海绵城市理念下既有住区改造策略探究 ——以厦门市明发半岛祥湾A区为例
2019-06-15
作者:苏宇彬
 
摘要:厦门明发半岛祥湾住区为厦门翔安新城海绵城市试点下的海绵改造小区之一。本文在该住区海绵城市建设问卷调查的基础上,深入了解住区居民的使用反馈并结合实地调研,梳理目前既有居住小区海绵城市改造的要点,进一步促进海绵城市在居住区中的改造建设。

关键词:海绵城市;既有居住区;改造;厦门市

1研究背景与目的

当下海绵城市建设正如火如荼地进行中,居住区的海绵项目涉及人员最多,影响范围最广,其中既有住区的海绵改造问题更复杂,需要更加适宜的改造策略才能顺利推进。本文以厦门明发半岛祥湾A区海绵改造研究对象,主要从改造后居民的使用评价角度作为出发点,采用问卷调查、实地调研及文献资料调研的方法,总结目前既有小区海绵改造存在的问题,并探讨既有小区海绵改造的优化策略,为住区海绵城市建设提供借鉴。

2案例实践

2.1项目背景

厦门于2015年成为我国首批海绵城市试点城市,至今(2018)已经进入了海绵城市建设三年试点的最后阶段,明发半岛祥湾住区位于厦门翔安海绵城市试点区域南侧,翔安大道东侧,毗邻翔安隧道。项目于2013年建成,分为A、B两个区,总占地面积10万m2,总建筑面积29万m2,容积率2.27,绿化率30%。

2.2基地现状
 
2.2.1周边现状
 
翔安区北高南低,地势高差大;基地位于翔安新城南端,地势较低,南侧为阳光城住区,西北侧为农田,东北侧为新景国际城及部分在建楼盘,东南侧为浦园村,主要污染来源为东北侧的在建楼盘区域。因基地周边流域较少,故除周边农田能辅助消解雨洪外还需该住区及周边进行有效的内部雨水处理,否则将会对下游地块产生威胁,让冲刷地表积累污染的雨水排入海中造成污染。
                
                                
 
 
2.2.2水文及降雨情况
 
厦门水资源匮乏,翔安区内流域面积小、地下水位偏低、季节性缺水问题突出,公共用水供应不足。另一方面翔安区降雨多发且常有暴雨,年均降雨量 900—1400mm 之间,其中城区1191mm,降雨主要集中在 5-8 月份。说明本地区不能有效管理利用雨水,解决缺水与降雨充沛的矛盾,目前的海绵城市改造正是为了解决此问题。
    
                           

2.2.3下垫面及地库分析
 
本片区下垫面基本为粉质黏土,粉质粘土层厚度深,导致地表土壤雨水下渗能力较差,若要进行海绵城市建设则需考虑住区硬化路面下垫面改造。本住区内下垫面分布见图4,可见可提升空间较大。住区内地库范围见图5,地库顶板覆土层为1.5米,满足大部分生态技术设施改造需求。
 
         
                                                                                                                                                             
2.3既有景观设计分析
 
小区整体设计风格为东南亚景观风格,场地内居民活动区、儿童游戏区及康体健身区等主要活动空间分布在住区中部位置,其余地方为邻里花园休憩区,景观的设计布局也影响了生态技术设施的分布与建设方法。
  
             
                                                                                                                                                                     
2.4 海绵城市建设分析
 
2.4.1建设现状
 
本小区受2016年台风“莫兰蒂”影响,绿化受损严重,故于2017年结合灾后重建以及海绵城市改造要求,分别对住区内硬质路面和绿化进行改造提升,总投资概算704.95万元,项目建设指标为年径流总量控制率75%,SS消减率为45%。  
目前已改造的生态技术设施有透水铺装,主要分布在生态停车场、配套商业街;下凹绿地、生态植草沟,主要分布在住区内道路旁;雨水花园,主要分布在园区边缘;玻璃轻石雨水收集池,主要分布在配套商业街底下。具体位置如图7所示。
  

 
 
2.4.2居民使用情况调查
 
2.4.2.1调查目的
 
居民对小区海绵改造后的使用反馈,能够直观反映既有小区海绵改造存在的问题及优化方向。在了解本小区海绵建设情况的基础上,设计海绵建设调查问卷并进行网络问卷调查及实地走访,共收到有效问卷43份。

