基于LID理念和修補膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造設計

張子儒

摘要：老舊小區(qū)內(nèi)修補膠污染特征與降雨有密切關系，雨水的沖刷會增大修補膠的污染程度，在對老舊小區(qū)場地改造時，從LID（Low Impact Development，LID）理念出發(fā)，根據(jù)修補膠的污染特征，采用透水鋪設設計改造老舊小區(qū)內(nèi)路面，控制雨水沖刷，增加場地內(nèi)綠化植物種類，設計雨水設施調(diào)蓄容積，形成擬自然循環(huán)狀態(tài)，減少維護成本，根據(jù)小區(qū)空間分布特征，改造不同的場地服務設施，為老舊小區(qū)居民提供的服務。結(jié)果表明：提出的基于LID和修補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)濟效益更高。

關鍵詞：LID;修補膠;污染特征;老舊小區(qū);場地改造;雨水設施

中圖分類號：TU242.9

文獻標識碼：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，缺少活動場地和綠化設施，使得當?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)的綜合建設上分為2個方面：一方面專家認為應以改造為核心，新建為輔助，從原有的基礎上對老舊小區(qū)進行改造，節(jié)約成本;另一方面，有專家認為應將綠化環(huán)境、居民需求作為重點，美化小區(qū)環(huán)境，增加服務設施，擴大活動場地[3]。無論是哪一種改造理論，隨著城市建設腳步的不斷前進，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)改造的額外負擔[4]。因此，在原有的研究理論的支持下，設計新的老舊小區(qū)場地改造方法，從修補膠污染特征入手，引入低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）理念，強化老舊小區(qū)場地改造方法。

1基于LID和修補膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造設計

1.1基于LID和修補膠污染的路面改造

在老舊小區(qū)中，水管管道的維修需要使用大量修補膠，這些修補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，針對修補膠污染的分散特征，利用LID理念控制污染修補膠的污染情況。

老舊小區(qū)修補膠污染特征受到雨水的影響比較大。當降雨量達到一定程度后，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)的修補膠污染嚴重的位置，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，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。具體的透水鋪裝設計如圖1所示。

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

1.2雨水設施調(diào)蓄容積設計

老舊小區(qū)缺少綠化設施，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，可適當選擇一些鄉(xiāng)土植物，這類植物觀賞性較強，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，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，將場地中間部分剩余的空間改造綠地，增加綠化面積，同時根據(jù)上述內(nèi)容增加一些雨水設施。以LID理念作為依據(jù)，設計不同部分的雨水設施調(diào)蓄容積。具體計算公式：

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)蓄指標容積。

在對老舊小區(qū)場地改造時，按照上述設計內(nèi)容對場地進行綠化改造。同時，依據(jù)老舊小區(qū)老人和兒童的需求，增加活動場地。

1.3活動場地改造

為了保證老舊小區(qū)活動場地的多樣化，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兩點距離的大小，取值0～1，當點距離在空間尺度范圍內(nèi)，則r（d）為1;反之，r（d）為0。將計算結(jié)果與觀測結(jié)果相比較，如果觀測結(jié)果大于計算結(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，增加一些體育運動場地，在一些遮陽位置設置休息座椅，滿足老年人的休閑需求;對于兒童的活動需求，在活動場地中改造出一個沙池，配置兒童活動器械，滿足兒童的活動需求。

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施，在改造時，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?。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場地內(nèi)，影響居民休閑活動，盡可能為小區(qū)居民提供環(huán)境良好、服務設施齊全的活動場地。

2基于LID和修補膠污染特征的老舊小區(qū)場地改造實驗

2.1案例分析

實驗研究中，以西安某地區(qū)的老舊小區(qū)作為實驗案例，該小區(qū)共有11處活動場地，選擇其中5處場地作為目標進行改造設計。首先對場地進行實地調(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)活動設施比較少，場地過于簡陋，分布也不是很均勻，活動場地使用率非常低，并且整個小區(qū)內(nèi)場地綠化率也很低，機動車占用情況比較嚴重，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，使用計算機軟件模擬出老舊小區(qū)結(jié)構(gòu)與環(huán)境，考慮到設計的老舊小區(qū)是基于LID和修補膠污染特征實現(xiàn)的，在實驗研究中，設置LID調(diào)蓄容積，設計調(diào)蓄容積必須大于原調(diào)蓄指標，控制年徑流總量在設定目標的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，為了進一步驗證提出的老舊小區(qū)改造方法更加科學合理，實驗中引入現(xiàn)階段比較常規(guī)的老舊小區(qū)改造方法，在相同的實驗環(huán)境下，分析各個改造方法的改造水平。

