海綿城市在陜西西咸新區市政建設設計中的應用

石碧巖

中鐵十八局集團第三工程有限公司 河北 涿州 072750

多年來，不少城市由于暴雨而引發積澇災害，城市排澇主要是通過增加排水管和排水泵等臨時措施加以解決的，給人民群眾造成了極大的財產損失。城市積澇發生的原因除了雨季降水比較集中外，主要還是城市規劃缺乏整體性和前瞻性、城市地下水的過度開采、城市河流系統治理效果不顯著而產生的，所以積極構建海綿城市是一個重要解決途徑[1]。

自2015年10月《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》發布以來，全國多個城市開始試點建設海綿城市。按照政府的規劃，到2020年，全國城市20%以上建成區要自然存儲70%的降雨。2030年，全國城市80%以上建成區要達到這一指標[2]。

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。海綿城市設計就是把城市空間布局、地上建筑和地下開發結合起來，統一規劃建設成像海綿一樣，能夠吸納和釋放雨水，調節城市水資源的有效利用，減少或消除城市積水災害的發生。在降雨季節，雨水可以就地或者就近吸收、存蓄、滲透、凈化，補充到地下水；當干旱季節雨水不足時，可以將蓄積的水及時地釋放出來充當灌溉、凈化用水，減少地下水資源的過度開發利用。堅持生態優先，增強雨水的自然滲透比例，對于統籌協調城市用水量，適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害保持良好的彈性。

這種低影響開發技術多采用雨水源頭的控制、雨水徑流的舒緩、多功能景觀涵養、采用滲水抗壓環保材料等方法實現水資源的有效開發利用，不僅使城鎮景觀路面具有很好的雨水滲透性，讓城市路面不再發熱，也有效緩解了城市熱島效應。

1 陜西西咸新區市政建設工程概況

陜西西咸新區為2015年國家第一批16個“海綿城市”建設試點之一，規劃總面積882 km2，承擔著“海綿城市”在西部地區先行先試，示范引領的作用。其核心指導思想是：綜合水資源可持續利用、良性水循環、內澇防治、水污染防治、生態友好等多目標，構建一系列有關城市雨水的管理系統[3]。

灃西新城位于灃河以西、渭河以南，規劃總面積143 km2，先期22.5 km2的海綿城市試點區域專項開工項目62個，開發建設海綿型公園綠地80萬 m2，綠色屋頂5 500 m2，中心綠廊全長7 km，完成海綿型小區與園區逾50萬 m2，海綿型道路35 km，已構建起由高到低的屋頂花園、建筑小區、市政道路、景觀綠地和中央雨洪調蓄系統在內的低開發雨水綜合利用體系。灃西新城建筑小區、道路、廣場、綠地等處富余雨水通過道路雨水邊溝、雨水淺管、市政管網等設施，實現直接或間接全面收集調蓄，總調蓄量可達到300萬 m3，完全可以應對極端天氣下的城市內澇。

2 海綿城市在西咸新區市政建設中的設計要點

陜西西咸新區主要采用生態園林、綠化帶、生態濾溝、透水路面、公路邊沿、雨水花園、屋頂花園等典型“海綿城市”的規劃設計。

2.1 生態園林設計

陜西西咸新區試點灃西新城海綿城市設計中采用生態園林理念，在新城中心規劃建設長1.3 km、寬1.1 km，占地面積為1.48 km2的中央生態公園，連接該區所有雨水管網，吸納來自周邊約10 km2范圍內的雨水，成為新城的生態蓄水池；全長6.8 km，寬200～300 m，占地約1.80 km2的絲路綠廊從東向西貫穿新城核心區域；全長12.3 km，寬50～150 m，占地約1.17 km2的綠帶環繞新城核心區域；全長約25.3 km，占地約4.74 km2的外圍河道在新城邊緣形成一條外圍生態環。

