下凹式綠地對(duì)地表徑流的調(diào)節(jié)作用研究

李港妹，張興奇，孫 媛

(南京大學(xué) 地理與海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210023)

1 研究背景

快速城市化導(dǎo)致城市不透水下墊面面積急劇增加，綠地等透水下墊面面積不斷減少，使城市水文循環(huán)發(fā)生變化[1]，城市降雨徑流特征發(fā)生改變，為城市水資源利用和防洪排澇帶來(lái)了挑戰(zhàn)[2]。傳統(tǒng)的城市內(nèi)澇防治理念以“排水”為主，隨著城市不透水面積的增加，雨水下滲量急劇下降，城市地表徑流量隨之增加，其弊端十分明顯，傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)有限的排水能力已經(jīng)不能滿足城市防洪排澇的需求。當(dāng)出現(xiàn)較大降雨強(qiáng)度和連續(xù)性降雨的時(shí)候，傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)就變得不堪重負(fù)，城市內(nèi)澇事件頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害與負(fù)面的社會(huì)影響。

為解決城市化帶來(lái)的城市水問(wèn)題，20世紀(jì)70年代末，部分發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始采用雨水滯留池、下凹式綠、透水路面、植草溝、集雨桶等方法延緩降雨徑流過(guò)程[3]。20世紀(jì)80年代末，美國(guó)馬里蘭州開(kāi)始采用生物滯留技術(shù)，主要利用植物、土壤的物理和生物屬性來(lái)調(diào)節(jié)地表徑流，同時(shí)補(bǔ)充地下水[4]。20世紀(jì)90年代初，“低影響開(kāi)發(fā)”理念在美國(guó)被提出[5]。隨后，很多國(guó)家對(duì)低影響開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究并廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)之中[6]，以緩解城市發(fā)展面臨的洪澇、水污染等問(wèn)題。至今，基于低影響開(kāi)發(fā)視角的城市規(guī)劃建設(shè)逐漸興起，對(duì)低影響開(kāi)發(fā)已有較為深入的研究和大量的實(shí)踐應(yīng)用。我國(guó)對(duì)城市雨洪管理的研究相對(duì)較晚，近年來(lái)低影響開(kāi)發(fā)理念逐漸進(jìn)入城市規(guī)劃建設(shè)和城市水文等相關(guān)領(lǐng)域研究人員的視野[7-8]。Jia Haifeng等[9]指出我國(guó)低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)應(yīng)與城市總體規(guī)劃相結(jié)合，從布局、系統(tǒng)功能等方面實(shí)現(xiàn)成本-效益最優(yōu)化。王家彪等[10]對(duì)比分析了城市地區(qū)兩種徑流控制模式，得出總量控制模式能較好地反映年均產(chǎn)流水平，場(chǎng)次控制模式能較好地反映城市對(duì)降雨的消納能力，但兩種模式下的最優(yōu)控制率相差不大。馮博[11]運(yùn)用SWMM模型對(duì)研究區(qū)低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)前后雨水管道的排水能力進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)可有效降低地表徑流，緩減城市內(nèi)澇。

近幾年，有關(guān)下凹式綠地的研究逐漸深入，常江等[12]對(duì)不同暴雨情景和植物耐淹能力下下凹式綠地的溢流口高度及下凹深度進(jìn)行研究，得出下凹式綠地的下凹深度設(shè)計(jì)不僅與當(dāng)?shù)厮耐寥罈l件有關(guān)，還與植物耐淹時(shí)間、溢流口設(shè)施質(zhì)量以及暴雨重現(xiàn)期有著密切關(guān)系；王建龍等[13]對(duì)低影響開(kāi)發(fā)的技術(shù)體系和具體實(shí)施方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析；朱永杰等[14]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究不同暴雨強(qiáng)度、不同雨水口高度、不同匯水區(qū)面積情況下研究區(qū)的產(chǎn)流狀況，全面分析了匯水面積、產(chǎn)流歷時(shí)、產(chǎn)流速率、下凹式綠地率等之間的關(guān)系；馬姍姍等[15]將綠色屋頂與下凹式綠地兩種低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)手段相結(jié)合，通過(guò)InfoWorks CS建立排洪模型，對(duì)研究區(qū)產(chǎn)匯流進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)不同的低影響開(kāi)發(fā)措施的合理配置能有效增強(qiáng)徑流控制作用；在下凹式綠地對(duì)水質(zhì)凈化方面的研究方面，張曉菊等[16]通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了不同基質(zhì)厚度、不同植被種類以及暴雨重現(xiàn)期對(duì)徑流污染物去除效果的影響；裔士剛等[17]通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M降雨，對(duì)改良型下凹式綠地的污染物去除效果進(jìn)行檢測(cè)，得出不同暴雨重現(xiàn)期及服務(wù)面積比情況下改良型下凹式綠地對(duì)污染物的去除率不同，但均有顯著的去除效果。

