海綿城市低影響開發雨水花園工程施工技術研究

0 引言

低影響開發（Low-ImpactDevelopment，LID）雨水系統是海綿城市建設的重要組成部分。LID的效果評估是確保其設施能夠實現預期目標的重要環節[1]。精確的效果評估需要考慮水量、水質的控制結果，并通過建立精細化的仿真模型對LID設施的性能進行定量分析[2]。目前多種水文仿真模型，如SWMM（StormWaterManagementModel）和InfoWorksICM等，已被廣泛應用于LID的效果評估中。

LID 設施的優化設計是提高其應用效果的關鍵[3]。優化設計通常涉及LID設施的布置、容量選擇及組合方式，以實現最優的水質和水量控制[4]。相關研究通過多目標優化方法，結合不同的LID設施（如雨水花園、滲透鋪裝等），探討其在實際應用中的最佳設計方案[5]。此外，LID設施不僅僅依賴于理論優化與仿真模擬，在實際應用中的區域差異、經濟成本以及社會認知等因素，都會影響LID設施的實際部署與實施效果[。

綜合現有關于LID設施的研究可以看出，現有研究多集中在機理分析和設計優化等方面。然而LID設施的實施也是十分重要的環節。為了更好地服務于海綿城市建設，需要應用低影響開發雨水系統，以此提高水資源利用率、改善城市的綠化環境。本文針對海綿城市低影響開發雨水花園工程施工技術展開研究，將研究成果提供給后續類似工程項目借鑒。

1LID設施及其具體功能

1.1 LID設施

海綿城市的LID設施，通過建立雨水回收利用系統，形成城市雨水的自然循環，將城市打造成一個雨季“吸”水，旱季“放”水的海綿體。海綿城市LID設施原理如圖1所示。

圖1海綿城市LID設施原料

1.2具體功能

海綿城市的LID設施具有“滲 $$ 滯→蓄→凈→用→排”等功能，每種功能的具體內容如下。

滲水：雨水通過介質土、透水混凝土、透水鋪裝等透水設施就地下滲，涵養地下水。

滯水：由生態植草溝、下凹綠地、雨水花園、高位花壇等LID設施滯留雨水，延緩徑流高峰的出現時間。

蓄水：因地制宜修建雨水收集和調蓄設施，降低徑流峰值流量，為雨水回收利用創造條件。

凈水：雨水采用微膠囊封裝微生物菌劑、生化填料非天然介質土等凈水技術，實現水質凈化。

用水：將調蓄池內收集的雨水用于綠化，起到節能環保作用。

排水：若遇到暴雨時，可實現雨污分流，降低城市內澇風險。

2雨水花園的概念及其施工工藝流程

2.1 雨水花園的概念

在海綿城市LID設施中，雨水花園是自然形成或人工挖掘的淺凹形綠地，其主要由地表植被、蓄水層、覆蓋層、種植土壤層、砂層、礫石層及穿孔管等組成。雨水花園是一種生態可持續的設施，通過植物和介質土的作用來凈化雨水并促進地下水的涵養，降低暴雨徑流的洪峰，同時可以減少污染，滿足城市不同用途的水資源需求。

2.2雨水花園的施工工藝流程

在海綿城市LID設施中，雨水花園發揮著十分重要的作用，修建雨水花園的主要施工工藝流程如下：測量放線→基坑開挖→整平夯實→鋪設防水材料 $$ 砌筑溢流井→碎石回填及埋設盲管 $$ 介質土回填→苗木種植。

3低影響開發雨水花園工程施工技術

3.1 測量放線

雨水花園除了滿足園林景觀造型要求之外，還需保證其設計的坡度和標高要求，以滿足雨水收集時的客觀需要。雨水花園的平面多為異形圓弧形，施工現場放線時一般以方格網確定雨水花園平面的幾個關鍵拐點，然后采用PVC牛筋管通過拐點進行弧度調整，最后用白灰撒出雨水花園基坑開挖邊線。邊線撒出后，報監理和景觀設計師現場確認后，進行基坑開挖。

