公園綠地的海綿城市設計要點探討與工程實踐

劉偉凡

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

1 項目背景

隨著城市的發展和擴張，城市下墊面的硬化率也不斷提高，城市的建設造成地表徑流系數提高，將城市地面的污染隨降雨徑流排入水系造成初雨污染。傳統的徑流控制以排為主，注重灰色基礎設施的建設，但城市排水管網系統不能承擔強暴雨事件，城市內澇的發生頻率越來越高，影響范圍也越來越大；另一方面，雨水徑流污染以及城市缺水問題也愈發嚴重，這一矛盾也成為我國城市發展中的典型問題[1]。因此，城市內澇控制與徑流污染治理成為學術研究和工程建設的熱點。

海綿城市是同步解決內澇和徑流污染的新理念。通過海綿城市建設，控制地表徑流的同時，有效截流初雨中的污染物，降低初雨污染對水系的影響；城市現有水系循環差、雨水回用率低，通過有效的海綿城市措施，實現對常年低水位或者枯水河道的水體恢復、水動力補充、水景觀構建，實現海綿城市的水系景觀優化效果，通過對初雨的截流和處理，可實現雨水的回用，滿足城市綠化澆灑、地面清洗等低水質標準的用水需求，實現雨水資源化利用[2]。本文探討海綿城市規劃設計的要點，并以佛山市某公園項目為例，分享海綿型公園的設計運用工程經驗。

2 海綿城市規劃設計要點

當前海綿城市建設正在如火如荼地進行，如不進行頂層規劃設計，難免會有短視和局部與整體不協調的情況出現。城市建設規劃中，應配合城市總體規劃中生態格局的建設，應與不同類型用地的布局統一規劃，與城市更新、環境改善、市政設施完善等整體建設相協調，與黑臭水體治理規劃、防洪排澇專項規劃、水資源及再生水利用規劃相銜接。尤其是公園本身具有很好的海綿城市建設條件，通過合理的設計，公園綠地需要與雨水管網設施共同組成雨水工程體系，達到為城市蓄水承擔責任的目的。

3 某公園項目海綿城市設計

3.1 項目概況

該項目位于佛山市，總用地面積12.2hm2，建成后主要使用功能為城市公園，項目以年徑流總量控制率為90%（對應設計降雨量為43.4mm）為設計目標。對于規劃控制暴雨（24h 歷時），開發后的徑流系數不大于佛山新城總體規劃的綜合徑流系數，開發后的流量峰值應小于傳統開發的峰值的1/4～1/3。開發后的徑流量等于或小于開發前的徑流量；發生50 年一遇的24h 暴雨時，不得出現水漫街現象。

本項目縱向標高變化較大，大部分綠地均為坡地，綠地徑流系數取0.25。本項目開發前為平整后的土地，綜合徑流系數取0.25；開發后綜合徑流系數經統計計算為0.40。

3.2 排水分區

根據修詳規排水管線綜合平面圖，本項目共有4 路雨水管接入市政管網，故匯水區域劃分為4 塊，編號為A～D，如圖1 所示。廣場匯水區域無法重力排水，因而雨水經蓄水池收集后，提升至A、D 區域蓄集、排放，根據廣場區域的匯水情況，將此區域分為廣場1 區（E）和廣場2 區（F），廣場1 區（E）基本為硬質鋪裝面，雨水匯集至蓄水池后，由提升泵抽升至下沉綠地蓄集排放，廣場2 區（F）基本為山體、綠地，雨水主要蓄積于植草溝內，超期雨水由單體周邊的景觀水池蓄積。

圖1 龍舟廣場分區

龍舟廣場采用的低影響開發措施主要有：干式植草溝（包含滲渠、植被緩沖帶）、下沉式綠地、透水鋪裝道路、透水鋪裝停車場、雨水花園（生物滯留設施）、雨水調蓄池、生態屋頂、雨水濕地及多功能蓄水池、初期雨水棄流設施等。此外，各區域接入市政管網前，根據徑流控制計算結果確定雨水調蓄池設施的規模，以控制雨水徑流峰值。

3.3 廣場區域水量平衡計算

廣場1 區和廣場2 區與市政雨水管網沒有連接，直接進行計算。經水量平衡分析，廣場1 區為滿足控制目標，最大日低影響開發設施尚需調蓄420m3，最大月低影響開發設施尚需調蓄2200m3的徑流量。采用綜合措施對廣場1 區的雨水徑流進行消納，廣場1 區增設800m3雨水池，主要功能為調蓄徑流總量。雨水池中設潛污泵，利用區域A、區域D 內的下沉綠地調蓄廣場1區的最大月不能消納的雨水。廣場2 區低影響開發設施滿足《海綿城市建設技術指南》中年徑流總量控制率為90%的要求。

3.4 徑流峰值模擬計算

其他四個區域與市政雨水管網相連，降雨徑流過程更加復雜，因此采用SWMM（Storm Water Management Model）模型進行徑流峰值模擬計算。SWMM 模型可以模擬完整的城市降雨徑流循環，包括地表徑流和排水網絡中水流、管路中串聯或非串聯的蓄水池、地表污染物的積聚與沖刷、暴雨徑流的處理設施、合流污水溢流過程等。

LID 設施規模及大小均按實際輸入模型。模型計算步長為5min，雨水管網末端均考慮為自由出流，即不考慮市政管網水位對本區域管網排水的頂托作用。

從圖2 中可以看出，A 區傳統開發模式下，管網末端峰值流量為892L/S，低影響開發模型下，管網末端峰值流量為430L/s，低影響開發峰值流量為傳統開發的48%，達不到佛山導則的要求，故采用雨水脫過池，削減管網出流峰值，超過傳統峰值流量33%（297L/s）的時間段內的流量進入雨水調蓄池，經計算，雨水脫過池大小為40m3。類似地計算得出B、C、D 雨水調蓄池大小分別為40m3、65m3、105m3。

此外，A 區最大日低影響措施至少可接受廣場區域來水250m3，最多可接受850m3的雨水量。A 區最大月至少可接受廣場區域來水2000m3。D 區最大日低影響措施至少可接受廣場區域來水200m3，最多可接受650m3的雨水量。D 區最大月至少可接受廣場區域來水2000m3，滿足廣場1 區雨水調蓄要求。

3.5 項目計算結果

經過各分區計算，協調了低影響措施的空間分布不均勻性。采用低影響措施后，排入市政雨水管網的峰值流量均小于傳統開發模式下雨水峰值流量的1/3，龍舟廣場項目基本滿足《室外排水設計規范》《海綿城市建設指南》《佛山新城海綿城市建設規劃設計導則》的指標要求，達到“海綿城市”的建設要求。

4 結語

城市公園應在不影響市民休閑娛樂功能的基礎上，發揮調蓄和回用雨水徑流的作用，海綿城市建設規劃應成為城市眾多專項規劃中的一環，用于指導海綿城市建設工作的開展，尤其是服務于城市發展的總體規劃。因目前低影響開發控制指標無法精確推算實際雨水徑流控制效果，為保證城市不受防澇影響，建議城市新區各地塊采用低影響開發設施與人工設施相結合，比如下沉式綠地或廣場、渠箱、區域調節池等，實現雨水的收集、轉輸、處理和利用，并考慮與綜合管廊的建設相結合。

圖2 A、B、C、D 各區低影響開發管網末端流量過程線