城市綠地設(shè)計中“海綿城市”概念的應(yīng)用

文/中國城市建設(shè)研究院有限公司 乜志穎 陳 濤

0 引言

海綿城市是指城市像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害時具有良好的海綿性，下雨時對雨水進(jìn)行存儲、過濾，進(jìn)而涵養(yǎng)地下水源；干旱缺水時“釋放”存儲的水源并加以利用，通過這種技術(shù)手段，使水在城市生態(tài)中“自然”遷移。

近年來，海綿城市發(fā)展迅速，逐步成為我國城市生態(tài)建設(shè)的重要組成部分。城市綠地作為海綿城市建設(shè)的重要手段，承載對“水”的凈化與調(diào)節(jié)功能。城市綠地與海綿城市的規(guī)劃建設(shè)相輔相成、耦合共生。

1 海綿城市

1.1 海綿城市的功能

近50年來，諸多城市的年降雨量未有太大變化，但降雨強(qiáng)度和降雨頻率已發(fā)生改變。一次連續(xù)降雨可能占全年降雨量的30%～60%。若將雨水全部排掉，干旱時的缺水問題則無法避免。海綿城市以“雨洪是資源”為目標(biāo)，將豐水期的雨水進(jìn)行存儲，就地下滲，涵養(yǎng)地下水源，提高水資源利用效率，維護(hù)地下水和土壤的生態(tài)平衡，改善城市微環(huán)境。

1.2 海綿城市與城市綠地建設(shè)的關(guān)系

城市綠地由公共綠地、生產(chǎn)綠地和防護(hù)綠地等組成，具有生態(tài)、景觀和休閑游憩等作用。目前，綠地設(shè)計更關(guān)注景觀效果、降噪吸塵等功能需求，忽視了防止水污染及解決內(nèi)澇等問題，城市綠地形式較單一且利用率低。綠地是承載雨水下滲、存儲、凈化等功能的“海綿體”，將城市綠地與海綿設(shè)施合理結(jié)合，可解決城市雨水徑流污染問題，改善城市生態(tài)環(huán)境。

2 “海綿城市”概念在城市綠地設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 低影響開發(fā)與植物配置

在海綿城市建設(shè)中，植物能滯留、吸納及凈化處理雨水，是海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。科學(xué)的植物配置可改善水環(huán)境，修復(fù)自然生境，形成良好的景觀效果。

1）選擇本地植物 本土植物具有良好的適應(yīng)能力及穩(wěn)定性，易成活、維護(hù)成本低且具有地方特色。

2）選擇兼具耐旱與抗水濕能力的植物 雨水花園的結(jié)構(gòu)相對簡單，主要受降雨量影響，具有旱地和水生兩種植物景觀，需選擇既耐旱又耐水濕的植物。

3）選擇景觀性強(qiáng)的植物。

4）選擇維護(hù)成本低的植物。

2.2 雨水管理系統(tǒng)融入城市綠地設(shè)計

基于海綿理念的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃即在規(guī)劃階段將雨水管理系統(tǒng)融入綠地建設(shè)，使其形成有機(jī)整體，更好地解決城市內(nèi)澇及雨水污染等問題。

2.2.1 園林生態(tài)鋪裝

城市存在大面積硬質(zhì)鋪裝，不透水的鋪裝材料改變了自然土壤及植被對水的滲透力，引發(fā)城市熱島效應(yīng)、洪澇災(zāi)害等城市問題。生態(tài)透水鋪裝也被稱為“會呼吸”的地面鋪裝，包括透水性混凝土、透水性瀝青及透水磚鋪裝3類，其可使雨水迅速下滲，補(bǔ)充地下水源，維持地下水及土壤的生態(tài)平衡。

2.2.2 園林綠地建設(shè)

1）下沉式綠地 指綠地中下凹或低勢部分將雨水利用及城市景觀完美結(jié)合，可選擇多種耐水性植物交錯方式，形成豐富景觀。

2）綠地地形建設(shè) 對自然地形及植被進(jìn)行合理保護(hù)，通過美觀合理的地形設(shè)計，充分發(fā)揮城市綠地功能，適當(dāng)對園林綠地及周邊水體進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)雨水存儲或疏導(dǎo)。

