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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
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  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-28 23:27:31
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

合肥空港国际小镇水生态系统综合规划研究

2019/8/9 15:17:00 市政工程 董义雷
资料简介

摘要:在党的十八大明确提出“大力推进生态文明建设的战略决策”和十九大“树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”的生态文明建设和高度重视绿色发展的大背景下,利用海绵城市设计理念和水资源综合管理理念,根据空港国际小镇的城市高标准定位和发展愿景的需求,结合现有空港国际小镇城市设计,在区域生态水系统研究的基础上,利用数学模型计算分析提供科学的规划依据,以实现可持续性的国际小镇生态水系统为目标。

合肥空港国际小镇水生态系统综合规划研究

董义雷

安徽省建筑设计研究总院股份有限公司 安徽合肥 230002

摘要:在党的十八大明确提出“大力推进生态文明建设的战略决策”和十九大“树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”的生态文明建设和高度重视绿色发展的大背景下,利用海绵城市设计理念和水资源综合管理理念,根据空港国际小镇的城市高标准定位和发展愿景的需求,结合现有空港国际小镇城市设计,在区域生态水系统研究的基础上,利用数学模型计算分析提供科学的规划依据,以实现可持续性的国际小镇生态水系统为目标。

关键词:水生态系统、水资源、可持续性

前言:合肥“1331”空间发展结构规划中已将合肥空港经济示范区(高刘镇)纳入了合肥空港科技产业新城的发展规划,属于合肥市三大产业核心增长极之一。合肥空港经济示范区总体规划依托高刘镇并以空港新城发展为核心。合肥空港国际小镇城市设计于2018年4月通过市规委会审查,成为合肥市重点发展三大片区之一。占地12.5平方公里的空港国际小镇将在未来15年内陆续开发建设完毕,坚持生态优先、绿色发展,建设成为国际化合作园区、生态型空港国际小镇。空港国际小镇规划区域目前基本为农业用地,将全面开发建设。区域概况与分析

1.1区位条件分析

空港国际小镇毗邻新桥机场, 基地内生态环境优越,交通水平良好,也是落实“中德制造协同创新小镇”的核心载体。

气候水文分析

合肥市属于北亚热带湿润季风性气候区,季风显著,四季分明,冷热适中。年平均温度 16.18 ℃,年平均蒸发 838 mm ,年相对湿度76%每年6-9月期间的降雨量约占全年降雨量的60% - 70% ,降雨季节分配不均匀。无霜期长,平均为220天,常年主导风向为东北风6月-9月期间的降雨量约占年降雨量的60% - 70% ,降雨季节分配不均。

合肥市从1980年以来至今,全市年平均降雨量993.8mm,最大年降雨量1535.2mm(1991年),最小年降雨量632mm(1995年),年最大日降雨量171.1mm(1984年6月13日)。

从合肥市年降水量等值线图和合肥市年降水量距平值等值线图分析,合肥市的水资源相对短缺且市域范围全年降水时空分布不均匀,相比较于合肥市市域其他区域而言,空港国际小镇所位于的高刘镇年平均降雨量相对较低。

1.3 地形地貌分析

空港经济示范区(高刘镇)地属丘陵地带,全区岗冲相间,江淮分水岭横穿镇域南部。其中高刘镇镇区地处江淮分水岭北侧,地势东高西低,整体北高南低,海拔26.6m~73.9m.

全区域海拔最高 79.9 米,最低 47.9 米,高差为32 米。焦湖水库和宝教寺湖水库水面水位高差为5.5米,两水库之间为江淮分水岭。

1.4 地质分析

地质属于第四纪白垩系,适宜粮、油、棉等农作物生长。区域地层由第四系冲洪积层构成上部地层,下伏基岩为侏罗系(J)暗红、灰、青灰色砂岩,规划区域内以粘性均匀的黏土为主,土壤渗透性差。影响本区工程地质的主要因素为包括软土、膨胀土、人工填土在内的特殊土体工程。根据国家地震总局1977年颁布的《全国地震烈度区划图》,划定合肥市的地震基本烈度为7度。合肥市列为全国38个重点抗震城市之一。工程抗震设计按7度设防。

