海綿城市理論在城市園林設(shè)計中的運用初探

唐正偉（招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶400067）

海綿城市理論在城市園林設(shè)計中的運用初探

唐正偉（招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶400067）

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境破壞問題日益嚴(yán)重，引起了人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)前，在城市發(fā)展階段，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中會面臨城市內(nèi)澇、徑流污染、水資源短缺、用地緊張等問題。近些年來，海綿城市理論逐漸成熟，與實踐充分融合，在一定程度上保證了城市開發(fā)建設(shè)的質(zhì)量，并保證了良性水文循環(huán)。本文對海綿城市理論在城市園林設(shè)計中的運用進(jìn)行深入分析，供相關(guān)人士參考。

海綿城市；園林設(shè)計；應(yīng)用

1 引言

近三年來，全國各地共400余城市因遭遇暴雨而陷入洪澇災(zāi)害。傳統(tǒng)的城市規(guī)劃給城市帶來了大規(guī)模的不透水區(qū)域，導(dǎo)致暴雨徑流增大。加上以“快排”為主的雨洪管理方式，城市排水壓力過大，雨水得不到及時抽排?！胺暧瓯貪场迸c水資源短缺逐漸成為大部分城市所面臨的嚴(yán)峻問題。因此，合理地利用雨洪資源，將雨水進(jìn)行剛性約束與合理利用具有重大的意義。海綿城市理念有別于低影響開發(fā)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)是其關(guān)注面的宏觀性。所以，在將其應(yīng)用于城市建設(shè)過程中，需要提高海綿城市理論運用的有效性。

2 海綿城市

2.1 海綿城市的概念

海綿城市是一個形象而綜合的概念，強調(diào)讓水在城市中的遷移活動更加“自然”，通過建立和完善城市的“海綿體”，實現(xiàn)緩解城市雨洪壓力、削減徑流污染負(fù)荷、提高雨水資源化水平、調(diào)節(jié)城市微氣候、改善城市景觀等多重目標(biāo)，最終為城市構(gòu)建起可持續(xù)、健康的水循環(huán)系統(tǒng)。

2.2 海綿城市的實施途徑

《指南》中提出構(gòu)建海綿城市的實施途徑為：城市原有生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)；生態(tài)恢復(fù)和修復(fù)；低影響開發(fā)。“生態(tài)優(yōu)先”是城市開發(fā)的基本原則，對河流及灘涂、濕地等水敏感地區(qū)，河段周邊能夠承受強降雨的林地、草地、濕地，均予以保護(hù)。對河流生態(tài)被破壞的區(qū)段采取優(yōu)化措施，恢復(fù)河道自然環(huán)境。針對規(guī)劃地區(qū)雨洪特點，適當(dāng)開挖支渠，增大水域面積；在建成區(qū)域，采用透水路面、植草磚、透水網(wǎng)格、植生滯留槽、雨水花園、下凹綠地、生態(tài)濕地等技術(shù)，削減徑流、蓄水滯洪，緩解雨水管網(wǎng)排水壓力，建立健全的分布式水文網(wǎng)絡(luò)。

2.3 海綿城市的規(guī)劃目標(biāo)

2.3.1 緩解雨洪壓力

該公園下游河段地勢低洼，且雨水資源豐沛，有著較高的防洪要求，需要通過削弱峰值來提升防洪能力。

2.3.2 削減徑流污染

規(guī)劃區(qū)河流有著十分優(yōu)秀的生態(tài)本底和高品質(zhì)的水質(zhì)，建設(shè)開發(fā)可能會造成水質(zhì)的污染，控制降雨的徑流污染可以相應(yīng)提升水質(zhì)。

2.3.3 提高雨水利用

因地制宜，合理采用集蓄、滲透等技術(shù)進(jìn)行城區(qū)雨水資源利用，補充地下水，改善水體環(huán)境；降低徑流系數(shù)，緩解雨水管網(wǎng)排水壓力，提高城市防洪能力。通過雨水積蓄利用、利用各種人工和自然水體、池塘、濕地或洼地對雨水徑流實施調(diào)蓄、凈化和利用，改善地區(qū)水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

2.3.4 改善城市景觀

該公園處于所處地區(qū)的流域生態(tài)敏感地帶，其獨特的生態(tài)格局作為優(yōu)勢景觀資源，為休閑療養(yǎng)提供最佳場所，但也必須采用有別于傳統(tǒng)開發(fā)的低沖擊開發(fā)模式，實現(xiàn)自然資源保護(hù)與城市發(fā)展的雙贏。結(jié)合城市水環(huán)境現(xiàn)狀和水文地質(zhì)條件的特點，規(guī)劃控制目標(biāo)應(yīng)為徑流峰值控制、徑流污染控制?？紤]到該公園下游河段地勢低洼，且雨水資源豐沛，有著較高的防洪要求，需要通過削弱峰值來提升防洪能力。此外，規(guī)劃區(qū)河流有著十分優(yōu)秀的生態(tài)本底和高品質(zhì)的水質(zhì)，建設(shè)開發(fā)可能會造成水質(zhì)的污染，控制降雨的徑流污染可以相應(yīng)提升水質(zhì)。

