深圳市海綿城市建設(shè)工程案例研究

梁志華　許銘宇　徐宇　黃曉東　盧藝菲

摘 要：海綿城市建造技術(shù)的工程化應(yīng)用對(duì)于減少城市雨水地表徑流、提高雨水資源利用及改善生態(tài)環(huán)境等具有重要意義。以深圳萬(wàn)科云城二期北綠廊景觀工程和萬(wàn)科云城南綠廊景觀工程為例，介紹海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，分析海綿生態(tài)系統(tǒng)在景觀工程中的構(gòu)建方法及應(yīng)用效果，提出在海綿城市建設(shè)中技術(shù)落地應(yīng)與低維護(hù)可持續(xù)景觀相結(jié)合的理念，以真正實(shí)現(xiàn)人與生態(tài)自然和諧相處的目的。

關(guān)鍵詞：海綿城市;屋頂綠化;雨水花園;工程應(yīng)用;深圳

中圖分類號(hào) TU986文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）13-0063-05

Abstract： The engineering application of sponge city construction technology is of great significance to reduce the urban rainwater runoff， improve the utilization of rainwater resources and improve the ecological environment. Taking two sponge city construction projects of north greenway landscape project of shenzhen vanke cloud city phase ii and south greenway landscape project of vanke cloud city as examples， this paper introduces the key technologies of sponge city construction， and analyzes the construction methods and application effects of sponge ecosystem in landscape engineering. This paper puts forward the idea that technology should be combined with low maintenance and sustainable landscape in the construction of sponge city， so as to truly realize the goal of harmonious coexistence between human and ecological nature.

Key words： Sponge city; Roof greening; Rain garden; Engineering application; Shenzhen

目前，海綿城市是我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)的重要雨洪綜合管理模式，是國(guó)家改善生態(tài)環(huán)境的重要舉措，意義重大。我國(guó)在海綿城市研究領(lǐng)域雖然起步較晚，但近年來(lái)隨著國(guó)家政策的大力引導(dǎo)，在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究及工程技術(shù)應(yīng)用方面都取得了豐碩成果。海綿城市首先是基于城市流域水文規(guī)律的科學(xué)基礎(chǔ)[1]，把城市生態(tài)系統(tǒng)比作“海綿”，實(shí)現(xiàn)城市對(duì)環(huán)境變化具有良好的彈性適應(yīng)，下雨時(shí)吸水、滲水、蓄水、凈水，需要時(shí)將儲(chǔ)蓄的水“釋放”并加以利用[2]。隨著城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市的開(kāi)發(fā)建設(shè)與排水管網(wǎng)規(guī)劃以及排水設(shè)施分布之間存在嚴(yán)重不匹配現(xiàn)象，常常導(dǎo)致城市內(nèi)澇、水體富營(yíng)養(yǎng)化等突出問(wèn)題，影響了城市生態(tài)安全和居民健康。海綿城市在緩解城市內(nèi)澇、補(bǔ)充地下水及提高雨水綜合利用方面起著重要作用，同時(shí)也順應(yīng)了國(guó)家提出的“低碳—生態(tài)”的城市規(guī)劃建設(shè)理念。

2016年，深圳市入選國(guó)家第2批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)之一，隨后出臺(tái)了多個(gè)相關(guān)文件，包括《深圳市推進(jìn)海綿城市建設(shè)工作實(shí)施方案》、《深圳市海綿城市建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃及實(shí)施方案》、《深圳市海綿城市規(guī)劃要點(diǎn)和審查細(xì)則》等，確保了深圳市海綿城市建設(shè)工作的穩(wěn)步推進(jìn)，且建設(shè)效果顯著。其中，工作實(shí)施方案指出，要綜合采用海綿技術(shù)措施，將70%的雨水就地消納和利用;到2020年，深圳建成區(qū)20%以上的面積要達(dá)到海綿城市要求;到2030年，建成區(qū)要80%以上達(dá)到要求，并提出要打造成為國(guó)際一流的海綿城市。2019年深圳市海綿城市建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室為鼓勵(lì)更多優(yōu)秀的海綿城市建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)立了深圳市海綿城市建設(shè)項(xiàng)目專項(xiàng)資金，萬(wàn)科云城二期北綠廊景觀工程獲得了該專項(xiàng)資金“優(yōu)秀施工二等獎(jiǎng)”。本文以深圳萬(wàn)科云城北綠廊和云城南綠廊2個(gè)景觀工程為案例，分析其所應(yīng)用的海綿城市建造技術(shù)，以及工程建成后在蓄排水和景觀等方面的應(yīng)用效果，以期為海綿城市建設(shè)提供參考。

