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海綿城市的定義范文

時間:2023-10-11 16:14:46

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海綿城市的定義

第1篇

近年來以芽袍衣殼蛋白為分子載體,通過芽袍表而展示技術(shù)將外源目的蛋白展示在重組枯草芽袍桿菌芽袍表而,制備具有生物活性的重組芽袍抗體和酶制劑已成為人們研究和關(guān)注的熱點。芽袍的結(jié)構(gòu)相當復雜,中心部位為核芯,含有原生質(zhì)體,被芽袍膜包裹;核芯外而為皮層,成分為肚聚糖,再往外是一層或者數(shù)層蛋白質(zhì)組成的芽袍殼,最表而為芽袍壁。B. subhfis芽袍中約包含25種衣殼蛋白,而本研究前期已利用CotC為載體成功將海藻糖合酶展示在芽袍表而。但是由于芽袍易受萌發(fā)劑刺激而萌發(fā),當芽袍萌發(fā)時首先會釋放2,6-毗咤一梭酸鈣CCaz+-dipicolinicacid Caz+-DPA)和大量離子,然后袍子皮層內(nèi)的肚聚糖被水解,皮層水解會逐漸補充袍子核內(nèi)的水分,最后芽袍恢復酶活力,導致衣殼蛋白被降解脫落,而海藻糖合酶相應(yīng)脫落后也會被一些蛋白酶類降解,因此不僅失去了固定化酶的目的,還降低了海藻糖合酶酶活,加大其回收難度。所以,弱化芽袍萌發(fā),鈍化芽袍對外界環(huán)境刺激的感知變得尤為重要。本研究選擇枯草芽袍桿菌芽袍萌發(fā)中的兩個關(guān)鍵皮層溶解酶基因cwlJ和、IeB基因作為敲除對象,實現(xiàn)抑制芽袍萌發(fā)的目的,構(gòu)建芽袍表而穩(wěn)定展示海藻糖合酶的工程菌,提高芽袍的穩(wěn)定性和利用率,更加高效穩(wěn)定的表而展示海藻糖合酶。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

含有海藻糖合酶基因的枯草芽袍桿菌168(以下簡稱B. subtifis 168-Tres):本實驗室保藏;含有卡那霉素抗性基因的質(zhì)柳PIC9研口含有博來霉素抗性基因的質(zhì)粒pPICZaA:杭州寶賽生物科技有限公司;限制性內(nèi)切酶:日本TakaRa寶生物公司;卡那霉素、博來霉素、Ezup柱式基因組DNA抽提試劑盒、SanPrep柱式DNA膠回收試劑盒:上海生工生物工程有限公司;高純度質(zhì)粒小量快速提取試劑盒:艾德萊生物公司;其他試劑均屬于國產(chǎn)分析純。實驗所涉及引物見表1所示。

LB培養(yǎng)基:酵母浸粉5 g/L、蛋白胨10 g/L,氯化鈉10 g/L,pH 7.0-7.4 。

發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖10 g/L、玉米漿10 g/L,酵4浸粉3 g/L, NaCI 6 g/L, K2HP04 3 g/L, MnS04 0.3 g/L, MgS042.4 g/L, pH7.0-7.4 。

菌體增殖培養(yǎng)基:酵母浸粉5 g/L、蛋白陳10 g/L,氯化鈉10 g/L、山梨醇91 g/L o

電轉(zhuǎn)緩沖液:甘露醇91 g/L、山梨醇91 g/L、甘油100 g/10

菌體復蘇培養(yǎng)基:酵母浸粉5 g/L、蛋白陳10 g/L,氯化鈉10 g/L、甘露醇69 g/L、山梨醇91 g/L。

葡萄糖需在高壓蒸汽滅菌鍋中115℃滅菌20 min其他培養(yǎng)基均121 ℃滅菌20 min。

1.2 儀器與設(shè)備

SW – CJ - 2FD型雙人單而凈化工作臺:蘇州凈化設(shè)備有限公司;WFJ 7200型可見分光光度計:尤尼柯(上海)儀器有限公司;5 804 R型離心機:德國Eppendorf公司;438℃型電轉(zhuǎn)儀:德國Eppendorf公司;GNP - 9080型隔水式恒溫培養(yǎng)箱:上海精宏實驗設(shè)備有限公司;梯度PCR儀:美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司;MD2000核酸超微量分光光度計:美國BioFuture公司;ZQYZ - CS型恒溫振蕩培養(yǎng)箱:上海知楚儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1重組同源性片段sleBl-kmr, cwIJ1-zeor的制備

用Ezup柱式基因組DNA抽提試劑盒提取B. subtilis168-Tres菌體的脫氧核糖核酸(deoxyribose nucleic acidDNA),并以此為模板,sleB F1和sleB R1為引物進行聚合酶鏈反應(yīng)(polymerise chain reaction PCR)擴增,獲得長度為592 bp用于敲除sleB基因的同源臂sleBl;使用高純度質(zhì)粒小量快速提取試劑盒提取pPIC9k質(zhì)粒,以此為模板,sleB F2和sleB R2為引物進行PCR擴增,獲得長度為1 502 bp的卡那霉素抗性基因片段km`;使用SanPrep柱式DNA膠回收試劑盒膠回收所得的sleB 1片段與kmr片段為模板,sleB F1和sleB R2為引物進行重疊延伸PCR, PCR擴增條件為:(1)95 ℃預變性5 min; 94 ℃變性30 sec, 57 ℃退火30s,72℃延伸3.5 min, 5個循環(huán);72 ℃延伸2 min; (2) 95 ℃預變性5 min94 ℃變性30s,56℃退火30s,72℃延伸4.5 min, 30個循環(huán);72℃延伸10 min , 4℃保存,擴增得到長度為2 094 bp的同源重組片段sleBl -kmr,并使用SanPrep柱式DNA膠回收試劑盒進行膠回收,保存于-20℃?zhèn)溆?。cwlJl長度為451 bp博來霉素抗性基因片段為1 205 bp,cwlJl-zeor片段制備方法同上。Bacillus subtifis 168-TresOsleBΔcwIJ工程菌構(gòu)建流程見圖1。

1.3.2 回收產(chǎn)物的酶切及濃縮

用限制性內(nèi)切酶BamH I酶切sleB 1-kmr和 cwLll -zeor基因片段,并向酶切產(chǎn)物中加入1/10體積3 mol/L醋酸鈉和2.5倍體積的無水乙醇,置于-20℃冰箱冷卻20 min,然后12 000 r/min離心5 min得沉淀;加入300 μL體積分數(shù)為75%乙醇重懸沉淀,12 000 r/min離心5 min后除去乙醇,37℃風干30 min最后加入15-20 μLddHZO重懸DNA。使用核酸超微量分光光度計測定回收DNA質(zhì)量濃度,并最終獲得質(zhì)量濃度在200-500 ng/μL之間的DNA溶液。

1.3.3 電轉(zhuǎn)感受態(tài)細胞的制備

挑取新鮮LB固體培養(yǎng)基表而的B. subtifis 168-Tres單菌落,接種于10 mL菌體增殖培養(yǎng)基中,37 ℃,220 r/min培養(yǎng)12h;將上述菌液轉(zhuǎn)接到50 mL菌體增殖培養(yǎng)基中至菌液初始OD600mm = 0.2,然后37 ℃,220 r/min培養(yǎng)菌體至OD600mm = 1.0;將菌液轉(zhuǎn)移到100 mL離心管,冰浴10--15 min后,4 ℃ ,8 000 r/min離心5 min,收集菌體;離心后的菌體用預冷的電轉(zhuǎn)緩沖液洗滌2--3次,并使用1 mL電轉(zhuǎn)緩沖液重懸菌體,制成枯草芽袍桿菌電轉(zhuǎn)化感受態(tài)[mo;將制備好的感受態(tài)細胞每管分裝100 μL,-80℃保存?zhèn)溆谩. subtilis 168-TresasleB感受態(tài)的制備方法同上。

1.3.4 電轉(zhuǎn)化

將回收片段sleBl-kmr與B. subtifis 168-Tres感受態(tài)混合均勻,然后加到2 mm電轉(zhuǎn)杯中預冷5 min,并使用電轉(zhuǎn)儀在2 000 V,5 ms條件下電轉(zhuǎn)化,電轉(zhuǎn)完成后立即加入500 μL菌體復蘇培養(yǎng)基,37 ℃,180 r/min復蘇培養(yǎng)3h后涂布在含卡那霉素(25 μg/mL)的LB 固體培養(yǎng)基中,于3 7 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1-2 d,篩選出抗卡那霉素的菌株。將cwlJl-zeor與B. subtifis 168-TresΔsleB感受態(tài)電轉(zhuǎn)后,篩選出抗卡那霉素和博來霉素的菌株。