3 實例分析海綿城市理論在城市園林設(shè)計中的運用

某公園占地面積約58.58hm2，其中建筑1.40hm2，綠地53.06hm2，道路廣場3.56hm2，水體0.56hm2。園內(nèi)排水溝均采用植草溝，在傳輸徑流雨水的同時，可將部分雨水下滲補充地下水。依據(jù)產(chǎn)流量計算，園內(nèi)年產(chǎn)生的雨量為104m3，園內(nèi)年產(chǎn)生的雨水量遠(yuǎn)大于景觀用水量，結(jié)合水景設(shè)施和地形，設(shè)置3座雨水蓄水池，規(guī)模300m3/座。經(jīng)水量平衡計算，園內(nèi)給水水源分兩部分：①綠化澆灌用水（含綠化澆灌、道路和廣場沖洗用水），由園內(nèi)的雨水收集后供給；②游客用水，由園內(nèi)的市政給水管網(wǎng)供給，兩部分相對獨立。綠化澆灌用水、道路和廣場沖洗用水采用雨水作為供水水源，最高日用水量為589m3。當(dāng)雨水量不夠綠化澆灌時，采用市政給水作為澆灌補充水，補充到蓄水中。公園內(nèi)雨水口均設(shè)置截污掛籃，公園道路、停車場、公共廣場均采用透水鋪裝。公園內(nèi)還設(shè)有干塘、濕地、滲井等設(shè)施。圖1是公園的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)流程圖。

圖1 公園的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)流程圖

3.1 景觀水文格局

借助地理信息系統(tǒng)以及空間分析技術(shù)對該公園的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行分析，得出生態(tài)景觀要素在空間上“基質(zhì)——斑塊——廊道“的布局關(guān)系。運用GIS平臺的阻力模型和MIKE分析模型，再對洪水過程和動物棲息、遷徙過程做出全面的趨勢分析。在GIS平臺上對地形數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)及熱紅外遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合，可以得出匯水路徑、暴雨淹沒深度與范圍、植被覆蓋度、土地類型等在空間上的布局。根據(jù)疊加和模擬結(jié)果，得出不同景觀元素在空間位置上的敏感性。不同要素的敏感性評價結(jié)果將作為海綿城市整體保護(hù)的依據(jù)。

3.1.1 低洼易澇分析

利用ArcGIS10.2軟件對規(guī)劃區(qū)地形高程進(jìn)行識別分析，可以得出低洼易澇地區(qū)的分布情況。分析結(jié)果顯示出需要被保護(hù)沙洲地段，以及可以利用成為海綿調(diào)蓄區(qū)域的水敏低洼地區(qū)，作為消納雨水的基質(zhì)本底。

3.1.2 徑流過程分析

基于規(guī)劃區(qū)地形基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運用ArcGIS空間分析平臺，模擬規(guī)劃區(qū)的三維地形。通過模擬耦合水體流向和河網(wǎng)信息，研究得出規(guī)劃區(qū)的徑流過程圖，對整個規(guī)劃區(qū)自然徑流形成過程有了更全面的了解。雨水徑流廊道將作為重要的水文網(wǎng)絡(luò)部分，也是海綿城市的基礎(chǔ)骨架。

3.2 水文脈絡(luò)梳理

3.2.1 結(jié)合防洪要求穩(wěn)固堤岸

依據(jù)上位規(guī)劃的河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，如該公園臨近下游區(qū)段為20年一遇，同時針對河流最大洪水汛期水位線建設(shè)堤岸，采用素土堤岸線結(jié)合植被綠化，通過高度綠化控制水土，避免采用混凝土、石頭砌筑等措施完全式“硬化”河道。在河流河道彎曲部分沖擊較大的區(qū)域放置一定數(shù)量和體量的堆石或碎石或鉛絲籠組合，減弱河水對岸線的沖刷，便于固定岸線。成本低廉宜于建設(shè)實施，對環(huán)境的干擾相對較小。同時散置的堆石為場地內(nèi)的植物生長和動物棲息環(huán)境留有余地，有利于生態(tài)化的延續(xù)。

