海綿城市理念在濕地公園建設(shè)中的應(yīng)用
——以蘇州白洋灣濕地公園為例

陳雪文，陳長(zhǎng)青

1.蘇州高新區(qū)獅山橫塘街道建設(shè)管理服務(wù)所；2.中國(guó)建筑第八工程局總承包公司江蘇分公司

一、建設(shè)背景

蘇州具有2500多年悠久歷史，是吳文化的發(fā)祥地和集大成者，是江南水鄉(xiāng)文化的重要支脈，蘇州的水具有重要的文化價(jià)值，為城市帶來了獨(dú)特的城市格局、景觀以及繁榮的經(jīng)濟(jì)[1]。蘇州地勢(shì)低平，多年平均年降水量在1100毫米左右，生物多樣性豐富，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量良好，河網(wǎng)水系縱橫、湖泊濕地眾多，水生態(tài)類型多樣，河流、湖泊、濕地、洲灘、岸坡等景觀單元交錯(cuò)分布，形成了具有鮮明特色的“江—河—湖—塘”區(qū)域水生態(tài)生境體系。2016年，蘇州成功入選江蘇省首批省級(jí)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，隨后即在全市范圍內(nèi)大規(guī)模啟動(dòng)了海綿城市試點(diǎn)建設(shè)工作。通過幾年的工程建設(shè)及不斷的模式創(chuàng)新，已經(jīng)逐步形成了全主體單位參與、全范圍保障、全流程覆蓋、全要素統(tǒng)籌、全維度支撐、全鏈條帶動(dòng)的海綿城市建設(shè)的“蘇州模式”?！昂＞d城市”的重大意義在于其利用一系列生態(tài)措施來管理城市區(qū)域發(fā)生的雨洪。

我國(guó)20世紀(jì)初以來雨水主要依靠地表徑流排入就近水體或者通過修建集中式排水管道等灰色基礎(chǔ)公共設(shè)施進(jìn)行收集排放，鮮有對(duì)其有效的收集處理措施。隨著社會(huì)的進(jìn)步，如今的雨水管理將更更多的關(guān)注徑流污染和水體保護(hù)。

蘇州水系發(fā)達(dá)，城市內(nèi)人工濕地?cái)?shù)量眾多。這一先天條件無疑為人工濕地應(yīng)用于蘇州“海綿城市”建設(shè)提供了巨大契機(jī)。在控制雨水徑流方面，人工濕地在控制雨水徑流方面的固有優(yōu)勢(shì)完全符合《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》對(duì)低影響開發(fā)（LID）設(shè)施的要求，這對(duì)“海綿城市”的建設(shè)意義極大。蘇州市打造了石湖、金雞湖、獨(dú)墅湖、虎丘濕地等一大批在國(guó)內(nèi)享有一定知名度的集景觀、娛樂、休閑、防洪、調(diào)蓄等多功能于一體的城市河湖水系治理的樣板工程。這些大面積的綠地和河湖濕地等生態(tài)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，可以在下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用，已經(jīng)成為蘇州市的“海綿骨架”，為蘇州市建設(shè)海綿城市建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。本文以蘇州白洋灣濕地公園海綿改造項(xiàng)目為例，闡述了建設(shè)方案中低影響開發(fā)設(shè)施建設(shè)與水生態(tài)改善相關(guān)適用技術(shù)的應(yīng)用情況，以期為今后的濕地公園海綿改造項(xiàng)目提供工程實(shí)踐的參考與借鑒。

二、項(xiàng)目建設(shè)概況

（一）海綿城市試點(diǎn)區(qū)及白洋灣公園位置

白洋灣公園位于蘇州市金閶新城東南部，北臨G312國(guó)道、東與虎丘風(fēng)景名勝區(qū)相鄰、南接虎池路、西靠白洋街，隸屬蘇州海綿試點(diǎn)區(qū)金閶新城提標(biāo)改造示范區(qū)，項(xiàng)目屬于公園與綠地改造類項(xiàng)目。白洋灣公園是一個(gè)大型開放式濕地公園，周邊主要為居民區(qū)及風(fēng)景區(qū)，人口密集，人流量大。本項(xiàng)目占地面積約為12.10公頃，其中瀝青道路約0.8公頃，占總面積6.5%，硬質(zhì)鋪裝約0.45公頃，占總面積4%。綠化面積約10.45公頃，綠化率86.5%，水面面積約0.4公頃，占總面積3%，現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)0.25（見圖1）。