1.3.5 陽性重組菌株的鑒定及傳代培養(yǎng)

挑取陽性轉(zhuǎn)化子接種到含卡那霉素抗性的液體LB培養(yǎng)基中,37℃培養(yǎng)過夜后8 000 r/min離心并收集菌體,提取重組菌DNA,并以獲得的基因組為模板,sleB FZ和sleB凡為引物進行PCR擴增,1%瓊脂糖凝膠電泳檢驗PCR產(chǎn)物,獲得陽性重組菌株B. subtilis 168-TresΔsleBo重組菌B. subtilis168-TresΔsleBΔcwIJ的獲得方法同上。用LB液體培養(yǎng)基將B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌在3 7 ℃ , 200 r/min的培養(yǎng)條件下傳代15次,做菌落PCR驗證。

1.3.6 B. subtifis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌芽抱形成檢測

將原始菌株B. subtilis 168-Tre對口重組菌株B. subtilis168-TresΔsleBΔcwIJ以1%的接種量分別接種在發(fā)酵培養(yǎng)基中,置于37 ℃ , 200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h,每隔4h取樣,同時利用芽袍染色法對芽袍染色,置油鏡觀察,芽袍呈綠色,菌體成紅色。觀察10個視野的營養(yǎng)細菌與芽袍數(shù),產(chǎn)芽袍率=芽袍數(shù)/(芽袍數(shù)+營養(yǎng)細胞數(shù))x100%。

1.3.7 B. subtifis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌在LB培養(yǎng)基中芽抱萌發(fā)驗證

分別將發(fā)酵48 h后的重組菌與原始菌菌液80℃水浴20 min,立即冰浴,將菌體稀釋后涂布在LB固體培養(yǎng)基中,放置在37 ℃'恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)30 h,用平板計數(shù)法記錄芽袍萌發(fā)結(jié)果。

1.3.8 B. subtifis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌在麥芽糖轉(zhuǎn)化體系中芽抱萌發(fā)驗證

分別取5 mL發(fā)酵48 h后的重組菌與原始菌菌液80 ℃水浴20 min,立即冰浴,與10 mL pH 7.5的磷酸鹽緩沖液配制的終濃度30%的麥芽糖漿混勻后制備成海藻糖合酶的反應(yīng)體系。將此反應(yīng)體系置于25 ℃恒溫水浴振蕩搖床中反應(yīng)12h,每隔4h取樣涂布在LB培養(yǎng)基中,放置在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)30 h,用平板計數(shù)法記錄芽袍萌發(fā)結(jié)果。

1.3.9 B. subtifis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌在麥芽糖轉(zhuǎn)化體系中海藻糖合酶酶活檢測

分別將發(fā)酵48 h后的重組菌與原始菌發(fā)酵液8 000 r/min離心20 min,棄上清,用去離子水洗滌沉淀2次后并懸浮,加入溶菌酶使其終質(zhì)量濃度為2 mg/mL后T-37℃放置30 min破壞營養(yǎng)細胞,后經(jīng)8 000 r/min離心10 min,烘干,稱量干菌體質(zhì)量,最后用去離子水懸浮制得芽袍懸浮液,將5 mL芽袍懸浮液與10 mL pH 7.5的磷酸鹽緩沖液配制的終濃度為30%的麥芽糖漿混勻,制備成海藻糖合酶的反應(yīng)體系。將此反應(yīng)體系置于25 ℃'恒溫水浴振蕩搖床中反應(yīng)12h后,室溫,1 000 r/min離心10 min取上清進行高效液相色譜Chigh performance liquid chromatography HPLC)檢測轉(zhuǎn)化體系中海藻糖。

HPLC測定色譜條件:Hypersil NHZ色譜柱(300 mmx4.6 mm 、5 μm);流動相(乙睛冰=3:1,V/功;流速1.0 mL/min;示差折光檢測器:波}}589.3nm;進樣量10 μL;柱溫:40℃。

海藻糖合酶活力定義:在25 ℃ , pH 7.5條件下,每分鐘生成1 μmol海藻糖所需的酶量為一個酶活單位(U)。

2結(jié)果與分析

2.1基因敲除片段sleB 1-kmrb勺構(gòu)建、電轉(zhuǎn)化及鑒定

以B. subtilis 168-Tres菌體的基因組為模板,sleB F,和sleB R,為引物進行PCR擴增,1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,結(jié)果見圖2a。由圖2a可知,在600 bp左右出現(xiàn)特異性條帶,與理論長度5 92 bp相符,表明已成功獲得同源臂sleBl;以質(zhì)粒pPIC9k為模板,sleB F2和sleB R2為引物進行PCR擴增,1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,結(jié)果見圖2b。由圖2b可知,在1 500 bp左右出現(xiàn)特異性條帶,與理論長度1 502 bp相符,表明成功獲得卡那霉素抗性基因片段kmr;以膠回收制得的sleBl片段與kmr片段為模板,sleB F,和sleB R2為引物進行重疊延伸PCR,得基因敲除片段sleBl-kmr, 1%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR產(chǎn)物,結(jié)果見圖2c。由圖2c可知,在2 000 bp左右出現(xiàn)特異性條帶,與理論長度2 094 bp相符,表明基因敲除片段sleBl -kmr構(gòu)建成功。

通過乙醇沉淀法濃縮酶切片段后,測得DNA質(zhì)量濃度為395.63 ng/μL。將10 μL回收片段與100 N.,L B. subtifis168-Tres感受態(tài)細胞混合并電轉(zhuǎn),用引物sleB F2和sleB R2對含卡那霉素平板上生長的菌落基因組進行驗證,結(jié)果如圖2d所示,表明sleBl-kmr與sleB發(fā)生同源重組,完成sleB基因的敲除,獲得B. subtifis 168-TresΔsleB重組菌。

2.2基因敲除片段cwlJl-zeor的構(gòu)建、電轉(zhuǎn)化及鑒定

以B. subtilis 168-Tres菌體的基因組為模板,cw1J F1和cw1J R1為引物進行PCR擴增,1%瓊脂糖凝膠電泳檢測結(jié)果見圖3a。由圖3a可知,在500 bp左右出現(xiàn)特異性條帶,與理論長451 bp相符,表明已成功獲得同源臂cwlJl;以質(zhì)粒pPICZaA為模板,使用引物cw1J F2和cw1J R2進行PCR擴增,1%瓊脂糖凝膠電泳檢測結(jié)果見圖3b。由圖3b可知,在1200 bp左右出現(xiàn)特異性條帶,與理論長度1 205 bp相符,表明成功獲得博來霉素抗性基因片段zeor;以膠回收制得的cwlJl片段和zeor片段為模板,cw1J F1和cw1J R2為引物進行重疊延伸PCR,得基因敲除片段cwlJl-zeor, 1%瓊脂糖凝膠電泳檢驗結(jié)果見圖3c。由圖3c可知,PCR產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)在1 700 bp左右出現(xiàn)特異性條帶,與理論長度1 656 bp相符,表明基因敲除片段cwlJl-zeor構(gòu)建成功。

通過乙醇沉淀法濃縮酶切片段后,測得DNA質(zhì)量濃度為378.26 ng/μL。將10 μL回收片段與100 N.,L B. subtilis168-TresasleB感受態(tài)細胞混合并電轉(zhuǎn),用引物cw1J F2和cw1J凡對含km和zeo平板上生長的菌落基因組進行驗證,結(jié)果如圖3d所示,表明cwLll-zeor與cwlJ發(fā)生同源重組,完成cwlJ纂因的敲除,獲得B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌。

2.3  B. subtifis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌傳代培養(yǎng)驗證結(jié)果

B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌第5,10,15次傳代后的菌落PCR產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測結(jié)果見圖40由圖4可知,第5,10,15次傳代在1 500 bp和1 200 bp都有條帶產(chǎn)生,與Icm和zeor的理論值相符,表明重組菌的遺傳穩(wěn)定性并未發(fā)生變化。

2.4 sleB, cwlJ基因雙敲除后對芽袍形成的影響

通過顯微鏡計數(shù)法計算原始菌株B. subtilis 168-Tres與重組菌B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ芽袍率,結(jié)果見圖5.由圖5可知,重組菌株比原始菌株生長遲緩約4 h,但兩株菌在48 h后的芽袍形成率都約為88%,證明敲除sleB和cwlJ基因后會使菌體生長時間延遲,但芽袍形成率未發(fā)生變化。

