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海綿城市理念下既有住區改造策略探究 ——以廈門市明發半島祥灣A區為例
2019-06-15
作者:蘇宇彬
 
摘要:廈門明發半島祥灣住區為廈門翔安新城海綿城市試點下的海綿改造小區之一。本文在該住區海綿城市建設問卷調查的基礎上,深入了解住區居民的使用反饋并結合實地調研,梳理目前既有居住小區海綿城市改造的要點,進一步促進海綿城市在居住區中的改造建設。

關鍵詞:海綿城市;既有居住區;改造;廈門市

1研究背景與目的

當下海綿城市建設正如火如荼地進行中,居住區的海綿項目涉及人員最多,影響范圍最廣,其中既有住區的海綿改造問題更復雜,需要更加適宜的改造策略才能順利推進。本文以廈門明發半島祥灣A區海綿改造研究對象,主要從改造后居民的使用評價角度作為出發點,采用問卷調查、實地調研及文獻資料調研的方法,總結目前既有小區海綿改造存在的問題,并探討既有小區海綿改造的優化策略,為住區海綿城市建設提供借鑒。

2案例實踐

2.1項目背景

廈門于2015年成為我國首批海綿城市試點城市,至今(2018)已經進入了海綿城市建設三年試點的最后階段,明發半島祥灣住區位于廈門翔安海綿城市試點區域南側,翔安大道東側,毗鄰翔安隧道。項目于2013年建成,分為A、B兩個區,總占地面積10萬m2,總建筑面積29萬m2,容積率2.27,綠化率30%。

2.2基地現狀
 
2.2.1周邊現狀
 
翔安區北高南低,地勢高差大;基地位于翔安新城南端,地勢較低,南側為陽光城住區,西北側為農田,東北側為新景國際城及部分在建樓盤,東南側為浦園村,主要污染來源為東北側的在建樓盤區域。因基地周邊流域較少,故除周邊農田能輔助消解雨洪外還需該住區及周邊進行有效的內部雨水處理,否則將會對下游地塊產生威脅,讓沖刷地表積累污染的雨水排入海中造成污染。
                
                                
 
 
2.2.2水文及降雨情況
 
廈門水資源匱乏,翔安區內流域面積小、地下水位偏低、季節性缺水問題突出,公共用水供應不足。另一方面翔安區降雨多發且常有暴雨,年均降雨量 900—1400mm 之間,其中城區1191mm,降雨主要集中在 5-8 月份。說明本地區不能有效管理利用雨水,解決缺水與降雨充沛的矛盾,目前的海綿城市改造正是為了解決此問題。
    
                           

2.2.3下墊面及地庫分析
 
本片區下墊面基本為粉質黏土,粉質粘土層厚度深,導致地表土壤雨水下滲能力較差,若要進行海綿城市建設則需考慮住區硬化路面下墊面改造。本住區內下墊面分布見圖4,可見可提升空間較大。住區內地庫范圍見圖5,地庫頂板覆土層為1.5米,滿足大部分生態技術設施改造需求。
 
         
                                                                                                                                                             
2.3既有景觀設計分析
 
小區整體設計風格為東南亞景觀風格,場地內居民活動區、兒童游戲區及康體健身區等主要活動空間分布在住區中部位置,其余地方為鄰里花園休憩區,景觀的設計布局也影響了生態技術設施的分布與建設方法。
  
             
                                                                                                                                                                     
2.4 海綿城市建設分析
 
2.4.1建設現狀
 
本小區受2016年臺風“莫蘭蒂”影響,綠化受損嚴重,故于2017年結合災后重建以及海綿城市改造要求,分別對住區內硬質路面和綠化進行改造提升,總投資概算704.95萬元,項目建設指標為年徑流總量控制率75%,SS消減率為45%。  
目前已改造的生態技術設施有透水鋪裝,主要分布在生態停車場、配套商業街;下凹綠地、生態植草溝,主要分布在住區內道路旁;雨水花園,主要分布在園區邊緣;玻璃輕石雨水收集池,主要分布在配套商業街底下。具體位置如圖7所示。
  