2.4.2.2调查内容
 
问卷内容分为生态技术设施建成效果、居民海绵城市基本认知及整体施工落地后居民对其的使用评价三个方面。这三个方面也是既有小区海绵改造是否成功的关键因素。

2.4.2.3调查结论分析
 
(1)部分生态技术设施建设没有达标,存在各种不同问题。针对现已建成的生态技术设施进行问卷及走访调研,有30%的居民希望能够增大目前的透水铺装面积,同时也有受访者反映道路透水铺装的边角没有收好,部分有破损且没有及时更换;64%的居民偏爱种有植物的生态植草沟,但也有居民表示下凹绿地内有些植物容易枯萎以及植草沟内积水未及时渗透导致滋生蚊虫;只有6%的居民注意到了小区内有雨水花园;30%的居民表示希望增加蓄水设施。

(2)居民对海绵理念的理解不够全面,对生态设施的了解程度不够明晰。改造之前有64%的人表示听说过海绵城市,但是概念模糊。改造之后,48%的受访者只认识下凹绿地和生态植草沟;47%的人只知道做了海绵城市,不知道目前所建设的设施的具体名称;仅有5.8%的人清楚了解小区目前的海绵城市建设情况。由此说明想要推进既有小区海绵改造,对原住居民的海绵知识宣传普及必不可少,因为只有在清楚了解海绵城市的基础上才能提高他们对其的接受程度。

(3)大部分居民对当前海绵改造的整体效果较满意,但仍存在一些问题。

65%的居民表示海绵城市可以在全国的居住小区进行推广;41%的居民表示改造后景观质量提升了;30%的居民认为明显减少了积水,方便了出行活动。但是也有18%居民表示改造后收效甚微,相关技术还不够成熟不足以进行全国推广。同时访谈中有居民反映建设初期小区内积水反而更加严重了,不过后面已经解决;也有人认为目前的施工效果欠佳,缺少维护且有偷工减料的嫌疑。由此说明目前仍是处在海绵城市施工建设仍存在一些问题导致没达到预期效果。

3居民调查反映的主要问题探究

3.1生态技术设施

3.1.1透水铺装
 
(1)根据问卷反应的透水铺装问题实地调研,发现之所以改造后人行道边缘的部分透水砖会被破坏,是由于海绵城市建设所用的道路形式有别于传统低于边缘绿化的做法,而是高于周边绿化方便道路雨水汇入邻近植草沟,这样减少了原本高出路面的立道牙保护,周边绿地下渗的雨水容易对步行道边缘的路基冲刷减小其承载力,处理不好的的话就会发生上述现象。

经查阅相关资料,可将透水砖道路边缘交接处的构造进行调整:将道路外缘铺装改为深入路基的路缘石并使其顶面与路面在同一水平线上,并在交接处设一道不透水土工布,以防止下渗雨水对路基冲刷。
                          
                                       
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
(2)至于受访者提到的透水铺装过少、是否可以增加面积的问题,下面进行分析。

景观中的透水铺装面层材料有透水砖、透水混凝土和自然型透水材料。它们有别于传统铺装,允许雨水下渗,可以起到表面排水和渗透排水的双重排水效果。从造价上来说,透水砖的价格虽然与普通地砖价格相当,但是其结构孔隙率高达20%~30%,增加了渗透功能的同时也容易被路面杂物堵塞,导致透水功能下降。因此,需要根据城市所在区域环境及铺装的使用情况,对透水砖进行不同频次的孔隙清洗养护,且清洗养护作业难度较大,费用约0.7 元/m2/次。风沙较少处一年要清洗1~2次,风沙较多地区则需3~5次,无形中增加了造价。从结构上讲,又分为全透水模式和半透水模式。全透水模式直接下渗到土基层,并在透水基层设排水管,半透水模式则在面层就将雨水排到周边管网。
     
                                   
 

本住区所在的位置因临近海域,常年刮风,根据上文若将道路铺装都改造成透水砖,每年清洗维护费用则会增加,总体造价也增加了;再者当地的土质为不容易透水的粉质黏土,所以就算进行改造也只能采用半透水模式,渗透效果也不如全透水模式;同时目前的小区绿化条件基本能够满足雨水调蓄需求。因此目前只有停车场和配套商业街进行了下垫面改造。
若进行优化,可将一些活动场地下垫面改成透水混凝土,例如可以把儿童活动场地的橡胶地垫改为彩色透水混凝土。因为虽同样需清洗,透水混凝土的工程综合单价却低于普通水泥混凝土,这是由于大孔隙的透水混凝土胶凝材料价格与水泥相当,但其孔隙率增加导致密度降低,从而减少结构材料的用量,故费用降低。所以造价相比透水砖低且符合场地氛围。此外地面停车场虽已换成透水砖,但是还是有居民表示没有多大效果,且外观较为普通,大部分居民都不知道这是生态停车场。可以将其换成生态植草砖,不仅造价较低且同样能有渗滤雨水作用,而且更直观向居民进行生态展示,也增添了不同的景观效果。
              
                     
                                                                                                                                                          
