海綿城市理念在居住區規劃設計中運用研究

銀光爍

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據資料顯示：很多城市在雨季頻發之際經常出現“看海”現象，政府以及社會各部門在洪澇災害頻發的形勢下，更加關注如何有效地應用“雨水”。之所以引發雨水成災，是因為下滲性能較差的材料替代了城市安全的下滲地面，所以，在規劃設計上有必要應用海綿城市理念，為構筑滲透的新型城市保駕護航。極端天氣頻繁出現，城市的雨澇洪災越來越頻繁，作為防止、緩解、解決措施的海綿城市設計應運而生。

1 海綿城市理念概述

1.1 海綿城市定義

所謂海綿城市，是應用海綿的物理特性，從而更加精準地描述城市的某項功能，城市為更好地適應某些環境變動，應對雨水等災害帶來的影響，從而進行的一系列彈性處理。應用海綿城市理念可以更加有效地應用雨水，比如在雨季頻發之時，可以有效地有效地吸收，存儲，凈化雨水。

1.2 海綿城市理念的意義

海綿城市理念具有的特點如下所示：第一，充分利用了水資源。在城市建設過程中，應用海綿城市的理念可以有效地改善排水系統，完善基礎設施，在降低能源消耗基礎之上起到防洪作用，第二，改善生態環境，我國生態環境隨社會發展進程的推進，污染程度非常嚴重，因此在城市建設過程中有必要融合海綿城市的理念，去實施有效的對策來改善生態環境。

1.3 海綿城市理念發展技術

海綿城市理念價值非常明顯，在此種理念的影響下，出現了較多熱點技術，例如植草溝，綠色屋頂以及雨水花園等等，這些技術都被應用到現實的城市和區域規劃設計中。一些老舊小區應用海綿城市理念，居住環境有所改善。玉溪屬于國家海綿城市的試點城市，各小區自海綿化改造后，小區內部變成了“小海綿”，對小區內部積水問題予以解決，也優化了居民的生活環境。

2 居住區規劃設計中應用海綿城市理念面臨的挑戰

在居住區規劃設計中，想要有效地應用海綿城市理念，要關注環境特征，同時建筑要和水循環系統有效配合，并在此基礎之上做出優化設計和改造。

第一，在完善環境設計建筑上，要結合居住區現有環境來完成。設計人員要提前收集綠化面積，濕地以及排水系統的信息和數據，并在此基礎上做出綜合性的規劃和設計，在原有的建筑環境和交通道路中，嵌入海綿城市理念。據資料顯示：我國很多舊城區面積較大，而一些排水設施系統比較老舊，對比新城區改造和設計來說難度較大。再加上在城市居住區規劃和設計上，要對一些路面和空間做出整體布局的調整，各部門會實施較多管理方針和大量的對策，對雨水做出排導，某種程度上也提高了設計的難度。一些住宅區內有河道，在雨季頻發之際，會存在黑臭現象，所以要在參照海綿城市建設理念基礎上保障住宅區的景觀優化。可以堅持藍綠共贏的原則，即在保障資源應用和雨水安全基礎上，為居民構筑宜人低碳的生活環境，做好海綿城市建設工作需要人們的共同努力，在共同建設中推進生態系統的平衡發展。

城市洪災現象隨著暴雨極端天氣的出現發生的越來越頻繁，在此背景之下，海綿城市設計理念應運而生。海綿城市設計理念最重要的作用是收集應用場地內雨水，其重點即“滲、滯、凈、排、蓄”，簡單來說，場地的雨水要具備滲透雨水的能力，不能直接向市政管網排放，通過對排水量的減少，滯緩水流速度，以此降低降水量對城市管網的壓力。因此，各部門要定期排查場內的建筑設施。此外，也要引進專業的設計人員，為推進海綿城市建設工作保駕護航。

第二，想要推進海綿城市理念在居住區規劃設計的應用，各部門要將目光放在居住區建筑功能的調整和完善上，比如在居民區設計過程中要合理地發揮海綿性的功能，來對排水系統做出改造和升級。同時各部門也要了解到各因素對于雨水的應用和控制情況，在有效排水，導出雨水規劃設計過程中可以考慮建設綠色屋頂。然而在實際設計過程中，很多城市需要花費時間和精力現場勘測，并就綠色屋頂實際情況做出大范圍的協調，時間進度較長，消耗的工程量和成本也是巨大的。

第三，在設計道路和綠地過程中，要融入海綿城市理念，各部門要充分考慮交通流量，綠化帶以及現實道路的通行情況，將重心放在綠地海綿設施改造上。例如在調整和建造過程中，要在屋面，停車場以及雨水廣場配備排放系統，應用海綿設施對場內雨水作出收集[1]。

