公園綠地中的高效雨洪景觀裝置探析

王子瀅

（江蘇開放大學(xué)新校區(qū)建設(shè)管理委員會，江蘇 南京 210036）

0 引言

公園綠地水循環(huán)是一個由蒸發(fā)、降水、徑流組成的綜合循環(huán)體系，在空氣中的水分被蒸發(fā)到大氣環(huán)境中時(shí)，水汽預(yù)冷發(fā)生凝結(jié)，以雨水的方式降落到地表，其中一些進(jìn)入公園綠地循環(huán)水系，而另外一些則經(jīng)過土壤和滲透層的凈化、過濾，最終形成公園綠地土壤含水層。在含水層中，當(dāng)土壤含水量達(dá)到飽和或降雨量超過滲透速率時(shí)，雨水便會聚集在一起，形成地表徑流[1]。緊接著，地表的水分又被蒸發(fā)，如此循環(huán)，形成了一個水系循環(huán)。城市化的快速發(fā)展導(dǎo)致城市的人口、規(guī)模、建筑密度增加。自然地形逐步被不滲透的下墊面所取代，公園綠地表面的土壤和河床也被壓縮、加固，嚴(yán)重影響了雨水的滲透，阻礙了公園綠地地表水和地下水的連通，同時(shí)，大量的地面徑流僅靠公園基礎(chǔ)設(shè)施難以全部排出，因此，下述將對公園綠地中的高效雨洪景觀裝置展開分析。

1 高效雨洪景觀裝置概念解析與功能分析

“高效雨洪景觀裝置”是由“生態(tài)雨”和“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”的概念發(fā)展而來，廣義上是指在雨水和洪水治理中所使用的各種綠色生態(tài)設(shè)施。與傳統(tǒng)的城市管網(wǎng)等灰色雨洪基礎(chǔ)設(shè)施不同，高效雨洪景觀裝置是一套由土地、植物、水源組成的綜合雨洪治理體系，其突出了綠色基礎(chǔ)設(shè)施對雨洪的控制作用[2]。

高效雨洪景觀裝置是公園綠地雨水系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在應(yīng)用中，高效雨洪景觀裝置可以在城市雨水洪澇治理體系中實(shí)現(xiàn)公園綠地的低污染發(fā)展，從而為建設(shè)海綿城市雨洪治理體系提供行之有效的途徑[3]。高效雨洪景觀裝置功能如表1所示。

表1 高效雨洪景觀裝置功能

2 公園綠地中的高效雨洪景觀裝置設(shè)計(jì)

2.1 滲透滯留裝置設(shè)計(jì)

滲透滯留裝置是雨洪景觀裝置當(dāng)中一種可持續(xù)的雨水利用裝置，它可以在淺凹的綠地中種植樹木、灌木和花卉，以收集和吸收屋頂和地面的雨水。將該裝置應(yīng)用到公園綠地當(dāng)中，可以有效地減少降雨的流量和速度，尤其適合于處理徑流中的降雨。同時(shí)，該裝置還能有效過濾掉徑流中的懸浮固體顆粒、重金屬離子、病菌等。通過合理的規(guī)劃，適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，可以成為鳥類、昆蟲等生物的棲息場所，豐富植物種類，創(chuàng)造優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。滲透滯留裝置可分為5個部分：蓄水層、覆蓋層、種植土層、砂層和礫石層（見圖1）。

圖1 滲透滯留裝置基本結(jié)構(gòu)示意

利用滲透滯留裝置表層的儲水層可以將雨水暫時(shí)儲存在75～200mm處。通常使用樹皮、碎石等自然物質(zhì)來維持土壤的濕度，以促進(jìn)微生物的分解，其深度通常在50～80mm。滲透滯留裝置的種植土層，主要通過植物根的吸收和過濾凈化雨水，所以要選擇具有高滲透率的沙土，其厚度要視植物種類而定。如果選用草本，其厚度應(yīng)為30～50mm；如果選用喬木，其土壤厚度應(yīng)大于1000mm。滲透滯留裝置的沙層功能是阻止沙粒侵入礫石地層，堵塞穿孔管道，通常厚度為150mm。砂礫厚度為200～300mm，用于把滲濾后的雨水排放到河流或其他排水系統(tǒng)中，一般需要100mm直徑的穿孔管。另外，在滲透滯留裝置的頂端設(shè)有一個溢流孔，可以將多余的雨水通過溢流管道排出，確保了滲透滯留裝置的滯留滲透和植物的良好生長。