與傳統(tǒng)的城市綠地建設(shè)方式相比，下凹式綠地能較好地調(diào)節(jié)地表徑流，緩減洪澇問(wèn)題[18]，同時(shí)也能發(fā)揮凈化水質(zhì)，減少面源污染等作用。迄今為止國(guó)內(nèi)低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)雖仍處于探索階段，尚未形成一套較為完善的城市地表徑流控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理體系[19-20]，關(guān)于下凹式綠地的理論與應(yīng)用研究需要加強(qiáng)，將暴雨重現(xiàn)期、下凹式綠地滲蓄率、臨界下凹式綠地率、綠地臨界下凹深度等進(jìn)行綜合分析，針對(duì)下凹式綠地對(duì)降雨徑流的減峰效果及攔蓄效果的研究還不多見(jiàn)。

南京大學(xué)仙林校區(qū)自建成以來(lái)發(fā)生過(guò)多起嚴(yán)重內(nèi)澇災(zāi)害，對(duì)廣大師生的工作、學(xué)習(xí)和生活秩序帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。因此，本文以南京大學(xué)仙林校區(qū)為研究區(qū)，以下凹式綠地為研究對(duì)象，探討下凹式綠地在城市地表徑流調(diào)節(jié)中的作用與意義。

2 下凹式綠地雨水滲蓄能力計(jì)算

2.1 研究區(qū)概況

南京大學(xué)仙林校區(qū)位于東經(jīng)118°57′，北緯32°06′，屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候，每年6月下旬至7月中旬為梅雨季節(jié)，是暴雨內(nèi)澇頻發(fā)時(shí)段。研究區(qū)自2006年開(kāi)始建設(shè)，至2010年基本建成，之后一直處于部分建設(shè)中，下墊面類型由建設(shè)前的農(nóng)地逐漸向建設(shè)用地轉(zhuǎn)變。研究區(qū)下墊面構(gòu)成及現(xiàn)狀見(jiàn)表1和圖1。

至今，不透水下墊面面積已超過(guò)2007年的8倍。由表1可知，研究區(qū)總面積2.547 km2，屋頂、道路和其他建設(shè)用地等硬質(zhì)下墊面面積達(dá)1.102 km2，占總面積的43.26%。目前，研究區(qū)已有低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)面積為0.052 km2，占總面積的2.01%，已有的低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)手段為透水路面和透水停車位。研究區(qū)內(nèi)雖然已經(jīng)采用低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)手段以減少降雨徑流量，但是因其占比較少，所能發(fā)揮的作用有限，內(nèi)澇現(xiàn)象依然時(shí)有發(fā)生，需要增加低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)手段和建設(shè)面積，以緩減內(nèi)澇頻發(fā)的現(xiàn)狀。研究區(qū)內(nèi)綠地面積達(dá)0.597 km2，占研究區(qū)總面積的23.46%，但其中大部分僅具有景觀綠化與生態(tài)功能，此設(shè)計(jì)沒(méi)有發(fā)揮綠地的水文功能，具有較大低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)潛力，為下凹式綠地的建設(shè)提供了良好基礎(chǔ)。

表1 研究區(qū)下墊面構(gòu)成

圖1 研究區(qū)下墊面現(xiàn)狀圖

2.2 城市暴雨強(qiáng)度公式

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，城市暴雨強(qiáng)度計(jì)算公式如下：

(1)

式中:i為t時(shí)段內(nèi)的平均暴雨強(qiáng)度，mm/min；t為降雨歷時(shí)，min；P為設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期，a；n為暴雨衰減系數(shù)；A1、C、b為地區(qū)參數(shù)。

根據(jù)《南京市暴雨強(qiáng)度公式(修訂)查算表》，南京市A1、C、b、n分別為64.300、53.800、32.900，1.011。

則t時(shí)段內(nèi)的降雨量為：

(2)

