%到85%的控制量,但是在西宁缺水地区,85%到90%的污染控制量,根据降雨情况得出来的。
另外,我们强调典型开放空间的对接,包括以居住小区、道路、大型公建设施、水利设施、公园绿地这几个方面稍微讲一下。涉及到居住小区,首先越来越多高层,屋面水直接接下来,还有一些无绿化空间,包括特别是对于屋顶绿化,停车场改造,这一块有一些要求。通过模式图,把开发流程稍微理了一下,包括屋面和各方面的降雨,最终通过 我们的一些雨水花园,一些渗透铺装,包括卵石沟,放到景观水体、蓄水池,达到一部分消纳下渗。反过来,这些水作为蓄水池,作为绿化用水、道路浇洒,排到污水管道。屋顶绿化,最主要放到场地里,不是直接下到市政管网直接排,屋面水一定小区内直接消纳。通过绿色屋顶,咱们国家在缺水北方地区用的比较少,跟降雨也有很大关系。400毫米以下的寒冷地区、干旱地区,屋顶绿化还是一种奢侈的措施。这是目前根据调查情况,不知道我提的是不是对。
道路也是,我们特别强调初期雨水的弃流,道路红线内绿地下凹,必须有一定纵坡,一些平原地区纵坡比较小,山地比较大。非机动车道考虑采取透水铺装,道路红线外绿地积水点改造。铁路下穿地方,造成积水,这些地方要改造,有些措施。
这个图可以看到,这是道路断面,石材这一块内容,挡水设备。这是道路雨水,这个照片可能有很多,大家如果剩下雨水利用不少,这个应该在深圳一个项目。另外大型公建设施。特别强调一点,首先应该有屋顶绿化空间,但是有些相对现代的,比如模结构,或者表皮,包括鸟巢、水立方,没法用。但是屋面水量非常大。对它的屋面水收集和利用,非常有意义。包括奥森当时后面举例,整个大型屋面设施,有可能把屋顶绿化用上去,起码第一层就会更好地改变雨水外排的状况。其他方式基本上差不多,跟居住的差不多。
大家通过工程断面上,采用一些炉渣、沙石料,通过实验,有一定净化作用,净化作用强弱或者好坏根据厚度调节,相应有一些实验数据。河道和湿地不一定展开,最主要考虑排污。污染源不能直接排入河道,经过人工湿地,或者自然净化处理,污染量要在控制量下,超过量很大,通过人工湿地也是不行。美国用的很多,人工湿地占地面积比较大,如果面积达不到,也是很成问题。生态河道恢复,包括湿地构建,生态堤岸的处理。
滨河绿地。主要适宜北方,不是南方不适宜,有枯水期、丰水期,重庆30米水位变化,强调水位变化下面植物选取,选择耐干旱、耐水淹的植物,否则水淹的话都死了,水干了,荒凉一片,对于不同的水岸变化,重庆是最大挑战。如果重庆的事解决好了,其他的更好解决了。重庆园林科学院在做一些工作。
西宁的例子。这边有一点降雪。这个地方如果降雨比较丰沛,可以成为水旱两用湿地,这是冬季拍的情况,做了一些木栈道。这是薄薄的一层雪,到冬季基本上没有水。到夏天的时候,希望能够通过不同的设计,达到不同的景观效果。
多功能调蓄。排水分区,有些地方出现大降雨,有些地方可能平时是一片场地,特别是运动场,但是降雨来了以后就是淹没区,日本用的很多,这样保证把这个场地的利用更充分,实际上是多功能调蓄池。
开放空间,绿色屋顶,垂直绿化,这是最重要的建筑主要场所,也是低影响开发源头控制,或者源头治理根本场景所在。这一点最主要给我们提供了很广泛的前景。刚才我强调园林绿化,不光建设海绵城市,或者保证生态,还有油气作用,还有一些防灾避险作用。5.12汶川地震,防灾避险作用很重要。真正发挥这种作用。中国大陆不能像香港借助外围,必须保证50%大的绿地,包括大小空间组合,真正实现海绵城市主要一点,另外各专业配合,我们真正要改变以排水专业委主导,园林专业被动参与这种形式,所以希望园林真正了解这方面,包括建筑和屋面绿化这些,希望做一些。最主要掌握主动方式,在行业标准规范制作当中,我们要顺势而为,要提出科学方式。
最后一点还是强调,我们做的真正能实施的,还是约束和监管。习总从顶层设计上,提出海绵城市概念,真正财政部资金的落实,政策落实,包括后期一些监管。才能真正实现海绵城市的建设。