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海綿城市
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池州市遺址公園海綿改造與環境提升 ——“一潭死水”的生態修復之旅

  1項目基本情況介紹
  1.1項目概況
  該項目紅線內面積約3.5ha,西臨池州市第二人民醫院旁,南臨秋浦西路,東臨部隊大院,北側為新華書店的宿舍區。該項目所在區域屬于高密度開發老城區,為合流制片區,項目區內水體原為廢棄護城河所保留的水塘,卻也是池州十條黑臭水體之一,周邊大量散排污水匯入,環境惡劣。本項目以海綿城市改造為契機,在充分研究區域問題的基礎上,合理確定改造目標,結合片區海綿改造,以系統性思維解決場地及周邊的水問題,將黑臭水體治理與城市消極空間改造相結合,利用歷史空間,提升水體及周邊生態價值,激發片區活力。

  圖 1 項目所在區位示意圖

  圖 2 遺址公園改造前后對比照片
  1.2項目建設條件
  (1)片區條件
  池州市海綿城市試點建設區18.5km2,共分6大排水分區,該項目所屬排水分區屬杏村排區,片區大部分為合流制區域,秋浦西路在海綿建設前僅有雨水管網,排入建銀巷箱涵后直接匯入南湖溝,本次海綿建設將該路段進行雨污分流,新建污水管網接入現有市政污水系統。該片區場地除西側三臺山公園外無居民活動場地,片區居民活動空間不足。
  (2)水體水質
  根據前期對水體污染和公眾調查情況,水體環保監測報告和《城市黑臭水體整治工作指南》的黑臭水體級別判定標準(見下表),屬于輕度黑臭。


  表 1 水體各項指標檢測結果
  水體名稱 檢測結果 黑臭判別
  氨氮/mg/L DOmg/L ORP/mv 透明度/cm
  二院水塘 1.06 8.51 64 15 輕度黑臭
  (3)場地條件
  水塘東側現狀為商鋪和自建住宅,雨污水直接排入水塘內,本次項目予以拆除。外圍部隊大院、建筑小區等紅線外建筑與小區雨水以及部分污水,通過排水渠及管網系統直排入水體,大量污染物被沖入水體后沉積。根據測算,受外圍排污影響的匯水面積約4.7ha。其次,由于地勢條件,大量客水匯入該水體,客水面積約6.5ha。


  圖4 項目匯水范圍
  2問題與需求分析
  2.1 外圍雨污水混接匯入污染水體,雨污分流改造難度大。
  周邊區域雨、污水排放對水體影響大,是水體黑臭的首要因素,通過對池州污水污染負荷和下墊面污染負荷的檢測和分析,對匯入該水體污染負荷水平進行估算,結果如下表所示。

