海绵城市建设原理范文

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海绵城市建设原理

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[关键词]海绵城市;园林工程;应用研究 文章编号:2095-4085(2017)02-0165-02

水资源分布失衡的状况在我国的表现非常突出,一些区域经常会由于供水失衡出现缺水状况,所以说为了从根本上解决城市内涝问题,就应当加强对水资源的保护。在这种情况下,海绵城市理念的问世迅速缓解了该问题,并且加快了城市可持续发展的进程。城市园林绿地作为城市居民平时互相沟通、娱乐的关键场地,在其建设过程中引入海绵城市建设模式有助于改善园林建设中的欠缺之处,增强园林绿地的整体性能。

1海绵城市理念及其在我国的发展现状研究

所谓“海绵城市”,指的是城市可以像海绵一样,在迎合环境变换以及应对自然灾害等一系列问题上具备良好的“弹性”,并且在降雨的时候吸水、蓄水、渗水、净水等,必要时把自身存储的水分释放并加以利用。在此基础上提出了海绵城市建设理念,即为把自然渠道同人工措施有机结合,同时秉承生态优先的原则,在保证城市排水防洪安全性的基础上,最大限度完成雨水在城区的积存、渗透以及净化工作,进一步推动水资源的合理利用及布局,最终为生态环境稳定性的保持提供保障。

海绵城市建设理念在我国园林工程建设中早已获得了一定应用,并且取得了一定成效。首先,其使得水资源的分布更加广泛,这给地区的发展提供了有力保障。现如今,由于国内社会经济的迅速发展、进步,国内很多地区的水环境污染现象越发严重,再加上众多工厂企业的兴起,给水资源造成了巨大的污染。在引人海绵城市理念进行建设后,则有效缓解了水污染、局部缺水等问题;其次,海绵城市建设方法的引入,使得园林景观绿意盎然、山水交融。近来,国内政府更加注重生态文明的构建,在城市建设环节中突出了对绿色生态的构建。随着城市绿地规模的迅速扩展,为城市居民提供了充足的休闲地点。除此之外,这一建设格局也更好地反映出了海绵城市的景观氛围,进而为地区经济进步提供了重要保障。

2海绵城市理念在园林工程中的应用

2.1居住用地选取逐级单元式网状径流控制对策

一般而言,居住区都是在那些地势相对缓和、海拔不高的地方修建起来的,所以说绿地和住宅布局容易构成组团式,这种布局也会对住宅区的径流起到关键性的作用,令径流的产流点上升,同时十分分散。在居住区的规划设计过程中需要不断增加净水设备、改善水质,并且还应当采取针对性措施令雨水的渗透量得到提升,然后按照基本状况适当增添缓排设施。例如,基于LID的雨水径流控制模式是为满足各级居住绿地形成的组团式而专门设计的,以小单元为区域划分出的网状径流管理系统。降水前期,屋面一些水分会消失,之后部分雨水通过落水管滑落到外部高位花坛或者生物滞留地带,地标径流饱和后一些溢出的降水会经由地面引流槽等专门的引流路线流入滞留池或者多功能的调蓄场所,最终实现多元化的根本目标。各组团的LID设计理念各异,然而,它们一致的功效均对更有效地处理当地汛期降水的缓排工作和雨水的充分利用起到积极作用。

2.2广场用地选取逐级滞留渗透对策

依据广场地形的基本情况,台地式广场的地表径流量相当大,因为广场的人类活动较为频仍,所以径流水质状况相对较差,并且由于上下台地的落差非常大,又无形中提高了径流的冲刷力度。我们在对广场进行规划设计的时候,需要改变传统直排、快排的方式,按照各台地的基本特征,采取层叠式、分散式的雨水管控策略,这样做能够有效地对当地25mm及以下的中小雨径流量做出有效处理,从而强化雨水渗透能力,提升广场周围径流的水分质量。此外,我们还必须充分考虑到广场内部的植被存在一定的遮阴作用,所以在工程建设实施中应当种植各类植被,为阶梯式景观群落的达成提供有力保障。比如说,像停车场及步行广场等地可采用渗水性较强的面层进行铺装,除了能够削弱地面热量反射的影响外,还能够使土地的生态功能更强,为城市排水设施压力的进一步减轻创造良好条件。

2.3公园绿地选取分级调蓄缓排对策

这一措施主要包括以下两方面内容。首先,分级湿塘模式。这一模式主要是指按照基本需求在山顶及山腰等地段构建起湿塘,目的是减缓径流速度。在陡坡处则按照LID技术措施进行改善,坡度低平的地段可以增加多个坡面,同时按照地形地势特点对径流采取分层控制,进而构建起自上而下的水景和雨洪调蓄系统;其次,阶地式生物滞留设施模式。这一模式原理为在满足土地理化性质的前提下,在山腰等地段设计配置阶地式的生物滞留设施,以尽量削弱雨水侵蚀作用。在坡度低平区可以种植普通的绿色植物,不仅能够减轻雨水对土壤的侵蚀,也可以形成独特的自然景观。

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在生态文明和美丽中国建设的视角下,我们必须认识到中国水问题的系统性和复杂性。针对城市目前凸显的城市内涝、水质退化等水文安全问题,我国政府已将海绵城市建设上升到国家战略层面。在 2013年12月召开的中央城镇化工作会议上发表讲话时谈到“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。2014年3月,在中央财经领导小组5次会议上提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期治水战略,同时再次强调“建设海绵家园、海绵城市”。

“海绵城市(Sponge City)”是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。以“海绵”来比喻一个富有弹性、具有自然积存、自然渗透、自然净化为特征的生态型城市,是对工业化时代的机械的城市建设理念,及其对水资源和水系统的片面认识的反思,包含着深刻的哲理,是一种完全的生态系统价值观。“海绵城市”既是一种城市形态的生动描述,更是一种雨洪管理和生态治水的哲学、理论和方法体系。这个生态基础设施有别于常规的、机械的、以单一目标为导向的“灰色”的工程性基础设施,而是以综合生态系统服务为导向、用生态学的原理、用国土和区域生态规划的方法以及景观设计学的途径和技术,来实现生态防洪、水质净化、地下水补给、生态修复、生物保护、气候调节和人居环境改善等综合目标。

国外海绵城市建设的相关领域研究与实践始于20世纪60年代,代表性的理论和实践包括美国的最佳管理措施(BMPs)、绿色基础设施(GI)和低影响开发(LID),德国的自然开放式排水系统(NDS),英国可持续排水系统(SUDS),澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD),欧盟的水框架指令(EUWFD)等。我国应结合城镇化的特点,借鉴上述国家的经验,在城市建设和治水方面强调绿色、低影响开发和可持续发展等理念;推广低影响开发、可持续排水系统、水敏感设计等技术,采用源头削减、过程控制、末端处理的方法,降低雨水径流量和高峰流量,减少对下游受纳水体的冲击;保护利用自然水系,保证透水地面比例,使土地开发时能最大限度地保持原有的自然水文特征和生态系统。通过工程措施和非工程措施,达到防治内涝灾害、控制面源污染、合理利用雨水资源的目的。

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雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地,被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,或使之补给城市用水。雨水花园是一种生态可持续的雨洪控制、雨水利用的工程方式,是实现海绵城市的一个重要手段。

本文主要对雨水花园在国内外的发展、应用等方面进行了简要的分析和研究,并说明了雨水花园在当今海绵城市发展的重要作用,并针对其中存在的问题提出了有效的解决措施。

【关键词】雨水花园,海绵城市,应用

一、引言

雨水花园在国内算是一种新型的生态技术,此项技术在国外得到了广泛的应用,已经成为了城市建设中的一个重要组成部分,可以为城市的可持续发展打下一个更好的基础。随着我国城市化建设的快速发展,人们对雨水的回收和利用也愈加关注,因此,雨水花园在城市建设过程中得到了更为广泛的应用。雨水花园的发展为构建“海绵城市”、“生态城市”、“低碳城市”等提供了有利的基础条件。

二、研究现状

2.1、国外研究现状

雨水花园的发展,是人们从古至今都一直关注的重点内容。从最开始对于生存的需求,到后来对生活品质的要求,再到当今时代对生态的诉求,雨水花园技术的发展开始逐渐成熟。国外的雨水花园的发展主要可以分为以下三个阶段。

2.2、国内研究现状

现阶段,我国对于雨水花园技术的研究还处于理论基础阶段,在实际应用方面还不够成熟。我国有很多关于雨水花园的理论书籍,从多个角度对雨水花园技术进行全面的理论研究,这也为其实际应用和研究起到了一定的指导作用。随着我国城市化的发展,雨水花园已经逐渐成为提高城市雨水利用率的有效方法之一,雨水花园与城市建设的有效结合将会在雨洪管理中发挥出极大的价值效益。以北京为例,在我国北京是第一个开展关于雨水利用率研究的城市。到目前为止,北京市已经成功建成超过1200个雨水利用工程,雨洪利用也已经达到4500万立方米。随着时间的推移,北京市的雨水花园建筑已经初见规模,例如北京奥林匹克森林公园的建设,其中就应用到了雨水花园的基本理念。

三、雨水花园的应用

3.1、居住区

由于居住区的硬质景观比较多,所以居住区最好应该安装排水系统,虽然大多数的雨水都可以直接进入到地下的管道中,但是如果遇到暴雨,居住区的道路就会出现严重的积水情况。最近几年,随着我国城市建设的发展,雨水花园技术在居住区中也得到了普遍的应用,雨水花园的工作原理是通过收集来自屋顶的雨水与小区内的景观用水系统进行有效的结合,这样可以极大的提高用水率。除此之外,如果在降水量较大的地区应用雨水花园技术,不仅可以有效改善屋顶积水的情况,还可以有效提高居住区的绿地面积。但是在实际应用时,还应该注意土壤条件等对雨水花园技术的影响。

3.2、街道景观

雨水花园在道路景观中的主要作用是在街道中央设立分隔带绿地,当雨水经过道路进入到分隔带之后,雨水花园就可以利用储水和净化等功能,进而起到降低雨水径流量以及降低雨洪污染等作用,进而实现雨水的二次利用。除此之外,雨水花园技术的有效应用可以有效降低道路积水的压力。

3.3、屋顶花园

现阶段,很多城市的多层或者高层建筑一般选择有组织排水形式。但有组织排水方式的屋顶也有其缺陷点,如耗费大量的工程管线进而造成投资增多,同时还造成了资源浪费。所以,设计部门应该不断学习和创新,找到适合于雨水花园的设计,并将其应用到屋顶花园建设中去,进而不断完善雨水的收集体系。

屋顶绿化主要由几个基本层次构成:即保护层、排水层、过滤层以及植被层等等。其中,保护层的作用是保护屋面和植物的根系不被雨水冲刷起到防护的作用,保护层一般可以使用塑料、水泥等进行铺设;排水层的主要用途就是将种植层中多余的雨水收集起来,然后将其运送到排水装置中,这样可以避免积水过多而使种植层被淹没,排水层通常可以选择碎石、浮石、塑料编织垫、碎煤渣等成分进行铺设,厚度通常控制在5~15cm之间;过滤层的用途是将种植层中冲出来的泥沙排出,这样可以有效防止排水管被泥沙堵塞,主要选择土工布进行铺设。

在选择植被的土壤时需要注意,最好选择那种空隙较大、密度较小、耐雨水冲刷并且适合植物生长的天然土壤或者人工合成的土壤。通常情况下选择火山石、浮石、膨胀黏土或者专门用于种植的人工土壤等。一般情况下,屋顶集流系统主要由屋顶集流面、雨水径流过滤器以及集水箱等几个部分构成。收集雨水时,雨水先要通过屋顶集流面进入到庭院内的雨水花园中,与此同时道路上的雨水也会被两侧的雨水花园收集起来。

四、雨水花园应用维护措施

4.1、在暴雨过后检查雨水花园的覆盖层以及植被的受损情况, 及时更换受损的覆盖层材料与植被;

4.2、定期清理雨水花园表面的沉积物, 以免使其渗透能力下降, 降低其效果;

4.3、定期清除杂草, 同时对生长过快的植物进行适当修剪;

4.4、根据植物生长状况及降水情况, 适当对植物进行灌溉。

五、雨水花园对“海绵城市”的意义。

5.1、通过滞蓄削减洪峰流量、减少雨水外排保护下游管道、构筑物和水体;

