馮嫻慧，王琳婷，葉勁楓

引言

伴隨中國城市規(guī)模超高速擴張，與原有自然環(huán)境相比，城市內(nèi)部已建設(shè)可達70%的不透水地面；同時，城市擴張所形成的特殊城市氣候，其典型特征之一是極端降雨天氣頻發(fā)[1]；加之城市擴張過程中的基礎(chǔ)設(shè)施不配套，城市豎向設(shè)計失誤等等多種因素綜合作用[2]，導(dǎo)致近十年來，中國城市面臨嚴重的城市內(nèi)澇問題。據(jù)我國最新水旱災(zāi)害公報統(tǒng)計，僅2018年，我國31 ?。ㄊ?、自治區(qū)）就有2149 市（縣、區(qū)）遭受內(nèi)澇災(zāi)害[3]。

城市雨水管理必須通過地面匯集系統(tǒng)和地下管網(wǎng)結(jié)合來實現(xiàn)。我國在過去的城市建設(shè)中，比較重視城市管網(wǎng)建設(shè)，認為雨水管理主要依靠地下管網(wǎng)集雨排放。地面的雨水匯集系統(tǒng)由于情況復(fù)雜，容易被忽略。早期地面雨水匯流是通過道路兩側(cè)、建筑四周的明溝體系來構(gòu)建。但是，這種匯集方式并不適用于城市綠地及其他復(fù)雜多樣的用地來建設(shè)雨水地面徑流的管理。

當前，各國家和地區(qū)針對其國情，分別提出一系列地面雨水徑流的管理理念和方法。例如由美國馬里蘭州喬治王子郡首先提出，后被EPA認可并推廣使用的低影響開發(fā)理念（Low Impact Development,LID）[4]，我國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部提出的海綿城市（Sponge City）理念[5]。兩者均倡導(dǎo)利用城市的自然生態(tài)系統(tǒng)對地面雨水徑流進行吸納、蓄滲和緩釋作用，實現(xiàn)雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化。

我國雨水管理理念的形成、管理方法的應(yīng)用以及各類相關(guān)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)發(fā)展時間非常短。自2014 年10 月，《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》（下稱“技術(shù)指南”）頒布后，全國各城市開展了一系列的建設(shè)實踐，不斷探索的建設(shè)經(jīng)驗。隨后，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布國家標準《海綿城市建設(shè)評價標準》（GB/T51345-2018）（下稱“評價標準”）[6]。在2019年8 月開始實施的評價標準中，強調(diào)了海綿城市建設(shè)的核心是保護自然生態(tài)格局，按照“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”的理念系統(tǒng)謀劃，實現(xiàn)海綿城市建設(shè)的綜合目標。評價標準要求在維系山水林田湖草生態(tài)格局的基礎(chǔ)上，強化雨水徑流管控，最大限度維持城市開發(fā)前后水文特征不變，修復(fù)水生態(tài)、保護水環(huán)境、涵養(yǎng)水資源、提高城市防災(zāi)減災(zāi)能力。2020 年12 月，我國最新發(fā)布《海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃與設(shè)計標準征求意見稿》（索引號000013338/2020-00467）（下稱“征求意見稿”）[7]，面向社會廣泛征集意見。在征求意見稿中，根據(jù)建設(shè)經(jīng)驗，針對前期的技術(shù)指南的不足之處，進行了許多局部的修訂，包括改進提出“豎向規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計策略”、“統(tǒng)籌實現(xiàn)城市防洪排澇安全與發(fā)揮綠地生態(tài)、游憩、景觀美化、文化教育等功能”等等。在過去6 年的發(fā)展歷程中，我國的海綿城市建設(shè)和雨水管理理念正逐步走向完善，在具體的建設(shè)過程中，亟需各類因地制宜的具體有效建設(shè)方式和方法的研究與建設(shè)實踐。