  表 2 項目匯水片區全年平均污染負荷估算表(單位:t/a)
  污染物 COD TN TP NH3-N SS
  徑流污染物濃度(mg/L) 29~368 0.3~2.4 0.02~0.25 0.05~2.2 28~342
  全年污染物負荷總量(t/a) 12.94 2.37 0.17 1.15 10.18
  現有水塘旁側道路僅5m寬,且東側擋墻建設年代較久,緊鄰建筑,不宜進行大規模動工。因此,如何結合周邊各地塊的雨污分流開展截污工程,是水體恢復需要做的重要內容。
  2.2 下游污水管網排污能力有限,雨季控制效率影響大
  基于規劃資料,下游污水管網改造后管徑為 DN400,匯水區域既包括部隊大院8.9公頃的匯水面積,還包括部隊大院東南側匯水區域。雨季,特別是暴雨情況下,大量雨水與污水混合進入污水管網,會造成:(1)污水負荷降低,對污水處理廠工藝造成影響;(2)暴雨水量大,管網排水能力不足,合流制溢流水直接排放會污染水體。
  2.3 北側小區易遭到洪澇
  本案北側小區入口坡度較大,暴雨時大量客水流入,原有水塘缺少溢流控制設施,水塘水位上升,最高曾經淹沒到房屋首層,見下圖。
  圖 3 入口坡道與曾經淹沒水位調研
  2.4 水塘景觀較差,生態價值低
  現狀遺址公園水體周邊存在大量違章建筑以及少量餐飲經營,景觀條件較差。整體廢棄水塘除了北部居住區旁的小游園和醫院的綠地外,水塘周邊被大量違建建筑包圍,市民無法參與其中,與市民公園相距甚遠。由于水體受污染程度較高,駁岸雜亂,水生態環境惡劣。
  圖 4 水體現狀
  3海綿城市改造目標與原則
  綜上分析,本次海綿城市改造需要重點解決水體黑臭、外圍客水匯入造成積水、水體生態修復及空間活化等問題。在改造過程中充分體現生態、海綿的建設理念,因地制宜地選擇海綿技術設施,盡量恢復區域生態價值和原有的水文狀態。 
  3.1 設計目標
  重要目標:
  ?修復水體生態功能,改善動植物棲息地環境。
  海綿改造目標:
  ?水質控制目標;消除黑臭,逐步達到穩定地表Ⅳ類水標準, SS 總量去除率50%;
  ?防澇控制目標:有效應對30年一遇降雨要求。
  ?水量控制目標: 85%年徑流總量控制率,對應設計降雨量為35mm;
  其他目標:
  ?增加居民活動空間,活化社區消極空間。
  3.2 設計原則
 ?。?)系統性原則:雨水系統、生態系統、景觀系統綜合設計,系統性解決場地及周邊問題。
 ?。?)適宜性原則:強調設施適宜性與景觀適宜性。結合控制目標選取適宜的海綿控制措施,同時,將景觀設計與地域文化結合,突顯池州水文化,景觀風格與周邊整體環境相適宜。
 ?。?)可持續原則:充分利用生態本底和空間優勢,優先使用綠色基礎設施,完善水體和公園的功能,協調生態需求,打造功能性景觀。
 ?。?)經濟性原則:根據現狀空間布置設施,減少土方量;種植則大量選擇鄉土植物,以宿根、自播、低維護的植物品種為主,降低工程造價。
  4 改造策略與方案設計
  4.1 設計策略
  該項目充分考慮多目標融合,設計策略以修復水生態為第一要求,充分發揮綠色空間優勢,統籌優化黑臭治理和海綿建設。結合“源頭+中途+末端”的管控方式,統籌地上與地下空間,更多利用綠色措施,適當輔助黑色措施解決問題。
  圖 5 遺址公園綜合改造策略示意圖
  首先,依據周邊區域的可改造實施難度,進行海綿城市源頭改造以及合流制溢流控制,沿二院水塘外側新建截污管線接入市政干管,對于雨季溢流建設合流制溢流調蓄池。
  其次,為防止內源頭污染,本次整治對二院水塘部分淤積重度區進行清淤。淤泥晾干后清運至垃圾處理廠進行填埋。
  第三,岸帶修復與綜合景觀提升。為減少面源污染,改善水質,對二院水塘進行生態岸帶修復。主要是駁岸建設及湖邊生態修復,其中駁岸采用草毯護坡,在湖床淺灘種植水生植物,修復湖泊水生態。根據城市綠地規劃,并考慮到二院水塘景色,本次將對二院水塘周邊湖岸用地進行景觀綠化,使其成為市民休閑娛樂場所。
  第四,生態系統構建。本次對二院水塘采用微生物和水生生物進行生態系統構建。設置水體循環路線;在水體東側、北側設計凈化濕地;循環水量經濕地處理后回補水體。
  第五,考慮片區防澇除險要求,通過蓋板溝和原有地表徑流通道的利用,在低點設置雨水花園等海綿設施,應對上游客水,經初步處理后匯入二院水塘,結合多級溢流口設置,完善公園調蓄功能。
  4.2總體方案設計
  二院水塘綜合整治的內容包括對區域污水直排口的封堵、上游匯水區域徑流污染污染治理、湖面和岸線垃圾清理、合流制溢流污染控制、水體清淤、內源治理和水質改善及生態系統構建等方面,完善作為城市公園的活動空間打造和景觀環境提升。
  圖 6 雨水匯流設計技術路線圖


