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一、研究背景
城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展帶動了經(jīng)濟持續(xù)增長,促進了社會全面進步,同時也帶來了嚴重的暴雨積澇災(zāi)害。從古至今,暴雨積澇災(zāi)害一直是人類難以解決的問題。
近幾年,中國的暴雨洪澇災(zāi)害愈發(fā)嚴重:“20XX年7月12日,哈爾濱多處上演‘水漫金山’”、“2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,導(dǎo)致嚴重內(nèi)澇”、“2011年6月18日,到武漢看?!薄ⅰ?008年深圳6.13特大暴雨”……數(shù)量之多,不勝枚舉,這些新聞無不說明暴雨洪澇已成為長城內(nèi)外、大江南北大多城市的通病。暴雨積澇災(zāi)害對城市水利、農(nóng)業(yè)、交通、工業(yè)等方面造成的直接經(jīng)濟損失不可估量,同時通過人口死亡、疫病爆發(fā)等問題給社會帶來了巨大的沖擊,造成的自然資源減少、環(huán)境污染和生態(tài)退化程度更是難以估計。
造成城市暴雨積澇災(zāi)害的原因主要有氣候和城市建設(shè)兩方面的原因。從氣候角度來說,由于全球氣候變暖,水循環(huán)產(chǎn)生變化,降雨時空分布不均,導(dǎo)致城市出現(xiàn)暴雨積澇災(zāi)害;從城市建設(shè)角度來說,主要是城市建筑和硬化面積過大,植被覆蓋率過低或者遭到破壞,城市的吸水、存水能力差,其次是排水設(shè)施的排水能力不足、重建輕管。
目前,城市針對暴雨積澇災(zāi)害采取的工程性措施主要有修建蓄水池、增加排水泵站、加大排水管徑、在線蓄水等,這些措施需要占用大量的城市地下空間,投資大,維護困難,廢棄后無法回收利用,會產(chǎn)生大量固體廢棄物,對環(huán)境造成二次污染。其他措施如增加綠化面積也會引起城市用地緊張等問題,浪費城市空間資源。
二、國內(nèi)外相關(guān)研究應(yīng)用現(xiàn)狀
LID技術(shù)于1990年末發(fā)源于美國馬里蘭州的王子縣、西雅圖和波特蘭,是由馬里蘭州環(huán)境資源署首次提出。之后經(jīng)過20多年的發(fā)展,LID在美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭等地廣泛應(yīng)用。在美國,LID設(shè)施的應(yīng)用還形成了綠色道路、綠色社區(qū)等理論和方法;在澳大利亞,LID的應(yīng)用稱為水敏感城市設(shè)計;在英國,LID技術(shù)應(yīng)用于城市排水系統(tǒng),形成了可持續(xù)城市排雨水系統(tǒng);在加拿大,LID和場地設(shè)計相結(jié)合,形成最優(yōu)場地設(shè)計、保護性設(shè)計等;在新西蘭的應(yīng)用稱為低影響城市設(shè)計與開發(fā)。
隨著對國內(nèi)雨水問題的重視,雨水方面的研究和應(yīng)用也逐漸多起來,LID在國內(nèi)已有10年的研究和實踐,于2012年形成了“海綿城市”.
2012年4月中國北京大學(xué)在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中首次提出“海綿城市”一詞。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于20XX年2月17日發(fā)表的《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城市建設(shè)司20XX年工作要點》中首次提出海綿城市的概念,20XX年10月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部出臺了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》。
2017年4月2日,國家財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部宣布了海綿城市建設(shè)試點:西咸新區(qū)、武漢、重慶、貴安新區(qū)、遂寧、南寧、常德、鶴壁、濟南、萍鄉(xiāng)、廈門、池州、嘉興、鎮(zhèn)江、白城、遷安16個城市。
三、研究目標(biāo)及意義
鑒于傳統(tǒng)城市普遍存在的暴雨積澇災(zāi)害和道路排水問題,而國內(nèi)的海綿城市和LID發(fā)展和研究較為薄弱,因此,對于海綿城市理念下的城市道路進行系統(tǒng)化設(shè)計研究很有必要。本研究主要通過對國內(nèi)外已有研究成果的整理與分析,探討海綿城市與LID、海綿城市道路與LID的關(guān)系,采用文獻調(diào)研的方法系統(tǒng)地對城市道路進行了LID設(shè)施的選擇及其組合優(yōu)化設(shè)計;針對案例進行實地調(diào)查,探討LID在海綿城市道路中如何應(yīng)用。
論文的研究目標(biāo)是建立海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng)設(shè)計的基本理論框架,研究其具體的設(shè)計方案和技術(shù)。
論文的研究意義:為海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng)設(shè)計提供借鑒和參考,對解決城市雨水問題有一定的現(xiàn)實意義。
四、研究內(nèi)容
論文的研究內(nèi)容主要有三個方面:
1)研究海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng),分析其與LID的關(guān)系及對LID設(shè)施的選擇。
2)構(gòu)建海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計的完整體系,從路網(wǎng)規(guī)劃和道路設(shè)計兩個層面進行具體研究。其中,道路設(shè)計重點研究停車場和廣場的LID設(shè)施組合優(yōu)化設(shè)計,道路與紅線外用地銜接中重點研究建筑、小區(qū)的優(yōu)化設(shè)計。
3)將研究的設(shè)計理論成果應(yīng)用于商洛城市道路系統(tǒng),并通過SWMM模型進行模擬評價。
五、提綱
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 城市暴雨積澇災(zāi)害頻發(fā)
1.1.2 傳統(tǒng)城市道路排水存在的問題
1.1.3 LID與海綿城市理念的提出
1.2 相關(guān)理論的概念
1.2.1 海綿城市概念
1.2.2 LID概念
1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.1 國外研究應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.2 國內(nèi)研究應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的不足
1.4 研究目標(biāo)、意義、內(nèi)容和方法
1.4.1 研究目標(biāo)及意義
1.4.2 研究內(nèi)容
1.4.3 研究方法
1.5 論文創(chuàng)新點和技術(shù)路線
1.5.1 論文創(chuàng)新點
1.5.2 技術(shù)路線
第2章 海綿城市與LID
2.1 海綿城市與LID概述
2.1.1 海綿城市-LID