1 對我國城市綠地雨水管理設(shè)計的思考與應(yīng)對策略分析

城市綠地作為城市主要建設(shè)用地，從海綿城市建設(shè)技術(shù)指南（2014）、海綿城市建設(shè)評價標準（2019）到海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃與設(shè)計標準征求意見稿（2020）中均明確其應(yīng)當肩負重要的地面徑流集雨管理功能。最新國標《城市綠地設(shè)計規(guī)范》（GB50420-2016）[8]中明確提出公園綠地需接納周邊區(qū)域降雨徑流，緩解周邊地區(qū)內(nèi)澇壓力。

1.1 我國城市綠地雨水管理設(shè)計的思考

（1）區(qū)域地理條件各異導(dǎo)致綠地設(shè)計需求差異顯著，設(shè)計要求不能一概而論

我國幅員遼闊，不同地域間氣候、土壤、地下水等自然地理條件差異較大，基于不同地區(qū)的自然氣候、地理環(huán)境以及公共衛(wèi)生的不同條件，城市綠地的雨水管理需求不同。例如，在干旱（200mm 年等降水量線）、半干旱地區(qū)（400mm 年等降水量線）、半濕潤地區(qū)（800mm 年等降水量線）等全年降水量較少地區(qū)，或者地下水位低的城市，綠地需要盡可能收集、滯納雨水以起到調(diào)節(jié)空氣濕度，調(diào)蓄雨水徑流，緩解場地內(nèi)澇，補充城市地下水的作用，并解決城市缺水問題[9-11]；尤其是面臨市政管網(wǎng)建設(shè)不完善的情況時，更要注重綠地蓄滯雨水的功能[12]。在濕熱多雨、暴雨頻發(fā)地區(qū)的城市，綠地則須快速匯聚雨水，并及時排澇。在華南濕熱多雨地區(qū)，暴雨過后，雨水長時間在綠地積存將滋生蚊蟲，造成熱帶病傳播，影響公眾健康；同時造成喬灌木根部呼吸受損，爛根死亡，植物生長嚴重受損，進而影響場地的生態(tài)環(huán)境。尤其是在沿海地下水位較高處，則更需引入輔助設(shè)施快速排水。因此，對城市綠地進行地面雨水徑流管理的具體設(shè)計時，必須因地制宜，針對不同氣候區(qū)域，不同具體問題，進行多元化可行性研究和多樣化的建設(shè)實施，以解決問題為導(dǎo)向。

例如，針對華南濕熱多雨地區(qū)的自然地理環(huán)境分析其綠地雨水管理需求。據(jù)我國一級氣象地理區(qū)劃，華南地區(qū)包括廣東省、廣西壯族自治區(qū)、海南省、福建省中南部、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)等。華南地區(qū)的核心區(qū)即為粵港澳大灣區(qū)，該地區(qū)的氣候特征是濕熱多雨，年平均氣溫≥20℃，年平均降水量1400～2000mm 之間，年平均空氣濕度在77%～90%之間。由于高溫高濕多雨，該地區(qū)一直是我國登革熱等熱帶病高發(fā)區(qū)域。雨水在綠地中過量蓄積將導(dǎo)致蚊蟲滋生，進而引發(fā)登革熱傳播，目前各地均發(fā)起了雨后“清積水”的倡導(dǎo)。因此，快速排水和盡量不造成雨水24 小時蓄滯是場地雨水管理設(shè)計的核心目標。

（2）在雨水管理、景觀效果、生態(tài)功能多目標要求下，采用研究型系統(tǒng)設(shè)計

城市綠地的類型、規(guī)模以及綠地設(shè)計方式對場地控制雨水徑流方向和減少徑流量有著顯著影響。因此，參考我國現(xiàn)行的標準，各地應(yīng)當因地制宜，探索適合地域自然氣候、地理條件的城市綠地雨水管理設(shè)計策略與技術(shù)體系，并引入適宜的模擬技術(shù)使設(shè)計效果得以高效實現(xiàn)。

《海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃與設(shè)計標準征求意見稿》要求在綠地設(shè)計中，綠色海綿城市建設(shè)設(shè)施的位置、線型應(yīng)與綠地的景觀布局、地形豎向、植物組團有機結(jié)合，植物配置應(yīng)與周邊植物融為一體，實現(xiàn)景觀效果與生態(tài)功能的雙重目標。在此目標的要求下，綠地設(shè)計要求在保障植物生態(tài)景觀的條件下，合理布局雨水管理設(shè)施，兩者之間存在緊密而復(fù)雜的聯(lián)系，如果配合不佳，可能導(dǎo)致雨水管理失效，可能錯失能實現(xiàn)多目標的優(yōu)化方案。