 
 
2.4.2居民使用情況調查
 
2.4.2.1調查目的
 
居民對小區海綿改造后的使用反饋,能夠直觀反映既有小區海綿改造存在的問題及優化方向。在了解本小區海綿建設情況的基礎上,設計海綿建設調查問卷并進行網絡問卷調查及實地走訪,共收到有效問卷43份。

2.4.2.2調查內容
 
問卷內容分為生態技術設施建成效果、居民海綿城市基本認知及整體施工落地后居民對其的使用評價三個方面。這三個方面也是既有小區海綿改造是否成功的關鍵因素。

2.4.2.3調查結論分析
 
(1)部分生態技術設施建設沒有達標,存在各種不同問題。針對現已建成的生態技術設施進行問卷及走訪調研,有30%的居民希望能夠增大目前的透水鋪裝面積,同時也有受訪者反映道路透水鋪裝的邊角沒有收好,部分有破損且沒有及時更換;64%的居民偏愛種有植物的生態植草溝,但也有居民表示下凹綠地內有些植物容易枯萎以及植草溝內積水未及時滲透導致滋生蚊蟲;只有6%的居民注意到了小區內有雨水花園;30%的居民表示希望增加蓄水設施。

(2)居民對海綿理念的理解不夠全面,對生態設施的了解程度不夠明晰。改造之前有64%的人表示聽說過海綿城市,但是概念模糊。改造之后,48%的受訪者只認識下凹綠地和生態植草溝;47%的人只知道做了海綿城市,不知道目前所建設的設施的具體名稱;僅有5.8%的人清楚了解小區目前的海綿城市建設情況。由此說明想要推進既有小區海綿改造,對原住居民的海綿知識宣傳普及必不可少,因為只有在清楚了解海綿城市的基礎上才能提高他們對其的接受程度。

(3)大部分居民對當前海綿改造的整體效果較滿意,但仍存在一些問題。

65%的居民表示海綿城市可以在全國的居住小區進行推廣;41%的居民表示改造后景觀質量提升了;30%的居民認為明顯減少了積水,方便了出行活動。但是也有18%居民表示改造后收效甚微,相關技術還不夠成熟不足以進行全國推廣。同時訪談中有居民反映建設初期小區內積水反而更加嚴重了,不過后面已經解決;也有人認為目前的施工效果欠佳,缺少維護且有偷工減料的嫌疑。由此說明目前仍是處在海綿城市施工建設仍存在一些問題導致沒達到預期效果。

3居民調查反映的主要問題探究

3.1生態技術設施

3.1.1透水鋪裝
 
(1)根據問卷反應的透水鋪裝問題實地調研,發現之所以改造后人行道邊緣的部分透水磚會被破壞,是由于海綿城市建設所用的道路形式有別于傳統低于邊緣綠化的做法,而是高于周邊綠化方便道路雨水匯入鄰近植草溝,這樣減少了原本高出路面的立道牙?;?,周邊綠地下滲的雨水容易對步行道邊緣的路基沖刷減小其承載力,處理不好的的話就會發生上述現象。

經查閱相關資料,可將透水磚道路邊緣交接處的構造進行調整:將道路外緣鋪裝改為深入路基的路緣石并使其頂面與路面在同一水平線上,并在交接處設一道不透水土工布,以防止下滲雨水對路基沖刷。
                          
                                       
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
(2)至于受訪者提到的透水鋪裝過少、是否可以增加面積的問題,下面進行分析。