2.1.2 海綿城市與相關(guān)理論的聯(lián)系與區(qū)別
2.2 海綿城市與LID
2.2.1 海綿城市與LID的關(guān)系
2.2.2 LID設(shè)施的選擇原則
2.3 海綿城市道路系統(tǒng)與LID
2.3.1 海綿城市道路系統(tǒng)
2.3.2 海綿城市道路系統(tǒng)與LID的關(guān)系
2.3.3 LID技術(shù)設(shè)施選擇
2.4 本章小結(jié)
第3章 海綿城市道路系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計體系
3.1 海綿城市道路系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計體系框架
3.2 海綿城市路網(wǎng)規(guī)劃
3.2.1 影響因素
3.2.2 規(guī)劃思路
3.2.3 規(guī)劃原則
3.3 海綿城市道路設(shè)計思路
3.3.1 海綿城市道路設(shè)計思路
3.3.2 海綿城市道路設(shè)計注意事項
3.4 本章小結(jié)
第4章 基于LID的海綿城市道路設(shè)計
4.1 海綿城市道路與傳統(tǒng)城市道路的區(qū)別
4.2 海綿城市道路的LID設(shè)施組合優(yōu)化設(shè)計
4.2.1 機動車道和公交專用道
4.2.2 非機動車道和人行道
4.2.3 路緣石、雨水。和路肩邊溝
4.2.4 道路綠帶
4.2.5 停車場
4.2.6 廣場
4.2.7 高架橋、立交橋
4.3 海綿城市道路與紅線外用地的銜接設(shè)計
4.3.1 道路與建筑、小區(qū)銜接優(yōu)化設(shè)計
4.3.2 道路與城市綠地銜接設(shè)計
4.3.3 道路與城市水系銜接設(shè)計
4.4 海綿城市道路橫斷面布置型式設(shè)計
4.4.1 單幅路
4.4.2 兩幅路
4.4.3 三幅路
4.4.4 四幅路
4.4.5 特殊形式斷面
4.5 本章小結(jié)
第5章 商洛市海綿城市道路系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用研究
5.1 商洛市概況分析
5.2 海綿城市路網(wǎng)規(guī)劃
5.2.1 商洛市現(xiàn)狀路網(wǎng)分析及存在問題研究
5.2.2 商洛市排洪防澇、水系和綠地現(xiàn)狀及存在問題
5.2.3 商洛市海綿城市路網(wǎng)規(guī)劃
5.3 海綿城市道路設(shè)計
5.3.1 商鞅大道地理位置
5.3.2 商鞅大道現(xiàn)狀分析
5.3.3 基于LID的商鞅大道橫斷面設(shè)計
5.3.4 商鞅大道公共停車場設(shè)計
5.3.5 丹江立交平面設(shè)計
5.3.6 商鞅大道綜合設(shè)計
5.4 商鞅大道設(shè)計效果模擬評價
5.4.1 SWMM模型介紹
5.4.2 獲取基本數(shù)據(jù)
5.4.3 開發(fā)前場地模擬
5.4.4 傳統(tǒng)城市道路模擬
5.4.5 海綿城市道路模擬
5.4.6 三種情景模擬結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 不足和展望
參考文獻
致謝
六、研究方法
論文釆用的研究方法有:文獻調(diào)研法、實地調(diào)查法、SWMM模型法等。
1)文獻調(diào)研法論文通過對國內(nèi)外文獻的調(diào)研、對SEA Street等案例的研究,總結(jié)LID設(shè)施在城市道路中的應(yīng)用情況。
2)實地調(diào)查法論文通過實地調(diào)查收集商洛市的路網(wǎng)、道路、綠地系統(tǒng)、水系、降雨等相關(guān)資料,為海綿城市理論的實例研究做鋪墊。
3)SWMM模型法論文采用SWMM模型對城市道路設(shè)計后的雨水徑流控制效果進行了評價。
七、進度安排
20XX年11月01日-11月07日 論文選題、
20XX年11月08日-11月20日 初步收集畢業(yè)論文相關(guān)材料,填寫《任務(wù)書》
20XX年11月26日-11月30日 進一步熟悉畢業(yè)論文資料,撰寫開題報告
20XX年12月10日-12月19日 確定并上交開題報告
20XX年01月04日-02月15日 完成畢業(yè)論文初稿,上交指導(dǎo)老師
20XX年02月16日-02月20日 完成論文修改工作
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、裝訂
20XX年03月21日-04月10日 論文答辯
八、參考文獻
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【關(guān)鍵詞】海綿城市;園林景觀
Practice of Sponge City Construction Idea in Landscape Architecture
Zhou Li-jun
(East China Architectural Design and Research Institute LimitedShanghai200041)
【Abstract】With the improvement of people's living standards and aesthetic taste, as well as green, the concept of ecological development increasingly popular people, more and more people began to pay attention to the living environment, the pursuit of harmony between man and nature. This also made a better request for urban landscape design. Sponge city in the urban landscape design due to a number of factors led to the development of design behind the development of the city, the need for its reform. "Sponge city" is a low-impact development of the rainwater system, integrated a new generation of urban rainwater management concept, its protection in the region under the premise of natural water ecological balance, can break the urbanization and resource and environmental problems, Natural harmony symbiosis. In the process of urban landscape design and construction, the integration and application of sponge theory will enhance the function and function of landscape, so that it can achieve the goal of rainwater resources recycling and ecological environment protection while beautifying the city.
