基于海綿城市理念的成都平原濕地公園雨水系統(tǒng)構建方法研究

唐婭梅

（四川工商學院藝術學院，四川 成都 611745）

雨水資源是天地間的一項免費資源，在國際淡水資源匱乏，我國大部分城市缺水不斷的情況下，在響應我國構建海綿城市的政策指南下，人工濕地公園作為生態(tài)效益高、景觀價值和社會效益高、海綿效果好的綠地類型，必將在城市適應的地方迅速發(fā)展，科學合理地進行人工濕地公園雨水系統(tǒng)設計顯得尤為重要。因此，如何在基于“生態(tài)優(yōu)先”原則的海綿城市理念下，將自然途徑與人工措施相互結合構建濕地公園雨水系統(tǒng)是一個值得思考和探索的重要問題。本文以成都平原濕地公園雨水系統(tǒng)構建為例, 研究平原地域類型雨水濕地系統(tǒng)的構建及其處理效果, 以期為類似公園濕地雨水系統(tǒng)規(guī)劃設計提供參考和借鑒。

1 雨水型人工濕地公園的理念分析

1.1 海綿城市

海綿城市理念是近幾年城市建設發(fā)展的一個重要理念，主要是指城市能夠像海綿一樣，可以快速適應環(huán)境的變化以及在應對自然災害方面具有一定的彈性[1]。它的原理是在雨季時蓄積雨水并通過一些途徑將雨水凈化加以利用, 旱季時可以將儲存的水進行釋放加以利用，從而使城市能夠彈性的應對環(huán)境變化。不同于傳統(tǒng)城市雨水系統(tǒng)設施，海綿城市優(yōu)先利用綠色生態(tài)措施進行雨水管理，達到“自然積存、自然滲透、自然凈化”的目標。海綿城市的生態(tài)雨洪措施包括植草溝、雨水花園、濕塘、濕地、蓄水模塊等不同尺度上的設施。在生態(tài)文明建設要求以及城市內(nèi)澇等問題凸顯的背景下，基于“生態(tài)優(yōu)先”原則的海綿城市建設，逐漸成為指導我國雨水系統(tǒng)構建的科學理論和緩解城市雨水災害的重要工程。

1.2 “海綿型”人工濕地公園

濕地作為城市之腎, 在海綿城市中扮演著重要角色, 不僅具有凈化水質(zhì)的作用, 還擔負著雨水水量滯蓄任務[2].濕地公園作為城市生態(tài)建設用地的一種類型，兼具抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、改善氣候、控制污染、美化環(huán)境和維護區(qū)域生態(tài)平衡功能以及科普教育、科學研究等服務公民活動的重要職能，是基質(zhì)優(yōu)良的城市海綿體，也是海綿城市建設中的新型初期雨水處理技術的重要設施形式，其規(guī)劃設計與利用得到了快速的發(fā)展。海綿城市理念下的雨水型人工濕地公園在提供生境、豐富物種、改善城市微環(huán)境的基礎上，特別關注雨水的消納、凈化和回用，將城市雨洪管理基礎設施、公園和人工濕地的生境相結合，進行協(xié)同整合和統(tǒng)籌建設。在海綿城市理念下，對濕地公園雨水構建系統(tǒng)進行合理的規(guī)劃設計與利用，將更好地推動我國海綿城市的建設發(fā)展。

2 平原城市濕地公園雨水系統(tǒng)構建的特殊性

基于我國國情，國家住建部2014年11月發(fā)布《海綿城市建設技術指南》，提出我國要因地制宜的興建海綿城市，旨在從根本上轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“以排為主”雨水治理思路，使雨水就地滯蓄，將雨水視為資源，構建我國生態(tài)雨水管理體系[2]。雨水濕地就是其中的一項重要的技術措施。雨水濕地是通過模擬天然濕地的結構和功能，主要用于雨水徑流總量及洪峰流量控制和徑流水質(zhì)控制的一類人工設施。最初的雨水濕地概念是美國提出的低影響開發(fā)（LID）雨水管理理念，應用于解決開發(fā)所帶來的洪澇風險以及面源污染問題，同時也是海綿城市雨水系統(tǒng)構建的有效途徑。

