嘉興市低影響開發(fā)體系雨水系統(tǒng)試點調研

沈培宇+王羽佳++周海菊++徐海順

摘要 針對嘉興市面臨的城市內澇和水質型缺水并存的問題，嘉興水問題治理在規(guī)劃轉型的新常態(tài)下變革思路，借鑒國外低影響開發(fā)（LID）理念，進行海綿城市的改造。本文基于嘉興海綿城市建設背景，對蔣水港綠道和勺園停車場試點的運作情況進行分析，最后總結本次調研對課題中地域性參數(shù)化試驗研究的借鑒指導意義。

關鍵詞 海綿城市；低影響開發(fā)技術；地域性；雨水花園；浙江嘉興

中圖分類號 TU992 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0162-05

A Pilot Study on Rainwater System with Low Impact Development System in Jiaxing City

SHEN Pei-yu WANG Yu-jia ZHOU Hai-ju XU Hai-shun

（Nanjing Forestry University，Nanjing Jiangsu 210037）

Abstract According to the city waterlogging and water shortage in Jiaxing City，under the new normal condition of planning transformation，the water governance in Jiaxing will change mentality and use the concept of foreign low impact development（LID） to carry on the reform of sponge city.In this paper，based on the background of sponge city construction of Jiaxing，the operation of Jiangshuigang green road and the parking lot of Shaoyuan were analyzed，finally summarized the references significances of experimental research on regional parameters.

Key words sponge city；low impact development technology（LID）；regional；rainwater garden；Jiaxing Zhejiang

嘉興市位于浙江北部著名的杭嘉湖平原，襟江帶湖，自古為富庶繁華之地，也是我國近代史上重要的革命根據(jù)地。嘉興雖為江南水鄉(xiāng)，河流密布，水系發(fā)達，但近年來其因水環(huán)境破壞引起的水質型缺水問題相當嚴重（圖1），嘉興目前可利用水資源總量大大低于全國和全省平均水平，其中以地表徑流污染為代表的非點源性污染日益嚴重。與此同時，嘉興在城市建設過程中，大量自然地面逐步被包括道路在內的硬化面所取代。其不（弱）透水下墊面不斷增加（根據(jù)嘉興市第一次地理國情普查報告，截至2015年，嘉興的104.35 km2建成區(qū)內，不透水下墊面（全硬化）面積達56.01 km2，弱透水下墊面（綠色屋頂?shù)龋┟娣e達到6.89 km2，不（弱）透水下墊面占比約60%），而且在嘉興市平原河網(wǎng)地區(qū)，降雨量大而集中（多年平均約980 mm），城市內澇問題也不斷加劇。

1 國內海綿城市建設情況

1.1 總體情況

住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布的《海綿城市建設技術指南》（以下簡稱《指南》）對海綿城市進行了如下定義：“城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的‘彈性，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水‘釋放并加以利用”[1]。中國住房和城鄉(xiāng)建設部在2014年10月編制了《海綿城市建設技術指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行）》，部分內容涉及海綿城市綠地的規(guī)劃設計與建設。該導則主要參考了美國關于低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)等方面的理論研究與實踐經(jīng)驗。

LID理念的核心是通過合理的場地設計，模擬場地開發(fā)前的自然水文條件，采用源頭調控的近自然生態(tài)設計策略與技術措施，營造出一個具有良好水文功能的場地，最大限度地減少和降低土地開發(fā)導致的場地水文變化及其對生態(tài)環(huán)境的影響。與BMPs（美國20世紀70年代提出的雨水管理技術體系，最初主要針對非點源污染的控制，通過最佳管理措施來預防或控制非點源污染）相比，LID強調通過分散式、小規(guī)模調控措施對雨水徑流源頭進行控制，更多體現(xiàn)的是一種貫穿于整個場地規(guī)劃設計過程的場地開發(fā)方式和設計策略[2]。

LID體系包含結構性措施和非結構性措施2種策略。結構性措施主要通過小型雨水設施將雨水回收利用，包括生物滯留池、下沉式綠地、植草溝、綠色屋頂?shù)龋ū?）。結構性措施主要包括以下內容：①滲透。采用植被或可透水路面材料，增強地面透水性；②滯留。利用植被、土壤良好的吸水能力滯留雨水，使雨水徑流總量減少；③蓄水。通過蓄水池、水塘等收集雨水，不僅能減少雨水徑流，還能作為灌溉用水或經(jīng)過處理后作為生活用水；④過濾凈化。通過植被和土壤的過濾、吸附和微生物降解等作用，清除雨水中的污染物[3]。非結構性措施包括街道和建筑的合理布局、增加植被面積等。