【Key words】Sponge city;Landscape
隨著城市的發(fā)展及新型城鎮(zhèn)化的不斷推進,自然生態(tài)平衡日漸被破壞,城市存水、凈水能力持續(xù)降低,導(dǎo)致地表徑流量增加、地下水污染及水位降低、洪澇災(zāi)害頻發(fā)、河流水系生態(tài)惡化等問題。例如,近年來很多城市在汛期,都出現(xiàn)了“逢雨必澇”、“城內(nèi)看海”的痼疾,極大地影響了城市的可持續(xù)發(fā)展。近幾年,在不斷探索和研究的過程中,相關(guān)人士提出了海綿城市(sponge city)的概念,并在城市園林景觀設(shè)計中積極融入海綿城市概念,取得了良好的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益。
1. 海綿城市的概念
澳大利亞研究者最早提出“海d城市”理論,如今,國外已經(jīng)建成了比較完善的“海綿城市”系統(tǒng)(如圖1),實現(xiàn)了綠色水循環(huán)和良好的雨洪管理。我國在2013年提出建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市,采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施,將70%的降雨就地消納和利用,從而最大程度地保護自然水文循環(huán),增強城市應(yīng)對環(huán)境變化與自然災(zāi)害的能力,實現(xiàn)內(nèi)澇防治、徑流污染控制、雨水資源化利用和水生態(tài)修復(fù)等目標(biāo)。
2. 海綿城市的建設(shè)規(guī)劃
2.1原則。
(1)安全原則。
海綿城市應(yīng)該與城市防洪排澇的標(biāo)準(zhǔn)相互結(jié)合,構(gòu)建一個安全的城市雨水控制系統(tǒng),以提高城市雨洪管理能力,確保城市供水、用水安全和水生態(tài)平衡。
(2)生態(tài)原則。
在規(guī)劃和建設(shè)海綿城市時,要充分考慮保護城市生態(tài)安全,比如公園、綠地、湖泊、河流、溝渠等海綿體,要優(yōu)先使用自然系統(tǒng)進行“滲、滯、蓄、凈、用、排”,從而有效保護和修復(fù)生態(tài)環(huán)境。
(3)因地制宜原則。
要根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)、水文條件,分析影響水資源開發(fā)與控制的因素,并因地制宜的去選用影響因子比較低的開發(fā)設(shè)施或系統(tǒng)。
(4)統(tǒng)籌建設(shè)原則。
海綿城市的建造需要多個部門、多個專業(yè)協(xié)調(diào)去運作,并做到分工負責(zé),遵照同設(shè)計、同施工、同投產(chǎn)使用的原則,確定影響因子低的因素,統(tǒng)籌規(guī)劃。
2.2海綿城市的規(guī)劃目標(biāo)。
(1)提高雨水利用。海綿城市通過集蓄和滲透,可以實現(xiàn)雨水資源的合理利用,降低地表徑流系數(shù)。另外,通過池塘、自然水體、濕地等海綿體,吸收、滲透、儲蓄、凈化雨水;在非降雨期間,可以將這些雨水“釋放”出來進行循環(huán)使用,從而達到雨水資源的循環(huán)利用和生態(tài)環(huán)境保護的目的(如圖2)。
(2)改善城市景觀。將海綿城市的理念運用到城市園林的設(shè)計中,既能提升城市園林景觀的觀賞性、實用性,也能保護自然資源,改善水環(huán)境和水文地質(zhì)條件,促進城市可持續(xù)發(fā)展。
3. 海綿城市理論下的城市園林設(shè)計
3.1加強城市園林設(shè)計規(guī)劃。
每個城市都有自己獨特的地域和環(huán)境條件,氣候、水文及植被覆蓋等也存在很大差異,在對城市園林景觀進行規(guī)劃時,應(yīng)結(jié)合城市建設(shè)布局、自然生態(tài)條件、地域文化等,因地制宜地進行規(guī)劃。“海綿城市”注重保護和修復(fù)自然生態(tài)環(huán)境,強調(diào)低影響開發(fā),是一種高效、和諧的人類棲境,能使各類物質(zhì)、能量、信息得到充分而高效的應(yīng)用,促進自然生態(tài)環(huán)境良性循環(huán),因此,應(yīng)將海綿城市理論融入到園林設(shè)計規(guī)劃中,充分發(fā)揮園林景觀在保護自然、提高綠化覆蓋率、美化城市環(huán)境、改善水生態(tài)環(huán)境的作用。
圖 2“海綿城市”水循環(huán)示意圖
3.2科學(xué)設(shè)計雨水集蓄系統(tǒng)。
(1)增設(shè)道路滲濾溝。如今,城市建筑和混凝土道路數(shù)量越來越多,土地硬化和水資源破壞問題比較突出,這不僅嚴重破壞了自然生態(tài)的平衡,也極大地降低了城市存水、凈水能力,導(dǎo)致地表徑流量增加、水生態(tài)環(huán)境惡化等問題。另外,傳統(tǒng)的城市采用快排模式、泄洪能力設(shè)計偏低等,在強降雨來臨時,往往因泄洪不及時,而引發(fā)城市內(nèi)澇。在修建城市道路的時候,可借鑒海綿城市理論,在道路兩側(cè)增設(shè)滲濾溝。這樣,在降雨的時候,就可以將雨水收集起來進行循環(huán)處理與利用。
(2)應(yīng)用滲透性鋪裝。滲透性鋪裝可以促進地面滲水、排水功能得到充分發(fā)揮。與水泥混凝土路面相比較,滲透性鋪裝既能節(jié)約物料,降低成本,也符合園林生態(tài)化設(shè)計理念,有效保護和修復(fù)生態(tài)環(huán)境。在進行鋪裝設(shè)計時,為增加穩(wěn)定性和透水性,應(yīng)在地面上鋪設(shè)砂礫墊層,在此基礎(chǔ)上,主路可鋪設(shè)磚層,兩側(cè)及輔道可鋪設(shè)石子路,從而更好地實現(xiàn)雨水的“滲、滯、蓄”雨洪管理目標(biāo)。
