與口袋公園結(jié)合的地鐵車站附屬海綿城市建設(shè)研究

熊旭華

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣東 廣州 510000）

1 海綿城市建設(shè)背景

隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市內(nèi)澇、水環(huán)境污染、水資源短缺等水生態(tài)問題頻發(fā)[1]。2013年12 月，在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上，習(xí)近平總書記正式提出海綿城市建設(shè)理念。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化和環(huán)境資源協(xié)調(diào)發(fā)展的重要體現(xiàn)，也是今后我國城市建設(shè)的重大任務(wù)[2]。

近年來，我國軌道交通工程蓬勃發(fā)展，軌道交通類項(xiàng)目的開發(fā)需與時(shí)俱進(jìn)落實(shí)海綿城市理念。軌道交通車站以地下車站為主，地下車站僅地面附屬涉及降雨落地的下墊面。場(chǎng)地空間雖一般較小，但多屬于人流密集區(qū)域，與市政道路、交通設(shè)施用地緊密連接，應(yīng)充分考慮場(chǎng)地水澇風(fēng)險(xiǎn)，盡量使場(chǎng)地雨水就地消納[3]。

2 地面附屬海綿建設(shè)特點(diǎn)

地鐵車站的地面附屬主要包括出入口、地面風(fēng)亭、冷卻塔和無障礙電梯。地面附屬征地紅線范圍一般為口部區(qū)域外擴(kuò)5 m，受征地拆遷的制約，中心城區(qū)部分困難地段地下車站無征地面積，只能與周邊市政用地合建。因此，車站地面附屬具有面積小、分布散、綠地率低等特點(diǎn)，且同時(shí)要考慮與周邊市政銜接，其海綿城市建設(shè)的條件普遍受限。

當(dāng)車站結(jié)合“城市門廳”理念進(jìn)行品質(zhì)提升時(shí)，地面附屬在傳統(tǒng)的出入口、風(fēng)亭等建筑物的基礎(chǔ)上，融合口袋公園和交通銜接統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。此時(shí)，地面附屬可分為以下幾個(gè)功能分區(qū)：地鐵出入口區(qū)、設(shè)施設(shè)備區(qū)、集散廣場(chǎng)區(qū)、非機(jī)動(dòng)車停靠點(diǎn)區(qū)以及口袋公園區(qū)（圖1）。如此一來，地鐵附屬紅線外擴(kuò)面積增大，下墊面類型也相應(yīng)多元化，綠地率隨之提高，具備一定的海綿城市建設(shè)條件。

圖1 典型與口袋公園結(jié)合建設(shè)的地面附屬平面布置

本文以廣州市某地鐵站結(jié)合口袋公園的地面附屬為研究對(duì)象，探討地下車站地面附屬的海綿城市建設(shè)思路。研究對(duì)象的地面附屬占地面積為2901 m2，由地鐵出入口、安全出入口、風(fēng)亭、冷卻塔、非機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)以及口袋公園組成。

3 海綿城市建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)《廣州市建設(shè)項(xiàng)目雨水徑流控制辦法》《廣州海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》《廣州市建設(shè)項(xiàng)目海綿城市建設(shè)管控指標(biāo)分類指引（試行）》，綜合考慮地鐵車站所在區(qū)域的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)地鐵附屬的特點(diǎn)以及防洪排澇的需求，確定本項(xiàng)目海綿城市建設(shè)以年徑流總量控制率為主要目標(biāo)，如表1 所示。

表1 海綿城市建設(shè)指標(biāo)要求

4 海綿城市設(shè)計(jì)方案

車站地面附屬產(chǎn)生的徑流主要來自于附屬建筑的屋面排水、廣場(chǎng)和道路雨水，應(yīng)合理引導(dǎo)其流入地面生態(tài)設(shè)施進(jìn)行調(diào)蓄、下滲，保障自認(rèn)水體和景觀水體的水質(zhì)、水量安全[4]。低影響開發(fā)的海綿城市措施可分為轉(zhuǎn)輸、儲(chǔ)存、滲透、調(diào)節(jié)、截污凈化等幾類。通過不同技術(shù)措施的組合應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)徑流峰值削減、徑流總量控制、徑流污染凈化等目標(biāo)。目前常用的海綿措施有以下4 種[5]。

