低冲击开发技术（共8篇）
低冲击开发技术 篇1
1 引言
雨水管理可以增加城市水源,在一定程度上缓解水资源供需矛盾,同时还可以有效地减小城市径流量,延滞汇流时间,减轻城市排洪设施压力,减少防洪投资和洪灾损失。我国城市大面积采用地面硬质铺地和排水管道的普及,改变了具有良好透水性的自然地表,使城市水文循环状况发生变化,导致大面积地下水位下降,破坏城市生态环境。同时,地面径流加大,原有城市河道普遍不能满足防洪排水要求[1]。通过引入LID模式对城市雨水管理进行策略分析,为城市的可持续发展提供有益技术参考。
2 LID模式简介
LID[2](Low Impact Development)模式即低影响径流抑制技术或低冲击开发模式,是一种创新的暴雨雨水管理模式,上世纪90年代在美国马里兰州开始使用。LID模式是通过小型、易建造及维护成本低的设施实现面源污染控制、洪峰削减、维持景观生态及水土保持等多种功能。其目的是减少开发建设对生态环境影响,目标是通过渗透、过滤、储存、蒸发等方法,维持场地开发前的水分布状况,取代采用传统土木工程中的“管道与池塘”。
LID模式有以下三个特点:
第一,基于不破坏原有水生态坏境目的,对原有地下径流系统形成一定的保护。使用LID模式下开发前后地下水系状况不会发生明显改变[3]。
第二,在方法技术上,运用多种手段,从器械化的处理到生态化的处理层次分明,内容丰富,
第三,在空间上,将住宅与社区的开敞空间都进行了有效的利用,整个系统贯穿于社区的各个级别,其生态与水系统的推广基本是从社区规划层级开始的。
3 LID模式应用探讨
3.1 适合我国城市的LID模式
基于LID模式的特点,结合中国城市现状与特征,笔者总结概括了适合我国城市的雨水管理模式,
通过对比分析,适合我国国情的LID模式可以概括为:紧凑发展、层次分明、多样化技术手段、地域差异发展的雨水管理模式。○1紧凑发展指的是在城市土地紧张的现状下,在已有空间上建立起一套承载能力相对较高的雨水收集管理系统,与其他系统有较高的复合程度;○2层次分明指的是对不同开发方式和不同居住规模的土地进行分类,不同类别的开发进行不同程度的雨水资源收集管理。就高强度的区域来讲,可以进行雨水收集与景观结合的手法,如果规模足够大,可进行一定的生态化水处理的相关技术应用;○3多样化技术手段指的是运用多种生态技术确保系统的相对稳定,同时也可以维持生态与景观的多样性特征;○4地域差异发展指根据不同区域的特征采用不同的技术手段、不同程度地进行雨水管理。
3.2 上海市LID模式应用探讨
上海位于长江入海口的冲积平原,水资源相对丰富,但人均水资源仍较少。目前上海已有许多层次的开发能够结合LID模式,以下从市域层次和居住小区两个层次对上海市LID模式进行探讨。
3.2.1 市域层级
市域层级的LID模式基本依托于大型公园、公共绿地以及居住区大型开放景观空间,其主要功能是通过雨水管理,涵养地下水,维持整个城市生态环境。
该层级雨水综合处理工程包括雨水收集系统以及中水处理系统,主要的功能区包括雨水下渗收集区域和结合现有的水面进行生态化水处理区域等。其中技术的选包括工程技术手段以及水处理植被的选择。
以上海延中绿地雨水管理系统为例,延中绿地雨水管理系统包括三部分:雨水收集区域(主要结合的是相关铺地和渗漏系统区块)、沿景观中轴线的渗漏走廊和结合原有水域的生态处理系统。
该雨水管理系统中主要涉及到的工程技术包括:雨水渗漏、雨水过滤、雨水存储、中水收集、中水处理、中水存储等(LID模式多种技术手段均可使用)。对应的问题包括涵盖地面材质处理、土壤成分选择、水生植物的选择、流速控制、沉淀、存储等。水处理植被可选择浮萍、芦苇、睡莲等适合上海的水生植物,同时与自然生长的多类鱼、昆虫和两栖动物等可构成良好的湿地生态系统和野生动物栖息地。这样不仅对雨水进行过滤,还可以在该综合系统中为中水提供净化,并同时作为景观资源服务于城市。
3.2.2 居住小区层级
居住小区层级的LID模式则不尽相同,在规模上较市域级别小,同时在功能上由于考虑到成本、维护等问题,其中水处理部分的功能将被削弱,而主要进行的是雨水收集和储存的功能。
新江湾城新城御景小区位于新江湾城北部地区,地块秉承了江湾城建城的生态理念,其周边景观环境优美。基地进行雨水收集应用的目标设定为:服务于本地居民的生态功能与经济功能。该层级收集管理的雨水用途较为单一,主要用于地下水的涵养补充、景观绿化的浇灌以及不时之需。
具体的实施办法是将中心绿化原有单一的游憩功能增加为游憩、地下停车、雨水收集于一体的复合功能。同时,在周边的相邻组团中心绿地中设置一定的雨水收集系统,通过相应的雨水收集廊道连接,使得整个小区的雨水收集形成一个系统。对于雨水收集的绿地及廊道,结合景观和居民使用功能,突出生态景观的重要性。中心绿地的主要功能是收集和储藏,同时也方便雨水的使用(喷泉部分用水、浇灌、冲洗、公共厕所部分用水、涵养地下水等功能)。雨水收集廊道主要承担的是将雨水从分散运送到集中储藏处的功能,且其景观效用也很大,结合水生植物可营造廊道景观。
具体工程措施可以选取成本较小、使用价值较高且相对简单的雨水下渗系统和集中式的雨水储存系统。其中主要措施是塑造水生景观,它既能够满足小区景观需求,还可以起到雨水初步过滤和涵养作用。植物则可以结合技术工程设施和水景进行布置。
4 结语
在资源日趋紧缺的现状下,LID模式将日益显现其价值。在国外已有许多尝试和成功案例,如今制约我国LID模式发展的因素除了比较先进的工程技术手段难于推广外,还涉及土地、规划与相关技术部门的衔接、管理、资金等诸多问题。不过可以预见在未来我们身边将会有越来越多的雨水被利用起来的例子,帮助城市实现和谐发展的梦想。
摘要：对低冲击开发(LID)模式的特点和技术手段进行了简介,展示了雨水管理的新模式,并结合我国自身特点,提出了适合于我国城市发展的LID模式。最后,以上海市为例,对LID模式在市域层面与居住区的应用进行了探讨。
关键词：雨水管理,LID模式,上海居住区,应用探讨
参考文献
[1]刘滨谊,许珊.利用雨水收集系统解决景观用水问题[J].中国园林.2007(2)
[2]宇宁.低冲击开发(LID)模式在城市园林设计中的应用[J].现代园林.2011(4)
[3]Mohsen Mostafavi,Gareth Doherty Ecological Urbanism[M].Harvard University Graduate School of Design Lars Muller Publishers.2010
小区环境景观低碳冲击模式 篇2
全球经济从工业化、信息化走来，已经进入了低碳时代。二零零三年英国政府白皮书《我们未来的能源：创建低碳经济》，首次以发展的眼光提出“低碳”的模式，这是在可持续性发展模式后又一开创性的新理念，是可持续发展理念的新时代体现，通过新技术、新制度、新能源开发等多种手段，实现低能耗、低污染、低排放，从而达到社会经济建设与生态环境保护双赢的格局。但是低碳模式在具体操作上很容易陷入茫然和误区，针对当今世界低碳发展的迫切要求，在小区环境景观设计中，我们摸索出一些基本模式。