(3)構(gòu)建園林生態(tài)水渠和雨水緩坡。在園林景觀內(nèi),可依據(jù)園林景觀的自然條件,建設(shè)生態(tài)水渠,以實現(xiàn)觀賞和雨水蓄集的目的。生態(tài)水渠可分為明渠和暗渠,明渠采用砂礫、石子和透水土工布進行鋪設(shè),暗渠時在園林景觀建設(shè)時便預(yù)留排水溝,實現(xiàn)雨水滲透吸儲。
3.3科學(xué)設(shè)計雨水儲蓄體系。
(1)集雨型綠地。集雨型綠地的植物配置,一般選擇耐濕澇植物,這類植物具有良好的儲水功能,當(dāng)多余的雨水導(dǎo)入集雨型綠地后,能夠得到良好的蓄積。同時,集雨型綠地也可稱為園林景觀的一部分。在雨季持續(xù)時間較長的南方,可大量建設(shè)此類集雨型綠地和小型濕地。
(2)人工湖。人工湖在城市園林景觀中,是必不可少的部分。人工湖既是園林景觀的一部分,能提升園林景觀的靈動和意趣,也是雨水儲蓄的“海綿體”。在平常的時候,應(yīng)嚴格控制人工湖的水位,確保在下雨時,可以充分發(fā)揮出雨水儲蓄的功能。另外,還要配置具有自潔能力的水生植物,以保持湖水清潔,降低維護成本。
(3)地下儲水池。規(guī)劃設(shè)計園林景觀時,可在地下設(shè)置多個專門的儲水池,并與生態(tài)水渠、道路滲濾溝、雨水緩坡等相連接,這樣,各個“海綿體”收集的雨水,都可以流到地下儲水池中,并進行處理,以供二次利用。
3.4建立合理的雨水凈化系統(tǒng)。
(1)采取土壤滲透凈化。例如,利用草坪、土壤等進行雨水滲濾凈化,然后,再通過次級凈化池或滲濾池中收集。
(2)生物處理凈化。利用生物自身具有的凈化功能,對雨水中的污染物進行分解,以達到雨水凈化的目的。在園林景觀設(shè)計中,一般是借助植物進行雨水凈化,例如,利用植物的富集作用,吸收雨水中的各種元素及雜質(zhì);利用植物的代謝作用,對雨水中的有害物質(zhì)進行吸收分解。此外,還可采用微生物凈化方法來實現(xiàn)雨水循環(huán)利用。
4. 海綿城市理念應(yīng)用到園林設(shè)計中的對策
(1)轉(zhuǎn)變工作人員的設(shè)計理念。
受到傳統(tǒng)園林設(shè)計觀念的影響,設(shè)計人員在設(shè)計排水系統(tǒng)時,主要采用的是水泵、管渠等等,對于園林道路面e的設(shè)計過大。尤其是有些設(shè)計人員遵循末端集中排水的原則,導(dǎo)致了許多園林出現(xiàn)了大雨必澇的現(xiàn)象。海綿城市的原理主要是利用自然排水,優(yōu)先選用一些低影響設(shè)施區(qū)排水,比如下沉式綠地等,注重源頭分散控制,而不是末端集中法。因此,為了滿足現(xiàn)代化園林設(shè)計的要求,必須轉(zhuǎn)變設(shè)計人員的設(shè)計觀念。
(2)合理選擇“海綿體”。
海綿園林的作用主要有三個,包括保護園林原有的生態(tài)系統(tǒng)、恢復(fù)原來被破壞的生態(tài)系統(tǒng)、低影響開發(fā)。但是,在建設(shè)海綿園林的過程中會產(chǎn)生很多的問題,由于我國地大物博、幅員遼闊、每個地區(qū)的環(huán)境和氣候各有不同,存在著很大的差異,每個城市的降水量也不同。所以為了充分的展現(xiàn)出海綿體的作用,工作人員應(yīng)該根據(jù)城市的實際情況、年平均降水量,來去選擇合適的“海綿體”,對“海綿體”進行嚴格的質(zhì)量檢查,施工單位根據(jù)工作人員的調(diào)查情況,在去進行合理的采購,這樣可以從根本上保證“海綿體”的質(zhì)量。
(3)進行低影響園林景觀開發(fā)。
首先要做到基礎(chǔ)設(shè)施和市政設(shè)施穩(wěn)定的融合,降雨之后,要采取源頭分散的控制方法,將排水量和徑流系數(shù)作為控制參數(shù),合理的利用各種技術(shù),比如設(shè)置透水鋪裝、蓄水池、碎石溝、滲透渠等海綿設(shè)施。在削減徑流的過程中,要做到有效緩解管網(wǎng)承受的雨水壓力,建立分布合理的排水網(wǎng)絡(luò),促進基礎(chǔ)設(shè)施和市政設(shè)施的完美融合。其次就是根據(jù)園林氣候和水土特征,合理選擇具有雨水集蓄作用的植物,并進行科學(xué)配置,增強園林景觀的立體感、美觀度,確保水循環(huán)良性運行和水資源利用最大化。
5. 結(jié)語
現(xiàn)今人們對于居住景觀的設(shè)計要求越來越高,在進行城市園林設(shè)計中,必須要結(jié)合海綿城市的概念,做到合理設(shè)計景觀、合理選擇“海綿體”、轉(zhuǎn)變工作人員的設(shè)計觀念,這樣才能夠合理建造海綿園林,多角度去滿足人們的需求。
參考文獻
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關(guān)鍵詞: 海綿城市 低影響開發(fā)技術(shù) 水文功能 景觀設(shè)計
一、“海綿城市”調(diào)研背景及意義
現(xiàn)當(dāng)代我國城市生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)諸多問題,其中有一個問題是最離不開人們?nèi)粘I畹?,那就是水污染問題。據(jù)調(diào)研分析,42%的城市飲用水源地受到嚴重污染;63%的城市受到不同程度的污染。全國約有1.7億人飲用受有機物污染的水。水體受到污染和城市植被覆蓋率具有一定關(guān)系,我國城市建成區(qū)綠化覆蓋率、綠地率分別為39.59%,35.72%。在城市建成區(qū)綠化率方面的國際標(biāo)準(zhǔn)是50%以上才合適。這說明隨著城市工業(yè)污染的不斷加重,過慢的綠地增長速度不利于城市生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。當(dāng)今城市環(huán)境非常缺少潔凈的水資源、缺少綠化景觀,所以建立一種新型的生態(tài)景觀城市必須具備雨水的海綿技術(shù)、擁有自己的水的凈化系統(tǒng)和良好的土壤凈化技術(shù)?!昂>d城市”是符合這種新型的生態(tài)景觀城市建設(shè)要求的。那么如何理解“海綿城市”呢?