  圖7 二院水塘水質整治方案示意
  4.3 雨水系統分項設計
  4.3.1截污系統方案設計
 ?。?)新建污水管工程
  由于二院水塘外側缺乏污水管網,周邊居住區存在雨污水合流管網直接排入水體,因此本次整治中通過新建DN400污水管線將區域內污水接至南側秋浦路上。
  (2)合流制溢流(CSO)調蓄水池
  修建CSO調蓄池主要是從以下幾方面考慮:1)考慮到區域內存在雨污水混接現象,而外圍部隊大院短期內無法開展源頭海綿改造和雨污分流工程,直接將雨污合流水直接截至DN400污水管網,容易造成排水不暢;2)管網直接溢流至水塘,水體很難應對該處排口的污染負荷,水體水質難以保障。因此,確定采用CSO調蓄池和多級濕地的處理方式對調蓄池部分出水進行處理后排入水體。
  確定調蓄池修建后允許的溢流次數為10次/年,確定調蓄池規模為300m3,截污管線溢流雨水經調蓄池調蓄,降雨后上層較干凈的水打入多級濕地進行處理,下層沉淀水打入污水管網。
  4.3.2內源治理方案設計
  (1)清淤疏浚工程
  為防止內源頭污染,本次整治對二院水塘部分淤積重度區進行清淤。清淤深度約0.45~0.55m,清淤面積1.8公頃,清淤量1萬m3。淤泥晾干后清運至垃圾處理廠進行填埋。
 ?。?)垃圾漂浮物清理工程
  對二院水塘內的垃圾及漂浮物進行清理,清理范圍為全湖泊,面積4.4公頃。
 ?。?)底質改良工程
  為減少底泥污染,恢復水體自凈能力,采用底質改良型環境修復劑來原位改善底泥,底泥改良劑施加范圍為二院水塘整個湖泊范圍。
  4.3.3源頭海綿設施設計
  根據海綿城市建設要求,遺址公園內部采取低影響開發技術方案,處理場地內和北側小區不透水面積產生的徑流量,主要涵蓋三部分內容:
 ?。?)遺址公園內部道路、建筑等硬化面積通過雨水花園等低影響開發雨水設施消納;
 ?。?)結合北部小區的未來改造內容,解決外圍客水對小區的影響,修建蓋板溝,將北側小區內徑流引入公園內雨水花園、植草溝等設施;
 ?。?)緩解西側醫院徑流雨水對水體影響,在西南側修建垂直流濕地,同時作為循環湖體的設施。
  詳細方案見下圖
  圖 8 源頭海綿設施平面布置圖
  4.3.4防澇系統與豎向設計
  原北側小區入口在降雨時有客水匯入,繼而流入水塘,原有水塘確實溢流調節設施,在暴雨時,易威脅居民建筑。為綜合解決匯水范圍內積澇問題,滿足30年一遇內澇防治標準,本次結合北側小區蓋板溝和水體岸帶及溢流標高設置,充分利用水塘調蓄容積,如下圖所示。
  圖 9場地豎向設計示意圖
  圖 10 場地設計淹水范圍線示意圖
  圖 11 改造后遺址公園場地豎向實景
  4.3.5水循環系統構建
  由于二院水塘處于城市中心居民聚集區,為了保證水體水質長久保持,防止黑臭復發,需要提高水體的自凈能力,因此本次對二院水塘采用微生物和水生生物進行生態系統構建。設置水體循環路線;在水體東側、北側設計凈化濕地;循環水量經濕地處理后回補水體。
  圖 12水體循環路線示意圖
  4.4 景觀生態系統分項設計
  4.4.1生態系統修復與重塑
 ?。?)岸帶修復工程
  為減少面源污染,改善水質,對二院水塘進行生態岸帶修復。主要是駁岸建設及湖邊生態修復,其中駁岸采用草毯護坡,在湖床淺灘種植水生植物,修復湖泊水生態。
  圖 13 水體岸帶修復設計平面選型示意圖
 ?。?)生態島工程