2.3 下凹式綠地水量平衡分析

降雨發(fā)生時(shí)，雨水以降雨和匯水區(qū)匯流等形式進(jìn)入下凹式綠地；同時(shí)，下凹式綠地的出水主要通過(guò)下滲、蒸發(fā)、蒸騰和溢流外排等產(chǎn)生。假設(shè)當(dāng)降雨發(fā)生時(shí)，下凹式綠地集水為降雨和匯水區(qū)匯水，無(wú)其他外來(lái)水；除下滲、蒸發(fā)、蒸騰和溢流無(wú)其他出水，則下凹式綠地水量平衡關(guān)系如下[21]：

Q0+U0=W+Z+Z′+P+U

(3)

式中:Q0為t時(shí)段內(nèi)下凹式綠地的雨水入流總量，m3；U0為下凹式綠地的初始儲(chǔ)水量，m3；W為t時(shí)段內(nèi)下凹式綠地的雨水下滲量，m3；Z為t時(shí)段內(nèi)下凹式綠地雨水蒸發(fā)量，m3；Z′為t時(shí)段內(nèi)下凹式綠地植物蒸騰量，m3；P為t時(shí)段內(nèi)下凹式綠地雨水外排量，m3；U為降雨終止時(shí)下凹式綠地的儲(chǔ)水量，m3。

假設(shè)降雨開(kāi)始時(shí)研究區(qū)下凹式綠地?zé)o初始儲(chǔ)水，且降雨過(guò)程中，下凹式綠地雨水未出現(xiàn)溢流外排現(xiàn)象，同時(shí)，忽略雨水蒸發(fā)量和植物蒸騰量；即，U0、Z、Z′和P均為0。研究區(qū)透水路面和透水停車位面積占比較小，忽略其對(duì)降雨徑流的影響。則研究區(qū)下凹式綠地的雨量平衡公式可以簡(jiǎn)化為：

Q0=W+U

(4)

2.4 下凹式綠地滲蓄能力計(jì)算

滲蓄率N通常是衡量下凹式綠地蓄滲能力的重要指數(shù)，表示降雨過(guò)程中下凹式綠地雨水下滲量與蓄積量之和占下凹式綠地降雨量與匯水區(qū)匯入下凹式綠地的徑流量之和的比例[21]，下凹式綠地蓄滲率計(jì)算公式如下[22]：

(5)

式中:H為降雨量，mm；Fy為不透水匯水區(qū)面積，m2；Fg為下凹式綠地面積，m2；Ψc為研究區(qū)不透水下墊面徑流系數(shù)，一般為0.8～0.9，考慮到匯流過(guò)程會(huì)產(chǎn)生徑流損失，故Ψc取0.8。

降雨初期，雨水入滲速率并不穩(wěn)定，一般呈現(xiàn)由快轉(zhuǎn)慢的現(xiàn)象，為方便計(jì)算，下凹式綠地雨水下滲量W的計(jì)算通過(guò)土壤穩(wěn)定入滲速率來(lái)計(jì)算，計(jì)算公式如下：

W=60KJFgt

(6)

式中:K為研究區(qū)土壤穩(wěn)定入滲速率，m/s；J為水力坡度，垂直下滲時(shí)J=1。

U=Fgh

(7)

式中:h為下凹式綠地與溢流口之間的高度差，m。

2.5 情景設(shè)計(jì)

根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50014-2006》(2016年版)，中國(guó)大陸地區(qū)設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期一般地區(qū)為1～3 a、重要地區(qū)為3～5 a、特別重要地區(qū)為10年。根據(jù)《南京統(tǒng)計(jì)年鑒》，2015年，南京市常住人口數(shù)為823.59萬(wàn)人，屬于特大城市。同時(shí)，根據(jù)近幾年南京市內(nèi)澇頻發(fā)的現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期取3、5、10 a。楊金玲等[23]采用雙環(huán)法對(duì)南京城市土壤的水分下滲特征進(jìn)行了分析。本文根據(jù)其研究結(jié)果綜合分析計(jì)算，取土壤穩(wěn)定入滲率為2×10-7m/s。從植物耐淹方面和安全性方面考慮，下凹式綠地的下凹深度一般不超過(guò)0.25 m[24]，取下凹深度分別為0.1、0.15、0.2 m。由表2可知，當(dāng)下凹式綠地面積與匯水區(qū)面積比值f(f=Fg/Fy)一定時(shí)，下凹式綠地的雨水滲蓄率隨著暴雨重現(xiàn)期的增大而減小，隨著下凹深度的增大而增大。當(dāng)f=20%，暴雨重現(xiàn)期為3 a，下凹深度為0.2 m時(shí)，下凹式綠地的滲蓄率為98%。當(dāng)f=30%，暴雨重現(xiàn)期為3 a，下凹深度為0.15 m時(shí)，下凹式綠地的雨水滲蓄率為100%；暴雨重現(xiàn)期為10 a，下凹深度為0.2 m時(shí)，下凹式綠地的雨水滲蓄率大于100%。當(dāng)f=40%時(shí)，暴雨重現(xiàn)期為10 a，下凹深度為0.15 m時(shí)，下凹式綠地的滲蓄率為93%。按上述情景設(shè)計(jì)，下凹式綠地能基本滿足研究區(qū)降雨徑流調(diào)節(jié)的要求。