目前國內(nèi)有“海綿城市”應(yīng)用的實例,例如其在六盤水市河道的應(yīng)用。沒應(yīng)用前的河道污染嚴重、破壞了濕地的水文功能。通過將河道改造成一個生態(tài)廊橋,將其支流改造成活的生命體,然后將兩者節(jié)點形成一系列的海綿體以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,這樣湖里的富營養(yǎng)和污染就不會出現(xiàn),水就會變得清澈見底,經(jīng)過三年改造,現(xiàn)在整個河道煥然一新,強大的水文功能使兩岸植被豐富,生態(tài)環(huán)境優(yōu)美。由此可見,對海綿城市濕地水文功能的研究和濕地水資源的合理保護和分配是十分重要的;對海綿城市濕地不同種類的植物特性和應(yīng)用的研究也是十分重要的,研究“海綿城市”中的水文功能與景觀設(shè)計的關(guān)系和融合更是重中之重。
二、“海綿城市”水文情況與景觀設(shè)計建設(shè)現(xiàn)狀調(diào)查
“海綿城市”是指城市像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,是實現(xiàn)城鎮(zhèn)化和環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn),也是城市建設(shè)的重大任務(wù)。
1.分析“海綿城市”建設(shè)成功的例子
美國漢諾威康斯伯格生態(tài)社區(qū),由于當(dāng)?shù)氐叵滤惠^高,kronsberg城區(qū)是漢諾威重要的地下水儲存地,這也是漢諾威政府一直遲遲沒有在kronsberg城區(qū)進行建設(shè)的原因之一。該項目提出了“近自然的水管理”概念和方法,目標(biāo)是通過一些接近自然的排水方式盡可能地將雨水就地滯留并下滲,最大限度地減少流失量,讓城區(qū)的雨水流失量和地下水保持在未開發(fā)前的狀態(tài)。整個雨水規(guī)劃中的幾個大型雨水滯留區(qū)都很好地結(jié)合地形設(shè)計,由于地勢東高西低,在場地的西邊緣最低洼處,規(guī)劃了一個可作為公園綠地使用的大型滯水區(qū)域,下暴雨時可滯留大量雨水從而起到防洪作用,平時是可進入的休閑綠地。雨水順應(yīng)東高西低的地勢沿地表可形成溪流景觀。
2.嘉興“海綿城市”建設(shè)情況
經(jīng)過調(diào)研,作為江南水鄉(xiāng)城市,海寧水系發(fā)達,河流密布,但水資源相對有限。統(tǒng)計顯示,嘉興多年平均水資源總量僅20.76億立方米,居全省倒數(shù)第二。2013年嘉興人均水資源量僅為476.1立方米,低于人均500立方米的國際嚴重缺水標(biāo)準(zhǔn),利用再生水和雨水資源是嘉興尋找非傳統(tǒng)水的重要出路。不僅如此,從上世紀(jì)90年代到本世紀(jì)初,由于多種原因,嘉興水質(zhì)情況總體頗讓人擔(dān)憂。
早在2011年,國家水專項辦公室把嘉興列為示范城市,并設(shè)立了“河網(wǎng)城市雨水徑流污染控制與生態(tài)利用關(guān)鍵技術(shù)研究與工程示范”研究課題,主要內(nèi)容是研究如何利用低影響開發(fā)技術(shù)服務(wù)于嘉興建設(shè)海綿城市。
6月調(diào)研時正好是梅雨時節(jié),這讓嘉興部分城市道路積水嚴重。但是在嘉興勺園停車場,寬闊的停車場的地面卻無積水,雨水快速滲透地面,被“吸收”了。秘密就在腳下那片看似平常、但有別于傳統(tǒng)混凝土的路面:停車場的路面鋪設(shè)了專用透水混凝土,底下安裝了1公里多長的網(wǎng)狀盲管。下滲雨水被土壤吸收后,再經(jīng)管網(wǎng)流進調(diào)蓄池進一步調(diào)蓄滲透后,達標(biāo)排入河道。由此就有效收集了雨水,既降低了路面積水的程度,利于人們雨天出行,又將雨水進行了二次利用,緩解了城市用水的壓力。
除了對勺園生態(tài)停車場的實地調(diào)研外,我們還對蔣水港綠道、長綠道等在建的低影響開發(fā)示范工程進行實地調(diào)研。這兩個地區(qū)經(jīng)過改造后現(xiàn)在整個河道煥然一新,植被的多樣性豐富了許多。我們不難發(fā)現(xiàn)河岸的植物高度由河及岸呈現(xiàn)出由低向高的排列,這利用梯田高度和植物高低的落差逐級下滲,使河水經(jīng)過層層過濾,得到凈化;更重要的是這種梯田式的景觀設(shè)計有防洪作用還可凈化濕地之間的高差,使人放松身心。近看河水,我們發(fā)現(xiàn)河水變得比原來清澈了許多,通過分析我們發(fā)現(xiàn)這得益于兩岸的植被種植。植被將河道改造成一個生態(tài)廊橋,將其改造成活的生命體,然后兩岸的植被形成一系列海綿體以便吸收雨水和污水,目的是截留雨水和地面的污水,這樣河里的富營養(yǎng)和污染就不會出現(xiàn),水就會變得清澈見底。
那么是哪些植物有截留雨水和地面的污水的功能呢?通過分析和查閱資料,我們發(fā)現(xiàn)有幾種植物可調(diào)節(jié)河川徑流、提供水源、改善水質(zhì)等作用,其獨特的水文功能對維持流域生態(tài)系統(tǒng)的健康和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。在這里舉兩種植物的例子:
花畦:池底覆以土壤并種植吸附污染物的濕生植物,具有調(diào)節(jié)與改善水質(zhì)的功能。
植草溝:用植被覆蓋的集水、排水渠,主要用于疏散暴雨徑流和移除污染物,改善水質(zhì),保留植被維護景觀品質(zhì),提供生物棲息的空間,且植草溝設(shè)置及維持保養(yǎng)的費用低于傳統(tǒng)的地下管線。