2.2老舊小區(qū)改造節(jié)能評價實驗分析

在原有的老舊小區(qū)的基礎上，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、功能和環(huán)境4個方面建立評價指標，制定包括既有住宅節(jié)能改造在內(nèi)的老舊小區(qū)節(jié)能評價指標。具體指標如圖4所示。

計算每個指標的重要程度，在確定各個評價指標的權(quán)重后，計算各個改造方法改造完成后的評價指標分值，得到具體的評分，分析各個改造方法的節(jié)能水平;獲得的實驗結(jié)果如圖5所示。

由圖5的結(jié)果可知，在3組實驗結(jié)果中，基于環(huán)保理念的改造方法實驗結(jié)果中，功能指標、能源指標、經(jīng)濟指標、環(huán)境指標對應的評分值分別是81.4、78.2、68.7、79.3，這可以看出經(jīng)濟指標評分值較低，經(jīng)濟性水平一般;基于海綿城市的改造方法4項指標對應的評分值分別是73.8、77.9、79.9、80.3，各個指標之間評分值相差比較小，整體發(fā)展較平衡，沒有突出項;提出的老舊小區(qū)改造方法結(jié)果中各個指標對應的評分值分別是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)濟效益更好。

2.3面源污染控制效果實驗結(jié)果與分析

在面源污染控制效果實驗研究中，考慮修補膠污染對小區(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，使用自動化監(jiān)測設備，結(jié)合人工采樣，評估降雨沖刷帶走的污染量。實驗中，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驗指標，獲得的實驗結(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)量實驗結(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、活動廣場和小區(qū)公園3個地點上，各個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。

當降雨量達到一定程度時，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驗參考項，獲得的實驗結(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，細顆粒較少;與其相比，提出的改造方法粗顆粒和細顆粒比例更均衡，小區(qū)對雨水的攔阻和調(diào)蓄更加科學。

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)境污染中一個比較大的問題，在治理上需要消耗比較多的經(jīng)濟成本，以重金屬的濃度變化作為指標，更能說明老舊小區(qū)改造方法的經(jīng)濟性。老舊小區(qū)改造沉積物重金屬濃度實驗結(jié)果如圖8所示。

圖8的實驗結(jié)果中，Cd的濃度是擴大100倍后的結(jié)果。對比觀察圖中結(jié)果可知，在3組實驗結(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，說明潛在污染負荷比較低。LID設施的應用，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)展的重要項目。本文以西安某地老舊小區(qū)作為研究目標，設計基于LID和修補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)驗的基礎上，設計實際案例。經(jīng)過實驗，驗證了提出的改造方法的可行性，同時經(jīng)過小區(qū)改造節(jié)能評價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)濟效益，可用于實際項目中。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，人員的分工和相關宣傳工作的開展方面;在后續(xù)研究中，將逐漸深入，進一步完善老舊小區(qū)場地改造方法。

【參考文獻】

[1]郝婧，周丹，聶超，等.福州老舊小區(qū)的海綿化改造案例[J].中國給水排水，2020，36（12）：20-24.

[2]李辰琦，于淼，李聰.基于舒適度優(yōu)化的沈陽舊住宅小區(qū)適老化景觀更新研究——以秀山小區(qū)為例[J].中國園林，2019，35（1）：23-28.

[3]吳二軍，王秀哲，甄進平，等.城市老舊小區(qū)改造新模式及關鍵技術(shù)[J].施工技術(shù)，2020，49（3）：40-44.

[4]黃開，趙賽，趙榮，等.基于系統(tǒng)化的老舊小區(qū)海綿化改造工程精細化設計案例[J].中國給水排水，2020，36（8）：69-76.

[5]張險峰，董淑秋，夏小青，等.建立分級響應機制，科學推進老舊小區(qū)改造[J].城市發(fā)展研究，2020，27（10）：96-101.