“海綿城市”理念在環東湖綠道一期工程中的應用探討

李 雁

(武漢藍德凱爾生態環境有限公司，湖北 武漢 430000)

1 引言

近年來，海綿城市專題研究成果表明，路面徑流作為非點源污染的一個主要組成部分，污染強度大，徑流水質超過了地表水Ⅴ類水質標準，對受納水體影響較為嚴重。初期雨水對路面沖刷后，經過傳統的雨水排放設施(雨水口收集、管道輸送和排放)，挾帶包括顆粒物、COD、N、P、重金屬、油污在內的各類污染物排入受納水體，從而造成了受納水體的污染[1]。“海綿城市”為理念設計出的東湖綠道排水系統成功解決了環湖硬質濱水帶雨水未經凈化直接排入湖體的問題。

2 海綿城市與東湖綠道濱湖區域概況

2.1 海綿城市

海綿城市表示的是一種特定類型的城市，它像海綿一樣能夠吸收雨水，然后由土壤自然過濾，并進入城市含水層。在下雨時海綿城市能夠充分發揮不同生態系統的功能來吸、蓄、滲、凈水，從而在需要時將存儲的水釋放利用[2]。

傳統的園林設計通常難以實現對雨水的儲存與凈化。海綿城市理念下的園林景觀在雨水儲蓄系統、排水系統、雨水花園、道路系統、下沉式綠地、園林水景、綠色建筑、生態停車場等方面均有不同與傳統景觀的設計要點。貫徹海綿城市理念，把握設計要點，并充分應用于園林設計中，對城市的建設有著十分重要的意義[3]。

2.2 濱湖區域水體狀況

建設之初東湖湖濱帶陸地的雨污水大多不經處理直接匯入水體，對水體造成污染。部分區域設計了濱水植物帶，但這些河濱植物帶的設計單調，并且大多僅僅考慮陸地部分(常見的方式為河岸草皮)，水體修復效果一般。而綜合運用陸生植物和水生植物，多層次設計濱水帶以及工程應用還不多見。某些湖濱地區由于遭受多年的破壞，湖濱表面被硬質覆蓋，植物難以生長，短期內想營造出多層次的植物以修復水體也較難[4]。

3 點線面一體海綿城市構建技術

3.1 環湖綠道濱湖區域節點海綿實施技術

以湖心島節點為例，通過海綿技術的運用，對水進行處理形成科普展示的環保花園。主要使用了以下海綿技術。

3.1.1 階梯綠地——“滲、滯、凈、排”

東湖綠道通過階梯綠地延緩、遲滯、凈化雨水，然后分別排到前置塘和綠色屋頂。首先，將現狀綠化帶修筑成梯田形式，開挖過程應以保護原有樹木根系為原則，接著將開挖的土方堆砌成擋水坎，再用小型夯機夯實。最后根據設計，在新開挖的階梯綠地上種植植被[5]。

東湖綠道湖心島階梯式綠地建設完成后，經驗證是一種有效的凈化雨水和生物滯留設施。

3.1.2 綠色屋頂——“滯、排”

屋頂綠化有防水、排水設施、過濾層以及植物，是一個完整體系。綠色屋頂除雨水管理這個重要的效益外，還可以改善空氣質量、降低噪音和調節溫度，為東湖動植物提供棲息地，改善東湖生態系統生物多樣性[6]。

3.1.3 鋪裝——“凈”

東湖綠道工程合理化、最大化使用透水型鋪裝，利用其雨水“滲透/下滲”的性能，進行雨水的“自然式”管理，將雨水排至下沉式綠地和自然湖體。

3.1.4 前置塘——“凈、排”

東湖綠道湖心島地勢呈環狀結構，具有建設前置塘的自然條件，前置塘建成后對流域污水實行有效的控制，實現“凈、排”功能。

利用沿線生態緩沖帶內的現狀魚塘和低地，將其設計成一個或若干個串聯的前置塘，延長水停留時間，促進泥沙沉降，同時利用滯留塘中大型水生植物、藻類等進一步吸收、吸附、攔截營養鹽，抑制湖泊中藻類過度繁殖，減緩富營養化進程，改善水質。

3.1.5 下沉式綠地“凈、排”

為加強東湖雨水資源開發與管理，沿道路兩側的綠化帶在不增加用地面積、降低成本的條件下，成為既改善生態環境又滲蓄效果明顯的雨水處理設施。

(1)生態型植草溝。在湖山道、湖山道沿線高地側設置生態型植草溝，主要由“植被淺溝+地下滲渠”組成。利用生態植草溝良好的滲透性，延緩和降低暴雨洪峰、保障排水安全。

(2)下凹式綠地。在九女墩、磨山北門、湖心島等景點用地范圍內，因地制宜利用現狀低地設計下凹式綠地，綠地表面種植草皮和耐水濕樹種，保證一定的景觀效果。下凹式綠地下層的天然土壤改造成滲透系數大的透水材料，在低洼處適當建設滲透管溝、入滲槽、入滲井等入滲設施，以增加土壤入滲能力，消納降水。

