下沉式綠地在荊州古城建設(shè)海綿城市中的應(yīng)用研究

童澤平，安運華

( 長江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

荊州古城位于湖北省中南部，面積4.5km2。根據(jù)荊州市綠地系統(tǒng)規(guī)劃( 2006～2020)的綠地率控制規(guī)劃，結(jié)合Google Earth測量，可知荊州古城綠地率在20%以上，整體城市綠化符合規(guī)劃需求。荊州古城雨洪管理中采用以排水為主的的工程性設(shè)施，這些工程性設(shè)施的作用是匯集雨水徑流后統(tǒng)一進入市政管道，當降雨量較大、降雨時間集中時，雨水徑流流量峰值會超過市政管道容量，容易形成積水現(xiàn)象。此外，通過市政管道統(tǒng)一排放不僅造成水資源的浪費，而且由于雨水在匯集過程中吸附污染物，也讓自然水質(zhì)受到污染。解決上述問題的有效途徑是建設(shè)海綿城市。海綿城市是住建部根據(jù)我國氣候環(huán)境復(fù)雜的國情并參考美國低影響開發(fā)( Low Impact Development)提出的雨洪管理理念，其主要內(nèi)容是創(chuàng)建具有“海綿特征”的城市系統(tǒng)，即自然積存、自然滲透、自然凈化的雨水處理系統(tǒng)，最終實現(xiàn)對雨水的有效利用[1]。結(jié)合荊州古城現(xiàn)狀，筆者對下沉式綠地在荊州古城建設(shè)海綿城市中的應(yīng)用進行了探討。

1　下沉式綠地的概念和作用

下沉式綠地在是指在高程上低于硬質(zhì)地面的下凹式綠地。下沉式綠地可以削減雨水徑流量，在降低城市雨水管道壓力的同時增加土壤水分含量。下沉式綠地中的植物能凈化雨水中的氮磷污染物。程江等[2]對下沉式綠地對雨水徑流污染物的削減效應(yīng)進行了研究，結(jié)果表明，下沉式綠地對化學(xué)需氧量、氨氮和總磷的平均削減率范圍分別為52.2%～41.3%、49.0%～44.1%和47.4%～39.0%。因此，下沉式綠地是海綿城市建設(shè)中實現(xiàn)雨水自然滲透、滯留的重要途徑。

2　下沉式綠地類型及其特點

2.1　下沉式自然綠地

下沉式自然綠地( 圖1)是在硬質(zhì)地面高程以下設(shè)置下凹式綠地，除了為保證綠地不在單次較大降雨的情況下產(chǎn)生被長期淹水情況設(shè)置溢流口以外，綠地土壤和植物不作人為改變。下沉式自然綠地是一種針對傳統(tǒng)硬質(zhì)地面與綠地之間關(guān)系的優(yōu)化設(shè)計，雨水不再是簡單地在硬質(zhì)地面匯集后統(tǒng)一經(jīng)由排水管道排出。因此，下沉式自然綠地會滯留雨水，通過土壤的吸收和植物的凈化作用將雨水截留，超過滯蓄量的雨水則經(jīng)由溢流口進入排水管道，以保證雨量較大時下沉式綠地上的植物不會長時間受到水淹。由于雨水的滯留與吸收是自然完成的，極大降低了工程施工量，因而下沉式自然綠地在海綿城市建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。

2.2　下沉式人工綠地

若在下沉式自然綠地的基礎(chǔ)上結(jié)合較多的人工改良措施，則形成下沉式人工綠地( 圖2)。具體而言，是在下沉式綠地土壤中人工增加數(shù)個層次，包括細砂層、碎石層、種植土，以上幾個層次都需要因地制宜地進行調(diào)整。在具體設(shè)計中，需綜合考慮當?shù)氐慕涤陾l件，根據(jù)具體要求，對下沉式綠地的下沉深度、砂石層厚度以及植物種類進行確定。雖然下沉式人工綠地的建設(shè)工程量較大，成本較高，但對雨水的吸收儲蓄量更大，海綿滯蓄能力更強。