景觀中的透水鋪裝面層材料有透水磚、透水混凝土和自然型透水材料。它們有別于傳統鋪裝,允許雨水下滲,可以起到表面排水和滲透排水的雙重排水效果。從造價上來說,透水磚的價格雖然與普通地磚價格相當,但是其結構孔隙率高達20%~30%,增加了滲透功能的同時也容易被路面雜物堵塞,導致透水功能下降。因此,需要根據城市所在區域環境及鋪裝的使用情況,對透水磚進行不同頻次的孔隙清洗養護,且清洗養護作業難度較大,費用約0.7 元/m2/次。風沙較少處一年要清洗1~2次,風沙較多地區則需3~5次,無形中增加了造價。從結構上講,又分為全透水模式和半透水模式。全透水模式直接下滲到土基層,并在透水基層設排水管,半透水模式則在面層就將雨水排到周邊管網。
     
                                   
 

本住區所在的位置因臨近海域,常年刮風,根據上文若將道路鋪裝都改造成透水磚,每年清洗維護費用則會增加,總體造價也增加了;再者當地的土質為不容易透水的粉質黏土,所以就算進行改造也只能采用半透水模式,滲透效果也不如全透水模式;同時目前的小區綠化條件基本能夠滿足雨水調蓄需求。因此目前只有停車場和配套商業街進行了下墊面改造。
若進行優化,可將一些活動場地下墊面改成透水混凝土,例如可以把兒童活動場地的橡膠地墊改為彩色透水混凝土。因為雖同樣需清洗,透水混凝土的工程綜合單價卻低于普通水泥混凝土,這是由于大孔隙的透水混凝土膠凝材料價格與水泥相當,但其孔隙率增加導致密度降低,從而減少結構材料的用量,故費用降低。所以造價相比透水磚低且符合場地氛圍。此外地面停車場雖已換成透水磚,但是還是有居民表示沒有多大效果,且外觀較為普通,大部分居民都不知道這是生態停車場??梢越浠懷繕膊葑?,不僅造價較低且同樣能有滲濾雨水作用,而且更直觀向居民進行生態展示,也增添了不同的景觀效果。
              
                     
                                                                                                                                                          
3.1.2植草溝及下凹綠地
 
(1)同樣參照居民調查結果調研現場,發現小區內的植草溝形式主要為裸露草皮與溝內種有植物兩種,沿著道路邊緣布置。景觀效果好的種有植物的植草溝主要設置在主園路及入戶入口,與景觀設計呼應。而下凹綠地相比它面積更大,既有較寬的帶狀也有面狀形式,主要設置在中間活動區域的周邊,景觀效果稍遜色于植草溝。
       
                        
 
針對下凹綠地的部分植物易枯萎問題,現場觀察發現容易枯萎的植物主要是花葉良姜,其他諸如萱草、翠蘆莉這些植物卻長勢良好。經過分析主要有三個原因:首先是天氣原因,暑期的廈門天氣炎熱異常而且持續較久,沒有及時給予植物水分容易枯死;然后是下凹綠地下面設置了排水系統,土壤中的水分容易快速排走,假如較長時間沒有降雨進行雨水補充的話也會對植物生長造成威脅;還有就是下凹綠地的植物選擇只考慮耐濕而沒考慮耐旱,故在同一時段內,相比下凹綠地內種植翠蘆莉、萱草這些植物,花葉良姜就長勢較差,經過查閱花葉良姜耐濕而不耐旱,而翠蘆莉既耐濕又耐旱,故出現該現象。
                      
                           
 
知其原因后解決策略也就明晰了:解決下凹綠地植物缺水問題,除了盡量種植耐濕又比較耐旱的植物之外,還可以適當改變構造,例如減小地下透水軟管的孔徑,增加覆土的厚度以減緩雨水下滲,并在土壤表面覆蓋樹皮、枯枝等覆蓋層保持土壤濕度。