2.2 疏導(dǎo)裝置設(shè)計(jì)

將植草溝作為疏導(dǎo)裝置中的一種，對其進(jìn)行設(shè)計(jì)，植草溝整體結(jié)構(gòu)是以線性布局方式種植植物的一種具有觀賞性的地表溝渠結(jié)構(gòu)。將該結(jié)構(gòu)作為疏導(dǎo)裝置，通過植物和土壤本身具備的滲透過濾作用，減慢地面徑流量，除去一些懸浮微粒和溶解的污染物，這樣使雨、洪的水質(zhì)得到凈化。植草溝的類型較多，根據(jù)公園綠地景觀需要，可進(jìn)行合理選擇。常見植草溝包括標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型、干植草溝類型和濕植草溝類型。第一種類型植草溝與傳統(tǒng)的排水溝類似，由地面上的植被把地面上的雨水收集起來，然后輸送給下一層雨水利用設(shè)備。這種植草溝主要用于人口不多的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)及公路兩側(cè)的排水渠道。標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型植草溝平面結(jié)構(gòu)（見圖 2）。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型植草溝平面結(jié)構(gòu)

第二種植草溝更接近上述滲透滯留裝置，與其作用相同，因此較少使用。第三種植草溝是以種植濕生植物為主的線性濕地處理體系，具有良好的過濾能力和凈化能力。該綠化溝渠可與城市快速公路的排水系統(tǒng)相結(jié)合。但因土壤長期處于濕潤狀態(tài)，易散發(fā)臭味，并會引來蚊子，故不適合用于住宅小區(qū)和單位用地。綜上所述，選擇將標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型植草溝作為公園綠地中的疏導(dǎo)裝置。在設(shè)計(jì)時(shí)要充分利用現(xiàn)有地形，并根據(jù)土體平衡計(jì)算，進(jìn)行垂直設(shè)計(jì)。地表徑流由斜坡進(jìn)入植草溝，再由重力流輸送到下一層裝置，坡度的控制是工程設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的問題。種植草溝的縱坡度通常為1%～5%，橫斷面為2～3mm。垂直斜率越低，對地面徑流的滲透和過濾作用越好，但水流速度太慢，容易發(fā)生積水；垂直斜率越大，地面徑流越快，滲濾作用越小，越易造成侵蝕。考慮到雨水的凈化效率，種植草溝的寬度應(yīng)該為0.5～2m，長度應(yīng)該超過30m。另外，通過在坡面上鋪設(shè)鵝卵石，或者采取密植的方式減少徑流對坡面的影響。

2.3 調(diào)蓄裝置設(shè)計(jì)

