基于LID理念和修補(bǔ)膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造設(shè)計(jì)

張子儒

摘要：老舊小區(qū)內(nèi)修補(bǔ)膠污染特征與降雨有密切關(guān)系，雨水的沖刷會增大修補(bǔ)膠的污染程度，在對老舊小區(qū)場地改造時(shí)，從LID（Low Impact Development，LID）理念出發(fā)，根據(jù)修補(bǔ)膠的污染特征，采用透水鋪設(shè)設(shè)計(jì)改造老舊小區(qū)內(nèi)路面，控制雨水沖刷，增加場地內(nèi)綠化植物種類，設(shè)計(jì)雨水設(shè)施調(diào)蓄容積，形成擬自然循環(huán)狀態(tài)，減少維護(hù)成本，根據(jù)小區(qū)空間分布特征，改造不同的場地服務(wù)設(shè)施，為老舊小區(qū)居民提供的服務(wù)。結(jié)果表明：提出的基于LID和修補(bǔ)膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造方法節(jié)能效果好、面源污染控制效果好，整體經(jīng)濟(jì)效益更高。

關(guān)鍵詞：LID;修補(bǔ)膠;污染特征;老舊小區(qū);場地改造;雨水設(shè)施

中圖分類號：TU242.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5922（2022）06-0072-05

Site reconstruction design of old residential area based on LID idea and repair glue pollution characteristics

ZHANG Ziru

（Xi'an Translation University， Xi'an 710105， China

）

Abstract：The pollution characteristics of repair glue in the old community are closely related to rainfall， since the scouring of rainwater will increase the pollution degree of repair glue. During the site reconstruction of the old community， starting from the LID（Low Impact Development，LID） concept and according to the pollution characteristics of repair glue， permeable pavement design is adopted to reconstruct the pavement in the old community， control rainwater scouring， increase the types of greening plants in the site， design the regulation and storage capacity of rainwater facilities， form a quasi-natural circulation state， reduce maintenance costs， and transform different site service facilities according to the spatial distribution characteristics of the community to provide services for the residents of the old community. The experimental results show that the old community site reconstruction method based on LID and repair glue pollution characteristics has good energy-saving effect， good non-point source pollution control effect and higher overall economic benefit.

Key words：LID; repair glue; pollution characteristics; old community; site reconstruction; rainwater facilities

在城市建設(shè)發(fā)展中，老舊小區(qū)改造是不可缺少的部分。城市中的老舊小區(qū)與后來開發(fā)的商品樓不同，與開發(fā)商之間沒有利益掛鉤;在早期建造中，重點(diǎn)是解決居民安置問題，只保證了生存層面的需求[1]?，F(xiàn)階段，人們對生活質(zhì)量要求越來越高，在老舊小區(qū)內(nèi)，居民的精神層面的愿望得不到滿足，缺少活動(dòng)場地和綠化設(shè)施，使得當(dāng)?shù)鼐用窬裆顓T乏，老舊小區(qū)場地改造日趨迫切[2]。

目前對于老舊小區(qū)場地改造的研究在國內(nèi)外有很多，總的來說，在老舊小區(qū)的綜合建設(shè)上分為2個(gè)方面：一方面專家認(rèn)為應(yīng)以改造為核心，新建為輔助，從原有的基礎(chǔ)上對老舊小區(qū)進(jìn)行改造，節(jié)約成本;另一方面，有專家認(rèn)為應(yīng)將綠化環(huán)境、居民需求作為重點(diǎn)，美化小區(qū)環(huán)境，增加服務(wù)設(shè)施，擴(kuò)大活動(dòng)場地[3]。無論是哪一種改造理論，隨著城市建設(shè)腳步的不斷前進(jìn)，老舊小區(qū)的場地改造需求不斷變換。以目前的老舊小區(qū)發(fā)展情況作為依據(jù)，現(xiàn)很多老舊小區(qū)場地改造方法為了適應(yīng)現(xiàn)代化、信息化的大環(huán)境，在場地改造上投入大量資金;對于某些老舊小區(qū)，改造后在污染治理上還需要額外的資金投入，增加了老舊小區(qū)改造的額外負(fù)擔(dān)[4]。因此，在原有的研究理論的支持下，設(shè)計(jì)新的老舊小區(qū)場地改造方法，從修補(bǔ)膠污染特征入手，引入低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）理念，強(qiáng)化老舊小區(qū)場地改造方法。

1基于LID和修補(bǔ)膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造設(shè)計(jì)