5.2、利用植物截流、土壤渗滤净化雨水,减少污染。

五、结束语

在国家大力提倡“海绵城市”的今天,水资源的节约与利用成为当今城市建设热门话题。雨水花园技术具有结构简单、造价低、效果明显等优点,在“海绵城市”建设中具有广泛的市场。但是,在应用此项技术的过程中,还涉及到怎样快速提高雨水花园的效率等问题,所以从事园林工作的人员应该不断研究与创新,使雨水花园技术发挥出最大的功效。

参考文献

[1]住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建.2014.10

[2] 王文轩.屋顶绿化设计及管护技术要点[J].中国园林.2015(15)

[3] 李江明.城市公园景观规划设计探讨[J].水土保持通报.2015(12)

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【关键词】海绵城市 低影响开发 绿色基础设施

【中图分类号】 C912.81 【文献标识码】A

【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2016.21.005

自本世纪以来,随着我国城市化进程加快,导致了河流、湖泊、绿地等生态环境不同程度地受损,如地面不透水硬化面积增加,破坏了城市原有的自然生态系统和水文特征。城市开发建设后,原本可以大量渗入地下的雨水在短时间内形成径流,经管渠、泵站等灰色基础设施快速排放,往往造成排水系统不堪重负而发生内涝,大量雨水不能入渗和有效利用。在传统的雨水“快排”模式中,除蒸发和少量的下渗外,径流的排放量超过80%,造成了雨水资源的大量流失和城市内涝,带来了城市洪涝和缺水的双重问题。我国的城市普遍存在内涝、水生态环境恶化、水资源流失、水环境污染、水安全缺乏保障等一系列问题。

“海绵城市(Sponge City)”是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。海绵城市建设是实现城市雨水可持续管理的重要途径,首先是保护和恢复城乡重要海绵体,如河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区域;保护水源涵养地、林地、草地等具有较高雨水调蓄能力的绿地要素,维持城市的自然水文特征。其次是合理控制开发强度,并通过低影响开发设施,促进雨水的渗透、储存和净化,最大限度地维持或恢复城市开发前的自然水文循环,实现城市雨水的可持续管理。海绵城市与智慧城市、园林城市、生态园林城市、生态城市、宜居城市、气候适应性城市、韧性城市等发展模式有机结合,营造自然生态的、可持续发展的城市。

国外海绵城市建设相关领域的研究与实践

国外海绵城市建设的相关领域研究与实践始于20世纪60年代,代表性的理论和实践包括美国的最佳管理措施(BMPs)、绿色基础设施(GI)和低影响开发(LID)德国的自然开放式排水系统(NDS),英国可持续排水系统(SUDS)澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD)欧盟的水框架指令(EUWFD)等。

最佳管理措施(Best Management Practices, BMPs)。20世纪60年代,美国开始重视雨水径流(污染)控制和合流制排水系统污染控制的研究,以改善水质环境。20世纪70年代,美国提出“最佳管理措施”即雨水管理技术体系,首次被引用在1972年通过的联邦水污染控制法修正案(Water Pollution Control Act Amendment)中,并在1987年的《清洁水法修正案》(the amendment to the Clean Water Act, CWA)中制定了促进全美范围内关于非典源污染控制的条款,自1970年代以后成为欧美地区城市开发、暴雨管理、排水减灾等相关措施的主要依据原则。美国环保局(EPA)将BMPs定义为“在特定条件下用于控制雨水径流量并改善雨水径流水质的技术、措施和工程设施最具成本效益的方式”。①1997年,美国国会颁布新的《清洁水法修正案》,为管理水污染物确立了基本框架,包括设计暴雨的洪峰流量控制和水质控制。1998年,美国土木工程学会和联合国教科文组织(1999年)将“可持续的城市水资源系统”定义为“其设计和管理可以满足现在和将来社会的需要,同时也可以维持他们生态、环境和水文循环的完整性”。同时,美国绿色建筑协会(USGBC)的能源和环境设计先锋奖(LEED)中也规定了和暴雨管理规划相关的标准。例如,当地表不透水面积小于50%时,必须实施暴雨管理规划,以保证开发后的洪峰流量和水量不超过开发前的标准(1~2年一遇24小时);而不透水面积大于50%时,开发后的洪水径流总量比开发前的总量少25%(2年一遇24小时)。上述法律、法规和政策制定的目的即为促进和监督BMPs的实施和应用②。BMPs既是暴雨暴雨径流控制、沉积物控制、土壤侵蚀控制技术,也是防止和减少非典源污染的管理决策。其目标除了抑制暴雨地表径流洪峰流量之外,还可以增加水资源的利用并且改善暴雨期间水质污染。减少洪水损害、最小化径流、减少土壤的侵蚀、保持地下水补给、减少面源污染、保证生物多样性和河道的完整性,减少污染径流,提高水体的服务功能,保障公共安全。BMPs的基本目标是通过加雨径流的控制来缓解城市建设与水生态环境之间的矛盾。为了实现此目标,美国对城市雨水径流控制的要求提出了明确的规定和通用的计算方法(SCS方法、合理化公式、改善的合理化公式)。在区域和城市尺度,新泽西雨水管理手册提出了RSWMP规划流程和导则(Regional Stormwater Management Plans, RSWMP),包括规划委员会的建立、水资源和环境规划部门的组织与协调、规划的制定与评估等步骤。

自然开放式排水系统(Natural Drainage System, NDS)。20世纪80年代,德国逐步建立和完善了雨洪利用的行业标准与管理条例。1989年,德国出台《雨水利用设施标准》,标志着雨水利用技术的初步成熟。自然开放式排水系统(Natural Drainage System, NDS)作为一种设计策略,其目标是针对城市水生态环境的问题,降低雨水径流的量,联通雨水设施廊道,削减初期雨水中的污染物含量。

首先,NDS对于径流流量的控制所采用的常用方法是径流的暂时性滞留,以推迟洪峰径流,并使排放到雨水管网的径流流速在可控制的范围内(与开发前的径流速率相当)。其次,为保护河流等水系廊道的完整性,保护区域及缓冲区域的范围、长度及保护的等级需要明确。最后,考虑到降雨量、水质和环境舒适度等环境因素,德国规划管理部门针对不同用地类型制定了与之相适应的环保政策、依据和保障及设计标准。例如,对于商业区,德国联邦及各州法律规定受污染的降雨径流经处理达标后才允许排放,而新建成区域则需要考虑雨水的回收与利用问题,减少雨水排放量,以减免雨水排放的费用。NDS系统在德国的城市社区尺度实践案例众多,例如位于汉诺威的康斯伯格社区(Kronsberg, Hannover)即为雨洪管理工程措施和风景园林设计相互结合的典型实践案例。该社区在雨水收集上采用了过滤式沉淀槽、渗透型地面、植被渗透浅沟、雨水花园、人工湿地等多种方式收集和调蓄雨水。建成后的康斯伯格社区的径流量(19mm/年)接近未开发前的自然状态(14mm/年),仅仅为传统社区径流量(165mm/年)的1/9。

可持续城市水资源系统(Sustainable Drainage System, SUDS)。上世纪末,英国牛津的罗伯特・布雷(Robert Brey)开启了可持续城市排水系统(Sustainable Drainage System, SUDS)的研究、设计和应用,代表了英国针对城市内涝等环境问题提出的可持续性城市排水系统,关键性技术包括源头控制设施、渗透性铺装、雨水滞留池、雨水渗透沟渠和绿地屋顶、过滤植被带、地下储水设施等③,其目标是:1)保护和改善水质,城市水资源管理的重心由“利用”转为“控制”;2)协调社区的居民需求与水环境之间的关系;3)利用城市水系统为野生动植物提供栖息地;4)鼓励地下水的自然性回灌等。SUDS的设计目的是促进雨水渗入地下,或者在源头控制雨水进入雨水设施,以模仿自然式的排水方式。近十年已在英国及欧洲多个城市应用。2004年,英国规划与环境部门合作发行了SUDS建设指南,并在2009年进行了更新,该建设指南中的地方标准包括康沃尔郡、临界流域、地区、高速公路等多个尺度中SUDS设施。康沃尔郡SUDS建设指南则将所有可达的公共开放空间和城乡绿地均纳入到可持续排水系统之内④。

绿色基础设施(Green Infrastructure,GI)。1999年8月,美国保护基金会(The Conservation Fund)和农业部林务局(The USDA Forest Service)首次明确提出了绿色基础设施的定义,即绿色基础设施是国家自然生命保障系统,是一个由多要素组成的相互联系的网络,这些要素包括:1)水系、湿地、林地、野生生物栖息地及自然区;2)绿色通道、公园及自然环境保护区;3)农场、牧场和森林;3)荒野和其他支持本土物种生存的空间;它们共同维护自然生态进程,长期保持清洁的空气和水资源,并有助于社区和人群提高健康状态和生活质量。⑤绿色基础设施理念认为城市问题产生的根源是土地开发和保护战略对生态系统乃至社会产生的一系列影响,强调从产生实际问题的源头开始实施管理,并应用一系列的生态技术以消减问题的严重性。

2008年美国环境保护署(United States Environment Protection Agency,USEPA)在《2008绿色基础设施行动策略》中将GI定义为“利用和模仿自然的进程来渗透、通过植物或蒸腾作用重新让水返回环境或者是在暴雨、地表径流等产生的地方重新利用它们”。至此,GI将作为“基础设施”的本意解释,即一系列结合自然系统和工程系统的产品、技术和措施,突出模仿自然水系统过程,从而达到改善环境质量和提供公共设施服务的目的,它应该和其他城市基础设施一样,能够引导城市发展⑥。塞巴斯蒂安・莫法特(Sebastian Moffatt)编写了加拿大《城市绿色基础设施导则》(A Guide to Green Infrastructure for Canadian Municipalities);沃姆斯利(Walmsley)结合美国新泽西州的案例,提出了绿色基础设施的5个设计标准。

2011年,美国城市绿色基础设施总体规划(NYC Green Infrastructure Plan-NYC and NYCDEP 2011)在城市雨水径流方面提出了新的绿色基础设施的概念,并提出了传统基础设施和绿色基础设施之间关系及如何有效衔接。其初衷是由于现代城市扩张迅速,大量土地由林地、农地等自然、半自然类型转变为建设开发用地,自然空间的大面积消失和破碎化,绿地空间的生态服务功能严重退化,使原本以郊野和自然区域为基质、以城市为斑块的格局出现了关系反转。而应对这一转变的途径是将破碎的绿地斑块通过廊道连接成为可持续发展所依赖的“基础设施”。

2011年,纽约市政府了2030年纽约城市的新规划(Greener Greater New York),对城市雨洪管理体系进行了分类,其中2项目标与城市水资源的管理相关:其一是将用于休闲娱乐的景观水体比例由48%提升至90%;其二是提升城市社区、自然系统和基础设施的抗灾能力,推广绿色基础设施和雨水管理设施,并实施灰色基础设施的升级(抵御10年一遇标准降雨的目标),如扩建管网或者修建控制合流溢流(CSO)污染的控制设施,以达到灰色基础设施和绿色基础设施的耦合⑦。

低影响开发(Low Impact Development, LID)。20世纪90年代,基于BMPs最佳管理措施的理论和技术,美国马里兰州的乔治王子县(Prince George's County)及西北地区的西雅图(Seattle)和波特兰(Portland)共同提出了新的雨水管理、控制和利用技术综合体系⑧,即低影响开发,一种以模拟自然排水方式为核心的雨洪管理技术⑨。2000年,美国国会修订了《清洁法案》,并对城市雨水污染的评价与监测、雨水资源管理和雨水径流污染控制的技术体系,以及合流制排水系统和雨水处理技术等作了规定,其中就包括雨污分流系统、合流制储存设施和实施低影响开发技术,以减少暴雨径流流入排水系统等灰色基础设施的负荷。LID措施有效补充了BMPs体系并在一定程度上弥补了BMPs体系的缺陷。LID作为一种场地设计策略和城市土地保护及发展战略,是一种基于微观尺度控制措施发展而来的雨水管理技术,其原理是通过分散性的、均匀分布的、小规模的基础设施对雨水径流进行源头控制,并通过渗透、过滤、存储、蒸发及径流截取等设计技术,实现对暴雨径流及污染的控制,缓解或修复开发所造成的难以避免的水文扰动,最大程度地降低土地开发对城市水文条件和生态环境的影响。2003年,美国西雅图市的高点社区(High Point,面积约53hm2)开始了为期6年的重建工程,引入了低影响开发LID的多项措施,以自然开放式的排水系统(NDS, Natural Drainage System)的设计手法使具有高人口密度的城市居住空间在人居、休憩、环境改善、径流控制和雨水利用等多个方面取得了良好的平衡,获得2007年美国城市土地学会ULI全球卓越奖。

