海綿城市措施與景觀設計的結合

靳詠睿 錢可敦

摘要：海綿城市措施與景觀設計的結合是海綿城市措施能夠真正用于施工的重要前提，深刻理解海綿城市的設計方法，摒棄傳統的不利于海綿城市建設的設計理念，選擇經濟合理的海綿措施用于景觀的設計，不僅能取得良好的景觀效果，還能節省建造及運行維護費用。

關鍵詞：海綿城市;景觀設計;下沉式綠地;植草溝

中圖分類號：TU984.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）02-0-02

0 引言

為了解決城市排水防澇存在的問題，國家大力推進自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市建設，各地也積極響應國家的號召，紛紛將海綿城市建設納入規劃審批內容之一。然而，規劃審批依據的往往是設計院出具的海綿城市總平面圖，而真正用于施工的卻是景觀設計院出具的景觀施工圖，景觀設計院才是海綿城市措施轉化為現實的真正橋梁。因此，將景觀設計運用于海綿城市的設計方法是至關重要的。這就要求每個景觀設計師都能深刻理解海綿城市的原理，掌握其中的要點及設計的大概參數，并最終將其融入景觀設計中。海綿城市設計措施的合理運用不但不會增加基建費用，還能提升景觀設計的效果，減少景觀灌溉的成本。景觀設計師要結合項目的實際情況和條件優先選用建設費用低，運行維護成本低，有利于改善景觀效果的海綿措施。本文通過某山頂公園的景觀設計與海綿城市理念的結合進行簡單的闡述。

1 山頂公園概況

此山頂公園地處河南省鄭州市周邊，占地20793平方米，場地兩端高中間低，最高處海拔254.02米，最低處海拔241.55米，場地中部設有荷花池一座。此工程在《我國大陸地區年徑流總量控制率分區圖》中屬于Ⅲ區[1]，年徑流總量控制率要求達到75%～85%，此工程采用85%的目標設計，采用的海綿城市設計措施主要有下沉式綠地、階梯式綠地、可調節水位荷花池。

2 下沉式綠地

傳統的景觀設計一般是透水性好的下墊面的絕對高程高于透水性差的下墊面，雨水從天空中降落到地面后，先接觸透水性好的下墊面，這種下墊面由于造景的需要，往往會設計成小山包的形態，但坡度較大不利于雨水的滲透，雨水會從坡度較大的下墊面流下來匯集到道路上，再沿道路坡度流動一段距離后進入道路兩邊的雨水篦子。采用這種傳統的設計方法，一旦下雨道路上就會有雨水流動，影響道路的正常通行，雨水未在透水性好的下墊面滯留、下滲，不僅造成了雨水資源浪費，還增加了城市雨水管網負擔，增加了城市內澇的出現概率及嚴重程度。

下沉式綠地是海綿城市設計措施中比較經濟且有效的措施。其基本原理是：雨水從天空中降落到地面后，先接觸透水性差的下墊面（如各種不透水鋪裝），然后雨水通過地面的坡度流入透水性好的下墊面（如綠地），這要求透水性差的下墊面的絕對高程高于透水性好的下墊面，透水性好的下墊面內設置溢流口，此溢流口的高度可以保證透水性好的下墊面有一定的蓄水深度，有利于雨水的下滲和滯留。此措施不僅能夠使雨水充分滋潤下墊面，還能降低城市雨水管網的負擔，降低城市內澇出現的概率及嚴重程度。

雨水要匯集至下沉式綠地內，就要求其周邊的鋪裝要高于下沉式綠地的底部，但是出于景觀、經濟和安全考慮，下沉式綠地與其周邊的鋪裝的高差也不宜太大，如果下沉深度太大，下沉式綠地內積蓄的雨水就不能及時下滲，其中的植物便會面臨被水淹的風險。當蓄水深度在0.1米時，就不必采用耐水淹的植物，而選擇耐旱的植物，這樣既節省了造價又減少了灌溉費用。下沉式綠地能否真正起到調蓄和利用雨水的作用，關鍵就在于其周邊的鋪裝是否是以一定的坡度面向下沉式綠地。

植草溝的截面形式和大小要通過計算才能最終確定，一些建設工程的海綿城市規劃方案經常會出現無論匯水面積有多大，均采用一個寬度的植草溝的情況。有時匯水分區很大，但是植草溝的數量卻沒有增加，且植草溝溝底也未按照要求設置坡度。為了給讀者一個數據上的概念，本文以此項目使用的梯形斷面的植草溝為例進行計算。植草溝能夠傳輸的流量Q1的計算公式[2]為：

