城市蓝色基础设施

 

本文导读:今年5月以来,我国多地城市遭遇暴雨、出现城市内涝,其中包括济南、武汉、镇江等多个海绵城市建设试点。...



本文导读:

今年5月以来,我国很多城市遭受了暴雨侵袭,包括济南、武汉、镇江等多个海绵建设试点城市出现内涝。近一个月,李总频繁受邀出席国内论坛,包括城市发展与规划大会(长沙)中国风景园林学会年会(南宁)中国-丹麦城乡水系统修复与海绵城市建设国际论坛(杭州)。针对部分专家提出的目前以技术为导向的海绵城市建设无法解决整体城市的内涝问题、解决城市内涝主要依赖城市的排水系统、建设海绵城市就是依靠海绵技术规范等看法,他提出“城市蓝色基础设施”的概念, 着重强调现代城市水系统结构的重要性; 进一步指出水作为城市生态最重要的元素,与道路交通等灰色基础设施, 风景园林, 城市森林等绿色基础设施一样,是构筑城市生活环境, 引导城市功能区划, 空间布局, 以及产业分布和城市风貌最关键的要素。 水系应该作为城市最重要的基础设施而受到更为广泛的重视。对于解决一个城市的防洪, 内涝, 全面做好水资源管理最关键的是要推动以水为友的空间规划的变革和创新,以系统的思维来看待水资源的保护, 利用和可持续经营。

以下是关于《城市蓝色基础设施》的深度解读。









城市是在自然的一片土地上经过人工的建设创造出来的适合人类居住、生活、工作的一个环境。城市的基本构架是由城市的基础设施来支撑的。这些基础设施包括:灰色基础设施(道路、机场、车站、构筑物等) 和绿色基础设施(公园、绿道、自然湿地、山林等)。蓝色的河流、水源基本上归水利部门管理。其他的池塘、湿地有的归城建,有的属林业、农业等等。过去我们对水的关注比较少,人们总是意识不到水在城市当中举足轻重的作用。水作为城市生态最重要的元素,它的作用远比那些灰色基础设施和绿色基础设施更为重要,水应该作为城市的蓝色基础设施而受到更广泛的重视,从而构建一个设计施工管理的体系。

水作为城市蓝色基础设施不仅包括那些我们眼睛看得到的河流、湖泊、池塘、溪流,还应该包括我们看不见的地下水、雨水、冰川…、从水的各种内涵与外延去研究水的蒸发、水的循环、水的资源利用以及水资源保护和水景观等等。从水的各种内涵与外延去研究。水之所以能够被称为城市蓝色基础设施是因为在城市当中,水已经变得越来越稀缺,而它在城市生态、生活、功能方面的意义却越来越大,是构筑城市生态环境最关键的一个部分。



在人类到来之前,大自然是非常美好的,世间万物和谐安宁的生活在一起。后来诞生了人类,但是在远古时期,人类并没有破坏自然,而是与自然融合,也没有造成过多的矛盾;景美、水清、空气新鲜。而随着城市大规模的发展,人类的科学技术及人口大规模的增加,城市的大规模建设,事情已经完全不一样了!自然逐渐被破坏,水资源、土壤、空气都被污染。这是现代城市发展给我们带来的突出问题。

经过这么多年的反思,我们提出要建设生态文明,倡导“以水为友”的城市理念,我们希望更多的看到人与自然的和谐相处。我们希望有干净的饮用水、清新的空气和优美的景观。如何才能做到生态文明核心理念中的“以水为友”,保护自然,和自然真正的和谐相处呢?