3.2基坑開挖

根據測量放線確定雨水花園開挖范圍，基坑以人工配合機械的方式進行開挖，由于深度較淺，基坑一般按設計要求的1：2放坡開挖即可。基坑底部 200mm 原狀土采用人工開挖，以免擾動基底土層。在基底人工開挖及夯實過程中，應留置溢流井基礎空間。溢流井的基礎為1360mm×1060mm ，深度為 100mm 。基坑開挖工程質量檢驗標準如表1所示。

表1基坑開挖工程質量檢驗標準

3.3整平夯實

完成雨水花園基坑開挖后，進行基底的整平夯實。采用蛙式打夯機進行夯實，夯實過程應夯夯相連，不得漏夯和跳夯，夯擊次數 ?2 遍，壓實度 ?93%

3.4鋪設防水材料

基底夯實后，在邊坡鋪設“兩布一膜”復合防水材料。該復合防水材料由2層防滲土工布中間粘接1層PVC或者PE高分子防滲薄膜組成，其厚度 gt;0 .5mm，單位面積質量在 300～500g/m² 之間，縱橫向斷裂強度?7.0kN/m ，斷裂伸長率 gt;60% ，縱橫向撕裂強度 gt; 0.25kN ，頂破強度 gt;1.1kN ，剝離強度 ?7.2N/cm ，耐靜水壓 ?0.5MPa ，滲透系數 lt;1×10^-10cm/s 。

3.5砌筑溢流井

在開挖的溢流井基坑內澆筑厚度為 100mm 的C15混凝土墊層。澆筑混凝土時應注意振搗密實，并留置混凝土試塊進行送檢。待混凝土墊層養護成型后砌筑厚度為240mm 的磚砌井壁，井壁凈空尺寸為 680mm×380mm. 井壁采用MU10混凝土磚和M10水泥砂漿砌筑，可將井壁上的溢流管同時安裝。

井壁砌筑完成后安置鑄鐵篦子，井圈的厚度為100mm ，采用制作好的方形模板，使用C15混凝土現澆成型并振搗密實。混凝土澆筑后的養護至關重要，必須確保表面濕潤，避免過早拆模或不當處理。溢流井結構如圖2所示。

圖2溢流井結構

3.6碎石回填及埋設盲管

雨水花園的上述工程完工后碎石回填之前，應先報監理進行隱蔽工程驗收，驗收合格后、回填第一層碎石前，先安裝排水盲管、再進行級配碎石回填。級配碎石回填分為3次完成，回填攤鋪以人工作業為主。選用碎石的含泥量應嚴格控制在 1% 以下，壓碎值 ?15% 。每層碎石回填和攤鋪整平完成后，均應報監理驗收，驗收合格后方可回填和攤鋪下一層碎石。

應選用HDPE（高密度聚乙烯）材質公稱直徑為DN100的排水盲管。這種管材的抗壓強度 ?250kPa ，環剛度?8kN/m² ，盲管的一端連通雨水花園溢流井，另一端連通排水系統，其坡度為 3% 。安裝盲管時，不開孔一側朝上，豎向及位于土層的盲管嚴禁開孔。盲管埋設時開口側嚴禁向上，盲管埋設位置應距離土層 50～100mm 作為蓄水層，保持地下土層濕度，為苗木生長創造有利條件。

3.7介質土回填

級配碎石完成施工并報監理驗收合格后，回填厚度為 550mm 的介質土。介質土為非天然土壤，其質地疏松，保水、保肥，透水、透氣性良好。介質土內要求無建筑垃圾，并攪拌均勻，滲透速率 ?150mm/h ，有機質含量為 2.5%～3.5% ，pH值為5.5～6.5，密度為 1.3×10³～1.5× 10³kg/m³ 。回填時將介質土堆放于碎石層上，再人工進行攤鋪平整。回填介質土標高應比設計標高低 5mm 。介質土回填攤鋪時嚴禁與普通紅土混用。

3.8 苗木種植

苗木種植前的地形整理和放線，是保證雨水花園苗木種植準確的重要前期工作。為了確保土地表面平整并符合設計要求，通常采用行列式放線法或等距弧線放線法。樹穴的開挖是苗木種植的關鍵環節之一。樹穴的尺寸應根據苗木土球或根系的大小來決定，帶土球的苗木，其樹穴應比土球大 16～20cm 。此外，樹穴的形狀應避免上大下小的“鍋底坑”現象。開挖過程中，土壤分層堆放是必須的，表土和心土應分別堆放，避免將其混雜在一起，防止影響苗木種植后的土壤結構。