一、和谐建设，融会贯通
小区环境是城市的组成部分，相互依存，互相制约，小区环境必须从整体出发，突出“天人合一”的艺术境界，不能为了追求自身的利益，去破坏社会及自然资源，去侵占和掠夺周边资源，并且不应该将自身的污染转嫁到周边环境。因此小区环境设计不再是以前单纯的解决功能和视觉效果，不单是对功能和美的追求，而是更多地从城市资源可持续利用和环境保护中去寻找小区的再生力量。只有实现了这种大背景下的一体化，才能避免在小区环境建设过程中出现过多的破坏和浪费，才能真正为小区居民打造一处长远的，既满足物质功能又能满足精神需求的舒适的环境景观。
二、追逐本土，循环利用
中国是一个历史悠久的文明古国，每一个省市区都有丰富的文化历史资源，每个地方都有自己的传统文脉、生活形态、城市特点以及社区精神，同时每个城市都因为自己的气候特点，形成了个性化的自然状况。这些独具地域特征的资源，不仅是城市发展中最有影响力的因素，更是小区环境建设中首屈一指的构成元素。只有充分利用好本土资源，把本土的文化、材料和精神引用到小区环境设计中，才能实现小区景观的可持续性。当今国内开发商大多追求所谓“国际化”，实际上是一种单纯的照抄照搬，使很多小区景观不伦不类，甚至水土不服。大量的舶来品，使得使用小区的居民很难维护。造成人力、物力、财力以及资源等方面的极大浪费。
三、保护自然，发展利用
城市化高速发展的今天，亲近自然已成为我们每个人，尤其是城市居民追求的生活目标，自然资源拥有两面性：保护性进行开发，能很好地实现其价值，能大量地减少人力、物力的投入；破坏性开发，最大可能地改变了自然基脉，造成大量人力、物力的浪费。小区是城市居民日常活动最多的场所，据统计，人的一生中有一半的时间是生活在小区内的，那么小区环境景观占了人生享受的大部分。以前小区只修道路，满足出行就可以了，如今居民追求环境景观的优美，这体现了人们对自然的向往。因此，在景观设计过程中，我们不需要过多地随意创新，应该因地制宜地利用好小区内现有的自然条件，以自然为基脉，建筑为框架，构筑小区环境景观，这种顺应自然的模式，既实现人们亲近自然的梦想，又能更好地减少对环境的破坏；既减少了大开大挖的强行建设方式，又降低了资源和财力的投入，做到既保护了自然环境，又实现了可持续发展，一举两得。
四、节约能源，持续开发
未来时代是能源的时代，大量的能源都是不能再生的，电力资源和水资源与每个小区、每个居民息息相关，未来的小区生活不应该追求奢华，而是舒适，这种舒适不是人为地去实现，而是通过充分利用被动式能源，给居民带来愉悦的小区生活模式。小区景观设计中需要考虑得更多的是怎样用好自然通风、太阳能和风能等。自然通风可以减少对室内空调过多的使用，能够增强生命的活力，减少疾病的发生；被动式的太阳能、风能是人工化能源之外的可再生能源，在照明和水景动力能源的使用上可适当地加以合理利用。水资源逐渐成为人类社会发展的主要能源，小区需要消耗大量的水，同时产生大量的污水，怎样利用污水与雨水，已经成为小区景观设计中不可忽视的版块。可通过设计屋顶蓄水、地面蓄水、雨水利用等建立雨水收集系统，增加小区景观用水和绿化用水，实现小区水体的再生功能。
五、低技手法，合理实施
小区环境景观设计经常进入一个误区，那就是很多设计追求丰富、豪华，因此现代小区景观分为三个等级：中、高、低三个档次，然而很多时候这些档次就是消耗资源的档次。所谓高档次的豪华景观，实际上是大量消耗人力、物力、财力，并不是一种理想的开发模式。一个好的小区环境景观设计，应该是一种低技设计，在实施过程中通过低成本和简单的技术手段就能实现，并且使用舒适，才是人们追求的永恒的环境，这种低技景观手法能够最大限度地减少各类资源的消耗。
低冲击开发技术 篇3
关键词：冲击波检测,物流运输,单片机,传感器,低功耗
随着我国物流业总体规模的快速增长,运输企业的规模与管理等级也不断提高,货物运输的质量问题成为行业关注的焦点。产品在流通过程中,损坏的主要原因是冲击,冲击状态信息是由加速度传感器采集的冲击力数据。
针对目前市场流通的冲击记录仪的量程范围小而且待机时间短的现状,提出一种以MSP430系列单片机[1]为核心,配以ADXL001振动与冲击传感器采集数据的冲击波形捕获系统。
1 捕获系统设计要求
冲击波形捕获系统一般放置在货物包装件内,从3个方向检测加速度{Gx,Gy,Gz},再用公式
由于捕获系统由电池供电,系统设计时选用的核心器件均为低功耗器件,能够节省电池电量,延长使用时间。
2 硬件部分
货物运输过程中,冲击波捕获系统的硬件部分设计为以数据中央处理单元(单片机)为中心,根据功能要求在外围电路配置多个功能模块构成。主要由数据中央处理单元、电源模块、数据采集模块、数据存储模块和数据通信模块组成。货物的状态信息由加速度传感器采集被冲击力,并将采集到的模拟信号通过A/D转换成数字信号,送至单片机进行运算处理,同时将这些数字状态信息进行存储。
2.1 加速度传感器接口
冲击状态信息包括物体在x、y和z 3个轴上所受到的冲击力,此处用加速度值G{Gx,Gy,Gz}来表示。冲击状态信息选用加速度传感器ADXL001检测。ADXL001加速度传感器的结构如图1所示,ADXL001是单轴加速度传感器,故该系统中采用了3个250g量程的ADXL001芯片,通过摆放方向的不同来分别检测x、y和z方向上的加速度值{Gx,Gy,Gz}。
VDD、VDD2——3.3V电压输入;
XOUT——x轴加速度输出
由于ADXL001为模拟量输出,所以它的检测信号需进行A/D转换为单片机可以接收的数字信号[2]。MSP430F5529内部集成有一个12bit的A/D,根据工作环境,通过计算精度在0.1g即可。故选用单片机内部A/D的3个通道,周期性地导通3路模拟量输入,分别对3个方向的加速度值{Gx,Gy,Gz}进行采集转换,并通过定时器中断设置较高的采样频率,既可保证波形的完整性也避免了重要数据的丢失,实现了降低功耗的目的。单轴加速度传感器接口电路如图2所示。
2.2 电源模块
冲击波形捕获系统由9.0V干电池供电,但MSP430F5529和各模块的供电电压为3.3V[3]。TPS62120通过2.0～15.0V输入电压生成75mA的输出电流,效率高达96%,特别适合9.0V线路供电系统。试验证明,将9.0V转换成3.3V效率可达到87%左右,当工作电流为1.5mA时,电池可持续使用约40天。
2.3 数据存储
存储芯片的选择应结合低功耗、存储容量、读/写速度及接口方式等多个因素综合考虑。K9F8G08的电源电压在1.8～3.6V,与MSP430F5529一致,功耗低,容量可达1G×8bit。考虑数据存储安全和存储卡的寿命,使用FAT文件系统对数据进行有效管理,同时可提高与计算机文件传输的速度。
