談鄭州園博園設計中海綿城市給排水設計

張 忠 偉

(深圳市北林苑景觀及建筑規劃設計院有限公司，廣東 深圳 518000)

?

談鄭州園博園設計中海綿城市給排水設計

張 忠 偉

(深圳市北林苑景觀及建筑規劃設計院有限公司，廣東 深圳 518000)

結合海綿城市給排水設計背景，通過科學合理的規劃設計海綿城市給排水體系，因地制宜采取符合項目自身特點的有效措施，同時完善給排水基礎設施，并對綜合效益進行分析，以期提高人民的生活質量。

低影響開發，海綿城市，園博園，季節性濕地

1 設計背景

近年來，黨和國家領導人多次在公開場合強調海綿城市的建設。海綿城市是新一代城市雨洪管理措施，指城市在環境變化、洪澇災害、生態安全影響等方面具有良好的緩釋“彈性”，建設像海綿一樣吸水、滯水、用水的城市，又名“水彈性城市”。國際通用術語為“低影響開發雨水系統構建”，可理解為：在下雨時，海綿吸水、滲水、凈水、蓄水；在用水時，利用海綿所蓄存的水。

海綿城市建設——低影響開發雨水系統構建的五個原則：因地制宜；規劃引領；生態優先；安全為重；統籌建設。

低影響開發(LID)Low Impact Development：指在城市開發建設過程中，通過生態化措施(如植草溝、下沉式綠地、生物滯留設施、透水鋪裝、綠色屋頂、雨水濕地、滲管/渠等)，盡可能維持城市開發建設前后水文特征不變(如徑流總量、峰值流量、峰現時間等)，有效緩解不透水面積增加造成的徑流總量(如采取滲透、儲存、調節等措施削減峰值)、徑流峰值(如延緩峰值時間)、徑流污染的增加等對環境造成的不利影響。一般城市建設過程中構建低影響開發雨水系統，規劃控制目標包括了徑流總量、徑流峰值、徑流污染及雨水利用等方面，同時應統籌考慮城市規劃、排水、道路交通、園林、建筑、水文等專業并在城市規劃、設計、實施各環節落實低影響開發控制目標。

2 園博園海綿城市給排水設計

建設海綿城市，需要轉變人們傳統理念和認知。傳統的城市規劃設計，以“末端集中”和“迅速排水”為主要建設理念，采用硬質路面、鋪裝為主，每遇大雨，主要依靠單純的雨水管網和泵站等排水措施，容易造成旱澇急轉、逢雨必澇。鄭州園博園海綿城市給排水設計根據《海綿城市建設技術指南》，以“源頭分散”和“慢排緩釋”為主要理念，采用植草溝、下沉式綠地、雨水花園、滲水鋪裝(材料)等“綠色”措施來組織雨水，并利用給排水設施輔助，既有效降低了洪澇災害，同時又方便收集雨水。

因襲傳統造園生態智慧，恢復區域水生態功能，傳承地域水文化，以海綿城市建設理念指導園博園建設，其設計主要分為三個層次：宏觀：生態新城生態水系規劃；中觀：園博園區LID設施全覆蓋；微觀：每一個微小系統的完備。

我國大陸地區分了五個區并給出了各區年徑流總量控制率α的最低和最高限值：Ⅰ區(85%≤α≤90%)；Ⅱ區(80%≤α≤85%)；Ⅲ區(75%≤α≤85%)；Ⅳ區(70%≤α≤85%)；Ⅴ區(60%≤α≤85%)。年徑流總量控制率α與設計降雨量為一一對應關系，各地市根據此限值，因地制宜選取本地區設計取值。鄭州市位于Ⅲ區，故園博園設計取年徑流總量控制率為85%，其對應的設計降雨量為34.1 mm，設計暴雨強度重現期為3年。

園博園項目LID設施計算表見表1。

表1 園博園項目LID設施計算表

海綿城市由多個海綿體組成，園博園海綿體不僅包括了外圍的河、湖、塘、綠地等，也包括自身的草溝、綠地、雨水花園、水系、主湖、建筑的屋頂花園、透水路面、透水鋪裝等配套設施。大部分地表徑流通過海綿體以及給排水設施如雨水口(設置截污掛籃)、雨水檢查井、雨水管網等，達到下滲、滯蓄、凈化、回用(綠化澆灌及道路澆灑)，少部分地表徑流通過園內雨水管網排入市政雨水管網。

園博園水系與中央湖區為園博新城的雨洪調蓄多功能水體，主湖湖底標高為111 m，常水位為114 m，主湖周邊場地水位滿蓄最高可達115 m，最低水位控制在113 m，場地標高保證了2 m的主湖調蓄水位，根據50年一遇的標準測算主湖可滿足園博新城周邊約2 km2的雨洪調蓄，同時凈化中水，實現園博園的大海綿功能。通過園路連接河道和三個海綿花園，形成海綿網絡。由于水位隨季節及調蓄需求而變化，無法形成連續的開闊水體，結合周邊園區景觀，選取6個節點設堰進行蓄水，最終在原河道的基礎上形成連續的開闊水體，為蓄洪、存蓄水資源、創造水系景觀提供條件。

園博園內設計的LID設施：綠地內的海綿設施是園區海綿體系的重要組成部分，根據微地形條件，主要涉及下沉式綠地、生物滯留設施、植草溝、植被緩沖帶等；同時選取公共園區的重要節點，與設施、水體等結合布置特色海綿花園；秉承傳統理念，運用現代感強、具有張力的折線引導流線。設計采用連貫的主題鋪地，尤其注重透水鋪裝的應用，以完善步行系統空間的統一性及可識別性，方便游人參觀、休憩和集散設置了西入口海綿主題廣場；永久停車場采用生態停車場做法，停車場鋪裝使用嵌草磚鋪地，節省經費而又起到生態和景觀效益；臨時停車場采用散置碎石做法，外加臨時綠地和喬木種植。