成都平原四周群山環(huán)抱，降雨充沛是氣候特征之一，加上夏季雨量多降雨密集，集水時間較短，水勢迅猛，易爆發(fā)洪災。同時，不完善的城市規(guī)劃理念、對自然水文循環(huán)規(guī)律的不了解以及對水資源的可持續(xù)發(fā)展考慮欠妥，城市內(nèi)澇時常發(fā)生，對于城市的建設造成了影響，對于人們的日常生活也造成了影響[3]。盡管傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)在很大程度上解決城市內(nèi)澇的問題，但是城市內(nèi)澇問題依舊存在。同時傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)所存在的一些弊端，在長期使用中，也逐漸顯現(xiàn)出來。而城市中的人工濕地公園利用生物自凈功能，進行雨水循環(huán)利用、水資源的凈化，具有極高的“海綿功能”，而且對保護生物多樣性、改善城市微氣候意義重大，是低能耗、高生態(tài)效益的綠色基礎設施形式。因此，在海綿城市理念下結合平原城市的地域特點，構建人工濕地公園雨水系統(tǒng)，利用天然的雨水調(diào)節(jié)優(yōu)勢，將自然途徑與人工措施相互結合，能夠更好地發(fā)揮濕地公園對雨水的滲透、吸納和凈化作用，從而提升城市排水防澇能力，削減徑流污染，促進雨水資源的有效利用。

3 海綿城市理念下成都平原濕地公園雨水系統(tǒng)構建的主要對策

為了解決平原城市傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)所帶來的問題，并且滿足海綿城市理念下的城市建設發(fā)展需求，加強人工濕地公園雨水濕地系統(tǒng)構建是非常必要的。在人工濕地公園雨水系統(tǒng)構建時，需要考慮以下幾個方面。

3.1 濕地公園雨水系統(tǒng)規(guī)劃的基本原則

根據(jù)海綿城市規(guī)劃建設目標，人工濕地公園雨水系統(tǒng)構建應實行先規(guī)劃后建設，在雨水濕地系統(tǒng)構建之前，做好整體的系統(tǒng)規(guī)劃，保證雨水濕地系統(tǒng)構建效果。首先，要根據(jù)平原地區(qū)特殊水文特征及城市發(fā)展現(xiàn)狀，合理的規(guī)劃排水系統(tǒng)，需要對地形進行充分的利用，加強對自然坡度的利用，以最短的距離將排水設施靠近水源，發(fā)揮海綿城市自然留存、自然滲透、自然凈化功能。其次，應嚴格落實各層級規(guī)劃所確定的低影響開發(fā)控制目標，應尊重生態(tài)本底、維護生態(tài)安全、優(yōu)化生態(tài)格局，合理控制開發(fā)強度，減少對城市原有水文特征和生態(tài)環(huán)境的破壞。最后，還需要加強建成后雨水系統(tǒng)設施的管理維護，以保證系統(tǒng)正常運行，提升雨水濕地系統(tǒng)構建的效果。

3.2 濕地公園雨水系統(tǒng)構建的總體目標

在海綿城市理念的背景下，雨水濕地系統(tǒng)構建需要加強對生態(tài)資源的利用，這樣不僅可以避免對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響，還可以在一定程度上降低雨水濕地系統(tǒng)構建的成本，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。雨水濕地系統(tǒng)對于城市建設來說，具有非常明顯的優(yōu)勢，可以有效解決城市內(nèi)澇的問題，也避免雨水資源的消耗與浪費。在人工濕地公園雨水系統(tǒng)構建中，以保護和維持城市生態(tài)環(huán)境，恢復和修復受破壞的自然生態(tài)環(huán)境為前提，優(yōu)先采用自然途徑和人工途徑相互結合的方法，根據(jù)平原城市濕地公園的功能與特點，對自然資源加大利用力度，以徑流總量作為首要控制目標，推廣低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建模式，將內(nèi)澇災害防控、徑流污染控制、雨水資源化利用、地下水補給、水文循環(huán)恢復等有機結合，形成一個新型的雨水系統(tǒng)，實現(xiàn)良好的生態(tài)環(huán)境，保證人們?nèi)粘Ｉ畹谋憷裕龠M平原城市建設開發(fā)與水生態(tài)和諧發(fā)展。

3.3 設計要點

濕地公園雨水系統(tǒng)構建的時候，做好以下幾個方面，可以大大提升雨水濕地系統(tǒng)構建的效果，避免城市出現(xiàn)內(nèi)澇問題，促使城市實現(xiàn)良好的生態(tài)環(huán)境。