1 海綿城市建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

海綿城市作為新時(shí)代一種城市雨洪管理措施，可以有效增加地表透水率，削弱地表徑流量，從而營(yíng)造一個(gè)既生態(tài)又有趣的城市環(huán)境。海綿城市在建設(shè)過(guò)程中的核心措施是“滲、滯、蓄、凈、用、排”[3]。目前，海綿城市建設(shè)主要的關(guān)鍵技術(shù)有屋頂綠化、雨水花園、生態(tài)植草溝和透水性鋪裝等。

屋頂綠化主要是通過(guò)蓄排水層、過(guò)濾層、土壤層及植被層等構(gòu)造，一方面有效減少了屋頂降雨的徑流量，削弱了徑流洪峰，起到截留雨水的作用，另一方面能夠吸收和去除降雨中各類污染物，起到過(guò)濾和凈化水體的作用[4-5]。雨水花園是一種自然形成或人工設(shè)計(jì)開(kāi)挖的下沉式綠地，也稱為生物滯留池，主要通過(guò)其地形塑造、結(jié)構(gòu)層及植物選擇配置實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水收集、凈化和利用，其凈化污染物的功能壽命一般在15年[6-7]。生態(tài)植草溝是一種具有景觀性的地表溝渠排水系統(tǒng)，雨水經(jīng)過(guò)植草溝的沉淀、過(guò)濾、滲透、滯留及生物降解等共同作用，有效消減水中懸浮固體顆粒物、有機(jī)鹽污染物及重金屬[8]。傳統(tǒng)的硬質(zhì)鋪裝使得降雨不能及時(shí)下滲，容易形成地表徑流，不透水率大大增加，嚴(yán)重改變了環(huán)境的生態(tài)本底特征，是導(dǎo)致城市洪澇災(zāi)害發(fā)生的重要原因之一。透水性鋪裝作為一種生態(tài)排水措施，其特殊的結(jié)構(gòu)層可使降雨地表透水率達(dá)到75%，大大減少了地表徑流量，且對(duì)雨水徑流中攜帶的各種污染物有著不同的去除效果[9-10]，有效減少了傳統(tǒng)硬質(zhì)鋪裝帶來(lái)的一系列問(wèn)題。

2 深圳市海綿城市建設(shè)工程實(shí)例

2.1 深圳萬(wàn)科云城二期北綠廊景觀工程 萬(wàn)科云城二期北綠廊景觀工程位于南山區(qū)西麗打石二路，施工面積42000m2。項(xiàng)目地勢(shì)平坦，為營(yíng)造海綿城市及景觀要素多樣化，園區(qū)中央建造了屋頂花園。該工程主要采用基于海綿城市理念的屋頂花園綠化技術(shù)，區(qū)域內(nèi)共設(shè)置了8個(gè)匯水分區(qū)，190余個(gè)雨水排水口。為減輕屋頂荷載，先在屋頂混凝土結(jié)構(gòu)上砌筑磚壟墻并鋪設(shè)壓型鋼板（圖1），然后澆筑混凝土至回填層底部設(shè)計(jì)標(biāo)高，待結(jié)構(gòu)硬化后再鋪設(shè)塑料排水板和土工布（圖2）并回填種植土（圖3），且保證屋頂花園種植區(qū)的土層厚度滿足植物生長(zhǎng)要求。植物種植土采用輕質(zhì)混合土壤，配比為34%壤土、33%泥炭土、33%珍珠巖+蘑菇肥，最后種植屋頂植物（圖4）。根據(jù)屋頂?shù)奶厥猸h(huán)境選擇合適的植物，選擇耐干旱、耐瘠薄土壤和抗風(fēng)能力強(qiáng)的植物，該項(xiàng)目主要應(yīng)用的植物詳見(jiàn)表1。

在屋頂綠地土坡邊緣設(shè)置了鋪有碎石的排水溝，排水溝旁邊種植草本植物，有效阻擋降雨時(shí)水流沖刷，兩者結(jié)合有利于屋面綠地排水和匯集地表雨水，也防止了雨水直接流向下層建筑物（圖5）。屋頂與連廊處建有層級(jí)式階梯，具有排水及緩沖雨水沖刷的功能。植被坡面整體種植翠蘆莉，零星點(diǎn)綴8株木本植物，起到護(hù)坡和凈化雨水的作用。臺(tái)階采用的是鋼格柵板，便于面層透水（圖6）。屋頂綠化對(duì)雨水污染物的消減作用明顯，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目區(qū)域防洪澇災(zāi)害的能力。屋頂被植被覆蓋后，對(duì)雨水有一定截流作用，并有效增加了市區(qū)的綠化面積，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境具有明顯的改善作用（圖7）。