3 海綿城市理念在居住區規劃設計中的應用

3.1 項目舉例

項目概況：項目位于臨港新片區，項目用地面積為41805㎡，綠化率28.25%。

臨港地區特殊性和海綿設計難點分析：

1、臨港地區土壤特點可歸納為‘兩高一低’：高鹽、高堿、低滲透。

臨港由于地處東海沿岸，臨港地區土質均為鹽堿沙土。據上海市園林科研所的采樣分析，主城區土壤pH值大于8.5的土地占97.5%，而一般植物適宜的土壤pH值為6.5至7.5之間。此外，當地土壤含鹽量極高，多半為重鹽土和中鹽土，植物生長環境惡劣，需采用土壤換填等方式改善土質，采用海綿設施專用種植土，植物選擇選用選用根系發達、莖葉繁茂、凈化能力強、四季常綠、管理方便、冬季不用收割的本土植物，結合場地實際條件選擇合適的植物品種進行搭配，起到既能增強凈化力又具有觀賞性的效果。

2、年徑流總量控制率高，控制率要求不小于80%且綠化率低有大片硬質地面。

設置屋頂綠化和把人行道、景觀庭院、公共活動場地和停車位做透水鋪裝用以降低雨水徑流量；大片硬質地面可以通過設置水溝把場地的雨水匯集到附近綠地的海綿措施中進行儲存和凈化，或者排入雨水收集池中，處理后的雨水用于地下車庫沖洗、道路沖洗、綠地澆灑，提高雨水資源化利用，節約水資源。

綠化率低，海綿措施可以采用蓄水能力較高的雨水花園，雨水花園滯留層厚度采用200mm，種植土入滲率取100mm/h，滲透時間取2h，則單位面積雨水花園的調蓄容積V=200*1/103+100*1*1*2/103=0.40m3。

為了最大限度收集雨水，屋頂雨水立管采用斷接的形式使雨水散排到室外中綠地中的海綿措施中，為了有效收集雨水并且效果最佳需要和建筑、給排水和景觀專業密切配合，才能既滿足海綿的控制指標又能給居民帶來美好的景觀體驗。

3、臨港地處東海沿岸，確保系統處理的雨水為地塊內徑流雨水。

抬高雨水調蓄池的進水管、出水管的標高，并高于項目所在地附近的河道汛期水位，可以防止河水倒灌，避免收集非場地內雨水。

4、末端調蓄池凈化方案從綠色節能和優化成本的角度出發，可以采用地下調蓄池+雨水花園的組合工藝進行雨水調蓄和凈化。

調蓄池內的雨水由水泵提升至水池頂部生態化處理設施，凈化后排放，以保障凈化出水達到用水水質要求。雨水經過深度處理后進入清水池后由水泵輸送至用水點。

雨水調蓄池采用鋼筋混凝土水池，混泥土水池檢修人孔、通氣帽等位于綠地內，做法參考圖集 05S804《混凝土蓄水池》。

調蓄池布置在匯水面下游，排空時間滿足調蓄池的要求，應采取措施使池體構造滿足調蓄池的要求。

調蓄池內的雨水由水泵提升至水池頂部生態化處理設施，凈化后排放，水質應滿足受納水體的環境容量要求。

雨水控制設備放置在控制機房，水池內共設5個液位信號，分別是高、中高、中、中低、低五檔。

考慮生態化處理設施需要的下滲時間，雨水池排空泵可以安排間歇工作，每班工作時間不超過6個小時，考慮生態化處理設施連續沖刷會帶來的影響，雨水池排空泵出水口處可以做礫石等消能措施，并且生態化處理設施植物宜選取耐水淹植物。

5、本項目因為地勢不平，精確劃分場地的匯水分區更加重要。

本項目結合道路縱坡及雨水管網布置將地塊場地劃分為13個匯水分區，其中一個匯水分區包含所有非斷接屋面和局部硬質地面的雨水，這部分雨水由末端集中調蓄水池控制，并結合場地豎向，在地勢較低的綠地內設置雨水花園，能及時有效的將場地內雨水收集，延緩雨水外排，降低雨水徑流污染。

結合本工程建設條件，本項目海綿城市建設技術路線見圖1。

圖1 海綿城市建設技術路線圖

3.2 在建筑設計和景觀設計中的應用

為保障居住區建筑物設計效果，在規劃設計之初，相關人員要熟練地掌握設計理念和海綿城市思想，同時也要關注提升建筑物設計的改造效果以及其具有的實用性。此外，在建筑設計過程中，因居住者性格存在一定的差異，所以各部門人員要綜合考慮各種指標和因素，有效地設計居住區建筑物。為體現出建筑物多元化的特征，可以在屋頂綠化設計上設計綠色花園，提高其美化價值的同時，展示出海綿城市理念的原則。在選擇綠色植物上要參照環境，溫度的變化，來選擇適宜的植物，同時為保障屋頂土壤具備的蓄水功能，要讓屋頂綠化區域的排水和蓄水設計可以達到科學合理的范圍標準，推進居住區建筑設計過程中海綿城市理念的有效應用。