水敏感性城市设计(Water Sensitive Urban Design, WSUD)。20世纪末,澳大利亚政府及管理机构提出了水敏感性城市设计的理念,并先后于2000年和2007年召开以“水敏性城市设计”为主题的城市发展会议。水敏感性城市设计是澳大利亚对传统城市开发措施的改进,其强调通过城市规划和设计的综合分析来减少城市建设对自然水循环的负面影响,并保护水生生态系统的健康稳定,旨在城市开发设计过程中控制和管理开发后的水体循环,以保护水环境的自然状态及可持续发展,同时将雨洪作为一种资源加以利用,实现城市防洪、雨水污染控制、雨水资源利用、水环境生态保护、城市景观综合效益提升等。

WSUD体系将城市水循环视为一个有机的整体,力图实现雨洪管理、饮用水供应和污水管理的一体化。该体系认为城市的灰色基础设施和建筑形式应当与场地的自然特征相一致,并将自然降雨和城市污水视为一种可以利用的资源。其关键性的原则包括:1)保护现有的自然特征和生态环境;2)维持集水区的自然水文条件;3)保护地表和地下水水质;4)降低供水管网系统和雨水管网的负荷;5)减少排放到自然环境中的污水;6)将雨水和污水的收集、净化、利用与风景园林相结合,以提升美学、社会、文化和生态价值。

WSUD反映了面对城市内涝等环境危机时在城市规划、设计和建设过程中发生的根本性的策略转变,使雨水及污水资源的管理和利用由传统的单一排放模式转变为系统的循环和控制模式。WSUD水敏性城市设计在澳大利亚应用广泛,如应用在澳大利亚墨尔本东南约35公里的林恩布鲁克房地产项目(Lynbrook Estate)。

欧盟水框架指令(Water Framework Directive, WFD)。2000年底,欧盟开始实施水框架指令(Water Framework Directive, WFD),是欧洲国家第一份正式的系统性的关于城市水资源平衡及可持续利用的官方文件,作为一个强有力的规章制度,欧盟水框架指令为英国、德国等欧洲多个国家水规划和管理提供了参考标准。近10年来较新的水管理策略还包括《渗透标准区域水法》(Regulation for Infiltration in regional water law)及2010年出台新的《暴雨管理方法》(Stormwater Act)等。

这些规章颁布的主要目的是保护和改善河流、湖泊、地下水及沿海的水资源,在整个欧洲实施综合流域管理,以达到保护水生态环境的目标,并且提供了可以参考的理论和技术框架,使自然水资源得以可持续的开发和利用。其基本目标是:1)保护和增强水生生态环境系统;2)在有效的水资源保护的基础上,推进可持续的水资源利用;3)为平衡、平等、持续的水资源利用提供充足的地表水和地下水;4)为保护和改善水生生态环境,减少和避免污染物的排放;5)减少旱涝和水涝灾害;6)保护陆地和海域水体;7)建立保护区域和生物栖息地。

为确保国家内部及国际合作,成员国必须在行政安排、排放标准、环保技术、经济措施、管理机构等方面均做出适当的协调⑩。EUWFD规定,每个流域建立的措施和方案均必须保证地下水的供给平衡,并将水域保护和污染控制紧密结合,将河流和湖泊等水生态系统视为一个整体进行统一的管理和监测,而非根据行政范围实施。

2004年,法国将《欧盟水框架指令》转换为国内立法,并确立了水资源管理的4个基本目标,即恢复水体的良好生态状况、减少甚至消除有害物质的排放、在保障政策制定和监督过程中引入公众的参与、考虑关于用水服务的成本补偿原则。为此,法国制定了详细的执行进展和时间计划,以明确目标和可操作的方案。

西方发达国家城市雨水管理经验对我国海绵城市建设的启示

英、美、澳、德、日等国家针对城市化过程中所面临的内涝频发、径流污染加剧、水资源流失、水生态环境恶化等突出问题,分别形成了效仿自然排水方式的城市雨洪可持续发展和管理体系,相应的措施和技术也得到了长足发展和实践应用。其雨水管控方法、理论体系、法律法规和实践效果既存在相似性也存在差异性。

我们应借鉴西方发达国家已经成熟的雨水管理措施,更好地推进海绵城市建设。基于我国现有雨水管理法律法规不完善、管理制度不健全、市场激励机制缺乏、技术力量薄弱及公众意识薄弱等现状,笔者对我国海绵城市的建设有如下思考和建议:

建立健全的雨水管理法律法规体系。将海绵城市建设和低影响开发理念融入规范性文件,确定在推进海绵城市建设过程中以雨洪管控、削减污染为主要目标,规定新建、改建、扩建工程均应进行低影响开发技术的设计和建设,并增加降雨径流总量控制性目标的相关规定。新建区域应进行雨水综合调控规划和工程设计,且城乡绿地功能提升、低影响技术应用应与主体工程同时设计、施工和投入使用。

在相关法律法规等规范性文件中增加关于雨水管理的鼓励或惩罚性规定。在低影响开发技术推广初期,建议制定雨水管理激励机制,将应用低影响开发技术区域的面积按照相应比例换算为绿化面积,间接提升该区域的容积率;也可根据该区域对径流总量控制的效果对业主给予相应补贴,鼓励开发商的环境友好行为。在低影响开发技术推广后期,建议制定雨水排放违规收费办法,当该区域的径流总量控制率未达到相应的控制目标时,有关执法部门应结合其实际径流总量以及该区域面积等,收取相应的雨水排放费用。建立海绵城市建设评价体系,严格按照海绵城市建设、雨水管理相关法律法规以及技术导则的详细内容进行评分,并与相应的激励、惩罚机制挂钩。

多部门、多学科协同开展雨水管控工作。城市雨水管理工作涉及多个部门,包括水务部门、环保部门、规划部门、市容绿化部门及国土资源部门等相关部门。建议在进行雨水管理和海绵城市建设时,确定组织和负责部门,并形成联动工作机制,成立由生态专家、水文专家、风景园林师、建筑师等组成的专家工作组,协助相关部门开展雨水管理工作。

加强雨水管控技术的研发与应用推广。针对各城市的区域气候特点和环境状况,从中心城区、城郊区域、卫星城及乡村地区的城乡梯度,老城区、新城区和新建区的时间梯度,商务区、居住区、工业区、农业区等功能类型,研究不同梯度和功能类型的场地特征、环境状况,研发上述类型中各类绿地适用的雨水低影响开发的技术体系和模式,包括雨洪管控的绿地空间规划设计技术体系,雨水花园、生态植草沟、下凹绿地等技术优化和集成,绿地中绿色与灰色基础设施空间耦合技术,绿地空间雨洪调控功能增效提能技术,等等。

强化公众的雨水管理和利用意识。当前,群众对于雨水管理、绿色基础设施、低影响开发等理论缺乏认知和重视度,应结合低影响开发示范工程,创建海绵城市示范教育基地,加强海绵城市、低影响开发、绿色基础设施等理论和实践措施的宣传。科研单位和非政府组织可以通过发表文章、项目展示等方式,加大宣传力度。政府也可通过颁布雨水管理最佳试点等奖励方式,鼓励业主重视海绵城市建设;配合试点推广活动,编印相关的宣传手册、环保购物袋等宣传品,免费向公众发放;通过电视台、网站和报纸等媒体,及时宣传海绵城市建设工作动态和成果。

注释

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卷烟物流配送中心是从事成品香烟配备(入库、出库、分拣)和组织对用户的送货,以高水平实现销售或供应的现代流通设施,其在建设和运营过程中会影响区域自然水文循环系统。其次,成品香烟自身价值较高、在配备过程易受潮。因此项目在生产过程中必须配套良好排水设施,否则将造成严重经济损失。综上,笔者以台州卷烟物流配送中心项目为研究对象,运用低影响开发理念对其进行低影响开发目标设计、措施布局和实施效果评估等方面研究,以期对其他工业建筑项目的低影响开发研究起到抛砖引玉的作用。

1 台州卷烟物流配送中心项目概况

台州卷烟物流配送中心项目(下文简称项目)位于浙江省台州湾循环经济产业集聚区,现状为一片空地。项目设计规模为卷烟分拣能力37万箱/年,占地面积102亩,建设用地面积53361m2(折合约80亩)。其建设内容涵盖联合工房、生产管理及生活辅助用房、门卫及大门、围墙以及配套室外管线、道路、绿化等。项目建设内容及其详细情况见表1。

2 台州卷烟物流配送中心項目低影响开发设计

2.1 项目低影响开发设计目标

台州卷烟物流配送中心作为工业建筑项目,应首先满足相关建筑设计规范,借鉴绿色建筑理念,根据总图、竖向、给排水、景观等因素综合确定低影响开发措施的适建性;其次,台州卷烟物流配送中心项目位于浙江省台州湾循环经济产业集聚区。该集聚区自2015年按照小雨不积水,大雨不内涝的要求开展海绵城市建设,要求所有入驻项目构建低影响开发雨水系统,且有控制目标:年径流总量控制率达到75%(即单位面积用地控制径流厚度为21mm)和建筑与小区雨水径流污染物(以SS计)削减率50%;最终,台州卷烟物流配送中心应在满足上述要求和集聚区建设目标前提下,根据场地下垫层类型、区域地形及水文等情况,按照源头减排中端控制末端调蓄的思路设计低影响开发设施,实现雨水径流水量与水质的控制目标。

2.2 低影响开发设计思路

首先,在收集相关建筑设计规范、绿色建筑标准和浙江省台州湾循环经济产业集聚区对入园项目建设要求等资料的基础上,综合确定项目低影响开发设计目标;其次,根据区域水文循环系统长年统计资料、场地地形、项目建设内容等现状数据,进行项目低影响开发措施的初步确定和布局;第三,对项目低影响开发措施进行定量评估,并与项目低影响开发设计目标进行对比,反复调整直至结果达到目标值;最终确定项目低影响开发措施的类型、布局和规模。项目低影响开发设计思路如图1所示。

2.3 项目低影响开发设计方案

在上述研究基础上,台州卷烟物流配送中心项目的低影响开发设计措施包括透水铺装地面、下沉式绿地、景观水池、雨水花园和雨水收集回用设施等(具体规模见表2)。

3 项目低影响开发设计措施效果评价

项目低影响开发设计措施包括透水铺装地面、下沉式绿地、景观水池、雨水花园和雨水收集回用设施。笔者以滞蓄能力和年SS总量去除率两项指标评价措施实施后的预期效果。

3.1 项目低影响开发设计措施滞蓄能力评价

项目为工业建筑类,建设用地面积53361m2,按照调蓄、滞留21mm降雨厚度计,项目未采取低影响开发措施情况下,其滞蓄能力为533610.021=1120.58m3。根据住建部《海绵城市建设技术指南》(试行),项目在采取低影响措施后,经计算其滞蓄能力为1148.73m31120.58m3,能够满足集聚区对入驻项目滞蓄能力指标要求。项目低影响开发设计措施滞蓄能力计算见表2。

3.2 项目低影响开发设计措施年SS总量去除率评价

年SS总量去除率,即全年雨水径流中SS的总量去除率。城市径流污染物中SS往往与其他污染物指标具有一定的相关性。因此一般可采用SS作为径流污染物控制指标,用于表征雨水径流中污染物的削减率。

年SS总量去除率=年径流总量控制率低影响开发设施对 SS的平均去除率。

根据美国流域保护中心(Center For Watershed Protection,CWP)的研究數据,本项目的低影响开发设施的污染物去除率分别取:透水铺装地面取85%、景观水池取70%、雨水花园取90%。