2.5 B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌在LB培養(yǎng)基中芽袍萌發(fā)驗證

通過平板計數(shù)法對原始菌株和重組菌株芽袍萌況進行比較,結(jié)果見圖6。由圖6可知,B. subtifis 168-Tres芽袍萌發(fā)數(shù)為4.9x10 CFU/mL, B. subtifis 168-TresΔsleB芽袍萌發(fā)數(shù)為5.3 x104 CFU/mL, B. subtilis 168-TresΔcwlJ芽袍萌發(fā)數(shù)為2.1x107 CFU/mL, B. subtifis 168-TresΔsleBΔcwIJ芽袍未見萌發(fā)。

2.6  B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌在麥芽糖轉(zhuǎn)化體系中芽袍萌發(fā)驗證

通過平板計數(shù)法對原始菌株B. subtifis 168-Tres和重組菌株B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ在麥芽糖轉(zhuǎn)化體系中的芽袍萌況進行比較,結(jié)果見圖7。由圖7可知,原始菌株在麥芽糖轉(zhuǎn)化體系中轉(zhuǎn)化4h,8h,12h,16h后的芽袍萌發(fā)數(shù)都為4.8x108CFU/mL左右,而重組菌株芽袍在各個時段一直未見萌發(fā)。

2.7 B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌在麥芽糖轉(zhuǎn)化體系中海藻糖合酶酶活檢測

為了證實B. subtifis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌海藻糖合酶酶活是否有所提高,利用HPLC對重組菌芽袍懸浮液進行海藻糖合酶檢測,結(jié)果見圖8。由圖8可知,用B. subtifis168-Tres原始菌芽袍轉(zhuǎn)化測得的海藻糖合酶酶活為5.83 U}用B. subtilis 168-TresΔsleBΔcwIJ重組菌芽袍轉(zhuǎn)化測得的海藻糖合酶酶活為10.42 U}重組菌比原始菌酶活提高了78.7%,這表明敲除、IeB和cwlJ基因后弱化了芽袍萌發(fā),成功提高了芽袍表而展示海藻糖合酶的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

第2篇

一、海綿城市建設(shè)的提出

“海綿城市”概念的首次提出是在2012年的《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》;在2013年底的《中央城鎮(zhèn)化工作會議》中,強調(diào)到要優(yōu)先考慮利用自然力量排水,建設(shè)海綿城市,讓自然做功。

(一)海綿城市建設(shè)提出的背景

“水資源短缺、水資源污染和城市雨洪災害”這三大水資源問題在整個世界范圍內(nèi)都是廣泛存在的并且也是制約城市發(fā)展的重要因素,但與此同時,水生生物棲息地喪失、干旱、氣候變化、水生生態(tài)系統(tǒng)退化也同時出現(xiàn),這些綜合癥狀都是與水和水循環(huán)自然過程有關(guān)。海綿城市是可持續(xù)雨洪管理系統(tǒng)的中國表述,提出的目的是為了有助于解決我國的水問題和水危機。

(二)那海綿建設(shè)概念的定義

“海綿城市”概念的產(chǎn)生源自于行業(yè)內(nèi)和學術(shù)界習慣用“海綿”來比喻城市的某種吸附功能,例如澳大利亞人口研究學者布吉(Budge)應(yīng)用海綿來比喻城市對人口的吸附現(xiàn)象,根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》,其定義為:“海綿城市是指通過加強城市規(guī)劃建設(shè)管理,充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方法。”

(三)海綿城市建設(shè)的意義

海綿城市的意義就在于對整個城市自然生態(tài)的綜合整治,通過順應(yīng)自然規(guī)律的方式解決包括防洪、水質(zhì)凈化、地下水補充、水資源補充、生物多樣性保護、微氣候調(diào)節(jié)等多個綜合的水相關(guān)城市發(fā)展問題以及與之相關(guān)的社會問題。

二、風景園林專業(yè)與海綿城市建設(shè)

風景園林學科(Landscape Architecture)這一學科是以“生物生態(tài)學科”為主,并與其他非生物學科(如土木、建筑、城市規(guī)劃)、哲學、歷史和文學藝術(shù)等學科相結(jié)合的綜合學科。其核心工作即城市的環(huán)境綠色生物工程系統(tǒng)。

(一)風景園林在海綿城市建設(shè)中的機遇

綠地是海綿城市主要的物質(zhì)空間構(gòu)成,也是可持續(xù)雨洪管理措施的主要載體,是對傳統(tǒng)觀排水系統(tǒng)(灰色基礎(chǔ)設(shè)施)的一種“減負”與補充;同時綠色基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計正是現(xiàn)代風景園林專業(yè)的重要實踐領(lǐng)域和研究內(nèi)容。因此在海綿城市建設(shè)背景下,風景園林學科面臨巨大的建設(shè)需求。

(二)風景園林專業(yè)目前在海綿城市建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)和問題

1、在海綿城市建設(shè)系統(tǒng)中的角色定位不明確

從專業(yè)外來說,雨洪管理傳統(tǒng)上由市政、水務(wù)等專業(yè)負責,盡管海綿城市中明確了園林是系統(tǒng)構(gòu)成中的一員,但我國目前的海綿城市建設(shè)指南中,明顯仍然是市政等與工程相關(guān)的專業(yè)或技術(shù)做法更受到重視,基于綠地設(shè)計的內(nèi)容相對較少。

實際上,目前的工程系統(tǒng)傾向于把水與土分離,把水與生物分離,把排水和給水分離,把防洪和抗旱分離,是一種“水適應(yīng)人”的價值觀和技術(shù)管理體系。有學者已經(jīng)提出本專業(yè)是海綿城市建設(shè)的“共同領(lǐng)導者”和多學科整合平臺的重要依托,這亟待成為專業(yè)內(nèi)外的共識。

2、海綿城市相關(guān)基礎(chǔ)研究和數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建不充分

我國建設(shè)海綿城市的很多規(guī)范和技術(shù)導則參考了很多美國的BMPs、LID的相關(guān)內(nèi)容,但成功的海綿城市建設(shè)一定要科學嚴謹?shù)鼗诒镜貤l件進行研究。海綿城市技術(shù)設(shè)計需要的氣象、水文等基層資料一般分屬不同機構(gòu)管理,設(shè)計部門獲取并不容易,這直接影響了可持續(xù)雨洪管理相關(guān)設(shè)計的決策依據(jù)。國外經(jīng)驗是建立共享的數(shù)據(jù)平臺提供設(shè)計機構(gòu),幫助建設(shè)、設(shè)計方更科學合理的完成相關(guān)設(shè)計工作。

3、相關(guān)人才的培養(yǎng)與繼續(xù)教育亟需相應(yīng)更新

海綿城市建設(shè)是一項跨思維、跨尺度、跨學科的高度綜合復雜城市生態(tài)建設(shè),所謂跨思維是從“水適應(yīng)人”的思維轉(zhuǎn)變到“人適應(yīng)水”的過程??绯叨仁侵负>d城市不僅僅是雨水利用和管理問題、應(yīng)用LID技術(shù)和場地措施,還應(yīng)該包括宏觀尺度、中觀尺度的保護區(qū)域水文循環(huán)過程,應(yīng)該是從宏觀到微觀不同尺度的承接與配合;跨學科是指在海綿城市的建設(shè)中不僅需要風景園林學科對綠色基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)規(guī)劃與設(shè)計。

三、總結(jié)

第3篇

關(guān)鍵詞:海綿城市;建設(shè);問題;對策

城市建設(shè)經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展,城市面貌發(fā)生了翻天覆地的變化,我們在享受城市給我們帶來便利的同時,也要不斷提升城市的發(fā)展質(zhì)量和生態(tài)水平。近年來,隨著降水的增多,城市內(nèi)澇愈發(fā)嚴重,我國城市不得不面對水災,為了應(yīng)對這種局面,我們要建設(shè)海綿城市,緩解城市的內(nèi)澇,提升城市的生存環(huán)境。但海綿城市建設(shè)畢竟才剛剛起步,人們對海綿城市的建設(shè)還不夠了解,因此,在建設(shè)中會遇到很多問題,怎樣解決這些問題,提出應(yīng)對對策是至關(guān)重要的,只有解決好這些問題,才能為我國的城市發(fā)展做出更大的貢獻。

