海綿城市設計思考與應用研究

鄭旭強 戚沁菡

（1重慶市勘測院， 重慶 渝北 401121；2重慶市勘測設計有限公司， 重慶 渝北 401121）

現階段，我國許多城市在發展過程中都受到水資源方面的干擾和威脅，城市內澇或者干旱問題都對城市的發展造成了較為嚴重的影響。因此，要圍繞城市的實際情況，不斷進行創新，確保城市中的水資源可以合理循環，而海綿城市的合理規劃建設則是實現上述內容有的有效措施，可見，加強對海綿城市設計思考有著重要意義。

1 海綿城市

廣義上來說，海綿城市指的是城市作為一個整體的生態系統，是由人工要素和自然要素能夠共同構成一個統一生命體，從而使城市的生態功能能夠得到充分發揮，確保城市整體自然循環的健康發展[1]。狹義上來說，海綿城市要對城市雨水徑流得的總流量進行嚴格管控，同時要對因為雨水徑流原因而造成的污染情況進行合理控制，尤其是要對散失、規模小、隱蔽的源頭雨水進行合理控制，通過該方式，合理的打破傳統城市雨水在具體管理過程中的傳統思想，對水循環概念進行大范圍消耗和循環利用，從而促進城市的健康發展。

2 設計海綿城市的方法

在海綿城市設計過程中，要先對現狀條件進行合理分析，并且要對存在的問題進行合理評估，然后對設計目標加以確認。然后依據城市的具體情況，展開相應的方案設計工作，設計內容包括豎向設計、匯水區劃分、技術原則、各項設計平面布局、確定實施規模等各項內容的方案對比分析[2]。對設計方案進行合理的評審后，在展開初步設計。完成初步審批后，再設計施工圖。具體設計過程中，要優先保護生態環境，并且要堅持系統化、多樣化、協同化，因地制宜，確保設計的合理性。海綿城市設計期間，具體控制工作，要嚴格的依據相應的保護規劃進行，系統在縱向上要滿足協同化原則，縱向上則要滿足系統化原則，多樣化指的是采取多種模式，自組織等方面，使系統變得更加靈活，同時在具體設計過程中，還要堅持因地制宜，依據城市流域、氣候、社區建筑的具體情況，完成相應的設計，需要特別注意的是，在具體設計期間，在對其他城市先進的設計理念進行借鑒時，不得盲目的硬套和照搬，否則最終的設計則無法滿足海綿城市設計要求。

3 城市設計過程中對海綿城市理念的合理應用

3.1 城市道路廣場設計

從目前我國多數城市的情況來看，城市小區道路廣場通常都采用透水鋪裝，道路廣場中的綠地或綠化帶都可以采用凹綠地形式，將路緣石做為特殊開口，下凹綠地設置了環雨水口。透水鋪裝結構土基礎、墊層、基層、過濾層、面層共同構成。在具體結構層中，地基土層需要具有一定的穩定性和承載力，否則要依據地基處理方法完成相應的處理工作[3]。對于墊層，可以采用中、粗砂或碎石完成相應的鋪裝工作，也經常采用土工布。此外，結構中的基層需要具有較好的吸水性，以及貯存雨水的能力，通常會采用砂礫石土或碎石，這樣可以提高其基層的性能。過濾層的主要作用是用于找平和過濾[4]。面層應當采用透水面磚、透水混凝土，也可以采用草皮磚，并且要控制好各項材料的性能，確保面層的性能能夠滿足要求。基層厚度是具體設計應當通過如下公式計算：

在公式（1）中，H表示的基層的厚度，單位為mm；I表示的為平均降雨強度，單位為mm/h；k表示的為基飽和滲透系數；T表示的為降雨的時長,單位為min，n表示的為蓄水層孔隙率。

下面以某地區為例進行分析，透水鋪裝采用的為粗砂作為基層，計算的厚度為 1000mm，采用碎石計算的具體厚度為 600mm。在具體設計過程中，選用的結構為土基，設計鋪設采用的為土工布，在結構設計過程中，回填了600mm碎石層，鋪設300mm的混凝土石砌塊。同時，在結構中，還設置了地下集水池和水泵，通過對其進行應用，完成抽水操作，并對抽水進行回收利用。

此外，雨水種植溝也是道路廣場設計的一項重要內容。雨水中種植溝是一種線性延展、淺窄、配置豐富的景觀植物的下凹式景觀空間，其對海綿城市的實現有著重要意義，具體結構如圖1所示。

圖1 雨水種植溝結構

3.2 城市雨水花園設計

3.2.1 雨水花園概述

雨水花園由蓄水層、覆蓋層、植被溢水管等多種個結構共同構成，其具體結構如圖2所示。

圖2 雨水花園結構

在進行城市雨水花園設計過程中，對于花園面積的具體確定，應當采用些定律滲濾法，完全水量平衡法等，如果在具體設計過程中，要對匯水面積的比例進行估算，通常面積應當控制在9-27m2之間，這對于城市雨水花園來說是一個相對理想的大小，不僅可以滿足人們的需求，而且具體管理起來也比較容易，不容易出現問題，具有不錯的環境效益和經濟效益。