2015年2月，國家財政部、住建部、水利部聯(lián)合發(fā)文確定了包括嘉興在內的16座城市為海綿城市建設試點。

2015年10月，國務院辦公廳頒布《關于推進海綿城市建設的指導意見》（國辦發(fā)〔2015〕75號），從國家層面戰(zhàn)略性地推進我國海綿城市建設，明確指出推廣海綿型公園和綠地，增強公園和綠地系統(tǒng)的城市“海綿體”功能，并首次提出了徑流總量控制的海綿城市量化工作指標：70%的降雨就地消納和利用；到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達到目標要求的工作目標。海綿城市應具有像海綿一樣吸納、凈化和利用雨水的功能，以及應對氣候變化、極端降雨的防災減災、維持生態(tài)的能力[4]。

1.2 嘉興試點

目前，嘉興已建成多處于其他江南地區(qū)海綿城市建設有較強參考性的試點。從“點”的層級上，已建成如晴灣佳苑、勺園停車場、嘉興植物園、再生水廠等試點。從“線”的層級上，已建成蔣水港、湘家蕩等試點。從“面”的層級，已建成以南湖為中心的18.44 km2示范區(qū)。在政策方案上，編制了《嘉興市海綿城市建設技術規(guī)范》。

2 舊城改造案例——嘉興市蔣水港綠道

2.1 場地簡介

本試點位于嘉興市南湖區(qū)蔣水港，改造時間為2012—2013年。蔣水港河道全長約2.5 km，改造區(qū)域北至南湖大橋、南至長鹽橋新氣象路段（約600 m）。到目前為止，北至南湖大橋、南至長鹽橋新氣象路段均已經(jīng)改造完成（圖2）。其中親水河道的構成分為4個水深區(qū)，正常水位分別為1.0、1.4、1.8、2.6 m（圖3）。

2.2 LID在蔣水港綠道中的體現(xiàn)

嘉興城市以硬化路面為主，不（弱）透水下墊面占比約60%，且硬化路面的排水也以強排快排的形式，增加了排澇壓力。同時，道路對沿線周邊的水體污染十分嚴重。路面雨水徑流中，除含有重金屬、碳氫化合物等對環(huán)境危害性大的污染物質以外[5]，車輛運行帶來的油類等污染物[6]、行人拋棄的廢物、從庭院和其他開闊地上沖刷到街道上的碎屑和污染物等最終都將在雨水淋洗、沖刷作用下遷移至水環(huán)境中，并對這些水域產(chǎn)生很大危害。在周邊有生態(tài)敏感保護區(qū)和重要水源保護區(qū)的地方，道路污染物對水質、生物及生物多樣性的潛在威脅更需要認真對待[7]。

LID技術主要是盡量把雨水入滲到地面以下，一方面減少了雨水的排放，降低了城市的內澇風險；另一方面減少了初期雨水對河道的污染。而在蔣水港綠道工程建設中，具體應用的低影響開發(fā)技術有以下幾種形式。

2.2.1 綠地建雨水花園，從源頭解決周邊硬化路面排水和削減污染。蔣水港綠道在施工中通過適當改造，在綠地中建設雨水花園。雨水花園是一種下凹式綠地，下凹式綠地是一種生態(tài)型雨水滲透設施，具有投資少、蓄滲效果明顯、截留凈化徑流雨水、不易堵塞等優(yōu)點，它既可設置在城區(qū)范圍內的建筑物、街道、廣場等不透水地面周邊，用于收集蓄滲小面積匯水區(qū)域的徑流雨水，又能在立交橋附近、市郊等空曠區(qū)域大規(guī)模應用，從而提高立交橋及整個城市的防洪能力[8]。