1海綿城市的內(nèi)涵和作用

海綿城市是新一代城市雨洪管理的概念,是指城市在面對環(huán)境的變化和大量雨水所帶來的自然災害時,能夠像海綿一樣具有一定的彈性,當城市的地面徑流豐富時,地面能通過吸水、滲水、凈水把這些水資源合理有效的儲存起來,當城市水資源缺乏時,能把水資源釋放出來,加以利用,滿足城市生態(tài)系統(tǒng)對水資源的合理應(yīng)用,既緩解了城市的內(nèi)澇,又有效保障了水資源的供給,合理有效地使城市的生態(tài)發(fā)展得以平衡。我們建設(shè)海綿城市的作用主要有幾點:第一,緩解了城市的內(nèi)澇問題,海綿城市最初建設(shè)的理念是解決城市降水過多的問題為出發(fā)點,我們要改變單純靠市政排水管道和泵站排水的現(xiàn)狀,要更好地依靠城市生態(tài)系統(tǒng)存儲,排放降水,合理利用人為調(diào)節(jié)和生態(tài)調(diào)節(jié)兩方面來緩解城市的內(nèi)澇問題。第二,形成良好的水循環(huán)系統(tǒng),保持城市的水土,不僅有效緩解了城市的內(nèi)澇,也能解決我國水資源不足、水質(zhì)惡化的問題,為城市建立良好的水循環(huán)系統(tǒng)。第三,改善城市的綠化和自然景觀,在建設(shè)海綿城市時,要對道路及居住的小區(qū)道路進行合理分割,加大綠地的使用面積,在道路上采用透水式鋪裝的辦法,增加城市內(nèi)部的水循環(huán)系統(tǒng)。此外,海綿城市的建設(shè)也會增加濕地、公園的建設(shè),為城市增添美麗的自然景觀。

2海綿城市建設(shè)中出現(xiàn)的問題

2.1綠色海綿體的數(shù)量很少

隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展,開發(fā)商為了賺取更多的利益,不舍得在土地上開發(fā)公共綠地,建設(shè)園林景觀,這就使得樓房越來越多,而綠化園林幾乎沒有,街區(qū)瀝青路蔓延在城市的大街小巷,如果城市在多雨季節(jié),就會發(fā)生內(nèi)澇,沒有可以吸收多余水分的綠色植被,導致海綿城市中最基本的滲水功能得不到實現(xiàn)。

2.2海綿城市建設(shè)缺少國家政策法規(guī)支持

海綿城市的建設(shè)是今年我國提出的一個新的城市建設(shè)目標,只是在一部分城市進行實施和試點,還沒有實現(xiàn)全國海綿城市的統(tǒng)一要求。我國土地遼闊,跨度很大,每座城市因為所處的位置不同,自然條件也不一樣,政府提出的關(guān)于建設(shè)海綿城市的法規(guī)政策需要一點點推行和完善,不斷總結(jié)和歸納海綿城市建設(shè)中存在的問題,并及時解決,如果沒有國家政策法規(guī)的支持,海綿城市建設(shè)就沒有標準的硬性規(guī)定,還會因為無法可依出現(xiàn)管理的混亂,這樣使得城市建設(shè)也會受到影響。

2.3人民群眾對于海綿城市缺乏一定的認識

在遇到降雨或是內(nèi)澇等自然災害時,人們的普遍想法是如何把雨水加快排出去,不影響人們正常的生活,卻意識不到如果把這些雨水存儲起來會變成一種可以利用的水資源。政府部門依照上級的安排積極建設(shè)海綿城市,卻沒有讓老百姓了解建設(shè)海綿城市的重要意義,這不利于創(chuàng)建海綿城市。

2.4科研水平和技術(shù)較為落后

在國外,海綿城市的建設(shè)是比較常見的城市規(guī)劃,且國外有建設(shè)海綿城市的一系列規(guī)劃,我國的海綿城市建設(shè)比較晚,在該領(lǐng)域的技術(shù)又相對落后,沒有相關(guān)的理論知識指導,一直是政府在不斷摸索和研究,因此,我們要引進國外的先進技術(shù),學習它們先進的建設(shè)思想,結(jié)合我國實際情況,更好地建設(shè)城市。政府部門對建設(shè)海綿城市的投入資金有限,這也對海綿城市的發(fā)展建設(shè)帶來了一定的影響。

3解決海綿城市建設(shè)問題的對策

3.1種植大量的綠色植物

隨著城市化建設(shè)的加快,城市的土地大都被開發(fā)商占用,可用的綠地過少,我們要想使城市更好的發(fā)展,就要想辦法解決這些問題,政府應(yīng)減少城區(qū)樓盤的建設(shè),不斷增加城市綠色植物的種植??梢栽隈R路上合理加大樹木的種植,擴大綠化帶面積,盡可能多創(chuàng)建帶有大量植被的公園和風景區(qū),盡量減少不透水的瀝青路面,只有這樣才能在城市一旦發(fā)生雨水較大或是城市內(nèi)澇時,城市里的大量植被可以滲透吸收雨水,把這些雨水吸收起來,進行水資源的再利用。如果城市的綠化不能利用,我們還可以進行屋頂?shù)木G化,這也是我們推行綠化建設(shè)的關(guān)鍵,它能夠起到很好的蓄存雨水的作用,生態(tài)環(huán)保,節(jié)能減排,可緩解城市的熱島效應(yīng),我們要大力推行,實現(xiàn)更好的綠化建設(shè)。

3.2政府要出臺相應(yīng)的法律法規(guī)

我國政府在建設(shè)海綿城市的同時,要有章可循,要出臺相關(guān)的法規(guī)政策引導海綿城市的建立,使海綿城市的建立能夠比較正規(guī)化。政府要加強監(jiān)管力度,出臺硬性的法律法規(guī),使各個城市都能按照規(guī)章政策創(chuàng)建海綿城市,最終把創(chuàng)建海綿城市當成終極目標,更好地實現(xiàn)城市化建設(shè)。政府要鼓勵海綿城市的建立,緩解我國部分城市缺水的現(xiàn)狀,讓水資源能夠很好的得以循環(huán)利用。

3.3做好宣傳,讓群眾更好地認識海綿城市

人們習慣了城市發(fā)展的最初模式,思想上比較保守,這阻礙了我國的城市化建設(shè),群眾對于海綿城市的認識還不夠深入,到底什么是海綿城市,它有什么作用,它的實現(xiàn)到底能給我們的生活帶來什么新的改變,這些問題人們還不是很了解,政府應(yīng)安排專業(yè)的人員進行講解和宣傳,讓百姓充分了解海綿城市的定義、意義和作用。政府在宣傳時,要讓人們了解水資源循環(huán)利用的重要性,這對發(fā)展海綿城市會起到一定的促進作用,有了廣大群眾的支持和理解,海綿城市的建立才會更加快速實現(xiàn)。

3.4提高我國科研水平,加大資金投入

我國海綿城市的建立還處于初級階段,還要不斷學習和借鑒先進國家的經(jīng)驗。政府在認識到海綿城市重要性的同時,要給予大力支持,在資金方面,要投入一定的研究資金,培養(yǎng)更多的專業(yè)人員學習先進的經(jīng)驗和技術(shù),做好人才儲備。海綿城市的建立是一個漫長的過程,不是一蹴而就的,需要各方的努力。

4結(jié)語

海綿城市的建立從長遠來看是一項利國利民的大事,是為子孫后代造福的好事,想要建設(shè)這種新的城市體系,就要更好地了解海綿城市。海綿城市的建立是城市發(fā)展的機遇,也是挑戰(zhàn),我們要迎難而上,做好各項工作,處理好水資源的循環(huán)合理利用,人們要從思想上轉(zhuǎn)變,國家要給予一定的財力、物力支持,社會各方相互配合,才能實現(xiàn)海綿城市的建立。

參考文獻:

[1]周建國.我國“海綿城市”建設(shè)管理問題研究[D].濟南:山東大學,2016.

[2]仇保興.海綿城市的內(nèi)涵、途徑與展望[J].建設(shè)科技,2015,(18):11-18.

