基于雨洪調(diào)蓄中時(shí)間管理的海綿型綠地建設(shè)研究

褚軍剛

摘要：通過對(duì)“時(shí)間”彈性變量以及雨洪調(diào)蓄中時(shí)間管理的研究，探索了雨洪管理中海綿型綠地的建設(shè)規(guī)律，探討了綠地建設(shè)中不同的景觀要素基于時(shí)間變量的建設(shè)要點(diǎn)，使得海綿型綠地的建設(shè)能夠在時(shí)間、空間兩個(gè)維度上與其他雨洪設(shè)施有機(jī)的結(jié)合，以促進(jìn)海綿型綠地發(fā)揮更好的雨洪管理效能。

關(guān)鍵詞：時(shí)間管理；水平衡；耐淹性；排與透

中圖分類號(hào)：TU981

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2017）19002403

1 引言

雨洪管理指的是以復(fù)合式綠色生態(tài)的理念來管理雨洪網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將雨洪的調(diào)蓄與雨水資源的綜合利用有機(jī)的結(jié)合起來。海綿型綠地建設(shè)是海綿城市建設(shè)中重要環(huán)節(jié)，綠地通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種雨洪調(diào)蓄手段手段，使得綠地在應(yīng)對(duì)雨洪等自然災(zāi)害時(shí)，有了“彈性”。國家也出臺(tái)了《海綿城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》，來指導(dǎo)海綿型綠地的建設(shè)。

在目前實(shí)際的建設(shè)實(shí)踐中，學(xué)術(shù)界對(duì)海綿型綠地研究的重點(diǎn)往往聚焦在具體的標(biāo)準(zhǔn)、形式、材料等。對(duì)海綿型綠地中的雨水設(shè)施的建設(shè)形式如植草溝、雨水花園、滯留池、屋頂綠化等，這方面的研究較多，也較為成熟，但綠地建成后的雨洪調(diào)蓄效果確依然存在不理想的情況。雨水設(shè)施往往不能起到應(yīng)有的功效，造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中很重要的一點(diǎn)是，中國的地域廣，氣候變化差異大，不同地區(qū)的生態(tài)條件也各不相同，如果按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或模式去建設(shè)，往往達(dá)不到最佳的效果。而不管任何氣候條件下，有一個(gè)共性的變量就是“時(shí)間”，不管是單位時(shí)間的降水量，還是調(diào)蓄的中的滯留，都與時(shí)間發(fā)生關(guān)聯(lián)，“時(shí)間”是一個(gè)對(duì)雨洪調(diào)蓄至關(guān)重要的彈性變量，通過對(duì)時(shí)間管理的研究，來探索不同景觀要素在不同調(diào)蓄時(shí)間周期中的特點(diǎn)和作用，提高和促進(jìn)海綿型綠地的建設(shè)效果。

2 海綿型綠地在雨洪調(diào)蓄中的作用

海綿型綠地應(yīng)該在雨洪調(diào)蓄中發(fā)揮重要作用，但同時(shí)雨洪調(diào)蓄也要與綠地的景觀效果和生態(tài)效益取得平衡，不能為了單純追求 “海綿”的效果而忽略了綠地本身應(yīng)該起到的各種社會(huì)、人文、生態(tài)等效益的發(fā)揮，這二者應(yīng)該是相互協(xié)調(diào)和相互平衡的。

2.1 合理定位海綿型綠地，正確評(píng)價(jià)其調(diào)蓄的功能和作用

正確認(rèn)識(shí)海綿型綠地與海綿城市的關(guān)系，它是海綿城市建設(shè)的重要組成部分，是一個(gè)重要的子系統(tǒng)，是與城市的市政雨水排水，排澇系統(tǒng)、城市的水務(wù)等系統(tǒng)共同作用，共同起到調(diào)蓄雨洪管理的作用，即不要過分夸大，也不要過低評(píng)價(jià)海綿型綠地在雨洪管理的的作用，應(yīng)該實(shí)事求是的評(píng)價(jià)海綿型綠地所起到的作用。