项目的年SS总量去除率

=0.75=0.630.5。

综上分析,项目在采取透水铺装地面、下沉式绿地、景观水池、雨水花园和雨水收集回用设施等低影响开发措施后,能够较好地满足集聚区对项目滞蓄能力和污染物去除效果的要求。

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关键词:文体公园;生态设计;生态文明建设

随着社会建设和生活水平不断提高,城市居民日益需要经常性的休闲健身活动来平衡身心,享受自然生态的环境,懂得养生和保持健康的体魄。建设生态城市已经为世人认可,并越来越成为城市发展的目标和方向。城市生态景观设计是生态城市建设的重要组成部分,也是实现生态城市建设目标的途径,因此,重新审视有十分重要的现实意义。

1 项目概况

项目位于南山区塘朗山片区,华侨城北侧、龙珠片区东侧、塘朗山南麓,其西侧紧邻南坪快速,属于深圳地铁7号线深云车辆段上盖工程,项目总占地面积约10.5hm2。规划区内采石场破坏地貌和植被,造成水土流失与视觉景观污染。现状采石场场地已平整,平整区场地宽约220m、长约430m、地面高程约75m。场坪高程根据地形及出入线爬坡条件确定为66.614m。段址基本呈不规则的长方形,宽约307m,长约905m,车辆段需开山建设,场地内拆迁工程较少。基地三面环山,地势起伏较大,东侧为山体陡坡,峰高约为260m。深云车辆段场地尽可能利用已平整场地,但由于车辆段段址用地需求较大,部分场地需要开山建设。

2 深圳地铁文体公园的景观设计

2.1 生态规划

利用生态景观学的基本原理,构建生态基质――生态斑块一生态廊道的基本生态景观单元,利用BIM建立建筑模型,从而期望实现人与自然和谐共生,结合项目基地特点,提出“重新与山连接”的设计理念,最大化对现状已遭破坏的基地进行生态恢复,并赋予其多种复合功能,发挥土地最大的使用价值。

2.2 方案构思

2.2.1 设计目标。设计以原生的自然、人与自然和谐共生的生态系统为依托,将公园场地与自然山体连接,延续山体的生态环境,将人的使用功能与山体的自然生态环境充分融合,从而实现生态上与山体形成连接,功能上与社会需求形成连接,体现该项目人与自然和谐共生的生态特色。从生态角度上看,该项目是城市的人与自然的生态环境之间的一个中转站,社会功能上满足了城市居民的需求,生态功能上承载了塘朗山的生态作用,因此,可以说是城市的绿色驿站,是人与自然互动的一个站点。

2.2.2 方案特色。设计以“融入自然,律动生命”作为主题,将体育运动融入到优美舒适的生态环境中,将人的运动与自然生物的活动融合一起,使文体公园成为城市居民与自然生物共享的一个绿色驿站,成为塘郎山郊野公园的自然健身房、城区的运动休闲带。

①生态休闲:联动车辆段及郊野公园,采用对环境友好的规划及设计理念,融入生态环境,是天然氧吧中的休闲天堂。②地铁文化:中国首创以地铁文化为核心的主题公园,是沉淀地铁文化,呈现地铁历史的平台。③教育创新:项目的地铁实训区,将面向整个深圳市的地铁专业人员和公众进行培训,是技术前沿的教育基地。④融合集约:积极探索生态建设与轨道交通设施建设的接驳点并将其融合,同时,通过对项目各功能块的有机组合实现资源共享,是土地综合开发利用的典范。⑤绿色节能建筑:该项目在建筑设计方面,将引进先进的生态节能技术,在雨水收集、自然通风、垂直绿化、太阳能利用等方面深入研究,努力打造一个节能环保、可持续发展的绿色生态建筑。

2.3 生态建设难点及应对

2.3.1 景观生态系统缺乏连续性。所有的地铁上盖项目,都有一个共同的难点,即如何在混凝土盖板上进行生态建设。上盖项目基本都是与地面脱离,有别于普通住宅的地下车库建设,后者是埋入地下,有一定的土层厚度在地表与自然地面连接,因此,对自然环境的连续性破坏较小。前者往往是高出地面,盖板与地面存在高差,与自然地面无法直接连接,要融入周边生态环境有一定难度,生态绿地的建设往往缺少系统连续性和完整性。

项目基地原本是塘朗山脚下的采石场,三面为塘朗山环绕,因此,有条件利用山体与地面的高差,将盖板与山体自然连接,最大限度将盖板上的绿地与山体绿地连接,使公园成为山体的一部分,这是本项目生态建设的基本出发点。

在公园绿地与自然山体连接的基础上,项目注重利用塘朗山的生态资源。塘朗山自然资源丰富,据现场调查,属国家重点保护的野生植物有7科7属7种,其中有Ⅱ级保护的植物――桫椤和一级级保护植物――仙湖苏铁,众多蝴蝶品种也是本区域重要景观资源。因此,打造良好的生态环境,引入塘朗山的野生动植物,使公园成为塘朗山部分野生生物的栖息地,使公园成为塘朗山生态斑块的一部分,是该公园建设的美好愿景,也是该公园建设的终极目标。

2.3.2 景观绿地的覆土深度受限。上盖绿地的另一个难点,是考虑建设成本投入,结构设计预留的绿地覆土深度往往不足,很难达到理想的种植深度要求,难以建设成多层次绿地生态群落。项目设计中预留覆土深度从0.6~1.2m不等,通过各专业的深入沟通协调,结合盖板下柱间的跨度不同,对种植区、运动区、休息区、服务区等统筹规划。柱间跨度小的区域,划为种植区,提高荷载后建设成本提高较少,因此,预留覆土较深;柱间跨度大的区域,结构荷载越大,建设成本成倍增长,因此,划为运动区或服务区等以减小覆土的荷载要求。此外,景观设计中,在覆土不足的区域,充分利用梁柱位置,设置种植池提高覆土厚度,尽可能增加乔木种植数量。条件不足的区域,利用廊架种植攀援植物,形成立体绿化景观,充分发挥其生态效益。

2.3.3 雨水利用受限。在现代的城市建设中,经常提到雨水利用,尤其是要求大部分雨水自然下渗减少地表径流,提倡建设海绵城市等。而我们的上盖绿地,雨水给盖板所截断,无法到达自然绿地中,因此,需要采用新的方式对雨水收集利用。项目在雨洪规划设计时,采用了2个蓄水系统对雨水收集利用:一是在盖板上设置景观湿地,既解决了部分蓄水需要,又作为生态过滤池净化雨水,同时还丰富了景观绿地的生态功能。二是在盖板下的地面设置地下蓄水池,将盖板上溢流出来的雨水进行收集,然后用泵提升至景观湿地中进行利用,或者直接作为绿化灌溉补水。

2.4 过程保障――车辆段生态文明施工

2.4.1 施工现场封闭式管理,营造文明、安全、整洁、和谐、高效的施工现场工作环境。一是地铁施工现场采用三期地铁统一规划的围挡进行封闭施工,大门处设置门卫室,负责进出人员、车辆登记等。二是场内运输道路按照城市道路标准铺设沥青路面,设置减速带,竖立反光镜,安装限速、禁鸣等交通标识,路面漆上标准的交通标志线,沿线安装路灯。配备洒水车,每天定时对场内道路及场区周围市政道路进行洒水,组织专人对道路清扫维护,有效减少了施工扬尘。三是施工现场的强噪声设备,设置在远离居民区位置,依据调查民意后得出最佳的爆破时间,调整爆破方案。

2.4.2 南坪快速路上架钢桥,“天堑变通途”,最大限度降低泥头车对市区居民的干扰。车辆段土石方运输工程量大,如何减少泥头车穿行市区,最大限度地降低对市区居民的干扰,是施工单位项目部一直努力研究解决的难题。

2.4.3 与周边居民积极沟通开展互动活动,做到工程施工与居民生活的和谐相处。施工单位项目部通过各种渠道对周边居民进行主动走访,了解工程施工对他们造成的影响,听取建议,及时采取有效措施进行整改。从大处着眼,从小处人手,深圳地铁7号线深云车辆段工程在施工过程中坚持做到施工与小区居民生活的和谐相处,高标准的抓实文明施工避免扰民,积极融入生态文明理念,向小区及周边单位和居民展示深圳地铁建设的良好形象,为努力建设美丽深圳添彩。

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关键词:轻型屋面;生态效益;指标体系

中图分类号:TU985.1 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.035

Evaluation System of Ecological Benefit of Planted Light Roof in Nanjing

LI Hai-ling,SUN Li-juan

(Department of Horticulture, Jinling Institute of Technology, Nanjing, Jiangsu 210038,China)

Abstract: To establish a rational evaluation index system is the basis of scientifically evaluating the ecological benefit of planted light green roof. The ecological benefit of planted light green roof is briefly introduced in this study. Then, indicators with different levels and multilevel indicator system are selected, providing a base for evaluation model of comprehensive ecological benefit of planted light green roof.

Key words: light green roof; the benefit of ecological restoration; evaluation index system

随着现代化城市建设的快速发展,绿化用地紧张问题日益突出。当前,可供绿化的城市地面面积被挤占得所剩无几,有限的绿化已经远远不能满足越来越多的城市居民的需求,更无法维持本就脆弱的城市生态系统,因此,城市绿化势必向高处发展、向立体空间发展。继地面绿化、立面垂直绿化后,又一类绿化处女地被开发利用,它就是屋面绿化。所谓屋面绿化是指在各类建筑物、构筑物、桥梁(立交桥) 等的屋顶、露台或天台上进行绿化、种植树木和花卉的统称[1]。根据屋面绿化的最终表现状态、植物种类、荷载重量、施工的难易程度等,可将种植屋面分为不同的类型[2-3]。国内外的屋面绿化研究工作均从 20世纪60年代开始,国外关于屋面绿化的设计、安装及后期养护已趋于完善;国内随着城市化速度的加快,屋面绿化也逐步受到重视,并取得了一定的研究成果,但是受各方面条件的影响和制约,这一领域仅在少量一线城市有所开展,这导致我国城市屋面绿化率和人均绿地面积均远低于发达国家水平,就整体而言,还处于起步发展阶段,相关政策、技术、观念都亟待发展和完善。

针对承载力较弱(屋顶荷载≤200 kg・m-2)、事前没有绿化设计的轻型屋面[4],屋顶绿化大多采用种植少量适宜生长的草种,进行“地毯式”密集种植的绿化[5-6]。其特点是绿化方式为地被式、藤架式等,绿化物种较少,且屋面荷载较轻,易施工。目前,轻型屋面绿化的施工技术已经相对成熟,可以达到一次成坪,轻型屋面绿化所具有的生态节能效益也已经得到广泛认同,但是轻型屋面绿化生态效益的评价指标体系并没有形成,这大大地束缚了南京市屋面绿化建设的步伐。因此,笔者对南京市轻型屋面绿化生态效益评价指标体系的建立进行了初步探讨,以期建立一个客观、合理的指标体系,最终建立一套切实可行、符合实际需要的评价体系,更好地促进南京最佳人居环境的进程。

1 研究区自然概况及轻型屋面绿化概况

南京市是长江下游主要的中心城市,地理位置处于北纬 31°54'~32°16',东经 118°~119°24'之间。地貌特征为低山、岗地、河谷平原、滨湖平原和沿江河地等地形单元构成的地貌综合体。气候属北亚热带季风性气候,气候温和湿润,雨量充沛,春秋较短,冬夏较长,年平均气温 15.4 ℃,极端最高温 43 ℃,极端最低气温-14 ℃,年平均降雨量 1 106 mm,全年70%的雨量集中在5至9月汛期,全年无霜期达 200~300 d。

从南京市来看,已建成的大量老旧居民小区和建筑物,其屋面均属于轻型屋面,这给城市绿化提供了新的发展空间和契机。例如南京市鼓楼区政府的楼体屋面进行了总面积达到约2 800 m2的轻型屋顶绿化,技术上为解决小荷载难题,采用了新型屋面绿化生态盒专利产品和轻质专用基质,保证3~5 cm的基质层能持续提供植物生长所需养分和生长环境,采用圃地预培景天类佛甲草植物毯铺设,造景优美,同时兼具生态功能。