2.2 深圳萬(wàn)科云城南綠廊景觀工程 萬(wàn)科云城南綠廊景觀工程位于南山區(qū)西麗打石一路，于2018年5月完工，施工面積共51828.4m2，主要以科普海綿城市知識(shí)為目的（圖8、9），年徑流總量控制率為75%。植物作為海綿城市建設(shè)的重要組成部分，在整個(gè)海綿系統(tǒng)中起著不可或缺的作用。該區(qū)域因應(yīng)用了不同的海綿景觀措施，每個(gè)措施的結(jié)構(gòu)及功能不同，對(duì)植物的要求也不同。區(qū)域內(nèi)主要種植了20種耐澇耐旱且部分具有污水凈化能力的海綿型草本和灌木植物（詳見(jiàn)表2），植物群落在該工程中扮演著重要角色。

如圖10所示，該工程應(yīng)用的礫石槽主要由礫石、植物組成的蓄水槽，設(shè)置在具有一定地形坡度的草地上，采用鋼板收邊，兩邊種植了鳶尾和七彩馬尾鐵。礫石槽可收集坡面徑流的雨水，通過(guò)表面的礫石層蓄水滯留，而多余的雨水通過(guò)穿孔排水管排入雨水管渠。圖11所示的雨水花園主要是由具有耐水濕耐干旱且去污能力較強(qiáng)的植物群落組成的下凹式生物滯留池，負(fù)責(zé)吸納周邊降雨時(shí)地表緩流在該區(qū)域的雨水，通過(guò)表層的植物群落及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透水土工布、礫石的復(fù)合作用，對(duì)雨水進(jìn)行過(guò)濾和凈化，有利于涵養(yǎng)地下水源。工程中利用礫石籠可有效阻擋和過(guò)濾固體污染物，削弱暴雨形成的沖擊力（圖12）。項(xiàng)目綜合應(yīng)用了線性排水及排水溝的手法（圖13），大大減少了雨水地表徑流，避免由于雨水積蓄在路面對(duì)行人造成影響。

3 結(jié)語(yǔ)

海綿城市建設(shè)與人們的生活息息相關(guān)，其核心理念與國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的目標(biāo)相吻合。海綿城市的建設(shè)使城市在面對(duì)暴雨等極端自然災(zāi)害時(shí)，能有效地彈性應(yīng)對(duì)，有利于實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境與生態(tài)自然的和諧共生及良性循環(huán)，具有顯著的生態(tài)效益和社會(huì)效益。深圳市大力推行海綿城市建設(shè)，有效緩解了深圳雨季洪澇的困境，減少城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，逐漸削弱城市開(kāi)發(fā)建設(shè)與排水基礎(chǔ)建設(shè)銜接不足的問(wèn)題。萬(wàn)科云城二期北綠廊景觀工程應(yīng)用屋頂綠化技術(shù)，有效降低區(qū)域內(nèi)排水強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雨水的截流作用，緩解了城市管網(wǎng)的排水壓力，同時(shí)各類排水溝的分布也提高了地表徑流的泄排速度。萬(wàn)科云城南綠廊景觀工程考慮了人們游覽、休憩活動(dòng)及科普的理念，運(yùn)用了雨水花園、各類排水溝、礫石槽等一系列的海綿集成技術(shù)，在滯留、消納和凈化雨水的同時(shí)營(yíng)造了有趣的景觀效果。海綿城市關(guān)鍵技術(shù)在工程項(xiàng)目上的綜合應(yīng)用，是將基礎(chǔ)理論轉(zhuǎn)化成實(shí)際生產(chǎn)力的重要實(shí)踐，驗(yàn)證了海綿城市建設(shè)對(duì)于改善城市生態(tài)環(huán)境的可行性。在海綿城市建設(shè)過(guò)程中還需引入低維護(hù)及景觀可持續(xù)性的理念，避免建設(shè)后期運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高，這樣將具有更好的社會(huì)效益及生態(tài)效益。

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（責(zé)編：徐世紅）