此外，在居住區設計過程中，為展示環保效果，也要做好居住區綠地景觀的設計工作，要在符合海綿城市理念基礎下，設計雨水花園，發揮水資源循環再生的功能，強化雨水具有的存儲效果。對雨水花園的設計，某種程度上也能減少居住人員日常生活水資源的消耗，建議在設計過程中選擇的場地要相對低洼，主要目的是提升匯集和吸收雨水的整體效果，在滿足地下水補充需求基礎之上，將海綿城市理念的效果充分地發揮出來。蓄水層，保值土層，保濕層，填料層，礫石層是雨水花園建筑的五層設置，建議技術人員在設計過程中要關注五個層次之間具備的關聯和共通性，在保障修建成本基礎之上，提升綠色設計水準。

4 推進海綿城市理念在居住區規劃設計的完善措施

4.1 在居住區綠地設計中融入海綿城市理念

近些年，我國很多城市建設了眾多濕地公園，其中在城市建設中具有綠化功能的包含以水生態為核心的一些基礎設施，這些基礎設施具有調蓄雨水，凈化污水等作用和功能。在城市濕地公園建設中，應用海綿城市理念，不但能實現水資源和景觀效果的雙重應用，同時也能在發揮海綿城市功能基礎之上提升居住區的綠化功能。在設計之初，在保障原有排水系統基礎之上，構建雨水生態管理系統，主要目的是讓該系統可以連接公園中的旱溪，在雨水頻發之際，使旱溪可以流向濕地公園，將其凈水功能發揮出來。

4.2 在改造設計中發揮建筑屋頂集水作用

在居住區設計和改造過程中，各部門要將重心集中在屋頂之上，在對屋頂進行海綿城市理念的融合和滲透過程中，將綠色屋頂具有的功能充分地發揮出來。比如在屋頂上配置排水設施，此環節會投放較多的資本，也具有一定的設計難度，然而在屋頂上做出綠色設計和優化，能加強雨水的過濾和吸收，更好地收集雨水，同時也能讓居住區的屋頂更加美觀，帶有極強的觀賞價值。

4.3 對居住區植草溝做出合理的設計和安置

植草溝是生長的植物的地表溝渠，溝渠不但可以凈化雨水，同時也有著收集和排放雨水的作用。再加上植草溝具有較小的占地范圍和面積，在設計和施工過程中流程簡單，具有較低的成本，某種程度上結合海綿城市理念，可以將其優勢和作用充分地發揮出來，在居住區設計植草溝，能為居民后續的出行提供便捷，讓小區綠化水平更高。建議在安置和設計植草溝上可以參照外部的生態環境和氣候特征，來進行適當的設計。

4.4 應用合理的道路材料收集路面雨水

在路面設計上要選擇透水性較強的材料，并融入海綿城市理念，比如滲水瀝青的路面以及透水性較強的地磚材料，都帶有較高的透水性，路面上的雨水可以第一時間排到水渠中，排水渠匯集雨水，并做出雨水的疏導，將雨水匯集到蓄水池內[3]。除了選擇一些具有較高透水性的路面材料，也可以增添一些應用坡度來實現排水功能的設施，通過路面的合理設置更好地收集雨水。

4.5 結合外部條件修建蓄水池

如果修建的居住區面積較大，一旦雨季頻發，居住區疏水功能會有所下降，致使雨水無法第一時間排放出去，為居民的出行帶來了不便[4]。為解決此問題，可以在修建蓄水池上融合海綿城市的理念，一般要選擇帶有防水功效的材料或者塑料模塊，特別是在大面積居住區設計和優化過程中，為實現雨水的循環應用，可以針對較多個蓄水池來進行多點的布局和規劃。

總的來說，在居住區設計中有效地應用海綿城市理念系統性較強，設計人員要把握，融入全局性，在應用該理念過程中，關注交通，消防，電力系統，景觀設計，停車場各板塊的功能，并做出綜合的考量和分析，記錄資料和數據，參照生態環境和地形條件制作規劃方案，并進行長期性的設計[5]。在構建海綿城市功能上可以善用下凹綠地以及綠色屋頂等技術，將城市本身作用盡可能地發揮出來，此外，也要將地下水，地表水以及自然降水的系統性加以統籌，完善排水系統，構筑調蓄設施，在節約和有效利用水資源的同時，推進海綿城市理念在居住區規劃設計中的應用和實施。

5 結論

在居住區規劃設計過程中，融合海綿城市理念十分有必要，海綿城市理念不但可以幫助居住區有效地規劃和設計，同時也能在提高生態環保效益基礎之上，為居民出行提供便捷。本課題探究了海綿城市理念在居住區設計規劃中的有效應用，并提出了完善對策，希望能幫助相關技術人員了解海綿城市理念價值，去創新居住區規劃設計方案，全面地展示地展示出規劃設計具有的環保效益。