青島市李滄區(qū)老虎山海綿公園建設(shè)思考

楊雪蓮，屈婷婷，白 晶

（1.青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，山東 青島 266000;2.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710068;3.青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，山東 青島 266000）

0 引言

快速的城市化使城市逐漸喪失“滲、透、濾、蓄”等水生態(tài)系統(tǒng)功能，導(dǎo)致城市的內(nèi)澇、水資源短缺及水污染等問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。中央三部委發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展2016年中央財(cái)政支持海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》后，確定了青島市為第二批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市。青島市于2016年正式頒布了《青島市海綿城市專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃（2016～2030）》，遠(yuǎn)期（2021～2030年）海綿城市建成區(qū)達(dá)80%。李滄區(qū)為近期建設(shè)的試點(diǎn)區(qū),建設(shè)面積25.24 km2。為模擬自然開(kāi)發(fā)，優(yōu)先利用山體自然排水系統(tǒng)，充分發(fā)揮山體綠地、道路、水塘對(duì)雨水的吸納、滲滯、蓄排和凈用，使山體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)雨水的自然積存與滲透，維護(hù)山體良好的生態(tài)功能，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行海綿公園建設(shè)研究。

1 老虎山基地現(xiàn)狀分析

李倉(cāng)區(qū)老虎山基地東望嶗山西望海，山體建有觀山望海的視線廊道。李滄區(qū)生態(tài)格局為“依山、傍水、擁灣”，山海呼應(yīng)，藍(lán)綠相連，綠地系統(tǒng)為“兩脈、三軸、四帶、多園”根狀生長(zhǎng)型的結(jié)構(gòu)形式。圖1為試點(diǎn)區(qū)域位置示意圖。

圖1 試點(diǎn)區(qū)域位置示意圖

1.1 下墊面特征

根據(jù)現(xiàn)狀用地情況、水系分布條件、降雨蒸發(fā)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料，構(gòu)建現(xiàn)狀產(chǎn)匯流模型，進(jìn)行徑流產(chǎn)流模擬計(jì)算現(xiàn)狀徑流控制率，模擬其過(guò)程，現(xiàn)狀年徑流總量控制率平均為39%，同時(shí)考慮到試點(diǎn)區(qū)整體上空間差別性較大，通過(guò)系統(tǒng)規(guī)劃與統(tǒng)籌安排，可以實(shí)現(xiàn)總體區(qū)域年徑流總量控制率75%的控制目標(biāo)。

1.2 土壤滲透能力

試點(diǎn)區(qū)域包括棕壤、砂姜黑土、潮土、鹽土等4種土類(lèi)，以棕壤為主，質(zhì)地多為壤土至壤黏土，基礎(chǔ)滲透性一般，滲透類(lèi)設(shè)施適宜性較弱。區(qū)域部分用地受到地形坡度限制，水源涵養(yǎng)區(qū)、工業(yè)區(qū)的要素限制，存在土壤下滲能力較差或具有一定的下滲污染風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域。這些區(qū)域在海綿城市措施選取上，優(yōu)先考慮“蓄、滯、凈”等措施，其次考慮“滲”的措施。初步明確試點(diǎn)區(qū)年徑流總量控制率不宜小于65%。

1.3 季節(jié)性?xún)?nèi)河水系

試點(diǎn)區(qū)內(nèi)河流眾多，但多為季節(jié)性河流，春、冬兩季流水較少，夏秋季汛期水流較大。從維持城市水系統(tǒng)良性循環(huán)的角度考慮，年徑流總量控制率的目標(biāo)不宜過(guò)高，不宜大于90%。

1.4 水資源量相對(duì)短缺

青島市多年平均年降雨量709 mm，水資源量相對(duì)短缺。從雨水資源利用角度考慮，年徑流總量控制率不宜過(guò)低，可以大大提高雨水資源化利用率，緩解資源型缺水危機(jī)。

1.5 短歷時(shí)強(qiáng)降雨的特性

青島市降雨年際變化大，全市各地最大年降水量是最小年降水量的3～6倍，年內(nèi)分配不均，降水多集中于汛期（6～9月），約占全年降水量的70.5%～75.4%。針對(duì)青島市的降雨和內(nèi)澇特性，從削減雨水峰值考慮，年徑流總量控制率的目標(biāo)不宜過(guò)低，宜為70%-85%，否則對(duì)緩解內(nèi)澇效果不顯著。

1.6 初期雨水面源污染

試點(diǎn)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量較差，其中初期雨水面源污染是重要原因之一。年徑流總量控制率的目標(biāo)過(guò)低，雨水?dāng)y帶污染物進(jìn)入內(nèi)河的量將增多，加劇內(nèi)河污染，因此年徑流總量控制率不宜小于70%。