綠地中的雨水徑流作為一種不可見的、動態(tài)的自然要素，它在傳統(tǒng)設(shè)計過程中難以被量化。這導(dǎo)致設(shè)計過程中難以對雨水量進行針對性的預(yù)測和動態(tài)調(diào)整，如果僅憑總的徑流控制量計算來分配各項設(shè)施的規(guī)格、位置，可能存在未考慮場地限制因素及設(shè)計目標合理性的情況，從而導(dǎo)致設(shè)計方案難以很好地適應(yīng)場地條件，后期調(diào)整成本較大。因此，需要整合一種強調(diào)動態(tài)的、可以隨時調(diào)整的設(shè)計過程來進行設(shè)計以保證多目標的實現(xiàn)。

1.2 城市綠地雨水管理設(shè)計的策略分析

（1）強化綠地豎向設(shè)計，引導(dǎo)形成排水分區(qū)，實現(xiàn)源頭減排

綠地地形對暴雨時雨水徑流的流向、流量及雨水的滲透利用有重要影響[13]，我國自古以來的園林設(shè)計就有依山形而造水勢，通過地形來引導(dǎo)地面徑流有效匯聚排放的設(shè)計傳統(tǒng)[14]。在新修訂的征求意見稿中，強調(diào)了綠地的豎向設(shè)計，提出“綠地豎向設(shè)計應(yīng)有利于雨水滯留、傳輸、收集與蓄存。場地設(shè)計結(jié)合匯水區(qū)劃分，利用地形組織雨水自然匯集、調(diào)蓄利用與安全排放。地形坡度應(yīng)與場地地形順暢連接，在滿足徑流控制容積的同時，形成連續(xù)的微地形空間和近自然植被栽植區(qū)?！?/p>

據(jù)此，在城市綠地的雨水管理設(shè)計中，應(yīng)當分析綠地的場地特征，首要進行因地制宜的豎向設(shè)計或地形設(shè)計形成排水分區(qū)（catchment），引導(dǎo)雨水地面徑流進行分流、匯集、下滲和排放。為實現(xiàn)定量化和連續(xù)動態(tài)調(diào)整的要求，應(yīng)用ArcGIS 水文分析模塊進行地形設(shè)計，組織雨水徑流，引導(dǎo)雨水分區(qū)匯集。ArcGIS 能夠可視化一定降雨強度下，地表徑流的空間分布情況。通過“初步地形設(shè)計—ArcGIS 水文模擬—指導(dǎo)地形設(shè)計微調(diào)整—形成符合雨水管理預(yù)期目標的地形設(shè)計”的交互修正方法來調(diào)整綠地的地形設(shè)計，使其符合預(yù)期雨水匯流組織的形態(tài)，引導(dǎo)雨水快速匯集至集雨排放口，有效地以地形地貌或排水管渠界定地面徑流雨水的集水或匯水范圍。

（2）定性定量布局灰綠雨水管理設(shè)施以及確定其設(shè)計規(guī)模

雨水徑流的流向、流量是場地灰綠雨水管理設(shè)施布局的關(guān)鍵依據(jù)。在新修訂的征求意見稿中，提出“應(yīng)以雨水徑流量控制和設(shè)施空間落地為主線，根據(jù)指標計算出對應(yīng)的水量，系統(tǒng)分析問題，因地制宜采取措施”；“雨水溢流設(shè)施宜設(shè)置在匯水區(qū)下游或高程低點”；“城市綠地中的海綿城市建設(shè)設(shè)施設(shè)計，應(yīng)與周邊地面高程、管渠系統(tǒng)相銜接，使雨水可通過重力流入或排出設(shè)施，應(yīng)與綠地要素統(tǒng)籌設(shè)計”。