1.1基于LID和修補(bǔ)膠污染的路面改造

在老舊小區(qū)中，水管管道的維修需要使用大量修補(bǔ)膠，這些修補(bǔ)膠包含不易降解的污染物，經(jīng)過長年的累積，產(chǎn)生的污染物會隨著雨水的沖刷污染環(huán)境，給人體健康帶來危害[5]。面對這一情況，針對修補(bǔ)膠污染的分散特征，利用LID理念控制污染修補(bǔ)膠的污染情況。

老舊小區(qū)修補(bǔ)膠污染特征受到雨水的影響比較大。當(dāng)降雨量達(dá)到一定程度后，來不及滲透的雨水會不斷沖刷管道內(nèi)修補(bǔ)膠位置，形成面源污染。對于這種情況，采用LID改造，將小區(qū)內(nèi)的修補(bǔ)膠污染嚴(yán)重的位置，改造雨水花園和透水鋪裝。

在老舊小區(qū)中，道路鋪裝的材料多數(shù)是硬質(zhì)水泥，其滲透性比較差，在降雨量較大時(shí)，對雨水的處理存在消極作用。因此，在透水鋪裝改造中，不使用傳統(tǒng)的道路鋪裝材料，使用新型滲透率比較好的透水材料改造老舊小區(qū)內(nèi)的路面鋪裝。具體的透水鋪裝設(shè)計(jì)如圖1所示。

對老舊小區(qū)路面改造設(shè)計(jì)的同時(shí)，以老舊小區(qū)居民對場地的需求，選擇合適的綠化植物，設(shè)計(jì)雨水設(shè)施調(diào)蓄容積。

1.2雨水設(shè)施調(diào)蓄容積設(shè)計(jì)

老舊小區(qū)缺少綠化設(shè)施，在LID理念的影響下，采用雨水花園改造形式改造老舊小區(qū)，以雨水控制效果和綠化效果出發(fā)，盡可能保證涵養(yǎng)水源的功能，選擇綠化植物并配置。對于改造的下沉式綠地，可適當(dāng)選擇一些鄉(xiāng)土植物，這類植物觀賞性較強(qiáng)，耐澇性比較好。

對于老舊小區(qū)改造的場地側(cè)方位置，以植草溝為主，為了使其形成的溝渠具有更好的擬自然狀態(tài)，選擇的植物多數(shù)為草本植物。此類植物根系比較發(fā)達(dá)，能夠抵抗雨水的沖刷，對雨水徑流有比較好的延緩效果。

在改造場地時(shí)，將場地中間部分剩余的空間改造綠地，增加綠化面積，同時(shí)根據(jù)上述內(nèi)容增加一些雨水設(shè)施。以LID理念作為依據(jù)，設(shè)計(jì)不同部分的雨水設(shè)施調(diào)蓄容積。具體計(jì)算公式：

V=10HGS

V=10HGS

V=10HGS

V=10HGS

V=V+V+V+V

式中：V表示場地建筑物調(diào)蓄容積;V表示綠地調(diào)蓄容積;V表示透水鋪裝調(diào)蓄容積;V表示混凝土的調(diào)蓄容積;H表示降雨量;G、G、G、G分別表示場地建筑物、綠地、透水鋪裝、混凝土地的雨量徑流系數(shù);S、S、S、S分別表示各自的匯水面積;V總表示總調(diào)蓄指標(biāo)容積。

在對老舊小區(qū)場地改造時(shí)，按照上述設(shè)計(jì)內(nèi)容對場地進(jìn)行綠化改造。同時(shí)，依據(jù)老舊小區(qū)老人和兒童的需求，增加活動(dòng)場地。

1.3活動(dòng)場地改造

為了保證老舊小區(qū)活動(dòng)場地的多樣化，采用空間聚類模型分析老舊小區(qū)空間分布模式和規(guī)律。構(gòu)建空間尺度估計(jì)函數(shù)：

式中：A表示老舊小區(qū)面積;n表示小區(qū)內(nèi)建筑物個(gè)數(shù);d表示空間尺度;rijd表示權(quán)重。根據(jù)空間尺度范圍與i、j兩點(diǎn)距離的大小，取值0～1，當(dāng)點(diǎn)距離在空間尺度范圍內(nèi)，則r（d）為1;反之，r（d）為0。將計(jì)算結(jié)果與觀測結(jié)果相比較，如果觀測結(jié)果大于計(jì)算結(jié)果，則小區(qū)內(nèi)空間分布聚類程度比較高，可直接操作的空間比較少;反之，如果觀測結(jié)果小于計(jì)算結(jié)果，說明小區(qū)內(nèi)空間分布聚類程度較低，具有顯著離散性，有很多可直接操作的空間。