調(diào)蓄裝置是一種以調(diào)節(jié)雨洪、凈化水質(zhì)為主要目的的雨洪調(diào)節(jié)裝置，模擬自然濕地的功能與布置。其特點(diǎn)類似于濕地，是一種動態(tài)的水景體系。人工濕地是一種具有陸生和水生生物的生態(tài)系統(tǒng)，能為各種動植物提供良好的生存條件，在豐富人類游憩體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還能產(chǎn)生更多的生態(tài)與景觀效益。根據(jù)公園綠地的流態(tài)特征，將調(diào)蓄裝置劃分為表流型和潛流型。表流型調(diào)蓄裝置具有較好的純化效果，且造價(jià)低廉。在沼澤中，有10～45cm的稀疏水層，而沼澤地的斜坡僅為0.1%～0.5%。地面徑流從地下入口開始，經(jīng)過植物根、莖、葉的凈化，然后從出水口排放，從而實(shí)現(xiàn)了整體的調(diào)節(jié)和凈化。冬季氣溫偏低，人工濕地的表層易結(jié)凍，進(jìn)水口、出水口易出現(xiàn)裂縫，故不宜在冬季較冷的地方使用。為確保植物的正常生長，表流型調(diào)蓄裝置的水深不宜太大，一般為30～60cm。為了固定表流型調(diào)蓄裝置內(nèi)的水生植物根系，需要在沼澤中設(shè)置含有土壤、煤渣等物質(zhì)的填料，并在底層設(shè)置防水層，防止污水滲透到土壤中。另外，為了防止水草的干擾，需要在離沼澤50cm處設(shè)置入口的多孔管道。表流型調(diào)蓄裝置剖面結(jié)構(gòu)圖（見圖3）。

圖3 表流型調(diào)蓄裝置剖面結(jié)構(gòu)

3 高效雨洪裝置在公園綠地中的景觀應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)公園的實(shí)際情況，適當(dāng)降低綠地高度，同時(shí)采用下凹綠地、雨水花園等滯留滲透措施，使地面雨水得到充分吸收?？紤]到公園的綠化面積較大，故在高效雨洪景觀裝置的處理上可以采用階梯狀或波浪狀的方式進(jìn)行綜合布局設(shè)計(jì)，此種設(shè)計(jì)方式既能豐富綠地的空間，又能提高雨水的排水量。

可將公園低洼匯水區(qū)建設(shè)為多用途的蓄水池和人工濕地，利用綠化溝渠、干渠等交通工具，將地面徑流導(dǎo)入公園。通過調(diào)節(jié)水池和人工濕地，不僅可以形成大片的園林景觀，而且通過過濾、凈化，還能為園區(qū)的用其他水提供一定的補(bǔ)給。

園林路面鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)盡可能選用具有良好透水性的路面，以瀝青混凝土為主，而在輔道和游步道上，可選用具有良好透水性的路面，如卵石、嵌草磚等?；顒訄鏊匿佋O(shè)需按照人們的需求和作用來進(jìn)行。在兒童活動場所，可采用多種材料、色彩的透水性鋪裝，通過拼接，形成生動的現(xiàn)場氣氛。老人的活動區(qū)域應(yīng)選用規(guī)格大、平整的透水磚，以確保行人的安全。總體上，公園綠地將各種技術(shù)設(shè)施有機(jī)地融合在一起，形成由源頭到末端的完整景觀系統(tǒng)，為雨水資源的開發(fā)提供了良好的示范。

3.2 實(shí)例應(yīng)用效果

在規(guī)劃時(shí)，園區(qū)利用了場地南北高度的差異，由高至低依次建設(shè)森林、草甸、濕地等景觀。周圍道路所形成的地面徑流，經(jīng)過坡面植被層層攔截、過濾，最后流入人工濕地。雨水被凈化并儲存于濕地，而剩余的雨水被排放到城市的城市網(wǎng)絡(luò)中。公園綠地中的高效雨洪景觀裝置設(shè)計(jì)，既要體現(xiàn)自然，又要重現(xiàn)歷史。可在設(shè)計(jì)中，將回收的老軌道與藝術(shù)墻結(jié)合，以喚起當(dāng)?shù)厝藢Φ胤降臍v史和文化的回憶，讓人們對這個自然的、親切的城市具有更多的熱愛。對比應(yīng)用前后的公園綠地地表徑流如表2所示。

表2 應(yīng)用前后的公園綠地地表徑流 單位：mm

4 結(jié)語

通過研究公園綠地中高效雨洪景觀裝置，明確應(yīng)用后高效雨洪景觀裝置后，公園綠地地表徑流顯著降低，證明了裝置在公園綠地中的應(yīng)用可有效避免由于地表徑流造成的綠地積水。