據(jù)此，應(yīng)當依據(jù)徑流分析結(jié)果及各個排水分區(qū)匯水量因地制宜設(shè)計合理的雨水管理設(shè)施（包括植草溝，微凹地形，雨水篦子等），結(jié)合徑流體系和景觀要求進行布局。

（3）引入SWMM 數(shù)值模擬調(diào)試設(shè)施規(guī)模與布局，定量評估綠地雨水管理綜合效果

在設(shè)計過程中以及建設(shè)實施之后，引入SWMM 模擬軟件進行雨水消納、排放的定量分析評估，數(shù)值化評估綠地建設(shè)對雨水徑流的管理能力，并在此過程中對灰綠雨水管理設(shè)施的規(guī)模、布局進行調(diào)試，修正方案，直至輸出結(jié)果達到設(shè)計要求。

（4）綠地雨水管理研究型系統(tǒng)設(shè)計流程

綜上所述，總體設(shè)計、豎向設(shè)計、灰綠雨水管理設(shè)施、設(shè)計建設(shè)后定量評價等環(huán)節(jié)通過雨水徑流鏈形成息息相關(guān)、牽一發(fā)而動全身的系統(tǒng)。所以，在設(shè)計過程中需要通過不斷的調(diào)整與模擬而達成系統(tǒng)的良好配合，如圖1 所示。未來，城市綠地的雨水管理設(shè)計需要通過精細化模擬（更加高效的模擬、反饋、調(diào)試流程）或者多學(xué)科方法綜合應(yīng)用來提升雨水設(shè)施在不同地域和不同場地建設(shè)應(yīng)用的合理性。

圖1 綠地雨水管理研究型系統(tǒng)設(shè)計流程圖

本文提出采用研究型的城市綠地雨水管理設(shè)計策略大致可分為三個階段（圖1）：第一階段，通過地形豎向高程設(shè)計與水文模擬的交互調(diào)適，應(yīng)用ArcGIS 水文分析模擬設(shè)計等高線，引導(dǎo)地面徑流組織以及形成有效匯集區(qū)域或匯水點；第二階段，依據(jù)水文的匯流體系分布以及子匯水區(qū)的布局，設(shè)計種植區(qū)、匯水區(qū)以及雨水管理設(shè)施的定點以及定量布局；第三階段，采用SWMM 暴雨洪水管理模型（Storm Water Management Model）定量化評價綠地方案的雨水管理效果，并在此過程中調(diào)適雨水管理設(shè)施的規(guī)模、布局，直至綠地總體雨水管理效果達到設(shè)計預(yù)期。

2 案例地分析—深圳前海門戶公園

本研究以位于中國（廣東）自由貿(mào)易試驗區(qū)深圳前海蛇口片區(qū)（下文簡稱前海自貿(mào)區(qū)）的門戶公園為案例，進行案例實證研究。該公園原地形為填海造地，是一片鹽堿、低洼易澇的地塊。

前海自貿(mào)區(qū)是粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的重要合作區(qū)和國家水生態(tài)文明建設(shè)的重要示范區(qū)。深圳是華南地區(qū)國家海綿城市建設(shè)試點，具有高溫、高濕且多暴雨的氣候特征，年均氣溫高于20.0℃，平均相對濕度大于75%，年均降雨量約為1935.8mm，暴雨頻發(fā)，2018 年降雨年景指數(shù)達到了120[15]。深圳市地下水水位普遍較高[16]，地面積水的土壤可下滲量較少，導(dǎo)致土壤排水能力十分有限。

門戶公園（圖2）總面積約為12000m2。周邊地塊為城市主干道和商業(yè)、公共用地，均為不透水鋪裝地面（圖3）。公園原為填海土地，鹽堿土，地勢低平，極易積水內(nèi)澇（圖4）。該公園的設(shè)計有多方面功能要求：①景觀視覺效果優(yōu)良；②大型喬木的生境良好；③具備休閑游憩的環(huán)境；④場地地表雨水自消納，不外排。

圖2 公園區(qū)位

圖3 公園周邊環(huán)境

圖4 公園開發(fā)前場地狀況

作為一個小型公園，在城市雨水管理要求下，該地主要起到“源頭消減”的作用，要實現(xiàn)消納場地本身以及周邊道路的部分雨水徑流，防止場地以及周邊道路內(nèi)澇。該綠地所承擔(dān)的匯水區(qū)域情況如表1 所示。

