生物濾池雨水怎么清理
《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(第四版)
ABC水計(jì)劃是新加坡應(yīng)對(duì)城市降雨徑流管理難題的核心策略。在其系統(tǒng)的綜合治水框架指引下,新加坡探索出了一套兼顧雨水資源利用、防洪除澇、水環(huán)境質(zhì)量改善、濱水空間品質(zhì)提升的生態(tài)治水路徑。
熱帶島國(guó)的治水困擾
新加坡地處熱帶,長(zhǎng)年受赤道低氣壓帶影響,是典型的赤道多雨氣候地區(qū)。降雨具有密度高、持續(xù)時(shí)間短、分布集中的特點(diǎn)。長(zhǎng)年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,新加坡年均降水達(dá)到2 400毫米,且呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。
充沛的降水為新加坡這個(gè)資源匱乏的島國(guó)帶來(lái)了大量的淡水。但令人遺憾的是,由于島內(nèi)水道過短,地表徑流迅速?zèng)_刷入海,降水沒有充分轉(zhuǎn)化為可利用的水資源。除此之外,由于城市集中高強(qiáng)度開發(fā)導(dǎo)致凈流總量和污染物增加,而硬質(zhì)化河道的生態(tài)凈化功能弱化,容易產(chǎn)生內(nèi)澇和水污染的問題。如何有效治理降雨徑流,成為新加坡城市建設(shè)管理的重要議題。
新加坡2020年降雨量分布圖
來(lái)源:新加坡氣象局
1980—2018年新加坡降水趨勢(shì)
來(lái)源:新加坡氣象局
ABC水計(jì)劃:
一個(gè)系統(tǒng)的生態(tài)綜合治水框架
2006年,新加坡公用事業(yè)局(Public Utilities Board,PUB)提出了Active, Beautiful, Clean Waters Programme(簡(jiǎn)稱ABC水計(jì)劃),其核心目標(biāo)是系統(tǒng)地加強(qiáng)城市水資源管理,充分發(fā)掘地表水資源的利用潛力,同時(shí)兼顧暴雨內(nèi)澇治理和水環(huán)境改善,將環(huán)境、水體和社區(qū)融合到一起,開拓新的社區(qū)公共生態(tài)空間。其中,降雨徑流管理(Stormwater Management)是ABC水計(jì)劃的核心內(nèi)容。
傳統(tǒng)的降雨徑流管理優(yōu)先考慮的是排水安全需求,是一種快速排水的理念,通過城市排水系統(tǒng)和河道將水直接導(dǎo)入水庫(kù)、海洋中,以消除洪水和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。城市化初期,在這種治水理念驅(qū)使下,許多自然河道被改造為混凝土渠道,以減少河岸侵蝕、提高河道過水能力。在氣候變化的背景下,降雨量逐漸增加,同時(shí)由于城市建設(shè)范圍擴(kuò)大導(dǎo)致地面不透水區(qū)域過于集中,降雨后地面雨水徑流的總量也不斷增加。按照傳統(tǒng)的降雨徑流治理邏輯,只有不斷改造城市排水系統(tǒng)、不斷擴(kuò)大硬質(zhì)河道斷面,才能維持排水能力與降雨壓力的線性關(guān)系。
快速排水導(dǎo)向的傳統(tǒng)降雨徑流管理模式
來(lái)源:《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》
ABC框架下生態(tài)策略優(yōu)先的降雨徑流管理模式
來(lái)源:《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》
隨著城市不斷擴(kuò)張和排水基礎(chǔ)設(shè)施的逐漸固化,傳統(tǒng)徑流管理策略的缺點(diǎn)逐漸凸顯。一是過度依賴排水系統(tǒng)和硬質(zhì)化河道,無(wú)法有效解決水體環(huán)境污染問題;二是城市建成區(qū)內(nèi)實(shí)施改造的難度越來(lái)越大;三是經(jīng)濟(jì)投入巨大,但系統(tǒng)改造效率極低。
對(duì)于新加坡而言,以更系統(tǒng)的視角審視降雨徑流管理問題,從根本上轉(zhuǎn)變工作思路勢(shì)在必行。因此,PUB借鑒澳大利亞“水敏感城市設(shè)計(jì)”等經(jīng)驗(yàn),嘗試將徑流管理從單純的快速排放,轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸搭^—過程—末端”的全流程系統(tǒng)綜合治理,在保留較強(qiáng)的排水能力基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探索減少?gòu)搅骺偭俊艋瘡搅魑廴?、利用徑流資源的可能性。其中,源頭處理是指在場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置原位雨水緩滯或調(diào)蓄設(shè)施,減少?gòu)搅鳟a(chǎn)量;過程治理是指在徑流傳輸?shù)穆窂缴希ㄟ^加大排水管道、增加河道水深、設(shè)置調(diào)蓄設(shè)施等,增加雨水管網(wǎng)或河道對(duì)降雨徑流的容納能力;末端治理是指加強(qiáng)對(duì)末端河湖系統(tǒng)的保護(hù),如強(qiáng)化防洪堤壩等。