3.2 環湖綠道濱湖區域線性海綿實施技術

3.2.1 生態駁岸

在東湖綠道工程建設中將傳統駁岸改造成生態型駁岸，實現了對水源排、蓄、凈、防的海綿城市功能。

根據實際的情況，東湖綠道生態駁岸設計采取了多種方式相結合的駁岸形式。臺階式人工自然駁岸適用于高坡、水流速度快、水位變化大的地段，在一定條件下允許一定區域被淹，水生和陸生植物相連，形成水陸交錯帶的生態整體；自然駁岸適用于湖泊及水景等濕地地段；自然原型駁岸適用于坡度小、腹地大、水流流慢的地段；在高流速地段仍采用垂直人工駁岸，以滿足安全穩定性的基本要求，采用天然石材保證湖泊與岸基的水氣交換和生物附著等功能。

湖中道、湖山道沿東湖駁岸水體周邊設置一些緩沖帶，為水體與陸地交錯區域的生態系統形成一個過渡緩沖，強調對水質的保護功能，控制水土流失，有效過濾、吸收沉淀物及化學污染，降低水溫，保證水生生物生存，穩定岸坡。以湖中道為例，綠道的典型斷面為生態護坡型駁岸。

植物修復措施也是生態重建的關鍵。以生態駁岸形成的岸棲生物棲息環境為基礎，通過種類豐富的陸生及水生植物、結構合理穩定的濱水綠帶和岸邊濕生水生植物群落結構，形成陸生-濕生-水生的生境、植物群落和生態景觀連續過渡。

3.2.2 人行道鋪裝蓄排水技術

人行道硬質鋪裝采用透水材料鋪裝設計，以減少地表徑流量，防止地面積水。同時，鋪裝區域土層下方設置儲水模塊系統，儲存下滲雨水，用作綠化灌溉。綠道沿線人行道除采用透水磚鋪裝外，透水鋪裝層底部設置滲排一體管，收集多余下滲雨水集中作生態凈化處理再排入湖泊。

人行道的透水性鋪裝有透水混凝土路面、透水磚、石材鋪裝。透水混凝土能讓路面的雨水迅速滲入地下，減少地表徑流；透水磚透水性強、耐磨性強、硬度高、能保持土壤濕潤；石材鋪裝結合景觀及經濟性要求，選用小料石及青石板嵌縫植草鋪裝。

3.3 環湖綠道濱湖區域水體凈化技術研究

3.3.1 氧化塘

氧化塘是指以經過人工適當修整的土地為基礎，設圍堤及防滲層的污水處理池塘，主要依靠自然生物的凈化功能使污水得到處理。借用東湖原有的一個面積約25畝的荷花塘，依據處理目標的要求，對荷花塘進行適當改進具體處置，增加了增氧處理設施和人工生物膜基質，通過活化微生物菌群，增強水處理能力。對生活污水排放口和經過處置后排入東湖的出水口水質進行檢測，結果見表1。

表1 氧化塘進出水水質情況

由表1中數據可知，通過氧化塘的處置，污水得到有效凈化，大部分指標達到了地表水Ⅲ類水質標準，基本實現了達標排放。

3.3.2 微氣泡水質保護

微氣泡是指10 μm以下的微小氣泡，微氣泡是利用水和空氣的環保型能源。針對東湖綠道沿線局部水域富營養化和水華風險，因地制宜構建物理設施，通過微氣泡的作用增強水體的氧化分解能力，提升水體的污染負荷消減水平。鑒于微氣泡技術的設備簡單，處置效果好，用于水質保護的技術。將微氣泡發生裝置安放在面積為1.2畝的封閉小池塘中運行1周，測試其處置效果見表2。

表2 微氣泡污水處置技術效果

由表2中數據可知，微氣泡水質保護技術具有較好的營養負荷削減能力，是可用于水質凈化和保護實現水質良好并維持穩定的較好技術，故在東湖綠道水質凈化中，可有效清除水中富營養，提高東湖水質。

4 結語

東湖綠道一期工程在建設過程中，從設計到施工階段均對海綿城市理念進行了充分考慮，結合工程建設的相關地形，將自然途徑與人工措施相結合，有效地對海綿城市理念進行了實踐。綠道發揮“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多項功能，使東湖最大程度地發揮了其調蓄作用，促進了東湖生態系統的修復與提升，也改良了武漢的生態系統，讓東湖成為名副其實的國家生態旅游示范區。