表1 綠地的匯水區(qū)域統(tǒng)計

3 第一階段：基于ArcGIS 水文源匯體系分析的綠地豎向設(shè)計

以平面布局和控制高程為依據(jù)，營造有利于雨水就地消納的地形，首先應(yīng)用ArcGIS 水文模擬來實現(xiàn)地形設(shè)計引導(dǎo)場地雨水徑流體系的形成。ArcGIS 能夠可視化一定降雨強度下，地表徑流的空間分布情況。通過“初步地形設(shè)計— ArcGIS 水文模擬— 指導(dǎo)地形設(shè)計微調(diào)整—形成符合雨水管理預(yù)期目標的地形設(shè)計”的交互修正方法來調(diào)整綠地的地形設(shè)計，形成可控制的匯水面劃分和有組織的排水分區(qū)形態(tài)。

根據(jù)場地的交通功能要求，結(jié)合道路布局，初步設(shè)計將綠地劃分為5 個排水分區(qū)（圖5、6）。每一排水分區(qū)內(nèi)，通過等高線設(shè)計和ArcGIS 模擬的交互驗證，并依據(jù)模擬結(jié)果適當調(diào)整地形等高線，將雨水徑流進行有效引導(dǎo)匯集，并將匯水終端和園內(nèi)道路排水統(tǒng)一處理（圖6）。通過徑流模擬，最終得到場地的雨水流向、徑流分布（圖7-A、7-B），通過ArcGIS 水文模擬進行的場地地形等高線調(diào)整，將5 個排水分區(qū)細分形成15 個子排水分區(qū)（圖7-C）。明確主要控制點高程、場地高程、坡向和坡度范圍，明確地面排水方式和雨水徑流排放路徑。

圖5 綠地布局

圖6 豎向設(shè)計引導(dǎo)排水分區(qū)形成

圖7 設(shè)計地面排水分區(qū)和雨水徑流排放路徑

為明確下一步雨水管理設(shè)施布局和體積規(guī)模，首先計算各子排水分區(qū)在深圳市設(shè)計降雨量下的降水總體積分布。

根據(jù)《深圳市海綿城市規(guī)劃要點與審查細則》，前海新建設(shè)區(qū)域須達到75%的年徑流總量控制率，對應(yīng)設(shè)計降雨量為36.4mm（圖8、表2），計算可得場地細化設(shè)計15 個子排水分區(qū)的降水體積及其空間分布如表3、圖9 所示。

圖8 深圳市年徑流總量控制率與設(shè)計降雨量之間的關(guān)系

圖9 場地細化設(shè)計15 個子排水分區(qū)的降水體積空間分布圖（單位：m3）

表2 深圳市年徑流總量控制率與設(shè)計降雨量之間的關(guān)系

表3 場地細化設(shè)計15 個子排水分區(qū)的降水體積統(tǒng)計

4 第二階段：依據(jù)雨水匯流組織的雨水管理設(shè)施布局和規(guī)模設(shè)計

4.1 綜合協(xié)調(diào)布局種植區(qū)域和匯排水區(qū)域

為保障場地生境，保障喬灌木的基本生活條件（肥沃壤土，快速排水，不積水，不干涸）。排水良好的區(qū)域布局為種植區(qū)，尤其是大喬木的種植區(qū)，保障喬木生長，營造良好的遮蔭休憩活動場地，營造良好綠地景觀（圖10-A、11）；通過豎向設(shè)計，有控制匯集雨水徑流，形成特定的集水區(qū)域，用于滯納、排放雨水（圖10-B、11）。通過豎向設(shè)計有效組織雨水徑流源匯體系，在滯納雨水的同時，不影響植物景觀的營造。同時，根據(jù)設(shè)計的子排水分區(qū)所需的集水體積來選擇合適的雨水管理設(shè)施，確定管理設(shè)施的規(guī)模。

