海綿城市視角下的雨洪公園初探

蔡家珍

(漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建漳州 363000)

城市快速發(fā)展和全球氣候變化導(dǎo)致了強(qiáng)暴雨天氣頻發(fā)，由此引發(fā)的雨澇現(xiàn)象在我國各主要城市屢現(xiàn)不鮮。為了應(yīng)對城市雨洪問題，目前許多城市鋪設(shè)大型排水管網(wǎng)系統(tǒng)或修建更多更大的防洪大堤，這種集中式的排水方式不僅需要昂貴的修建資金，同時(shí)切斷了地表水下滲回補(bǔ)地下水資源，導(dǎo)致了城市水體面積萎縮，水生生境消失[1]。另一方面，與城市水系密切相關(guān)的城市公園一直以提供休閑娛樂場所為單一功能目標(biāo)的建設(shè)模式，影響了其對城市整體服務(wù)效益作用的發(fā)揮。在這種情況下，需要思考如何整合城市公園尺度上的雨洪管理和居民休憩場所的功能，使城市公園在提供休閑娛樂的同時(shí)還具有雨洪調(diào)蓄功能，并結(jié)合其他雨水設(shè)施一同形成具有滯留蓄滲、生態(tài)凈化功能的海綿體[2]。

1 雨洪公園及其功能

針對城市雨洪管理問題，目前國內(nèi)外的研究與實(shí)踐主要集中在小尺度的海綿體應(yīng)用上，即運(yùn)用雨水花園、植草溝、下凹綠地這些雨水設(shè)施收集和凈化雨水徑流，促進(jìn)雨水滯留下滲，回補(bǔ)地下水資源[3]。然而，面對城市雨洪問題嚴(yán)重和用地緊張，更具現(xiàn)實(shí)意義的是通過城市公園尺度上實(shí)現(xiàn)景觀與城市雨洪調(diào)蓄功能的無縫銜接，把城市雨洪管理與城市公園協(xié)同整合，統(tǒng)籌建設(shè)?；诖耍旰楣珗@逐漸形成發(fā)展并作為現(xiàn)代城市排水系統(tǒng)重要的組成部分[4]。通過景觀營造將城市公園與城市雨洪管理結(jié)合起來，形成一個(gè)具有休閑娛樂、雨水調(diào)蓄、雨水資源化利用多功能于一體的雨洪公園是解決城市洪澇災(zāi)害及水資源短缺問題的有效途徑(圖1)。

1.1 水彈性景觀功能

利用景觀滯留和凈化雨水起到海綿作用是雨洪公園重要的功能特點(diǎn)[5-6]。雨洪公園具有公園性又兼有雨洪調(diào)蓄性，不同于傳統(tǒng)的景觀公園和普通的生態(tài)公園，需要考慮景觀、生態(tài)功能與雨洪調(diào)蓄功能的協(xié)同性，也要考慮多種不同使用功能關(guān)聯(lián)整合的景觀空間序列。面對城市洪澇，按城市防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)在公園水體岸邊設(shè)計(jì)可淹沒的種植帶，廣植適用季節(jié)性洪澇的鄉(xiāng)土植被，形成生態(tài)防洪區(qū)域抵御旱季和雨季的水位變化，讓公園水體發(fā)揮滯洪功能。雨洪來臨時(shí)，生態(tài)防洪區(qū)域可以增加行洪斷面，減緩水流速度，緩解對城市的防洪壓力，實(shí)現(xiàn)水彈性景觀功能。

1.2 雨水資源化利用功能

受國外低影響開發(fā)(LID)、可持續(xù)發(fā)展排水系統(tǒng)(SUDS)、水敏感性設(shè)計(jì)(WSUD)及國內(nèi)海綿城市等規(guī)劃設(shè)計(jì)理念和方法的影響，雨水被作為一種重要的自然資源加以管理和利用[7]。城市公園用水量大，如景觀水體、綠地澆灌、道路澆灑等需要消耗大量的水。但多數(shù)對水質(zhì)要求不高，可以將雨水蓄存后直接用于綠化澆灌和景觀用水或經(jīng)簡單過濾凈化處理后作為公園內(nèi)的生活雜用水，既有效利用雨水資源，又減輕了城市市政排水壓力[8-9]。同時(shí)，城市公園內(nèi)大面積綠地、人工水體、濕地等都是收集利用雨水的最佳場地。