2 轻型屋面绿化生态效益

城市屋面绿化不仅可以提高顶层建筑的舒适度,增加城市绿地面积,美化城市环境,而且可以贮存 2/3 的雨水,晴热天气雨水蒸发时可以净化空气,调节城市气候,缓解热岛效应。联合国环境署的相关研究表明,当一个城市屋顶绿化率达到70%以上时,这个城市上空的二氧化碳含量将会下降 80%,热岛效应将彻底消失[6-8]。南京市区夏季绿化屋面与非绿化屋面温度比较,屋面绿化后的室内温度较未绿化的室内温度下降 3.2~5.1 ℃,屋顶温度可下降4~7 ℃,可使室内空调节电近20%,节能效果显著[9]。与此同时,种植屋面可以吸收 SO2、HF、Cl2、NH3等有害气体,降低灰尘数量达40%左右[7],杀灭空气中散布的各种细菌,提高空气清洁度;对噪声有吸附作用,最大减噪量可达10分贝;减弱暴雨过后的地表径流,对暴雨起一定的缓冲作用,可以有效缓解城市排水系统的压力,为城市安全提供保障;同时为生物多样化提供基础,给动植物种群创造新的生态环境,维持城市生态平衡。

3 南京市轻型屋面绿化生态效益评价指标体系的构建

3.1 评价指标体系的建立原则

(1)系统性原则。指标体系是一个综合的多属性、多层次的体系,要求构建的模型既能全面反映轻型屋面绿化系统结构与功能的生态效益,还可以实行分级分层次处理,以适应不同侧面评价需要[10-14]。

(2)独立性原则。指标间应尽可能独立,尽量选择有代表性的指标,辅之以一些次要指标,尽量避免某单项功能指标的重复使用[10-13]。

(3) 可操作性和数据资料的可获得性原则。所选取的指标应具有监测可操作性,且指标内容简单明了、概念明确、数据容易获取[13]。

3.2 评价指标体系的说明

3.2.1 评价指标的确定 评价指标的选择对于构建一个好的评价体系至关重要[5]。轻型屋面绿化的结果最终形成一个具有一定结构和功能的系统,为了对系统进行综合生态效益评价,以南京市轻型屋面绿化生态效益评价为例,评价指标的筛选根据评价对象的结构、功能和区域特性,在咨询专家以及参考国内外大量文献的基础上,着重考虑缓和温度效应、增湿效应、雨水滞蓄率、平均风速改变率、滞尘效应、吸收有害气体、固碳释氧、降噪效应、植物种类多样性、植物存活率、乡土物种比例等指标。其中缓和温度效应主要考虑针对南京气候夏季高温天气多,冬季无采暖,可促进发挥建筑节能;雨水滞蓄率主要考虑针对南京的降雨特征,可为建立“海绵城市”提供一定的支撑;滞尘效应、吸收有害气体以及固碳释氧效应主要考虑南京大气环境特征,植物特有的属性可兼为城市居民呼吸提供洁净空气;降噪效应主要考虑南京拥有车辆较多以及其他噪音源也较多的情况;植物种类多样性、植物存活率以及乡土物种比例这3个指标主要考虑生态的稳定性以及维护成本的高低等。

3.2.2 评价指标体系的层次结构 轻型屋面绿化生态效益评价指标体系必须既能反映整个系统的综合效益,又能反映各层次、各侧面生态功能;既有助于为城市发展制定绿化规划目标,又能提出易于操作、便于对照执行的具体准则。为此,根据南京市轻型屋面绿化生态效益评价目标和指标体系选择原则,建立三级评价指标体系,分别为总目标层、准则层、指标层,如图 1所示。

第一级评价指标层即目标层,它可通过模糊数学评价模型获得,是反映系统生态综合效益的指标,显示轻型屋面绿化在改善城市生态环境中的作用,也是检验轻型屋面绿化质量的主要组成部分。

第二级由第一级评价指标层的3个支持指标―环境效益、系统稳定性、小气候效应构成。城市是一个复杂的大系统,在环境方面,交通、城市建设、工厂和家庭生活等产生大量的污染物质。屋面绿化在绿化造景的同时根据植物的特性,运用其自然净化功能,这对重建城市生存空间具有不可替代的意义,环境效益指标应全面深入考虑绿化改善环境的作用机制,对其作用的大小进行正确地定位与评价。另外由于城市地形复杂、建筑密集、能耗大等原因,使得城市形成特有的某些有害气候现象,一定规模的绿化对气候具有调节作用,小气候效应指标可考虑对各项气象因子的缓和程度,进而评价屋面绿化整体在影响城市区域大气热力状况中的作用原理与程度。考虑到城市的生态环境受人类强烈干预,生态系统往往表现出物种数量减少,结构简单等特点,系统稳定性指标应考虑所建群落的稳定性,引入一定比例的乡土物种对于维持生态系统平衡,改善立地条件等有着不可低估的优势。

第三级评价指标层是通过具体的方法和技术处理获得的指标,是评价指标体系的最低层,也是唯一可通过实验获取数据的指标层。部分指标的测定如下。

(1) 吸收有害气体:可测定植物体中S、N的含量,计算植物吸S、N的量;同时监测大气中的有毒气体SO2、NOx、氮氢化合物的含量。

(2) 固碳释氧:可测定各植物的光合作用并进行估算。

(3) 降噪:测定不同区域内不同时段的噪声。

(4) 滞尘效应:测定植物体表面的TSP、PM10,同时监测大气中的TSP、PM10。

(5) 乡土树种比例=乡土树种种类/绿化区域内所有树种种类(%)。

(6) 植物种类多样性:根据单位绿化空间中应用的植物种类、株数、面积等进行统计,可用 Simpson 指数或Shonnon-Weiner指标计算。

(7) 植物存活率:统计不同干旱胁迫下,植物存活个体数/绿化区域内所有树种个体。

(8) 雨水滞蓄率:可测定单位面积的土层厚度中土壤非毛管空隙度的含水量,以及不同雨量产生径流的滞后时间。

(9) 缓和温度效应:可测定绿化区域内日最高温度、日最低温度、日均温、室内外温度的变化、高温天气(>35 ℃)减少日数等。

(10) 增湿效应:测定绿化区域内空气湿度的变化。

(11) 平均风速改变率:测定平均风速的变化。

4 结 论

目前,南京市正在推广立体绿化建设,本研究根据南京市轻型屋面绿化现状,着眼于综合评价,构建了南京市轻型屋面绿化生态效益多层次指标体系,包括3个准则层及固碳释氧量、缓和温度效应等11个指标层,并为构建城市绿地综合生态效益评价模型作准备。进一步的研究将通过定量方法对这些指标进行量化与评估,科学研究生态效益,并参照国内外先进城市的经验成果,制定符合自身特点的城市绿化目标,促进南京市绿化建设向多元化方向发展。

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篇8

关键词:雨水径流;控制;生态城市

中图分类号: S891 文献标识码: A

前言

进入 21 世纪后,世界城市生态问题呈现出愈演愈烈的态势。基于工业文明

的传统城市发展模式已举步维艰、难以为继,生态问题和环境压力促使人们必

须考虑在城市化进程中应该选择怎样的发展路线图,实施怎样的缓解生态压力的基本策略,生态城市概念应运而生。发达国家的实践表明,充分利用雨水生态化技术对城市雨水径流进行渗透、调蓄以及净化,是解决城市化带来城区水文、水质条件恶化问题的一个重要途径,也是减少城区面源污染的重要措施。在土地资源紧张的城市,基于雨水径流控制措施空间合理利用的雨水生态来构建城市生态环境具有污染物处理能力强、维护管理成本低等诸多优点。此外,将城市屋面、绿地等下垫面的较清洁雨水简单处理后存储,并用于浇灌、道路冲洗等市政工程用水,能节约大量优质自来水,不仅有利于生态城市的构建,也符合当前节约型社会的理念。

一、雨水径流控制对生态城市发展的重要性

对于一般城区而言,雨水径流污染是城市非点源污染的重要组成部分之一,其通过天然降雨及形成的雨水径流的淋洗、冲刷作用,使空气、地面、表层土壤中的悬浮或沉积的污染物质,被雨水径流携入各类地表水体。影响城市雨水径流污染的主要因素有地表堆积物、大气污染状况及雨水径流量。城市地表堆积了大量的污染物质,包括颗粒物质、重金属、营养物质、耗氧物质、细菌及其它污染物,这些地表堆积物就是城市非点源污染的最初来源。地表堆积物通过降雨径流进入受纳水体,造成水体富营养化及其他形式的污染,进而破坏水生动植物的生存环境,导致水体水环境质量恶化。而城市地表积累的污染物数量与积累时间呈正比,因此,雨前晴天数对径流中的污染物浓度影响较大。大气污染状况雨水中的污染物浓度有一定的贡献,但与地表径流冲刷相比,该项影响不是很大,可忽略不计。径流量与降雨强度、降雨量、降雨历时以及城市地表的不透水程度有关。降雨强度是影响雨水径流对地表污染物质冲刷程度的决定性因素,降雨量大小则表征径流中污染物的稀释水平,城市地表的不透水程度决定污染物稀释水量的大小,降雨历时既为地表径流对污染物的冲刷时间,也是降雨期间污染物向受纳水体输送的时间。雨水径流污染是城市面源污染的重要组成部分,调查分析城市典型下垫面的雨水径流污染状况是了解城市面源污染状况的关键环节,为控制城市径流污染,缓解面源污染提供了必要前提。

随着我国城镇化水平的不断提高,城区人口数量、活动强度和非渗透性区域面积比例随之增加,由此引发的城区水文、水质条件恶化,城市内涝、面源污染和水资源短缺等问题日益凸显,亟需寻找技术经济合理的解决方案。欧美等发达国家的理论研究和实践经验表明,充分利用城市雨水径流的生态化利用技术,综合利用城市发展所产生的非渗透区域的雨水是缓解土地开发带来的上述问题的重要途径之一。城市雨水径流的生态化利用不但是能缓解水资源的短缺,更能提高城市绿化率与生态环境,是构建生态城市必不可少的环节。

二、基于生态城市下的雨水径流处理原则

2014年 11月,住房与城乡建设部了《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建》。指南中提出,在城市建设中应该把雨水留下,建设成自然留存、自然渗透、自然净化的海绵城市。建立“渗,蓄,滞,用,排”五位一体的新型城市雨水处理系统,把80%左右的雨水留住,以便涵养水源,改善城市生态效益。

(1)因地制宜 不同的区域的雨水径流污染状况不尽相同,应根据各个区域的特点优先选用适合的技术方法,包括所在地的自然环境条件、水环境方案、经济技术水平等。

(2)有针对性地选择 不同的技术措施对不同污染物的处理效果相差很大,应根据各主要污染物有针对性的选择技术措施。

(3)优先选用 优先选用的措施可以是投资少、效果好且易于运行管理的技术方法。

三、基于生态城市下的雨水径流控制措施

(一)雨水源头

1 屋顶绿化

屋顶绿化是以绿色灌木植物为主要覆盖物,配以植物生存所需要的营养土层、蓄水层以及屋面所需要的植物根系阻拦层、排水层、防水层等共同组成,它可以有效改善城市生态环E、调节小气候、净化空气、降低室温,同时还是消减雨水洪峰径流量,丰富城市景观、构建生态城市的一项重要举措。

绿化屋面宜用于平顶屋面,以及小坡度的坡屋面。屋面的植物种植土增加了建筑屋顶负荷、同时需要进行防水等特殊处理因此会增加建筑物的建设费用。城市区域的建筑屋面约占到城市总面积的 30%,屋顶绿化能够增加城市绿地面积,减小城市热岛效应,因此条件允许时应该优先采用屋顶绿化。

2 低势绿地

低势绿地是一种低于周围地面高程的、雨水渗透能力良好的绿地,不但可以汇集自身面积上的降雨,还可以消纳周围非渗透性铺面产生的雨水径流。应用低势绿地一方面可以削减洪峰流量、减轻洪涝灾害,增加地下水的入渗补给;另一方面绿地所汇集的径流经渗透、沉淀、截留作用,其中污染物得到部分去除,可减轻城镇非渗透性铺面的面源污染,因而低势绿地具有滞留利用雨水与控制面源污染的双重作用,是一种具有优良净化能力的绿地生态系统。

低势绿地具有投资少、蓄渗效果好、可净化径流雨水、不易堵塞等优点。低势绿地宜设置在建筑密度低且绿地空间较大的城镇区域,譬如居住区、大型公共绿地;其局限是在地下水埋深小、土壤粘重的地区应用,容易发生积水,影响绿地的景观生态效果。在相关地区应用低势绿地,需考虑改良土壤、使用下排水设施。