海綿型綠地可以發(fā)揮重要的調(diào)蓄作用，同時(shí)也要清醒的認(rèn)識(shí)到海綿型綠地并不能完全杜絕城市的洪澇災(zāi)害，是起到小雨調(diào)蓄、暴雨緩解積水的作用。不是完全醫(yī)治城市水漫金山的靈丹妙藥，需要與城市其他雨水設(shè)施共同作用，才能起到良好的效果。真正的洪澇災(zāi)害還是要靠城市完備的防洪、排澇等設(shè)施來發(fā)揮主導(dǎo)作用。

2.2 明確海綿型綠地在雨洪調(diào)蓄中的定量指標(biāo)

根據(jù)《海綿城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的內(nèi)容來看，海綿型綠地與周邊道路或者周邊地塊在雨洪調(diào)蓄中的分工很含糊，導(dǎo)則提到“合理承擔(dān)周邊客水”，但這個(gè)合理指多少才算合理，缺少定量的指標(biāo)。由于，市政、水務(wù)、園林等分屬不同的政府職能部門管轄，容易在實(shí)際建設(shè)中，發(fā)生不同系統(tǒng)中的相互推諉，要么最后增加了協(xié)調(diào)的難度，要么最后導(dǎo)致實(shí)際的雨洪調(diào)蓄效果大打折扣。

海綿型綠地要發(fā)揮作用，必須與周邊市政雨水排水等設(shè)施的容量相匹配，根據(jù)不同的暴雨重現(xiàn)周期，對(duì)區(qū)域內(nèi)的雨洪管理，明確相應(yīng)的地表徑流系數(shù)，確定海綿型綠地承擔(dān)的雨水總量，再根據(jù)滯、留、截、蓄等，明確每個(gè)匯水地塊的雨洪管理的分工和雨水設(shè)施的形式。

海綿型綠地比較合適設(shè)定在70%年徑流總量控制率，海綿城市規(guī)劃中對(duì)低影響開發(fā)控制目標(biāo)是60%～85%年徑流總量控制率，所以海綿型綠地設(shè)定為70%的年徑流總量控制率是符合導(dǎo)則和規(guī)范要求的，這既體現(xiàn)了綠地本身對(duì)“海綿”建設(shè)的貢獻(xiàn)，同時(shí)還可以兼顧綠地的生態(tài)功能、游憩功能等，使得綠地能發(fā)揮出多元復(fù)合的效益。

3 從“時(shí)間管理”的角度對(duì)雨洪調(diào)蓄目標(biāo)進(jìn)行分工

時(shí)間管理就是通過提前的規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)合以及一定的實(shí)施手段，靈活的管理時(shí)間來加強(qiáng)雨洪調(diào)蓄的效果。把各類雨洪調(diào)蓄的目標(biāo)最后對(duì)應(yīng)成相應(yīng)的調(diào)蓄時(shí)間，降低不同雨洪管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)難度，各子系統(tǒng)根據(jù)各自需要調(diào)蓄的時(shí)間，結(jié)合自身的專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化雨洪管理。

3.1 對(duì)區(qū)域雨洪調(diào)蓄總目標(biāo)進(jìn)行分工

從區(qū)塊的上位規(guī)劃研究，明確雨洪管理的分工和目標(biāo)，明確河道、市政管網(wǎng)和海綿型綠地各自的相應(yīng)的地標(biāo)徑流系數(shù)。根據(jù)目前海綿城市建設(shè)導(dǎo)則的要求，建議綠地的年徑流總量控制率在70%，但這個(gè)控制率也沒有明確是單獨(dú)只計(jì)算綠地面積內(nèi)的地標(biāo)徑流，還是周邊區(qū)域地塊內(nèi)總的地表徑流的70%要靠綠地來消化。定義的不明確也為海綿型綠地的建設(shè)帶來一定的困擾，會(huì)存在不同雨水基礎(chǔ)設(shè)施之間，在工作界面上的相互推諉。需要進(jìn)一步細(xì)化，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、降水總量、自然的地勢(shì)地貌、綠地的規(guī)模大小等多種因素通盤考慮，逐一細(xì)化，這樣才能有效的發(fā)揮海綿型綠地的效應(yīng)。