圖1 白洋灣公園在試點(diǎn)區(qū)的位置

白洋灣公園海綿化改造前與周邊水體連通性一般，湖泊型水體特征導(dǎo)致其與外界水體交換頻次較低，水體富營(yíng)養(yǎng)化，水面上有藻類漂浮。公園外圍有地塊正在施工，造成外圍泥土堆積，且施工可能對(duì)白洋灣公園水體水質(zhì)造成威脅。公園內(nèi)部停車位多為硬質(zhì)化鋪裝停車位，年久失修易造成積水。公園內(nèi)部部分綠地在降雨時(shí)積水嚴(yán)重，導(dǎo)致植物長(zhǎng)勢(shì)一般。

（二）改造方案

1.改造理念及目標(biāo)

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)出發(fā)，通過跨尺度構(gòu)建公園海綿系統(tǒng)，尊重自然本體特征，統(tǒng)籌考慮自然和社會(huì)交互因素，建設(shè)過程中注重景觀功能和美觀性的同時(shí)，充分發(fā)揮其生態(tài)功能，利用自然途徑與人工強(qiáng)化措施相結(jié)合的方法，因地制宜地將“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針巧妙應(yīng)用于白洋灣公園海綿的建設(shè)中（圖2），使得改造后年徑流總量控制率達(dá)到75%，面源污染削減率不低于45%。

圖2 白洋灣濕地公園改造中低影響開發(fā)措施與海綿城市理念交互關(guān)系

2.具體節(jié)點(diǎn)改造措施

為解決白洋灣公園地塊內(nèi)部存在的各種問題，同時(shí)將周邊存在的問題和需求一同納入考慮，采取以下海綿化改造措施：

（1）保留現(xiàn)狀較好的綠化區(qū)域，對(duì)植被缺失、黃土裸露區(qū)域重新增補(bǔ)綠化，增設(shè)雨水花園；雨水花園可以通過植物、土壤以及微生物系統(tǒng)蓄凈、凈化徑流雨水。雨水花園形式多樣、適用區(qū)域廣、能夠較好地與景觀結(jié)合，具有較好的徑流控制效果，且建設(shè)與維護(hù)費(fèi)用較低[2]。本項(xiàng)目中雨水花園主要設(shè)置在公園內(nèi)幾處地勢(shì)較低處，通過重力流收集道路徑流雨水，同時(shí)通過多層透水結(jié)構(gòu)中的填料截流、植物的吸附凈化，提升截流的雨水水質(zhì)。

（2）將現(xiàn)狀園路及小廣場(chǎng)非透水鋪裝改為透水鋪裝；透水鋪裝能夠原位將地表徑流就地滯留滲透，其墊層結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)蓄水層，能夠起到短期雨水蓄集以及初步過濾的作用。該工藝主要由透水面層、透水找平層、透水基層、透水底基層和土基層組成。按照面層材料的不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝。嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石、碎石鋪裝等也屬于滲透鋪裝。白洋灣公園海綿改造主要將園內(nèi)原先的瀝青路面全部改造為鋼渣透水混凝土路面，原鋪裝路面改造為透水磚鋪裝路面。

（3）在園區(qū)部分區(qū)域增設(shè)植草溝；植草溝是指種植有植被的地表溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水，并具備有一定程度的雨水凈化作用，可以用于銜接其它各單項(xiàng)設(shè)施、城市雨水管渠和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)[3]。本項(xiàng)目利用原有地勢(shì)情況增設(shè)植草溝，利用其輸送并凈化一部分徑流雨水。