3 生物滞留设施

生物滞留设施是一种雨水砂滤和渗透技术,整合了两种技术的功能,在城市开发区域的低洼区域设置种有灌木、花草乃至树木的滤床,利用自然系统中生态作用对非渗透性铺面径流进行自然净化、消纳。这类设施主要通过土壤和植物的过滤作用、以及介质中微生物的作用净化雨水,同时通过将雨水暂时滞留而后逐渐渗入土壤以减少径流量,增加对地下水的补给与雨水资源的利用。生物滞留设施因其水量负荷较高、便于分散设置、维护管理简单,是当前发达国家城镇雨水径流源头分散控制中最受关注的设施。在城镇绿地中设置生物滞留设施,不仅可以增加绿地内部雨水的滞留利用,也有可能利用绿地空间改善绿地周边非渗透性铺面的径流控制。

生物滞留设施一般建在汇水区域内地势较低的区域,由耐淹植物、蓄水层、树皮覆盖层、种植填料层、砾石层组成,在设计、管理恰当的情况下可望获得良好的景观效果;通过装置中天然/人工土壤、植物、微生物的渗滤、截留、吸附,以及微生物的作用净化汇水区域上游非渗透性铺面的径流雨水;通过存储、滞留作用削减洪峰水量,可以同时达到净化水质、削减径流量、涵养地下水等目的。发达国家的研究表明生物滞留设施是一种高效的雨水径流污染控制措施,与下凹式绿地等相比,其运行负荷高、占用土地少,一般为汇水区域不透水面积的5~10%,生物滞留设施可建造在建筑、人口密度较高的城镇绿地空间,通过分散汇集处理方式,利用小尺度的分散绿地消纳、利用城镇绿地中道路、停车场、服务设施周边的非渗透性地块的径流。

4 植被浅沟

植被浅沟是指在地表明沟(渠)中覆盖自然植被的一种工程性措施,该技术主要功能是在明沟(渠)重力排水的过程中,利用植物截留、土壤过滤等作用消减径流污染负荷。植被浅沟可以用作收集、输送雨水的生态措施,能够增强雨水下渗,降低流速,有利于污染的沉淀去除,并且浅沟内的植被能够吸附、降解污染物,同时节约管道建设费用。浅沟可用于道路排水以及建筑小区内的排水,在条件允许的情况下,应优先选用浅沟排水,只有在不适合采用浅沟时才应用管道排水系统。

5 透水铺装

透水铺装是用透水混凝土、透水砖等具有透水性能的铺装材料或采用草坪砖、碎石卵石铺面等透水的施工与铺装形式覆盖地表,从而大大提高地面的透水性能。透水铺装适用于人行道、停车场以及交通较少的道路。这些铺装完全能够取代传统的不透水铺装,其成本却不一定高。透水铺装能够有效促进雨水入渗,补给地下水,减少地面集水几率;径流量的消减还降低了雨水径流对硬化铺装的冲刷,污染物流失量得到控制。此外,嵌草砖里种植的植物,能更有效的净化径流雨水、调节大气温度和湿度、延缓径流速度及美化环境。

(二)雨水汇流

1 雨水截污挂篮与截污雨水井

雨水口为污染物进入管网的入口,污染物进入管道后会由于沉淀而沉积在管道内,有时会堵塞管道,长时间积累的污染物会发生腐化分解,在雨水的冲洗下排入水体。在雨水口设置截污挂篮可以截留雨水中的悬浮物(垃圾、树叶等),同时旱季进入雨水口的垃圾等能够被挂蓝收集,通过清扫易于清除,从而避免了管道内积累垃圾等对雨水的污染。

此外,对于特定排水区域,如未实现最终的污染物控制目标,可在雨水干管设置具有沉淀(过滤)作用的环保雨水井。雨水井内设置沉淀区域、或过滤设施,可去除较为细小的悬浮污染物质。雨水井左侧为沉淀、隔油区域,中间设置透水挡墙,右侧能够进一步取出更为细小的污染物质。道路、停车场加油站等区域的雨水沉淀井需要设置隔油区,住宅区、公园等无油类污染的区域则只需要设置沉淀区。

2 渗透渠(管)

渗透渠(管)是在传统雨水排水渠(管)的基础上通过在渠(管)体上打孔或采用多孔管材,并在渠(管)回填砾石等高孔隙填充物,改造为渗透渠或渗透管(穿孔管)。雨水径流进入渗透渠(管)后,首先向四周土层渗透,待径流量变大或图层含水率达到饱和时,径流才向下游排放。通过渗透和表层土壤过滤可去除雨水径流中的固体小颗粒污染物质,对营养物(氮、磷)、重金属及病原菌都有一定的处理效果,还可削减部分或全部径流量,如能对地下水进行一定的补给。

渗透(沟)渠适用于沿道路、建筑物、景观水体四周设置,其适用条件有以下几点:①渗透沟底应离季节性最高地下水位至少 0.6 米。②设施应设计在离水源地至少 120 米的地方,离化粪池系统 30 米远,且离建筑物地基至少 6 米。③渗透沟设置在离硬化面积至少 3 米的地方。

3 雨水渗透池(塘)

渗透塘/池是指利用地面低洼地、水塘或地下水池,收集、暂时贮存进入的雨水,并在24 小时里将其渗入地下的雨水渗透设施,通过土壤的过滤以及填料层生长的微生物作用去除水体中污染物质,雨水渗透池/塘对雨水径流中污染物及径流削减都有较好效果的措施,能有效地去除细小颗粒物、营养物、重金属、病原菌以及碳氢化合物等雨水径流中的污染物,同时也能补给地下水,保护开发地区的自然水循环,并降低下游地区的洪涝危险,并且减少对接受水体的热量影响。雨水渗透塘/池适用于对小区域的雨水径流进行水质、水量控制的离线式(off-line)汇流控制设施,不宜将其设置在污染严重的区域,宜设置在公园、小区等污染不严重的地区。

4 雨水过滤设施

雨水过滤池是使雨水通过砂、沸石、粉煤灰等滤料或土工布、微孔管等多孔介质的作用,截流水中的悬浮物质,从而消减雨水径流污染物的构筑物。雨水过滤池对污染物的去除效果好,如对SS的去除率较高,并能去除一定量的营养物质,对金属、细菌去除效果也比较高。同时雨水过滤设施还可以间接消减雨水洪峰流量,减小雨水径流量过大时,对下游排水设施的水力负荷。雨水过滤池宜应用于土地利用率高,高度发展的城区,可减少该区域的不透水面积率,如商业区、工业区和高速公路等场所。它也可应用于土地价值高或者由于土壤、地下水位比较高不宜采用其它设施的小城镇区域。

(三)雨水末端

1 雨水塘

雨水塘一般设置于雨水进入受纳水体前,雨水径流中的悬浮污染物可通过通过沉淀作用而去除。雨水塘可分为两类,一类为湿式塘,长期具有水域;另一类是只有在雨季才具有水域的干式塘。湿塘通过物理沉降、吸附、自然的化学絮凝、微生物的降解以及水生植物和藻类的吸收,达到去除城市暴雨径流中所挟带的污染物的目的。此外湿塘还可减少一定的径流量,降低下游洪涝风险,是潜在的野生动物栖息地,具有一定的景观价值和娱乐功能。干塘主要起控制雨水径流流速的作用,对暴雨径流的悬浮物有一定去除能力,对其他污染物的去除能力一般。

雨水塘一般是在线式(on-line)和管网终端雨水径流污染物控制措施。湿塘由于对污染物有较好的去除效果,一般可应用于住宅区、商业区和工业区等区域,也可以设置在控制雨水径流量的地区。干塘一般设在控制雨水径流量的区域。

2雨水湿地

雨水湿地是一种由人工建造和监督控制的与天然沼泽地类似的雨水生态处理系统,由人工将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质,并有选择性地植入植物而构成。目前,国内外表面流湿地和潜流湿地在污水处理领域已得到成功应用。然而,由于潜流湿地用于暴雨径流处理容易堵塞以及对径流高峰流量的调蓄能力差,国外一般使用表面流湿地处理雨水径流。雨水湿地主要由基质和植物组成,通过沉淀、过滤、吸附和微生物转化等多种方式联合作用消减径流污染物。同时还能达到削减洪峰流量,调蓄利用雨水资源的目的。

雨水湿地作为一种高效的雨水径流污染控制措施,具有污染物去除效果好,操作管理简单,维护运行费用低,可丰富城市生态多样性等优点。由于湿地本身是城镇绿地中的一个组成部分,特别是在丰水地区,暴雨湿地在城镇绿地雨水利用技术方面具有一定竞争力,在水量调蓄方面较其它技术具有优势。然而,湿地在城镇绿地中使用也存在一些局限,如占地面积大,在小块绿地区域内可能面积不够或破坏总体景观而不宜使用;而且,雨水湿地还容易出现干旱季节景观效果不佳等问题。此外,在土壤渗透性好、地下水位低的区域,为维持一定的水位,人工湿地需要做防渗处理,造价较高。

四、结束语

本文从雨水径流方面来进行研究,通过雨水径流的控制措施来构建生态城市,具有成本低、效果好、节约水资源等优点,生态城市是一个复杂的系统,本文仅从雨水径流层面阐述其原理与具体措施,存在一定的局限性,在后续研究中会继续加强,以促进我国生态文明城市的发展。

参考文献:

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篇9

关键词:房建施工;深基坑施工;施工技术

中图分类号:TU74文献标识码: A

引言

深基坑的一般定义为:底面积在27平方米以内(不是20),且底长边小于三倍短边,开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。(反之则为浅基坑)。

1、房屋建筑工程深基坑施工技术的特征

深基坑施工对于建筑施工而言非常关键,是整体建筑的基础,深基坑施工非常安全可靠,能够直接影响到高层建筑的稳定性、安全性以及长远性。

首先,支护结构。通常会在基础建立连续密集的灌注桩、预制桩以及钢板桩挡土,如果因为土质较软、基坑较深而使得变形限制严格时,还要对支护桩建立水平支撑或者拉锚。

其次,止水体系。通常使用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等构成阻隔地下水朝着坑内流动的隔水帷幕。

深基坑的支护系统具有临时性,较难保障安全。深基坑工程具备了较强的区域性以及针对性,只有通过因地制宜才能够较好的解决。深基坑的施工具有较强的综合性,不但关系到结构力学,还关系到水力学,计算过程较为繁琐。深基坑不论是深度方面,还是平面形状以及土体方面,都具有较强的时空效应。深基坑工程关系到支护体系设计、土方开挖、检验、监测等具有信息化施工的系统工程。深基坑在开挖时,对周围的建筑物具有较大的影响。

一定要先对施工现场进行勘察,特别要掌握地下管线的分布,必须掌握现场支护段的界限,而且要对施工基坑的状况进行分析,对场地的土质状况进行分析。

2、房屋建筑深基坑工程的施工要求

2.1、施工准备

在建筑项目深基坑工程施工之前,主要是要准备好施工人员、施工机械、施工方案、施工技术等。第一,应该详细调查施工地点的道路分布、土质、周围建筑环境等,进而选择最优的方案设计;第二,基于所选择的设计方案来设计施工方案和施工组织。

2.2、深基坑开挖

深基坑开挖施工流程主要为整平、修坡、排降水、分层开挖、测量放线等,必须要严格按照规定来开展深基坑开挖施工。通常而言,都是采用从上而下的方式来开展深基坑开挖施工;特殊土质还可以采用边挖边支撑的形式。若已经建有基坑,且分布在深基坑的周围,应该要设置必要的安全距离,若条件有限,无法设置必要的安全距离,那么在深基坑施工之前必须要先行挡墙处理和支撑加固。

2.3、深基坑施工过程

在施工过程中,有可能会由于施工环境影响到放边坡施工。为了尽量避免这种情况的出现,应该要仔细规划支撑防护方案的设计,综合考虑施工环境和基坑结构,然后再结合实际情况来制定出适宜的深基坑挖掘方案。具体在进行基坑支护、土方开挖方案的时候,需要相应的专家来进行论证。再就是通过基坑围护、信息预案、预降水、结构施工、土方开挖等多方面来控制深基坑施工过程,每一环节结束后都要做好支护建设,然后才能够开展下一环节的施工。值得注意的是,务必要注意监测工程关键点,一旦发现存在着安全隐患,首先要及时疏散人员、停止施工,然后再查明原因,做好相应的应急处理工作,只有在排除危险之后才能够开展后面工序的施工。

