基于海綿城市理念的桃浦科技智慧城中央綠地景觀設計與營造

徐 婧

（上海豐沁置業(yè)有限公司，上海 200331）

1 海綿城市公園建設

隨著城鎮(zhèn)化率不斷攀升，為了更好地預防和應對城市內澇，實現(xiàn)城市建設與環(huán)境的和諧共生，近年來，全國對海綿城市的建設如火如荼。作為海綿城市重要的生態(tài)載體，各地在城市公園“海綿化”建設與改造方面都進行了諸多嘗試。其中，涌現(xiàn)了北京奧林匹克森林公園、哈爾濱群力新區(qū)城市濕地公園等優(yōu)秀范例。

本文主要圍繞城市新建公園綠地的海綿城市建設展開，結合項目棕地轉型的特殊背景，對公園海綿城市的設計與營造進行系統(tǒng)梳理。

2 項目概況

2.1 基本情況

桃浦科技智慧城中央綠地位于上海市普陀區(qū)桃浦鎮(zhèn)，該地區(qū)自20世紀50年代起即為上海市著名的工業(yè)區(qū)。近年來，伴隨產業(yè)調整、棕地改造和地區(qū)轉型升級，為了更好地優(yōu)化區(qū)域生態(tài)、打造地區(qū)活力觸媒，上海桃浦科技智慧城中央綠地項目應運而生。

桃浦科技智慧城中央綠地項目東至景泰路，南至真南路，西至敦煌路，北至桃惠路，總用地面積約50hm2。公園總體設計在平面上形成“J”字形，地形設計上借鑒草書及古典舞的行云流水態(tài)勢形成山與谷的意向，公園整體地勢北高南低。設計上，項目聯(lián)通周邊水綠結構網絡，期望塑造符合區(qū)域發(fā)展的新自然景觀。2017年，桃浦科技智慧城被納入上海市首批海綿城市建設試點區(qū)域。

2.2 水文及地質條件

從氣候、水文方面來看，項目地處上海，主要氣候為亞熱帶季風氣候，降水主要集中在每年的5～9月，年平均降雨量約為1 100mm；汛期主要集中在3～5月梅雨季與6～9月臺風季。

從地質條件來看，項目場地范圍內地基土主要由黏性土、粉性土和砂土組成，局部有暗浜。由于該項目地塊原址曾為香精廠、化工廠等，場地內局部土壤曾進行土壤修復，修復后的土壤平均有機質含量為9.8g/kg，土壤為中偏堿性。

場地標高方面，永登路、敦煌路等周圍城市道路的平均標高為4.0m，綠地園路標高隨地形由-2.3m逐漸過渡到4.0m，607地塊及608地塊中央景觀水池池底標高-3.3m，常水位標高-2.8m。

2.3 現(xiàn)狀分析

上海桃浦科技智慧城中央綠地的海綿城市設計與建造面臨如下挑戰(zhàn)：①綠地內生態(tài)用水與新開1號河連通，鑒于該河尚未建設完成，綠地內部河流的流通性能較差；②區(qū)域內地下水位較高（年平均地下水離地表面僅0.5～0.7m），導致海綿設施的設置深度存在明顯局限性；③該處土壤因為污染在項目開發(fā)前經歷了嚴格的治理，治理后的土壤有機質含量及酸堿度對植物種植并不友好；④區(qū)域市政管網老舊，雨季事故頻發(fā)。該區(qū)域周邊道路原有雨水管道設施多為1年設防，地面標高一般在3.22～4.00m，相對低洼。同時，該區(qū)域曾出現(xiàn)多次雨水倒灌，雨期道路積水情況嚴重；⑤新建市政綜合管廊暫未投入運營使用，排水主要依賴原有市政管網系統(tǒng)。

