海綿城市型居住區的設計策略

汪婷娟

摘要：從居住區的居住區硬質鋪磚、綠地整改、綠色屋頂等方面闡述海綿城市型居住區的設計。

關鍵詞：地表徑流;生物滯留;透水鋪磚;低影響開發

現如今，國家鼓勵海綿城市建設，先后開展了2批30個海綿城市建設試點工作，海綿城市建設如火如茶。但是我國海綿城市規劃、設計、施工，維護的技術還不成熟，仍處于探索階段。尤其對于城市居住區而言，很多房地產開發商追求速度和表面工作，網紅居住區層出不窮。2018年，極端天氣導致我國很多地區遭遇強降水等氣候災害，許多城市雨水管網壓力過大，地表徑流多、大，從而導致內澇的發生，城市居住區的問題往往更為嚴重。所以現有傳統居住區的雨水控制改造和新型居住區海綿城市理論的應用至關重要。如何利用海綿城市設計理念提升小區景觀在空間、環境上的舒適度，是當前城市居住區景觀設計領域的趨勢。

1 海綿城市概述

1.1 海綿城市含義

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”，是新一代城市雨洪管理概念。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[1]。

1.2 海綿城市技術

1.2.1 滲透技術。滲透技術是指在雨水通過透水鋪磚、綠色屋頂、下凹式綠地、生物滯留設施、滲透塘、滲井等設施使雨水滲透到地下，減緩地表徑流，減少有組織排水的壓力，并且補充地下水資源。據資料分析，自然土壤地表徑流約為5%，自然下滲為95%;城市硬質地面傳統管道排水約為70%，自然下滲約為30%;傳統地下空間橫向市政管網排水量約為95%，自然下滲約為5%;理想海綿城市地下空間自然下滲100%。

1.2.2 傳輸技術。傳輸技術是指通過植草溝、滲管等收集、傳輸雨水。《國家建筑標準設計圖集（海綿城市建設系列）》中規定，植草溝縱坡不應大于4%，地下空間頂板最小覆土厚度不應低于1.5m。

1.2.3 截污凈化技術。截污凈化技術是指通過雨水花園、雨水濕地、植被緩沖帶進行凈化雨水。雨水經過合理的凈化處理，才會降低二次污染。合理的凈化處理主要包括土壤成分及選擇合適的植物種類，使雨水在植草地表停留，并且保證以不小于0.1in/h的滲透過濾。

2 海綿城市型居住區

2.1 海綿城市型居住區概念

海綿城市型居住區是指在海綿城市理論指導下進行科學合理的規劃設計所建成的居住區。海綿城市型居住區場地設計一般是利用和保護原有生態區，并結合低影響開發[2]，主要目的為收集雨水、凈化與再利用。

2.2 海綿城市型居住區類型

目前我國居住區主要包括傳統居住區和新型居住區2種。傳統居住區是指直接建造在地面上，沒有架空層的底層住宅，停車場設置在地面上，此類居住區地表徑流可以直接滲透到土壤補充地下水，一般可以直接使用雨水花園、生物滯留地、透水路面、生態樹池和綠色停車場。新型居住區主要為高層住宅小區，因為樓層高，通常地基打的很深，并附有地下停車場，居住區空間建立在車庫頂板之上，可以利用這樣的結構結合海綿城市創造新的循環系統，即將路面、屋頂和綠化的雨水通過下滲和過濾收集到地下車庫的水箱中，用作小區綠地澆灌，可以有效減少硬質場地積水問題，保證居民活動和出入的交通安全，增加綠化面積，創造宜人小氣候，增加生物多樣性。

3 海綿城市型居住區設計原理

3.1 海綿城市型居住區設計內容

海綿城市型居住區設計主要從硬質場地改造、綠地改造、綠色屋頂3個方面考慮。硬質場地改造是將原有混凝土路面改造成透水路面，或將路面積水引流至綠地內。綠地改造是通過雨水花園、植草溝、下沉式綠地讓雨水自然滲透，減緩地表徑流，并且盡最大可能存儲地面雨水，溢流排放系統可以與城市地下水管道或蓄水池相連，使雨水循環再利用。綠色屋頂是指在建筑安全基礎上建設屋面雨水收集設施，海綿城市綠色屋頂可根據屋頂荷載強度分為開敞式綠色屋頂（屋頂承重較低）、集密型綠色屋頂（屋頂承重較大）及屋頂雨水收集（不能承重）3類。

3.2 海綿城市型居住區設計要點

海綿城市型居住區通過海綿城市“滲”“滯”“蓄”“凈”“用”“排”六字方針進行有組織的規劃設計。

3.2.1 滲。“滲”是海綿城市理論下水循環的第一步表現為豎向控制雨水徑流，主要有綠地滲透、透水鋪磚滲透、綠色屋頂滲透。

3.2.2 滯。“滯”是阻緩短時間內較大雨水徑流的一種措施，海綿城市型居住區主要利用雨水花園、生態滯留地、滲透地等進行雨水滯留。

3.2.3 蓄。“蓄”是指將多余的雨水儲存起來，海綿城市型居住區可在綠地內設置蓄水池或在地下車庫安放蓄水池。

3.2.4 凈。未經過土壤與植物根系凈化作用的地表雨水匯入初級凈化池中，經過土壤與植物根系凈化作用的雨水匯入次級凈化池中，經過二次凈化的雨水匯入清水池中。

3.2.5 用。將凈化后的水用于居住區的景觀用水、植被灌溉、沖洗等用途，不僅能緩解城市排水壓力、而且可以緩解水源危機、節約用水并且可以給居民帶來經濟利益。

3.2.6 排。經過雨水滯留和雨水儲蓄仍有多余的雨水可經市政管網排到河流中。

4 海綿城市型居住區設計策略

4.1 海綿城市型居住區系統流程

與傳統“增加徑流、減少下滲”的居住區雨水控制模式相比，海綿城市型居住區的設計策略是“減少徑流、增加下滲”。通過對雨水的滲透、阻滯、傳輸、存蓄、截污凈化等功能有效地控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染，即運用生態工程技術模擬自然對雨水的吸收、存儲、蒸發，使居民區排水系統遵循雨水循環規律。