圖1 雨洪公園示意圖

2 西院濕地公園海綿化的技術(shù)措施

漳州西院濕地公園也稱西院湖，位于漳州薌城金峰片區(qū)，先前是廢棄水塘，與三湘江相連，河道呈現(xiàn)出硬化渠化，水質(zhì)污染嚴(yán)重，為解決生境退化充分發(fā)揮湖泊的滯洪功能，結(jié)合透水鋪裝、旱溪、生態(tài)駁岸、雨水濕地對原場地進(jìn)行改造，改造后總用地面積為133400 m2，滯洪區(qū)濕地公園內(nèi)水域面積約為66700 m2，可成為集城市泄洪、生態(tài)保護(hù)、旅游休閑的城市海綿體(圖2、圖3)。

圖2 西院段滯洪區(qū)示意圖

圖3 西院濕地公園總平面圖

2.1 硬質(zhì)場地處理技術(shù)措施

西院濕地公園停車位采用羅馬石間隔鋪設(shè)，路牙進(jìn)行豁口設(shè)計(jì)，從而引導(dǎo)雨水徑流下滲同時(shí)排入側(cè)邊的生物滯留帶。園內(nèi)主道路采用透水混凝土路面，并在道路兩側(cè)設(shè)置無紡布砂濾層防止路基填料流失，游步道采用透水磚，同時(shí)提高園內(nèi)路面高程，使雨水徑流通過面層下滲至透水基層后經(jīng)預(yù)埋雨水收集管引流至路邊的生物滯留帶、植草溝，暴雨徑流時(shí)可保證路面不積水，并促進(jìn)雨水徑流下滲(圖4)。

圖4 西院濕地公園硬質(zhì)場地透水處理

2.2 局部綠地處理技術(shù)措施

圖5 西院濕地公園內(nèi)旱溪

西院濕地公園通過提高硬質(zhì)場地標(biāo)高，使得場地周邊的綠地下凹形成旱溪景觀。場地周邊的雨水明溝收集場地雨水徑流，排至旱溪，旱溪的設(shè)計(jì)深度根據(jù)地形情況調(diào)整為50～100 cm，蓄水深度設(shè)計(jì)為100～250 mm，采用卵石礫石覆蓋，深度為80～100 mm，種植土層厚度為250 mm。具體做法是在低洼處通過人工模擬自然溪流，在溪底鋪設(shè)礫石，同時(shí)在溪底礫石間隙中通過點(diǎn)植、叢植手法種植具有耐水濕及耐干旱特點(diǎn)的宿根花卉、觀賞草等豐富景觀效果，并利用植物龐大根系涵養(yǎng)水源，減少雨水沖刷，防止水土流失，雨水在溪內(nèi)流淌過程中通過沉淀過濾、植物吸收、生物降解等處理后，使得徑流污染物被削減，水質(zhì)得到凈化。另外，西院濕地公園的旱溪多呈現(xiàn)線性布置，除了能減緩雨水徑流速度，還能引導(dǎo)雨水徑流至雨水濕地(圖5)。

2.3 針對生境退化，運(yùn)用生態(tài)駁岸

西院濕地公園前身是個(gè)廢棄水塘，雜草叢生，淤泥惡臭，湖體與三湘江貫通。改造后引入九龍江活水，因勢利導(dǎo)，不設(shè)任何蓄水設(shè)施，拆除原有河道硬質(zhì)護(hù)砌，應(yīng)用塊石、石籠、草皮等較大孔隙的自然材料，形態(tài)上模擬自然駁岸，精心布置淺灘、水塘(圖6)。因駁岸采用具有較大孔隙的自然材料，促進(jìn)了湖泊與岸坡間的水交換，并為動(dòng)植物生長提供理想的生境。同時(shí)岸邊的植物根系能穩(wěn)固駁岸，減少了近水區(qū)域的水土流失，岸邊種植的植物、微生物通過吸收吸附水體污染物對雨水徑流起到過濾、凈化的作用，改善水環(huán)境。另外，通過對10年、20年、50年一遇洪水的系統(tǒng)分析，預(yù)留被水淹沒的空間，與湖岸緩沖植被帶一同構(gòu)建成濕地邊界，從而明顯提高了周邊區(qū)域抵御城市內(nèi)澇能力，有效改善三湘江西院段黑臭、淤堵的水環(huán)境。

圖6 西院濕地公園內(nèi)駁岸形式

2.4 西院濕地公園的調(diào)蓄功能和雨水回用效益

西院濕地公園總占地面積為133400 m2，水面約為66700 m2。公園內(nèi)采用透水鋪裝、旱溪、雨水濕地對場地年徑流總量進(jìn)行控制。由表1所示，通過各種措施的蓄滲作用，西院濕地公園場地(除中心水域)年綜合徑流系數(shù)為0.47，即場地內(nèi)53%的雨水通過入滲得到控制,余下雨水徑流以漫流形式或植草溝、旱溪等工程措施匯集至雨水濕地進(jìn)行調(diào)蓄凈化，充分利用公園雨水濕地蓄洪，50年一遇的洪水可全部蓄集園內(nèi)。