整體來看，該項目海綿城市的設計與建設雖難度較高，但其對該城市片區(qū)海綿城市建設起到關鍵作用。

3 設計策略及方法

上海桃浦科技智慧城中央綠地作為區(qū)域內最為重要的城市“海綿體”，對應《桃浦科技智慧城海綿城市規(guī)劃建設》中起關鍵作用的“一池”和“一帶”，對綠地本體和周邊雨水滲透、儲存、調節(jié)等海綿城市的構建起到決定性作用。

在桃浦科技智慧城中央綠地概念方案階段，概念設計團隊即引入了美國雨洪管理理念，但鑒于國情不同，并未對落實的具體措施有深入展開。伴隨項目設計深化和響應上級主管部門有關工作部署，在擴初及施工圖設計階段對公園海綿城市設計進行細化、深化。結合海綿城市和低影響開發(fā)設計理念，通過植草溝、雨水花園、屋頂綠化等“滲、滯、蓄、凈、用、排”的技術手段，實現(xiàn)中央綠地自身及科技智慧城范圍內的雨水收集、凈化、循環(huán)與重復利用，對區(qū)域生態(tài)建設產生積極影響。

3.1 設計目標及原則

桃浦科技智慧城中央綠地在進行海綿城市設計時，遵循生態(tài)優(yōu)先、雨洪管理等理念，從海綿城市指標與海綿城市設施兩個層面進行了自上而下的設計與梳理。結合綠地景觀設計與布局，精心測算指標，科學布局人工措施與自然途徑，將園林景觀與海綿城市理念進行有機融合，最大效能發(fā)揮城市綠地海綿綜合體的作用。

指標建設方面，對照《桃浦科技智慧城控制性詳細規(guī)劃》《上海市桃浦科技智慧城海綿城市建設實施方案》等上位規(guī)劃和政策，要求綜合徑流系數(shù)≤0.5，年徑流總量控制率≥80%，對應削減量26.7mm，年徑流污染控制率≥85%，雨水資源利用率≥5%。同時，針對上海桃浦中央綠地，在規(guī)劃層面設定了約束性、激勵性和技術性3個層級的指標體系（見表1）。

表1 綠地系統(tǒng)海綿城市建設指標體系

海綿設施營造方面，在保證防澇前提下，通過生物滯留區(qū)、透水路面、植草溝、濕塘、屋頂綠化等措施形成雨水的循環(huán)。海綿設施的選擇結合本項目開發(fā)的實際，以低影響開發(fā)的措施為主，盡量減少大范圍的人工干預。中央綠地海綿設施結合景觀設計方案，在綠地中設置下沉式綠地、屋頂綠化、滲透鋪裝等設施，收集和匯總綠地景觀、地下空間的周邊雨水，進一步有效降低雨水徑流量，實現(xiàn)了源頭削減最大化。

3.2 技術路線

結合桃浦科技智慧城中央綠地景觀設計方案、桃浦科技智慧城中央綠地二期工程方案、市政雨水納管條件，本工程分為10個排水分區(qū)，對應LID匯水分區(qū)間，并據(jù)此計算雨水調蓄容積（見表2）。

表2 規(guī)劃下墊面統(tǒng)計表及匯水分區(qū)海綿設施調蓄容積指標

將項目需要考慮的匯水區(qū)域和內容大致分為2個部分：①綠地范圍內雨水系統(tǒng)；②綠地地下空間室外雨水系統(tǒng)。不同區(qū)域海綿城市雨水處理的技術路線和徑流組織存在差異性。具體來講，綠地范圍內的廣場及草地自身徑流在地表進行有組織的匯流、滲透，經雨水花園、植草溝實現(xiàn)降雨期間的源頭消減，多余的雨水經管渠排放至室外雨水管系統(tǒng)，最終接入市政管網。綠地地下空間室外的雨水，經過有組織的匯流，大部分轉移到地下空間設置的集水設施，小部分進入景觀水池或經植草溝匯流至雨水管渠。桃浦中央綠地海綿城市構建技術路徑如圖1所示。