2.4 数据通信
系统采用MSP430F5529自带的USB模块完成系统硬件与PC机的通信、系统参数设置和数据的上传。与传统USB芯片相比,单片机内集成的USB控制器使系统结构更稳定,从而获得更快的数据传输速度。
3 系统软件
运输过程货物冲击波检测系统的软件部分采用事件触发工作方式设计。MSP430F5529有多种工作模式,定时器及A/D转换器等都可以在CPU休眠模式下独立运行,所以系统平时处于LPM3休眠状态,定时器和A/D则采用辅助时钟(32.768kHz)工作[4]。当定时器中断到来时CPU被快速唤醒,同时启用高速时钟,快速处理完事件后再次进入LPM3休眠状态,等待下一次事件触发[5]。
3.1 主程序
首先设置系统的采样频率和加速度阈值,当系统接收到开始信号后就进行系统初始化(包括TA初始化及A/D初始化等)并读取配置信息。由于系统设计从3个方向分别检测加速度,为了简化处理过程,可由公式
主程序将获得的数据与所设定的阈值进行比较,当该点的合成加速度超过系统预设加速度阈值时,先将各方向的加速度分别放入缓存区,并对其后的数据进行比较存储,判断其是否为重大冲击。如果判断是,则直到捕捉到合成加速度最值时,将其前、后共Ns个点的有效数据组成的完整波形存入NAND Flash,一直到存满为止。当系统接到结束信号时就停止工作。系统采用USB与微型计算机进行通信,记录的数据由上位机软件进行分析处理并显示波形。系统主处理模块的软件流程如图3所示。
3.2 采样中断程序
系统初始化后,定时器Time_A和A/D开始工作,并由TA决定A/D的采样频率,每次TA中断发生时单片机读取A/D转换采集到的数据。为了保证数据的准确性,在读取数据前必须先停止A/D转换,在读取数据完毕后再重新启动。如果得到新的数据,则设置一个标志位nADC_FLAG通知主程序,进行运算处理。
4 试验验证
利用该系统对物流过程中货物受到的实际振动信号进行采集记录,并通过上位机软件分析显示波形图的变化(图4),以验证在保证高速采集要求的前提下系统是否能够准确捕捉到完整波形。
试验结果表明:笔者设计的物流冲击波形采集系统的电路设计与软件设计合理,能够在低功耗的前提下,准确完整地对货物受到的冲击波进行采集记录(图4)。
5 结束语
针对传统冲击波形捕获系统待机时间短、记录范围窄并且易丢失数据,不能真实反应货物运输过程中受到的冲击碰撞等问题,对波形捕获技术做了进一步研究,并选用新型传感器和低功耗MSP430单片机。同时在软件设计中采用新算法,配合硬件系统实现低功耗的设计目标,降低了整个系统的工作能耗,在完全满足电池供电的前提下能长期稳定工作的要求。该系统具有体积小、结构简单及便于携带等特点,而且捕获波形完整、准确,为分析货物运输途中受到的损坏程度和原因提供了依据,具有较好的应用前景。
参考文献
[1]邱宏,李炜,徐江.基于MSP430单片机的便携式无线多路数据采集系统[J].华中科技大学学报,2011,39(s2):433～436.
[2]黄彩虹,金福江.氧化锆氧传感器电压输出特性模型的研究[J].石油化工自动化,2012,48(6):57～59.
[3]Fertitta G,Stefano D A,Fiscelli G.A Low Power andHigh Resolution Data Logger for Submarine SeismicMonitoring[J].Microprocessors and Microsystems,2010,34(2-4):63～72.
[4]焦冰,叶松,温雅婷.MSP430低功耗原理及其在海温测量中的应用[J].现代电子技术,2011,34(10):189～192.
浅议蓝派冲击压实技术 篇4
关键词：浅议 蓝派冲击压实技术
1 概述
20世纪50年代，南非共和国Berrange先生以全新的设计理念，一改近一个世纪以来传统压路机的设计思路，将压实轮由圆形改为非圆形，创设出连续式冲击压实技术及其设备，在压实作业中将连续的冲击、碾压、揉压和剪切效能作用于土石体，从而获得深层压实效果，被国际工程机械行业视为压实机械发展史中的重大革命。
2 蓝派冲击压实技术原理
蓝派冲击式压实机由牵引机和压实轮两部分组成，压实轮采用非圆截面形状。
（图1 蓝派冲击压实作用原理示意图）外形为多边形，如三边形、四边形或五边形等，作业中牵引机带动压实轮滚动过程中，压实轮轮廓曲线从最小半径处起步，随后接触点半径逐步增大，压实轮与地表的接触面积逐渐减小，地表作用在压实轮上的支持力逐步增大，此时呈现支持力大于重力的一段作用过程即揉压过程，压实轮对地表施以越来越大的揉压力，当其滚动至最大半径处，出现一瞬间支持力等于重力的碾压过程，在这段揉压碾压过程中其动能等于压实轮平动和转动的动能之和，随即便是压实轮滚动至下一轮瓣轮廓曲线最小半径处，此时冲击轮沿垂直方向的线加速度远大于重力加速度，压实轮冲击地表土体，产生远大于冲击轮自重的冲击作用，迫使被压实材料结构发生改变。在这种“揉压—碾压—冲击”的综合作用下土石颗粒重新组合，强迫排出土石颗粒之间的空气和水，细颗粒逐渐填充到粗颗粒孔隙之中，使被压实材料产生永久性残余变形，从而使土体得到压实。
对于蓝派冲击式压实机，压实轮主要动力参致对压实机工作特性有很大的影响，主要体现在下面几个方面：
2.1 压实轮重量 冲击压实轮对土壤的压实作用有冲击、揉压和碾压三部分组成，在保证其它参数不变的情况下，压实轮自重越大，所产生的冲击力也越大，而自重对揉压、碾压的作用更大，因此在能够保证作业速度的前提下，压实轮重量越大越好。但压实轮重量的增加会大大提高对牵引机的要求。
2.2 压实轮轮瓣数量 轮瓣数量直接影响压实轮的形状和重心落距，瓣数越少，则落距越大，压实轮在同等质量和同等运行速度的前提下就会获得更大的冲击力，但瓣数过少会造成压实轮滚动翻起的阻力增大，影响作业效率，并对牵引机造成很大的冲击。因此轮瓣数一般为3～5个。
2.3 作业速度 对于常规振动压路机，压实功与作业速度成反比，这是因为根据经验，动荷载作用时间越长，则向深层传递的效果越显著，因此在同样的动荷载作用下，作用时间越长越好，但蓝派冲击压实机与常规振动压路机不同，作业速度越高，轮瓣在下落过程中受到的加速度就越大，由此产生更大的动荷载，输出更大的压实能量，从而对深层具有更好的压实效果。
3 蓝派冲击压实技术处理软弱地基上填筑路基的作用机理
蓝派冲击压实技术对土壤的压实机理与以冲击力为主要作用力的强夯加固土壤的机理相似，对于不同土壤，其压实机理是不同的，可简单分为以下几类：
3.1 动力加密机理 冲击压实多孔隙、粗颗粒、非饱和土为动力加密机理，即强大的冲击能强制压缩密实土壤，排出土壤中的空气，使土体发生塑性变形，从而得到加密。