3.1.2植草沟及下凹绿地
 
(1)同样参照居民调查结果调研现场,发现小区内的植草沟形式主要为裸露草皮与沟内种有植物两种,沿着道路边缘布置。景观效果好的种有植物的植草沟主要设置在主园路及入户入口,与景观设计呼应。而下凹绿地相比它面积更大,既有较宽的带状也有面状形式,主要设置在中间活动区域的周边,景观效果稍逊色于植草沟。
       
                        
 
针对下凹绿地的部分植物易枯萎问题,现场观察发现容易枯萎的植物主要是花叶良姜,其他诸如萱草、翠芦莉这些植物却长势良好。经过分析主要有三个原因:首先是天气原因,暑期的厦门天气炎热异常而且持续较久,没有及时给予植物水分容易枯死;然后是下凹绿地下面设置了排水系统,土壤中的水分容易快速排走,假如较长时间没有降雨进行雨水补充的话也会对植物生长造成威胁;还有就是下凹绿地的植物选择只考虑耐湿而没考虑耐旱,故在同一时段内,相比下凹绿地内种植翠芦莉、萱草这些植物,花叶良姜就长势较差,经过查阅花叶良姜耐湿而不耐旱,而翠芦莉既耐湿又耐旱,故出现该现象。
                      
                           
 
知其原因后解决策略也就明晰了:解决下凹绿地植物缺水问题,除了尽量种植耐湿又比较耐旱的植物之外,还可以适当改变构造,例如减小地下透水软管的孔径,增加覆土的厚度以减缓雨水下渗,并在土壤表面覆盖树皮、枯枝等覆盖层保持土壤湿度。

(2)另一个与下凹绿地渗水快相矛盾的问题是小区内植草沟雨水渗滤能力差而导致积水滋生蚊虫。参照《厦门市海绵城市建设技术标准图集》进行相关分析,造成此问题原因主要是:a.本小区为转输型植草沟,主要起传输雨水作用,没有地下透水软管,渗水能力较差;而下凹绿地有溢流口及地下透水软管,渗水能力大于转输型植草沟,所以两者呈现相反的问题。b.未及时割草,草沟内的草旺盛了能滞留一些水分形成适宜蚊虫繁衍的潮湿环境。c.种植土可能因为方便还是用当地的粉质黏土没有用其他孔隙较大的土壤,故渗水较慢。因此改造植草沟除应及时割草外,还需对种植土和填料层进行改良,在原有粉质黏土内参合草木灰等,以改善土壤的透水效果。
     
                                           

3.1.3雨水花园
 
经过居民的反馈后走访场地,确实没有注意到住区内设置有雨水花园,于是再次对照设施分布图,才发现它的所在。究其原因,除了所处位置相对较偏外,它的做法也不规范。标准雨水花园的蓄水层为100-250mm,配置的植物也较为丰富,且它的覆盖层也很重要,一般用树皮或其他滤料保持土壤湿度,构成树皮-土壤界面的微生物环境,有利于微生物的生长和有机物降解。小区内的雨水花园虽然蓄水层为100-150mm符合规范,但是覆盖层并没有做任何处理,且目前植物配置较为单一,仅为大叶黄杨、鹅掌柴、萱草一类灌木少有开花植物,景观效果不及小区内种有翠芦莉的植草沟,因此少有人认出小区内有雨水园。 
     
                         
 
     若进行优化可以丰富覆盖层,增添其他植物的落叶树皮等并用色彩鲜艳、不同形式和材质的滤料丰富。植物种类上可增添其他乡土植物,例如美人蕉、黄菖蒲等香花植物;细叶芒、羊矛等具有荒野美的植物;搭配上也可用不同组团方式种植,例如独立组团式、单侧升高式等。这样既增加生态效益又有不同韵味,自然引起居民的注意。

                                              
 

3.1.4玻璃轻石雨水收集池
 
小区采用的雨水储存设施为地下玻璃轻石雨水收集池,该住区(A区)主要有两个,埋在配套商业街底下,对面的B区有5个,总共有7个。

玻璃轻石雨水收集池是雨水收集系统中的一部分,指用玻璃轻石作为蓄水池蓄水材料收集储存雨水。收集的雨水经过下沉、过滤、净化后可通过提升再利用,如果雨水收集饱和则可以自动通过溢出口流入主排水管道。由此组成的具有海绵特性和呼吸功能的集雨水收集、排放为一体的工程。平常为绿草供水供肥,暴雨时为停车区疏水排涝,并经过该雨水收集系统进行沉淀过滤净化后达到可提升回收利用之目的。但由于它是新型材料,目前较多用于屋顶花园较少用作地下蓄水模块,使用稳定性有待时间检验。
    
                                              
            