圖1 上海桃浦中央綠地海綿城市構建技術路徑示意

3.3 海綿設施的布局

在保證排水防澇安全性的這個大前提之下，桃浦科技智慧城中央綠地運用生態(tài)手段和人工設施，盡量做到雨水資源的最大程度利用和循環(huán)。上海桃浦科技智慧城中央綠地項目，在考慮景觀設計、場地排澇、周邊環(huán)境等多種因素后，通過透水鋪裝路面、景觀蓄水池、轉輸型植草溝、屋頂綠化和雨水花園等低影響開發(fā)設施，有效實現(xiàn)雨水源頭削減和雨水循環(huán)利用。

3.3.1 透水鋪裝路面

以人性化、生態(tài)化為主要設計原則，公園內二級園路、景觀步行道路主要采用透水磚、透水混凝土及嵌草汀步材料。雨水順著透水路面滲透到地下，在減少地表徑流的同時，減小了污染物進入景觀蓄水池的可能性。通過在地形變化的地方設置不同顏色的防滑透水磚，可較好地引導人流，增加綠地的美觀性和觀賞性。

3.3.2 景觀蓄水池

結合上海桃浦科技智慧城中央綠地的總體設計布局，利用075地塊內的景觀水體作為景觀蓄水池。該蓄水池采用硬質材料鋪底，旱時蓄水池可供游客游玩觀賞，汛期周邊雨水匯入水池，能夠儲存817.38m3雨水。水池中設置溢流設施，水深過高時通過擬建泵站提升雨水至新開河1號中。

3.3.3 轉輸型植草溝

桃浦中央綠地沿園路一側設置轉輸型植草溝，寬度1m，溝內植被高度控制在100～200mm。植草溝雨水滲透系數(shù)大于5×10m/s，最大流速0.5m/s，曼寧系數(shù)0.2，水力停留時間大于6～8min。

608地塊的雨水由植草溝接入生物滯留區(qū)或景觀蓄水池中，景觀蓄水池設有2個溢流口，一個溢流口進入地下空間下層的蓄水池中，當水位高于設計高度時通過另一個溢流口進入擬建雨水泵站提升至094地塊與河道連通的景觀湖中，達到防洪排澇的目的。607地塊的南部區(qū)域中的雨水通過自流和植草溝的轉移運輸進入到附近的生物滯留區(qū)或景觀湖中，景觀湖疊水流入075地塊的景觀蓄水池中。

3.3.4 屋頂綠化

中央綠地內的游客服務中心和園藝展示中心都采用了屋頂綠化，在提升建筑景觀效果的同時，發(fā)揮生態(tài)效益和環(huán)境效益。雨水經過屋頂綠化，屋面徑流總量和徑流污染負荷量有效減少，然后接入雨水罐，建筑內部植物澆灌用水可部分使用雨水罐處理后的雨水。雨水中被屋頂綠化截留的部分，有效地滋養(yǎng)了植物，形成良好的景觀效果。

3.3.5 雨水花園

桃浦中央綠地局部結合生境設置了多處雨水花園，花園低于周邊園路鋪裝面，下凹深度為100～300mm，設計寬度大于3m。雨水花園主要是匯總和收集匯水范圍內的雨水，考慮到雨季雨水量大且集中進入，在入口處設置了緩沖設施。雨水花園的植物選擇上考慮到海綿城市功能，優(yōu)先選用耐旱、耐澇、抗堿品種。

4 工程建設及運營維護

中央綠地海綿城市的實現(xiàn)，離不開多主體、多階段的統(tǒng)籌協(xié)調與統(tǒng)一行動。項目建設單位為牽頭方，需積極對接政府規(guī)劃、水務、道路、綠化等相關職能部門，在項目規(guī)劃、設計、實施、運營各階段分別做好公園綠地海綿城市的實施工作。同時，在桃浦中央綠地海綿城市營造過程中，工程建設與運營環(huán)節(jié)也對海綿城市營造的運行效果起到了重要且積極的作用。