(2)另一個與下凹綠地滲水快相矛盾的問題是小區內植草溝雨水滲濾能力差而導致積水滋生蚊蟲。參照《廈門市海綿城市建設技術標準圖集》進行相關分析,造成此問題原因主要是:a.本小區為轉輸型植草溝,主要起傳輸雨水作用,沒有地下透水軟管,滲水能力較差;而下凹綠地有溢流口及地下透水軟管,滲水能力大于轉輸型植草溝,所以兩者呈現相反的問題。b.未及時割草,草溝內的草旺盛了能滯留一些水分形成適宜蚊蟲繁衍的潮濕環境。c.種植土可能因為方便還是用當地的粉質黏土沒有用其他孔隙較大的土壤,故滲水較慢。因此改造植草溝除應及時割草外,還需對種植土和填料層進行改良,在原有粉質黏土內參合草木灰等,以改善土壤的透水效果。
     
                                           

3.1.3雨水花園
 
經過居民的反饋后走訪場地,確實沒有注意到住區內設置有雨水花園,于是再次對照設施分布圖,才發現它的所在。究其原因,除了所處位置相對較偏外,它的做法也不規范。標準雨水花園的蓄水層為100-250mm,配置的植物也較為豐富,且它的覆蓋層也很重要,一般用樹皮或其他濾料保持土壤濕度,構成樹皮-土壤界面的微生物環境,有利于微生物的生長和有機物降解。小區內的雨水花園雖然蓄水層為100-150mm符合規范,但是覆蓋層并沒有做任何處理,且目前植物配置較為單一,僅為大葉黃楊、鵝掌柴、萱草一類灌木少有開花植物,景觀效果不及小區內種有翠蘆莉的植草溝,因此少有人認出小區內有雨水園。 
     
                         
 
     若進行優化可以豐富覆蓋層,增添其他植物的落葉樹皮等并用色彩鮮艷、不同形式和材質的濾料豐富。植物種類上可增添其他鄉土植物,例如美人蕉、黃菖蒲等香花植物;細葉芒、羊矛等具有荒野美的植物;搭配上也可用不同組團方式種植,例如獨立組團式、單側升高式等。這樣既增加生態效益又有不同韻味,自然引起居民的注意。

                                              
 

3.1.4玻璃輕石雨水收集池
 
小區采用的雨水儲存設施為地下玻璃輕石雨水收集池,該住區(A區)主要有兩個,埋在配套商業街底下,對面的B區有5個,總共有7個。

玻璃輕石雨水收集池是雨水收集系統中的一部分,指用玻璃輕石作為蓄水池蓄水材料收集儲存雨水。收集的雨水經過下沉、過濾、凈化后可通過提升再利用,如果雨水收集飽和則可以自動通過溢出口流入主排水管道。由此組成的具有海綿特性和呼吸功能的集雨水收集、排放為一體的工程。平常為綠草供水供肥,暴雨時為停車區疏水排澇,并經過該雨水收集系統進行沉淀過濾凈化后達到可提升回收利用之目的。但由于它是新型材料,目前較多用于屋頂花園較少用作地下蓄水???,使用穩定性有待時間檢驗。
    
                                              
            
3.2住區居民海綿認知
 
既有小區的海綿改造是否能順利推進與公眾接納程度有很大關系。首當其沖的便是要加強相關知識的普及教育,使公眾深入了解海綿城市具體的設施和所帶來的好處,從而提高他們對其的接受程度。目前小區內僅有的知識普設施僅有入口處的展板展示,但是所起作用較小。            
             
                                                         
 
要使居民進一步了解海綿設施并提高他們的接受度,除了入口的建設情況介紹展示牌外,還可以在生態植草溝、雨水花園等設施的地方設置介紹圖解說明牌。此外,可參照由北京大學建筑與景觀設計學院發起的北京中關村的科春社區花園做法,它是在北大師生的專業引導下,將小區內空出的土地進行生態花園營建,號召居民志愿者一起逐步制作花盆、堆肥箱、雨水收集系統等,然后發動他們參與設計和建設并種植花草蔬菜,在參與營建中不僅增加了居民社區認同感,而且更深入了解雨水生態建設。

