海綿城市

摘 要：本文從海綿城市理念入手，調(diào)查重慶三峽職業(yè)學(xué)院校內(nèi)道路、綠地和水系等生態(tài)修復(fù)情況，評(píng)價(jià)修復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)對(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋的效果。通過采用“五點(diǎn)采樣法”進(jìn)行小地塊模擬驗(yàn)證，對(duì)比分析改造前后地表徑流系數(shù)及下滲率，并結(jié)合校園改造效果加以評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，校園海綿化后地表徑流率得到有效控制，平均下降72.3個(gè)百分點(diǎn)，有效緩解南方多雨地區(qū)內(nèi)澇，對(duì)改善水循環(huán)有著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：海綿城市;校園綠化;景觀改造;地表徑流

一、項(xiàng)目概況

重慶市是國家第一批海綿城市建設(shè)的試點(diǎn)城市之一，萬州區(qū)是重慶市“13”海綿城市建設(shè)項(xiàng)目的重要試點(diǎn)區(qū)域之一，地處三峽庫區(qū)中心腹地，按照規(guī)劃目標(biāo)，到2020年，萬州中心城區(qū)建成區(qū)30%以上的面積達(dá)到海綿城市建設(shè)目標(biāo)要求，建成市級(jí)海綿城市示范區(qū)。重慶三峽職業(yè)學(xué)院位于重慶市萬州區(qū)雙河口片區(qū)，2017年重慶三峽職業(yè)學(xué)院被萬州區(qū)政府劃定為海綿城市重要改造試點(diǎn)，提出“海綿校園”的改造口號(hào)。項(xiàng)目實(shí)施始于2018年5—8月，對(duì)校園內(nèi)道路、水體、綠地進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)與改造。

重慶三峽職業(yè)學(xué)院占地面積達(dá)40

萬m2，其中建筑面積20余萬m2。原有道路及廣場(chǎng)均為不透水鋪裝，綠地面積少，綠地景觀效果不佳（各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)詳見表1[1]）。因此，在項(xiàng)目的海綿化改造中，力求在完成海綿化建設(shè)的同時(shí)充分融合景觀設(shè)計(jì)，使得海綿設(shè)施既能調(diào)蓄洪水、凈化水質(zhì)，又能美化環(huán)境。

重慶市萬州區(qū)城市規(guī)劃區(qū)海綿城市年徑流量總量控制率為70%[2]，要求改造后年徑流控制總量的控制率不低于規(guī)劃控制率。

二、研究方法

（一）實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)

重慶三峽職業(yè)學(xué)院位于重慶市萬州區(qū)，萬州區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤帶，降水主要集中在6—8月，11—12月也常有陰雨綿綿的天氣，年均降水量達(dá)1 717.5 mm，平均氣溫在19.0℃左右。

（二）實(shí)驗(yàn)方法

本研究采用“五點(diǎn)采樣法”對(duì)改造前后的路面進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)分析，在博雅樓前休閑廣場(chǎng)與學(xué)院后門人行道分別取樣點(diǎn)A點(diǎn)、A′點(diǎn)，在學(xué)校大門口瀝青車道與學(xué)院大門口外原有瀝青車道取樣點(diǎn)B點(diǎn)、B′點(diǎn)，在校園綠地（原大禮堂）與山體公園（未改造）取樣點(diǎn)C點(diǎn)、C′點(diǎn)，如圖1所示。各點(diǎn)選取5 m×5 m的區(qū)域，分別取這些點(diǎn)的4個(gè)角點(diǎn)和1個(gè)中心點(diǎn)（如圖2所示），用同樣的速率、高度及澆灌時(shí)間、模擬降雨，對(duì)每個(gè)點(diǎn)的5個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，求取該點(diǎn)降雨后的下滲率及徑流率的平均值[3]，結(jié)果見表2。

（三）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地分析

1.人行道透水鋪裝

如圖3所示，項(xiàng)目建設(shè)主要針對(duì)已經(jīng)破舊的人行道、有必要改造的硬化空地進(jìn)行透水磚鋪裝。改造后的透水鋪裝在原人行道的基礎(chǔ)上深挖40 cm，增填20 cm碎石墊層、15 cm透水混凝土墊層和9 cm透水磚面層。并且在深挖的人行道溝槽下埋設(shè)連接市政雨水管網(wǎng)的透水盲管，實(shí)現(xiàn)雨水過濾滲透，達(dá)到雨天不濕腳、不積水、補(bǔ)充地下水及凈化雨水等功能。目前所用的透水磚和以往相比，更厚、更寬、空隙更大，透水性、保濕性更好，以及具備防滑、高強(qiáng)度、抗寒、耐風(fēng)化、降噪、吸音等功能，同時(shí)能更好地凈化、回收及利用雨水。

圖3 重慶三峽職業(yè)學(xué)院鋪裝分布圖

2.車行道瀝青鋪裝

如圖3所示，原車行道全部采用不透水得水泥鋪裝。其透水性差，雨水不能下滲，全部從表面流走或滯納在低洼地面形成水洼。現(xiàn)經(jīng)改造，路面改為透水鋪裝——鋪設(shè)6 cm或9 cm的透水瀝青。透水瀝青采用大空隙瀝青混合料作表層，將降雨透入排水功能層，并通過層內(nèi)將雨水橫向排出，從而消除了帶來諸多行車不利作用的路表水膜，顯著提高雨天行車的安全性、舒適性。同時(shí)，由于排水瀝青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪聲，也被稱為低噪聲瀝青路面。改造后道路不僅能起到防噪防滑的作用，還能將道路上的雨水通過透水層鋪墊層過濾，達(dá)到去除污染物、凈化雨水等作用。還在車行道的兩邊埋設(shè)有直徑為10 cm的透水盲管，降雨發(fā)生后在一定時(shí)間內(nèi)，部分雨水通過設(shè)置的導(dǎo)排盲管排入市政雨水管網(wǎng)，達(dá)到減緩雨水排放、滯留雨水等作用，同時(shí)具有補(bǔ)充城市地下水資源、改善道路周邊的水平衡和生態(tài)條件的功能[1]。