1.7老城區(qū)改造難度

試點(diǎn)區(qū)主要由老城區(qū)組成。老城區(qū)用地規(guī)劃布局不合理，開(kāi)發(fā)密度高且強(qiáng)度大，多為老舊小區(qū)，建設(shè)雜亂無(wú)章。小區(qū)內(nèi)綠化率很低，改造空間有限，改造難度較大。從可操作性角度考慮，年徑流總量控制率的目標(biāo)不宜大于80%。

1.8 政策文件要求

根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)[2015]75號(hào)）要求，各地應(yīng)將70%的降雨就地消納和利用；山東省人民政府辦公廳《關(guān)于貫徹落實(shí)國(guó)辦發(fā)[2015]75號(hào)推進(jìn)海綿城市建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》（魯政辦發(fā)[2016]5號(hào)）要求各地將至少75%的降雨實(shí)現(xiàn)就地消納和利用。因此，青島市年徑流總量控制率不宜低于75%的控制目標(biāo)。

綜合以上因素，通過(guò)構(gòu)建相關(guān)模型，反復(fù)多次校核，最終確定，在海綿城市試點(diǎn)區(qū)域，海綿城市雨水系統(tǒng)的年徑流總量控制率要求達(dá)到75%，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為27.4 mm。

2 降雨量分析

年徑流總量控制率指標(biāo)是海綿城市建設(shè)的核心指標(biāo)。根據(jù)青島市1961～2013年的年降雨量資料，年平均降雨量為709 mm。多年平均徑流總量控制率與設(shè)計(jì)降雨量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2所示。

圖2青島市徑流總量控制率-設(shè)計(jì)雨量曲線

依據(jù)《青島海綿城市專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃（2016～2030）》指標(biāo)，老虎山公園年徑流總量控制率為95.6%。當(dāng)年徑流總量控制率在95.6%時(shí)，對(duì)應(yīng)的降雨強(qiáng)度是76.8 mm。該工程將通過(guò)下沉綠地、雨水花園、透水鋪裝、蓄水塘等設(shè)施控制場(chǎng)地內(nèi)的雨量，控制（不外排）的雨量占全年總降雨量的95.6%。

老虎山位于海綿試點(diǎn)的中東部，屬于半丘陵半山體區(qū)域，總面積約361 hm2，各類(lèi)型用地的徑流系數(shù)見(jiàn)表1。

表1 各類(lèi)型用地的徑流系數(shù)

綜合徑流系數(shù)應(yīng)根據(jù)上述各類(lèi)型徑流系數(shù)加權(quán)平均進(jìn)行計(jì)算[1]。

景區(qū)內(nèi)綠化、廁所沖洗全部都用中水或山體中的蓄水，禁止使用自來(lái)水，后期通過(guò)海綿專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)海綿技術(shù)措施的實(shí)施和與景觀的對(duì)接。

3 海綿公園建設(shè)構(gòu)建

3.1 高程與坡度

試點(diǎn)屬于半丘陵半山體區(qū)域，整體地勢(shì)東北高西南低，老虎山附近地勢(shì)坡度基本在10%以上，最高高程大于100 m。地勢(shì)高程、坡度、綠化面積均是試點(diǎn)區(qū)域數(shù)值最大的。場(chǎng)地雨水徑流對(duì)周邊用地影響較大，且對(duì)市政管網(wǎng)壓力增大，應(yīng)增加山體自身保水及滲透功能，減少雨水徑流，盡量做到雨水徑流零排放。

3.2 匯水分區(qū)

根據(jù)地形地勢(shì)，并結(jié)合建筑、景觀設(shè)施布置方案，對(duì)老虎山進(jìn)行匯水分區(qū)，用于海綿措施計(jì)算。應(yīng)逐級(jí)對(duì)山體雨水徑流的過(guò)濾、截留、調(diào)蓄等源頭減排措施進(jìn)行源頭控制，凈化末端排放水源。

3.3 雨水控制

老虎山山體內(nèi)無(wú)上端水源，山體公園建設(shè)主要示范對(duì)山洪雨水的綜合管控，提升山體的生態(tài)涵養(yǎng)?；谏襟w公園的特點(diǎn)，山體海綿的建設(shè)將對(duì)山洪雨水進(jìn)行截、引、疏、導(dǎo)，采用漫流、緩流、滲溢等工程措施，逐級(jí)對(duì)雨水徑流進(jìn)行過(guò)濾、截留、調(diào)蓄、凈化，確保山洪雨水少排、慢排、過(guò)濾后再排，最終實(shí)現(xiàn)雨水徑流總量控制目標(biāo)及徑流污染控制目標(biāo)。圖3為雨水控制實(shí)現(xiàn)途徑。

圖3 雨水控制實(shí)現(xiàn)途徑

3.4 海綿公園建設(shè)路線

基地分為山體林地雨水消納區(qū)、邊坡雨水綠地消納區(qū)和山腳廣場(chǎng)雨水消納區(qū)三部分，逐級(jí)進(jìn)行過(guò)濾、截留、調(diào)蓄和凈化。海綿公園建設(shè)路線如圖4所示。