第一, 以系统的思维来看待水资源的管理,这是现行解决我国水资源的一个关键。主要由以下三个方面的思考:

1、建立城市水资源管理体系。水资源过去主要是由水利部门管理,环保部门辅助:负责清洁卫生和环境污染的治理。这种形式对于新时期的水资源管理是明显不够的,应该可以有更多的部门参与到水资源的管理中间去,包括风景园林、污水防治、城市规划、水利建设、市政建设、雨洪管理等等。水资源的管理需要各个部门的相互配合共同协调发展。

2、 保护和重构城市水网结构。过去因为城市的大规模发展,我们忽视了对原有河流、湿地、水塘等水资源的保护,很多水域、湿地因为城市的开发建设被填掉了!导致很多水系统的断流和水网结构的破坏。因此解决水的问题最重要的是重构我们的城市水网结构。首先通过引水工程、河湖连通工程、雨水收集系统等将雨水尽可能多的留在城市里。一个地方有水才会有生态。如果城市的水系都被管道代替了,我们就失去了水的自然状态,从而没有了水的生态性、景观性和功能性。其次就由单一的河流排涝过渡到水网系统排涝。水的空间已经因为城市的开发被挤压到最低的限度。如何通过重新疏通水网结构让洪水的排放形成一个系统,而不是单一的依靠加高河流堤坝,将水在一个很短的时间内排走,这是城市规划的一个重要课题,非常值得我们研究。解决水的问题不光是水利部门的工作,一定是和城市规划,景观、市政建设等各个方面的结合,尤其是规划。只有在规划中给水留有足够的空间以形成合理的网络结构,才能很好的解决雨洪的问题。



3、建立水与城市生态、生产、生活的平衡关系。这种平衡关系一定是几个方面的协调平衡发展,仅注重其中的一个方面,是不能形成以水为友的共生体系的。从水源地的保护,城市河流、湖泊、湿地及其构建的生物群落体系、整体的构成了一个城市的水生态基础条件。它有效的保障了城市居民的饮水需求,为城市的景观创造了动人的生活空间。

二、加强行业,地区间协调合作;打破地域、区划、部门、行业的边界,促进互融、互通、互助、互利。

解决水的问题,一定要依靠行业和地区间的相互合作,单独解决一个城市自身的空间问题是行不通的。一条河流的问题一定是整个流域的问题,而不仅仅是河流所在城市、区域的问题,更不会是河流所在当地政府一个部门的问题。因为水是跨区域的,很多时候一个流域会有好几个城市,甚至好几个省,必须突破地域、区域、行政区划的概念,跨行业、跨部门的协同发展。一条河流如果上游治理不好,光治理下游是无济于事的。重点要解决以下几个方面的矛盾:



1、技术与空间规划的矛盾。 水的问题是空间的问题,需要规划从空间上提供生态、防洪等用地。首先在水的源头要建立良好的水源地、防护林带等基础设施。其次建立合理的水生态系统,治理毛细血管、支流的问题,同时做好水体周边的清淤,截污工作。

2、开发与保护的矛盾。 开发与保护属于不同的部门,他们之间的相互割裂导致水的问题凸显。在开发的同时尽可能地保护自然风景资源,让水源保护受到所有社会部门的关注,而不仅仅是一个部门的职责。同时所有的建设开发,一定要符合相应的规范,保证排放不能因为开发建设而出现泾流增多,峰值升高的情况,从而使雨洪问题变得更加难以处理,增加新的矛盾。



3、眼前与长远的矛盾。 在河流的治理过程中,既要注重解决眼前的问题,也要注重长远的生态效益。不能只顾眼前,而忽视了未来的可持续发展。充分听取生态、农业,林业、地质,地理、遗产保护,水利、电力、环境科学、野生动物保护以及社会各个方面专家的意见,保证我们的水治理能够得到有效实现。

三、推动空间规划的变革和创新。水是一个空间的问题,它不是一个单一河道,或者湿地、湖泊的问题,它是一个大的空间关系问题,跟国土、农业、林业、城市都密切相关。

1、技术手段的创新。应该从单一的工程手段到空间规划的破局。过去,水利部门要在河道一个很小的空间范围内解决所有的防洪问题,这对他们来说就是巧妇难为无米之炊。而如果把水的问题放大到一个大的空间格局上,往往可以增加他们的施展空间。所以在解决洪水的问题上一定要破除过去局限于工程,比如说筑堤,那样一种简单的处理方式,而应从更大的空间关系上,使洪水能够有效的从城市里面排放出去。



