中國海綿城市初探(三):試點案例介紹──西咸新區


GREEN BUILDING 綠建築 2017 DEC/2018 JAN Vol.050
1832 2017-12-18
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中國海綿城市初探(三):試點案例介紹─西咸新區
China's "Sponge Cities" (3) Case Study: Xixian New Area
 
文字:廖桂賢、高山清
攝影:高山清
 

 在上一篇文章中,我們介紹了海綿城市試點鎮江,在這篇文章中,我們介紹另一個與鎮江在氣候和水環境議題上截然不同的試點,西咸新區。在海綿城市的建設上,西咸新區鎮江最大的不同,就是鎮江是具有三千年歷史的老城市,將主力放在老舊小區的改造上;而西咸新區是相對新的新城市,則主要是新城區海綿設施的設計施作。

 西咸新區位於陝西省西安市和咸陽市建成區之間,總面積882平方公里,其中建設用地272平方公里,非建築面積610多平方公里。西咸新區是第一批海綿城市試點中,唯一位於中國西北地區的城市,屬於溫帶大陸性季風型半乾旱、半濕潤氣候,夏季炎熱多雨,冬季寒冷乾燥,平均降水量約為520mm,其中7至9月的降雨量占全年降雨量的50%左右,且夏季降水多以暴雨形式出現,並且該地區整體地勢平坦不利於排水(徐嵐、郭鵬,2016),因此有洪澇風險(張亮,2016)。

 西咸新區現有的管網排水系統覆蓋不足,設計標準為重現期一至兩年的暴雨,無法應付內澇問題;此外,其人均水資源占有量約為225立方公尺,僅為全國的10%,屬於嚴重資源型缺水(馬越等,2016)。與中國南方的城市不同,位於北方乾旱地區的西咸新區的海綿城市建設,既要解決在氣候變遷下日益嚴重的內澇問題,還要解決水資源問題,對雨水進行淨化與就地利用,以增加水源。西咸新區在正式成為海綿城市試點之前、剛設立之初的2011年,其水環境設計就已經開始採用西方的低影響開發技術,規劃開發單位稱之為「地域性雨水管理系統」(註1)。西咸新區的海綿城市建設,以處理80%的年逕流總量為目標,將此目標逐步分散至各排水分區、控規地塊、及海綿設施(註2),並以「生態優先,節水為重,系統治水,研究先行,規劃引領」為策略(張亮,2016)。西咸新區分成五個子區,每區中都有海綿城市建設項目,但其中的灃西新城,是海綿城市建設的一個重點區域,以下我們將討論集中在灃西新城,然而,相關文獻十分有限,若非特別註明,以下資訊根據2017年8月25日作者對西咸新區灃西新城開發集團有限公司海綿城市技術中心的工程師馬越與姬國強的當面訪談,以及馬越等人的論文(馬越等,2016)。

▲ 西咸新區灃西新城的四級雨水收集利用系統(圖片來源:馬越等,2016)。

 2013年,灃西新城一個22.5平方公里大的區域,開啟了數個「低影響開發雨水綜合利用項目」。至2016年,灃西新城已初步建構出一個包括建築小區、市政道路、景觀綠地、中心綠廊在內的「四級雨水收集利用系統」(圖一):落到建築小區、道路和景觀綠地的降雨,除了部分蒸發掉,大部分逕流透過草溝以及雨水下水道先匯入區域的低點中心綠廊的「雨水廊道」,經雨水廊道淨化後,再流入作為綠廊中央核心的人工濕地;降在中心綠廊的雨水,則透過滲排溝,直接下滲,或是進入人工濕地。匯集到中心綠廊中的雨水逕流,部分蒸發加入區域水循環,多餘雨水則借助地形走勢溢流至東西兩側的下滲濕地,回補地下水;極端暴雨情況時,則藉由抽水站排入灃河與渭河,以降低城市內澇風險。

 位於「四級雨水收集利用系統」第一級的建築小區,被視為是雨水分流與收集收利用的重點。以同德佳園小區為例,降到屋頂及地面的雨水經落水管匯流至下凹綠地、雨水花園和植草溝等設施,經透水磚、土壤和植物吸收後下滲並滯蓄。雨量較大時,雨水花園中的雨水經土壤植被淨化後,可下滲補注地下水,或經底部穿孔管收集後匯入雨水收集池,用於小區植栽的灌溉或消防。在極端降雨的情況下,過量的逕流會通過溢流口進入小區的雨水下水道,然後進入市政管網。2016年,已有包括同德佳苑、西部雲谷等小區完成海綿城市建設,其設施的總「匯水面積」,也就是設施可處理的區域,達到18萬平方公尺,仍然繼續擴張。

 

▲ 灃西新城秦皇大道滯留槽(攝於 2017年8月25日)。

 

 市政道路是「四級雨水收集利用系統」的第二級(圖二)。灃西新城的馬路兩側,設置了比路面低的綠化帶,每隔一段便有讓道路積水分流的「植生滯留槽」,種植灌木花草,鋪設粗砂礫石,大雨時逕流可通過道路開口流入滯留槽,入滲淨化也同時可以補注地下水(栗笑寒,2016)。遭遇強降雨時,則通過雨水井內雨水溢流堰排至城市的雨水主管網。截至2016年,灃西新城新城試點區內的11條道路(共21.5公里長)均開展了這樣的工程。