表2 不同設(shè)計(jì)參數(shù)下的下凹式綠地雨水滲蓄率 %

注：當(dāng)下凹式綠地雨水滲蓄率大于100%時(shí)，表示在此條件下，下凹式綠地能服務(wù)更大面積的區(qū)域。

在土壤雨水滲蓄率為100%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的下凹式綠地比例f0為研究區(qū)開(kāi)發(fā)后徑流不增加的臨界值，稱為臨界下凹式綠地率。在暴雨重現(xiàn)期一定時(shí)，利用臨界下凹式綠地率能較為準(zhǔn)確地分析不同下凹深度下所需的下凹式綠地面積以衡量各設(shè)計(jì)方案。當(dāng)滲蓄率N=100%時(shí)，臨界下凹式綠地率的計(jì)算公式如下：

(8)

式中:f0為臨界下凹式綠地率；Ψc為不透水下墊面徑流系數(shù)；H為降雨量，mm；h為下凹式綠地與溢流口之間的高度差，m；K為研究區(qū)土壤穩(wěn)定入滲速率，m/s。

由圖2可以看出，當(dāng)設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期一定時(shí)，臨界下凹綠地率隨著綠地下凹深度的增加而減少；當(dāng)綠地下凹深度一定時(shí)，臨界下凹綠地率隨暴雨重現(xiàn)期的增加而增加。當(dāng)下凹式綠地占比較大時(shí)，實(shí)踐應(yīng)用的可行性很小，故不考慮下凹深度為0.1 m的方案。

下凹式綠地是一種雨水蓄滲設(shè)施，具有臨時(shí)蓄水、增加下滲、調(diào)節(jié)徑流的功能，其通過(guò)調(diào)節(jié)降雨徑流來(lái)緩減降雨強(qiáng)度和研究區(qū)雨水下滲速率之間的矛盾。在土壤雨水滲蓄率為100%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的綠地下凹深度h0為研究區(qū)開(kāi)發(fā)后徑流不增加的臨界值，稱為綠地臨界下凹深度。臨界下凹式綠地率的計(jì)算公式如下：

(9)

圖2不同設(shè)計(jì)參數(shù)下的臨界下凹式綠地率 圖3不同設(shè)計(jì)參數(shù)下下凹式綠地的臨界下凹深度

由圖3可知，當(dāng)設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期一定時(shí)，臨界下凹深度隨著下凹式綠地率的增加而減少；當(dāng)下凹式綠地率一定時(shí)，臨界下凹深度隨暴雨重現(xiàn)期的增大而增大。

本文下凹式綠地的下凹深度分別為0.1、0.15、0.2 m，當(dāng)綠地下凹深度太大時(shí)，對(duì)植物耐淹程度要求較高，且存在安全隱患，所以方案設(shè)計(jì)不考慮下凹深度大于0.2 m的情況。

由圖3可知，不同暴雨重現(xiàn)期，當(dāng)下凹式綠地率為10%時(shí)，臨界下凹深度均大于0.2 m；當(dāng)下凹式綠地率為20%、暴雨重現(xiàn)期為10 a時(shí)，對(duì)應(yīng)的臨界下凹深度為0.27 m，也大于0.2 m，故以上情況不在方案設(shè)計(jì)考慮范圍之內(nèi)。

3 下凹式綠地的應(yīng)用

3.1 方案設(shè)計(jì)