2. 项目特征与挑战

占地约12平方公里的空港国际小镇,这片区域目前基本为农业用地,将被全面开发建设。结合城市发展定位的契机和高品质、高要求的国际建设标准,本综合规划以“水”为生态城市规划的核心,将现有的湖泊(宝教寺湖和焦湖)和河流(宝教寺支流和焦湖支流)整合到生态的、可持续性的近自然城市水景观设计中。在本规划中,海绵城市理念构成核心要素,它提供可持续性的、近自然的与水相处的模式,同时也为其他专业规划提供指导路线。海绵城市的原则是在地表硬化和通过管网排放雨水的城市区域中,通过海绵措施将形成的径流状况尽可能的保持为地块未开发之前的状况。借助于适当的海绵元素“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主的规划设计理念,从而有效控制径流峰值导致的水力负荷。同时,利用分散式和集中式的近自然的海绵城市措施净化被污染的雨水,从而使规划区和下游水域污染负荷减少,发挥其生态功能,也能为城市休闲功能服务。

同时,以海绵城市概念为核心的城市水生态系统综合规划必须始终与城市设计边界条件保持一致,并考虑到对后续实施落地项目设计的规范。对于总面积约12平方公里的合肥空港国际小镇新城而言,避免新建城区通过传统排水理念规划建设导致城市水问题,也面临一系列特殊的挑战和框架条件:

2.1对现有湖泊及其支流的整合和再利用

一方面,需要将宝教寺湖和焦湖从之前单一的灌溉功能转变为兼具生态景观功能的城市水体,这些水体需要具有稳定的景观水位,以满足城市水体的景观休闲功能。

2.2水安全

另一方面,又必须确保防洪防涝安全:城市高速发展,导致硬化面积加大,改变城市原有自然生态本底和水文特征,地表径流增加,传统快排模式无法很好的解决城市内涝问题,雨水系统直排进入水系,水系水位差过大。

2.3水平衡

由于项目区域位于水系的源头,宝教寺湖和焦湖自身集水区面积较小,项目范围内的土壤渗透率低下,暴雨会导致大量的地表径流,而枯水期,由于规划区域土壤缺乏蓄水层,湖泊无法通过缓慢流入的地下水进行补水,以及枯水期湖泊能够为支流提供的足够生态基流。

2.4水环境

空港国际小镇的城市化进程将导致地表污染物随地表径流进入湖泊,这不符合生态化设计的要求。传统雨水排放体系未对不同的雨水水质进行区分,城市水系的污染主要来自传统城市排水系统,分流制排水系统的管网错接漏接将导致非降雨期污水排入水体。特别关键的是本项目中的宝教寺湖和焦湖水质是该空港国际小镇未来成功开发建设的关键,如果不在规划阶段给出预防措施,水质将随着新区开发建设显著恶化。因此,必须对雨水系统进行创新设计,配备各种集中式、分散式的生态雨水净化处理设施,针对不同降雨强度差异提出不同的雨水处理措施。

2.5水生态

城市高速发展,现有的大多水系会被人为改变,比如岸线截弯取直,甚至出现“三面光”的硬质驳岸;现有的丰富的天然水网被破坏,导致生态系统示范脆弱或者缺失。

2.6水景观

大多数城市开发过程中,城市水系和城市区域被人为用防洪堤坝分割,甚至出现填埋。水系和城市发展需要有机的融为一个整体,景观和公共空间设计不仅服务于生态方面,而且还必须遵循海绵城市的原则,即通过景观近自然的形式延缓径流、调蓄雨水等。水景观需要综合考虑对其他各专业进行整合。

3.创新方法

传统的排水规划和水系规划是分离的。本规划需要将城市排水(雨水)和城市水系规划统一考虑,实现排水系统和水系系统的同步生态化。同时,本规划提出在普通城市雨水和污水管网系统之外,还将新增一套清洁雨水管网系统。这种创新方法的规划设计,需要在海绵城市各个方面和要素的基础数据采集分析,各专业在方案制定过程中采用紧密协作的方法,才能得出可靠的、可实施的规划方案。为此,城市和景观规划、水文学、水利工程、防洪、城市排水(雨水)、污水处理、水系、生态等都要统一考虑。

4. 规划原则

4.1总体原则

1) 贯彻“全面规划、生态优先、低影响开发、可持续发展、创新性设计、多目标融合、多专业统一、合理布局、综合利用、保护环境、水城共融”的方针,构建全新城市生态水系统;

2) 坚持针对性、可实施性、科学性原则,力求环境效益、社会效益、经济效益相统一;