在“一心一廊雙環多帶多園”的公共空間結構中，由建筑小區解決雨水源頭消納的問題，由市政道路解決富余雨水的傳輸問題，由街頭綠地作為區域級的雨水調蓄樞紐，最終匯入灃西新城中央生態公園，形成整個區域多余雨水的收集和調蓄，使灃西新城形成一個以中央生態公園為中心和創新綠環為外圍的生態園林新城。

生態園林設計的要點在于生態優先。在規劃建設過程中對生態公園的保護和綠地濕地的建設給予高度重視。城市中公園、河湖、濕地是重要的海綿要素，應積極利用自然排水系統，避免對其造成影響，這樣才能更好地自然寄存雨水，實現可持續水循環，讓城市環境的自我修復能力得到保證。

在海綿城市建設體系當中，無論是森林草地還是河流湖泊都是非常重要的內容，在生態園林設計過程中都應考慮，積極修復已被破壞的空間，保證區域協調，這樣才能讓海綿城市和生態園林的建設發揮出各自的作用[4]。

2.2 綠化帶設計

傳統的綠化帶普遍高于路面15～20 cm，雨水多時，過量的雨水流向路面，沖刷出的泥水在路面車輛碾壓下四處飛濺污染環境。采用海綿城市理念設計的綠化帶不僅具有調控雨水的能力，而且具有凈化作用。綠化帶的高度通常比路面低15～20 cm，以便雨水能夠自然地通過雨水口流向綠化帶。綠化帶設有礫石層、砂層、滲透性填料層、種植層以及滲水管和溢流管。滲水管慢慢地使雨水下滲，過濾水中雜質，溢流管使過多的雨水排入蓄水池或通過導流系統流入中央生態公園。

綠化帶設計（圖1）要點在于分區設計、強化功能。中間分車綠化帶設計可以分流道路雨水，更好地展現道路美觀的效果。

圖1 綠化帶設計示意（單位：m）

兩側綠化帶設計采用下沉式綠地、生物滯留帶、雨水濕地等措施，不僅能有效緩解車道雨水的徑流量，還能夠利用綠化帶涵養水源的功能存儲雨水，既解決了城市內澇的問題，又節約了綠化養護的人力和水資源。路側綠化帶設計的主要功能是儲存過濾雨水，隔聲降噪、美化道路。綠化帶主要綜合考慮其生長特性，適應能力按照喬-灌-草的構成選擇具有審美、防塵、隔聲、凈化功能的植被，美化、亮化城市環境[5]。

2.3 生態濾溝設計

城市道路與人行道路間的生態濾溝主要由植物層和砂石層構成，起到過濾、凈化、導流的作用。城市雨水中主要污染成分是懸浮固體和有機物污染物，且水量變化大。溝中種植層可以消減洪峰、舒緩水流，通過砂石過濾、地下滲透，植物根系吸收雨水中的磷、氮，促進植物生長，在生態濾溝中形成土壤、微生物、植物種植的生態微系統，污染物被土壤、濾料或多孔介質過濾、降解，使城市雨水中的懸浮物被過濾，得到凈化的雨水可以收集起來用于沖洗或景觀綠化養護，達到節水、旱澇季節水源調配、地下水源補充等作用。雨季雨水大時，生態濾溝還可以起到導流明渠的作用，使雨水能夠順溝流入灃西新城中心區域的城市中央公園。

生態濾溝設計中植物的選取和配置是道路生態濾溝建設的重要基礎，更是保持水土、凈化水質、涵養水源，建設綠色生態文明城市的關鍵因素。生態濾溝設計中一個主要因素是選擇生態適應、功能特性、景觀特性、生態效益良好，可大規模使用于本地區的生態濾溝植物，如白蠟、海桐、馬藺、蘆葦、木槿、金葉女貞、楓楊、蒲葦、白皮松、黃花鳶尾、小葉黃楊、雞爪槭、合歡、懸鈴木、旱柳、花石榴、紫薇、龍爪槐等[6]。

2.4 透水路面設計

現階段的車行道多是不滲水瀝青結構，與高于路面的兩側綠化帶形成一個水槽，雨水過多時，排水口不能及時排空積水，容易造成行車安全事故。采取透水瀝青路面和非透水材料底層設計的路面可以有效地提高路面的滲水性，緩解徑流總量。