2.2.2 雨水花園滲透層構造及參數(shù)。在雨水花園中，原有的壤土被換成了滲透系數(shù)大的材料如礫石、砂、煤渣等。雨水花園的主要作用為滯留、下滲及處理雨水。其主要構造及設計參數(shù)為蓄水層0.25 m，種植土及人工填料層0.5 m（孔隙率0.3）、砂層0.1 m、礫石層0.2 m（圖4）。同時，雨水花園中設置雨水溢流設施，將暴雨時的雨水排入雨水管道或河道。蔣水港綠道改造過程中將周邊硬化路面雨水引入綠道內綠地，可通過改造人形道側石（拆除側石或側石開口）形式，將雨水排入綠地。

通過現(xiàn)場調研與前期資料收集可知，圖4、5所示的雨水花園地下層的主要構造及設計參數(shù)可能適用于以嘉興為代表的江南地區(qū)的雨水花園，這些構造及參數(shù)將對后期的地域性參數(shù)化研究有借鑒意義。

2.2.3 雨水花園植物選擇。在植物生長環(huán)境方面，根據(jù)雨水花園中種植區(qū)不同的水淹情況可將雨水花園種植區(qū)分為蓄水區(qū)、緩沖區(qū)、邊緣區(qū)（圖6）。植物在這3個分區(qū)中的配植要充分考慮到不同植物的耐淹、耐旱特性。邊緣區(qū)無蓄水能力，植物物種需要有較強的耐旱能力，對植物的耐淹能力無特別要求，可選用一般較耐寒的植物，與周邊植物景觀相銜接；緩沖區(qū)有一定的蓄水容積，對植物的耐淹特性有一定的要求，同時要求植物有一定的耐旱能力和抗雨水沖刷能力；蓄水區(qū)植物物種耐淹能力和抗污染能力、凈化能力要求最高，同時要求在非雨季的干旱條件下也要有一定的耐旱能力[9]。

調研發(fā)現(xiàn)，蔣水港綠道雨水花園采用下凹式綠地的做法，中間下凹部分鋪有較大塊的卵石，卵石中種有一些耐水濕植物。在坡道上還種植一些灌木及地被植物，植草溝也普遍分布。雨季來臨時，雨水順著植草溝流到下凹式綠地中，起到滯留下滲及凈化處理雨水的作用（圖7）。

調研過程中，小組成員對蔣水港綠道雨水花園中使用到的植物材料進行了分類與總結（表2）：通過觀察綠道不同區(qū)域不同植物的生長狀況，可以初步判斷綠道采用植物的耐水性與耐旱性，由此指導雨水花園地域性植物的選擇。

2.3 生態(tài)浮島

調研發(fā)現(xiàn)，蔣水港河道中央及岸邊置有生態(tài)浮島。生態(tài)浮島適用于沒有空間建設雨水塘或雨水濕地的場所，可通過對生態(tài)的重新構造，提升河道的自凈能力，同時也提升景觀效果（圖8）。

2.4 總結

嘉興生態(tài)綠道網(wǎng)是一種線形綠色開敞空間，通常沿著河濱帶情況較多，內設可供行人和騎車者進入的景觀游憩路線，連接主要的公園、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、歷史古跡和城鄉(xiāng)居住區(qū)等，有利于更好地保護和利用自然資源、歷史文化資源，并為居民提供充足的游憩和交往空間。

運用低影響開發(fā)技術建成的綠道，將面臨著與傳統(tǒng)綠地養(yǎng)護不同的管理挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)綠地養(yǎng)護僅限于修剪、施肥及保潔，由于具有嘉興特色的綠道需要的養(yǎng)護措施廣泛，所以在綠道養(yǎng)護方面嘉興也有不少實際經(jīng)驗，雨水排入了綠道，因而每隔幾次降雨均需進行養(yǎng)護。另外，雨水塘、雨水濕地內需要定期清淤，水生植物到秋季需進行收割等。

3 生態(tài)停車場改造案例——勺園停車場

3.1 場地簡介

嘉興勺園停車場位于嘉興南湖景區(qū)的南部、南溪西路北側（圖9），建設總面積約5 200 m2，是供園內參觀時停車所用。其中，停車位面積約1 169 m2，通道面積約1 670 m2，停車場共有85個停車位， 是勺園內重要的交通樞紐地。此處獨特的設計，有利于地面徑流，防止地面過多積水從而影響園區(qū)的營業(yè)與使用。

3.2 低影響開發(fā)技術在勺園中的體現(xiàn)