3.雨水花園建設(shè)

項(xiàng)目建設(shè)將普通平整的綠地改為雨水花園，使其能有效地進(jìn)行雨水滲透，并供給周邊植物。雨水花園還能根據(jù)植物的蒸騰作用調(diào)節(jié)與周邊植物的小環(huán)境氣候。雨水花園是自然形成或人工挖掘的淺凹綠地，被用于匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水，或使之補(bǔ)給景觀用水、廁所用水等校園用水。雨水花園是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施。同時(shí)，雨水花園建設(shè)成本較低，并且維護(hù)與管理都比較簡單，較之傳統(tǒng)草坪相比，雨水花園具有更加良好的滲水性和觀賞性?，F(xiàn)于校區(qū)建設(shè)的雨水花園是一個(gè)小型的淺凹綠地，相當(dāng)于是一個(gè)小型雨水花園的試點(diǎn)[3]。項(xiàng)目改造后土地裸露，植物也因長期無人打理變得枯萎，并有一截管頭裸露在外。觀賞性上與理想中的雨水花園具有很大差距。

此外，為了建設(shè)海綿校園，萬州區(qū)政府決定改建現(xiàn)有污水池為雨水濕塘。濕塘是指常年保持一定水域面積且具有攔截、臨時(shí)蓄存徑流雨水，并通過限制最大流量的排水口慢慢將其引入雨水排放系統(tǒng)或受納水體等功能的低洼區(qū)，又稱水塘。濕塘的主要功能是滯流雨水、調(diào)節(jié)流量，延長排放時(shí)間，并具有一定的凈化功能，一般用以削減峰值流量，同時(shí)雨水也可作為其補(bǔ)水水源。

濕塘宜結(jié)合綠地、開放空間等場(chǎng)地條件，設(shè)計(jì)為多功能調(diào)蓄水體，即日常發(fā)揮正常的景觀及休閑、娛樂功能，小雨時(shí)儲(chǔ)存一定的徑流雨水以控制外排水量、補(bǔ)充景觀用水需求，暴雨發(fā)生時(shí)發(fā)揮調(diào)節(jié)功能、削減峰值流量，實(shí)現(xiàn)土地資源的多功能綜合利用。因?yàn)闈裉列枰Ｄ瓯ＷC一定的水域面積，因而不宜在降雨量較少的地區(qū)使用，也不宜建在滲透性很強(qiáng)的場(chǎng)地上，除非是對(duì)土壤進(jìn)行壓實(shí)，甚至使用黏土層等進(jìn)行一定程度的防滲處理。為了保持一定的水面，濕塘通常需要設(shè)置補(bǔ)水系統(tǒng)不斷進(jìn)行補(bǔ)水。當(dāng)植物種植和養(yǎng)護(hù)恰當(dāng)時(shí)，濕塘可以形成良好的水生動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境，這是濕塘的一大優(yōu)勢(shì)。為了避免水不流動(dòng)和藻類生長而導(dǎo)致富營養(yǎng)化或形成厭氧環(huán)境，設(shè)置增氧機(jī)非常有必要。為了保證特定的排水需求、曝氣增氧功能及植物的健康生長，對(duì)濕塘進(jìn)行定期維護(hù)檢查也是非常有必要的，其中垃圾、沉積物等需要定期清理。項(xiàng)目改造后調(diào)蓄能力大大提高，但季節(jié)性植物交替搭配不合理，導(dǎo)致冬季無植物現(xiàn)象，且地表裸露較多，景觀效果不佳。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分析表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，本次項(xiàng)目以低影響開發(fā)技術(shù)改造學(xué)校，同時(shí)將學(xué)校的景觀、生態(tài)、道路、排水等有機(jī)結(jié)合起來，有效增強(qiáng)了校園雨水的蒸發(fā)和凈化等作用，降低了校園雨水徑流系數(shù)，增大下滲率，減輕地下排水系統(tǒng)的壓力及污染負(fù)荷，緩解了校園內(nèi)澇，最終改善學(xué)校的生態(tài)環(huán)境。

四、結(jié)論

（1）改造后的校園雨水徑流率平均降低了72.3個(gè)百分點(diǎn)，證明校園前期改造策略在一定程度上是成功的。

（2）相同材質(zhì)的地面，基質(zhì)不同會(huì)影響雨水下滲率及徑流率。同時(shí)，降雨量、蒸發(fā)量、環(huán)境承載力等都影響雨水下滲率及徑流率。

（3）本次實(shí)驗(yàn)主要以現(xiàn)有改造環(huán)境為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，改造前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不充分，受實(shí)驗(yàn)環(huán)境及工具不齊全等因素影響下，在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了前后對(duì)比不明顯等狀況，實(shí)驗(yàn)方式及思路都有待改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]重慶市水資源狀況及開發(fā)利用分析：以萬州為例[EB/OL].（2015-04-07）[2019-03-16].

https：//max.book118.com/html/2015/0407/

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[3]徐曉鳳.某學(xué)校海綿城市建設(shè)方案設(shè)計(jì)及計(jì)算[J].低碳世界，2018（5）：104-105.