根據河南境內黃河沿岸景觀類型特征，將河道分為八大景觀類型：河流景觀水岸、坑塘景觀水岸、稻田景觀水岸、水澆地景觀水岸、旱地景觀水岸、林地景觀水岸、灘地景觀水岸及硬地景觀水岸。運用LID技術及寫意的設計手法，打造富有節奏韻律、文化印記并隨季節更迭變幻的水陸海綿體系景觀。

西側河道長約1 km，根據梅河支流MZ0+000～MZ1+635段最小過洪面積S1=30.726 m2；生態河槽最小過水面積S2=1.95 m2，確定河道50年一遇洪水線及生態河槽線，并結合生態河道的岸線形式，將其設計為凹凸有致、淺灘和深潭、沙灘和沙洲的蜿蜒曲折的自然形態河流，以涵養水源、降低河水流速、削弱洪水的破壞力，為各種生物提供必要的生存場所。通過設計跨河的緩坡來替代原本固化的滾溢流堰。將溢流堰改造成緩坡后，原有的高差通過一段緩坡流段逐漸消除。在提供防洪功能的同時也能防止河床被深度侵蝕。其間形成的小型洼地成為許多魚類的棲息場所和育兒室，并起到魚道的作用，使魚類洄游成為可能。

各分區根據小地形和海綿功能控制目標，采用“滲滯蓄凈用排”六種海綿功能設施的不同類型進行組合，并在特殊場地如西入口廣場體現南水北調的“調”的特色，結合九州公共展園做九個海綿花園，體現“潤”的特色。

結合智慧園博技術，運用多種技術手段將海綿城市理念與技術展示給市民游客，將科普教育融入游園之中，打造“智慧海綿園博”。

海綿廣場設計靈感來源于“春流出峽圖”，西入口廣場是園博園水流的源頭，人流如水流，石頭如建筑，生態苔蘚如綠色斑塊。運用現代感強、具有張力的折線進行設計，在內凹空間成為人們聚集場地，猶如水流繞過形成的漩渦，人們由此被慢慢引導到西大門。

服務建筑為活性炭覆土式建筑，同時運用海綿措施，它們詮釋著LID。

“滲”——運用透水鋪裝、生物滯留池及植草溝等生態手段盡可能增大雨水下滲比例；利用綠色屋頂、透水鋪裝和雨水花園等生態手段將雨水滲透到地下面層。

“滯”——可以延緩短時間內形成的雨水徑流量。

“蓄”——在地下設置雨水調蓄池，保證更多的雨水在外排前被場地設施進行積存、調蓄，降低峰值流量的同時將雨水再利用。

“凈”——布置人工生態濾池、雨水花園，通過土壤、生物填料、濕生植物等，對水質產生凈化作用。

“用”——通過滲透涵養，通過蓄把水留在原地，再通過凈化把水用在原地。

“排”——草溝雨水花園，生物濾池等海綿設施下預埋溢流排水溝，可通過溢流口溢流到周邊河流水系海綿系統。

季節性濕地做法見圖1。

草溝做法見圖2。

3 綜合效益

表2 水量平衡計算表(考慮整個園區進行雨水回收)

表3 用水水量分析表

海綿城市給排水設計能夠有效減少雨水徑流產生量、徑流污染物排放流量(入湖徑流雨水水質大大改善)，同時自然、生態設施的建設不僅改善水體景觀效果，成為水生植物、動物良好的棲息地，還有利于改善城市的水環境、水生態。園博園內水體五十年一遇洪水位線為114.3，百年一遇洪水位線為114.5，當水位過高時通過如意河滾水壩能夠及時將園區內過多的雨水進行排放，保證了水系的安全暢通，既有效提高園博園排水系統的標準，又減緩園博園內澇的壓力。根據表2，表3可知，多功能調蓄主湖體平均每年收集雨水約21.4萬m3，扣除湖體蒸發和滲漏每年富余雨水約4萬m3，按照目前鄭州航空港區4.2元/m3的水價考慮，每年收集雨水可用于節約綠化用水帶來的經濟效益約90萬元，每年富余雨水可用于節約綠化用水帶來的經濟效益約16.8萬元。

鄭州園博園對于實踐城市低影響開發雨水系統，緩解區域周邊排水管網壓力、緩解區域周邊城市熱島效應、緩解極端氣候帶來洪澇災害等水危機、緩解水資源短缺、節能減排、有效利用水資源等方面將產生良好的示范效應。

通過科學合理的規劃設計海綿城市給排水體系，因地制宜采取符合項目自身特點的有效措施，同時完善給排水基礎設施，使“海綿”改善城市的綜合生態環境，提高人民的生活質量。

[1] 海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建[Z].

On water-supply and drainage design for sponge cities in Garden Expo Park in Zhengzhou

Zhang Zhongwei

(ShenzhenBeilinyuanLandscapeandArchitecturalPlanningandDesignInstituteCo.,Ltd,Shenzhen518000,China)

Combining with the design background for the water-supply and drainage of the sponge city, the paper designs the water-supply and drainage system of the sponge city with the scientific and reasonable planning design, adopts the effective measures with the features of the program to improve the infrastructure of the water-supply and drainage, and analyzes its comprehensive benefits, so as to promote the life quality of people.

low influential development, sponge city, Garden Expo Park, seasonal wetland

1009-6825(2017)18-0115-03

2017-03-13

張忠偉(1986- ),男，工程師

TU990.3

A