2、工作模式的创新。由单一的部门和单一的个人或者团体来解决水的问题显然是不合适的。有必要建立一个合作的平台,听到来自各个行业的声音。

3、思路的创新。改变与洪水为敌的错误观念,排蓄结合,合理有效的利用水资源。水本身是一种很宝贵的财富,但在我们的城市里面却变成了洪水猛兽。我们总是用很高的堤坝把它拦截起来,然后快速的把它从城市里面排放出去,这是一种很无赖的做法,既不美观也不生态,而且还给我们造成了很大的经济损失。

而在很多发达国家,尽管城市里面的土地也非常昂贵,但是它们仍保留了大量的水塘,湿地和湖泊,这些水资源对于城市生态、景观以及水资源的利用起到了非常重要的作用。而在已经建成的城市里面,也不只是依赖建坝进行防洪排涝,而是通过更多的方式使我们的河流更加美观和生态。在排涝的同时做好涵养水源,蓄水保水的工作。

4、构建水利、水生态和水景观系统的大格局。从空间上看,就是要把水的系统性贯彻到空间里面去,形成河流、湿地、湖泊、溪流相结合的一个大的局面,将水利,水生态和水景观紧密结合在一起,形成良好的生态和景观环境。而好的景观可以带动周边产业的发展。这是一个双赢的事情。


湖北的仙桃市

例如在湖北的仙桃市,我们充分利用城市及周边的这些洪水,把它引到城市的周边,形成一些湿地湖泊和一些与水相关的产业基地,同时跟生产休闲、娱乐度假相结合,以此带动旅游的发展。这是一个比较合理的处理水的方式。

四、水生态:

1、要贯彻流域治水的观念。河流不是孤立存在的,水治理涉及到的防洪安全,供水安全和生态安全是整个流域的问题。慎重对待水系连通,优先评价水质与生态的相融性,不要把一些不同流域里的水随随便便连通,避免产生一些意想不到的生态问题。

2、贯彻执行雨污和净污分流的观念。雨水和污水,净水和污水应该严格的分开,保证清洁水在一定空间范围内不受到污水的污染。而污水应该尽可能的就地处理,不要排放到河流湖泊等自然湿地中去。污水和净水混到一起会大大增加日后水处理的难度,也会不同程度的污染土地,污染地下水。


昆明的滇池

昆明的滇池,可以明显的看出,城市在滇池的北边,有好几条河流穿过城市流到滇池里面,从而导致滇池的污染。滇池的治理已经经历了很多年,在污水处理方面,每年都要花费大量的金钱。其实这个问题非常容易解决,只要做到雨污分流,即使现在还不能将北边的这些河流完全治理干净,但是只要不让它直接流到滇池里面去,而是通过在滇池旁边筑一个坝,把它拦截起来,让清水和那些无法治理的受污染的河水从另外一边流走,滇池污染的问题就能迎刃而解。草海的“东风坝”就间接的起到了这样的作用。坝体两边的水质截然不同。

3、不要依赖湿地解决污水问题。污水应该主要依赖污水处理厂进行处理,而我们现有的状态是污水处理厂的能力不够,无法真正达到治污的效果。只能把经过污水处理厂处理出来的没有达标水,通过一定的人工湿地进行处理。在我们提高了污水净化能力以后,不再提倡用湿地净化污水。特别是自然湿地,绝不要利用来处理污水。



4、通过湿地还给河流湖泊以他们需要的空间,让他们恢复生命力。对于河流来说,滩涂,驳岸是非常重要的生物聚集地。保护河流,提高河流的自净能力,恢复河滩湿地的生态功能,让动物,微生物能够有生息的空间。