3.2 动力固结机理 冲击压实细粒饱和土为动力固结机理，即强大的冲击能作用在饱和细粒土地基上，引起的冲击波在地基土体内传播，使土壤孔隙水压力迅速增大，破坏土的结构使土体局部液化并产生许多裂隙，作为孔隙水的排水通道，孔隙水压得以消散，使土体固结，待土体触变恢复后强度提高。
3.3 动力置换机理 冲击压实加固淤泥质软弱地基为动力置换机理，即在软弱地基表面根据软基的软弱情况铺筑一定厚度的碎石垫层，软基强度越低，铺筑的厚度越大，然后利用冲击压实的巨大冲击力将碎石整体打入淤泥成整体式置换，从而形成一定厚度的强度较高的持力层。
对于一种填料，冲击压实机的作用机理可能是一种，也可能是上述多种机理的共同作用，对于软弱地基上填筑路基的冲击碾压，主要利用的是动力置换机理，但同时对上层碎石填筑体，利用了动力加密机理，而对下层淤泥软弱地基，则利用了动力固结的机理。
4 技术优势
4.1 作用能量大：由于蓝派冲击压实机的特殊作用机理，其压实是一个低频高幅的运动过程，其作用频率为1.5~2Hz，振幅为22cm，压实轮具有很大的势能；同时牵引机以12km/h~15km/h左右的速度运行，压实轮具有极大的动能。两种能量之和远大于常规压实设备的作用能量，由于冲击式压实机的作用能量大，从而对基础能够产生更大的作用力，最大可达250T左右。
4.2 影响深度大：同样因为冲击式压实机的巨大作用能量，因此较常规压实设备有更大的作用影响深度，对于原基处理，影响深度可达3~4m左右。对于填方松铺压实，根据不同的质量要求，每层填料厚度可达0.8~1.5m不等。而常规振动压实设备填料厚度仅为0.3~0.5m，因此会导致基础强度在深度方向上发生阶梯状变化，而经冲击式压实机处理的基础，其强度沿深度方向逐渐递减，更加符合道路使用过程的基础受力状态。
重型的振动压路机的有效深度在0.4~0.7m之间，冲击压路机则在1~1.5m。图2为京沪高速路（河北段）总结的冲击压路机各深度的压实度增长倍率，这是指每压18遍后的增长倍率，以曲线拐点相应的深度为有效深度，其结果也是1.5m，影响深度则为4m。对填土则其层厚可达振动压路机的2.5~4.0倍。而在软弱地基或饱和沙土地基上，由于孔隙水压的传力作用，冲击压实的作用深度会更大。
4.3 对填料的要求放宽：蓝派冲击压实设备产生的高能量，可以加大填层厚度，从而放宽对填料粒径级配的要求，同时对填料的含水量要求也可以适当放宽在最佳含水量的±3%左右，对于含水量较大的填料，能够充分增大饱和土壤的孔隙压力，在有排水通道的情况下，加速水的消散。
4.4 基础质量高：由于冲击式压实机具有的上述特性，使得经冲击压实设备处理后的基础能够获得更大的沉降，差异沉降和工后沉降显著减小，基础填料密实程度提高，从而可以提高基础的整体强度和刚度，提高基础的均匀稳定性，延长其使用寿命。
4.5 施工效率高：由于蓝派冲击压实设备的工作速度高，约12km/h~15km/h左右，而常规压实设备仅为3~5km/h，同时蓝派冲击压实设备允许有更大的填层厚度和填料粒径，因此作业效率高。根据现场施工经验，冲击压实设备每台班可压实8，000~10，000m3，而常规压路机每台班只能压实2，000~2，500m3，这对于在保证工程质量的前提下，提高工程进度具有重要意义。
5 结论
蓝派冲击压实技术作用能量大、影响深度大，对填料的含水量要求也可以适当放宽在最佳含水量的±3%左右，经冲击压实设备处理后的基础能够获得更大的沉降，差异沉降和工后沉降显著减小，基础填料密实程度提高，从而可以提高基础的整体强度和刚度，提高基础的均匀稳定性，延长其使用寿命。施工效率高，冲击压实设备每台班可压实8，000~10，000m3，而常规压路机每台班只能压实2，000~2，500m3，这对于在保证工程质量的前提下，提高工程进度具有重要意义。
参考文献：
[1]蓝派冲击压实技术开发（北京）有限公司.蓝派冲击压实技术应用于四川攀田高速公路项目路基补强试验报告.
[2]公路土工试验规程.
[3]公路路基施工技术规范.(JTG F10－2006).
[4]公路路基设计规范.
低冲击开发技术 篇5
1.1 低冲击开发理念的内涵
20世纪90年代, 美国马里兰州首先提出了低冲击开发的概念, 并作为雨水管理的重要方法。其目标是恢复和维持土地开发前的自然水文状态。通过分散的小规模控制技术对雨水源头进行控制, 综合利用各种技术进行雨水的储存、渗透、蒸发和滞留等来模仿自然水循环过程, 以期解决传统雨水管理方式所导致的各种城市环境问题。
低冲击开发是“先保护再开发”的思路, 是对原始自然条件进行整理, 确定自然敏感区范围, 其余作为开发区, 尽可能让渡发展空间于自然, 并尽量优化建设区本身的品质。
1.2 低冲击开发理念的延伸
随着研究的深入, 低冲击开发的内涵已拓展到城市建设的各个领域。低冲击开发理念已逐步上升为尊重原生态的社会环境、生态环境的开发理念, 解决生态、社会、土地资源冲突的主要手段。目前国内外学者对低冲击开发的理念也从雨水管理走向了城市建设的综合开发, 如道路交通设计中, 在场地铺装、行道树的设计中对低冲击开发理念的应用 (Suzanne Flynn) 。城市防洪抗涝能力的提升中对低冲击开发模式的应用 (吴佳明, 2010) 。总体规划中路网结构和地形之间关系的应用和研究 (周智慧, 2013) 。能源、产业、交通、市政等方面均有低冲击开发理念的应用和研究 (温莉, 彭灼, 吴佩琪, 2010) 。
2 村镇混杂区开发过程中的突出问题
村镇混杂区也称作“半城市化地区”, 是加拿大学者麦吉首先提出的概念。村镇混杂区广泛存在于快速城镇化地区, 是城市和乡村这两种类型的空间在经济发展过程中相互作用的表现。我国村镇混杂地区在土地利用、社会关系和生态环境等方面有着自身的特点。主要呈现出建设用地与非建设用地混杂, 村庄建设用地与城市建设用地交错, 产业用地与居住用地相互混杂的局面。政府主导或外来开发商的资金介入推动建设而成的“城市功能侵入区”与周边的村庄建设用地与非建设用地的矛盾。
随着我国城镇化建设的推进, 村镇混杂地区业已成为我国存量开发的主要区域。村镇混杂地区的开发一方面有助于缓解建成区的存量, 另一方面也由于村镇混杂地区本身的复杂性, 造成了地区开发过程中的资源浪费、环境破坏, 并加剧了城市和村庄发展的不平衡 (朱旭辉, 2015) 。
目前, 我国村镇混杂地区在开发过程中存在以下较为突出的三个方面的问题:
2.1 原有生态系统被破坏, 新生生态系统碎片化
村镇混杂地区原有生态系统脆弱, 旧村与原生态系统的耦合度高。水系、农林用地是村镇混杂地区天然的防洪排涝设施、污水排放设施和公共开敞空间。而村镇混杂地区的开发往往采取“整体开发改造”的模式, 忽略了原有生态水系的格局, 对原有生态系统破坏大。
而该地区新生生态系统以居住小区绿地和公园绿地为主, 生态系统没有成体系, 呈现碎片化的局面, 使村镇混杂地区基本丧失了原有生态系统的自我净化能力和自我调节能力。
2.2 土地开发避重就轻, 城乡二元空间分化加重
