談鄭州園博園設(shè)計中海綿城市給排水設(shè)計

張 忠 偉

(深圳市北林苑景觀及建筑規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 深圳 518000)

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談鄭州園博園設(shè)計中海綿城市給排水設(shè)計

張 忠 偉

(深圳市北林苑景觀及建筑規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 深圳 518000)

結(jié)合海綿城市給排水設(shè)計背景，通過科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計海綿城市給排水體系，因地制宜采取符合項目自身特點的有效措施，同時完善給排水基礎(chǔ)設(shè)施，并對綜合效益進行分析，以期提高人民的生活質(zhì)量。

低影響開發(fā)，海綿城市，園博園，季節(jié)性濕地

1 設(shè)計背景

近年來，黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人多次在公開場合強調(diào)海綿城市的建設(shè)。海綿城市是新一代城市雨洪管理措施，指城市在環(huán)境變化、洪澇災(zāi)害、生態(tài)安全影響等方面具有良好的緩釋“彈性”，建設(shè)像海綿一樣吸水、滯水、用水的城市，又名“水彈性城市”。國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”，可理解為：在下雨時，海綿吸水、滲水、凈水、蓄水；在用水時，利用海綿所蓄存的水。

海綿城市建設(shè)——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建的五個原則：因地制宜；規(guī)劃引領(lǐng)；生態(tài)優(yōu)先；安全為重；統(tǒng)籌建設(shè)。

低影響開發(fā)(LID)Low Impact Development：指在城市開發(fā)建設(shè)過程中，通過生態(tài)化措施(如植草溝、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、透水鋪裝、綠色屋頂、雨水濕地、滲管/渠等)，盡可能維持城市開發(fā)建設(shè)前后水文特征不變(如徑流總量、峰值流量、峰現(xiàn)時間等)，有效緩解不透水面積增加造成的徑流總量(如采取滲透、儲存、調(diào)節(jié)等措施削減峰值)、徑流峰值(如延緩峰值時間)、徑流污染的增加等對環(huán)境造成的不利影響。一般城市建設(shè)過程中構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，規(guī)劃控制目標包括了徑流總量、徑流峰值、徑流污染及雨水利用等方面，同時應(yīng)統(tǒng)籌考慮城市規(guī)劃、排水、道路交通、園林、建筑、水文等專業(yè)并在城市規(guī)劃、設(shè)計、實施各環(huán)節(jié)落實低影響開發(fā)控制目標。

2 園博園海綿城市給排水設(shè)計

建設(shè)海綿城市，需要轉(zhuǎn)變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)理念和認知。傳統(tǒng)的城市規(guī)劃設(shè)計，以“末端集中”和“迅速排水”為主要建設(shè)理念，采用硬質(zhì)路面、鋪裝為主，每遇大雨，主要依靠單純的雨水管網(wǎng)和泵站等排水措施，容易造成旱澇急轉(zhuǎn)、逢雨必澇。鄭州園博園海綿城市給排水設(shè)計根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，以“源頭分散”和“慢排緩釋”為主要理念，采用植草溝、下沉式綠地、雨水花園、滲水鋪裝(材料)等“綠色”措施來組織雨水，并利用給排水設(shè)施輔助，既有效降低了洪澇災(zāi)害，同時又方便收集雨水。

因襲傳統(tǒng)造園生態(tài)智慧，恢復(fù)區(qū)域水生態(tài)功能，傳承地域水文化，以海綿城市建設(shè)理念指導(dǎo)園博園建設(shè)，其設(shè)計主要分為三個層次：宏觀：生態(tài)新城生態(tài)水系規(guī)劃；中觀：園博園區(qū)LID設(shè)施全覆蓋；微觀：每一個微小系統(tǒng)的完備。

我國大陸地區(qū)分了五個區(qū)并給出了各區(qū)年徑流總量控制率α的最低和最高限值：Ⅰ區(qū)(85%≤α≤90%)；Ⅱ區(qū)(80%≤α≤85%)；Ⅲ區(qū)(75%≤α≤85%)；Ⅳ區(qū)(70%≤α≤85%)；Ⅴ區(qū)(60%≤α≤85%)。年徑流總量控制率α與設(shè)計降雨量為一一對應(yīng)關(guān)系，各地市根據(jù)此限值，因地制宜選取本地區(qū)設(shè)計取值。鄭州市位于Ⅲ區(qū)，故園博園設(shè)計取年徑流總量控制率為85%，其對應(yīng)的設(shè)計降雨量為34.1 mm，設(shè)計暴雨強度重現(xiàn)期為3年。