3）綠地水體 在園林綠地建設(shè)中，景觀水體、水景等是較好的降峰減流措施，根據(jù)園林需要，適當(dāng)增加地下蓄水池存儲雨水。

2.2.3 屋頂綠化設(shè)計

建筑屋頂徑流是場地雨水徑流的主要來源之一，大面積的硬質(zhì)屋頂易造成場地內(nèi)澇。屋頂綠化可有效緩解城市雨水徑流壓力，是“海綿城市”建設(shè)的重要內(nèi)容。

3 成都·安仁大匠之門文化中心

項目位于四川省成都市大邑縣安仁鎮(zhèn)，用地性質(zhì)為文化設(shè)施用地。成都以“因水而生、治水興城”為生態(tài)發(fā)展理念，隨著城市化進(jìn)程的加快，面臨干旱缺水、“內(nèi)陸看海”、綠地空間有限、硬質(zhì)路面增多等城市化問題。項目依托傳統(tǒng)老宅進(jìn)行建筑及綠地改造，借助優(yōu)化綠地系統(tǒng)、海綿設(shè)施與城市綠地的結(jié)合，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，減少因城市開發(fā)而對生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響，有效控制面源污染，達(dá)到內(nèi)澇防治的目的（見圖1）。

3.1 區(qū)位概況

項目是安仁鎮(zhèn)歷史沿革與城鎮(zhèn)化核心壩子片區(qū)交匯的集中點(diǎn)，場地規(guī)劃用地面積約12806.25m2，總建筑面積10555.00m2，建筑基底總面積4002.00m2，總建筑密度30.4%，總?cè)莘e率0.4，總綠地面積約2561.25m2，綠地率20.3%。場地地貌單元屬于斜江河（屬大邑縣）I級階地，場地地形較平坦，局部略有起伏。

1）自然條件 大邑縣位于亞熱帶溫潤季風(fēng)氣候區(qū)內(nèi)，氣候溫暖濕潤，熱量充足，降水充沛，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒。大邑縣地面海拔高度差異懸殊，氣溫隨海拔升高而降低。無霜期多年平均為284d，年平均降水量1045.99mm。平壩、丘陵區(qū)、山地區(qū)的年平均日照時數(shù)分別為1033.8，744.4，683.7h。隨山體海拔高度的變化，常顯現(xiàn)“一山有四季，十里不同天”的生物氣候垂直變化特點(diǎn)。

2）水文地質(zhì) 場地內(nèi)及周邊未發(fā)現(xiàn)地表水。場地地下水主要為上層滯水、孔隙潛水。上層滯水由大氣降水和地表水補(bǔ)給，滯留在填土層中，無統(tǒng)一穩(wěn)定水位，水量較小；孔隙潛水主要賦存于透水性較強(qiáng)的砂卵石地層，由大氣降水和地下徑流補(bǔ)給，以地表蒸發(fā)和地下徑流方式排泄。

3）基礎(chǔ)設(shè)施條件 ①自來水 由給水可用接入點(diǎn)在場地北側(cè)規(guī)劃道路時接入；②電力 項目供電可由場地西南側(cè)市政電網(wǎng)引接；③排水 場地具備雨水、污水接入條件。

4）植物資源分析 四川省成都市植物資源豐富，種類繁多，主要為亞熱帶常綠闊葉林，四川的珍稀植物多達(dá)76種。

3.2 上位規(guī)劃

本地塊規(guī)劃為新建公共建筑用地，旨在通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響。有效控制面源污染，達(dá)到城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《成都市海綿城市規(guī)劃建設(shè)管理技術(shù)規(guī)定》，確定本項目年徑流總量控制率為80%（見表1）。

表1 改、擴(kuò)建公共建筑海綿城市建設(shè)指標(biāo)

3.3 海綿城市建設(shè)條件分析

3.3.1 下墊層、場地布局和低影響開發(fā)建設(shè)用地

場地內(nèi)建筑屋頂為硬質(zhì)坡屋頂。鋪裝包括道路、停車場、內(nèi)庭院。西側(cè)道路為現(xiàn)狀硬質(zhì)鋪裝，停車場為透水鋪裝；東側(cè)文化中心庭院為透水鋪裝。場地綠地包括景觀綠地、停車場綠地及現(xiàn)狀空地。東側(cè)文化中心設(shè)置面積475.58m2的景觀水池。

