基于海綿城市理念的公園綠地規劃設計

王榮++孫昌舉

摘要：指出了公園綠地作為城市海綿體的重要組成部分，在海綿城市建設中起著重要作用。以徐州市襄王路綠地為例，從雨水蓄積與利用的目標分析、蓄水體的容積、分布和結構、植物的選擇和配置、雨水監測系統等方面對基于海綿城市理念的公園綠地規劃設計方法進行了研究，提出了生態雨水監控系統的規劃設計。

關鍵詞：海綿城市；公園綠地；襄王路綠地；徐州

中圖分類號：TU986

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）19001304

1 引言

隨著城市化進程的加速，城市建成區面積持續擴大，城市體量不斷增長，與此同時城市也面臨著嚴峻的水環境問題：地下水位下降、水資源緊缺、洪澇災害發生頻率增加。建設海綿城市，是解決城市缺水問題、緩減城市洪澇災害的重要途徑。

城市綠地是建設海綿城市[1]、構建低影響開發雨水系統的重要場地。城市綠地建設應在滿足綠地生態、景觀、游憩和其他基本功能的前提下，合理地預留或創造空間條件，對綠地自身及周邊硬化區域的徑流進行滲透、調蓄、凈化，發揮“海綿體”的作用。公園綠地作為城市綠地系統最重要的組成部分，在海綿城市建設中具有其他類型綠地不可替代的重要作用。研究以徐州市襄王路綠地為例，對基于海綿城市理念的公園綠地規劃設計做一探討。

2.1 建設背景和建設區域概況

徐州市位于江蘇省西北部，東經116°22′～118°40′，北緯33°43′～34°58，屬暖溫帶濕潤至半濕潤季風氣候，四季分明，雨熱同期。全市年日照時數多年平均為2284～2495 h，年平均氣溫14.0 ℃左右，主要風向為偏東風。

徐州市多年平均降水量為844.6 mm。降水量地區分布上呈現東南大于西北的特點；年內分配集中，6～9月連續最大4個月的降水量為595 mm，占全年的69.3%，

7月降水量最大，占全年的29.6%，12月降水量最小，僅占全年的1.67%；降水量年際間變化幅度較大，豐、枯水年周期變化也比較明顯，豐、枯水年的變化周期有連豐，連枯和豐、枯交替的特點。豐枯交替小的周期為2～5年左右；大的周期為8～15年，平均周期11年左右[2]。

隨著城市化進程的加速，城市不透水面積大幅度增加，而林地、耕地等具有較好蓄水防洪能力的土地面積減少。地面類型的變化，使徐州市區徑流系數由1978年的0.22增加到2006年的0.69。增大的徑流系數造成市區的洪澇災害和積水，大量的城市雨水被當作棄水、災水引向排水管道，造成水資源的極大浪費，也增加了城市排水管網的壓力，而另一方面，徐州是全國50個缺水城市之一，水資源的充分利用是重中之重，如何合理開發利用水資源、緩解供需矛盾和保護生態環境，是徐州市社會經濟可持續發展急需解決的問題。建設海綿城市是解決徐州水資源問題的重要途徑。

2016年，徐州市成功獲批江蘇省首批“海綿城市”建設試點城市，并建設了襄王路綠地、韓山節點綠地、泰山山體公園等一批海綿綠地，在海綿綠地的建設過程中，采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術措施，提高了對雨水“自然積存、自然滲透、自然凈化”的能力，更好地實現了城市綠地生態功能和景觀功能的統一，而且在塑造人水和諧的生態園林城市方面發揮了重要作用。

徐州市襄王路綠地位于徐州市三環西路與襄王路交叉口，占地面積15000 m2，東面、北面環九里山，西臨三環西路高架，南靠九里山建筑垃圾填埋場。設計地塊內整體地勢東北高西南低，最高點海拔53.11 m，最低點為43.70 m。規劃設計基于場地的現有特征，采用系統化的技術方案，將場地景觀、海綿體及生態系統整合成一個功能性整體，將“海綿”功能與景觀功能及生態功能密切結合，使綠地在達到較好景觀綠化效果和生態效益的同時實現了場地雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化和自然利用。

3 雨水蓄積和利用目標的確定及蓄積體的規劃設計

雨水蓄積和利用是海綿綠地的首要目標。在海綿綠地設計時，首先要分析區域降雨量及其分布特征，之后分析場地所在區域的匯水面積和匯水量，在此基礎上，結合地表滲透率等其他因素確定規劃調蓄水量，然后根據調蓄水量進行蓄積體的容積、分布和結構的規劃設計。