雨水透過上層后，沿著不透水層排入雨水收集管網或進入路側的生態濾溝。陜西西安灃西新城依據土壤特性，實施兩側收集滯滲、分段收集凈化等方式，采用不同防水結構，實現雨水的有效收集，而且通過混合土介質配比試驗，改良了原狀土下滲及滯蓄能力，并在該區數據八路、信息四路、秦皇大道等40余個建設項目中進行應用[7]。透水路面設計詳見圖2所示。

圖2 透水路面設計示意

2.5 公路邊沿設計

公路邊沿包括路緣石、雨水口、路肩邊溝等設施。路緣石是道路邊緣的排水設備，傳統的路緣石經常發生雨水漫流現象，通過采用打孔或者鉆孔的新型路緣石可以有效解決雨水漫流現象。

雨水口是匯集雨水、順暢排放的主要設施，一般設置在車道邊緣，加裝了截污篦子的雨水口能夠攔截大大小小的污染物，有效防止道路垃圾堵塞雨水口而造成城市內澇。路肩邊溝改為植草溝設計，不僅可以有效凈化雨水，而且改變了以往采用水泥混凝土材質極易堵塞的弊端，增強了植被的景觀效應。

2.6 雨水花園設計

在海綿城市建設中，西咸新區把雨水綜合利用作為重點，在社區、學校、企事業單位的綠地進行雨水花園設計，讓雨水“停一停、流一流、滲一滲”，形成供人觀賞的雨水花園景觀。

雨水花園多為淺凹綠地，植物、砂土把匯聚的雨水凈化后逐漸滲入土壤涵養地下水或設地下蓄水池儲存雨水，后期用于補給園區景觀、沖刷廁所等城市用水，形成一種可持續的雨水收集利用設施。

2.7 屋頂花園設計

在西咸新區一些新建建筑的屋頂設計建設屋頂花園，屋頂花園種類很多，有的適宜休閑、有的是生態景觀、有的是花卉種植。屋頂花園栽植的花草樹木、各類園林小品對于改善生態環境、增加綠化面積、調節室內溫度非常有益，避免了夏季陽光直射屋頂。適宜的屋頂花園、精美的花園特色、安全的花園結構、創新的花園風格、經濟的花園設計成為城市又一道靚麗風景線。

屋頂花園不僅可以截留部分雨水、減弱地表徑流，還是一個集室內生態調節、娛樂休閑、環保種植為一體的城市休閑場所，是增加綠地面積、建設生態園林城市的有力舉措，其發展前景廣闊。

3 結語

海綿城市設計符合當下城市建設的要求，得到了國家的大力支持，并在陜西西咸新區灃西新城海綿城市設計試點中成效顯著。海綿城市的建設是綠色發展模式的典范，陜西西咸新區為全國其他城市的海綿城市建設提供了一個成功范例。

[1] 蔣國民,于詢鵬,李克.城市內澇的成因及對策[J].工程建設與設計, 2020(5):85-86.

[2] 國務院辦公廳.關于推進海綿城市建設的指導意見[M].北京:人民 出版社,2015.

[3] 黃寧俊,張斌令,王社平,等.陜西西咸新區海綿城市LID市政道路設 計[J].中國給水排水,2017,33(24):61-66.

[4] 孔剛.探索海綿城市在生態園林設計中的應用[J].科學技術創新, 2018(24):140-141.

[5] 趙曉琳.海綿城市理論在道路綠化景觀設計中的運用[J].建材與裝 飾,2019(25):113-114.

[6] 范欽棟,季晉皛.海綿城市理念下道路植草溝植物的選擇:以西咸新 區為例[J].環境工程,2019,37(7):47-51.

[7] 翟慧敏,程啟先,李書覃,等.海綿城市理念演變的知識圖譜可視化 分析[J].水資源保護,2020,36(2):34-40.