3、深基坑施工技术常见问题分析

3.1、施工现场和施工规划具有一定差距

对于施工现场而言,有的施工人员具有偷工减料的状况,对建筑工程的态度过于马马虎虎,在对待基坑施工时也同样如此。进行深基坑施工时,通常包括对搅拌桩进行施工。可是,有些施工人员却觉得基坑施工处于建筑地下,哪怕偷工减料也较难被发觉,所以,就会发生水泥材料预计量超出使用量"水泥掺入量不够的状况,使得基坑的支护措施强度降低,有的甚至还会发生裂缝的现象,这对建筑的质量都造成了影响。究其根本,是因为有的施工单位为了加快工作时间,不按照图纸进行施工,在建筑过程里经常出现消极怠工"指标掌控较松的情况。因为施工单位过于重视眼前的利益,从而使得建筑质量从整体上都存在隐患。通常来讲,建筑整体还没有建立空间结构,就要通过平面结构的要求对支护措施进行处理,进而确保建筑物在整体上的施工质量。

3.2、较难控制对边坡的修整

针对深基坑施工而言,施工单位会通过人与机器的结合,让设备先进行大面积的开挖,之后再通过人工对挖开的部分进行细致的挖掘。可是,在现实当中,深基坑挖掘工作时常发生机械设施挖掘深度不够或者挖掘深度过深的状况,还有的设施操作人员因为对操作不熟练而令挖掘的面积过大。并且,由于设备挖掘基坑深度较大,对边坡的修整控制较难保障。可是如果通过人工进行挖掘,就会加大难度系数,也会对安全造成隐患。所以,深基坑挖掘和修整都存在操控困难的现象。

3.3、基坑挖掘和边坡支护不一致

对于深基坑施工过程而言,因为一些施工企业不存在相关的资格证书,所以,经常会在施工当中出现操作不当的状况。从而会对施工现场的秩序造成影响,施工技术不按照规定进行操作,其技术之间就会出现矛盾。假如施工现场在管理方面产生问题,就会对建筑企业的施工进度和房建工程质量形成影响。

4、房屋建筑工程的深基坑处理技术

(1)施工前的准备工作

在进行施工以前,要进行图纸设计工作,在图纸设计完成以后,要对图纸进行会审,在会审的时候要组织相关的技术人员和施工人员来进行,这样可以更好的对施工中存在的问题进行提出,同时对图纸的可行性也能进行更好的研究。

(2)深基坑支护工程施工技术过程

通常而言,我国建筑深基坑施工技术过程通常为:施工准备支护桩施工锚杆施工土方开挖。

①支护桩施工。目前深基坑支护工程中通常使用人工进行孔桩的开挖,护壁则采用赶紧混凝土。比如,用吊桶和电动葫芦运输进行灌注桩土方开挖过程中,灌注、混凝土配制、安放、钢筋笼制作、清孔以及成孔等操作环节的质量一定要严格控制,达到施工技术标准要求,以便于保证桩的质量。

②锚杆施工。所谓的锚杆就是一端固定于基岩石中。另一端连接挡土墙桩或者结构物利用锚杆与岩石不能与锚固力承担各种向外倾覆力的原理工作的一种新型的成拉杆件。当建筑基坑开挖深度达到锚杆标准高度后,实施锚杆的施工,进行制作锚头、穿锚索、钻孔、水泥或者泥沙浆注浆,然后安置穿外锚具、钢垫板、钢台座、钢腰板,最后进行锚固的张拉。要注意的是完工后要进行现场锚杆测试,保证锚杆的施工符合建筑基坑支护工程施工技术标准要求。

(3)土方开挖

土方开挖的量也要进行合理设计,因为如果土方开挖量过小,不利于建筑深基坑支护工程的施工,如果土方开挖量过大,造成大量尘土不利于环境保护,影响到周围居民的生活。所以科学合理的土方开挖方法是一边挖一边运,进行分层开挖,同时设置相关人员进行各种清土作业。土方开挖过程中,要注意检测周围土体变化动态,如果有异常,要及时分析原因,采取适当的改进措施,然后继续施工。

5、深基坑施工要点分析

5.1、了解基坑周边环境及地质水文特性

深基坑施工时一定要对周边的环境进行详细的了解,这样可以减少施工中不必要的损失。对周边环境进行调查时,要了解清楚建筑物的类型、年代、地基基础样式、上部的构造情况、地下的市政管道的位置及走向,施工时应该避开重要的管道网线,在明显的地方做上标记。选取场地时要进行实地的采样分析,对施工现场进行场地硬化,了解场地内和四周的水源情况,包括:地表水和地下水。在基坑周围设置挡水坡和排水沟,清除场地内的地表水,修建排水管道防止生活用水的下渗。

5.2、降排水方法

根据地质勘探报告和先期的实地考察,在深基坑的开挖前期以明排水为主要排水方式进行集中排放;在深基坑的开挖后期应配合以坑底“轻型井点降水”措施,尽量在坑底基本无水的情况下进行作业。深基坑土方工程施工时,虽然有止水防渗措施,但在所难免会出现坑壁渗水的现象,可采取“堵”和“疏”的方法进行控制。当深基坑坑壁的渗水较小时,可以用干海绵、导流管将渗水排入排水坑。当深基坑坑壁的渗水较大时,应将该处的土体进行暂时保留,再进行压实,然后使用注浆的办法将渗漏部位封住。

5.3、支护施工中的安全防护措施

在建筑基坑的施工过程中,安全防范措施是必不可少的。比如:进入施工现场的工作人员或者是监理人员等都必须有相应的防护措施,必须佩戴安全帽,以及持证上岗等;工作人员不可酒后上岗工作;需要有专门的技术人员按照规定检查机器设备的维修和保养工作,保证正常施工等。

结束语

随着城市建设的快速发展,地下空间开发也日益增多。地下城市空间的综合开发利用能够有效解决人口、资源、环境的难题,也是城市化的标志。另一方面工程建筑对于基础的稳固性要求也越来越高,能够加强建筑基础稳固性的深基坑支护技术越来越受到人们重视。为了提高各类建筑物的稳固性,我们要不断的学习建筑深基坑支护工程理论知识,并结合建筑工程实践经验总结探索出更加有效的深基坑支护工程施工技术,完善深基坑支护工程技术体系,提高各类建筑工程质量。

参考文献

[1]黄力伟.关于房建施工中深基坑施工技术及其管理的探究[J].江西建材,2014,04:105+108.

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土木认识实习报告范文【一】

根据学校安排,我于20XX年X月XX日到许昌泰兴建筑有限公司承建的许昌火力 电厂一期工程进行建筑施工及管理实习,这是一个让我了解建筑施工的好机会,让我更深一步的了解理论与实际的差别。紧张的两个月的实习生活结束了,在公司总工的带领下,在工地工程师的讲解下,我在实习过程中还是有不少的收获,以下是我对实习的收获与体会。

一、经过这次实习活动,让我从实习中对这门自己即将从事的专业获得一个感性认识,为今后专业的学习打下坚实的基础。它不仅让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,还使我们开阔了视野,增长了见识,为我们以后更好把所 学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过生产实习使我更深入地接触专业知识,进一步了解合理控制建筑工程成本重要性,了解工程施工管理过程中存在的问题和理论和实际相冲突的难点问题,并通过撰写实习报告,使我学会综合应用所学知识,提高分析和解决专业问题的能力。

二、我首先通过公司总工的介绍,对工地的主要负责人和工程的概况有了基本的一些了解,我所实习的许昌泰兴建筑有限公司是建筑一级企业。该公司所承建的许昌火力电厂一期工程位于107国道中段东侧,框剪结构,主厂房楼地下1层,上12层、水泵房地上2层,碎煤机石房地上2层。实习期间该工程正处于桩基础及地下室施工阶段。

三、通过这次实习认识到施工单位要合理控制建筑工程成本要做到以下几个方面:

⑴工程合同签订关。工程合同是工程建设单位和施工单位之间就工程有关的权利和义务而签订的协议。工程合同签订是施工单位必须把好的重要关口,因为工程合同不但明确规定了施工单位和建设单位双方的权利和义务,还包含有要求工程必须达到的质量等级、建筑工期、采用何种材料、何种价格以及价款支付期限等重要内容,这些内容对建筑工程造价的高低有着非常直接的影响。如果双方签订的工程合同内容齐全、逻辑严密、双方的权利义务对等,其最后的工程造价就可能合理,反之,造价就有可能偏低,施工单位就可能蒙受损失。

⑵工程变更签证关。工程变更是指业主根据需要在工程施工过程中对原图纸进行的更改。既然对原有图纸进行了更改,就必然会引起施工工程量的变动,而工程量的变动也就必然会引起原签订合同价款的增加或减少,特别是有些工程变更较多,工程量增减变化大,其最后结算依据仅凭建设单位代表的变更签证,这样变更签证关就显得尤为重要。可以说,工程变更签证是否及时准确直接影响到建筑工程造价的高低。

⑶工程决算审核关。工程决算是指工程竣工验收后由施工单位编制的包含所有工程量及所有价款在内的结算资料。它是由工程施工单位负责编制,建设单位进行初审,最后由建设单位委托有资质的社会中介机构进行审核,并出具审核报告。工程决算审核是基建管理活动的最终环节,也是工程造价控制的最后关口,施工单位必须予以高度重视。

四、工程施工技术方面体会:

㈠通过参加图纸会审,我明白了图纸会审主要内容。

一般工程开工前,业主、设计单位、承建单位和质量监督单位等都要参加图纸会审,以发现并解决设计中存在的差错、矛盾及易在施工中产生模糊概念及在将来施工中可能存在的困难等问题,以避免施工中造成不必要的损失。在会审时应注意以下几点:

,找出图纸自身的缺陷和错误。审阅图纸设计是否符合国家有关政策和规定;图纸与说明是否清楚,引用标准是否确切;施工图纸标准有无错漏;总平与建筑施工图尺寸、平面位置、标高等是否一致,平、立、剖面图之间的关系是否一致;各专业工种设计是否协调和吻合。

第二,施工的可行性结合图纸的特点,研究图纸在施工过程中,在质量上、安全上、工期上、工艺上、材料供应上,乃至于经济效益上施工能否满足图纸的要求,必要时建议设计单位给予适当地修改。

第三,地质资料是否齐全,能否满足图纸的要求;周边的建筑物或环境是否影响本建筑物的施工等;施工图纸的功能设计是否满足建设单位的要求等,都是图纸会审的主要内容。

对会审准备中的图纸等问题进行汇总,由项目技术负责人召集有关人员进行一次内部初审。为了能更了解设计者的设计原理,我查了有关图集,对图纸进行了深入的研究,提出了很多有见解性的问题,而且与施工技术人员进行了激烈的讨论,争取把每处不明白的地方都弄明白。我发现除结构和建筑上尺寸有误,钢筋有误之外,还有最重要的就是和图集的不相符,还有我发现一个最重要的就是剪力墙上的门洞也很容易搞错。

㈡通过在工地进行了实习,我学到了地下室施工有关很多技术要点,在这里我总结一下大承台混凝土的施工技术。

大承台(核心筒)混凝土施工采取了分层斜面倒退法的浇筑方法。为了保证浇捣质量,除要求混凝土密实外,还必须解决三个关键性的技术问题:一是混凝土供应和浇捣中要保证混凝土内部层与层之间结合良好,不得出现施工裂缝;二是采用三掺技术及保温控制,利用混凝土的后期强度,减少水泥用量,降低大体积混凝土内部的水化热,防止由于内外温差过高而造成混凝土结构的 开裂;三 是必须加强混凝土的养护措施,确保混凝土后期强度的增长。

混凝土配合比设计采用了三掺技术。其中,掺用Ⅱ级粉煤灰,降低水化热峰值,减少水泥用量,增加可泵性,确保现场泵送连续浇筑,掺用 UEA膨胀剂,防止因混凝土收缩而引起的裂缝,增强结构的自防水能力;掺用高效减水剂,改善和易性,减少游离水产生的蒸发水通道,增加混凝土密实性。