3.1 匯水范圍和調蓄水量分析

3.1.1 建立場地數字地形模型

進行匯水流域劃分和匯水線提取，在此基礎上確定匯水范圍。襄王路綠地匯水區分布見圖2。

3.1.2 根據匯水范圍確定調蓄水量

調蓄水量的計算采用公式：

V= 10HφF（1）

式（1）中，V為設計調蓄容積，m3；H為設計降雨量，mm；φ為綜合雨量徑流系數；F為匯水面積，hm2。

設計降水量根據住建部《海綿城市建設技術指南》[2]和當地降水特征確定。

根據住建部《海綿城市建設技術指南》我國大陸地區年徑流控制率分區圖，徐州市位于Ⅳ區，年徑流控制率要求為70%～85%，考慮徐州市實際水文條件（蒸發量大于降水量），取最大值85%作為設計標準，經過統計徐州市近30年降雨日值資料（資料來源：中國地面國際交換站氣候資料數據），得出徐州市地表徑流控制率85%對應設計降雨量為43 mm。

綜合雨量徑流系數根據規劃地塊地表組成物質，結合相關規范確定。考慮場地用地現狀主要為裸露山地及建筑垃圾，徑流系數為0.6；規劃設計為綠地，徑流系數為0.15。

據此計算出襄王路綠地三個匯水區面積：1號匯水區匯水量為1137.8 m3，2號匯水區匯水量為315.9 m3，3號匯水區為145.2 m3。

3.1.3 根據調蓄水量確定蓄水體的容積和分布

根據調蓄水量要求，在規劃區域內規劃2個蓄水體，具體位置見圖3。

其中高位蓄水體主要主要蓄積1號匯水區匯水以及場地北側高處自身徑流；endprint

中位蓄水區主要收集場地東側3號匯水區匯水及自身匯水。

3.2 蓄水體結構規劃設計

為滿足蓄水體蓄水需求，結合場地現狀，將蓄水體結構設計如下：

澆筑海綿蓄水腔體鋼筋混凝土側壁；腔體內HDPE蓄水膜焊接；場地內原有建筑廢料填充海綿腔體，海綿腔體空隙率為30%；土工布鋪設，土方回填后綠化；低處均勻敷設透水滲透管；監測系統傳感器預埋及電磁閥安裝。通過地形、截水溝將場地及周邊區域地表徑流進行雨水收集，降雨時收集存儲雨水，當土壤缺水時通過土壤水分傳感器自動打開海綿腔體電磁閘，雨水經敷設的透水滲透管可直接到達場地植物根部，滿足植物正常生長需求，在改良場地土壤同時實現場地的海綿效益。

4 植物的選擇和配置

4.1 海綿綠地植物選擇的原則

4.1.1 以鄉土植物，適當搭配外來植物

鄉土樹種具有以下優點：一是適應當地環境，抗病蟲害等不利條件的能力強；二是生長旺盛，對養護管理條件要求不高，養護成本低；三是富有地方特色，能體現城市綠化的地方風格，同時利于城市生態系統的穩定。海綿綠地相對于普通公園綠地，生長條件較差一些，這就更需要以適生性強的鄉土植物為主。

4.1.2 選擇根系發達、截流能力強的植物

根系發達的植物，不僅可以保持水土，增加土壤水分滲透量，而且可以降低水流速，提高土壤過濾、截留、吸收地表徑流和滲流中的沉積物、營養鹽、有機質等物質的能力，使進入水體的污染物濃度和毒性降低，是水體凈化的第一道屏障。

4.1.3 選擇雨水滯留能力強的植物

植物莖、葉、根系可滯留和滲透雨水，減少雨水徑流量、減緩流速，不同種類的植物，受其形態、結構及生理特征等因素影響，雨水滯留能力有很大差別。上海社區常見園林植物冠層雨水截留能力研究表明，植物冠層截留能力強的樹種有雪松、龍柏、枇杷、廣玉蘭、水杉、青桐、石榴、櫸樹、烏桕、欒樹、大葉黃楊、龍柏球、海桐、木芙蓉、火棘、紅花檵木、孝順竹、八角金盤、日本珊瑚樹，以及細葉麥冬、大花馬齒莧、絡石等植物。在海綿綠地規劃設計時，應選擇雨水滯留能力強的植物[3]。

4.1.4 選擇凈化能力強的植物

海綿綠地不僅能蓄水，還應能凈水，這就要求選擇水體凈化能力強的植物。據對徐州市水生植物的凈化功能研究，水生植物中，凈水能力強的有菖蒲、美人蕉、蘆葦、鳶尾、旱傘草等[4]。