與傳統(tǒng)降雨徑流管理相比,ABC水計(jì)劃中最顯著的變化是高度強(qiáng)調(diào)“源頭治理”的作用,大規(guī)模推廣分散式的生態(tài)化徑流治理工程技術(shù)。具體而言,這些生態(tài)治理工程的作用包括:削減高強(qiáng)度降雨期間峰值徑流量,延緩峰值流量出現(xiàn)的時(shí)間,從而提高地區(qū)的洪澇災(zāi)害防御能力;對(duì)徑流中的污染物起到吸附、凈化等作用,減少進(jìn)入水體的污染物含量,改善水體環(huán)境品質(zhì);設(shè)施蓄存的潔凈雨水可作為綠化澆灌、道路沖洗等雜用水,補(bǔ)充水資源;對(duì)城區(qū)硬質(zhì)下墊面進(jìn)行生態(tài)化改造,提高地區(qū)生物多樣性,改善濱水公共空間生態(tài)品質(zhì)。
兩種降雨徑流管理模式下降雨徑流量對(duì)比示意圖
新加坡水系網(wǎng)絡(luò)示意圖
來(lái)源:新加坡氣象局
導(dǎo)則先行:
提供專業(yè)、細(xì)致、常新的技術(shù)引領(lǐng)
為更好地指導(dǎo)開發(fā)商和專業(yè)技術(shù)人員將ABC理念應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中,PUB于2009年推出了第一版《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》,此后根據(jù)工程應(yīng)用效果和各界使用反饋,不斷對(duì)導(dǎo)則內(nèi)容進(jìn)行修正和更新,至2018年推出了第四個(gè)版本。
提供豐富的工程技術(shù)清單
生態(tài)化工程技術(shù)是ABC水計(jì)劃的基礎(chǔ)。在《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中,構(gòu)建了一套適用于徑流治理全流程、各類下墊面全覆蓋的技術(shù)措施清單,為開發(fā)商和設(shè)計(jì)師提供了豐富的技術(shù)基礎(chǔ)。
ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則推薦的常用生態(tài)化工程技術(shù)清單
來(lái)源:《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》
倡導(dǎo)生態(tài)治水導(dǎo)向的場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)
城市水問題的核心是人類建設(shè)活動(dòng)會(huì)對(duì)自然水循環(huán)過程造成負(fù)面影響,而傳統(tǒng)的場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)中缺乏有效的應(yīng)對(duì)措施。因此,ABC水計(jì)劃提出,場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)該改變片面追求單一功能的思路,嘗試用更加生態(tài)化的方法,充分發(fā)揮微地形、植物、水體等要素的滲水、蓄水、凈水功能,實(shí)現(xiàn)主體功能與綜合治水需求統(tǒng)一的高品質(zhì)空間開發(fā)。
ABC倡導(dǎo)的場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)模式示意圖
來(lái)源:《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》
因地制宜的場(chǎng)地設(shè)計(jì)指引
《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》為不同類型的項(xiàng)目提供了本地化的規(guī)劃設(shè)計(jì)參考路徑。
建筑設(shè)計(jì)指引。由于新加坡城市化地區(qū)比例極高,PUB希望除綠地、水體、廣場(chǎng)等開闊空間之外,密集的建筑也能在綜合治水中發(fā)揮重要作用。因此,導(dǎo)則最大限度挖掘了建筑項(xiàng)目中生態(tài)化工程技術(shù)的應(yīng)用潛力,提出了符合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)的設(shè)計(jì)指引。具體的生態(tài)化技術(shù)包括綠色屋頂、空中花園或生態(tài)露臺(tái)、立體綠化、地面綠化、雨水資源化利用系統(tǒng)等。
ABC水計(jì)劃中的建筑設(shè)計(jì)指引示意圖
來(lái)源:《ABC水計(jì)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》
Kampung Admiralty社區(qū)綜合體
ABC理念下的生態(tài)化建筑設(shè)計(jì)
及其雨水治理方案
Kampung Admiralty是一座集養(yǎng)老公寓、醫(yī)療康養(yǎng)、幼托、商業(yè)、廣場(chǎng)、公園及其他便利設(shè)施的社區(qū)綜合體。該項(xiàng)目依托階梯狀的建筑輪廓,綜合設(shè)置了多種ABC水計(jì)劃生態(tài)工程技術(shù)。首先,第七和第八層的屋頂綠化和生物濾池對(duì)徑流進(jìn)行初步收集和凈化;其次,徑流匯至第六層和第三層的雨水花園,得到進(jìn)一步凈化;再次,徑流進(jìn)入第二層的雨水收集利用設(shè)施,能夠?yàn)榻ㄖ峁┒噙_(dá)5天的綠化澆灌用水;最后,多余的徑流經(jīng)過植被繁茂的地表生物滯留設(shè)施處理后,進(jìn)入排水系統(tǒng)排出。在ABC水計(jì)劃指引下,該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了社會(huì)服務(wù)功能、生態(tài)景觀品質(zhì)和雨水綜合治理的和諧統(tǒng)一。
Kampung Admiralty社區(qū)綜合體
來(lái)源:筆者自繪