3.2住区居民海绵认知
 
既有小区的海绵改造是否能顺利推进与公众接纳程度有很大关系。首当其冲的便是要加强相关知识的普及教育,使公众深入了解海绵城市具体的设施和所带来的好处,从而提高他们对其的接受程度。目前小区内仅有的知识普设施仅有入口处的展板展示,但是所起作用较小。            
             
                                                         
 
要使居民进一步了解海绵设施并提高他们的接受度,除了入口的建设情况介绍展示牌外,还可以在生态植草沟、雨水花园等设施的地方设置介绍图解说明牌。此外,可参照由北京大学建筑与景观设计学院发起的北京中关村的科春社区花园做法,它是在北大师生的专业引导下,将小区内空出的土地进行生态花园营建,号召居民志愿者一起逐步制作花盆、堆肥箱、雨水收集系统等,然后发动他们参与设计和建设并种植花草蔬菜,在参与营建中不仅增加了居民社区认同感,而且更深入了解雨水生态建设。

同样本小区也可以借鉴此方法,首先它离厦门大学翔安校区仅半小时左右公交车乘,翔安校区的环境与生态学院有海绵城市与水生态的相关课程与研究项目,也时常举办相关的学术活动。可以由该学院的师生组织发起本住区的海绵城市校外实践,给小区居民普及海绵生态知识,并根据前文分析的问题重新改造住区内的雨水花园和部分效果较差的下凹绿地,使居民更加了解海绵建设带来的生态与景观效益,提高他们的接受度从而促进既有小区海绵改造的顺利推进。
                 
                                                                             

3.3施工建成效果
 
(1)海绵建设初期的积水问题,以下通过网络调研及居民走访来进一步了解分析。

    居民反映改造后三个月左右,就出现了雨后积水较难消退的问题。经过公众的投诉,翔安区新城指挥部的工作人员带着“明发半岛小区海绵工程”的设计方和施工方赶到了现场。他们表示,小区的积水问题他们已经有所预料,但这并不是因为“海绵工程”,而是小区排水管道存在的老问题。因为之前小区排水系统就是雨污合流,再加上附近沿街餐饮污水的无序排放,油污凝固在管道内造成堵塞,导致住区外末端的雨水井没法排水。后面重新疏通并进行雨污分流,才解决此问题。
          
                
 
其实该小区的排水管道在改造之前一直存在堵塞问题,只是多存于地面之下,大家不易察觉。当时之所以把它列入到区里的“海绵城市改造计划”中,就是希望能够通过“海绵工程”来分担排水管道的压力。包括小区内不少排水管道的问题,也是通过这次“海绵工程”才被排查出来的。

    由此可见排水管道雨污合流会造成一些问题,这些城市地下管网的潜在问题是不易察觉的,而海绵工程的改造正如一把手术刀,重新开膛破肚,解决既有小区存在的潜在问题。

(2)除居民调查的问题外,现场调研也发现其他没有达到施工标准的做法:部分溢流式雨水口并没有按施工标准高出地面一定高度(50-100 mm),削弱雨水滞留效果,经分析主要是设计单位在施工技术交底时没有提及,也没有及时跟进缺少相关监控导致。

设计单位在施工技术交底时应该详细提及每个需注意的细节,后期包括监理单位也应该及时监控施工效果,尽量减少溢流口不合格、垫层没按要求做等假海绵建设。
   
               
                         

4既有住区海绵改造要点总结

通过明发半岛祥湾A区的详细分析并结合其他小区海绵改造实例,总结既有住区海绵城市改造的策略。

(1)优先完善小区雨水管道系统建设。小区内部排水系统是雨水排放的最终途径,是既有住区海绵改造的基础。结合上文分析,既有住区的积水问题主要原因除原有管网没有雨污分流外,还有雨水管网设计标准偏低和雨水口位置不合理。必须加强雨水口收水能力和管道维护管理工作。同时需杜绝小区沿街商业将餐饮废水直接倒入雨水口,定期清通管道,确保雨水管网排水能力。

(2)需加强既有小区原住居民的海绵城市认知,从而提高他们的接纳度。既有住区的海绵改造涉及人员较多,只有让公众深入了解才能顺利推进改造工作,具体方法上文已分析,不再赘述。

(3)因地制宜选用生态技术设施,并确保达到施工标准。在建设生态设施前需了解当地的气候、土壤、植物等制定适应当地的改造策略,同时后期落地需加强多方沟通与监管,确保其建设达到施工标准,否则达不到预期的生态与景观效益。同时,既有小区的生态设施改造还要顺应原本的景观风格与功能分区,比如本文研究小区为东南亚风格,海绵改造可以加入一些东南亚特色的雨水小品。
                               
               
 
 
 
 
参考文献
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[6]厦门市海绵城市建设技术标准图集(试行),2016.
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