“海綿城市”理念在環(huán)東湖綠道一期工程中的應(yīng)用探討

李 雁

(武漢藍德凱爾生態(tài)環(huán)境有限公司，湖北 武漢 430000)

1 引言

近年來，海綿城市專題研究成果表明，路面徑流作為非點源污染的一個主要組成部分，污染強度大，徑流水質(zhì)超過了地表水Ⅴ類水質(zhì)標準，對受納水體影響較為嚴重。初期雨水對路面沖刷后，經(jīng)過傳統(tǒng)的雨水排放設(shè)施(雨水口收集、管道輸送和排放)，挾帶包括顆粒物、COD、N、P、重金屬、油污在內(nèi)的各類污染物排入受納水體，從而造成了受納水體的污染[1]?！昂＞d城市”為理念設(shè)計出的東湖綠道排水系統(tǒng)成功解決了環(huán)湖硬質(zhì)濱水帶雨水未經(jīng)凈化直接排入湖體的問題。

2 海綿城市與東湖綠道濱湖區(qū)域概況

2.1 海綿城市

海綿城市表示的是一種特定類型的城市，它像海綿一樣能夠吸收雨水，然后由土壤自然過濾，并進入城市含水層。在下雨時海綿城市能夠充分發(fā)揮不同生態(tài)系統(tǒng)的功能來吸、蓄、滲、凈水，從而在需要時將存儲的水釋放利用[2]。

傳統(tǒng)的園林設(shè)計通常難以實現(xiàn)對雨水的儲存與凈化。海綿城市理念下的園林景觀在雨水儲蓄系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、雨水花園、道路系統(tǒng)、下沉式綠地、園林水景、綠色建筑、生態(tài)停車場等方面均有不同與傳統(tǒng)景觀的設(shè)計要點。貫徹海綿城市理念，把握設(shè)計要點，并充分應(yīng)用于園林設(shè)計中，對城市的建設(shè)有著十分重要的意義[3]。

2.2 濱湖區(qū)域水體狀況

建設(shè)之初東湖湖濱帶陸地的雨污水大多不經(jīng)處理直接匯入水體，對水體造成污染。部分區(qū)域設(shè)計了濱水植物帶，但這些河濱植物帶的設(shè)計單調(diào)，并且大多僅僅考慮陸地部分(常見的方式為河岸草皮)，水體修復效果一般。而綜合運用陸生植物和水生植物，多層次設(shè)計濱水帶以及工程應(yīng)用還不多見。某些湖濱地區(qū)由于遭受多年的破壞，湖濱表面被硬質(zhì)覆蓋，植物難以生長，短期內(nèi)想營造出多層次的植物以修復水體也較難[4]。

3 點線面一體海綿城市構(gòu)建技術(shù)

3.1 環(huán)湖綠道濱湖區(qū)域節(jié)點海綿實施技術(shù)

以湖心島節(jié)點為例，通過海綿技術(shù)的運用，對水進行處理形成科普展示的環(huán)保花園。主要使用了以下海綿技術(shù)。

3.1.1 階梯綠地——“滲、滯、凈、排”

東湖綠道通過階梯綠地延緩、遲滯、凈化雨水，然后分別排到前置塘和綠色屋頂。首先，將現(xiàn)狀綠化帶修筑成梯田形式，開挖過程應(yīng)以保護原有樹木根系為原則，接著將開挖的土方堆砌成擋水坎，再用小型夯機夯實。最后根據(jù)設(shè)計，在新開挖的階梯綠地上種植植被[5]。

東湖綠道湖心島階梯式綠地建設(shè)完成后，經(jīng)驗證是一種有效的凈化雨水和生物滯留設(shè)施。

3.1.2 綠色屋頂——“滯、排”

屋頂綠化有防水、排水設(shè)施、過濾層以及植物，是一個完整體系。綠色屋頂除雨水管理這個重要的效益外，還可以改善空氣質(zhì)量、降低噪音和調(diào)節(jié)溫度，為東湖動植物提供棲息地，改善東湖生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性[6]。

3.1.3 鋪裝——“凈”

東湖綠道工程合理化、最大化使用透水型鋪裝，利用其雨水“滲透/下滲”的性能，進行雨水的“自然式”管理，將雨水排至下沉式綠地和自然湖體。

3.1.4 前置塘——“凈、排”

東湖綠道湖心島地勢呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有建設(shè)前置塘的自然條件，前置塘建成后對流域污水實行有效的控制，實現(xiàn)“凈、排”功能。

利用沿線生態(tài)緩沖帶內(nèi)的現(xiàn)狀魚塘和低地，將其設(shè)計成一個或若干個串聯(lián)的前置塘，延長水停留時間，促進泥沙沉降，同時利用滯留塘中大型水生植物、藻類等進一步吸收、吸附、攔截營養(yǎng)鹽，抑制湖泊中藻類過度繁殖，減緩富營養(yǎng)化進程，改善水質(zhì)。

3.1.5 下沉式綠地“凈、排”

為加強東湖雨水資源開發(fā)與管理，沿道路兩側(cè)的綠化帶在不增加用地面積、降低成本的條件下，成為既改善生態(tài)環(huán)境又滲蓄效果明顯的雨水處理設(shè)施。

(1)生態(tài)型植草溝。在湖山道、湖山道沿線高地側(cè)設(shè)置生態(tài)型植草溝，主要由“植被淺溝+地下滲渠”組成。利用生態(tài)植草溝良好的滲透性，延緩和降低暴雨洪峰、保障排水安全。