村镇混杂区开发过程往往避开利益关系较为复杂的村庄建设用地, 避重就轻地选择农林用地、水域等非建设用地进行开发。在众多村镇混杂地区中开发的过程中, 开发主体往往以快速性和功利性为目的, 单纯的追求短期利益回报而忽略了地区可持续发展的目标, 造成了该地区城村更加混杂, 矛盾更加激化的局面。土地资源的价值在开发的过程中虽然得以释放, 但同时也造就了“城中村”等新的问题, 使城乡二元在空间上的分化更加严重。
2.3 基础设施布局不均衡, 生态基础设施功能弱化
村镇地区的市政基础设施和公共服务基础设施对村镇混杂地区的建设是重要的环节, 对整个片区的基本功能的硬件打造, 是实现城乡融合、环境可持续发展的重要载体。由于村镇混杂地区原有的基础设施就偏于薄弱, 该地区的排水、防洪排涝、公共活动等功能往往依托原有水系等生态系统进行。原生态的水系、农林用地是村镇固有的生态基础设施和开敞空间。河流水系和非建设用地的破坏就是对村庄固有的生态基础设施的破坏。
而目前该类地区的基础设施往往因为土地资源紧缺, 选择性忽略对村庄地区基础设施的覆盖, 造成城市基础设施完善而村庄基础设施严重匮乏的局面。基础设施不仅没有发挥城乡融合的作用, 反而促进地区的不平衡发展, 加剧地区城乡的社会矛盾。
3 低冲击开发理念的应对策略
鉴于村镇混杂空间自身的复杂性和敏感性, 其开发过程必然也较为复杂和漫长。针对村镇混杂区开发过程中的突出问题, 笔者引入低冲击开发理念, 提出划定“低冲击缓冲区”的方法, 缓和村镇混杂区日益激化的土地矛盾、生态矛盾和基础设施矛盾, 逐步该类地区在开发过程中的问题。
3.1 划定生态缓冲区, 保护生态敏感地带
对村镇混杂地区的生态敏感性进行综合评价, 对生态最敏感的区域进行严格的生态保护, 具体包括湖泊、湿地、河流、耕地、林地等, 作为低冲击开发敏感保护区, 维护其原始的自然状态, 不对该片区进行任何建设开发。
同时在生态敏感区域与城市建设区域之间划定生态缓冲区, 作为开发建设的最大程度的缓冲处理, 具体包括城市公园、公共开敞空间, 开发强度较低的公共服务设施等, 利用规划的布局形成有效的生态敏感保护区域。
3.2 构建开发容量的均衡化, 推进城乡统筹
平衡区域开发容量, 划定区域开发强度上限。对利用非建设用地进行的土地开发进行强度控制, 促使片区开发主体向旧村等空间倾斜, 促进地区均衡化开发, 减少绕开城中村, 只对农林用地等非建设用地开发的恶性循环, 推进城乡二元一体化。
3.3 推进基础设施的绿色化, 构建基础服务缓冲区
构建人工基础设施和绿色基础设施二级体系, 基础设施全面覆盖城镇建成区和旧村改造区。
提升绿色基础设施建设的地位, 推进绿色基础设施的建设进度, 将河流水系、滨河绿地划定为基础设施服务缓冲区, 作为旧村排水、防洪、公共空间的基础设施缓冲区, 有效缓解旧村地区基础服务设施匮乏的局面。同时, 推进旧村基本服务设施的建设, 做到城乡基础服务设施均等化。
4 结语
低冲击开发理念能够有效实现村镇混杂地区开发建设的可持续, 进而带动周边区域, 实现整个城市的可持续发展, 是建设“绿色城市”、“低碳城市”的有效实现途径之一。有效缓解村镇开发过程中的生态环境矛盾、土地利用矛盾和基础设施不均衡的矛盾。
总而言之, 村镇地区的开发建设应当在低冲击开发理念的引导下, 对生态、土地资源、环境更微冲击的方式进行开发和建设, 在发展过程中注重生态敏感性和社会敏感性, 将对环境要素的保护、城乡的统筹协调和公共服务均等化上升至较高的地位。在存量规划的实践中, 低冲击开发模式对地区的稳定开发将起到十分积极的作用。
摘要：快速城镇化的背景下, 城镇建设的快速性、功利性与村镇混杂地区的复杂性、敏感性构成了突出的矛盾, 并导致了一系列问题, 如地区社会不稳定、生态环境恶劣、基础设施不均衡等。为了有效缓解村镇混杂地区开发建设的矛盾, 本文引入低冲击开发理念, 以低冲击开发的视角重新审视村镇混杂地区的开发建设模式。低冲击开发理念以对资源环境低影响为基本原则对地区开发予以调控和引导, 以实现村镇混杂地区开发建设与资源环境保护的平衡, 促进地区环境公平正义, 稳定社会环境。
低冲击开发技术 篇6
关键词：低冲击开发,刚性控制,柔性引导,洛阳新区
引言
随着我国城市化进程的不断加快、城市人口快速积聚、城市建成区无序蔓延、人工环境对绿色生态空间快速蚕食、居民对小汽车车出行逐步依赖, 许多大城市面临着“成长的烦恼”“十面霾伏”“一起来看海”“烧烤模式”等一系列严重的城市综合征, 困扰着当今城市。绿色生态敏感空间面临着前所未有的巨大压力, 严重阻碍了我国城市进一步健康、有序的发展。因此, 对传统城市发展模式进行深刻反思、贯彻落实科学发展理念, 已成为当前城市发展面临的核心议题之一。
一、低冲击开发模式内涵
低冲击开发 (Low-Impact Development, 简称LID) 是20世纪90年代由美国马里兰州的Prince George's County和西雅图、波特兰市首次共同提出的雨洪利用概念, 后在一些发达国家城市规划领域逐步兴起。近年来, 国外特别是美国, 已将低冲击开发技术列为可持续发展技术的核心之一。其内涵和应用也在不断扩展, 已演化为城市与自然和平相处的城市规划和开发理念。
1. 低冲击开发模式的原旨
低冲击开发的原旨内涵指的是一种以生态系统为基础, 从径流源头开始的暴雨管理方法, 其主旨是使城市开发建设区域的水文环境尽量接近开发前的自然循环状态。通过城市规划和场地、道路、建筑设计等技术措施, 对雨水进行收集、过滤、管理, 控制雨水地表径流量, 减少其对人居环境造成的污染和破坏, 从而实现城市人工系统与自然系统的共生共轭。
2. 低冲击开发模式的扩展内涵
尽管低冲击开发模式最初提出的领域是城市雨洪管理, 但随着其理论的应用与深化, 已上升为城市与自然和谐相处的一种城市发展模式, 涵盖生态、交通、产业、能源、建筑、生活方式等多个维度。其扩展内涵包括基于公交引导的紧凑集约的土地混合使用模式, 基于区域统筹的城乡一体化发展模式, 基于低碳排放的绿色建筑、绿色能源系统, 基于慢生活理念的人居环境设计等等。强调的就是人工环境建设对自然环境的尊崇, 强调将城市开发建设对自然的危害降至最低水平。
二、洛阳新区低冲击开发理念的应用与探索
1. 老与新的博弈——洛阳新区引入低冲击开发理念的必然
(1) “老”的尴尬——开发还是保护的选择
“方寸之间, 历史千年”。洛阳是十三朝古都, 首批国家级历史文化名城, 是华夏文明的发祥地, 洛阳新区拥有数量众多的历史文化遗产。一方面, 大量的文物古迹被城市建设用地围合, 保护范围内开发建设不断增加, 给遗址保护和集中展示洛阳辉煌的地下文化遗产造成巨大困难。另一方面, 新区的历史文化遗产对洛阳市乃至河南省所产生的文化、生态、经济影响力和旅游效益还远远没有释放出来。在洛阳市快速城镇化过程中, 随着洛阳新区的开发建设, 如何发挥历史文化价值、如何选择适宜的发展模式是其面临的现实难题。