4.1 下凹式綠地

下凹式綠地從上至下為植物層、礫石鋪面層、混合土層、過濾細(xì)沙層、礫石排水層等，下沉深度一般不超過200 mm。若下凹式綠地設(shè)置在車站主體頂板上方時(shí)，車站頂板需設(shè)排水措施，且頂板覆土厚度不宜小于1.5 m。雨水經(jīng)過下凹式綠地的滯留、滲透、凈化后，通過礫石排水層中預(yù)埋的排水花管進(jìn)入市政管道，直接排走或下滲補(bǔ)充地下水。

4.2 雨水花園

雨水花園位于生物滯留帶，一般由地表植物（蓄水層）、改良后的種植土壤（即混合土）、細(xì)沙層、底部礫石排水系統(tǒng)（含花管）等組成，是一種有效的雨水自然凈化與處置技術(shù)。雨水花園具有美化環(huán)境、收集和凈化雨水、削減地表徑流的作用，與下沉式綠地相近。但因雨水花園里的植被比下沉式綠地復(fù)雜多樣，故其對(duì)污染物的凈化效果更為突出。又因雨水花園具備一定的裝飾觀賞功能，適合應(yīng)用于人流密集的中心城區(qū)核心區(qū)域，且適用范圍更為廣泛。

4.3 透水鋪裝

透水鋪裝采用大孔隙結(jié)構(gòu)層或排水滲透設(shè)施，使得雨水能夠通過鋪裝結(jié)構(gòu)就地下滲，從而達(dá)到控制地標(biāo)徑流、雨水利用等目的。透水鋪裝主要由透水面層和透水墊層構(gòu)成，其中，透水面層由結(jié)構(gòu)性透水的透水磚、透水瀝青、透水混凝土等構(gòu)成，透水墊層包括找平層和基層，一般為沙土、礫石層。常見的透水鋪裝有透水瀝青路面、透水混凝土路面、透水磚路面等。因?yàn)橥杆佈b具有保持地面的透水性、保濕性、防滑、降噪、吸音等特點(diǎn)，所以能避免雨水直接流失，降低地面徑流，減少面源污染。

4.4 雨水調(diào)蓄池

雨水調(diào)蓄池是一種雨水收集設(shè)施，主要是把雨水徑流的高峰流量暫時(shí)存儲(chǔ)在池子內(nèi)，待雨水峰值過去后再將儲(chǔ)存的雨水慢慢從調(diào)蓄池中排出，達(dá)到削減暴雨峰值的作用。雨水調(diào)蓄池既能規(guī)避雨水峰值，提高雨水利用率，又能控制初期雨水對(duì)收納水體的污染。雨水調(diào)蓄池可分為PP 模塊蓄水池或地下混凝土蓄水池，根據(jù)用地條件以及經(jīng)濟(jì)適用性進(jìn)行比選。

本項(xiàng)目結(jié)合與地鐵出入口合設(shè)的口袋公園，設(shè)置下凹式綠地和雨水花園，通過下凹空間蓄水，以及植物截流、土壤過濾雨水，達(dá)到控制場(chǎng)地雨水徑流和削減面源污染的目的。同時(shí)，將非機(jī)動(dòng)車停車位、人行道設(shè)置為透水鋪裝，可降低透水鋪裝處的雨量徑流系數(shù)，增加場(chǎng)地的雨水滲透性，削減地表徑流量，從而減緩洪澇災(zāi)害。場(chǎng)地內(nèi)的建筑物主要為出入口和風(fēng)亭口部，出入口飛頂為輕鋼結(jié)構(gòu)，不宜設(shè)置綠色屋頂；風(fēng)亭下方設(shè)置了常規(guī)的集水井提升排水措施，是因?yàn)榧転轱L(fēng)亭口部雨水提供調(diào)蓄容積。在豎向設(shè)計(jì)和平面設(shè)計(jì)上，合理布置綠色海綿措施，在保證客流組織的基礎(chǔ)上，使集散廣場(chǎng)、人行道和鋪裝等地面雨水流入雨水花園和下沉式綠地，盡可能就地消納場(chǎng)地雨水。此外，考慮到地鐵口部為防洪澇的敏感區(qū)域，豎向設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免場(chǎng)地外的市政雨水進(jìn)入地鐵附屬功能區(qū)內(nèi)。