(2)下凹式綠地。在九女墩、磨山北門、湖心島等景點用地范圍內(nèi)，因地制宜利用現(xiàn)狀低地設(shè)計下凹式綠地，綠地表面種植草皮和耐水濕樹種，保證一定的景觀效果。下凹式綠地下層的天然土壤改造成滲透系數(shù)大的透水材料，在低洼處適當建設(shè)滲透管溝、入滲槽、入滲井等入滲設(shè)施，以增加土壤入滲能力，消納降水。

3.2 環(huán)湖綠道濱湖區(qū)域線性海綿實施技術(shù)

3.2.1 生態(tài)駁岸

在東湖綠道工程建設(shè)中將傳統(tǒng)駁岸改造成生態(tài)型駁岸，實現(xiàn)了對水源排、蓄、凈、防的海綿城市功能。

根據(jù)實際的情況，東湖綠道生態(tài)駁岸設(shè)計采取了多種方式相結(jié)合的駁岸形式。臺階式人工自然駁岸適用于高坡、水流速度快、水位變化大的地段，在一定條件下允許一定區(qū)域被淹，水生和陸生植物相連，形成水陸交錯帶的生態(tài)整體；自然駁岸適用于湖泊及水景等濕地地段；自然原型駁岸適用于坡度小、腹地大、水流流慢的地段；在高流速地段仍采用垂直人工駁岸，以滿足安全穩(wěn)定性的基本要求，采用天然石材保證湖泊與岸基的水氣交換和生物附著等功能。

湖中道、湖山道沿東湖駁岸水體周邊設(shè)置一些緩沖帶，為水體與陸地交錯區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)形成一個過渡緩沖，強調(diào)對水質(zhì)的保護功能，控制水土流失，有效過濾、吸收沉淀物及化學污染，降低水溫，保證水生生物生存，穩(wěn)定岸坡。以湖中道為例，綠道的典型斷面為生態(tài)護坡型駁岸。

植物修復措施也是生態(tài)重建的關(guān)鍵。以生態(tài)駁岸形成的岸棲生物棲息環(huán)境為基礎(chǔ)，通過種類豐富的陸生及水生植物、結(jié)構(gòu)合理穩(wěn)定的濱水綠帶和岸邊濕生水生植物群落結(jié)構(gòu)，形成陸生-濕生-水生的生境、植物群落和生態(tài)景觀連續(xù)過渡。

3.2.2 人行道鋪裝蓄排水技術(shù)

人行道硬質(zhì)鋪裝采用透水材料鋪裝設(shè)計，以減少地表徑流量，防止地面積水。同時，鋪裝區(qū)域土層下方設(shè)置儲水模塊系統(tǒng)，儲存下滲雨水，用作綠化灌溉。綠道沿線人行道除采用透水磚鋪裝外，透水鋪裝層底部設(shè)置滲排一體管，收集多余下滲雨水集中作生態(tài)凈化處理再排入湖泊。

人行道的透水性鋪裝有透水混凝土路面、透水磚、石材鋪裝。透水混凝土能讓路面的雨水迅速滲入地下，減少地表徑流；透水磚透水性強、耐磨性強、硬度高、能保持土壤濕潤；石材鋪裝結(jié)合景觀及經(jīng)濟性要求，選用小料石及青石板嵌縫植草鋪裝。

3.3 環(huán)湖綠道濱湖區(qū)域水體凈化技術(shù)研究

3.3.1 氧化塘

氧化塘是指以經(jīng)過人工適當修整的土地為基礎(chǔ)，設(shè)圍堤及防滲層的污水處理池塘，主要依靠自然生物的凈化功能使污水得到處理。借用東湖原有的一個面積約25畝的荷花塘，依據(jù)處理目標的要求，對荷花塘進行適當改進具體處置，增加了增氧處理設(shè)施和人工生物膜基質(zhì)，通過活化微生物菌群，增強水處理能力。對生活污水排放口和經(jīng)過處置后排入東湖的出水口水質(zhì)進行檢測，結(jié)果見表1。

表1 氧化塘進出水水質(zhì)情況

由表1中數(shù)據(jù)可知，通過氧化塘的處置，污水得到有效凈化，大部分指標達到了地表水Ⅲ類水質(zhì)標準，基本實現(xiàn)了達標排放。

3.3.2 微氣泡水質(zhì)保護

微氣泡是指10 μm以下的微小氣泡，微氣泡是利用水和空氣的環(huán)保型能源。針對東湖綠道沿線局部水域富營養(yǎng)化和水華風險，因地制宜構(gòu)建物理設(shè)施，通過微氣泡的作用增強水體的氧化分解能力，提升水體的污染負荷消減水平。鑒于微氣泡技術(shù)的設(shè)備簡單，處置效果好，用于水質(zhì)保護的技術(shù)。將微氣泡發(fā)生裝置安放在面積為1.2畝的封閉小池塘中運行1周，測試其處置效果見表2。

表2 微氣泡污水處置技術(shù)效果

由表2中數(shù)據(jù)可知，微氣泡水質(zhì)保護技術(shù)具有較好的營養(yǎng)負荷削減能力，是可用于水質(zhì)凈化和保護實現(xiàn)水質(zhì)良好并維持穩(wěn)定的較好技術(shù)，故在東湖綠道水質(zhì)凈化中，可有效清除水中富營養(yǎng)，提高東湖水質(zhì)。

4 結(jié)語

東湖綠道一期工程在建設(shè)過程中，從設(shè)計到施工階段均對海綿城市理念進行了充分考慮，結(jié)合工程建設(shè)的相關(guān)地形，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，有效地對海綿城市理念進行了實踐。綠道發(fā)揮“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多項功能，使東湖最大程度地發(fā)揮了其調(diào)蓄作用，促進了東湖生態(tài)系統(tǒng)的修復與提升，也改良了武漢的生態(tài)系統(tǒng)，讓東湖成為名副其實的國家生態(tài)旅游示范區(qū)。