張德安
(福清洪寬園藝有限公司,福建 福州 350000)
2011年,中國城鎮化率首次超過50%,標志著我國從一個農業大國邁入一個城市化的工業大國[1]。快速擴張的城鎮化建設帶來一系列生態環境問題,其中水生態危機尤為突出,特別是南方城市屢遭暴雨而頻現內澇災害,傳統城市建設排水系統“重排放、輕調蓄”以為有了巨大的排水管道,就能解決城市內澇的問題。而在城市規劃建設中城市排水系統如何把有限的水資源留下來,利用自然的力量進行排水、滲透、滯留、凈化、回用、緩慢排入河道等以海綿模式保護水資源再利用,發揮其“彈性”作用,海綿城市建設理念為城市給排水提供了重要的發展思路和方向。
海綿城市,顧名思義是指城市建設規劃和日常管理過程中通過利用或者借助構筑物道路、綠地等生態系統,城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的彈性,下雨時能吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水釋放并加以利用,實現雨水在城市中自由遷移,也可稱之為“水彈性城市”,是新一代城市雨洪管理概念。而從生態系統服務出發,通過跨尺度構建水生態基礎設施,并結合多類具體技術建設水生態基礎設施,是海綿城市的核心。
1.3.1 順應自然、保護原有生態
海綿城市的建設是一項綠色工程,實現自然“積存、滲透、凈化”是目標,將自然途徑與人工措施相結合,在確保城市排水防澇安全的前提下,最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態環境保護。建設“海綿城市”并不是推倒重來,取代傳統的排水系統,而是對傳統排水系統的一種“減負”和補充,最大程度地發揮城市本身的作用。
1.3.2 低影響開發
海綿城市建設須遵循將破壞的影響降到最低,對被破壞的系統進行必要的修復,維持場地開發前后水文特征保持不變。主要的措施是在海綿城市建設中,合理控制開發強度,保護濕地、河流,對其保護不開發,留足生態用地,增加水域面積,促進雨水積存凈化,減少對城市原有水生態環境的破壞。
筆者結合自身的地產項目景觀施工工作經歷,通過對海綿城市建設專項圖紙的研究及根據項目實際落地施工過程的運用和實踐,對海綿城市的基本技術措施包括下沉綠地、蓄水模塊、透水鋪裝、種植溝渠、雨水斷接、屋頂綠化等進行論述和經驗總結,分享給同行從業者共同研究探討。總而言之,在項目景觀建設過程中:在景觀綠地中設有下凹綠地、雨水花園等生物滯留設施,處理設施周邊屋面、綠地、道路的雨水,在匯水區內根據每個生物滯留設施能收集的徑流量來布置其規模和位置;將生物滯留設施周邊的屋面雨水和道路雨水斷接,并通過場地放坡、排水溝與種植溝渠收集等形式匯入生物滯留設施;將部分景觀道路及停車場設計為透水鋪裝、處理自身雨水,同時透水鋪裝須滿足荷載、透水、防滑等使用功能和耐久性要求;屋面雨水立管無斷接條件且屋面荷載、防水、坡度等允許時,設計屋頂綠化來處理自身雨水等各種技術措施,是景觀園林結合海綿城市建設的基本手段[2]。
廣義下沉式綠地具有一定的調蓄容積,區別于其他下沉綠地而言,其是具有調蓄和凈化徑流雨水作用的綠地。包括生物滯留設施、滲透溏、調節溏、雨水濕地等??蓮V泛應用于城市建筑與小區、公園、廣場等內。
一般下沉式綠地為綠地高程低于路面高程,蓄水深度一般為15cm~30cm,雨水溢流口設在綠地內且低于路面高程、高于綠地底高程,并在其周邊鋪設鵝卵石以免其損壞,施工過程土壤滲透較差的區域,可采用適當縮小雨水溢流口高程與綠地底高程的差值或換填土的方法,保證排空時間和土壤滲透能力,同時在選擇植物時也須選擇耐澇的品種,綠地內植物選配、規格及形態應符合設計要求。種植土一般由砂、堆肥、壤質土混合而成,須滿足一定的滲透系數,種植土厚度根據植物選擇而定,一般在20cm~45cm,外觀不應有大片土壤裸露、溝槽高低起伏不平等缺陷。下沉式綠地設施形式多樣、適用區域廣、易與景觀結合、其建設費用和維護費用均較低。做法如圖1所示。

圖1 綠地中雨水花園/下凹綠地做法
蓄水模塊是一種綜合考慮雨水徑流污染控制、城市防洪以及生態環境改善等要求的環保蓄存設施,常用聚丙烯材料制作成不同規格尺寸的網格狀平板,通過拼裝成模塊化尺寸的箱體,因為其網格化透空的結構,材料的結構占用空間不到5%,即模塊的蓄水空間達到95%以上,雨水可以在其中自由交換流動,蓄水模塊附近的雨水進入蓄水模塊內經過沉淀去污,通過回用泵可以接至下游排水管或者連接至灌溉系統再利用,做法如圖2所示。