4.2 海綿城市型居住區設計策略

隨著城市居住用地面積不斷增加，城市自然地表被硬質鋪磚所替代。由于居住區內多是步行為主，路面積水對居民日常生活影響較大，居住區的雨水控制問題也要慎重對待，所以居住區的景觀用地也應該考慮海綿城市的設計方法，在有限的綠化面積里，采用下滲、滯留、凈化的策略，緩解城市居住區的洪澇問題。海綿城市理論在居住區的體現主要在硬質鋪磚、宅間綠地、綠色屋頂3個方面。

4.2.1 硬質鋪磚。暴雨期造成居住區路面積水的直接原因就是硬質路面滲水性差，所以居住區雨水控制主要為硬化路面處理。硬質鋪磚的整改可以通過透水鋪磚錯縫設置和路牙邊緣做缺口設置減少路面徑流，透水鋪磚錯縫寬度約為1.25cm，鋪設砂礫增加下滲能力及凈化能力。透水路面需要定期清洗處理，常用的清洗方法有使用過氧化氫化學清洗方式和高壓水機械沖洗方式。透水路面按面層材料可分為透水磚鋪磚、透水混凝土、彩色透水混凝土、透水瀝青、澆筑透水石、水洗石、高承載植草地坪、嵌草磚等等。

4.2.2 綠地。居住區綠地的整改措施一般有下沉式綠地、植草溝、雨水花園、生物滯留區等設置。①下沉式綠地便于地表徑流流人綠地，一般設置在道路小區道路兩側停車場周圍綠地，并且要求低于周邊鋪砌地面或道路200mm。下沉式綠地底部距最高地下水位應大于1m，距建筑基礎水平距離應大于3m，一般需設溢流口，保證暴雨徑流的排放。②植草溝一般也設置在道路兩側，其邊坡（垂直：水平）一般小于或等于1：3，縱坡小于4%，植草溝的基本功能是代替硬化溝渠，傳輸地表徑流。③雨水花園可以豐富和美化環境，雨水可通過卵石、植物、細沙、土壤4個層次凈化、下滲，一般設置在活動廣場周圍的綠地，雨水花園根據雨水量可分為干旱區、緩沖區和蓄水區。干旱區對植物要求不高，緩沖區是雨水徑流沖刷的區域，需要種植抗倒伏和較耐水濕的植物。蓄水區積水量大且污染多，應選擇耐水濕和抗污染的植物。④生物滯留區主要阻緩短時間內較大雨水徑流，并且起到凈化雨水的功能，景觀效果要求不高，一般設置在居住區外圍。⑤生物滯留區可分為簡易生物滯留區和復雜生物滯留區，簡易生物滯留區設施用淺土滲透方式設置，從上而下分別為蓄水層、換土層、濾料層、沙土層、素土夯實，可種植灌木地被，群落較單一。復雜生物滯留區的換土層深度應符合工程設計要求的出水凈化要求，從上而下分別為覆蓋層、蓄水層、換土層、隔離層、濾料層、排水層、沙土層和素土夯實，可種植喬木，群落較豐富。

4.2.3 綠色屋頂。國內大部分居住區屋頂呈裸露狀態，硬質化屋頂使雨水滯留難以下滲，加劇建筑屋頂老化、城市內澇。綠色屋頂能有效緩解城市雨水徑流壓力，綠色屋頂主要利用綠色植被根系凈化過濾，并且吸收雨洪期間屋頂雨水徑流，將雨水收集到雨水桶進行存儲回用。綠色屋頂底層有輕質土層，防根系穿透層、過濾層、排水層以及防水層等多層結構保護。海綿城市屋頂根據荷載形式可以分為開敞型綠色屋頂、密集型屋頂花園和屋面雨水收集3大類[3]。開敞型綠色屋頂承重為60～150kg/m²，一般種植低矮植被;密集型屋頂承重為150～1000kg/m²，能夠承受喬木灌木種植，可以打造景觀豐富的屋頂花園;低荷載坡屋頂不能滿足綠色屋頂結構和植物荷載，所以需增加屋檐排水槽、雨水管、雨水桶等結構組成坡屋頂排水收集系統。

5 結語

海綿城市理念的推廣和實現可以推進生態城市、宜居城市、低碳城市的建設。我國海綿城市理論還沒有成熟，對于居住區而言，更是很少有將海綿城市理論應用其中，但隨著海綿城市理論逐漸成熟，海綿城市型居住的趨勢也會逐漸顯現。

參考文獻：

[1]王珂.海綿城市理論在居住區設計中的應用[J].中國園藝文摘，2017（11）：155-156，172.

[2]王旭.海綿城市理論在居住區規劃設計中的應用[J].綠色環保建材2017（12）：80.

[3]閭邱杰.海綿城市設計圖解[M].江蘇風凰科學技術出版社，2017（9）：60.