  結合生態駁岸空間,在水體內增加生態島,一是促進水體自凈過程,二是增加動物棲息空間,為鳥類、兩棲類動物提供游憩場所,也為魚類等水生動物提供覓食、藏匿、產卵地。
 ?。?)生態系統構建
  通過沉水植物、挺水植物和浮葉植物的合理分布及水生動物的適度放養,改善水生物種群結構,促進生物的多樣化,恢復穩定的水生態系統。通過對水體生態鏈的調控,實現水下生態系統中生產者、消費者、分解者三者的有機統一,實現水域自凈。其次,公園內設置豐富的喬木及草本類植物,豐富園區植物群落,有利于整體生境的形成,也為動植物的豐富提供先決條件。遺址公園內前期共選喬木22種,竹類3種,灌木類6種,水生及地被植物16種,花卉及地被植物16種。
  圖 14 水體內生態島和岸帶淺灘實景圖
  4.4.2活動空間分區
  整個公園分為東西南北四個區;公園入口區(南),臺地花園區(東),療養花園區(西)和樂活花園區(北)。 公園入口區主要作為市民的聚集和活動、海綿城市的教育展示、池州歷史文化展示窗口。
  臺地花園在東側狹窄空間內利用現狀豎向,設計成臺地花園的形式,收納公 園東側的雨水,以臺地的形式將雨水進行凈化后排入湖體,臺地花園成為雨水花 園非常好的展示面,同時坡道、臺階和臺地穿插,形成更加豐富的體驗空間,給市民提供冥想和觀賞的空間。
  其余樂活花園的區域的功能主要在于滿足北面新華書店居住區的居民使用,滿足生活休閑娛樂使用。同時移植和保留現狀長勢良好的紫薇等樹種,延續現有的生活習慣,使公園與居民融合共生。
  西邊將二醫院現狀的雨水花園改造成具有療養功能的療養花園,保留現狀的 綠地和水景,局部改造成雨水花園。同時醫院花園的入口打開,通過現狀現狀臺 階連接公園設計濱水環道。
  圖 15 正在休息的周邊居民
  5 建成效果
  5.1 生態效益
 ?。?)通過截污工程與合流制溢流調蓄池的利用,小區旱季污水直排現象,合流制溢流可以控制在4次/年,污染負荷削減率達84%以上(以 CODcr 計);(2)湖體水質顯著提升,從黑臭水體到穩定Ⅳ類水標準;(3)湖體底泥清淤量達1萬m3、補種水生植物0.4ha、修整駁岸0.55km,重新打造水體生態系統,恢復水生態平衡;(4)作為合流制溢流調蓄水池的溢流受納水體,可提供1.8萬 m3的調蓄空間;(5)通過恢復湖體生境,提高植物群落和動物多樣性,該湖體已成為野鴨、白鷺等野生鳥類棲息地的重要場所。
  圖 16 遺址公園北側生態駁岸景觀實景圖
  圖 17水塘內嬉戲的烏龜
  5.2 經濟效益
  本項目采用EPCO模式進行建設,工程造價為1500萬元,施工單位除負責項目建設外,還承擔本項目10年運營維護工作。平均每平米造價為110元。項目解決區域13.2ha的雨水問題。
  5.3 社會效益
  建成后的遺址公園已成為可進入的濱水活動休閑空間,與之前破敗的氛圍不同,公園更新可直接惠及100ha 范圍內居民的休憩活動需求,并為市區生態教育工作提供場地。隨著公園內鍛煉和家庭游覽的活動增加,有效帶動了老城區的區域活力。

  基本情況附錄
 ?。?)設計單位:
  北京雨人潤科生態技術有限責任公司
  阿普貝思(北京)建筑景觀設計咨詢有限公司
 ?。?)施工單位:
  上海為林綠化景觀有限公司
 ?。?)管理單位
  池州市住房與城鄉建設委員會
 ?。?)建設單位
  池州市城市建設重點工程管理辦公室
 ?。?)技術支撐單位
  北京建工建筑設計研究院
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