合理確定濕地公園面積。濕地的面積設計主要依據(jù)水力負荷,其計算公式A = Q/Nq。其中:Q 為污水流量, m3/d;Nq 為水力負荷,m3/(m2·d).人工濕地的水力負荷取值范圍可參照HJ2005-2010《人工濕地污水處理工程技術規(guī)范》,其具體參數(shù)根據(jù)預處理程度、水量選取[4].例如：某雨水濕地系統(tǒng)工程，水力負荷為 0.8m3(m2·d)，通過公式計算濕地建設面積為100000m2。人工濕地建成以后，經(jīng)過潛流濕地系統(tǒng)處理以后的水質(zhì)，基本上可以達到出水水質(zhì)目標，并且表流濕地對污水的處理主要起到去除剩余污染物和水質(zhì)活化及穩(wěn)定調(diào)節(jié)的功能，避免對周圍環(huán)境造成嚴重的影響，實現(xiàn)良好的生態(tài)環(huán)境，充分展現(xiàn)人工濕地雨水系統(tǒng)構建的意義。

合理設計或調(diào)整游覽道路、場地的排水坡度，同時利用景觀水體、多功能調(diào)蓄等大型雨水調(diào)蓄設施統(tǒng)籌兼顧自身及周邊區(qū)域徑流雨水的控制，與城市雨水管渠、超標徑流排放系統(tǒng)良好銜接，恢復其自然調(diào)蓄功能[5]。

構建雨澇預警系統(tǒng)。雨澇預警可以對降雨情況進行實時監(jiān)測，確保城市內(nèi)澇問題及時解決，因此可以大大提升雨水濕地系統(tǒng)的構建效果。需要根據(jù)平原地區(qū)的氣候以及預計的降雨量、雨季時間等方面，構建雨澇信息化機制，改建監(jiān)測手段，形成在線監(jiān)測實時系統(tǒng)，針對雨季的降雨量及時做出判斷，以便做出相應的預防和調(diào)整，避免城市內(nèi)澇問題的產(chǎn)生，進而提升雨水濕地系統(tǒng)構建的效果。

基質(zhì)選擇。人工濕地構建的時候，還需要注重基質(zhì)的選擇。基質(zhì)是指在人工濕地床體內(nèi)用以提供人工濕地植物與微生物生長并對污染物起過濾、沉淀、吸附等作用的填充材料, 一般是礫石、砂子、渣等[6]。例如：成都平原濕地公園基質(zhì)選擇，主要是以礫石為主要填料，并且將少量沸石和煤渣等材料作為輔助，這樣可以對污染物進行有效的過濾和去除，以此保證人工濕地的功能性。

濕地公園植物配置。一般情況下，人工濕地主要是以水生植物為主，并且需要結合當?shù)氐那闆r以及所適合生長的水生植物，這樣才能保證人工濕地構建的效果。設計中要通過不同植物的搭配，形成穩(wěn)定的植物群落，發(fā)揮最佳的凈化能力，展現(xiàn)出良好的景觀效果。①優(yōu)先選用適合成都平原的物種，本土植物對當?shù)貧夂?、土壤有很強的適應能力，減少了后期維護的成本。②選用根系發(fā)達、凈化能力強、抗風能力強的植物，充分發(fā)揮植物對于雨水污染物的去除和降解作用，很多工程經(jīng)驗表明利用人工濕地處理初期雨水技術應用效果最好的水生植物有蘆葦、菖蒲和美人蕉[7]。③不同水生植物類型的合理搭配，選用植物既能耐澇又耐旱。例如，成都平原會出現(xiàn)滿水期與枯水期交替的現(xiàn)象，配置的植物就既要能耐濕又要有一定的抗旱能力，同時還要考慮水生植物的生長期，要選用其它植物作為輔助，以此實現(xiàn)雨水濕地系統(tǒng)構建的良好效果。

4 結語

在海綿城市理念的背景下，通過濕地公園雨水系統(tǒng)的構建，可以有效解決當前城市發(fā)展中城市的內(nèi)澇問題，避免傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)對環(huán)境所造成的影響，同時通過對自然資源的利用，降低對水資源的消耗與浪費，實現(xiàn)良好的生態(tài)環(huán)境，為城市的建設與發(fā)展提供最大的支撐與保障。