表1 西院濕地公園場地(除中心水域)綜合徑流系數(shù)

匯集的雨水經(jīng)水體凈化處理，可由市政環(huán)衛(wèi)取用，用于公園道路沖洗和綠化澆灑，公園綠地面積達(dá)到37352 m2，按每平米每日用水0.002 m3，平均養(yǎng)護(hù)時(shí)間間隔5天計(jì)算，一年可節(jié)水約5450 m3。公園道路面積為21848 m2，按每次每平米用水0.0005 m3，每天沖洗一次計(jì)算，一年可節(jié)水約3990 m3(表2)。西院濕地公園作為當(dāng)?shù)赜旰楣珗@建設(shè)的示范工程，通過場地的轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)，彰顯雨洪公園的多種功能，主要體現(xiàn)在透水鋪裝、旱溪、生態(tài)駁岸、雨水濕地共同作用下削減暴雨徑流總量和徑流污染物含量，提升水環(huán)境質(zhì)量，并將收集的雨水回用于道路沖洗和綠化澆灑，實(shí)現(xiàn)對雨水管理控制和雨水資源化利用。

表2 西院濕地公園綠化澆灑、道路沖洗用水量

3 城市雨洪公園建設(shè)存在的問題

3.1 可供選擇的透水材料受限

透水鋪裝是雨洪公園建設(shè)的一項(xiàng)重要源控技術(shù)措施，通過降低不透水面積調(diào)控雨水徑流，促進(jìn)雨水下滲[10]。目前建設(shè)中應(yīng)用的透水鋪裝主要有透水性路面磚，包括混凝土透水磚、陶土透水磚、植草磚、舒布洛克磚等。而透水混凝土和透水瀝青應(yīng)用較少，主要是目前大部分混合料因孔隙率高,強(qiáng)度達(dá)不到機(jī)動(dòng)車道的要求，在使用中易出現(xiàn)孔隙堵塞問題，成本也較高，難以廣泛應(yīng)用。因此，開發(fā)出具有高強(qiáng)度、高滲透性、低成本的透水材料才能滿足建設(shè)的需要。

3.2 缺乏完善的技術(shù)體系

雨洪公園是解決城市化進(jìn)程中城市洪澇災(zāi)害問題與水資源利用的探索實(shí)踐，在理念與技術(shù)等層面上多參照國外標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)[11]，目前我國并未制定完善統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和圖集，導(dǎo)致很多雨洪公園項(xiàng)目苦于缺乏參考案例和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集指導(dǎo)。另一方面，我國各地在氣象水文土壤上差異較大，城市發(fā)展?fàn)顩r也不盡相同，不同城市不同條件下的雨洪公園建設(shè)應(yīng)采用不同的對策。因此，急需適合我國不同地區(qū)雨洪公園建設(shè)的技術(shù)體系，只有規(guī)范行業(yè)相關(guān)技術(shù)，才能保證雨洪公園建設(shè)在全國范圍內(nèi)真正有效開展。

4 結(jié)語

雨洪公園是在面對城市洪澇災(zāi)害和用地緊張等問題時(shí)，對傳統(tǒng)單一功能的雨水基礎(chǔ)設(shè)施和公園建設(shè)模式深入思考后逐漸發(fā)展起來的。它是以公園為載體，協(xié)同整合現(xiàn)有城市公園和基礎(chǔ)設(shè)施各自單一功能，將傳統(tǒng)集中式的排水方式轉(zhuǎn)化為分散式的景觀化雨水管理模式，并綜合運(yùn)用跨學(xué)科的彈性思維使城市公園具有使用功能的同時(shí)又能對城市雨洪起到調(diào)蓄作用。

雨洪公園作為海綿城市重要的組成部分，它具有“公園性”又有“雨洪調(diào)蓄性”，需要考慮各種不同使用功能的兼容和互補(bǔ)關(guān)系，將雨洪管理思路融入公園景觀設(shè)計(jì)中，使公園形成一個(gè)雨水自凈的生態(tài)平衡體系。同時(shí)，雨洪公園也體現(xiàn)了一種跨學(xué)科的彈性思維方式，景觀基礎(chǔ)設(shè)施公園的理念和實(shí)踐尚在形成和豐富過程中，仍然和其它理念發(fā)生頻繁的交叉，需要涉及城市規(guī)劃、排水設(shè)計(jì)、雨污凈化技術(shù)、公園景觀設(shè)計(jì)等多學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域的專家分工合作。