3) 参考上位规划,尊重现状本底,结合开发时序,以数学模型为科学依据制定规划目标,以多专项研究为技术方法;

4) 利用海绵城市设计理念和水资源综合管理利用理念编制合理、完善的海绵城市专项规划、城市排水(雨水)专项规划、水系专项规划、水质保障及水资源平衡专项规划、城市生态水景观专项规划。

4.2海绵城市原则

1) 为了尽可能降低城市化的负面影响和保护自然的水循环,引入海绵城市雨水综合管理的理念。雨水应尽量分散蓄留,降低管道径流峰值,而不是快排进入城市排水管网和水系中;

2) 初期雨水和被污染的雨水在进入水系前,应该通过近自然可持续的生态措施进行净化处理;

3) 分散式、近自然、生态可持续的减少径流和雨水净化的技术措施为首选方案;

4.3城市排水(雨水)原则

1) 基于可持续雨洪管理、海绵城市理念,针对不同降雨强度和径流的污染程度设置多种分流路径,不同的路径采用不同的排水元素;

2) 统筹设计道路,竖向,水系,防洪,生态景观,多专业融合;

3) 合理利用地形,充分利用现状生态本地;

4) 雨水就近排放,排放,调蓄利用相结合;

4.4水系规划原则

1) 基于可持续雨洪管理、海绵城市理念,生态优先,统筹规划,多专业融合,协调排水规划,海绵规划,防洪排涝规划,城市景观设计等;

2) 合理利用地形,充分利用现状生态本底;

4.5水质保障及水资源平衡原则

1) 确保宝教寺湖和焦湖自身水资源平衡为目的,满足规划区未来城市发展水系水量需求,包括下游宝教寺湖支流和焦湖支流的生态基流;

2) 为了满足城市发展的需要,契合生态水城的发展理念,需要发掘补给水源;

4.6城市生态水景观设计原则

1) 根据水资源综合管理结合现有规划基础上,对城市内的公共空间提出更高的要求。创造出体现海绵城市理念、并且实用性和美学性相结合的高品质公共空间;

2) 创造可持续性的、可开放使用的公共空间;

3) 从水资源管理和景观的角度整合和开发创新性设计;

4) 根据水系统综合规划的需求,将技术和城市景观设计融入多元化的休闲、娱乐和活动空间;

5) 对城市空间、生态廊道、雨水排水设施、海绵城市、雨水净化设施、水利工程等完成充分的整合;

6) 水城一体,围绕人的需求,和周边景观建筑相结合,搭建高端经济开发的基础。

5. 规划愿景及目标

结合空港国际小镇的城市高标准定位和发展愿景的需求,将本次规划的目标大致分为了水安全目标、水环境目标、水资源目标、水生态目标和水景观目标共五个分项目标。结合现有空港国际小镇城市设计,在区域生态水系统研究的基础上,利用数学模型计算分析提供科学的规划依据,以实现可持续性的国际小镇生态水系统为目标。规避传统排水方式可能造成的排水系统与水系的分离,进而产生一系列的水安全、水环境、水生态等问题;保证整个生态水系统的构建,避免城市建设对宝教寺湖和焦湖的水质污染,保护空港国际小镇区水域水面和水环境;有效利用区域雨水资源生态补水,实现自然的水平衡和生态的水质保障;综合协调区域防洪、治涝;最终形成包含排水、水系、污染控制、生态廊道等内容的完整水生态系统综合规划成果,从而达到“生态融城,与水共生”的最终愿景,并且对后续城市建设提供可靠依据,指导规划范围内排水系统及水系统建设工作。

5.1水安全目标

区域防洪标准100年一遇。

河道排洪标准50年一遇。

宝教寺湖防洪标准按50年一遇设计(500年一遇校核),焦湖防洪标准按20年一遇设计(200年一遇校核)。

雨水管网规划设计重现期P=3年,内涝防治标准50年一遇。

5.2水环境目标

根据水质保障及水资源平衡专项、城市排水(雨水)专项、海绵城市专项规划达到一系列水环境目标,包括了以下几个内容:

1)保障宝教寺湖、焦湖,近期实现大部分水质指标 (总磷除外) 在大部分时间 (发生强降水除外) 达到Ⅲ类水质标准,远期实现全面稳定达到Ⅲ类水质标准。

2)宝教寺支流和焦湖支流水质,近期实现Ⅳ类水质标准,远期实现大部分水质指标 (焦湖支流的总氮和COD除外)在大部分时间 (发生强降水除外) 达到Ⅲ类水质标准。

3) 按照环保要求避免污水处理厂尾水不进入下游水源地准保护区。

4)有效提高区域内水体自净能力。

5.3水资源目标

根据水质保障及水资源平衡专项、海绵城市专项规划内容,通过充分利用海绵城市理念调蓄、净化雨水并且利用净化后的雨水作为水体的补水水源从而保证湖泊和城市水体的正常景观水位,还需要凭借减少过大水位波动的方法来保障水资源平衡(雨水、污水处理厂尾水等的有效利用)来确保下游河道所需的生态基流。

5.4水生态目标

通过水体系统和开放渠道的专项、城市排水(雨水)专项、水质保障及水资源平衡专项、海绵城市专项规划来建立近自然海绵城市体系并保证年径流总量控制率将高于75%(设计降雨量大于21.3mm),污染物去除率(以SS计)大于50%。还需通过增加搭建多功能绿色生态廊道及保护湖滨地区的生态价值修复水体生态、改善水体结构、提高生物多样性通过综合性、近自然的方法从而最后达到建立稳定的水生生态系统的目标。

5.5水景观目标

通过城市生态水景观设计专项、海绵城市专项规划来创造可持续性发展的城市公共空间城市与水系、绿色生态廊道的深度结合,并且从水资源管理和景观的角度整合和开发创新性设计充分利用大面积的湖水,还需要通过开展相关的休闲和水上运动等水处理功能与休闲、运动、娱乐等功能融合最后利用本地资源创造独特的生态水景观提升新建城区居民生活品质。

6 规划理念

6.1利用新城建设机遇,构建新系统

本项目为全面重新规划,可以利用国外经验,采用全新的整体城市水系统,从小区海绵措施到整个水系。规避传统排水方式可能造成的排水系统与水系的分离,进而产生一系列的水安全、水环境、水生态问题。

6.2把生态系统建设作为第一终极目标

利用项目生态本底资源较好,结合城市规划布局的生态廊道,构建排水和水系骨架,保持和优化地实现完整的生态系统。干溪、河道、溪道和湖体进行生态化设计,保障水系的生态需求。

6.3采用自然方式实现水循环和平衡

充分利用项目的坡地地形地势、地表与地下水的交换,将根据不同降雨强度和污染程度设置雨水分流路径。将污染雨水进行不同体量的调蓄,并采用相应的生态设施进行净化处理,最终缓慢补充进入湖体,尽量维持区域内天然水循环过程,实现区域水资源的平衡。

合理利用湖体的调蓄空间,通过限流和溢流设施,满足区域内水安全需要,并给予下游河道稳定的生态基流。

6.4实现城市水系统的多系统整合

利用海绵城市设计理念和水资源综合管理理念规划新的雨水排水方案、水系方案、水质保障及水资源平衡方案、城市水景观方案,通过城市排水、防洪、水利工程、生态、景观和城市规划等多种专业领域的通力合作,借助管网、河道、水质等数学模型的建立,模拟验证规划方案,形成一体化和可持续的流域性水系统综合规划方案,以达到统一对蓝、绿和灰基础设施进行规划和优化的目标。

6.5同步实现水与城,与人的多目标

水城一体,围绕人的需求:舒适、安全、文化、历史、休闲等,和周边景观建筑设计相结合,搭配高端经济开发的基础。

7.结语

本综合规划以“水”为生态城市规划的核心,将现有的湖泊(宝教寺湖和焦湖)和河流(宝教寺支流和焦湖支流)整合到生态的、可持续性的近自然城市水景观设计中,规避传统排水方式可能造成的排水系统与水系的分离,进而产生一系列的水安全、水环境、水生态等问题;保证整个生态水系统的构建,避免城市建设对宝教寺湖和焦湖的水质污染,保护空港国际小镇区水域水面和水环境;有效利用区域雨水资源生态补水,实现自然的水平衡和生态的水质保障;综合协调区域防洪、治涝;最终形成包含排水、水系、污染控制、生态廊道等内容的完整水生态系统综合规划成果,对后续城市建设提供可靠依据,指导规划范围内排水系统及水系统建设工作。