第4篇

關(guān)鍵詞:海綿城市;綠地系統(tǒng);雨水管理

1 引言

城市作為區(qū)域政治、經(jīng)濟、文化中心,近年來卻頻頻出現(xiàn)“看?!钡木?jīng)r,引發(fā)了社會各界對城市排水系統(tǒng)建設(shè)的廣泛關(guān)注。而在城市綜合防災減災體系中,城市綠地系統(tǒng)占有十分重要的位置,是城市規(guī)劃和建設(shè)中的一個重要組成部分,它不僅具有美化城市環(huán)境、凈化空氣、平衡城市生態(tài)系統(tǒng)、為城市居民提供休憩游樂場所等作用,同時,在減輕城市內(nèi)澇及雨水災害也有較明顯的作用[1]。在此背景下,海綿城市的概念應(yīng)運而生,這是我國繼園林城市、森林城市、生態(tài)城市、低碳城市等一系列政策引導的城市理念后出現(xiàn)的新概念[2]。因此基于海綿城市的城市綠地對降低城市徑流污染,減輕城市內(nèi)澇,保持城市水環(huán)境具有重要意義。筆者基于海綿城市的概念及內(nèi)涵,提出了新型城市綠地雨水管理與傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)相結(jié)合的城市雨水管理模式。

2 海綿城市概念的提出及演進歷程

2.1 海綿城市概念提出背景

隨著城市化進程的不斷加快,城市地表不透水面積不斷增加,雨水下滲減少,地表徑流增加,加之城市市政排水系統(tǒng)不完備,使得城市內(nèi)澇現(xiàn)象越發(fā)嚴重。近年來,國內(nèi)許多大中型城市屢遭暴雨而頻現(xiàn)內(nèi)澇災害,如廣州“5?7”暴雨,南京“7?18”暴雨,2016年夏,武漢、北京、重慶等多地再次遭遇暴雨襲擊,重啟“看?!蹦J?。內(nèi)城“看?!钡木跋笏冻龅拇鷥r卻是眾多遇難的生命和慘重的經(jīng)濟損失,雨洪問題已被推到了城市中生活的每一個人面前。

我國傳統(tǒng)的城市建設(shè)卻不能較好的解決城市內(nèi)澇和洪水問題,其主要問題在于傳統(tǒng)的管道排水設(shè)施、防洪設(shè)施、排水工程落后以及對雨水資源利用意識的缺乏。管道排水是我國傳統(tǒng)的城市排水的主要方式,這種全人力的排水模式依然體現(xiàn)了人定勝天的思維模式。然而,隨著人地觀念更新,這種滯后的排水系統(tǒng)不能改善城市水生態(tài)服務(wù)功能,而引導城市可持續(xù)發(fā)展的有效途徑,逐漸被專業(yè)領(lǐng)域的學者提出并推廣,成為了國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導方針和戰(zhàn)略目標。

2.2 海綿城市概念及內(nèi)涵

海綿城市顧名思義就是讓城市具備像海綿一樣的吸水能力,其概念的產(chǎn)生與發(fā)展也經(jīng)歷了漫長的過程,楊陽等人綜合國內(nèi)關(guān)于海綿城市的研究和討論,將海綿城市的形成與發(fā)展歸納為概念雛形、實踐探索、概念發(fā)展和概念形成四個階段[2]。2013年12月,在召開中央城鎮(zhèn)化工作會議時強調(diào)提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來,優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水,建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。 2014年12月住建部、財政部、水利部便聯(lián)合印發(fā)了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南―低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》(建城函[2014]275號),明確提出了海綿城市的概念及建設(shè)路徑[6]。此后,仇保興[7]在《海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望》中指出海綿城市即城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用,提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災害的發(fā)生。最佳管理措施(BMPs)、低影響開發(fā)(LID)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)是海綿城市建設(shè)的理論基礎(chǔ),為構(gòu)建“海綿城市”提供了戰(zhàn)略指導和技術(shù)支撐[8]。海綿城市建設(shè)的目標主要包括:保護原有生態(tài)系統(tǒng)、恢復被破壞的水循環(huán)及生態(tài)特征以及推行低影響開發(fā)[7]。

3 城市綠地系統(tǒng)與城市綠地雨水管理的發(fā)展

3.1 城市綠地系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展

城市綠地系統(tǒng)是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成之一,伴隨著城市的產(chǎn)生而產(chǎn)生,其出現(xiàn)便是為了調(diào)和人類改造自然建設(shè)城市的實際需要和作為自然產(chǎn)物對自然的依賴與保護心理之間的矛盾。對于城市綠地系統(tǒng)的定義,目前尚沒有統(tǒng)一概念。李素英綜合不同領(lǐng)域?qū)Τ鞘芯G地系統(tǒng)的定義得出城市綠地系統(tǒng)是城市綠色空間中以植被為主體,以土壤為基質(zhì),以自然和人為因素干擾為特征,在生物和非生物因子協(xié)同作用下所形成的有序整體[9]。此外,中國大百科全書中對此的釋義為城市中由各種類型、各種規(guī)模的園林綠地組成的生態(tài)系統(tǒng),用以改善城市環(huán)境,為城市居民提供游憩境域[10]。

城市綠地隨著社會經(jīng)濟的進步而不斷發(fā)展。早期社會生產(chǎn)力水平底下,經(jīng)濟水平落后,城市規(guī)模較小,這一時期的綠地主要出現(xiàn)在達官貴人的宅院之內(nèi),其主要功能為滿足人們的觀賞與休憩,主要以點狀的形式分布于城市的各個區(qū)域。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,到近代工業(yè)革命時期,工業(yè)企業(yè)不斷增加,人口集聚現(xiàn)象日趨明顯,為城市的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著城市的快速增長,城市環(huán)境問題日漸凸顯。于是,在英、法、美等國率先掀起了“城市公園運動”及“田園城市”理念,大量修建城市公@,使得城市綠地逐漸形成規(guī)模[11]。城市綠地系統(tǒng)理論也初現(xiàn)于這一階段。隨著信息產(chǎn)業(yè)革命的進行,生產(chǎn)力得到極大的解放,人民生活水平不斷提高,對生活環(huán)境質(zhì)量的要求也不斷提高,對于城市建設(shè)城市綠化的要求也逐漸提高。因此,這一階段的城市綠地系統(tǒng)建設(shè)更多的是根據(jù)城市規(guī)劃要求結(jié)合城市特色,發(fā)展具有地方特色的城市綠地系統(tǒng)[12]。

3.2 傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)的不足

隨著城市化進程的加快,人民生活質(zhì)量的提高,傳統(tǒng)的城市綠地系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需要。一是現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)雨水管理功能尚未得到充分發(fā)揮。研究表明城市綠地系統(tǒng)有美化環(huán)境、休憩娛樂、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣、水土保持、維護生物多樣性等功能[9]。但傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)依然被作為休憩娛樂和環(huán)境美化等方面,其在雨水管理上的作用沒有得到充分體現(xiàn)。傳統(tǒng)的城市雨水管理多依賴市政雨水管網(wǎng)系統(tǒng),注重雨水的收集與快速排放。但隨著城市雨水管理觀念的轉(zhuǎn)變,雨水已不再是無用之物而是被視作一種資源而加以利用,因此傳統(tǒng)的城市綠地系統(tǒng)并沒有充分發(fā)揮其蓄水、排水和補充地下水的功能。二是傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)要素空間形態(tài)單一,金云峰等[13]在對國外的城市綠地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)城市綠地系統(tǒng)要素空間形態(tài)主要呈現(xiàn)點、線、面3種形態(tài)。然而在我國的《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標準(GB50137-2011)》中,只是對點狀要素進行了明確的規(guī)范和要求,因此說明我國當前的城市綠地系統(tǒng)要素主要為點狀要素。要素單一且要素之間相互隔離使得城市綠地并沒有成為一個整體系統(tǒng),系統(tǒng)功能也不能得到充分發(fā)揮。

4 城市雨水管理c城市綠地系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

在當前建設(shè)海綿城市的背景下,將傳統(tǒng)的城市雨水管理系統(tǒng)與現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)整合為城市綠地雨水管理系統(tǒng)是城市綠地與城市雨水管理發(fā)展的必然趨勢。其原因如下。

(1)城市雨水管理系統(tǒng)與城市綠地系統(tǒng)的整合能夠保證和促進各自功能的正常發(fā)揮,兩者在功能上并不矛盾,而是相互促進的。傳統(tǒng)城市雨水管理系統(tǒng)由于其蓄水的局限性往往不能及時將短時大量雨水輸送出去,因此傳統(tǒng)城市雨水管理系統(tǒng)輸水功能結(jié)合城市綠地系統(tǒng)蓄水功能可實現(xiàn)其各自功能的最大化,因此兩者滿足實現(xiàn)整合的前提。