圖4 海綿公園建設(shè)路線圖

4 分區(qū)及設(shè)施建設(shè)

根據(jù)下墊面的不同類(lèi)型及高程、坡度的數(shù)值，將老虎山海綿公園建設(shè)分為山體林地雨水消納區(qū)、邊坡綠地雨水消納區(qū)、山腳廣場(chǎng)雨水消納區(qū)三部分（見(jiàn)圖 5）。

圖5 海綿公園建設(shè)分區(qū)

4.1 生態(tài)蓄水池

在消防通道與沖溝交匯處或在山谷開(kāi)敞處打造集水塘，形成景觀水體，收集凈化山體地表雨水，作為高位蓄水池供消防使用。利用水生植物如蒲葦、黑三棱、水燭、澤瀉等和微生物達(dá)到凈水目的[2]。圖6為生態(tài)蓄水池示意圖。

圖6 生態(tài)蓄水池示意圖

4.2 沖溝壩

利用現(xiàn)狀沖溝，增加截水堰進(jìn)行雨水收集形成濕地泡，儲(chǔ)存汛期多余水量，在旱季時(shí)期回補(bǔ)植被，并連通形成生態(tài)水網(wǎng)。設(shè)置帶狀生態(tài)滯留設(shè)施，逐級(jí)攔蓄雨水，減少地表徑流的產(chǎn)生，有效涵養(yǎng)水源，對(duì)雨水進(jìn)行攔蓄。如圖7、圖8所示。

圖7沖溝壩水網(wǎng)示意圖

圖8沖溝截水壩立面示意圖

4.3 山體園路及路邊草溝

山體公園園路在原狀土夯實(shí)后，鋪筑10～15 cm級(jí)配碎石，面層采用生態(tài)透水磚或嵌草鋪裝，兩側(cè)設(shè)植草溝或卵石旱溪，滲濾雨水[3]。圖9為邊坡旱溪圖。

圖9邊坡旱溪圖

排水溝在原有基礎(chǔ)上增設(shè)4～6 cm卵石，建設(shè)旱溪，對(duì)雨水起到攔蓄作用。旱溪兩側(cè)為滲透綠地、植被，最末端為水生植物，對(duì)雨水進(jìn)行凈化，最后多余雨水排至下游蓄水點(diǎn)。

4.4 滲透塘

滲透塘（見(jiàn)圖10）一般用于雨水滲透填補(bǔ)地下水洼地，具有一定的凈化雨水和削減峰值流量的作用，分為前置塘和后置塘兩個(gè)部分。前置塘等預(yù)處理設(shè)施去除大顆粒的污染物并減緩流速，然后進(jìn)入后置塘積存[5]。

圖10滲透塘剖面示意圖

4.5 濕塘、下沉綠地、雨水花園

在廣場(chǎng)或園路一側(cè)設(shè)計(jì)下沉綠地、雨水花園、濕塘（見(jiàn)圖11、圖12）。一方面，可以推遲暴雨洪峰，起到蓄水、滯水的作用，減少?gòu)搅鞯耐瑫r(shí)可以很好地回補(bǔ)地下水源，補(bǔ)給景觀用水；另一方面，種植耐水濕的植物又能夠使其成為特殊的景觀，具有較好的景觀效益[4]。

圖11濕塘剖面示意圖

圖12下沉綠地剖面圖

4.6 調(diào)節(jié)塘

調(diào)節(jié)塘的調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)為對(duì)水量的調(diào)節(jié)以及對(duì)水質(zhì)的調(diào)節(jié)（見(jiàn)圖13）。海綿城市建設(shè)中的調(diào)節(jié)技術(shù)主要作用是對(duì)徑流量的調(diào)節(jié)，起到削減峰值徑流量的作用。

圖13 調(diào)節(jié)塘剖面示意圖

4.7 透水鋪裝

透水鋪裝包括透水地坪、嵌草磚、嵌草碎拼、砂石、礫石、樹(shù)皮等?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的許多停車(chē)場(chǎng)一般鋪裝透水磚，而公園步道膠等則可以使用透水塑膠。利用山體公園內(nèi)部均使用透水鋪裝，利用其特有的透水性，下雨時(shí)能較快消除道路、廣場(chǎng)的積水，集中降雨時(shí)能減輕城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)，防止河流泛濫和水體污染[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

在青島市老虎山海綿公園建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)綠地的調(diào)節(jié)蓄水功能有正確的認(rèn)識(shí)，將綠地建設(shè)同景觀設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，正確看待城市綠地的海綿功能，結(jié)合青島的城市特色和濱海城市的自然環(huán)境特色，合理地選擇海綿設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，才能起到為國(guó)內(nèi)其他濱海城市示范的作用。