針對老舊小區(qū)空間分布聚集性明顯的情況，先對內(nèi)部住宅進(jìn)行改造，劃分出后續(xù)改造的場地;具體改造方式如圖2所示。

通過圖2中顯示的改造方式，獲得比較寬闊的改造場地。在場地改造中，增加一些體育運(yùn)動(dòng)場地，在一些遮陽位置設(shè)置休息座椅，滿足老年人的休閑需求;對于兒童的活動(dòng)需求，在活動(dòng)場地中改造出一個(gè)沙池，配置兒童活動(dòng)器械，滿足兒童的活動(dòng)需求。

在老舊小區(qū)內(nèi)住宅間存在一些空間比較小的場地，這些場地很難放置體積較大的設(shè)施，在改造時(shí)，加入一些精致的園藝臺和提供休息的小型座椅，以供居民日?；顒?dòng)。在改造后，提高對小區(qū)內(nèi)綠化內(nèi)容的重視程度，避免出現(xiàn)白色垃圾污染的情況;同時(shí)針對小區(qū)內(nèi)隨意停車問題加以重視，禁止車輛停留在活動(dòng)場地內(nèi)，影響居民休閑活動(dòng)，盡可能為小區(qū)居民提供環(huán)境良好、服務(wù)設(shè)施齊全的活動(dòng)場地。

2基于LID和修補(bǔ)膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造實(shí)驗(yàn)

2.1案例分析

實(shí)驗(yàn)研究中，以西安某地區(qū)的老舊小區(qū)作為實(shí)驗(yàn)案例，該小區(qū)共有11處活動(dòng)場地，選擇其中5處場地作為目標(biāo)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。首先對場地進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，了解場地的簡單結(jié)構(gòu)。選擇的老舊小區(qū)位于社區(qū)公共服務(wù)中心前，附近有小型健身器材場地，位于小區(qū)中部西南方向;經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該小區(qū)活動(dòng)設(shè)施比較少，場地過于簡陋，分布也不是很均勻，活動(dòng)場地使用率非常低，并且整個(gè)小區(qū)內(nèi)場地綠化率也很低，機(jī)動(dòng)車占用情況比較嚴(yán)重，供人休息的地方比較少，分布不合理。具體的分布情況如圖3所示。

以圖3顯示的老舊小區(qū)作為案例，使用計(jì)算機(jī)軟件模擬出老舊小區(qū)結(jié)構(gòu)與環(huán)境，考慮到設(shè)計(jì)的老舊小區(qū)是基于LID和修補(bǔ)膠污染特征實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)驗(yàn)研究中，設(shè)置LID調(diào)蓄容積，設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積必須大于原調(diào)蓄指標(biāo)，控制年徑流總量在設(shè)定目標(biāo)的85%以上。LID措施調(diào)蓄容積具體內(nèi)容如表1所示。

在完成上述設(shè)定后，從改造小區(qū)的面源污染控制和節(jié)能兩方面展開研究與分析。同時(shí)，為了進(jìn)一步驗(yàn)證提出的老舊小區(qū)改造方法更加科學(xué)合理，實(shí)驗(yàn)中引入現(xiàn)階段比較常規(guī)的老舊小區(qū)改造方法，在相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，分析各個(gè)改造方法的改造水平。

2.2老舊小區(qū)改造節(jié)能評價(jià)實(shí)驗(yàn)分析

在原有的老舊小區(qū)的基礎(chǔ)上，采用不同的改造方法改造老舊小區(qū)，從改造前后的能源、經(jīng)濟(jì)、功能和環(huán)境4個(gè)方面建立評價(jià)指標(biāo)，制定包括既有住宅節(jié)能改造在內(nèi)的老舊小區(qū)節(jié)能評價(jià)指標(biāo)。具體指標(biāo)如圖4所示。

計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的重要程度，在確定各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重后，計(jì)算各個(gè)改造方法改造完成后的評價(jià)指標(biāo)分值，得到具體的評分，分析各個(gè)改造方法的節(jié)能水平;獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