5、保护水源地,这是治污非常重要的一个环节。源头治污,水源地保护是我们现在做得还不够好的地方。水源地的保护是指为了保护水源环境质量,防止水源地受到污染,而划定的保护范围和确立的保护措施。相对于比较板结的城市土壤,水源地的保护和源头治污所产生的效益对海绵城市的建设影响最大。我们一定要通过一些有效的技术措施,保证我们的城市不至于都被硬化,以致丧失和水的亲近空间。

6、保持滞、蓄与排洪排涝的平衡,使滞蓄排达到一种紧密的结合。滞蓄是为了调蓄和错峰,避免短时间内因大量的水聚集在一个地方而形成内涝。通过海绵城市的技术措施能够疏解内涝,在空间和时间上形成相对稳定的雨水泾流。可以通过分流蓄水的方式把洪水有效的利用起来。我们可以看安徽阜阳的案例。



安徽阜阳

目前的状况是:城市的洪水主要依赖颍河从城市的中心穿过,由于水量大,时间集中,必然就要加高河流两岸的防洪堤,这样就导致了城市与河流的景观隔离。同时因为大量的雨洪水被排走,导致城市旱季的缺水。地下水位下降,新的城市建设区没有水资源可利用。

首先从城市的北边引一条水渠,能够使水在洪峰时期从城市的上游就流向城市的东边,通过建立更多的湿地和湖泊,使水存储在城市的北边,从此边形成一个新的水系,让洪水绕过城市流向颍河的下游,起到分洪排涝的作用。相应的从西边向南边引一条水渠,能够让那边的空间有排洪蓄洪的功能,同时解决这里的景观和开发建设的用水问题。这样即解决了河流的防洪压力,同时将过去的单一河流排涝过渡到水网系统排涝,通过引水工程、河湖连通工程,雨水收集系统将雨水留在城市,形成一个比较大的水网结构,构建一个更好的生态系统。



7、雨季和旱季的平衡对于水安全也是十分重要的。我国的降水大多有很强的季节性。在降水比较多的一些区域,可以通过建立的一些人工湖泊,甚至是一些临时性的、季节性的湖泊、人工湿地和人工运河,平衡雨季和旱季的水资源,实现雨水的有效储蓄和利用。这样在雨季来临的时候,就有比较好的蓄水措施,而在旱季,也能够把这些雨水释放出来,为城市的植物,景观发挥一定的作用。

五、水安全:

1、人水争地的困局。目前是水安全问题集中爆发的一个阶段。因为过去我们很多城市没有做好雨洪排涝工作,在这方面欠了太多的债。而过去城市比较小,城市矛盾不明显,而现在城市发展大了,这些问题也就随之爆发了。水安全的问题主要就是人与水争地的问题。城市的快速发展侵占大量的被称之为绿肺的湿地、湖泊,滩涂等自然生态空间,而湿地和水域的维护对城市生态系统起着至关重要的作用。城市基本被人工设施所遮盖,河流缺乏生态性,水没有发展空间,很容易就会形成洪涝灾害。这些现象和问题在我国日渐突出。



2、洪水的来源与城市的发展。洪水主要是由城市规模增大,河流排涝不及时以及湿地吸纳水的能力减弱造成的。我们现在提倡的海绵城市建设理念就是为了改变过去我们的一些错误的工作方式,在城市建设中更有效合理的利用水资源。

3、排涝、疏解与内涝的来源。城市内涝主要是由于强降水,或者是连续性的降水超过了城市的蓄水与排水能力,在城市内部产生了大量的积水。排涝是摆在我们面前的一个很严峻的现实问题。很多的城市公园,没有蓄水能力;很多的道路被硬化,水只能通过管道进行排放,而管道的排水能力又没有达到城市排放的标准,水在城市里没有足够的空间,没有足够的廊道以致内涝不断。



4、地表水与地下水。我们不能只看到地表水。一般来说,地表水存在于土壤中间,属于动态水,循环周期短。而地下水属于静态的水,循环更新的周期长,一旦被利用或污染,短期内很难恢复,因此在整个地下水的补给区域内都应该对地下水实行严格的保护,排除污染源的存在。