圖10 種植區(qū)、匯排水區(qū)劃分圖

圖11 實景建成示意

4.2 確定集水區(qū)域內(nèi)雨水管理設(shè)施布局規(guī)模與定位

通過ArcGIS 水文模擬和數(shù)字高程設(shè)計，門戶公園形成有效的匯流體系，通過設(shè)計將雨水匯流引導(dǎo)與道路邊溝結(jié)合。選用綠色雨水管理設(shè)施—植草溝（grass swale），植草溝是用來收集、輸送、削減和凈化雨水徑流的表面覆蓋植被的明渠，設(shè)計將其布局于徑流流速快、流量大的線性區(qū)域（圖12），同時依據(jù)各子排水分區(qū)內(nèi)深圳市海綿城市建設(shè)要求設(shè)計降雨量下（36.4mm）集水體積的大小、場地污染物處理需求（廣場外部道路處污染物濃度較高），輔以濕式植草溝、微凹地形、植草臺階等共同處理雨水，初步設(shè)定設(shè)施規(guī)模如表4 所示，設(shè)施深度依據(jù)徑流匯集情況取值在0.15m～0.3m 之間；圖13 中的A、B、C、D、E 展示了徑流集中的局部示范點的實景示意圖（注：以植草溝為主，并結(jié)合實地情況調(diào)整。如C 處位于廣場邊緣則結(jié)合線狀排水溝排水；E 處徑流量較大則利用植草臺階蓄排水）；豎向設(shè)計的雨水傾瀉點是徑流累計最大值點，設(shè)計為雨水管道雨水篦子設(shè)置點，如圖12-B 所示。

圖12 雨水管理設(shè)施布局圖

圖13 地面雨水管理設(shè)施局部示范點實景示意圖

表4 不同子排水分區(qū)內(nèi)綠色雨水管理設(shè)施的初步選取與規(guī)模設(shè)定

5 第三階段：應(yīng)用SWMM 軟件數(shù)值分析進行綠地設(shè)計方案的雨水管理量化評價

綠地的雨水管理效果受地表徑流、土壤滲透、地下管網(wǎng)分布等因素共同影響。為量化評估設(shè)計方案對場地雨水的管理效果，研究采用SWMM模型（Storm Water Management Model，SWMM）來進行效果評估。

根據(jù)華南濕熱地區(qū)的短時暴雨頻發(fā)現(xiàn)狀[17]，在SWMM 中，分別就開發(fā)前、開發(fā)后場地模擬深圳市0.5 年、2 年、5 年、10 年、50 年一遇的暴雨過程（圖14、15），并在此過程中根據(jù)開發(fā)后模擬結(jié)果對灰綠雨水管理設(shè)施的規(guī)模、布局進行調(diào)整，直至達到預(yù)期效果，確定最終方案。模擬時長均為2h，初始屬性設(shè)定如表5 所示。各子匯水區(qū)的相關(guān)參數(shù)根據(jù)雨水管理模型用戶手冊[18]及深圳市相關(guān)研究[19]確定。模擬結(jié)果如下表6、7 所示。

表5 SWMM 模型概況及參數(shù)取值范圍[18，19]

表6 開發(fā)前模擬結(jié)果統(tǒng)計

圖14 SWMM 模型示意圖（方案實施前）

圖15 SWMM 模型示意圖（方案實施后）

模擬結(jié)果表明：

（1）在雨水消納方面，除滿足設(shè)計降雨量下對雨水的匯集、消納外，場地在不同重現(xiàn)期短時暴雨情境下仍有良好消納能力。該場地除0.5 重現(xiàn)期暴雨下開發(fā)后場地雨水滲入比例略低于開發(fā)前，在2、5、10、50年重現(xiàn)期暴雨下，開發(fā)后的雨水入滲比例在開發(fā)前基礎(chǔ)上增加了12.50%、15.28%、16.11%、16.73%（圖16），可見開發(fā)后方案能一定程度上增加高重現(xiàn)期暴雨的雨水下滲量，該方案在高重現(xiàn)期暴雨發(fā)生頻繁的趨勢下，具較高適用性。就開發(fā)后方案自身而言，在（P=0.5a、P=2a）暴雨下，綠地對雨水的滲透作用較強，雨水入滲比例可達總降水量的70%以上。隨暴雨重現(xiàn)期增加，綠地對雨水的滲透能力接近飽和，排水設(shè)施發(fā)揮更大效用，場地徑流系數(shù)被控制在0.4 以內(nèi)。說明在50 年及其以下重現(xiàn)期的短時暴雨中，門戶公園具有較強的消納暴雨雨水徑流的能力。