4.1.5 選用既可耐澇又有一定抗旱能力的植物

受降水季節分配不均的影響，海綿綠地會出現豐水期與枯水期交替出現的現象，因此種植的植物既要能耐水澇環境，同時又要有一定的抗旱能力，如旱傘草、鳶尾、斑葉芒、細葉芒、蒲葦等[5]。

4.1.6 選擇觀賞性強的植物

作為公園綠地，在滿足海綿綠地功能的同時，還應注重其景觀性，選擇在姿態、體量、色彩和質感等方面觀賞性強、富于變化的植物種類，同時注重植物的季相變化，以營造美感度高的植物景觀。

4.2 海綿綠地植物的選擇和配置

根據以上原則，結合徐州自然條件和場地特征，襄王路綠地在植物景觀設計中，主要選用以下植物。

喬木：水杉、池杉、落羽杉、烏桕、雪松、櫸樹、欒樹等。

灌木：木芙蓉、海桐、火棘、八角金盤、日本珊瑚樹，紅瑞木、垂絲海棠、木槿、云南黃馨等。

地被：細葉麥冬、闊葉麥冬、沿階草、絡石等。

水生植物：蘆葦、香蒲、水蔥、西伯利亞鳶尾、千屈菜、石菖蒲等。

在植物配置中，以喬灌草結合的復層群落結構為主，該種配置方式不僅可以增加綠量，而且可以有效地提高植物的截留、滯留和凈化能力，以更好地海綿綠地的“海綿體”功能。

5 生態雨水監測系統的規劃設計

海綿綠地生態雨水智能監測系統可對海綿綠地建成后的相關指標進行實時跟蹤觀測，為海綿綠地“海綿”功能的定量分析提供第一手資料，也可為海綿綠地功能的優化和完善提高提供科學依據。襄王路綠地的生態雨水智能監測系統由3部分構成：第一部分為現場傳感層，由數據采集器和多種傳感器構成，實現對場地水位信息、水量信息及土壤水分信息的采集及就地存儲；第二部分為網絡層，通過GPRS技術實現采集器的集成數據的上傳；第三部分為數據應用層，根據現場采集器采集的數據，自動生成各類報表和趨勢圖，并通過B/S方式發布，經過授權的用戶可以利用PC終端、手機及平板電腦遠程瀏覽、下載數據以及現場LED大屏幕展示。主要監測指標有水位、水量、土壤水分含量、水質等。

6 結語

在全社會提倡海綿城市建設的今天，公園綠地規劃設計應緊密結合城市雨洪管理要求，從城市雨洪現狀的分析出發，在雨水管理目標、蓄水體容積及分布、植物選擇及配置等方面進行深入分析和研究，以更好地發揮綠地的海綿體作用。

徐州襄王路綠地自2016年8月竣工， 2016年9月底海綿監測系統開始工作并自動記錄數據，通過2016年10～11月近2個月海綿系統績效監測數據顯示，襄王路綠地發揮了較好的海綿體功能。在土壤水環境改善方面，通過設置在場地里7組（其中5組實驗組，2組對照組，每組分別設置在土壤0.3、0.7、1.1、1.5 m標高位置）共24個水分傳感器收集數據顯示，分別在1.5、1.1、0.7、0.3 m標高處實驗組土壤含水量分別比對照組高約30%、20%，10%和8%，通過海綿系統的設置有效提高了土壤含水量，改善了土水環境和植被生長環境；

在雨水收集利用方面，2016年9～10月，場地內海綿腔體共實現雨水收集約150 m3，海綿腔體蓄水量根據場地內土壤水分傳感器數值由電磁閥自動控制，根據場地土壤含水情況實現對場地植被精細化智能灌溉，收集雨水達到了100%的再利用。

參考文獻：

[1]國家住房和城鄉建設部.海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試行）[R].北京：國家住房和城鄉建設部，2014.

[2]唐文學，王勇成.徐州地區多年降水特征及變化趨勢分析[J].中國水運，2012（2）：163～165.

[3]車生泉、于冰沁，嚴威，海綿城市研究與應用——以上海城鄉綠地建設為例[M].上海：上海交通大學出版社，2015.

[4]魏永青，李 新，蔡愛玲，等.基于軌道交通的武漢市公園綠地布局優化研究[J].綠色科技，2016（3）：73～75.

[5]相巨虎，王曉玲，張 健，等.海綿城市和可持續雨洪管理相關理論與實踐研究[J].綠色科技，2017（4）：35～36，38.endprint