一、苏州可持续发展的生态瓶颈 市政建设是城市重要的基础设施,是直接影响城市生态环境的主要载体,是重要的社会公益事业,是政府的重要职责。因此,市政建设科技创新改善城市生态环境显得尤为重要。它是全面构建环境友好型、资源节约型社会,创建国家生态园林城市的需要;是把苏州建设成为美丽的花园城市、高品位的文化生态城市的需要;是把苏州建设成为高科技城市、现代服务城市、区域性金融中心城市的需要;是赶超世界一流城市的需要;是强化苏州全国经济中心城市和国家创新型城市的地位,建设中国特色社会主义示范市和国际化城市的需要;体现造福子孙后代的责任感和紧迫感。
市政建设是城市重要的基础设施,是直接影响城市生态环境的主要载体,是重要的社会公益事业,是政府的重要职责。因此,市政建设科技创新改善城市生态环境显得尤为重要。它是全面构建环境友好型、资源节约型社会,创建国家生态园林城市的需要;是把苏州建设成为美丽的花园城市、高品位的文化生态城市的需要;是把苏州建设成为高科技城市、现代服务城市、区域性金融中心城市的需要;是赶超世界一流城市的需要;是强化苏州全国经济中心城市和国家创新型城市的地位,建设中国特色社会主义示范市和国际化城市的需要;体现造福子孙后代的责任感和紧迫感。
苏州存在的生态环境问题不仅影响人民群众的生活质量,更重要的是已成为社会经济可持续发展的瓶颈,这是政府和全社会不能不面对的重大课题。
(一)热岛效应日益加重
苏州随着城市建设的日益发展,市区的热岛效应也日益明显。可使城市年平均气温比郊区高2℃,甚至更多。夏季,城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6℃以上。对居民生活的影响来说,主要是夏季高温天气的热岛效应。有关研究表明,环境温度高于28℃时,人们就会有不适感;温度再高还容易导致烦躁、中暑、精神紊乱等症状;气温持续高于34℃,还可导致一系列疾病,特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升,死亡率明显增加。此外,气温升高还会加快光化学反应速度,使近地面大气中臭氧O3浓度增加,影响人体健康。
城市热岛的形成,显然是与城市化的发展密不可分。其形成的直接原因有以下四点:
首先是城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响。苏州城市的地表多被钢筋混凝土的建筑和用不透水的花岗岩、普通混凝土、沥青混凝土、陶瓷地砖铺装的各种道路、广场、人行道等所覆盖,改变了下垫面的热属性,有的地方的不透水覆盖面积竞达80%。与自然的土壤相比,上述不透水材料铺装的路面和地面缺乏呼吸性、吸收热量和渗透雨水的能力,随之带来一系列的环境问题。不透水材料铺装的各种道路、广场地面和建筑物墙面含水量少,热量更多地以显热形式进入空气中,导致空气升温。同时,人工铺装的城市地表对太阳光的吸收率较自然地表高,能吸收更多的太阳辐射,进而使空气温度升高。苏州高温天气主要集中在7~8月,日最高气温≥35℃的日数在5~9月均可出现。如夏天里,草坪温度32℃、树冠下温度30℃的时候,水泥地面的温度可以达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃,这些高温物体形成巨大的热源,烘烤着周围的大气和我们的生活环境,人们自然会感到闷热难熬!第二是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。第三是人工热源的影响。工厂、机动车、居民生活等,燃烧各种燃料、消耗大量能源,无数个火炉在燃烧,都在排放热量。第四是城市里的自然下垫面(自然土壤地面)不断减少。城市的建筑、道路、广场等大量增加,绿地、水体等自然环境相应减少,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。
(二)降水强度加大,暴雨季节内涝严重
苏州市一年中降水量的多少主要受大区域气候因素的影响,城市建设对年降雨量的影响较小。但从80年代起,降水日数减少,而降雨量又无减少以及连续出现暴雨极值来看,城市化后的苏州的降水强度有所增强。全年雨量有85%以上出现在6~9月(汛期),通常人们所说的雨季5~8月集中了全年62~83%的雨量。封闭型的城市地表,暴雨时因排水不畅,雨量过度集中造成路面积水、内涝、地质灾害和衍生灾害,带来财产损失和人员伤亡,搅乱了社会正常经济活动;可见,现代化程度较高的苏州,由于人口居住密度大,社会经济活动高度依赖交通、电力、电信等基础设施,地铁、地下商场、地下停车场等地下设施集中,一旦强降雨来袭,城市防汛突显其特殊脆弱性和紧迫性。造成积水、内涝原因,除了涉及城市规划设计,排洪设施建设存在的问题之外,城市市政建设大面积采用的不透水材料铺装的各种道路、广场地面等城市地表汇聚了大量雨水是导致道路积水和低洼市区内涝的主要直接原因。