通過這些擁有獨特水文功能的植物不但可截留雨水和地面的污水,凈化河道的水源,還可維持水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,開放的水域還達到供親水及視覺美化的效果。強大的水文功能會使這兩個低影響開發(fā)建設(shè)示范工程實驗地的水質(zhì)越來越好,生態(tài)環(huán)境越來越優(yōu)美,達到人與自然和諧相處的目的。
三、結(jié)語
“海綿城市”的生態(tài)系統(tǒng)中不同高低、不同作用的植物組合是擁有水文功能的基礎(chǔ),結(jié)合地形與當(dāng)?shù)丨h(huán)境通過美學(xué)角度將植物的高低落差和不同的作用進行科學(xué)的組合與設(shè)計是水文功能發(fā)揮作用的必要條件。根據(jù)這個出發(fā)點,景觀設(shè)計所從事的內(nèi)容就包括在一個限定的地域環(huán)境下,用科學(xué)的方法通過美學(xué)角度將不同功能、不同作用、不同高度和顏色的植物有序搭配并種植起來,既能給所在地區(qū)凈化空氣、涵養(yǎng)水土,又能起到穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境,美化生態(tài)環(huán)境的目的。這說明在“海綿城市”的建設(shè)中,景觀設(shè)計與水文功能是相互交融、息息相關(guān)的。這兩者的美好結(jié)合體現(xiàn)了“可持續(xù)發(fā)展”理念,既具有功能性,又具有自然生態(tài)美觀性;不僅能維持良好的生態(tài)環(huán)境為人類的生存提供更舒適的生存空間,而且對于當(dāng)今城市建設(shè)具有積極意義。
“海綿城市”這種全新的城市建設(shè)理念遵循了自然法則,最大限度地提高了在經(jīng)濟建設(shè)和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中的生態(tài)效益,將自然途徑與人工措施相結(jié)合,在確保城市排水防澇的前提下,最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護。在“海綿城市”實施建設(shè)過程中,應(yīng)統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性,協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié),并考慮該系統(tǒng)的復(fù)雜性和長期性。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:綠色建筑 給排水 節(jié)能技術(shù)
我國是一個水資源貧乏的國家,人均水資源是世界平均水平的1/4,特別是水資源在我國“南多北少、東多西少”的分布狀況讓我國北部以及西北部的城市缺水問題更加凸出[1]。在當(dāng)前能源缺乏、生態(tài)環(huán)境日益惡化的嚴峻態(tài)勢下,經(jīng)過不斷的實踐探索,綠色建筑節(jié)能減排、綠色高效的理念逐漸深入人心,成為了建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的著力點。建筑給排水節(jié)能作為節(jié)能工作的重要一環(huán),對于實現(xiàn)綠色建筑起到了至關(guān)重要的作用。因此,我們應(yīng)該積極探索節(jié)能新技術(shù),為綠色建筑的實現(xiàn)以及提高我國建筑行業(yè)整體競爭力提供搶而持久的助力。
一、“第二水源”的開發(fā)與利用
(一)中水回用
中水是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水的水質(zhì)要求低于飲用水,目前主要被用于建筑施工、道路清潔以及景觀用水等。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),城市供水的80%轉(zhuǎn)化為污水,經(jīng)過收集處理之后,其中70%以上的中水可以再次循環(huán)使用。中水的回收利用具有極其重大的現(xiàn)實意義,這意味著可以在現(xiàn)有供水量不變的條件下,讓可用水量至少增加50%。目前中水的回收利用主要是側(cè)重于建筑污水的回收利用。這對現(xiàn)下嚴峻形勢下,提高水資源利用率,實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,緩解我國水資源短缺的現(xiàn)狀以及生態(tài)環(huán)境的保護,提供了現(xiàn)實可行的途徑。在我國北部以及西北部的缺水地區(qū),普及中水回用技術(shù),實現(xiàn)污水資源化,這對于綠色建筑的實現(xiàn)以及保障城市可持續(xù)發(fā)展具有深遠的戰(zhàn)略意義。
(二)雨水利用
雨水利用是這通過建筑物或者地面滯留水流,經(jīng)過收集處理之后,用于景觀綠化、建筑用水、灌溉用水、消防用水以及廁所沖洗等。2015年10月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》,部署推進海綿城市建設(shè)工作。城市“海綿體”既包括河、湖等水系也包括可滲透路面、花園以及綠地等城市配套設(shè)施。根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》,海綿城市建設(shè)要以城市建筑、小區(qū)、道路以及綠地和廣場等建設(shè)作為載體。對于建筑和小區(qū),可以讓屋頂綠起來,在滯留雨水的同時起到節(jié)能減排、緩解城市熱島的目的。同時,可以在下雨時吸水、蓄水、滲水和凈水,在利用是將蓄存的水“釋放”出來并加以利用。這不僅可以在暴雨時減小城市排水管道的壓力,更可以滯留雨水,緩解城市缺水現(xiàn)狀。