3.2.2 雨水花園的具體特點

在低影響的指導下，雨水花園的功能、系統、設施與傳統的雨水花園相比都有著一定的區別，低影響雨水花園在具體設計過程中，倡導對生態進行合理應用，并且要最大程度降低雨水花園對自然水文造成的不良影響[5]。由此可見，低影響理念下建設的雨水花園更加傾向與借助園林對雨水處理效果的合理應用，從而實現對雨水的科學管理。雨水花園在具體運行過程中，要減少排放雨水徑流量，并且在雨水花園中，要提供更多的生態景觀類的雨水處理設施，利用其取代場地裝鋪裝置，從而使花園可以更好的對雨水資源進行合理應用，改善城市的生態環境。

3.2.3 雨水花園原理

水循環是自然界中的一項重要內容，水循環如下：雨水降落到地面上，一部分水資源會一徑流的方式流入到地表，另一部分則會滲入到地下，在經過蒸發作用后，再進入到空氣中，在空中經過緩慢的物理變化，最終將會形成雨，再回到地面，這是一個周而復始的過程。

雨水花園在運行過程中，主要是通過花園中種植的各種植物以及植物中的各中微生物的共同作用，實現自然環境中水土凈化循環，同時對地面徑流的水會起到一定的過濾作用，從而達到凈水、蓄水、節水的目的，減少對水資源的使用量，改善城市的生態環境。

3.3 雨洪公園設計

3.3.1 雨洪公園概述

城市中的雨洪公園指的是合理結合公園景觀和雨水管理，將兩者合理的構成一個整體，從而形成一種新的公園形式，雨洪公園現在已經成為了城市排水系統中的一項關鍵構成部分[6]。雨洪公園在具有傳統公園休閑、賞景、娛樂等各項功能的基礎上，對公園原有的自然條件進行充分應用，因地制宜構建一個良好的生態圈，設計出合理的雨水管理系統，從而形成一個“海綿體”，通過對該海綿體進行應用，可以實現集水阻洪的作用，充分發揮公園自身具有的生態潛能，綜合結局解決城市發生的雨洪問題，提高城市抵抗雨紅災害的能力。

3.3.2 雨洪公園的特殊性

傳統公園以人們的需求為向導，營造一個良好的自然環境，通過不同的景觀構成，滿足人們的體驗需求。而雨洪公園中的生物群落豐富，生態的穩定性相對較高，公園與環境具有良好的協調關系，人工只需要對雨洪公園進行適當干預即可，不需要全方位對雨洪公園進行管理。

3.4 屋面設計

建筑屋面可以是普通屋面或綠化屋面。在建筑建設過程中，采用綠化屋頂，一方面可以實現對屋面的保護，另一方面也可以有效的控制屋面徑流現象。

具體設計期間，選種的植物必要有良好的根系、良好的抗性，同時還要做好相應的排水和防水工作，屋面的坡度不得超過15°。例如，某地綠化屋面結構為，屋面結構層、20mm水泥砂漿找平層、2%水泥膨脹珍珠巖找坡層、40mm苯板保溫層、3mm普通SBS卷材、4mm防穿刺耐根SBS卷材、網狀交織塑料排水層、土工布、種植土。通過對該設計方式，屋面在具體應用過程中，起到了保護屋頂的作用，避免屋頂出現大量積水。

4 結束語

從我國目前的發展情況來看，海綿城市受到了廣泛重視。特別是在我國南方的一些城市，可以對海綿城市進行應用，完成對自身的合理優化。因此，在海綿城市構建過程中，要加強對各個基本內容要點的分析，確保海綿城市的具體價值能夠得到充分體現。

[1]馬巍木,趙江,左俊杰.關于海綿城市設計中景觀視覺體驗的思考[J].建設科技,2017(21):47-48.

[2]樊國正.“海綿城市”概念在城市排水設計中的應用探究[J].工程建設與設計,2017(02):91-92.

[3]李錚,段然,劉亞原,程開,武鼎鑫.海綿城市理論在綠色設計中的貢獻——以宿遷橋頭公園項目為例[J].給水排水,2017,53(01):103-106.

[4]周林.低影響開發理念下的生態城市設計——評《海綿城市設計:理念、技術、案例》[J].新聞與寫作,2016(11):117.

[5]張志遠.現代海綿城市概念于景觀設計中的應用[J].河南建材,2016(03):256-257.

[6]何造勝.論海綿城市設計理念在河道水環境綜合整治中的應用[J].水利規劃與設計,2016(01):39-42.