同樣本小區也可以借鑒此方法,首先它離廈門大學翔安校區僅半小時左右公交車乘,翔安校區的環境與生態學院有海綿城市與水生態的相關課程與研究項目,也時常舉辦相關的學術活動??梢雜篩醚г旱氖ι櫓⑵鴇咀∏暮C喑鞘行M饈導?,給小區居民普及海綿生態知識,并根據前文分析的問題重新改造住區內的雨水花園和部分效果較差的下凹綠地,使居民更加了解海綿建設帶來的生態與景觀效益,提高他們的接受度從而促進既有小區海綿改造的順利推進。
                 
                                                                             

3.3施工建成效果
 
(1)海綿建設初期的積水問題,以下通過網絡調研及居民走訪來進一步了解分析。

    居民反映改造后三個月左右,就出現了雨后積水較難消退的問題。經過公眾的投訴,翔安區新城指揮部的工作人員帶著“明發半島小區海綿工程”的設計方和施工方趕到了現場。他們表示,小區的積水問題他們已經有所預料,但這并不是因為“海綿工程”,而是小區排水管道存在的老問題。因為之前小區排水系統就是雨污合流,再加上附近沿街餐飲污水的無序排放,油污凝固在管道內造成堵塞,導致住區外末端的雨水井沒法排水。后面重新疏通并進行雨污分流,才解決此問題。
          
                
 
其實該小區的排水管道在改造之前一直存在堵塞問題,只是多存于地面之下,大家不易察覺。當時之所以把它列入到區里的“海綿城市改造計劃”中,就是希望能夠通過“海綿工程”來分擔排水管道的壓力。包括小區內不少排水管道的問題,也是通過這次“海綿工程”才被排查出來的。

    由此可見排水管道雨污合流會造成一些問題,這些城市地下管網的潛在問題是不易察覺的,而海綿工程的改造正如一把手術刀,重新開膛破肚,解決既有小區存在的潛在問題。

(2)除居民調查的問題外,現場調研也發現其他沒有達到施工標準的做法:部分溢流式雨水口并沒有按施工標準高出地面一定高度(50-100 mm),削弱雨水滯留效果,經分析主要是設計單位在施工技術交底時沒有提及,也沒有及時跟進缺少相關監控導致。

設計單位在施工技術交底時應該詳細提及每個需注意的細節,后期包括監理單位也應該及時監控施工效果,盡量減少溢流口不合格、墊層沒按要求做等假海綿建設。
   
               
                         

4既有住區海綿改造要點總結

通過明發半島祥灣A區的詳細分析并結合其他小區海綿改造實例,總結既有住區海綿城市改造的策略。

(1)優先完善小區雨水管道系統建設。小區內部排水系統是雨水排放的最終途徑,是既有住區海綿改造的基礎。結合上文分析,既有住區的積水問題主要原因除原有管網沒有雨污分流外,還有雨水管網設計標準偏低和雨水口位置不合理。必須加強雨水口收水能力和管道維護管理工作。同時需杜絕小區沿街商業將餐飲廢水直接倒入雨水口,定期清通管道,確保雨水管網排水能力。

(2)需加強既有小區原住居民的海綿城市認知,從而提高他們的接納度。既有住區的海綿改造涉及人員較多,只有讓公眾深入了解才能順利推進改造工作,具體方法上文已分析,不再贅述。

(3)因地制宜選用生態技術設施,并確保達到施工標準。在建設生態設施前需了解當地的氣候、土壤、植物等制定適應當地的改造策略,同時后期落地需加強多方溝通與監管,確保其建設達到施工標準,否則達不到預期的生態與景觀效益。同時,既有小區的生態設施改造還要順應原本的景觀風格與功能分區,比如本文研究小區為東南亞風格,海綿改造可以加入一些東南亞特色的雨水小品。
                               
               
 
 
 
 
參考文獻
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