園博園項目LID設(shè)施計算表見表1。

表1 園博園項目LID設(shè)施計算表

海綿城市由多個海綿體組成，園博園海綿體不僅包括了外圍的河、湖、塘、綠地等，也包括自身的草溝、綠地、雨水花園、水系、主湖、建筑的屋頂花園、透水路面、透水鋪裝等配套設(shè)施。大部分地表徑流通過海綿體以及給排水設(shè)施如雨水口(設(shè)置截污掛籃)、雨水檢查井、雨水管網(wǎng)等，達到下滲、滯蓄、凈化、回用(綠化澆灌及道路澆灑)，少部分地表徑流通過園內(nèi)雨水管網(wǎng)排入市政雨水管網(wǎng)。

園博園水系與中央湖區(qū)為園博新城的雨洪調(diào)蓄多功能水體，主湖湖底標高為111 m，常水位為114 m，主湖周邊場地水位滿蓄最高可達115 m，最低水位控制在113 m，場地標高保證了2 m的主湖調(diào)蓄水位，根據(jù)50年一遇的標準測算主湖可滿足園博新城周邊約2 km2的雨洪調(diào)蓄，同時凈化中水，實現(xiàn)園博園的大海綿功能。通過園路連接河道和三個海綿花園，形成海綿網(wǎng)絡(luò)。由于水位隨季節(jié)及調(diào)蓄需求而變化，無法形成連續(xù)的開闊水體，結(jié)合周邊園區(qū)景觀，選取6個節(jié)點設(shè)堰進行蓄水，最終在原河道的基礎(chǔ)上形成連續(xù)的開闊水體，為蓄洪、存蓄水資源、創(chuàng)造水系景觀提供條件。

園博園內(nèi)設(shè)計的LID設(shè)施：綠地內(nèi)的海綿設(shè)施是園區(qū)海綿體系的重要組成部分，根據(jù)微地形條件，主要涉及下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、植草溝、植被緩沖帶等；同時選取公共園區(qū)的重要節(jié)點，與設(shè)施、水體等結(jié)合布置特色海綿花園；秉承傳統(tǒng)理念，運用現(xiàn)代感強、具有張力的折線引導(dǎo)流線。設(shè)計采用連貫的主題鋪地，尤其注重透水鋪裝的應(yīng)用，以完善步行系統(tǒng)空間的統(tǒng)一性及可識別性，方便游人參觀、休憩和集散設(shè)置了西入口海綿主題廣場；永久停車場采用生態(tài)停車場做法，停車場鋪裝使用嵌草磚鋪地，節(jié)省經(jīng)費而又起到生態(tài)和景觀效益；臨時停車場采用散置碎石做法，外加臨時綠地和喬木種植。

根據(jù)河南境內(nèi)黃河沿岸景觀類型特征，將河道分為八大景觀類型：河流景觀水岸、坑塘景觀水岸、稻田景觀水岸、水澆地景觀水岸、旱地景觀水岸、林地景觀水岸、灘地景觀水岸及硬地景觀水岸。運用LID技術(shù)及寫意的設(shè)計手法，打造富有節(jié)奏韻律、文化印記并隨季節(jié)更迭變幻的水陸海綿體系景觀。

西側(cè)河道長約1 km，根據(jù)梅河支流MZ0+000～MZ1+635段最小過洪面積S1=30.726 m2；生態(tài)河槽最小過水面積S2=1.95 m2，確定河道50年一遇洪水線及生態(tài)河槽線，并結(jié)合生態(tài)河道的岸線形式，將其設(shè)計為凹凸有致、淺灘和深潭、沙灘和沙洲的蜿蜒曲折的自然形態(tài)河流，以涵養(yǎng)水源、降低河水流速、削弱洪水的破壞力，為各種生物提供必要的生存場所。通過設(shè)計跨河的緩坡來替代原本固化的滾溢流堰。將溢流堰改造成緩坡后，原有的高差通過一段緩坡流段逐漸消除。在提供防洪功能的同時也能防止河床被深度侵蝕。其間形成的小型洼地成為許多魚類的棲息場所和育兒室，并起到魚道的作用，使魚類洄游成為可能。

各分區(qū)根據(jù)小地形和海綿功能控制目標，采用“滲滯蓄凈用排”六種海綿功能設(shè)施的不同類型進行組合，并在特殊場地如西入口廣場體現(xiàn)南水北調(diào)的“調(diào)”的特色，結(jié)合九州公共展園做九個海綿花園，體現(xiàn)“潤”的特色。

