基于雨洪調蓄中時間管理的海綿型綠地建設研究

褚軍剛

摘要：通過對“時間”彈性變量以及雨洪調蓄中時間管理的研究，探索了雨洪管理中海綿型綠地的建設規律，探討了綠地建設中不同的景觀要素基于時間變量的建設要點，使得海綿型綠地的建設能夠在時間、空間兩個維度上與其他雨洪設施有機的結合，以促進海綿型綠地發揮更好的雨洪管理效能。

關鍵詞：時間管理；水平衡；耐淹性；排與透

中圖分類號：TU981

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）19002403

1 引言

雨洪管理指的是以復合式綠色生態的理念來管理雨洪網絡系統，將雨洪的調蓄與雨水資源的綜合利用有機的結合起來。海綿型綠地建設是海綿城市建設中重要環節，綠地通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種雨洪調蓄手段手段，使得綠地在應對雨洪等自然災害時，有了“彈性”。國家也出臺了《海綿城市綠地規劃設計導則》，來指導海綿型綠地的建設。

在目前實際的建設實踐中，學術界對海綿型綠地研究的重點往往聚焦在具體的標準、形式、材料等。對海綿型綠地中的雨水設施的建設形式如植草溝、雨水花園、滯留池、屋頂綠化等，這方面的研究較多，也較為成熟，但綠地建成后的雨洪調蓄效果確依然存在不理想的情況。雨水設施往往不能起到應有的功效，造成這種現象的原因是多方面的，其中很重要的一點是，中國的地域廣，氣候變化差異大，不同地區的生態條件也各不相同，如果按統一的標準或模式去建設，往往達不到最佳的效果。而不管任何氣候條件下，有一個共性的變量就是“時間”，不管是單位時間的降水量，還是調蓄的中的滯留，都與時間發生關聯，“時間”是一個對雨洪調蓄至關重要的彈性變量，通過對時間管理的研究，來探索不同景觀要素在不同調蓄時間周期中的特點和作用，提高和促進海綿型綠地的建設效果。

2 海綿型綠地在雨洪調蓄中的作用

海綿型綠地應該在雨洪調蓄中發揮重要作用，但同時雨洪調蓄也要與綠地的景觀效果和生態效益取得平衡，不能為了單純追求 “海綿”的效果而忽略了綠地本身應該起到的各種社會、人文、生態等效益的發揮，這二者應該是相互協調和相互平衡的。

2.1 合理定位海綿型綠地，正確評價其調蓄的功能和作用

正確認識海綿型綠地與海綿城市的關系，它是海綿城市建設的重要組成部分，是一個重要的子系統，是與城市的市政雨水排水，排澇系統、城市的水務等系統共同作用，共同起到調蓄雨洪管理的作用，即不要過分夸大，也不要過低評價海綿型綠地在雨洪管理的的作用，應該實事求是的評價海綿型綠地所起到的作用。

海綿型綠地可以發揮重要的調蓄作用，同時也要清醒的認識到海綿型綠地并不能完全杜絕城市的洪澇災害，是起到小雨調蓄、暴雨緩解積水的作用。不是完全醫治城市水漫金山的靈丹妙藥，需要與城市其他雨水設施共同作用，才能起到良好的效果。真正的洪澇災害還是要靠城市完備的防洪、排澇等設施來發揮主導作用。

2.2 明確海綿型綠地在雨洪調蓄中的定量指標

根據《海綿城市綠地規劃設計導則》的內容來看，海綿型綠地與周邊道路或者周邊地塊在雨洪調蓄中的分工很含糊，導則提到“合理承擔周邊客水”，但這個合理指多少才算合理，缺少定量的指標。由于，市政、水務、園林等分屬不同的政府職能部門管轄，容易在實際建設中，發生不同系統中的相互推諉，要么最后增加了協調的難度，要么最后導致實際的雨洪調蓄效果大打折扣。

海綿型綠地要發揮作用，必須與周邊市政雨水排水等設施的容量相匹配，根據不同的暴雨重現周期，對區域內的雨洪管理，明確相應的地表徑流系數，確定海綿型綠地承擔的雨水總量，再根據滯、留、截、蓄等，明確每個匯水地塊的雨洪管理的分工和雨水設施的形式。

海綿型綠地比較合適設定在70%年徑流總量控制率，海綿城市規劃中對低影響開發控制目標是60%～85%年徑流總量控制率，所以海綿型綠地設定為70%的年徑流總量控制率是符合導則和規范要求的，這既體現了綠地本身對“海綿”建設的貢獻，同時還可以兼顧綠地的生態功能、游憩功能等，使得綠地能發揮出多元復合的效益。