(2) “新”的使命——创新与示范, 洛阳如何先行
2009年7月, 河南省政府发布《洛阳新区建设总体方案》的通知, 明确提出把洛阳新区纳入省级发展新区, 将其建设成为全省经济社会发展的重要增长极, 为河南省加快构建“一个载体、三大体系”提供重要支撑, 在推进“两大跨越”“实现中原崛起”中发挥更大的作用。洛阳新区承担着创新发展与示范的历史重任, 如何当好排头兵, 如何引领区域发展, 洛阳新区需要在发展路径上找准着力点。
2. 刚与柔的并行——洛阳新区低冲击开发理念的应用与探索
(1) 洛阳新区刚性控制的低冲击模式
1) 刚性一:因地制宜, 划定次区域发展分区
低冲击开发理念适用于不同空间尺度, 在宏观层面强调以区域协同为特点的城乡统筹发展。洛阳新区依据各片区资源禀赋、发展战略及发展条件提出次区域概念, 划分为北部文化旅游及产业物流发展区、伊洛生态核心保育区、城市重点发展区和山前生态旅游区共四大板块, 分别从交通、产业、规模、建设强度等进行控制引导, 避免了各片区各自为政, 发展趋同的低水平建设, 在一定程度上保障了对自然环境特色的尊重与维护。
2) 刚性二:精明增长, 划定空间增长边界
低冲击开发模式强调精明增长的概念, 强调对城市空间集约合理高效的利用。城市空间增长边界 (Urban Growth Boundary, 简称”UGB”) 的基本功能是控制城市规模的无节制扩张, 是城市增长管理最有效的手段和方法之一, 是城市建设用地与非建设用地的分界线, 也是城市在某一时期进行空间拓展的边界线。
洛阳新区运用因子生态学方法和聚类分析方法进行机会用地分析, 科学划定城镇空间增长边界, 在城市建设用地和非建设用地之间保持一定平衡关系, 降低城市发展给环境带来的负面影响, 使城市对土地的使用与附近的自然生态活动相和谐, 避免了对自然环境的过度挤占。
3) 刚性三:文化为魂, 划定历史文化保护界线
低冲击开发模式强调对城市文化和活力的传承与塑造。文化遗产是一个国家、一个民族长期积累形成的物质文明和精神文明, 蕴含着特有的精神价值、思维方式、想象力, 体现着生命力和创造力, 具有时代性、不可再生性和不可替代性。城市建设必须充分考虑对历史文化遗产的保护与传承。
洛阳新区坚持文化遗产保护优先的原则, 首先确定保护区范围, 划定禁建区与限建区, 处理好文化遗产保护与城市发展的关系, 贯彻“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的文物保护方针。充分发挥山、水、城交融一体的城市特色, 从整体上综合考虑保护遗址和自然环境风貌、文物古迹、发掘历史文化内涵等多个方面, 建立多个层次的完整保护体系, 即大遗址保护、文物保护单位、非物质文化遗产保护。
4) 刚性四:自然为韵, 划定非建设用地
低冲击开发模式强调对城市非建设用地的刚性控制。非建设用地保护是当前快速城市化和转型期双重背景下, 我国城市快速发展需要迫切解决的新问题。当前, 非建设用地保护正面临着规模挤压、功能异化、管理失控三大困境。
洛阳新区通过梳理非建设用地, 确保了刚性生态控制线, 避免了对非建设用地的逐步蚕食, 减轻了人工环境对生态环境的影响。规划按照“现代田园都市”的目标打造生态新区, 优先完成了对万安山、龙门山、伊河生态走廊、洛河生态走廊等自然山水环境的整体保护治理, 完善了新区的生态屏障和生态廊道, 形成了“山水相连、水绿交融、和谐共生”的良好生态特色。
5) 刚性五:水系为媒, 强化河道水系综合利用
低冲击开发模式就是从城市雨洪利用的概念中逐步演化而来的。我国传统城市开发模式, 往往过度关注短期效益, 忽视了对河流水系的系统化研究与设计, 城市雨水径流不可避免的产生了诸多严重问题。
洛阳新区伊河、洛河两条区域性水系穿城而过, 规划在流域治理、城市水环境污染控制及综合整治、城市水资源规划和排水系统规划、大尺度的区域或小尺度场地 (居住区、建筑、广场等) 的景观规划设计与道路设计中, 都采取了不同层面的雨洪控制利用系统或技术措施。
6) 刚性六:制度为纲, 制定强制性标准
低冲击开发模式的落实和区域管理的规范化需要依托强制性标准的制定。城市管理者、规划设计部门、公众也需要同一环境下的联系和沟通, 这样才能有效保障低冲击开发模式的落地实施。
洛阳新区建议强制性制度标准包括四个部分, 分别是面向城市管理者的相关技术支持、法规、标准与技术导则;面向规划设计部门的规划法律和设计规范;面向开发单位的经济管制政策, 如税收和管理费等;面向公共事业部门的管理条例等。
(2) 洛阳新区柔性引导的低冲击模式
1) 柔性一:区域产业协同发展的低冲击
低冲击理念强调不同空间层次产业发展的“低排放”和“零排放”。洛阳新区提出“洛偃一体化”概念, 以“产城融合、分工合作、战略协同、互补共赢”为原则, 从区域视角进行产业甄选和引导分工, 制定各开发板块的产业准入门槛, 有效避免低层次的重复竞争。同时提出区域产业循环发展的要求, 逐步建立区域产业链条, 整体提高产出效益。在企业层面鼓励构建“微循环”, 形成资源循环利用的生产体系。
2) 柔性二:人居环境建设的低冲击
低冲击开发理念强调在人居环境建设和居民生活方式上的低碳引导。洛阳新区建设强调建立小尺度街区, 鼓励以短路径出行为目标的功能混合;建设环境友好的慢行系统;设置城市综合体, 以最小的经济投入换取最大的综合效益;强调公交先导的概念, 引导空间集聚, 形成紧凑型的公交社区;推广绿色社区和生态环保建筑;推广绿色能源;建立中水回用、雨水收集、水体修复为重点的水循环利用系统等。洛阳新区以“水系、生态、园林”为特色, 在打造特色公共空间与城市环境、营造特色文化氛围等方面独辟蹊径, 令新区展现出水城、绿城、牡丹花城“三城合一”的独特魅力, 体现出历史与时代交相辉映的独特活力。
3) 柔性三:社会融合建设的低冲击
低冲击开发理念的落实需要全体市民参与。洛阳新区以建设和谐社会为前提, 在新农村社区建设中, 优先处理好“三农”问题。通过制度保障、经济保障、就业保障等一系列措施, 合理引导农村、农业、农民的健康有序发展。通过制定经济奖励措施, 给予开发商或者居民一定经济补偿, 以增加其积极性或帮助推广低冲击开发技术等。
三、结语
目前, 低冲击开发模式在我国还处于探索和初步应用阶段, 尚未形成完善的理论和实践成果。最近召开的中央城镇化工作会议明确提出, 城镇建设要采取科学规划和务实行动, 要实现尊重自然、顺应自然、天人合一的理念, 让居民“望得见山、看得见水、记得住乡愁”。城市规划要由扩张性规划逐步转向限定城市边界、优化空间结构的规划。低冲击模式与当前我国城镇化指导方针相吻合, 对缓解城市病, 建设“绿色城市”、“生态城市”以及城市的可持续发展具有重要的意义, 未来低冲击开发将成为城市规划模式发展的必然趋势。
参考文献
[1]北京清华城市规划设计研究院.洛阳新区空间发展战略规划[S], 2009.