結(jié)合智慧園博技術(shù)，運用多種技術(shù)手段將海綿城市理念與技術(shù)展示給市民游客，將科普教育融入游園之中，打造“智慧海綿園博”。

海綿廣場設(shè)計靈感來源于“春流出峽圖”，西入口廣場是園博園水流的源頭，人流如水流，石頭如建筑，生態(tài)苔蘚如綠色斑塊。運用現(xiàn)代感強、具有張力的折線進行設(shè)計，在內(nèi)凹空間成為人們聚集場地，猶如水流繞過形成的漩渦，人們由此被慢慢引導(dǎo)到西大門。

服務(wù)建筑為活性炭覆土式建筑，同時運用海綿措施，它們詮釋著LID。

“滲”——運用透水鋪裝、生物滯留池及植草溝等生態(tài)手段盡可能增大雨水下滲比例；利用綠色屋頂、透水鋪裝和雨水花園等生態(tài)手段將雨水滲透到地下面層。

“滯”——可以延緩短時間內(nèi)形成的雨水徑流量。

“蓄”——在地下設(shè)置雨水調(diào)蓄池，保證更多的雨水在外排前被場地設(shè)施進行積存、調(diào)蓄，降低峰值流量的同時將雨水再利用。

“凈”——布置人工生態(tài)濾池、雨水花園，通過土壤、生物填料、濕生植物等，對水質(zhì)產(chǎn)生凈化作用。

“用”——通過滲透涵養(yǎng)，通過蓄把水留在原地，再通過凈化把水用在原地。

“排”——草溝雨水花園，生物濾池等海綿設(shè)施下預(yù)埋溢流排水溝，可通過溢流口溢流到周邊河流水系海綿系統(tǒng)。

季節(jié)性濕地做法見圖1。

草溝做法見圖2。

3 綜合效益

表2 水量平衡計算表(考慮整個園區(qū)進行雨水回收)

表3 用水水量分析表

海綿城市給排水設(shè)計能夠有效減少雨水徑流產(chǎn)生量、徑流污染物排放流量(入湖徑流雨水水質(zhì)大大改善)，同時自然、生態(tài)設(shè)施的建設(shè)不僅改善水體景觀效果，成為水生植物、動物良好的棲息地，還有利于改善城市的水環(huán)境、水生態(tài)。園博園內(nèi)水體五十年一遇洪水位線為114.3，百年一遇洪水位線為114.5，當(dāng)水位過高時通過如意河滾水壩能夠及時將園區(qū)內(nèi)過多的雨水進行排放，保證了水系的安全暢通，既有效提高園博園排水系統(tǒng)的標準，又減緩園博園內(nèi)澇的壓力。根據(jù)表2，表3可知，多功能調(diào)蓄主湖體平均每年收集雨水約21.4萬m3，扣除湖體蒸發(fā)和滲漏每年富余雨水約4萬m3，按照目前鄭州航空港區(qū)4.2元/m3的水價考慮，每年收集雨水可用于節(jié)約綠化用水帶來的經(jīng)濟效益約90萬元，每年富余雨水可用于節(jié)約綠化用水帶來的經(jīng)濟效益約16.8萬元。

鄭州園博園對于實踐城市低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，緩解區(qū)域周邊排水管網(wǎng)壓力、緩解區(qū)域周邊城市熱島效應(yīng)、緩解極端氣候帶來洪澇災(zāi)害等水危機、緩解水資源短缺、節(jié)能減排、有效利用水資源等方面將產(chǎn)生良好的示范效應(yīng)。

通過科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計海綿城市給排水體系，因地制宜采取符合項目自身特點的有效措施，同時完善給排水基礎(chǔ)設(shè)施，使“海綿”改善城市的綜合生態(tài)環(huán)境，提高人民的生活質(zhì)量。

[1] 海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建[Z].

On water-supply and drainage design for sponge cities in Garden Expo Park in Zhengzhou

Zhang Zhongwei

(ShenzhenBeilinyuanLandscapeandArchitecturalPlanningandDesignInstituteCo.,Ltd,Shenzhen518000,China)

Combining with the design background for the water-supply and drainage of the sponge city, the paper designs the water-supply and drainage system of the sponge city with the scientific and reasonable planning design, adopts the effective measures with the features of the program to improve the infrastructure of the water-supply and drainage, and analyzes its comprehensive benefits, so as to promote the life quality of people.

low influential development, sponge city, Garden Expo Park, seasonal wetland

1009-6825(2017)18-0115-03

2017-03-13

張忠偉(1986- ),男，工程師

TU990.3

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