苏州虽然是江南水乡,但是水体污染严重、水安全保障成为苏州市面临的很大的问题。水源、河道防洪和市政建设是苏州雨洪利用的三个方面。但是年均降雨量的85%,以上约有30亿m3雨水白白流失。其中,相当部分雨水是经由大面积不透水材料铺装的地表汇入江河同归大海的。一方面蓄滞洪能力差、常年“叫渴”;另一方面水资源缺乏、约30亿m3雨水白白流失。暴雨时节洪涝灾害常有发生,已成为苏州市领导和广大民众最揪心的。
(三)地下水资源日渐衰竭
地下水保护是苏州市创建节水型城市工作的重要组成部分,加强地下水监督管理是当务之急。苏州地下水资源形势需要引起高度关注,一是苏州地区私采地下水情况比较严重;二是地下水的不合理开采,尤其是过量提取;三是建筑物和不透水材料铺装形成的封闭型地面阻止了地下水补给路径,地下水得不到有效的补充。这些因素导致城市地下水资源状况恶化——水量日渐衰竭、水质恶化、水位越来越低、引发地面沉降、塌陷等地质灾害,有的地区地面下沉严重,给城市工程建设及日常生活造成困难。
二、生态环保型透水砖的特性和优点
(1)透水混凝土砖的特性
与普通混凝土砖不同,透水混凝土砖是一种不含细骨料,仅由近似同一粒径粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结,而形成具有一定连续孔隙且均匀分布的蜂窝状结构,既具有透气性、保水性、通气性,容重小并保留混凝土强度高的特点,因此这种新型的透水性工程材料的优越性不断为人所认知,并在城市市政建设领域逐渐得到广泛应用。它的最大特性是连续的高孔隙率使其具有很强的透水能力。检测表明,当透水性混凝土砖地坪孔隙率达15%—25%时,其透水速度达到31.18—51.96升/米/小时,远远高于最有效的降雨在最优化排水设施配置下的排出速率。作为环境负荷减少型混凝土砖,透水混凝土砖的研究开发越来越受到国内外普遍重视。普通混凝土砖一直被认为是破坏自然生态的元凶,但是只要使连续孔隙得以形成,就能创造其与自然环境的衔接点,在城市建设中带来奇迹般的变革。因此,透水混凝土砖对于恢复不断遭受破坏的地球环境是一种创新性的材料,将对人类的可持续发展做出巨大贡献。
(2)透水工程材料(以透水混凝土砖为代表)主要优点和功能
1.防洪、排水。暴雨时能减轻城市排水设施的负担,防止河流泛滥和水体污染,并可避免城市内涝和道路积水,洪水削减率高达93%;
2.蓄水功能强,避免因地下水位下降引发工程地质灾害。能使雨水迅速渗入地下,补充地下水,保持土壤湿度,维护地下水和土壤的生态平衡,改善城市生态条件;又能避免因过度开采地下水而引起的地陷和房屋地基下沉等工程地质灾害。经测算,5000万平方米透水地坪,按年降雨量600毫米计,可蓄水3000万立方米,相当一个中型水库!
3.提高行车安全度减少交通事故。具有排水迅速、抗滑、减少雨天水雾、水漂,提高行车视距。避免雨天路面积水夜间反光和汽车灯漫反射引起的驾驶员眼睛眩晕感等,提高路面行车安全性和通行舒适性,可使交通事故减少85%;采用高性能透水材料铺装的人行道,既是在雨天也能保障老人和坐轮椅的残疾人的出行安全;
4.具有吸音作用,可减少环境噪声。大孔隙率路面砖能有效降低车辆行驶时的路面噪声,创造舒适的交通环境;
5.缓解城市热岛效应。采用透水砖铺装城市各类地表,由于其独特的孔隙结构,在吸热和储热功能方面接近于自然植被所覆盖的地面,能很好地调节城市空间的温度和湿度,改善城市热循环,缓解热岛效应;
6.环保、优化城市环境。大孔隙率的透水砖能吸附城市污染物(如粉尘),减少扬尘污染。并能对地表污水起过滤作用。
7.美化环境。透水砖可进行色彩缤纷的配置,在需要美化的公众活动场地或道路,可根据需要设计地面图案,充分与周围环境相协调;
8.不仅生态、环保、社会效益显著,而且,也有明显的经济效益。据专家测算,南京市适合改造为透水人行道的面积有370万平方米,仅就这一项,改造后可蓄水69万立方米,相当于70台水泵的排水量;如果这部分降水混入污水通道处理,多花的污水处理投资更难以估量;2007年,北京改造玉泉西街、体育场北路东段、古城西街等9条奥运市政道路两侧步道,铺设步道总长5500米,覆盖步道面积2.5万平方米,年可节水1.2万立方米;