(2)兩者的整合有助于提高空間的利用率,實現(xiàn)城市空間的高效可持續(xù)利用。無論是城市綠地系統(tǒng)建設(shè)和城市雨水管理系統(tǒng)建設(shè)都將占用大量的城市空間,而如果將兩者進行空間整合,建立立體的城市可持續(xù)綠地雨水管理系統(tǒng),將大大節(jié)約城市空間,提高城市空間利用率。同時,城市綠地系統(tǒng)的線狀和面狀布局本身也可實現(xiàn)更多的城市生態(tài)與社會服務(wù)功能,實際上,兩者整合之后大幅度提高了城市空間的利用效率。

盡管現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)與城市雨水管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)空間整合,形成城市綠地雨水管理系統(tǒng),但這種系統(tǒng)依然存在需要不斷完善和提高的地方。首先,現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng),其本身的功能與結(jié)構(gòu)尚不夠完善,因此整合后的城市綠地雨水管理系統(tǒng)的整體性和連續(xù)性也有待進一步提高,這樣才能保證其城市雨水管理功能的最大化。其次,現(xiàn)有的城市雨水管理規(guī)劃與城市綠地建設(shè)規(guī)劃的連接性不強,缺乏統(tǒng)一的城市綠地雨水管理規(guī)劃,因為城市雨水問題不僅僅是城市排水系統(tǒng)或者城市綠地雨水管理系統(tǒng)的問題,應(yīng)協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)各個方面的整體功能,才能確保最大程度上解決城市雨水問題。因此,在海綿城市概念下的城市綠地雨水管理系統(tǒng)除了保證系統(tǒng)內(nèi)部的有序性以外,還應(yīng)保證其與其他系統(tǒng)的連續(xù)性。

5 結(jié)語

在建設(shè)海綿城市的理念下,現(xiàn)有城市雨水管理系統(tǒng)應(yīng)當在空間上完成和城市綠地系統(tǒng)的整合,形成城市綠地雨水管理系統(tǒng)。不斷完善城市綠地系統(tǒng)自身功能與結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)與城市雨水管理系統(tǒng)的良好對接,同時協(xié)調(diào)與城市其他系統(tǒng)的關(guān)系,實現(xiàn)雨水在復雜城市系統(tǒng)內(nèi)的有序流動,只有這樣,城市綠地雨水管理綠地系統(tǒng)才能整合城市間其他系統(tǒng)來共同解決城市的綜合雨水問題。

參考文獻:

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[13]金云峰, 周聰慧. 城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃要素組織研究[J]. 城市規(guī)劃學刊, 2013(3): 86~92.

Study on Rainwater Utilization of UrbanGreen Land

System Based on the Sponge City Perspective

Zhou Wei , Zhang Kai, Zhang Lijuan

(Chengdu Huaxing Zhongzhi Engineering Consulting Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610047,China)

第5篇

觀規(guī)劃角度提出建議,以期更好地推動海綿城市的研究與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】:海綿城市;水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施;生態(tài)優(yōu)先;雨水利用

1、海綿城市的提出背景

城市化的不斷加深則帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題,其中水生態(tài)危機尤為突出。城市面臨的水生態(tài)問題遠不止洪澇災害,還有水資源短缺和水安全問題與之并存。反觀我國傳統(tǒng)城市建設(shè)模式,在應(yīng)對內(nèi)澇洪災和水安全問題的能力卻存在明顯不足。

因此,在我國水生態(tài)環(huán)境惡化和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的時代背景下,海綿城市作為人與自然和諧共存的有效途徑,被專業(yè)領(lǐng)域?qū)W者提出和推廣,并成為國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導方針和戰(zhàn)略目標。

2、海綿城市概念及意義

我國《指南》中對海綿城市的概念進行明確定義:指城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。該簡單概念背后隱含的深層內(nèi)涵,可以具體分解為:一是,海綿城市面對洪澇或者干旱時能靈活應(yīng)對和適應(yīng)各種水環(huán)境危機的韌力,體現(xiàn)了彈性城市應(yīng)對自然災害的思想;二是,海綿城市要求基本保持開發(fā)前后的水文特征不變;三是,海綿城市要求保護水生態(tài)環(huán)境,將雨水作為資源合理儲存起來,以解城市不時缺水之需?,F(xiàn)代化城市建設(shè)過程當中,海綿城市的應(yīng)用有利于解決水資源短缺、內(nèi)澇頻繁發(fā)生、水生態(tài)惡化等突出問題,為建設(shè)海綿城市提供重要保障[1-2]。

3、海綿城市發(fā)展歷程

3.1國外研究發(fā)展歷程

通過國外文獻研究發(fā)現(xiàn),海綿城市的概念最早被澳大利亞研究學者用來隱喻城市對周邊鄉(xiāng)村人口的吸附效應(yīng)。近年來,多有學者運用該概念來形象比喻城市吐納雨水的能力。Ignacio F. Bunster-Ossa用海綿城市來形容城市像海綿一樣處理雨洪自然事件問題的彈性能力,并以三個案例說明了從規(guī)劃到設(shè)計不同尺度的具體雨洪管理設(shè)計方法,包含雨洪滯留和過濾等景觀手法的應(yīng)用。2015年 1 月,美國《晨報》(Morning Edition)也展_了建設(shè)海綿城市的討論 。國際上關(guān)于“海綿城市”的相關(guān)理念與政策很多,盡管這些理念的名稱不同,但所采取的工程措施基本涵蓋:透水鋪磚、雨水花園、綠色屋頂、植草溝等雨水滲透、滯留設(shè)施,以及生物滯留池、濕地等雨水貯存設(shè)施。

3.2國內(nèi)研究發(fā)展歷程

通過研究國內(nèi)文獻研究發(fā)現(xiàn),國內(nèi)關(guān)于海綿城市概念最早可追溯到2003年,北京大學俞孔堅和李迪華教授共同出版的《城市景觀之路:與市長交流》一書中最早將“海綿”的概念比喻自然濕地、河流等對城市旱澇災害的調(diào)蓄能力。

在我國海綿城市概念發(fā)展的整個過程中,出現(xiàn)了多種概念名稱叫法,主要有綠色海綿、海綿體城市、生態(tài)海綿城市等,這些概念在改變傳統(tǒng)雨水排放模式、提高城市自然蓄水排水的能力、運用生態(tài)途徑解決城市水環(huán)境問題等方面展開了不同程度的探討研究,與海綿城市有著異曲同工的緊密聯(lián)系,最終在國家政策層面確定了海綿城市概念的統(tǒng)一和完善[1-2]。

4、海綿城市構(gòu)建途徑與措施

主要分為水生態(tài)系統(tǒng)功能主體保護與修復和源頭管理與控制技術(shù)(區(qū)域低影響開發(fā))。其中,水生態(tài)系統(tǒng)功能主體保護與修復主要包括:識別水資源保護生態(tài)斑塊、保護水系網(wǎng)絡(luò)及生態(tài)系統(tǒng)、修復已破壞的水生態(tài)斑塊及網(wǎng)絡(luò)、源頭管理與控制技術(shù)(區(qū)域低影響開發(fā))等。根據(jù)城市降雨過程,區(qū)域低影響開發(fā)技術(shù)主要分為截留技術(shù)、促滲技術(shù)和調(diào)蓄技術(shù)3種。其中,截留技術(shù)是通過材料或者結(jié)構(gòu),將降雨過程中雨水形成徑流的速度減緩,通過增加雨水匯集的面積來達到延緩徑流目的的技術(shù),如綠色屋頂及植物群落冠層截留等 [1-2]。

5、研究進展現(xiàn)狀概述(共識與爭議)

5.1三點共識

海綿城市理論產(chǎn)生至今,學術(shù)界達成了以下三點共識:

(1)海綿城市的建設(shè)是一個長期的過程。(2)內(nèi)澇和水體黑臭等一系列問題雖然最終表現(xiàn)在水體上,但是其產(chǎn)生原因涉及人類活動特別是城市建設(shè)的方方面面,不能“就水論水”。解決問題必須在統(tǒng)一規(guī)劃的引領(lǐng)下完成,不是單一部門。(3)國外經(jīng)驗是值得借鑒和總結(jié)的,但同時要注意的是,國內(nèi)外城市規(guī)模、密度、居住習慣和發(fā)展水平不同導致的差異值得重點關(guān)注。