3 從“時間管理”的角度對雨洪調蓄目標進行分工

時間管理就是通過提前的規劃設計結合以及一定的實施手段，靈活的管理時間來加強雨洪調蓄的效果。把各類雨洪調蓄的目標最后對應成相應的調蓄時間，降低不同雨洪管理網絡系統之間的協調難度，各子系統根據各自需要調蓄的時間，結合自身的專業特點進行優化雨洪管理。

3.1 對區域雨洪調蓄總目標進行分工

從區塊的上位規劃研究，明確雨洪管理的分工和目標，明確河道、市政管網和海綿型綠地各自的相應的地標徑流系數。根據目前海綿城市建設導則的要求，建議綠地的年徑流總量控制率在70%，但這個控制率也沒有明確是單獨只計算綠地面積內的地標徑流，還是周邊區域地塊內總的地表徑流的70%要靠綠地來消化。定義的不明確也為海綿型綠地的建設帶來一定的困擾，會存在不同雨水基礎設施之間，在工作界面上的相互推諉。需要進一步細化，根據當地的氣候條件、降水總量、自然的地勢地貌、綠地的規模大小等多種因素通盤考慮，逐一細化，這樣才能有效的發揮海綿型綠地的效應。

3.2 確立以“時間管理”為目標的雨洪調蓄

目前對海綿城市雨洪調蓄在降水量和水文層面的研究比較多，實際上，海綿城市雨洪調蓄的核心就是“時間管理”。雨洪調節和滯蓄本質上是為各種雨水設施贏得排放的時間差，這個時間差內不形成積水、積澇。因此，以“時間管理”，作為雨洪調蓄的目標，可以更好地適應不同地區、不同氣候、不同生態條件下的海綿型綠地的建設。

海綿型綠地的雨洪調蓄會有峰值效應，綠地滲水、蓄水總有一個容量的極限，多余的水還是要靠市政管網排出，因此暴雨期間，在調蓄峰值到來前，與市政管網排水完全排空之間有個時間差，這個時間差內的降水量就是海綿型綠地主要的調蓄降水總量。這個總量是動態變化的，根據不同的區域地塊、不同的暴雨重現周期、市政管網綜合的排水能力和不同的綠地類型、土壤特性等都會影響到調蓄的降水總量，需要因地、因時地制定每塊綠地的調蓄方案，明確每塊綠地需要承擔的調蓄時間，這樣就使得復雜的雨洪調蓄最后可以用“時間管理”來協調不同的雨洪管理體系，例如某地塊的市政管網在暴雨時期的完全排放的時間差是10 h，那相應的綠地就要盡可能地通過精心設計來滿足在10 h內，通過滲、滯、蓄、留等各種手段將降水消化在綠地內，為周邊市政管網贏得時間差，這樣綠地一方面起到了良好的調蓄作用，另一方面也使周邊道路和地塊不會形成積水積澇。endprint

4 基于“時間管理”的景觀要素研究

基于時間管理的海綿型綠地建設，對主要的景觀要素的使用提出了更高的要求，除了在設計中要體現出一定的景觀效果和生態效益之外，還要更好地促進對雨洪的調蓄。

4.1 改良土壤，提高入滲率

不同地區的土壤立地條件的不同，會影響到土壤的滲水效果。不同土壤的孔隙度不一樣，決定了滲水的效率，土壤滲水效果一般用入滲率來表示。土壤的地表滲水是很重要的方式，對于土壤孔隙度比較小的土壤，需進行土壤改良，通常壤土的孔隙度能達到55%～65%，滲水性良好，一般土壤改良能達到壤土的孔隙度就比較好了。

改良土壤的方式，一是可以物理改良，通過摻入沙子、陶粒、碎木屑等，提高孔隙度，提升土壤的入滲率，這樣就能較好地提高對地表徑流控制效果。二是可以套種生草，如白花三葉草、紫花苜蓿、黑麥草等，一方面，可以提高土壤的有機碳含量，提高土壤肥力；另一方面，可以提高改善土壤孔隙的均勻性和連通性。

當暴雨期間，土壤入滲時間的快慢和土壤達到含水量飽和的時間，都會直接影響到雨洪調蓄的效果。近年來一些學者通過對不同植被類型覆蓋下的土壤入滲特征的研究發現，人工草坪植被土壤的入滲速率最大，而喬灌草和灌草植被土壤的入滲速率最小。這些研究成果對如何在滿足雨水土壤入滲效果的同時，如何選擇綠化植物的品種結構，帶來了新的思考的方向。

4.2 “水平衡”理念下的地形設計

海綿型綠地的地形設計要比以往顯得更為重要。利用地形的高低起伏，進行相應的雨洪設施的建設，如植草溝、雨水花園、溪流、池塘、湖泊等景觀元素，一方面利用低洼處調蓄雨洪，另一方面抬高地形，為綠化種植創造了好的條件。