3.2 確立以“時(shí)間管理”為目標(biāo)的雨洪調(diào)蓄

目前對(duì)海綿城市雨洪調(diào)蓄在降水量和水文層面的研究比較多，實(shí)際上，海綿城市雨洪調(diào)蓄的核心就是“時(shí)間管理”。雨洪調(diào)節(jié)和滯蓄本質(zhì)上是為各種雨水設(shè)施贏得排放的時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差內(nèi)不形成積水、積澇。因此，以“時(shí)間管理”，作為雨洪調(diào)蓄的目標(biāo)，可以更好地適應(yīng)不同地區(qū)、不同氣候、不同生態(tài)條件下的海綿型綠地的建設(shè)。

海綿型綠地的雨洪調(diào)蓄會(huì)有峰值效應(yīng)，綠地滲水、蓄水總有一個(gè)容量的極限，多余的水還是要靠市政管網(wǎng)排出，因此暴雨期間，在調(diào)蓄峰值到來前，與市政管網(wǎng)排水完全排空之間有個(gè)時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差內(nèi)的降水量就是海綿型綠地主要的調(diào)蓄降水總量。這個(gè)總量是動(dòng)態(tài)變化的，根據(jù)不同的區(qū)域地塊、不同的暴雨重現(xiàn)周期、市政管網(wǎng)綜合的排水能力和不同的綠地類型、土壤特性等都會(huì)影響到調(diào)蓄的降水總量，需要因地、因時(shí)地制定每塊綠地的調(diào)蓄方案，明確每塊綠地需要承擔(dān)的調(diào)蓄時(shí)間，這樣就使得復(fù)雜的雨洪調(diào)蓄最后可以用“時(shí)間管理”來協(xié)調(diào)不同的雨洪管理體系，例如某地塊的市政管網(wǎng)在暴雨時(shí)期的完全排放的時(shí)間差是10 h，那相應(yīng)的綠地就要盡可能地通過精心設(shè)計(jì)來滿足在10 h內(nèi)，通過滲、滯、蓄、留等各種手段將降水消化在綠地內(nèi)，為周邊市政管網(wǎng)贏得時(shí)間差，這樣綠地一方面起到了良好的調(diào)蓄作用，另一方面也使周邊道路和地塊不會(huì)形成積水積澇。endprint

4 基于“時(shí)間管理”的景觀要素研究

基于時(shí)間管理的海綿型綠地建設(shè)，對(duì)主要的景觀要素的使用提出了更高的要求，除了在設(shè)計(jì)中要體現(xiàn)出一定的景觀效果和生態(tài)效益之外，還要更好地促進(jìn)對(duì)雨洪的調(diào)蓄。

4.1 改良土壤，提高入滲率

不同地區(qū)的土壤立地條件的不同，會(huì)影響到土壤的滲水效果。不同土壤的孔隙度不一樣，決定了滲水的效率，土壤滲水效果一般用入滲率來表示。土壤的地表滲水是很重要的方式，對(duì)于土壤孔隙度比較小的土壤，需進(jìn)行土壤改良，通常壤土的孔隙度能達(dá)到55%～65%，滲水性良好，一般土壤改良能達(dá)到壤土的孔隙度就比較好了。

改良土壤的方式，一是可以物理改良，通過摻入沙子、陶粒、碎木屑等，提高孔隙度，提升土壤的入滲率，這樣就能較好地提高對(duì)地表徑流控制效果。二是可以套種生草，如白花三葉草、紫花苜蓿、黑麥草等，一方面，可以提高土壤的有機(jī)碳含量，提高土壤肥力；另一方面，可以提高改善土壤孔隙的均勻性和連通性。