5.2七點爭議

2014年10月,《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》的頒布,使海綿城市圈形成了“灰色”“綠色”“灰-綠結(jié)合”三派鼎立的局面。爭議焦點大致總結(jié)為以下七點:(1)城市海綿概念可行性(2)綠地用來調(diào)節(jié)徑流的可行性(3)綠地承擔滯洪作用的可行性(4)城市保存雨水和充實地下水的方式(5)海綿城市解決水質(zhì)污染問題的可行性。(6)建設(shè)海綿城市是否更省錢。(7)海綿概念是否可發(fā)展。

積極利用綠色海綿體保護和儲留雨水是一項積極善意的發(fā)展,但前提條件是城市擁有充足的綠地,雨水沒有被污染。城市海綿體對治理洪澇能起多大作用,需要實事求是、因地制宜地分析。我們不能把海綿城市當做是解決城市洪澇問題必須且唯一的靈丹妙藥,應(yīng)該打破僵化的思維方式,站在更高的層面、更大的時空尺度上來觀察雨洪管理的問題

結(jié)束語

雨水不是負擔,而是寶貴的資源。在城市景觀設(shè)計中,將水資源、土地資源等生態(tài)平衡納入設(shè)計理念中,建立海綿城市是我國城市建設(shè)發(fā)展的必然趨勢,而我國當前所面臨的資源

問題和環(huán)境問題日益嚴峻,進一步表明我國建設(shè)海綿城市的必要性,因此,只有更好的將海綿城市設(shè)計與城市景觀設(shè)計結(jié)合起來,才能有效解決城市地表水存儲問題,減少城市生態(tài)環(huán)境惡化現(xiàn)象,進而促進我國現(xiàn)代化城市的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

[1] 仇保興.海綿城市 (LID) 的內(nèi)涵、途徑與展望 [J]. 給水排水,2015,41(3):1-7.

第6篇

關(guān)鍵詞:海綿城市;人居環(huán)境;綠色環(huán)保;城市品位

在當前追求綠色生態(tài)的大環(huán)境下,人們越發(fā)注重城市發(fā)展與自然環(huán)境、人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一,更加講求對天然水資源、植被資源、雨水資源等資源的合理利用。在全面釋放城市活力的基礎(chǔ)上,追求高質(zhì)量的綠色可持續(xù)發(fā)展,水資源的重要性不言而喻,因此對水資源合理利用的研究,對于制定全面合理的城市發(fā)展規(guī)劃、提升整個城市的人居環(huán)境將有很大的現(xiàn)實意義。

1海綿城市的相關(guān)概述

《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南――低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》,對海綿城市的概念給出了明確的定義,即城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災害方面具有良好的彈性,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄積的水“釋放”并加以利用,提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災害的發(fā)生。海綿城市的建設(shè)主要包括三個方面的內(nèi)容:一是保護原有生態(tài)系統(tǒng)。二是恢復和修復受破壞的水體及其他自然環(huán)境。三是運用低影響開發(fā)措施建設(shè)城市生態(tài)環(huán)境。海綿城市的基礎(chǔ)設(shè)施除了自然河流、湖泊、林地等外,還包括城市綠地,要求在滿足綠地功能的前提下,通過研究適宜綠地的低影響開發(fā)控制目標、指標、規(guī)模、布局方式,與周邊匯水區(qū)有效銜接模式,植物及優(yōu)化管理技術(shù)等,可以顯著提高城市綠地對雨水的管控能力。

2海綿城市人居環(huán)境構(gòu)造中的綠色因素

2.1城市綠色的可持續(xù)發(fā)展

城市綠地系統(tǒng)與海綿城市體系在規(guī)劃階段相互指導。綠地系統(tǒng)是對各種城市綠地進行定性、定位、定量的統(tǒng)籌安排,形成具有合理結(jié)構(gòu)的綠地空間系統(tǒng)。海綿城市體系的規(guī)劃強調(diào)城市綠地系統(tǒng)對雨水徑流量、峰值流量與徑流污染的控制能力,對城市綠地的建設(shè)提出了更多要求。城市綠地布局、規(guī)模與建設(shè)情況也會反過來影響海綿城市體系的規(guī)劃,兩者在規(guī)劃階段相互指導。

2.2生態(tài)雨水管控系統(tǒng)的構(gòu)建

生態(tài)綠地對雨水管控的生態(tài)功能部分契合了海綿城市對雨水管控要求。城市綠地具有雨水的滲透、滯留、蓄集和凈化功能,這與海綿城市要求的對雨水的滲透、滯留、蓄集、凈化、利用和排放與管控措施部分吻合,城市綠地是海綿城市體系的主要組成部分。

2.3城市地下建設(shè)體系的形成

海綿城市體系下城市綠地建設(shè)標準,符合城市綠地生態(tài)化和節(jié)約型園林的要求。城市綠地的生態(tài)化和節(jié)約型園林要求城市綠地要充分利用天然降水,減少雨水的地表徑流,減少對地下水的依賴。海綿城市建設(shè)要采取的雨水管控措施符合節(jié)約型園林建設(shè)的要求,促進了節(jié)約型園林和綠地生態(tài)化的發(fā)展。

3構(gòu)建海綿城市人居環(huán)境的營造路徑

3.1城市綠地系統(tǒng)與雨水控制系統(tǒng)的融合

城市綠地系統(tǒng)可有效地控制雨水徑流量,實現(xiàn)對雨水的回收再利用,但是在控制雨水徑流方面,由于海綿城市體系對城市雨水管渠系統(tǒng)仍具有較強的依賴性,因此城市綠地系統(tǒng)在海綿城市體系中承擔輔助角色。根據(jù)國內(nèi)試點城市的經(jīng)驗,城市綠地系統(tǒng)在海綿城市體系中對雨水徑流量的控制率約為30%~40%,城市綠地系統(tǒng)在海綿城市體系中發(fā)揮一定的輔助作用,對雨水的處理能力低于海綿城市體系對城市綠地系統(tǒng)的預期。不能為了消納多年不遇的雨水,而使生長多年的樹木被浸泡而死,同時也不能只顧綠地的消納功能,只種耐水濕植物而降低了植物多樣性。不能只做一些排水植草溝、雨水濕地花園而減少喬木種植量,降低了綠地應(yīng)當以喬木為主的生態(tài)功能。在實際工作中,要科學地處理好綠地對多年不遇的一次性雨水消納功能與千百年綠地喬灌木形成的生態(tài)為主的多種功能熟輕熟重的關(guān)系。

3.2雨水管控模式的綜合建立

根據(jù)城市降雨過程,低影響開發(fā)雨水管控技術(shù)主要分為截留技術(shù)、滲透技術(shù)和調(diào)蓄技術(shù)3種?,F(xiàn)結(jié)合南陽市的綠地狀況提出如下具體方法:透水地面方面,園路、廣場、樹穴周圍等需鋪裝的地方,采用透水地面,增加雨水下滲。滲透井方面,在綠地中分散布置小型滲水井,利用碎石等材料的空隙,貯有的雨水向四周的土壤中擴散。滲水邊溝方面,在綠地道路旁建造滲水邊溝,當降雨量大或降雨時間長時,減少降水的流失。坡地蓄水溝方面,在園林中坡地較大的地段,每隔一定高程建平行水溝,溝的兩邊在徑向上相互搭接。地下雨水收集管網(wǎng)方面在地下埋設(shè)多孔管材,管材周圍填棄碎石或其它多孔材料,利于雨水的滲透。生態(tài)草溝方面,在大型綠地的中部或廣場、停車場邊緣,設(shè)置生態(tài)草溝,有效收集下沉雨水,減少地表徑流。擋土墻方面,在山坡或陡峭地形上,設(shè)置擋土墻,將坡地作成梯田或魚鱗坑,有效阻擋雨水。在坡度較大的山路或園路上,每間隔一段距離作一段平臺,平臺四周適當圍合,中間鋪砂、石子等透水材料。雨水濕地花園方面,雨水濕地花園也稱“生物滯留區(qū)域”,指在園林綠地中種有樹木的低洼區(qū),由樹皮或地被植物作為覆蓋。通過雨水滯留下滲來補充地下水,并降低暴雨地表徑流的洪峰,還可通過吸附降解離子交換和揮發(fā)等過程減少污染。并使之逐步滲入土壤,涵養(yǎng)地下水或補充景觀用水、廁所用水等。