二、熱水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能
(一)空氣源熱泵的應(yīng)用
空氣源熱泵是通過從周圍環(huán)境中吸收熱量,并把熱量傳遞給被加熱物體的一種熱量提升設(shè)備[2]。通常來說,空氣源熱泵是以制冷劑作為媒介,利用制冷劑氣化溫度低的特點,通過與周圍空氣的熱交換吸收外界的熱量。在制冷劑汽化后,使用壓縮機壓縮制熱,使之變成高溫高壓的氣體,在更過熱交換器與水交換后,通過膨脹閥釋放壓力,從而回歸到低溫低壓的液化狀態(tài)。通過這個原理,空氣源熱泵裝置可以源源不斷地吸收外界空氣的熱量,逐漸將水溫提高。空氣源熱泵的應(yīng)用可以減小人們對電能、天然氣的利用,一定程度上緩解了人們對煤炭、天然氣等資源的消耗,同時降低了環(huán)境污染。
(二)太陽能的利用
太陽能是一種清潔、經(jīng)濟的新能源,并且由于太陽能儲量巨大,開發(fā)前景良好,目前逐漸被人們廣泛運用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)。太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)具有集熱效率高、保溫性能好、操作方便以及節(jié)能安全的特點,目前在全國范圍內(nèi)尤其是用電不方便的偏遠山區(qū)得到了普遍使用。由于我國人口基數(shù)大,“聚沙成塔”,“集腋成裘”,太陽能在熱水供應(yīng)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的應(yīng)用,很大程度上降低了我國電網(wǎng)的負荷,減小了我國電網(wǎng)的壓力。同時,隨著太陽能熱水器在全國范圍內(nèi)的推廣,人們使用電、煤炭和天然氣加熱生活用水的情況逐漸減少??偠灾?,太陽能的使用,將對資源短缺的現(xiàn)狀起到很大程度的改善作用。
三、新型節(jié)水設(shè)備的推廣
(一)推廣使用優(yōu)質(zhì)管材和閥門
傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管如果發(fā)生鍍層破損,里面的鐵就會和空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致管道銹蝕,并滋生各種微生物,污染管道中的自來水。這既導(dǎo)致了水源浪費,還因為自來水中攜帶的細菌危害了我們的健康。近年來,一些發(fā)達國家禁止鍍鋅鋼管作為飲用水輸送管,并全面倡導(dǎo)使用PE管、PVC-U管等一些綠色的新型管材[3]。既避免了管道漏水造成的水源浪費,還避免了管道銹蝕的污染問題。
閥門作為建筑給排水中最常用的配件之一,其材料和質(zhì)量直接影響了用水的質(zhì)量和節(jié)水的成效。一般而言,截止閥止水效果最好,其次是閘閥,最后是蝶閥。在建筑給排水中,我們應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計,同等情況下,選擇節(jié)水效果較好的閥門。
(二)推廣使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具
鑒于水資源匱乏的現(xiàn)狀,一些節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具也應(yīng)運而生。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),節(jié)水型淋浴噴頭較傳統(tǒng)的淋浴噴頭,可節(jié)約水源達一半以上。由此可見,在我們的日常生活中,節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具能起到很大程度的節(jié)水作用。節(jié)水器具和配水器具節(jié)水是建筑節(jié)水的重要組成部分。這就要求我們在選購日常衛(wèi)生器具和配水器具時,在經(jīng)濟合理、滿足日常需要的條件下關(guān)注其節(jié)水性能。
結(jié)語
地球是我們賴以生存的家園,針對目前由于粗放的經(jīng)濟發(fā)展模式導(dǎo)致的礦產(chǎn)資源開采過度、水資源匱乏、全球生態(tài)環(huán)境逐漸惡化以及溫室效應(yīng)日益加劇的嚴峻形勢,打造綠色建筑、實行節(jié)能減排的時代趨勢勢在必行。我們應(yīng)該積極開發(fā)、利用“第二水源”,減少水源的浪費,提高水資源利用率,建設(shè)水循環(huán)型的綠色建筑;我們應(yīng)該積極開發(fā)太陽能等新型能源,緩解我國資源短缺的現(xiàn)狀;我們應(yīng)該在供水量不變的情況下,采用節(jié)水設(shè)備實現(xiàn)對水源的最大利用。
⒖嘉南
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關(guān)鍵詞:海綿技術(shù);屋頂綠化;植物配置