在地形設計中、可以有意識地引入“水平衡”的設計理念。水平衡有點類似土方平衡。在綠地建設中開挖池塘、湖泊、溪流等挖出的土可以堆疊地形，理想的狀態是達到相應的土方平衡。而“水平衡”就是把降水量折算成相應的體積，把這個體積對應相應的土方量，例如單位時間內，綠地內降水量調蓄的峰值是100 m3，那么在地形設計中下挖的土方總量可以大于等于100 m3，這樣的地形設計，總體上可以平衡相應的雨水總量，再加上土壤的滲水量、以及其他雨水基礎設施的共同作用，可以真正有效地起到調蓄雨洪的“海綿”作用。

地形的設計的豐富性，決定了不同降水時期的綠地景觀效果，可以把不同暴雨重現周期的降水總量結合時間管理，形成以時間來很衡量的水景效果。例如在地形設計中有機的結合“水平衡”，當雨水降落時，可以形成調蓄時間：1～2 h（小雨—池塘）；3～8 h（中雨—溪流）；9～24 h（大雨—湖泊），三個與時間能級相關聯的景觀效果，使得地形設計與雨洪調蓄和人工水景形成三位一體的效果。

4.3 植物耐淹性中的時間因子

現在有種觀點、擔心建設海綿型綠地了，植物會被淹，生長不好，綠化效果差。其實在綠地的規劃設計時，精心布局，將地形與植物配置巧妙的結合，可以避免上述的問題的發生。在綠化植物品種的選擇中，應該充分依據不同品種植物能承受的耐淹時間來選擇。海綿型綠地承擔著相應的雨洪調蓄功能，也意味著在降水期間，在一定的時間段，綠地的土壤含水量較大或者處于飽和狀態，這就要求在植物品種的選擇時盡量以能耐水濕的植物品種為主，對于不耐水濕的植物要結合地形抬高，抬高的高度可以結合植物根系長短以及生長習性來決定，以滿足植物正常生長為主，這樣利用植物和地形相結合，即可以滿足雨水調節的功能，又滿足了植物造景的效果。

在《海綿城市綠地規劃設計導則》中，指出植物要耐淹48 h，這個提法有待商榷，耐淹時間的確定應該從區域雨洪管理的分工來具體問題具體分析，例如，根據上位規劃的分工，如果某地塊的綠地調蓄時間，只要耐淹8 h就足夠了，那就沒必要按48 h的耐淹能力選擇植物，否則會導致可選擇的品種單一，建成后的景觀效果差。反之也成立，如果某地塊的雨洪管理的網路系統較差，需要綠地調蓄更多的降水，調蓄時間大于48 h，那樣選擇耐淹性更強的植物就尤為關鍵。

從時間管理的角度來看，基于海綿型綠地承擔的調蓄時間，根據景觀設計的特點、來確定地塊的耐淹時間，再來選擇合適的植物比較科學合理，應該因地制宜、因時制宜。綠化植物在長時間被淹后，不影響其良好生長態勢的能力。不同植物對耐淹、耐水濕都有不同的性狀表現，例如蔥蘭和麥冬在全淹50 d后依然能夠成活，而黑麥草、狗牙根在全淹10 d后相繼死亡。需要經過科學實驗后，得出不同植物品種相應的耐淹性的生物學指標，來指導合理地選擇海綿型綠地所需要的植物，它的選擇的難度應該比通常的適地適樹要求更高。

4.4 “排與透”相結合的硬質鋪裝設計

生態環保的透水材料是海綿型綠地中主要戶外鋪裝材料，通常應用的部位是各類園路、鋪裝廣場等，是綠地中占比較大的區域。地面鋪裝材料的大類有滲水磚、石材、透水環保材料等。在實際應用中同樣要注意排水與透水相結合。小雨時期滲水材料的透水性較好，地面不容易積水。而大雨時，會出現來不及下滲的情況，造成路面或廣場積水。因此在設計時，要在充分研究透水地坪下滲時間的基礎上，計算出需要地表徑流排放的降水量和排放時間，再來合理設計園路和廣場的排水的坡度、雨水收集等。認識到園路和廣場只是材料選了透水材料和透水的墊層，還需要綜合性運用多種雨洪調蓄手段，避免以為用了透水材料就一勞永逸的誤區。

5 結語

從時間管理的角度，來探討研究海綿型綠地的建設特點和建設規律。當前我國的海綿城市目前正處在發展的初期，應該看到海綿型綠地對雨洪調蓄和自然生態景觀營造的積極一面。對如何更好地建設，各地的成功經驗不多，需要進行大量的建設實踐，然后不斷地總結經驗、補充和完善海綿型綠地建設的理論體系，讓自然發揮生態調蓄雨水的效應，也是海綿城市建設的重要意義所在。

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