3.3城市環(huán)保與居住環(huán)境的優(yōu)化

在臺風的影響下,會對海綿城市景觀設(shè)計帶來更大的挑戰(zhàn)。因此,要從多方面強化在植被、綠色生態(tài)建筑等方面的整體融合度。在具體的設(shè)計中,突出海綿城市氣候特點,形成不同時令景觀的多方面呈現(xiàn)。譬如,在露天花草的襯托下,對于一些開花效果良好的植被進行整體的設(shè)計管理。其中,在植被的選擇中,可以使用桫欏和銀杉2種,還可以結(jié)合運用白豆杉、水杉、野荔枝等植被,并結(jié)合嶺南地區(qū)的長苞鐵杉、野龍眼等不同的植被,形成一種綠色的生態(tài)構(gòu)建方式。同時,在植被類型的選擇中,可以選擇相應(yīng)的熱帶雨林植物,形成常綠闊葉林、中亞熱帶典型植被等,并對于北緯度地帶性植被,形成常綠闊葉林等混搭的方式,這樣,可以實現(xiàn)在海綿城市綠色生態(tài)植被管理與運用的綜合性,形成常綠針葉林、竹林、灌木以及草坡等生態(tài)要素的營造,更好地體現(xiàn)出一種樂觀向上、積極的生態(tài)模式,及時進行加固護理處理方式。在臺風等強熱帶風暴的影響中,就要對綠色樹木進行整體的支撐檢查,在進行原有枝條加固的基礎(chǔ)上,對于缺損的,要依據(jù)樹木的大小規(guī)格以及生長態(tài)勢、樹種特性以及現(xiàn)場種植的條件等,形成不同的綜合管理模式。因此,在支柱與樹干之間運用橡膠、草繩等柔軟的東西,提升海綿城市綠色景觀設(shè)計的綜合作用。

第7篇

關(guān)鍵詞:海綿城市建設(shè)、生態(tài)、工程技術(shù)、新概念

2012年,海綿城市這個概念首次被提出,就引起了不小的反響。海綿城市(LID)指的是城市能夠像海綿一樣,在降水時,利用一些綠化植物的保水功能和蓄水池等收集雨水,實現(xiàn)放內(nèi)澇及蓄水抗旱等功能。從而有效緩解城市水資源短缺與城市內(nèi)澇之間的矛盾,并助力于修復城市水生態(tài)環(huán)境。構(gòu)建海綿城市的經(jīng)濟效益不可小覷。海綿城市建設(shè)非常注重對天然水系的保護利用,相比于建設(shè)排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量,海綿城市建設(shè)在勞動力成本上又有了一大突破,調(diào)蓄設(shè)施往往與城市既有的綠地、園林、景觀水體等相結(jié)合,“凈增成本”減少。倘若海綿城市概念能夠得以廣泛實施,必然是現(xiàn)代社會的一大生態(tài)革命。

一、海綿城市建設(shè)中出現(xiàn)的問題及解決辦法

1新舊觀念的對抗

從資源利用角度來看,不難發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)城市建設(shè)大都采用“以求應(yīng)供”的模式,導致大量資源的不合理堆滯浪費。而海綿城市的建設(shè)模式卻如它的名字一般,有彈性地“以供應(yīng)求”。從根本上與傳統(tǒng)的城市雨洪管理模式區(qū)別開來,也就使得大部分企業(yè)難以適應(yīng),從而成為海綿城市建設(shè)中的一大阻礙。傳統(tǒng)的城市雨洪管理建設(shè)設(shè)施在社會生活中隨處可見,地面下縱橫交錯的下水道正是最好的體現(xiàn)。仔細想想,我們不難發(fā)現(xiàn):雨水直接變成了廢水。事實上,隨著溫室效應(yīng)的加強,全球氣候變暖,水資源的逐步稀缺,雨水——資源回收率及其低的天然水資源,是具有超能的創(chuàng)造力的。不僅僅是經(jīng)濟上的效益,生態(tài)上帶來的益處簡直是國人的福音。所以,深入貫徹落實“海綿思想”不失為一個好方法。海綿思想,即有彈性的思想,以海綿城市為出發(fā)點,不拘泥與時代,不拘泥于生活。以此逐步構(gòu)建生態(tài)和諧的社會。

2規(guī)?;到y(tǒng)的建立難題

此規(guī)模化系統(tǒng)大抵可以定義為建立在全國各地的完善的雨水濕地、下沉式綠地、植被緩沖等具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市系統(tǒng)和城市雨水管渠系統(tǒng)及超標雨水徑流排放系統(tǒng)。但是就目前來說,大多中小型城市都沒有足夠的資金投入及管理意識,加之很多中小企業(yè)根本沒有能力來試水,前期投入資金的缺乏,相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗的不足,市場行情的不確定性都為海綿城市的持續(xù)推進構(gòu)成了一種隱形障礙。以生態(tài)文明建設(shè)為中心,從政府出發(fā),企業(yè)為輔。借鑒于以往的“先富帶動后富”,依舊可以采用“公帶私,大帶小”的管理經(jīng)營策略。正所謂“大樹底下好乘涼”,但是,這并不意味著盲目跟從,在發(fā)展中創(chuàng)新才是根本。

3各領(lǐng)域間的配合問題

生態(tài)建設(shè)的促進與利益的分工化及其合理化。隨著社會經(jīng)濟科技的發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略正在生態(tài)文明建設(shè)道路上顯得越發(fā)不可忽視,而海綿城市這種概念直觀地體現(xiàn)了“循環(huán)”的意義。這是一場傳統(tǒng)與新治的較量,各個領(lǐng)域。各個企業(yè)間的合作是必不可少的。然而,海綿城市由于落實的反差性,在城鄉(xiāng)規(guī)劃具體實施中不占優(yōu)勢,使它成為了一種單一的概念。國家鼓勵中小企業(yè)的全面推進生態(tài)文明建設(shè)。相關(guān)技術(shù)捐贈、開設(shè)海綿城市專題討研會、項目外包、組織交流溝通等均可以嘗試一番。

二、海綿城市建設(shè)相關(guān)技術(shù)問題及解決辦法

1科技研發(fā)的滯后性

海綿城市建設(shè)在中國是一個新生事物,現(xiàn)有的雨洪管理經(jīng)驗和技術(shù)利用率不高,從“零”開始研發(fā),需要大量的實驗積累與經(jīng)驗海綿城市建設(shè)及相關(guān)技術(shù)問題分析楊振雷西安市第二市政工程公司陜西西安710075分析,專業(yè)人才的需求量很大,但專業(yè)研發(fā)人才卻很少,以致海綿城市的持續(xù)推進受阻。培養(yǎng)人才是關(guān)鍵,可以先從教育界入手,新增大學生生態(tài)文明建設(shè)之類的專業(yè),加強對環(huán)境維護、給排水等專業(yè)的重視,注重實踐。

2低影響開發(fā)技術(shù)的選擇

一般情況下,規(guī)劃定位的目標是海綿城市建設(shè)過程中的關(guān)鍵因素,從徑流峰值控制、徑流污染控制等條件中篩選,開發(fā)出系統(tǒng)海綿體。既是要點,更是難點。因地制宜,分析各個城市的區(qū)域位置、氣候特點、降雨規(guī)律、水文特點等,作出不同的規(guī)劃定位目標,并在此過程中,遵循資源節(jié)約、經(jīng)濟適用、環(huán)境保護的原則,合理選擇低影響開發(fā)雨水技術(shù),例如,針對降水較多的南方城市,側(cè)重點應(yīng)該在雨水的儲蓄與排放,而較之降水較少的北方城市,側(cè)重點則是雨水的凈化與利用。

3突襲式建設(shè)的挑戰(zhàn)

作為一種新概念,我們可以親切地把海綿城市叫做一個時代的衍生物,生態(tài)文明建設(shè)的促進與利益的分工化及其合理化一直是一項有意義的挑戰(zhàn)。接納新事物的同時也就意味著舊模式的沒落,反之,舊模式的正常運行,就是新模式最大的阻礙。政府及時制定出有關(guān)海綿城市的政策已經(jīng)成為刻不容緩的事情,鼓勵海綿城市的推進,出面籌集資金等都行之有效。

海綿城市在我國的生態(tài)文明建設(shè)道路上一抹清泉般驟然沖擊到社會這股浪潮中,是時代的戰(zhàn)利品,也是時代的附屬品。在國土、排水、道路、交通等各個方面都將起著舉足輕重的作用,雖然面臨的挑戰(zhàn)不少。但是,一旦成功覆蓋實施,在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的襯映下,對建設(shè)美麗中國具有非同尋常的意義,也必然會使綠色生態(tài)家園在這個時代火樹銀花般精彩綻放。

作者:楊振雷 單位:西安市第二市政工程公司

【參考文獻】

[1]俞孔堅,李迪華,袁弘,等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規(guī)劃,2015,39(6):26-36.