當(dāng)下凹式綠地滲蓄率較低時(shí)不能滿足研究區(qū)降雨徑流調(diào)節(jié)的要求，而下凹式綠地滲蓄率較高時(shí)，雖能滿足調(diào)節(jié)徑流的要求，但會(huì)造成工程閑置和資源浪費(fèi)等現(xiàn)象。當(dāng)下凹式綠地面積比例較大或綠地下凹深度較大時(shí)，均會(huì)提高對(duì)工程實(shí)施的要求，增加工程實(shí)施難度，同時(shí)綠地下凹深度較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生不安全隱患，并對(duì)植物耐淹性要求較高，均會(huì)對(duì)下凹式綠地建設(shè)造成困難。經(jīng)過(guò)對(duì)土壤滲蓄率、臨界下凹綠地率和綠地臨界下凹深度等的計(jì)算及綜合分析，排除工程實(shí)施難度較大和土壤滲蓄率較低和較高的方案，得出如下6個(gè)方案(見(jiàn)表3)：

表3 下凹式綠地改建方案設(shè)計(jì)表

3.2 攔蓄和減峰效果分析

由于綠地類型為下凹式綠地，不透水區(qū)域作為下凹式綠地的匯水區(qū)，匯集周邊建筑屋面、硬化路面及鋪裝區(qū)域等不透水下墊面產(chǎn)生的徑流，因此，假設(shè)下凹式綠地的雨水總?cè)肓鬟^(guò)程為降雨過(guò)程與周邊匯水區(qū)雨水入流過(guò)程的疊加。匯水區(qū)入流過(guò)程取決于形狀、坡度等地面因素，且集流時(shí)間較短，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，故假定匯水區(qū)的入流量為綠地增加的凈雨量，采用徑流系數(shù)法計(jì)算總雨強(qiáng)[25-26]：

S=s[1+Ψc(Fy/Fg)]

(10)

s=A1+ClgP

(11)

式中:S為綠地和其他匯水區(qū)疊加的總雨強(qiáng)，mm/min；Ψc為不透水下墊面徑流系數(shù)；Fy為不透水匯水區(qū)面積，m2；Fg為下凹式綠地面積，m2。

雨水匯流速率和暴雨洪峰流量是衡量暴雨的重要參數(shù)，為估算設(shè)計(jì)方案中下凹式綠地的預(yù)期效果，本文用綠地?cái)r蓄率和綠地減峰率來(lái)衡量下凹式綠地對(duì)暴雨徑流的調(diào)節(jié)作用和洪峰的削減效果。

匯水區(qū)硬質(zhì)下墊面匯入下凹式綠地的降雨徑流和綠地上的雨水被下凹式綠地截留，同時(shí)產(chǎn)生下滲。為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用土壤穩(wěn)滲率計(jì)算下凹式綠地凈雨深。計(jì)算公式如下：

(12)

式中:hc為下凹式綠地凈雨深，mm。

(13)

式中：Z為下凹式綠地?cái)r蓄率，%。

匯水區(qū)降雨徑流的匯流過(guò)程和暴雨過(guò)程疊加成為下凹式綠地上的雨洪過(guò)程，采用瞬時(shí)降雨強(qiáng)度的最大值計(jì)算綠地雨洪流量峰值，為簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略硬質(zhì)下墊面的降雨徑流匯流時(shí)間，計(jì)算公式如下：

Qm=αS/bn

(14)

式中:Qm為下凹式綠地雨洪流量峰值，mm/min；α為修正系數(shù)，一般取0.9。

綠地溢流量計(jì)算公式如下：

(15)

W=S·t

(16)

式中:r為雨洪歷時(shí)系數(shù)，一般取0.36；h1為綠地最大蓄水量，mm，采用下凹式綠地雨水口與綠地的高程差；h2為調(diào)洪量，mm，其最大值采用下凹式綠地雨水口與路面的高程差；W為 雨洪總量，mm。

下凹式綠地減峰率計(jì)算公式如下：

(17)

各下凹式綠地建設(shè)方案的攔蓄率和減峰率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4，各方案的攔蓄率均接近100%，表明各下凹式綠地設(shè)計(jì)方案都具有明顯的攔蓄效果。各方案的減峰率亦約等于100%，相當(dāng)可觀，表明減峰效果較好。綜合分析各下凹式綠地改進(jìn)方案，都具有較為顯著的預(yù)期攔蓄效果和減峰效果。