當(dāng)暴雨期間，土壤入滲時(shí)間的快慢和土壤達(dá)到含水量飽和的時(shí)間，都會(huì)直接影響到雨洪調(diào)蓄的效果。近年來一些學(xué)者通過對(duì)不同植被類型覆蓋下的土壤入滲特征的研究發(fā)現(xiàn)，人工草坪植被土壤的入滲速率最大，而喬灌草和灌草植被土壤的入滲速率最小。這些研究成果對(duì)如何在滿足雨水土壤入滲效果的同時(shí)，如何選擇綠化植物的品種結(jié)構(gòu)，帶來了新的思考的方向。

4.2 “水平衡”理念下的地形設(shè)計(jì)

海綿型綠地的地形設(shè)計(jì)要比以往顯得更為重要。利用地形的高低起伏，進(jìn)行相應(yīng)的雨洪設(shè)施的建設(shè)，如植草溝、雨水花園、溪流、池塘、湖泊等景觀元素，一方面利用低洼處調(diào)蓄雨洪，另一方面抬高地形，為綠化種植創(chuàng)造了好的條件。

在地形設(shè)計(jì)中、可以有意識(shí)地引入“水平衡”的設(shè)計(jì)理念。水平衡有點(diǎn)類似土方平衡。在綠地建設(shè)中開挖池塘、湖泊、溪流等挖出的土可以堆疊地形，理想的狀態(tài)是達(dá)到相應(yīng)的土方平衡。而“水平衡”就是把降水量折算成相應(yīng)的體積，把這個(gè)體積對(duì)應(yīng)相應(yīng)的土方量，例如單位時(shí)間內(nèi)，綠地內(nèi)降水量調(diào)蓄的峰值是100 m3，那么在地形設(shè)計(jì)中下挖的土方總量可以大于等于100 m3，這樣的地形設(shè)計(jì)，總體上可以平衡相應(yīng)的雨水總量，再加上土壤的滲水量、以及其他雨水基礎(chǔ)設(shè)施的共同作用，可以真正有效地起到調(diào)蓄雨洪的“海綿”作用。

地形的設(shè)計(jì)的豐富性，決定了不同降水時(shí)期的綠地景觀效果，可以把不同暴雨重現(xiàn)周期的降水總量結(jié)合時(shí)間管理，形成以時(shí)間來很衡量的水景效果。例如在地形設(shè)計(jì)中有機(jī)的結(jié)合“水平衡”，當(dāng)雨水降落時(shí)，可以形成調(diào)蓄時(shí)間：1～2 h（小雨—池塘）；3～8 h（中雨—溪流）；9～24 h（大雨—湖泊），三個(gè)與時(shí)間能級(jí)相關(guān)聯(lián)的景觀效果，使得地形設(shè)計(jì)與雨洪調(diào)蓄和人工水景形成三位一體的效果。

4.3 植物耐淹性中的時(shí)間因子

現(xiàn)在有種觀點(diǎn)、擔(dān)心建設(shè)海綿型綠地了，植物會(huì)被淹，生長不好，綠化效果差。其實(shí)在綠地的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，精心布局，將地形與植物配置巧妙的結(jié)合，可以避免上述的問題的發(fā)生。在綠化植物品種的選擇中，應(yīng)該充分依據(jù)不同品種植物能承受的耐淹時(shí)間來選擇。海綿型綠地承擔(dān)著相應(yīng)的雨洪調(diào)蓄功能，也意味著在降水期間，在一定的時(shí)間段，綠地的土壤含水量較大或者處于飽和狀態(tài)，這就要求在植物品種的選擇時(shí)盡量以能耐水濕的植物品種為主，對(duì)于不耐水濕的植物要結(jié)合地形抬高，抬高的高度可以結(jié)合植物根系長短以及生長習(xí)性來決定，以滿足植物正常生長為主，這樣利用植物和地形相結(jié)合，即可以滿足雨水調(diào)節(jié)的功能，又滿足了植物造景的效果。