由混凝土的性能可知,混凝土表面泌水收缩,易产生塑性收缩裂缝,它一般发生在混凝土终凝之前,且由于受到钢筋、粗大骨料等的限制,致使混凝土内部颗粒沉降不均匀,也会出现不规则的危害性表面裂缝。为了防止这类裂缝的产生,在混凝土浇筑至设计标高时,混凝土经振动器振捣密实,表面出现浮浆时,随即用刮尺刮平,待混凝土终凝硬化前,用木抹子连续搓平,以闭合混凝土表面,防止泌水收缩裂缝的产生,同时加以覆盖养护,避免混凝土受风吹日晒,从而排除了混凝土内部颗粒下均匀沉降而引起的危害性表面裂缝。

土木认识实习报告范文【二】

一、前言

生产实习是土木工程专业教学计划中必不可少的实践教学环节,它是所学理论知识与工程实践的统一。在实习过程中,我以技术员的身份深入到建筑施工单位,以一个高层住宅小区为实习场所,在项目部技术室主任的指导下,参加工程施工工作,顺利完成了六周的实习任务。同时,也为大学毕业后从事工程时间打下良好基础。

二、工程概况

工程名称:西三期西二里小区二期工程

工程地点:北京市海淀区西三旗

建设单位:北京新奥广厦房地产开发有限公司

监理单位:北京中招兴业工程咨询有限公司

设计单位:北京华咨工程设计有限公司

施工单位:中铁建设集团有限公司第三十四项目部计划

开工日期:2XX3年7月2X日

计划竣工日期:2XX4年12月15

日本工程为一个群体工程,共包括5#楼、6#楼、8#楼三栋高层住宅楼和12#地下车库以及11#楼(变电站),总建筑面积63XXX.2m2.其中5#楼建筑面积为9932.Xm2,8#楼建筑面积为28293.4m2,5#楼、8#楼均由主楼和配楼两部分组成,主楼地下二层为人防层,地下一层为设备层,地上18层及局部19层阁楼为住宅;配楼地下二层为设备层,地下一层至地上二层为会所;建筑总高度为53.85m;主楼基础结构形式为筏板基础,主体结构为全现浇剪力墙结构;配楼基础结构形式为独立柱基础,主体结构为框架结构。

6#楼建筑面积193XXm2,地下一层为自行车库,地上为14层带跃层住宅;建筑总高度为44.5Xm;基础结构形式为筏板基础,主体结构为全现浇剪力墙结构。11#楼(变电站)建筑面积为443.6m2,地上二层,主体结构为框架结构。12#地下车库建筑面积为5X38.5m2,地下为地下车库,地上为车道出入口、人防出入口及变电站,地下车库战时为6级人防物资库,基础结构形式为筏板基础,主体结构为框架-剪力墙结构。由于北京地区每年6月15日到9月15为雨季施工季节,根据北京市防洪指挥部的文件,本工程从6月1X日进入汛期。

三、实习内容

3.1、熟悉工程施工管理、技术管理由于实习时间较短,仅参与了施工过程的具体操作,现作简要概述如下:

3.1.1 项目技术负责人负责落实技术岗位责任制和技术交底制,每道工序前必须进行技术交底并填写技术交底记录。

3.1.2 项目经理责成各专业工程师填写施工日志。工程经理应记录并保存一份详细的施工日志。施工日志的内容包括以下几个方面:当天施工部位、该部位的施工人数、具体的施工班组、具体的现场负责人、施工用材料和设备情况、依据的作业方法或哪个技术交底、当天气候、当天施工部位的检验和试验状态以及施工中出现的问题等。

3.1.3 工程施工过程中,由工程室负责现场劳动力调配、进度管理、机械使用和施工安全等工作,并保存相关记录。工程经理负责每周主持召开一次工程例会,总结上周的工程进度情况,找出工程实际进展同计划之间的差距,安排本周的工作。项目总工总结上周的施工质量状况,并对下一步的质量管理提出建议和要求。

3.1.4 在施工过程中,执行自检、互检、交接检、专检制度,施工队质检员对每道工序自检合格后,填写自检表,经相关工班长签认后,由项目质检员复查、检验合格后方可进行下道工序。不合格的工序必须进行返工,再次验收合格后方可进行下道工序。项目通过建立联检制度,填写质量联检表,对各分项工程的质量加强控制。砼施工前必须填写砼浇灌申请。

3.1.5 施工过程中的设计变更,由各专业工程师负责,按本质量计划合同变更管理部分的规定,及时传达到各业务口及相关施工队。

3.1.6 砼、砂浆、防水材料由试验员负责取样,送公司试验室进行试验,合格后出具相应的试验报告。产品试验合格后方可发放。

3.1.7 隐蔽工程项目质检员检查合格后,由专业工程师填写隐蔽工程验收记录,报请业主或监理工程师验收。业主或监理工程师在验收记录上签字后,方可继续施工。

3.1.8由技术室编制月进度计划,工程经理负责将月进度计划分解细化到每周每天,实行动态监控、量化管理,确保施工进度。

3.2、施工技术的具体操作

3.2.1 编写施工技术交底、参加技术交底会议技术交底是每一个分项/分部工程开工的前提,也是贯彻始终的技术指导,直接影响工程质量,其可靠度至关重要。因此,我作为技术员在编写完交底后必须交技术室主任审查通过,方可向施工队队长进行交底。实习期间具体编写了《楼板管道洞封堵》、《地下车库基坑回填》、《空调洞打孔》、《肥槽回填》等技术交底,在此过程中,我大量查找资料,受益菲浅。

编写《楼板管道洞封堵》技术交底时,主要是对工程出现质量问题后的处理,这一部分内容在课堂上很少接触。管道洞是在楼板施工过程中为水电管道预留的孔洞,其孔径大于管道半径,如不封堵或封堵不严密,极宜发生漏水等现象,因此需要进行技术处理。对于一般情况,主要是将管道井剔凿成到八形,如图:再安装模板(采用木胶板),模板与主体结构和管道交接处贴海绵条塞封,要求模板安装牢固,与楼板以及管体接缝严密,然后搅拌、浇筑细石混凝土,并用钢筋插捣密实,最后拆模养护。

对于特殊情况,如楼板配筋挡住管道通过,需要熔断钢筋,技术处理时剔凿结构楼板或用膨胀螺栓与主体连接(剔凿洞口成到八形),钢筋采用搭接焊,焊接采用反面焊,焊接长度5d,其后操作程序与一般情况相同。而《地下车库基坑回填》技术交底的编写主要运用了《土力学》的知识,比如检验回填土的质量,采用环刀法取样,对土中的有机质含量、干密度以及含水率的测定,同时利用回填土与掺入石灰粉的体积比例来控制土的质量。夯压时对干土可适当洒水加以润湿,但严禁出现橡皮土现象,保证基础的承载能力以及沉降度。

通过编写技术交底,使我对分项/分部工程施工工艺有了一定的了解,不但巩固了在课堂上所学的专业知识,熟悉了相关规范,而且学到很多书本以外的知识。

3.2.2 参与工程质量的检查、验收在施工过程中,施工队经过自检、互检、交接检后,再报项目部,由项目质检员复查,检验合格后方可进行下道工序。我同时以质检员的身份参与了工程质量的检查、验收,上现场之前必须熟悉施工图纸,如墙体配筋图、楼板梁的配筋图、模板施工图等。模板验收中主要检查板缝是否封堵严密、垂直度是否合格、测量模板安装是否满足房间开间要求等;钢筋验收则检查墙体的保护层厚度、箍筋间距、梯子筋以及暗柱暗梁的配筋是否符合要求等;抹灰装修则检查拉毛强度、面层平整度是否合格;防水层铺贴是否符合规范等。

3.2.3 协助现场技术人员处理施工质量问题刚开始,我所做的只是统计工程质量问题的类型、准确位置以及数量,如蜂窝孔、漏浆、露筋胀模、烂根等。通过学习《修补方案》技术交底,积极向有关技术人员请教,逐步掌握了处理这些问题的方法。

修补方案:对数量不多的小蜂窝、麻面、漏筋、漏石的混凝土表面用钢丝刷刷干净,然后用水清洗湿润,然后用1:2.5水泥砂浆(内掺建筑胶)抹面修正,抹浆初凝后加强养护工作;蜂窝比较严重或漏筋较深时,剔除掉附近不密实的混凝土和突出的骨料颗粒,用清水洗刷干净并充分润湿后,再用比原强度等级高一级的细石混凝土填补并仔细捣实;对胀模、变形、错台的混凝土结构应根据图纸尺寸弹线、切割,再按线进行剔凿,剔凿先用尖錾子进行剔凿,剔凿基本到位后用扁錾进行细致剔凿,剔凿要不露钢筋、平整。

3.2.4 整理工程资料实习期间我整理了较多的工程资料,如《混凝土浇灌申请》、《隐蔽工程检查记录》、《工程物资进场报验表》、《材料、构配件进场检验记录》等。如《混凝土浇灌申请》,施工队在钢筋绑扎后项目部和监理验收通过,由项目部工程室专人向混凝土搅拌站报所需混凝土的方量以及地点,然后,混凝土运输车进场时需提交混凝土开盘自查等随车小票,由项目部填写浇灌申请,交监理存档。通过这些这些资料的整理,我了解了工程施工的相关程序和规范。

四、思考与创新

学习是无止境的,通过看到的结果,积极思考问题产生的原因以及处理方法,这样才能在工作中学到更多知识,真正起到理论联系实际的良好实习效果,在处理遇到的工程技术问题的过程中,增强分析问题、解决问题的能力。

本工程在施工中采用了较多的新技术、新材料。主体结构是全现浇剪力墙结构,墙内设置暗柱和暗梁,增加了房间的开间面积和净空高度。装修中,如厨房、卫生间的装修采用了轻质陶粒混凝土隔墙条板,此隔墙板与以往砖砌墙相比,具有自重轻、安装简便、强度可靠等优点,不仅使现浇楼板所承受的荷载大大减小,而且加快施工进度,缩短工期,节约成本。

在构造柱配筋验收过程中,设计单位在立筋的采用上选择光圆筋,而施工队在施工过程时绑扎的箍筋与光圆筋之间的摩擦力过小,导致箍筋向下滑移,给施工带来不便。因此,施工队擅自将光圆筋改为螺纹筋来增大摩擦力,以便于箍筋的绑扎施工,但这一变动极大的增加了成本。通过积极思考,我向技术室主任提出如下整改方案:暗柱四根立筋采用2光圆筋和2螺纹筋,施工时交叉对角放置,如图:这样既增大了箍筋的稳定性,便于施工,又减少了成本。此方案得到主任的肯定。

五、总结

经过六周的生产实习,感受深刻。在施工技术上,实际操作以理论知识为基础,但又比理论知识更具有灵活性和可操作性,这需要学好专业知识的同时在工作中积极思考,灵活应用,培养自己的思维创新与独立解决问题的能力。同时,利用这次实习机会接触社会,得到很好的锻炼,明确了在剩余的一年大学生活中应该发展的方向,特别是需要锻炼语言交流与沟通能力,努力学习,踏实工作,积极面对每一次挑战。

土木认识实习报告范文三

一、 实习概述

土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。因此,一个合格的土木工程技术人员,不但应具有较强的理论知识,更应具有较多的实际经验。所以认识实习对我们来说是一个不可缺少的重要的学习环节。

二、 实习目的

学校为了让大家对本专业有更好的认识,在我们大一下半学期,组织了一次外出实习,好让大家可以将平时在课堂上学到的东西联系到实际当中,进入土木工程专业已经一学期了,可对这个专业并不十分了解,现在终于有机会可以对这个专业有个较全面的认识 ,我们感到十分的开心 认识实习是土木工程教学计划中第一个实践性教学环节,其对本土学生建立 正确的专业思想,树立正确的专业知识学习态度有极其重要的影响作用,通过这次实习我们应掌握:

1. 通过实践,学习有关本专业的实践知识,增强感性认识,以补充课堂教学的不足;

2. 通过实践,使我们了解建筑的整体布局,局部详细的构造,施工中应讲究的一些方法。

3. 通过交流,使我们了解了土木工程的前沿发展方向及最新动态,国内目前的土木工程管理情况。

三、 实习过程

(1)5月24日参观金梦海湾项目