地表水体及面源污染直接导致地下水源污染。城市的面源污染已经很难治理了,而被我们忽视的农业面源污染更是一个大难题,因为化肥和农药的使用,导致的不只是农作物的污染,还进一步导致了土壤和地下水源的污染。


武汉水网建设示意图

武汉,武汉辖区内的长江在雨洪季节基本上就是一个地上河。长江两边筑有比较大的堤坝,把长江拦在城市的中间。在城市周边有很多湖泊,过去武汉的水利部门做了很多有意义的工作,把周边的这些湖泊连通,使他们能够具有排涝抗洪能力。但这么多年来效果一直不是很突出,从2016年发生的洪涝灾害可以看出,武汉的防洪排涝系统还是没有真正建立起来。


平原城市

这张图表达的一个重要观点是:在平原城市,要想实现“与水为友”,首先要解决的不光是在城市周边建立湖泊连通系统的问题,而是要在城市中间建立多条能够让水快速通过的廊道,使城市中的水很快能够排到周边的湖泊中去,这就是所谓的城市大水网结构。我们说城市的蓝色基础设施,就是建立一个合理的城市水网体系,使之成为城市内外部的水网+绿网+路网的完整的城市基础设施体系,这样才能有效实现与水为友、和谐共生的局面,武汉就是这样的典型。


山区城市

对于一些山区城市,情况就不一样了,甚至相反,雨水从山上流下,首先应该建立一个滞洪区,使洪水有一个缓冲,使它不带有大量泥沙的流向城市中心区及河道;同时建立多条水廊,让滞洪区的水能够有效排到河流中去。


新开发区

对于新开发区,首先是有效的保护现有的水网肌理,可以在适当的地方建立一些湿地和湖泊,形成一个自然与人工相结合的局面。这张图表现的就是从山上留下来的水,通过这些溪流,流经我们的村庄和开发建设用地,然后在一些湿地汇聚,再分散流向湖泊与河流。

第六,水景观。

这里说的水景观,我们主要指的是水生态景观,不是艺术化的人工水景。

1、首先要符合水的自然过程。自然界的水可以分为地表径流和地下渗透。当然有些地方还会有地下河。在水景观的设计过程中,我们不应该破坏原有水的循环过程。虽然不可避免的在城市建设过程中会增加一些硬地,我们希望在增加硬地的同时,能够通过使用透水材料,屋顶绿化,雨水廊道,蓄水系统等措施,尽可能的做到建设以后不增加径流,以保证雨水可以下渗补充地下水资源。



2、强调水的生命特征。水是构建自然系统的一个重要因素。水不是孤立存在的,它和生态驳岸、湿地、水生动植物是一个共生的体系。尽可能的保留原始的湿地,不要因为我们的一些爱好、习惯性的做法,就把河流的滩涂,原生的植被破坏掉,因为他们才是最生态的。

3、保持水景观的多样性。在生态水景的设计过程中,注重水形态的动静结合,大小不一,形态各异,并且结合自然条件使其更加生态。同时还应注意水景和周边植物、驳岸的关系,不要单一化、简单的处理。





4、水景观与人文、自然。水景观的设计过程中,在充分考虑人的活动、观赏和娱乐需求的同时,减少对水的干扰。在需要人进出的地方,建设的人工设施应尽可能的采用非硬质铺装,不干扰动植物的生存和发展,如木栈道、透水材料的使用。特别是在不需要有人为过多参与的空间里面,尽量考虑水生态的自然性,使湿地能够为鸟类,昆虫和鱼类等动植物提供一个比较安全自由的空间。

5、水景观的可持续性。对自然表示尊重,采用自然进程来实现水景观的设计,这种设计应在自然条件下动态形成的,营造空间,让自然做工。也就是要保护水的自然肌理、自然生态和自然结构,让所有的人工设施尽可能的服务于自然的整体,让人工设施与自然相结合,由自然来主导未来的发展。这样我们的生态才会有一个可持续性的发展,而不是受制于人的管理。



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