由圖5的結(jié)果可知，在3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，基于環(huán)保理念的改造方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，功能指標(biāo)、能源指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)對應(yīng)的評分值分別是81.4、78.2、68.7、79.3，這可以看出經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評分值較低，經(jīng)濟(jì)性水平一般;基于海綿城市的改造方法4項(xiàng)指標(biāo)對應(yīng)的評分值分別是73.8、77.9、79.9、80.3，各個(gè)指標(biāo)之間評分值相差比較小，整體發(fā)展較平衡，沒有突出項(xiàng);提出的老舊小區(qū)改造方法結(jié)果中各個(gè)指標(biāo)對應(yīng)的評分值分別是98.7、97.2、98.9、96.3，整體評分值高，說明改造后的老舊小區(qū)節(jié)能水平高。綜上所述，提出的基于LID和修補(bǔ)膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造方法節(jié)能水平更高，經(jīng)濟(jì)效益更好。

2.3面源污染控制效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在面源污染控制效果實(shí)驗(yàn)研究中，考慮修補(bǔ)膠污染對小區(qū)產(chǎn)生的影響，通過對降雨過程的監(jiān)測，側(cè)面分析老舊小區(qū)改造后的面源污染控制效果。對于降雨過程的監(jiān)測，使用自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)備，結(jié)合人工采樣，評估降雨沖刷帶走的污染量。實(shí)驗(yàn)中，以降雨后小區(qū)內(nèi)沉積物單位面積質(zhì)量、沉積物粒徑組成比例以及污染物濃度作為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6顯示的是不同改造方法下的降雨后單位面積質(zhì)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，數(shù)據(jù)量是降雨前的單位面積質(zhì)量相比較的結(jié)果。從圖6可以看出，在選定的小區(qū)道路、活動(dòng)廣場和小區(qū)公園3個(gè)地點(diǎn)上，各個(gè)改造方法下的沉積物單位面積質(zhì)量均有明顯的下降，相比之下，提出的改造方法沉積物單位面積質(zhì)量下降更加明顯。

當(dāng)降雨量達(dá)到一定程度時(shí)，小區(qū)內(nèi)各處水管沉積顆粒物的組成比例會出現(xiàn)變化，變化大說明降雨對小區(qū)內(nèi)管道影響大，小區(qū)內(nèi)對雨水的攔阻和調(diào)蓄不合理。以基于環(huán)保理念的改造方法和基于海綿城市理念的改造方法作為實(shí)驗(yàn)參考項(xiàng)，獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

由圖7可以看出，基于環(huán)保理念的改造方法和基于海綿城市理念的改造方法粗顆粒明顯比較多，細(xì)顆粒較少;與其相比，提出的改造方法粗顆粒和細(xì)顆粒比例更均衡，小區(qū)對雨水的攔阻和調(diào)蓄更加科學(xué)。

降雨不僅會對小區(qū)內(nèi)沉積物顆粒比例產(chǎn)生影響，還會對重金屬濃度產(chǎn)生影響。重金屬污染是環(huán)境污染中一個(gè)比較大的問題，在治理上需要消耗比較多的經(jīng)濟(jì)成本，以重金屬的濃度變化作為指標(biāo)，更能說明老舊小區(qū)改造方法的經(jīng)濟(jì)性。老舊小區(qū)改造沉積物重金屬濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

圖8的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，Cd的濃度是擴(kuò)大100倍后的結(jié)果。對比觀察圖中結(jié)果可知，在3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，提出的改造方法下的小區(qū)內(nèi)沉積物重金屬濃度最小，說明潛在污染負(fù)荷比較低。LID設(shè)施的應(yīng)用，更改了水流流向，減少了對小區(qū)路面的沖刷，很好地控制了小區(qū)內(nèi)重金屬的污染情況。

3結(jié)語

老舊小區(qū)改造一直是城市發(fā)展的重要項(xiàng)目。本文以西安某地老舊小區(qū)作為研究目標(biāo)，設(shè)計(jì)基于LID和修補(bǔ)膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造方法，在國內(nèi)外老舊小區(qū)改造理論和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)際案例。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了提出的改造方法的可行性，同時(shí)經(jīng)過小區(qū)改造節(jié)能評價(jià)和降雨污染物的對比分析，證明了提出的改造方法具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益，可用于實(shí)際項(xiàng)目中。但是，鑒于對老舊小區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查得不全面，本文在內(nèi)容上還存在一些缺陷。如改造過程中，人員的分工和相關(guān)宣傳工作的開展方面;在后續(xù)研究中，將逐漸深入，進(jìn)一步完善老舊小區(qū)場地改造方法。

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