我國地域遼闊,不同地區(qū)的年降雨量、溫濕度等氣候條件差異極大,屋面綠化形式和采用的植物材料因此可能差別很大,需要根據(jù)實際情況進行調(diào)查、試驗,作出適當(dāng)選擇。以北京為例,北京冬季溫度低、風(fēng)沙大,氣候條件都不利于一些綠化植物的生長和存活;另外北京降水分布不均,可用水資源較少,無法提供大量灌溉用水。因此,形成節(jié)水型屋頂綠化模式是推進北京地區(qū)屋頂綠化的重要手段,而節(jié)水型屋頂綠化模式中,選擇適合北京地區(qū)特殊條件的抗逆、耐粗放管護的植物配置,研究合適的管護技術(shù)是關(guān)鍵因素。
1屋頂立地生長條件及其對植物生長的影響
屋頂綠化因與地面綠化的環(huán)境條件存在較大差異,因此在植物的選擇方面受到種種因素的限制。因此,屋頂綠化與地面綠化植物的選擇也不一致,對養(yǎng)護的要求也就不同。
1.1頂環(huán)境對植物生長的有利影響
屋頂?shù)靥幬恢幂^高,被其他建筑物遮擋的部分比較小,因此接受日照的時間較長并且日輻射量較多,能夠為植物的光合作用創(chuàng)造良好的環(huán)境。夏季,屋頂上的溫度白天比地面溫度高3~5℃,晚上則低2~3℃,這種較大的晝夜溫差有利于植物內(nèi)的有機物積累。
1.2屋頂環(huán)境對植物生長的不利影響
屋頂綠化由于荷載原因,種植用土要質(zhì)輕且薄,而且屋頂?shù)娘L(fēng)力比地面要大得多,植物相對來說更容易失水;種植基質(zhì)層較薄,再加上植物的根系淺,相對于地面植物來說易倒伏,對植物種類的選擇造成很大限制,體大且量重的喬木及深根性植物須慎重應(yīng)用。種植基質(zhì)層薄也使其易受環(huán)境變化的影響,水分容量少導(dǎo)致易干燥、蒸發(fā)快,并且植物因與地面土壤隔離,不能夠吸收水分,需要選用耐旱節(jié)水的植物種類,否則就必須有專門的屋頂綠化灌溉設(shè)施進行全方位的均衡灌溉,才能保證植物良好生長。
2屋頂綠化植物種植結(jié)構(gòu)層的選擇
屋頂綠化是指在各類建筑物的頂端或露臺處進行人工造園,在園內(nèi)種植花草樹木等,由于建筑物高低不齊,為了給人整體美感和層次感需要進行層次化設(shè)計,不僅能極大地提升城市綠化面積,還可以為植物提供一個合理的環(huán)境。
(1)除有些植物需要大量的水,而有些植物不需要太多水,因此需要進行防水設(shè)計,另外對于植物基質(zhì)的選用需要給予高度重視。一般隋況下,基質(zhì)是由種植土、肥料、草灰等各類物質(zhì)按照某種比例混合而成,其中肥料可包含動物糞便或人工合成化肥,可為植物提供必要的腐植酸?;|(zhì)中還需要包含可預(yù)防植物爛根并促使其大量吸收鈣、鎂等微量元素的物質(zhì),如膨脹珍珠巖?,F(xiàn)階段,市場上推出了一類保綠素,這類物質(zhì)對植物產(chǎn)生了很多積極的意義,能有效預(yù)防植物枯萎并提高植物鮮亮度。
(2)大部分的區(qū)域都為全日照、太陽輻射強、風(fēng)大,加上北京地區(qū)夏季氣溫高,濕度比南方低很多,夏季時,屋頂溫度一般較高,種植層保濕的能力比較差;而冬季北京地區(qū)氣溫低,空氣干燥,導(dǎo)致保濕性和保溫性都較差。為此,屋頂綠化植物的選擇可偏向抗逆性較強的植物,尤其是抗旱性和抗寒性都較強的植物。為了方便植物的種植、運輸及后期養(yǎng)護,結(jié)合屋頂特殊的環(huán)境,可選用體型較小的喬木或草本科植物。
3節(jié)水灌溉技術(shù)
北京地區(qū)天然降雨量小而集中,大多數(shù)時間種植基質(zhì)層很容易干燥。雖然選用的植物自身一般都有一定的耐旱能力,沒有一種植物能夠在干燥的土壤中長期生存,此時常常需要一定的灌溉。北京市的屋頂綠化項目在后期養(yǎng)護方面目前主要的灌溉方式是人工澆灌,采用節(jié)水灌溉技術(shù)的大約僅占26%。從以上可以看出節(jié)水灌溉技術(shù)與灌溉系統(tǒng)不受重視,不同的屋頂綠化可采用不同的灌溉方法。對于簡單式屋頂綠化選用的植被都具有較強的抗旱性,規(guī)律的灌溉不僅浪費大量的水,而且效果不佳。采用滴灌的方法比較合適,這種方式水的利用率十分高。針對花園式屋頂?shù)木G化,由于種植的植物多為花草,且受植物高度、種植密度的影響,一般不采用傳統(tǒng)的灌溉方法,可應(yīng)用噴灌方式。另外,對于那些復(fù)雜且面積比較大的屋頂可結(jié)合多種灌溉方法,主要是為了節(jié)約水資源并充分發(fā)揮水資源的作用,雨水、可再生水源等也可以作為灌溉用水源,只有這樣才能在水資源壓力很大的情況下積極建設(shè)屋頂綠化工程。屋頂綠化項目可行性有較為直接的影響。節(jié)水灌溉技術(shù)可以在滿足植物生長的前提下提高水資源的利用率,同時還可以減少肥料中有機物在灌溉過程中的流失量,減少屋面被污染的幾率。屋頂綠化的后期養(yǎng)護中適宜選用滴灌、微噴或滲灌等灌溉系統(tǒng)。
3.1滴灌
滴灌能把水直接送到植物的根部附近,并通過滴頭使水慢慢滴出,保證水分能夠有效率地到達根部并且被利用,使植物根部處于良好的生長條件,而同時由于遠離根部的土壤保持干燥,也就很有效地降低土壤板結(jié)的幾率。
滴灌的優(yōu)點是能夠經(jīng)濟用水,損失量少,自動化的程度高,能耗少;缺點是由于滴頭的口徑小,出水速度慢,因此對水質(zhì)的要求比較高。
3.2噴灌
針對花草或高溫季節(jié)時,噴灌是一種有效降低植物表面溫度、緩解植物干旱的重要方法。噴灌的水源可以包含很多如池塘的水、湖泊的水等,一般情況下,屋頂綠化養(yǎng)護多采用民用水。不同的環(huán)境需要采用不同的噴灌方法,為了控制土體肥力、保持土體良好通氣性能、控制土壤內(nèi)水分含量,可采用淺灌的方法。噴灌有很多的優(yōu)點如可使植被充分吸收土體表層的養(yǎng)分、降低干旱的環(huán)境對植物生長發(fā)育的影響、降低植物根部發(fā)育破壞防水層等,且噴灌可以有效清除植物葉莖上的灰塵,有利于植物進行呼吸和光合作用。