表4 研究區(qū)下凹式綠地設(shè)計(jì)方案對(duì)比

3.3 設(shè)計(jì)方案的可行性分析

研究區(qū)下凹式綠地的設(shè)計(jì)以從源頭調(diào)控地表徑流、降低城市雨洪的影響為目的，以可行性為原則，攔蓄率和減峰率為檢驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)不同暴雨重現(xiàn)期，不同綠地下凹深度制定6個(gè)設(shè)計(jì)方案，各設(shè)計(jì)方案的預(yù)期攔蓄效果和減峰效果均較為理想，能在原有綠地面積不變的情況下有效調(diào)控降雨徑流。

方案1、3、5的綠地下凹深度為0.15 m，工程難度相對(duì)偏小，對(duì)綠地植物耐淹程度要求不高，下凹式綠地率均大于29%，工程量相對(duì)偏大；方案2、4、6的綠地下凹深度為0.2 m，對(duì)綠地種植植物種類的耐淹性要求較高，下凹式綠地率均小于30%，與前者相比，工程量相對(duì)偏少。當(dāng)暴雨重現(xiàn)期一定時(shí)，下凹式綠地面積比例與下凹深度成反比，工程難度與下凹深度成正比，工程量與下凹式綠地面積比例成正比。當(dāng)綠地下凹深度一定時(shí)，下凹式綠地面積比例與暴雨重現(xiàn)期成正比，當(dāng)暴雨重現(xiàn)期增大時(shí)，工程量也隨之增大。6種方案的預(yù)期攔蓄率和減峰效果均比較理想，當(dāng)暴雨重現(xiàn)期較小時(shí)，可采用下凹深度為0.15 m、下凹式綠地面積比例相對(duì)不大的方案；當(dāng)暴雨重現(xiàn)期較大時(shí)，可采用綠地下凹深度為0.2 m、下凹式綠地面積比例相對(duì)偏小的方案。同時(shí)，在研究區(qū)內(nèi)澇現(xiàn)象相對(duì)較為嚴(yán)重的地塊，通過(guò)增加綠地下凹深度或增大下凹式綠地率可得到更好的內(nèi)澇緩解效果。

4 結(jié) 論

本文通過(guò)計(jì)算不同暴雨重現(xiàn)期、綠地下凹深度、下凹式綠地面積情景下的下凹式綠地滲蓄率、臨界下凹式綠地面積和臨界綠地下凹深度，制定6個(gè)下凹式綠地應(yīng)用方案，利用下凹式綠地對(duì)地表徑流的攔蓄效果和對(duì)暴雨的減峰效果來(lái)評(píng)價(jià)各方案對(duì)城市暴雨徑流的調(diào)節(jié)作用。

(1)本文采用雨水滲蓄率來(lái)衡量下凹式綠地滲蓄雨水的能力，當(dāng)下凹式綠地比例一定時(shí)，滲蓄率與下凹深度成正比，與暴雨重現(xiàn)期成反比。當(dāng)暴雨重現(xiàn)期小于等于10 a，綠地下凹深度為0.2 m，下凹式綠地率大于等于30%；暴雨重現(xiàn)期小于等于5 a，綠地下凹深度為0.15 m，下凹式綠地率大于等于40%時(shí)，研究區(qū)下凹式綠地雨水滲蓄率超過(guò)100%。

(2)根據(jù)不同暴雨強(qiáng)度，在研究區(qū)實(shí)施0.15、0.2 m兩種不同下凹深度和20%至45%不同下凹式綠地面積比的下凹式綠地建設(shè)方案，其攔蓄效果均能達(dá)到99.92%以上，減峰效果均大于100%，可有效應(yīng)對(duì)暴雨重現(xiàn)期為3、5、10 a的暴雨，下凹式綠地是一種能有效調(diào)節(jié)城市地表徑流的低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)手段。

(3)下凹式綠地是城市低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)的常用手段之一，但其需要與其他低影響開(kāi)發(fā)手段配合應(yīng)用才能發(fā)揮更佳的徑流調(diào)節(jié)作用。城市低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)還受到技術(shù)應(yīng)用、成本效益和轉(zhuǎn)變觀念等因素的影響，在以后的城市洪澇防控研究中需與城市規(guī)劃建設(shè)、土地利用規(guī)劃以及城市水利建設(shè)等相關(guān)領(lǐng)域結(jié)合[27]，加強(qiáng)對(duì)城市低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)的理論和應(yīng)用研究。