在《海綿城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中，指出植物要耐淹48 h，這個(gè)提法有待商榷，耐淹時(shí)間的確定應(yīng)該從區(qū)域雨洪管理的分工來具體問題具體分析，例如，根據(jù)上位規(guī)劃的分工，如果某地塊的綠地調(diào)蓄時(shí)間，只要耐淹8 h就足夠了，那就沒必要按48 h的耐淹能力選擇植物，否則會(huì)導(dǎo)致可選擇的品種單一，建成后的景觀效果差。反之也成立，如果某地塊的雨洪管理的網(wǎng)路系統(tǒng)較差，需要綠地調(diào)蓄更多的降水，調(diào)蓄時(shí)間大于48 h，那樣選擇耐淹性更強(qiáng)的植物就尤為關(guān)鍵。

從時(shí)間管理的角度來看，基于海綿型綠地承擔(dān)的調(diào)蓄時(shí)間，根據(jù)景觀設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、來確定地塊的耐淹時(shí)間，再來選擇合適的植物比較科學(xué)合理，應(yīng)該因地制宜、因時(shí)制宜。綠化植物在長時(shí)間被淹后，不影響其良好生長態(tài)勢(shì)的能力。不同植物對(duì)耐淹、耐水濕都有不同的性狀表現(xiàn)，例如蔥蘭和麥冬在全淹50 d后依然能夠成活，而黑麥草、狗牙根在全淹10 d后相繼死亡。需要經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)后，得出不同植物品種相應(yīng)的耐淹性的生物學(xué)指標(biāo)，來指導(dǎo)合理地選擇海綿型綠地所需要的植物，它的選擇的難度應(yīng)該比通常的適地適樹要求更高。

4.4 “排與透”相結(jié)合的硬質(zhì)鋪裝設(shè)計(jì)

生態(tài)環(huán)保的透水材料是海綿型綠地中主要戶外鋪裝材料，通常應(yīng)用的部位是各類園路、鋪裝廣場等，是綠地中占比較大的區(qū)域。地面鋪裝材料的大類有滲水磚、石材、透水環(huán)保材料等。在實(shí)際應(yīng)用中同樣要注意排水與透水相結(jié)合。小雨時(shí)期滲水材料的透水性較好，地面不容易積水。而大雨時(shí)，會(huì)出現(xiàn)來不及下滲的情況，造成路面或廣場積水。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要在充分研究透水地坪下滲時(shí)間的基礎(chǔ)上，計(jì)算出需要地表徑流排放的降水量和排放時(shí)間，再來合理設(shè)計(jì)園路和廣場的排水的坡度、雨水收集等。認(rèn)識(shí)到園路和廣場只是材料選了透水材料和透水的墊層，還需要綜合性運(yùn)用多種雨洪調(diào)蓄手段，避免以為用了透水材料就一勞永逸的誤區(qū)。

5 結(jié)語

從時(shí)間管理的角度，來探討研究海綿型綠地的建設(shè)特點(diǎn)和建設(shè)規(guī)律。當(dāng)前我國的海綿城市目前正處在發(fā)展的初期，應(yīng)該看到海綿型綠地對(duì)雨洪調(diào)蓄和自然生態(tài)景觀營造的積極一面。對(duì)如何更好地建設(shè)，各地的成功經(jīng)驗(yàn)不多，需要進(jìn)行大量的建設(shè)實(shí)踐，然后不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、補(bǔ)充和完善海綿型綠地建設(shè)的理論體系，讓自然發(fā)揮生態(tài)調(diào)蓄雨水的效應(yīng)，也是海綿城市建設(shè)的重要意義所在。

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