5 指標(biāo)可達(dá)性分析

5.1 年徑流總量控制率

本項(xiàng)目低影響開發(fā)設(shè)施的設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積采用容積法進(jìn)行計(jì)算：

式中：V——設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積，m3；H——設(shè)計(jì)降雨量，mm；φ——綜合雨量徑流系數(shù)；F——匯水面積，hm2。

根據(jù)《廣州海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》和《廣州市海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)降雨量的關(guān)系[4]可知，當(dāng)年徑流總量控制率為70%時(shí)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量H 為25.8 mm。采用透水鋪裝后，場(chǎng)地綜合雨量徑流系數(shù)為0.36，如表2 所示。本項(xiàng)目需要的設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積為26.66 m3，計(jì)算過程如表3所示。

表2 綜合雨量徑流系數(shù)計(jì)算

表3 場(chǎng)地所需的設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積

為消納在設(shè)計(jì)降雨量條件下產(chǎn)生的所有雨水，場(chǎng)地應(yīng)設(shè)置不小于26.66 m3的調(diào)蓄容積的海綿措施。結(jié)合地面附屬各功能區(qū)和口袋公園的平面布置，設(shè)置下沉式綠地和雨水花園等具有調(diào)蓄容積的低影響開發(fā)設(shè)施，如圖2 所示。各海綿設(shè)施面積及調(diào)蓄容積如表4 所示。

圖2 地面附屬海綿設(shè)施平面布置

表4 海綿設(shè)施面積及調(diào)蓄容積

綜上所述，場(chǎng)地內(nèi)海綿措施實(shí)際調(diào)蓄容積為29.10 m3，大于需要的設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積26.94 m3，采用內(nèi)插法得出實(shí)際年徑流總量控制率為71.04%，滿足項(xiàng)目年徑流總量控制率不低于70%的要求。

5.2 綠地率

綠地率=綠地面積/總面積×100%=1124/2901×100%=38.75%。

5.3 室外可滲透地面率

室外可滲透地面率=透水地面面積之和/室外地面總面積×100%=2498/2901×100%=86.10%。

5.4 透水鋪裝率

透水鋪裝率=透水鋪裝面積/公共地面停車場(chǎng)、人行道、自行車道和休閑廣場(chǎng)、室外庭院等硬化總面積×100%=1124/1374×100%=81.80%。

5.5 下沉式綠地率

下沉式綠地率=廣義的下沉式綠地面積/綠地總面×100%=582/1124×100%=51.78%。

綜上所述，本項(xiàng)目海綿城市建設(shè)各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，如表5 所示。

表5 海綿指標(biāo)可達(dá)性分析

6 結(jié)語

地鐵車站地面附屬的海綿城市建設(shè)，在平面設(shè)計(jì)上要與地鐵附屬各功能區(qū)協(xié)調(diào)，海綿設(shè)施的布置不能影響客流流向，應(yīng)優(yōu)先滿足地鐵功能。在豎向設(shè)計(jì)上，盡可能將紅線內(nèi)的雨水收集至具有調(diào)蓄容積的海綿設(shè)施，同時(shí)避免周邊市政雨水進(jìn)入地鐵附屬區(qū)域。

目前海綿城市建設(shè)的聚焦點(diǎn)主要集中在建筑與小區(qū)、道路與廣場(chǎng)、水務(wù)工程等領(lǐng)域，對(duì)軌道交通的海綿城市建設(shè)研究甚少。如何在軌道交通類工程中落實(shí)海綿城市理念，成為廣大從業(yè)者亟待解決的問題。本文對(duì)結(jié)合口袋公園車站附屬的海綿城市建設(shè)進(jìn)行了研究，為同類型的項(xiàng)目提供設(shè)計(jì)參考。