3.2.2 結(jié)合流域匯水路徑進(jìn)行梳理

保留該公園河岸南北側(cè)原有的支流，并進(jìn)行疏通，形成人工行泄、滯蓄以及營造水景觀、水娛樂的第二岸線。加深人工支流的河槽，設(shè)立行泄和滯蓄的第二岸線，枯水期能夠滿足蓄水需求，汛期能夠泄洪。同時，小尺度的親水岸線能夠給居民和游客帶來與景觀互動的樂趣。建議在支流與主流交匯處使用導(dǎo)流壩，引導(dǎo)支流河道水流，避免支流水流在交匯處水流紊亂，沖擊岸線。用于阻隔河水對河道內(nèi)滯洪區(qū)、濕地、岸線綠帶的沖擊，培育穩(wěn)固而具有多樣性的河道生物棲息地。

3.3 低影響開發(fā)與景觀設(shè)計

3.3.1 景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)布局

該公園現(xiàn)有生態(tài)條件，包括河流、土壤、水質(zhì)等狀況，基本可以支撐現(xiàn)有生物物種、周邊居民生產(chǎn)生活建設(shè)的需求。但是該河道存在河道內(nèi)采砂、灘地農(nóng)業(yè)開發(fā)等破壞生態(tài)環(huán)境的行為，目前公園規(guī)劃段生態(tài)條件基本平衡。該公園生態(tài)系統(tǒng)主要以支流河道與岸線為本底，由水生與岸基動物、植物及微生物等要素構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)，有著豐富的生態(tài)多樣性。運用景觀生態(tài)學(xué)的“基質(zhì)——斑塊——廊道”的景觀結(jié)構(gòu)分析法，可以將規(guī)劃區(qū)中的景觀要素分為生態(tài)基質(zhì)、生態(tài)斑塊和生態(tài)廊道。結(jié)合新的總規(guī)、控規(guī)和城市設(shè)計，在生態(tài)廊道密度、斑塊量、基質(zhì)的核心狀態(tài)保護(hù)與加強，將城市建設(shè)區(qū)與公園生態(tài)一體化構(gòu)建，形成網(wǎng)主軸型生態(tài)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以支撐城市良性發(fā)展。

3.3.2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施與市政設(shè)施結(jié)合

對于雨洪資源的管理，建議采用源頭分散控制，即通過生態(tài)調(diào)蓄設(shè)施對雨洪進(jìn)行低沖擊開發(fā)利用。建議規(guī)劃區(qū)以徑流系數(shù)及外排水量為控制參數(shù)，采用透水路面、植草磚、透水網(wǎng)格、植生滯留槽、雨水花園、下凹綠地、生態(tài)濕地等技術(shù)，削減徑流、蓄水滯洪，緩解雨水管網(wǎng)排水壓力，建立健全的分布式水文網(wǎng)絡(luò)。

3.3.3 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的景觀植物結(jié)合

從微觀的層面來說，在雨水適應(yīng)性景觀中土壤和植物起到了至關(guān)重要的作用。根據(jù)該公園河岸土壤狀況，需要對其進(jìn)行改良。通過改善土壤，來減少徑流量、補充地下水、增加河流的基流，同時通過過濾、吸附、生物等作用來處理徑流污染。因為紅壤土對磷素的吸附性能很好，所以適用于控制雨水非點源污染物質(zhì)，但滲透性卻較差，而不利于雨水的下滲。經(jīng)過對植物冠層截留能力的研究得出，為了實現(xiàn)雨水的可持續(xù)利用，減少地表徑流，維持城市水文循環(huán)，建議選取具有較高冠層雨水截留能力的園林植物復(fù)合種植，構(gòu)建復(fù)層混交植物群落，包括水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)。其中，水平結(jié)構(gòu)包括雨水蓄留帶、緩沖下滲帶和徑流延滯帶；垂直結(jié)構(gòu)分為上層、中層和下層。根據(jù)該公園出?？谔幍闹参锓植记闆r，同時考慮生態(tài)和景觀效益，可以使用以下植物：①常綠喬木：木麻黃、水黃皮、馬占相思、對葉格、紅厚殼、黃槿、斜葉榕；②落葉喬木：印度紫檀、苦楝、烏桕、攬仁樹；③常綠灌木：許樹、露究樹、草海桐、馬櫻丹；④草本地被類：海芋、螺琪菊、大葉油草、盧蘋、狗牙根；⑤藤本類：厚藤、五爪金龍、倒地鈴。

4 結(jié)束語

綜上所述，海綿城市理論在城市園林設(shè)計中的運用具有突出優(yōu)勢：建設(shè)成本較低，且運行管理難度較為簡便，更加自然美觀。在建設(shè)過程中，需要加強對風(fēng)景園林工作人員的培訓(xùn)教育工作。當(dāng)前人們對海綿城市理論的認(rèn)識更加深刻，城市園林設(shè)計更加成熟，使得園林的功能更加多元化。由此可見，“海綿城市”理論發(fā)展具有戰(zhàn)略性意義。

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TU985.12

A

2095-2066（2016）05-0030-02

2016-2-1

唐正偉（1984-），男，中級工程師，本科，主要從事園林景觀設(shè)計工作。