圖16 開發(fā)前后雨水入滲比例對比

（2）在雨水排放方面，在50 年及其以下重現(xiàn)期內(nèi)，開發(fā)后方案的徑流系數(shù)略大于開發(fā)前方案，這是由于開發(fā)前地形無起伏變化，超出場地土壤入滲能力的雨水即向周邊地區(qū)排放，不易形成較大徑流；開發(fā)后方案為減少雨水外排并兼顧植物生長、景觀營造，進行了必要的豎向設(shè)計，這不可避免地增加了少量徑流。但就開發(fā)后方案的適用性而言，場地不透水區(qū)瞬時最大局部雨水深度約為100mm，小于參考值150mm[20]，不會對人行及車行造成嚴重影響；且場地?zé)o管道超載、節(jié)點超載和出水口溢流，較開發(fā)前減少了大量的地表場地外排水量（圖17），這對場地內(nèi)外內(nèi)澇的緩解均有積極作用。

圖17 開發(fā)前后地表場地外排水量對比

表7 開發(fā)后模擬結(jié)果統(tǒng)計

通過SWMM 量化模擬評估，前海門戶公園能較好地通過豎向設(shè)計及雨水管理設(shè)施消納暴雨雨水，無積澇風(fēng)險。

結(jié)語

案例地通過研究型的雨水管理策略設(shè)計和施工建造，從2018 年公園建成之后，歷經(jīng)2 年的暴雨考驗，從未發(fā)生內(nèi)澇，實現(xiàn)了場地雨水良好管理，不影響周邊環(huán)境，是具有典型性和示范價值的深圳海綿城市建設(shè)樣板案例。在門戶公園的案例實踐中，針對場地原有的特殊狀況，綜合深圳地區(qū)的氣候地理條件，因地制宜利用ArcGIS 數(shù)值模擬技術(shù)結(jié)合雨量計算的精細化模型輔助生成合理引導(dǎo)地面徑流分布的豎向設(shè)計，形成可控的匯流體系，結(jié)合匯水洼地選擇合理的設(shè)施布局，設(shè)計方案進一步采用SWMM 數(shù)字模擬技術(shù)，進行實際管理能力的評估。

本文建立了基于ArcGIS 與SWMM 數(shù)值模擬技術(shù)的“綠地豎向設(shè)計與調(diào)適—灰綠雨水管理設(shè)施定性定量設(shè)計—整體方案量化評價與設(shè)施調(diào)適”雨水管理研究型系統(tǒng)設(shè)計流程，為雨水管理目標導(dǎo)向下的綠地設(shè)計提供精細量化的、可即時調(diào)整的動態(tài)設(shè)計方法。該方法為最新《海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃與設(shè)計標準征求意見稿》的落地實施提供解決方案與實例參考，有助于設(shè)計師高效、因地制宜地進行設(shè)計，提高最終方案的適用性與科學(xué)性。

城市內(nèi)澇的成因復(fù)雜多樣，合理有效的城市雨水管理面臨眾多的實際問題，因為問題的復(fù)雜性，本研究提出綠地雨水管理的設(shè)計應(yīng)當多學(xué)科方法融合，因地制宜精細化設(shè)計，科學(xué)合理采用數(shù)值模擬方法進行定量化分析為輔助，具體問題具體分析，針對綠地場地本身的特性開展雨水管理的設(shè)計。

圖、表來源

圖8：引自《深圳市海綿城市規(guī)劃要點和審查細則》；

圖10：作者結(jié)合普邦園林提供的底圖資料繪制；

圖12：作者結(jié)合普邦園林提供的資料改繪；

表2：引自《深圳市海綿城市規(guī)劃要點和審查細則》；

其余圖、表均由作者拍攝或繪制。