 景觀綠地是「四級雨水收集利用系統」的第三級。下凹式綠地、植草溝、速滲井等設施可以收集來自屋頂、地面及綠地的雨水,並吸收、滲蓄、下滲、淨化雨水和補充地下水。灃西新城已在總部經濟園辦公區設置了1.2萬平方公尺的下凹式綠地及15.6平方公尺的滲井,將屋頂及院落雨水進行集中回收和下滲。

灃西新城中心綠廊(攝於 2017年8月25日)。

中心綠廊(I期)雨水收集利用系統(圖片來源:馬越等,2016)。

 

 灃西新城中心綠廊(圖三、四)位於灃西新城的核心區,承納了從建築小區、市政道路、景觀綠地來的雨水逕流,並予以淨化和利用,是「四級雨水收集利用系統」的第四級。中心綠廊長約6.8公里,寬為200~500公尺,總面積180公頃,本是區域的相對低點,經由開挖整地為中心綠廊,其中包括「雨水廊道」、「滲排溝」、和多個濕地(註4),聯通了灃河與渭河兩大城市水體。綠廊中設計了湖泊、濕地、森林等區域,也作為生態廊道與城市通風帶,具有生物遷徙、棲息,公共休閒,雨洪調蓄等多重功能。其中2.8萬平方公尺是「水泡」,也就是底部有作防滲、長年有水的人工湖,稱之為「人工濕地」;1.4萬平方公尺則是「乾泡」,為底部可透水供雨水補助地下水的「下滲濕地」。下滲濕地緊鄰人工濕地,暴雨時,下滲濕地可容納透過人工濕地溢流出來;枯水期時,透過下滲濕地補注的地下水,則可作為灌溉水源。在2015年8月的一場暴雨中,中心綠廊共吸納了約2.7萬立方公尺的雨水,等於是灃西新城增加大量灌溉水源(吳绍禮與何瑩,2015)。

 西咸新區的海綿城市建設還包含了「智慧海綿城市績效考核評估體系」,通過在城市河湖水系斷面、排水分區、關鍵管網節點和海綿設施(城市雨水花園、生態濾溝等)建立觀測點採集數據,並聯合西安高校和大數據公司對數據進行分析和處理,以監測並評估當前海綿城市建設的效果。當前監測評估的指標主要包括年逕流總量控制率、面源汙染削減率、以及水量水質和液位等。目前,相關的數據分析監測系統並未對外公開,但收集到的數據將會在2018年中央政府考察西咸新區海綿城市的建成效果時使用。西咸新區也正結合工程和學術研究,積極探討適合半乾旱地區的海綿城市建設。

 馬越和姬國強表示,當前西咸新區海綿城市建設的技術已漸趨成熟,需要考慮的是未來的營運和維護的問題,包括持續的資金投入。他們也認為,西咸新區或許可以學習鎮江市,推出海綿城市管理辦法,從法律層面規範海綿雨水設施維護的資金來源,並測算收費標準,讓城市居民參與進來為海綿城市的建設和發展買單。灃西新城的海綿城市建設雖然時間尚短,由於目前完工的海綿城市工程較少,對於海綿城市相關工程的實際效果的相關研究仍然缺乏。

 

/// 完整版圖文請見《綠建築》vol.050

 

註解:

註1:〈西咸新區:因地制宜建設海綿城市〉,新華網,2016年4月26日。

news.xinhuanet.com/city/2016-04/26/c_128933443.htm

註2:西咸新區海綿城市將年逕流總量控制率的目標分解到區域詳細規劃中的每一個排水分區和控規地塊中,甚至也具體到每一個海綿設施上。每一個地塊的逕流控制率目標都要與該地塊的容積率和綠地率等指標相協調(張亮等,2016)。

註3:「下凹綠地」泛指高程低於周圍路面的公共綠地,內部有設置雨水溢流口;下凹綠地的深度有一定要求,但土質多未經過特別設計改良。而「雨水花園」則是指自然形成或人工挖掘的淺凹綠地,並有特別設計的植栽和改良過的土壤來協助雨水逕流入滲與淨化。

註4:雨水廊道指中心綠廊中設置的可以過濾、淨化、傳輸城市雨水並將其最終匯入濕地的雨水通道;而雨水經過滲排溝時,少部分經淨化後下滲回補地下水,剩餘雨水輸送至核心濕地(馬越等,2016)。

 

參考文獻:

*張亮(2016),〈西北地區海綿城市建設路徑探索—以西咸新區為例〉,《城市規劃》,40(3),P.108~112。

*馬越、鄧朝顯、甘旭、梁行行、張哲(2016),〈終端雨洪生態調蓄技術在海綿城市建設中的應用--灃西新城中心綠廊示範項目〉,《淨水技術》,35(3), P.38~44。

*徐嵐、郭鵬(2017),〈基於自然地理的西咸新區海綿城市本土化建設探析,《規劃園林》,04,P.88~92。

*馬越、姬國強、石戰航、馬笑(2017),〈西咸新區灃西新城秦皇大道低影響開發雨水系統改造〉,《給水排水》,43(3), P.59~67。

 

1832 2017-12-18

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