（4）在園區(qū)部分區(qū)域增設(shè)下凹式綠地；下凹式綠地是通過綠地下沉達(dá)到蓄滲、凈化徑流雨水的設(shè)施，其可控性高，工程化特點(diǎn)明顯[4]。本項(xiàng)目中主要設(shè)置在白洋灣公園的東北方向較大綠化空地處，用于收集路面和綠地雨水，以緩解地面徑流對(duì)雨水管網(wǎng)的壓力，同時(shí)收集路面雨水，并通過下滲、過濾后導(dǎo)流至雨水系統(tǒng)。

（三）運(yùn)行綜合效益分析

白洋灣周邊地塊與公園之間有水體阻隔。周邊道路及小區(qū)雨水先匯流至各條水體，再流經(jīng)白洋灣公園最后匯入公園西側(cè)的運(yùn)河。為發(fā)揮片區(qū)綜合效益，計(jì)劃將公園周邊水體引入公園內(nèi)部的下凹式綠地、生態(tài)濕地、濕塘等各類海綿設(shè)施，凈化后再排入運(yùn)河。

采用模型分析白洋灣公園及其周邊的徑流組織關(guān)系，劃定白洋灣公園匯流范圍，模擬海綿改造后的白洋灣公園及水體對(duì)周邊片區(qū)的污染物削減能力。

白洋灣河道周邊由西山廟港閘、木頭橋浜閘、僧塘圩南港閘，白洋灣西側(cè)、南側(cè)則由其余閘站控制，在常規(guī)階段未啟動(dòng)排澇模式時(shí)，白洋灣可看作是一個(gè)封閉的有一定調(diào)蓄空間的靜止水體。通過測(cè)算可知白洋灣周邊水域面積為24.45公頃，調(diào)蓄深度為0.6米，將此水體調(diào)蓄空間概化為調(diào)蓄池，進(jìn)行全年實(shí)測(cè)降雨徑流調(diào)蓄模擬，得到海綿改造前后河道調(diào)蓄深度曲線，考慮河道調(diào)蓄能力海綿建設(shè)前的徑流控制率為77.27%，建設(shè)后的徑流控制能力82.66%，改造前最大深度為3.3米，改造后最大深度為3.28米，為均未超過最大調(diào)蓄深度，說明改造后的白洋灣公園對(duì)該匯流范圍的地表徑流控制有明顯的提升（見表1）。

表1 海綿建設(shè)前后白洋灣及周邊區(qū)域徑流控制能力（考慮河道調(diào)蓄）

海綿設(shè)施及技術(shù)手段不僅可有效控制地表徑流量，對(duì)地表的徑流污染也可以有效削減[5]。SS往往與其他污染物指標(biāo)有一定的相關(guān)性，因此選取SS削減比例為污染物削減能力代表參數(shù)，采用模型評(píng)估改造后白洋灣公園及水體對(duì)匯流范圍內(nèi)的污染物削減能力，經(jīng)計(jì)算可知，白洋灣公園及水體對(duì)匯流范圍內(nèi)的污染物削減率可達(dá)到64.62%（見表2）。

表2 白洋灣公園對(duì)周邊區(qū)域徑流污染物削減評(píng)估表

三、結(jié)語

海綿城市建設(shè)關(guān)注于城市水生態(tài)和水安全兩大主題，它將公眾對(duì)水的認(rèn)知提高到一個(gè)全新的高度。隨著全國(guó)范圍內(nèi)海綿城市建設(shè)的不斷推廣，在以后城市規(guī)劃建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)增加對(duì)水水生態(tài)和水安全的考量。白洋灣公園項(xiàng)目作為蘇州海綿試點(diǎn)區(qū)內(nèi)最重要的公園綠地類典型示范項(xiàng)目之一，其改造方案采用雨水花園、透水鋪裝、植草溝以及下凹式綠地等系統(tǒng)化技術(shù)手段，可將年徑流總量控制率由77.27%提高至82.66%。同時(shí)，該改造工程還可有效削減面源污染，經(jīng)模擬計(jì)算可知，對(duì)匯流范圍內(nèi)的污染物削減率為64.62%，但其海綿功能的長(zhǎng)效保持及建設(shè)效應(yīng)的客觀評(píng)估，后期仍需開展長(zhǎng)期連續(xù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與測(cè)算分析工作。