公共建筑用地的海綿設(shè)施與總圖、豎向、園林、建筑、給排水、結(jié)構(gòu)、道路、經(jīng)濟(jì)等相關(guān)專業(yè)相互配合、協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。

該場地布局整體西高東低，大面積綠化位于西側(cè)，大面積產(chǎn)生徑流的屋頂皆位于低處，不利于發(fā)揮海綿作用。

1）豎向設(shè)計排水 項目北側(cè)游客中心入口道路為現(xiàn)狀場地豎向最高點(diǎn)，向東西兩側(cè)分別變坡。場地東側(cè)文化中心整體西高東低、北高南低，在綠地處達(dá)到最低點(diǎn)。場地內(nèi)排水管網(wǎng)采用雨污分流制，東側(cè)文化中心建筑周圍設(shè)雨水管，且有雨水排水口接入市政道路下的雨水管網(wǎng)。西側(cè)現(xiàn)狀停車場范圍東高西低，沿南側(cè)道路有市政雨水管網(wǎng)接入。

2）場地主要污染物 項目場地周邊主要為公共建筑用地，用地性質(zhì)較簡單。地塊內(nèi)部污染物來源主要為硬質(zhì)屋頂?shù)慕祲m污染，場地內(nèi)不存在高污染風(fēng)險。

3.3.2 海綿設(shè)施方案設(shè)計

1）設(shè)計原則 低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)根據(jù)項目用地性質(zhì)、用地規(guī)模、項目定位及規(guī)劃要求等實(shí)際情況，合理布置海綿城市設(shè)施，采用與傳統(tǒng)不同的雨水組織模式，增加場地內(nèi)部的滯留凈化，多余的水再排入市政管網(wǎng)體系內(nèi)。對排水系統(tǒng)、綠地系統(tǒng)、道路系統(tǒng)等區(qū)域的雨水進(jìn)行吸納、蓄滲、緩釋和收集利用，有效控制雨水徑流，實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)總體控制指標(biāo)。方案布置原則為：①落實(shí)指標(biāo)，滿足海綿型小區(qū)建設(shè)指標(biāo)要求，年徑流量控制率80%，設(shè)計降雨量32.7mm；②生態(tài)優(yōu)先，布局合理，維護(hù)良好的生態(tài)功能；③因地制宜，根據(jù)現(xiàn)狀條件,工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合；④合理選擇技術(shù)設(shè)施。

2）LID實(shí)施方案布置 項目為公共建筑用地，在低影響開發(fā)模式中將優(yōu)先利用滲水磚、下凹綠地等“綠色”措施組織排水，以“慢排釋放”和“源頭分散控制”為主要規(guī)劃設(shè)計理念，既避免洪澇，又有效收集雨水。①優(yōu)化組織排水 根據(jù)現(xiàn)狀管網(wǎng)及地表豎向條件，整個場地分為東西兩個匯水分區(qū)，通過PP蓄水模塊、景觀調(diào)蓄水池、雨水花園、建筑中庭集水坑等多種手段，對雨水進(jìn)行收集及排出；②現(xiàn)狀綠地 承擔(dān)下凹綠地作用，起到海綿滯蓄、凈化作用；③透水鋪裝 建筑內(nèi)庭院鋪設(shè)50mm厚透水磚；④雨水回用系統(tǒng)設(shè)計 屋面及道路場地雨水經(jīng)雨水管道收集后，前期預(yù)處理設(shè)備能去除水中70%的污染和垃圾，使干凈的雨水流入PP蓄水模塊蓄水池內(nèi)，供景觀水體補(bǔ)水及綠化灌溉使用，節(jié)約水資源。

4 結(jié)語

結(jié)合成都·安仁大匠之門文化中心海綿城市設(shè)計項目，總結(jié)“海綿城市”概念在城市綠地中的應(yīng)用及建設(shè)中的經(jīng)驗(yàn)。海綿城市不僅具有生態(tài)和社會效益，還有直接和間接的經(jīng)濟(jì)效益。科學(xué)、合理、高效地利用雨水資源可緩解城市缺水，減少綠地灌溉用水，同時減輕水體污染及改善生態(tài)環(huán)境等。在城市規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)充分考慮海綿城市建設(shè)，生態(tài)優(yōu)先，進(jìn)一步優(yōu)化城市綠地設(shè)計。