低冲击开发技术 篇7
低冲击开发技术是国外新兴的城市规划理念, 推行该技术是城市规划的重大变革, 它是“绿色生态城市”的有效实现手段之一, 充分体现了现代化的多元、绿色、可持续发展理念, 其理念可延伸到城市开发的各个方面, 如减少城市对周边环境的破坏, 减少城市对自然资源的索取和消耗, 减少城市的三废排放, 减少碳的排放等。
2012年“十八大”期间, 胡锦涛总书记在“十八大”报告中以“十七大”报告为基础, 将“四位一体”提升为“五位一体”, 这种新提法中增加了生态文明建设这一关键词。为响应“十八大”号召, 绿色建造技术的推进与研究日渐成为施工行业领域发展的风向标。
本文结合低冲击开发技术反映的城市发展与自然保护的和谐统一, 绿色建造技术反映的建造周期内施工与周边自然生态环境的和谐共存。根据项目具体实践, 将低冲击开发技术理念以绿色建造的态度有机地融入施工过程中, 既强调土地的开发与发展又注重生态保护。其核心思想是在城市化的进程中, 采取各种手段, 减轻城市化进程中对生态环境的冲击和破坏, 恢复和重建自然生态, 在建设“绿色生态城市”以及城市的可持续发展中具有重大意义。
2 低冲击开发 (LID) 概念
低冲击开发 (Low Impact Development, 简称LID) 是20世纪90年代末期, 由美国东部马里兰州的Prince George's County和西北地区的西雅图、波特兰市共同提出的一种概念。其初始原理是通过分散的、小规模的源头控制机制和设计技术, 来对暴雨所产生的径流和污染的控制, 从而使开发区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态。这是一种发展中以生态系统为基础, 从径流源头开始的暴雨管理方法。
与传统雨水管理方法相比 (见表1) , LID不但可以提高开发项目的环境效益, 而且还能降低项目开发费用。LID强调雨洪控制设施的设计应贯穿于整个场地规划设计过程之中, 采用分散的小规模措施对雨水径流进行源头控制, 减少雨水径流峰值流量和总量, 提高径流水质。LID提倡因地制宜, 采取绿色屋顶、植被浅沟、下凹绿地、渗滤、滞留等措施对雨水径流进行生态化和低能耗处理, 尽可能模拟雨水自然循环过程。LID不仅能有效地在源头去除雨水中的营养物质、病原体、重金属离子等, 还能最大程度地减少土体开发对周围生态环境产生的影响。其主要技术措施包括雨水花园、植被浅沟与缓冲带、绿色屋顶、透水铺装等。LID既适用于新城开发, 又适用于旧城改造。LID能有效控制雨水冲刷带来的污染物对受纳水体的污染, 渗入地下的雨水还可为河、湖提供一定的地下水补给, 对改善城市的生态环境具有重要的作用和意义。
3 LID核心理念与绿色建造中的探索
3.1 以生态系统为根基, 让城市与大自然共生
城市源于自然、依赖自然, 又在不断地设计自然、改造自然, 城市与自然之间必须有新型的动态平衡, 才能可持续发展。所以在城市规划设计伊始, 就应将与自然和谐共生的理念融会贯通, 让城市通过绿色规划、绿色设计以及绿色建造尽可能地减少对原有的自然环境及其模式的影响, 这正是城市与自然和谐相处的体现。
3.2 从暴雨径流源头开始至整体水资源的综合管理
LID理念的形成, 是由暴雨管理理念演化而来。暴雨管理理念从原始的自然河沟排水、地下合流制管网排水、雨污分流制排水、洪峰流量快速消减到如今的生态化管理, 经历了漫长的发展历程。低冲击开发模式将雨水管理的起始点提前到径流源头, 先模拟蒸发、过滤、渗透、贮留等自然的雨水传输路径和水文情势, 再进入收集管道, 具有双重调节的功能。
根据相关数据统计, 截止2008年, 我国的淡水资源总量为28000亿立方米, 仅占全球水资源的6%。人均淡水资源量为2230m3, 仅为全球人均淡水资源量的1/4。如图1所示。
因此, LID技术的研究与发展将“水”放在至关重要的地位, 而对水资源环境的整体保护与可循环利用将成为社会发展及文明进步的关键点。我国每年新建建筑约为20亿平方米, 而施工过程中对自然水体的排放及污染不可忽视, 如何做好建设过程中的水环境保护正是LID在绿色建造技术中探索及应用的切入点。
3.3 强调尊重和利用本地自然特性
减少对开发区域的扰动是实现城市与自然互惠共生的基础。同时, 低冲击开发模式在具体规划设计中的应用, 需要结合本区域土地利用、水文地理、土壤和气候、降雨类型等一系列因素;而低冲击开发模式在具体建造施工过程中的应用, 也同样需要结合本区域的水土资源高效利用、水土环境的低扰动、水资源综合管理等因素。
4 LID技术体系
低冲击开发所包含的技术措施较为广泛, 不仅包括结构性基础设施, 还包括非结构性措施, 以及通过上文对LID理念在绿色建造中的探索, 由此构想出如表2所示的具体技术方法。
4.1 保护性设计
低冲击开发理念在区域开发规划设计时, 可通过降低硬化路面的面积以减小径流流量, 通过渗滤和蒸发处理来自周围建筑环境汇集的径流, 对湿地、自然水岸、森林分布区、多孔土壤区进行有效保护。所以, 在建造施工过程中, 应用施工场地平面布置在时间及空间维度上的综合考虑, 通过保护开放空间, 减小地面径流流量, 从而减少水资源的直接流失对周边土体环境的污染以及施工污染水源对土体环境的破坏。
4.2 渗透
通过各种工程构筑物或自然雨水渗透设施, 使雨水径流下渗、补充土壤水分和地下水, 这种雨洪控制和利用模式不但能减少地面径流流量, 而且可以补充地下水, 这对于缓解地下水资源短缺和防止滨海区域海水入侵有着重要意义。因此, 在地下水缺乏和海水入侵地区应将雨水渗透处理作为雨洪控制利用的重要内容。此外, 雨水渗透对维持受纳水温有着重要作用, 因为雨水渗透是从河道侧面进入河道, 温度相对较低, 而地表径流流入河道时由于受到太阳光的热辐射, 温度比较高。
4.3 径流贮存
在建造施工过程中, 对于封闭性场地区域, 可通过径流贮存实现雨水回用或通过渗滤处理, 用于场地降尘洒水、绿化浇灌、厕所冲洗或是混凝土养护等方面。径流贮存一方面可以消减洪峰流量, 减少径流对土体的侵蚀;另一方面, 可用于各项循环水体利用, 降低市政自来水的使用量, 达到节约水资源的目的。
4.4 生物滞留
当发生强暴雨时, 仅仅通过渗透和贮存技术很难将地面径流全部在原地处理消纳, 此时, 往往采用生物滞留设施将汇集的径流进行疏导。LID设计中的生物滞留主要通过降低径流流速、延长径流汇集时间、延迟峰流量等生态化措施来降低洪峰流量。
4.5 过滤
过滤使雨水通过滤料或多孔介质截留水中的悬浮物质, 从而使水进行净化。水过滤具有降低现场污水排放口的径流流量、降低污水排放口堵塞的概率、降低温度对受纳水体的影响等优点。
4.6 低影响景观
当进行场地整体布置时, 要选择适合当地气候和土壤的植物种类。通过植物吸收去除污染物, 稳定本地土壤土质是低影响景观的重要内容。通过实施低影响景观, 可提高雨水径流渗透能力, 提高开发区域的美学价值。
5 LID技术在绿色建造中的项目探索实践
结合上文LID的概念阐述以及在绿色建造中的技术延伸, 新江湾城F2地块项目在实施过程中应用了“低冲击开发”的施工理念。
5.1 项目概况
新江湾城F2地块项目位于上海杨浦区江湾新城, 北临殷高路, 南临民府路 (规划中) , 西临江湾城路 (规划中) 、东临闸殷路。总用地面积79 035m2, 建筑总面积162 782m2, 其中地上建筑面积102 652m2, 地下建筑面积60 130m2。该项目预定目标是达到美国LEED银奖认证以及中国绿色建筑二星认证, 故该工程在规划及设计阶段便考虑了绿色及可持续开发的理念。