式中i代表渠道底坡;n代表粗糙系數;A代表過流斷面積;χ代表濕周;b代表底寬;h代表水深;m代表邊坡系數。

鄭州市降雨強度q計算公式[3]為：

式中P代表降雨重現期;t代表降雨集流時間。

植草溝需要傳輸的流量Q2計算公式[1]為：

式中ψ代表流量徑流系數;F代表匯水面積。

以上各計算公式的參數取值見表1，通過這些公式我們可以得到不同水深、底寬、邊坡系數、渠底坡度、降雨時間、降雨重現期、流量徑流系數等對應的植草溝所能服務的匯水分區面積。為了防止植草溝中懸浮的泥沙淤積，最小流速不得小于0.4m/s;為了防止植草溝遭到沖刷，最大流速不得大于1.6m/s：

此工程停車場采用植草溝+下沉式綠地的方式，植草溝是底寬0.2米、邊坡系數為2、水深0.2米的梯形斷面，單條植草溝在5年重現期的降雨強度、地面綜合流量徑流系數為0.8時所能服務的面積為1491平方米，滿足雨水流量要求。

為了能讓下沉綠地在降雨時、降雨后以及雨水未下滲完畢前供行人通行，需在其中設置汀步，汀步的設置能夠給景觀設計師提供更多的發揮空間。此外，超標的雨水可以通過下圖所示的溢水堰溢流至下游的植草溝內。此工程溢水堰可以近似看成折線型實用堰，其流量可以按照實用堰基本公式[2]計算：

式中m代表流量系數，折線型實用堰可取0.35～0.42;b代表堰寬，水漫過堰頂的寬度;HO代表堰上水頭，上游水位在堰頂最大超高。

通過計算，可以得出溢水堰所能溢流的流量（0.245m?/s）遠大于其所服務的匯水面積內的5年重現期對應的雨水流量（0.152m?/s），詳細計算見表2。

3 階梯式綠地

此工程場地高差較大，為了更好地落實海綿城市措施，更好地實現雨水滯留和下滲，荷花池周邊及公園西側采用階梯式綠地，設計蓄水層深度為0.1米，廣場內的樹池也采用下凹式設計。蓄水深度設置為0.1米時不必選用耐水淹的植物，而可以選擇較耐旱的植物，既節省了造價又減少了灌溉費用。

4 可調節水位荷花池

此工程場地內的降雨在經過各處下沉式綠地及各級階梯綠地滯留、下滲后，多余的雨水會通過溢流最終匯集至荷花池西側的雨水綜合井，雨水綜合井內設有溢流堰及電動閥門。荷花池水面面積約為1632.75平方米，荷花池常水位為243.60米，溢流水位為243.70米，最低水位為243.40米，電動閥門的啟閉可以讓荷花池在溢流水位和最低水位之間調節，最大調蓄容積約為490立方米。

5 結語

此工程主要通過下沉式綠地、階梯式綠地、可調節水位荷花池的海綿措施滿足海綿城市建設的要求，假設除停車場車位外的所有鋪裝均為不透水鋪裝，此工程理論計算年徑流總量控制率就能大于95%（如表3），遠大于設計目標的85%。

此工程采用的海綿措施在建造時基本不需要特別增加投資，景觀植物的選擇也不需要特別的品種，節省了建造和管理費用。此工程重點在坡度及高程的處理上，下沉式綠地及階梯式綠地的蓄水層深度為0.1米，對植物無特殊的要求，除日常維護外基本不需要特別的維護;在雨水管網方面，整個公園的管道總長度不足20米，海綿城市設施的管理和維護也與傳統的景觀園林沒有明顯區別;在灌溉用水上，此工程的雨水降水得到了充分的利用，一定程度上節約了灌溉用水量。

參考文獻：

[1] 李俊奇，等.海綿城市建設技術指南（試行）——低影響開發雨水系統構建[M].北京：中國建筑工業出版社，2016：附錄F，59.

[2] 劉鶴年.流體力學（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2006：205-214，254.

[3] 賈葦，趙鋰.全國民用建筑工程設計技術措施——給水排水[M].北京：中國計劃出版社，2009：478.

作者簡介：靳詠睿（1999—），女，河南鄭州人，本科在讀，研究方向：城市規劃、景觀設計。

錢可敦（1992—），男，江蘇常州人，碩士，講師，系本文通訊作者，研究方向：風景園林規劃設計、思想政治教育。