種植苗木時，應確保其根系舒展。對于裸根苗木，在栽植時需特別注意保護根系完整未受損。根系或土球應放入樹穴中，保持居中并確保樹木垂直。樹穴填土應分層進行，每層填土的厚度一般為 20～30cm ，并將土壤壓實。填土完成后，土面應略高于坑口，以防止在苗木栽植后的沉降現象，避免水分積聚在樹干基部。坑土填平后，要用剩余的土壤圍繞樹干筑起攔水圍堰，確保其高度不低于 15cm 0

苗木種植完成后，及時、充分的澆水是確保苗木成活的關鍵，一般應澆灌三次保活水。在苗木種植后的48h內，必須澆灌一次透水，以利于其根部與土壤貼合；第二次澆水應在第一次澆水后的5～7d進行，保證土壤中的水分分布均勻。第三次澆水應在第一次澆水后8～10d內進行。澆水后要及時封堰，并在樹干周圍堆積 20～30cm 的土堆。

4效益分析

4.1社會效益

海綿城市低影響開發雨水花園工程施工技術的實施，可強力促進城市生態文明建設，為現代生態宜居城市注入新的內涵，促進城市整體美觀度的大幅度提升。該項技術的運用，可緩解城市熱島效應和雨島效應、降低城市內澇，可滿足30年一遇24h降雨內澇積水防治標準。

4.2經濟效益

海綿城市雨水花園的建設，大大減少了建設排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量，大幅降低了城市雨水系統的造價，提高了水資源的自凈能力，節約了污水處理成本，有效增加了人均水資源占有量，緩解了制約經濟社會發展和提高城鎮化水平瓶頸之一的水資源短缺問題。

在玉溪市部分學校、小區等42個單位運用海綿城市低影響開發雨水花園工程施工技術，有效緩解了城市內澇，實現了雨水的回收與利用，解決了旱季水資源短缺的難題，改善了市民居住環境，取得了良好的社會效益和經濟效益。

5結論

本文結合海綿城市的相關理論和玉溪市雨水花園工程實踐，研究了海綿城市低影響開發雨水花園工程施工技術。通過對雨水花園施工技術的研究和實踐，得出以下結論：

1）海綿城市通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”復合排水系統，恢復了城市雨水的自然循環，實現了雨水的最大化利用。雨水花園作為LID設施的核心組成部分，能夠有效吸收、滲透并凈化雨水，同時為地下水涵養提供了支持。

2）雨水花園施工過程中，在基坑開挖、夯實、溢流井砌筑、碎石回填、介質土回填和苗木種植等關鍵施工環節中，都必須嚴格遵循施工工藝和質量標準。

3）雨水花園的建設不僅有助于改善城市的生態環境、提高綠化水平，還能有效緩解城市水資源短缺問題。在玉溪市的實踐中，雨水花園不僅解決了城市內澇問題，還通過雨水回用和凈化大幅度提高了水資源利用率，對當地的生態文明建設產生了深遠影響。

參考文獻

[1]侯坦，范辛，方瓊，等.基于VisualMODFLOW模型的LID設施對地下水調蓄關系研究[J].工程建設與設計，2024，23：17-20.

[2]馮皓天，李磊，周哲，等.基于水量水質控制目標的LID 組合方案評價[J].水力發電，2025，51（1）：22-27.

[3]王麗娜，蔡然，胡建美，等.基于城市水系統控制仿真模型的LID效果評估研究[J/OL].給水排水，1-7.

[4]劉大為，李紅艷，張峰，等.基于多目標算法的LID設施布局優選[J].水電能源科學，2025，43（1）：1-5+14.DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20232211.

[5]侯劍，王小飛，謝友超，等.基于下墊面智能識別和水動力仿真的LID城市降雨徑流調控優化[J].水電能源科學，2025，43（1）：6-9+88.D0I：10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20240296.

[6]李軍，劉學峰，王德淇，等.基于InfoWorksICM模型的城市小區LID組合方案成本效益研究[J].水資源與水工程學報，2024，35（4）：66-75.