5.2 实施概况
5.2.1 保护性设计
项目位于上海市杨浦区新江湾城, 场地周边环境:东面为现有居民区, 北面为生态公园, 西、南面均为闲置空地。
故该项目在土方施工时, 考虑采用“土方平衡”技术措施, 临时借用南侧闲置地块进行适量堆土以供后期回填土施工时使用, 从而减少土方的二次搬运以及原土原用, 也减少对周边土体环境的污染和破坏。
项目通过道路渗透性与非渗透性有机结合, 确定各个时期道路的种类类型。以保证在水体未污染的施工周期内尽量采用渗透性路面, 而进行土建施工时采用非渗透性路面以保证施工过程污染的水体不会直接渗透入土体中。
5.2.2 渗透——地下水自然渗透回灌技术
笔者理解渗透措施是低冲击开发至关重要的一项过程措施, 故该项目在第一区域降水施工时, 探索应用了地下水自然渗透回灌技术。由于本工程周边均设置有双轴搅拌桩止水围幕, 即在地下水抽取时, 将抽取的地下水通过排水沟排入预先设置好的沉淀池中, 经水体沉淀后将无污染的地下水排入现场南侧既有的两个渗水池中。通过水体的自然渗透将地下室施工前抽排的地下水回灌入周边土体中。
5.2.3 径流贮存及过滤
在施工区域开挖并预埋临时排水管道, 将管道流向指向场区临时沉淀池, 从而通过管道使因暴雨径流产生的土壤流失, 经临时沉淀池沉淀后得到有效控制。
5.2.4 低影响景观
在现场适当的区域临时播种, 种植一些生命力强的植物, 并定期养护, 从而有效控制土壤侵蚀并通过植物吸收去除污染物, 稳定本地土壤土质。
6 结束语
低冲击开发技术反映城市发展与自然保护的和谐统一, 绿色建造技术反映的建造周期内施工与周边自然生态环境的和谐共存, 这两者的有机结合仍需要大量的理论研究及实践过程。新江湾城F2地块项目通过新理念的接受与理解, 大胆提出将低冲击开发技术理念与绿色建造技术的有机地融合, 这是低冲击开发理念的一次延伸, 更是对绿色建造技术发展的一种引领。
既强调土地的开发与发展又注重生态保护, 其核心思想通过“十八大”的“五位一体”已经逐渐融入在城市化的进程中。采取各种手段减轻城市化进程中对生态环境的冲击和破坏, 恢复和重建自然生态, 在建设“绿色生态城市”以及城市的可持续发展中具有重大意义。相信随着时代的进步以及新技术日新月异的发展, 低冲击开发与绿色建造理念的融合一定会引领建筑行业开启绿色文明的新篇章。
摘要：低冲击开发技术是国外新兴的城市规划理念, 推行该技术是城市规划的重大变革, 它是“绿色生态城市”的有效实现手段之一, 而建造过程的环境保护也是目前绿色建造技术探索与发展过程中所关心的重点问题。论文结合新江湾城F2地块项目“低冲击开发”建造的实例, 简要阐述低冲击开发这一城市规划理念如何在绿色建造中展现自己的生命力。
低冲击开发技术 篇8
1 资料与方法
1.1 临床资料
本组648例, 男435例, 女213例。年龄8～18岁, 中位年龄46岁。肾结石435例, 左侧265例, 右侧170例;单发337例, 多发98例;中上盏178例, 下盏197例, 肾盂60例。输尿管结石213例, 其中上段179例, 中段18例, 下段16例。治疗前X线或B超行结石定位诊断, 并排除原发性尿路梗阻性病变。入选标准:肾结石直径≤2.0cm, 输尿管结石直径≤1.1cm。术前血常规、尿常规和心电图检查, 所有患者治疗前均为正常或大致正常心电图;尿常规白细胞>5/HP 86例, 其中48例有尿频、尿急, 腰痛和 (或) 发热, 血白细胞升高;尿细菌培养阳性30例, 其余血尿常规正常。46例有明显感染症患者待感染控制后再做治疗。
1.2 治疗方法
采用国产YO-9200型碎石机治疗, 采用B超定位, 治疗过程中对结石作多切面探侧定位与实时跟踪, 以调整体位和冲击量。肾结石和输尿管上段结石采用仰卧位, 输尿管中下段结石采用俯卧位。工作电压4～9kV, 单次冲击次数1 500～2 400次, 肾结石平均冲击次数2 400次, 输尿管结石平均冲击次数2 800次。第2次碎石治疗间断1～2周。体外冲击波碎石 (ESWL) 后应用中药排石汤加减, 西药抗生素治疗。患者均经B超或X线随访观察9个月。
2 结 果
2.1 肾盏结石粉碎率96.5% (362/375) 。中上盏结石复碎率12.9% (23/178) , 下盏结石复碎率18.8% (37/197) 。术后3个月中上盏结石排净率89.9% (160/178) , 下盏结石排净率80.7% (159/197) 。肾盂结石粉碎率98.3% (59/60) , 复碎率5.0% (3/60) , 术后3个月结石排净率91.7% (55/60) 。
2.2 输尿管上段结石排净率96.6% (173/179) , 复碎率7.3% (13/179) , 术后3个月结石排净率93.9% (168/179) 。输尿管中下段结石粉碎率100% (34/34) , 复碎率2.9% (1/34) , 术后3个月结石排净率91.2% (31/34) 。
2.3 541例 (83.5%) 在治疗过程中反应良好, 无明显疼痛和其他不适。86例 (13.3%) 出现疼痛, 但症状较轻, 予止痛剂后均能继续耐受治疗。
2.4 568例 (87.7%) 治疗后出现肉眼血尿, 其中538例ld后消失, 其余30例给予口服或静脉止血治疗后, 血尿2d内消失。无咯血、消化道出血与肾周围血肿等严重并发症。
3 讨 论
3.1 国内ESWL对肾盏结石的治疗效果统计较少, 刘帅光等[1]报道肾上盏结石排净率为73.7%, 肾中盏结石为61.6%, 肾下盏结石为78.7%。国外报道ESWL治疗≤2.0cm上中盏结石的排净率达90%[2], 下盏结石的排净率为41%～79%[2,3]。本组肾中上盏结石排净率89.9%, 下盏结石排净率为80.7%, 疗效满意。国外报道1998年以后ESWL治疗直径≤2.0cm肾盂结石的排净率>90%, 甚至可达99%[4]。本组肾盂结石60例, 粉碎率达98.3%, 术后3个月结石排净率91.7%。从治疗效果看, 肾盂结石>中上盏结石>下盏结石, 这可能和局部解剖和组织粘连包裹有关, 下盏结石位置低引流差导致排石率低, 对于少数体积大的下盏结石应考虑其他方法。
3.2 国内报道低能量碎石治疗输尿管结石, 结石排净率可达99.3%[5]。国外报道ESWL治疗上段结石排净率为90%以上, 中下段结石为97%[4,6]。本组术后3个月输尿管上段结石排净率93.9%, 中下段结石排净率91.2%, 与上述报道结果相近。输尿管结石的排净率较高, ESWL是上段结石的首选治疗方法, 而对于中段结石, 由于定位较困难, 也可采用输尿管镜取石。
3.3 综合以上资料, 对于≤2.0cm的各种肾结石及≤1.0cm的输尿管结石, 国产YC2000型低能量碎石机在冲击次数较少和工作电压较低的条件下, 治疗效果 (包括结石排净率和结石粉碎率) 达到或超过目前国内外先进的碎石机。但对于体积较大的上尿路结石没有试行, 因治疗这类结石, 势必增加冲击次数和工作电压, 对肾组织和输尿管组织损伤重, 近期和远期并发症多。低能量ESWL由于治疗能量较低, 多数患者血尿疼痛等并发症程度较轻, 无需特殊处理, 但少数患者的组织损伤较重, 持续时间长, 此种情况应减少单次治疗的冲击次数和延长2次治疗的间隔时间, 必要时给予止血和止痛治疗。
参考文献
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