4.1 工程建設

工程建設方面，由施工單位組織編寫了《桃浦中央綠地海綿城市施工專項實施方案》，在工程實施前，對透水鋪裝路面、雨水花園、轉輸型植草溝等海綿設施的施工技術、手段進行充分研究和討論。針對桃浦科技智慧城中央綠地項目透水鋪裝、屋頂綠化和土壤換填這三方面重點工程內容進行說明。

透水鋪裝路面的基本構造和普通園路基本一致，即底層、基層、找平層和鋪裝層，不同點在于每一層都使用透水性能材料制作。具體來看，由于不同透水性能的材料其承受荷載的能力也各有不同，桃浦科技智慧城中央綠地項目園路在大范圍使用透水鋪裝的同時，根據(jù)車行、人行等使用功能的不同，進行梯度細分對使用頻率高、荷載要求高的區(qū)域，采用承載力較高的面層鋪裝透水材料；對使用頻率中、荷載要求不高的區(qū)域，采用承載力一般的面層鋪裝透水材料。

桃浦科技智慧城中央綠地在2個主要建筑單體較大范圍地使用了屋頂綠化，相比傳統(tǒng)建筑屋面，屋頂綠化能改善生態(tài)、降低徑流流速、凈化雨水。從具體構造上來講，桃浦科技智慧城中央綠地屋頂綠化構造上大致分為植被層、土層、過濾層、隔根層、防水保護層。植被選取耐旱耐澇的觀賞草及草坪草。考慮到建筑頂面部分區(qū)域設置采光井及排煙管，屋頂綠化的范圍結合景觀設計紋路圖案，較好地提升并改善了屋頂?shù)拿烙^度。

土壤換填主要是因為本項目堆山造型的土壤大部分為修復后土壤，土壤有機質含量、土壤酸堿度及土壤含鹽量與苗木要求的植物生長及養(yǎng)護要求都有一定差距。考慮到這一現(xiàn)實情況，在綠地建設苗木種植前期，施工單位與土壤改良單位進行合作，對設計地形以下1.5～2.0m的土壤進行針對性改良，保證和強化土壤的透水性。同時，嚴格按照設計文件的要求，項目保證至少1.5m的優(yōu)質種植土，為中央綠地形成錯落有致、四季可賞的苗木種植效果打下堅實的基礎。

4.2 運營維護

項目建設單位在走訪并現(xiàn)場調研了諸多海綿公園后發(fā)現(xiàn)海綿設施的運營養(yǎng)護往往為人所忽略，導致海綿設施的使用年限遠遠低于預期，為此，參考廈門等地市的優(yōu)秀做法，對桃浦科技智慧城中央綠地海綿設施的運營養(yǎng)護提出針對性要求。具體來看，針對透水鋪裝路面，將透水磚破損、平整度不佳、表面臟污等分別進行更換、重鋪、高壓水槍沖洗等養(yǎng)護措施，并制定相應的養(yǎng)護周期。針對轉輸型植草溝植物保活、斷面形狀維持等分別選擇適應性好的耐澇植物和塌陷修復等措施。

5 結語

桃浦科技智慧城中央綠地運用海綿城市理念，通過植草溝、雨水花園、屋頂綠化等海綿設施建造，將匯水范圍內的雨水儲存、滲透、凈化能力進行大幅提升，結合公園綠地景觀設計方案，形成集海綿功能、生態(tài)休閑、活力運動為一體的城市綠地空間。作為上海首批海綿城市綠色城區(qū)試點內的典型示范工程，桃浦科技智慧城中央綠地的海綿城市功能滿足了原定設計目標和指標，后期仍需要通過有的放矢的針對性措施繼續(xù)加以鞏固，從而推動和實現(xiàn)整個片區(qū)的海綿城市建設。