圖1　下沉式自然綠地結(jié)構(gòu)示意圖　　　　　　　　　　　　　　圖2　下沉式人工綠地結(jié)構(gòu)示意圖

3　不同類型下沉式綠地的應(yīng)用

不同下沉式綠地類型具有相同的功能，既吸收利用自然降水，又具有削減洪峰流量、減輕地表徑流污染的優(yōu)點[3]。但是自然下沉式綠地和人工下沉式綠地在施工量和施工成本方面具有很大差別，應(yīng)該根據(jù)實際需求進行選擇，達到優(yōu)化配置的目的( 圖3)。

圖3　荊州古城下沉式綠地分布規(guī)劃

下沉式自然綠地工程量較小，同時可以保證一定程度的雨水吸收利用，適合在公園、游園等綠化面積較大( 70%以上)的地區(qū)應(yīng)用。由于公園、游園等綠地面積較大，不易發(fā)生內(nèi)澇的地區(qū)，應(yīng)用下沉式自然綠地可以把大部分自然降雨就地吸收，增加雨水的利用率，降低徑流產(chǎn)生量，從而減小市政管道的排水壓力。因此，可以在公園、游園等公共游樂場所建設(shè)下沉式自然綠地。

下沉式人工綠地具有較高的吸收和儲蓄水分的能力，但建設(shè)成本較高，適于綠地率較低的街邊綠地、自然滯蓄需求較大的綠化小區(qū)等場所。在具體應(yīng)用過程中，因同一片區(qū)域內(nèi)會有多種性質(zhì)的綠地形式，要根據(jù)具體需求來應(yīng)用不同的下沉式綠地。此外，在場地復(fù)雜情況下，可以混合使用下沉式人工綠地和下沉式自然綠地，以保證自然降雨的吸收量，并且控制整體成本在合理范圍內(nèi)。

下沉式綠地的具體下沉深度應(yīng)參考土壤條件、氣候條件、綠地面積與匯水面積比、具體的應(yīng)用植物等，上述條件都會對下沉式綠地的實際效果產(chǎn)生影響。根據(jù)2014年國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《海綿城市建設(shè)指南》的要求，湖北荊州地區(qū)年徑流總量控制率為70%～85%。根據(jù)荊州近二十年平均每旬降雨量( 29.8mm)，同時參考實際場地匯水面積與綠地面積比，建議設(shè)置下沉深度為60～200mm。在設(shè)置下沉式綠地溢流口時采用靈活可升降的溢流口，在經(jīng)歷大雨后無法吸收降雨的情況下降低溢流口高度，為此解決可能產(chǎn)生的淹水問題，同時最大程度地吸收自然降水。

4　下沉式綠地植物配置原則

下沉式綠地植物配置與普通綠地植物配置有一定區(qū)別。下沉式綠地需要滯蓄和凈化降雨，由此決定了下沉式綠地內(nèi)的植物需要具有更強的耐淹水能力和生長能力，因而建議以鄉(xiāng)土植物為主，在種植草本植物時以廣撒網(wǎng)的形式將多類種子共同播撒，利用優(yōu)勝劣汰的原則讓草本植物自然生長，自由競爭，形成符合下沉式綠地要求的草本植被[4]。下沉式綠地中喬灌植物的選擇以鄉(xiāng)土植物為主，使用符合園林審美的配置方式，營造優(yōu)美的植物空間在提高存活率的同時降低整體成本。此外，在滯蓄壓力較大的復(fù)合型下沉式綠地中，一般優(yōu)選耐淹水能力較強的園林植物。

5　結(jié)語

荊州古城具有建設(shè)海綿城市的需求。由于荊州古城具有較多的歷史文化古跡需要保護，因而建設(shè)海綿城市時不宜大拆大建。運用下沉式綠地可以有效解決荊州古城區(qū)內(nèi)的小規(guī)模積水問題，同時增加自然降水的利用率，具有良好的應(yīng)用前景。

[參考文獻]

[1]車伍，趙楊，李俊奇，等.海綿城市建設(shè)指南解讀之基本概念與綜合目標[J].中國給水排水，2015，31( 8)：1～5.

[2]程江，楊凱，黃民生，等.下沉式綠地對城市降雨徑流污染的削減效應(yīng) [J].中國環(huán)境科學(xué)，2009，29( 6)：611～616.

[3]楊栩，尤學(xué)一，季民.城市綠地對雨水徑流污染物的削減作用 [J]. 土木建筑與環(huán)境科學(xué)，2012,( 34)：1～6.

[4]俞孔堅.海綿城市——理論與實踐[M].北京：中國工業(yè)建筑出版社,2016.