圖2 雨水蓄水模塊做法大樣
施工過程雨水蓄水模塊的安裝工藝流程為現場定點放線→基坑開挖→基礎施工→土工布鋪設→泵井安裝→蓄水模塊安裝→土工布包裹→四周保護層板安裝→保護層鋪設→回填。
蓄水模塊設計靈活,可用在大、小面積花園、草坪底下,可根據現場情況任意拼裝。采用分體式設計,模塊可任意拆卸,運到現場再進行組裝,無須大型機械,安全快捷,大大縮短工期。完全埋藏于地下,不占用場地空間,具有蓄水率大、耐承重、施工簡單、安全性高、材質環保的優點且可以重復使用,有利于水質的保持,但建設費用高,須重視后期維護管理。
透水鋪裝是指將空隙率較高、透水性較好的材料應用于道路路面,雨水的快速滲透、滯留和滲排有利于地下水的回補,同時降低反鹽風險。透水鋪裝在園林景觀中的運用非常廣泛,園路、廣場平臺、景觀步道、停車場等均可設計為透水磚、嵌草磚等。機動車路面和消防車路面可設計為透水水泥混泥土、透水瀝青等,同時承載力須滿足相應要求。施工過程透水鋪裝須有一定的豎向設計,保證水能坡向綠地或者就近的排水設施,同時應平整、穩固,不應有污染、空鼓、掉角及斷裂等外觀缺陷,不得有翹動現象,灌縫應飽滿,縫隙一致,與路緣石及其他構筑物應接順,不得有反坡、積水現象。
透水鋪裝設計除了面層材質滿足透水外,基礎層也應有一定的透水性能,滿足一定的透水系數要求,若不能滿足透水系數要求,應根據實際情況增加排水設計設施。如果透水磚作為面層時,磚鋪應設留縫隙2mm~3mm,并用中粗砂填縫。透水鋪裝適用區域廣、施工方便,可補充地下水并具有一定的峰值流量消減和雨水凈化作用。
種植溝渠是種植植被的景觀性地表溝渠排水系統。種植溝渠可與雨水管道聯合應用,在場地豎向允許且不影響安全的情況下可根據項目實際情況代替雨水管渠。施工過程種植溝渠開挖應采用人工或小型機械施工,底部土壤不應夯實,避免基層土壤滲透性能降低,邊坡可輕度壓實防止坍塌及水土流失。溝槽開挖完成后,設計擋水堰的位置應設置臨時擋水壩/袋,防止溝槽內土壤流失。
在園林綠化中對種植溝渠的設置,不但可以起到排水的作用,還可以降低雨水徑流流速,防止下游渠道受侵蝕;通過對粗大顆粒物的攔截為后續雨水系統單元提供有效的預處理手段;結合設計美學,把握景觀總體協調性,種植溝渠也可起到景觀效果的美化作用。
雨水斷接技術指的是通過切斷徑流排放通道,以入滲和滯蓄等方式破壞徑流的連續性,從而達到消減流量和雨水集蓄利用的效果。雨水斷接技術有助于屋頂、車道等硬化地表雨水不直接進入地下雨水管道系統,而先進入低影響開發雨水系統,達到雨水儲蓄、下滲及凈化的目的。實際工程中,斷接改造形式應充分考慮場地豎向關系、坡度、匯水區的劃分、廣場功能等,可靈活多樣,接納雨水的低影響開發設施位置一般應盡量靠近雨水口或地勢低洼區,避免大范圍的豎向調整和廣場改造。常見的雨水斷接技術有雨水管斷接,切割路緣石等,做法如圖3和圖4所示。

圖3 雨水立管對接做法

圖4 路緣石斷接做法
嚴格意義上講,雨水斷接本身不是一項具體的技術措施,它需要與后續連接的技術措施或設施組合,來實現對徑流的控制,例如斷接后,雨水從雨水立管經散水坡后流入綠地,通過植草溝引入海綿設施,但是實際施工中植草溝的坡度難控,無法將雨水引流至海綿設施,進而影響雨水斷接的截流作用。因此在設計包括施工階段須合理控制和把關,保證措施能達到一定效果。
屋頂綠化,也是海綿城市技術在園林建設中的重要技術類型。屋頂綠化,即綠色屋頂,是根據園林綠化需求、屋頂種植物選擇、屋頂負載等多種因素,確定屋頂土壤深度,栽培相應的植物。應滿足:植被層、種植土、過濾層、凹凸型排蓄水層、找平層、保溫層、結構層等設計需求。在植物層宜草皮及蔓性植物,也可結合模塊式的種植花箱,花箱可進行拼接,可進行收集雨水。同時花箱與屋頂之間架空,利于通風排水。植物基質層土層結構設計時,可根據不同設計類型選擇不同的基質層材料,同時須考慮不同植物對基質的要求。例如花園式屋頂宜選擇細沙、草炭、膨脹珍珠巖等輕質材料,按比例混合,滿足種植需求以減少屋頂承受的荷載。
現階段,我國城市景觀建設中,屋頂綠化已經被廣泛應用,是新的時代發展環境下,一種新型綠化理念。除了美化園林外,具有減少污染、凈化城市空氣及減少屋頂徑流總量的作用,能更好地收集與凈化雨水,實現改善環境污染的效果。
海綿城市建設中,植物選擇可遵循以下類型:1)優先選用本土植物,適當搭配外來物種。本土植物適應能力強能發揮較好的去污能力,同時結合一些外來物種,提供植物的多樣性;2)選用根系發達、莖葉茂盛、凈化能力強的植物;
3)選用即可耐澇有又具有一定抗旱的植物;4)選用具有較高抗逆性、抗污染、抗病蟲害、抗凍、抗熱的植物;5)選擇相互兼容搭配的植物,提供去污性、多樣性、觀賞性。
可供選擇的植物品種有麥冬、花葉洛石、海濱木槿、紅葉石楠、千屈菜、云南黃馨、金森女貞、玉簪、水楊梅、菖蒲、澤瀉、紅花醡漿草、再力花、花葉美人蕉、小葉蚊母、白三葉、佛甲草、鳶尾等。
總而言之,海綿城市建設是實現“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解”方針政策的重要技術措施,在城市園林綠化建設過程中將海綿城市建設進行有機的結合,既發揮海綿城市建設在利用和保護水資源中的重要作用,同時又能建設更加美好的園林景觀生態環境,兩者相互協調、有機結合將會在未來城市生態發展中發揮可持續的、積極良好的經濟和生態效益的作用。