3.2.1 鋪設專用透水混凝土。勺園生態(tài)停車場的表層是使用透水混凝土鋪設的，結構見圖10。20 cm厚的透水混凝土表層，形成了透水路面和透水停車位。這樣的新型混凝土可以讓雨水較為快速地流入地下，防止“快排水”帶來的水體快速流失以及由于雨水過量而導致的洪澇積水的現(xiàn)象。另外，一方面這一舉措也可以有效補充地下水，緩解城市的地下水位急劇下降等城市環(huán)境問題。這樣的做法不僅保護了地下水，節(jié)約了水資源，而且更能夠有效緩解因水滯留在路面表層而帶來的油類化合物污染地下環(huán)境的問題，維護了城市的生態(tài)平衡。

調研過程中，小組成員進行了試驗。將約20 mL的水澆在停車場路面，模擬雨水下滲，試驗發(fā)現(xiàn)地面不會像普通的水泥地一樣馬上變深色，澆下去的水也不會馬上四處溢流開來打濕地表，而是慢慢下滲，吸收效果顯著（圖11）。

3.2.2 植淺草溝。勺園停車場在停車位之間的綠地中植淺草溝，并配以側石開口（圖12）。植草溝溝頂寬0.5～2.0 m，深度0.05～0.25 m，邊坡（垂直∶水平）1∶3～4，縱向坡度0.3%～5.0%。植淺草溝具有輸水功能，具有一定的截污凈化功能。這樣有利于將硬質停車場中未能及時排出的雨水排入一旁的綠地中，通過植淺草溝的下滲吸收更多雨水，加快雨水排放，避免雨量過大帶來的雨水堆積給使用者帶來不便的現(xiàn)象（圖13）。

植淺草溝的植物一般選用當?shù)剡m種的草坪地被，在保證排水給予過濾的同時也能夠帶來景觀上的美好感受，為停車場增添一定的視覺效果。

3.2.3 鋪排地下網(wǎng)狀排水盲管。除了地上部分的精心設計，勺園停車場的地下部分更是進行了多樣的設計與處理。停車場在地下布設了將近1 km的網(wǎng)狀排水盲管（圖14）。盲管能夠收集地上的滲水，進行統(tǒng)一處理，也可在雨量較大時，調節(jié)地下水，減緩地下水的壓力，這對解決目前城市中經(jīng)常出現(xiàn)的積水問題有很大的作用。

3.2.4 地下雨水調蓄池。勺園停車場在地底更是設置了一個巨大的地下雨水調蓄池（圖15）。在多雨的季節(jié)，城市往往會因長時間的強降雨導致地下水的大量積聚，而現(xiàn)有的地下網(wǎng)管不能滿足排水需求，不僅會帶來嚴重的洪澇災害，更會將大量雨水帶來的河流污水排入地下，從而對污水廠造成一定的危害。而這樣的調蓄池既可以減緩污水的沖擊，減少污水廠的壓力，也可以在一定程度上減小城市的內澇問題。

3.3 總結

每當下雨天，落在停車場地表的雨水首先通過透水材質澆筑的地表滲入土中；當土壤含水量過高時，專門用于集排土中滲水的盲管就會發(fā)揮作用，把多余的雨水排放到停車場北側的排水管道內，地下調蓄池也可以幫助蓄、排水。

自2014年起，經(jīng)過設置透水路面、建設透水停車位、安裝地下網(wǎng)狀盲管，并設計了下凹式綠地和植草淺溝等一系列改造后，勺園停車場已能在一定程度上控制雨水徑流。據(jù)統(tǒng)計，整個項目年徑流總量控制率達80%，控制雨量達24 mm。

4 結論與啟示

在水質型水資源缺水的大背景下，雨水不應該是負擔，而應是寶貴的資源。為了應對城市水問題，嘉興的城市建設理念從破壞生態(tài)轉向恢復生態(tài)。海綿城市的建設相對于傳統(tǒng)的市政雨水管理系統(tǒng)有很大的優(yōu)勢。一是在雨水治理理念上變革，從原來的末端治理轉變?yōu)樵搭^治理；二是雨水就地收集處理，減少徑流；三是從原來的單一下水管網(wǎng)建設轉而利用好河湖蓄水、道路滲水等多種方式建設。

總體而言，我國海綿城市建設尚處于起步階段，理論研究在很大程度上依舊滯后于實踐，尤其是在本土化、地域性等方面的研究亟待重視，這對以后的研究方向有指導意義。

5 參考文獻

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