海綿城市理念在城市公園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

李 威，周佳昱，李佳倩

（桂林理工大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，廣西 桂林 541006）

海綿城市是指現(xiàn)代城市可以建設(shè)得像海綿一樣，在雨水多發(fā)時(shí)期自然蓄水，以“慢排緩釋”和“源頭分散控制”為核心理念，給予傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)更生態(tài)化的擴(kuò)建和減輕其負(fù)擔(dān)[1]。海綿城市理念是采用一種自然的雨水管理方法，充分利用自然降水，通過(guò)生態(tài)水循環(huán)系統(tǒng)，增強(qiáng)城市對(duì)大自然變化的適應(yīng)性，使其有更強(qiáng)的應(yīng)對(duì)能力來(lái)抵御自然災(zāi)害，尤其是洪澇災(zāi)害。海綿城市理念重視生態(tài)水循環(huán)系統(tǒng)健康發(fā)展，注重人與自然的和諧共生，有效協(xié)調(diào)資源環(huán)境問(wèn)題，為現(xiàn)代城市公共區(qū)域建設(shè)的可持續(xù)性和生態(tài)性提供參考范例。

海綿城市理念大大提高了城市公園局部區(qū)域自然水循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，通過(guò)減少堅(jiān)硬的混凝土路面，增加水域、綠地和花園區(qū)域等措施，增強(qiáng)了城市公園雨期儲(chǔ)水、排水、滲水、凈水的能力，并能夠在旱期有效利用雨期以不同方式儲(chǔ)存的雨水，形成更加生態(tài)的城市公園水道系統(tǒng)，減少了漬水的概率。同時(shí)制定相應(yīng)的管道安裝措施，使城市供水系統(tǒng)更加完善。

1 海綿城市理念的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

我國(guó)的海綿城市理念在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中首次被提出。2013年12月在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上，習(xí)近平總書記指出“要建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。海綿城市試點(diǎn)工作逐漸在國(guó)內(nèi)多個(gè)城市開展，并且取得不錯(cuò)的成效。隨后，國(guó)家擬定了多個(gè)文件繼續(xù)推行海綿城市理念。 “海綿公園”于2014年首次在北京香山公園實(shí)現(xiàn)，建設(shè)成功后，該公園的雨水收集規(guī)模可達(dá)約1 500 m3，預(yù)計(jì)全年雨水收集量可達(dá)77 000 m3。香山公園對(duì)自然雨水的收集，可以為60 000 m2公園用地提供一整年綠化用水，為一個(gè)衛(wèi)生間提供一整年沖廁用水，為花卉區(qū)域提供半年生產(chǎn)用水。雨水全年儲(chǔ)存總量約為香山公園內(nèi)出水量最大的靜翠湖的10倍。地面和海綿體通過(guò)吸收自然雨水徑流，實(shí)現(xiàn)了海綿體概念的運(yùn)用。海綿公園的實(shí)現(xiàn)不僅能增大公園綠化面積，形成一道亮麗的風(fēng)景，還為市民們提供了高美觀性及娛樂性的休閑場(chǎng)所。

2 城市公園“海綿化”建設(shè)的意義

近幾年來(lái)，隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市發(fā)展迅速，并由此帶來(lái)了諸多的城市問(wèn)題。在城市化進(jìn)程中大部分土地被硬化或被各類硬性建筑覆蓋，自然界的水循環(huán)系統(tǒng)被破壞。采用新的方法修復(fù)并完善水循環(huán)系統(tǒng)，減少對(duì)水資源的浪費(fèi)，提高城市排水能力、蓄水能力和應(yīng)對(duì)洪澇的能力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)人類社會(huì)生存和發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。運(yùn)用海綿城市理念收集和利用自然水資源，減少地表徑流，增強(qiáng)園內(nèi)儲(chǔ)水能力，緩解雨季洪澇和旱季干旱問(wèn)題，建設(shè)生態(tài)型城市公園，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和城市發(fā)展建設(shè)都具有重要意義。

3 城市公園設(shè)計(jì)中海綿城市理念的探索應(yīng)用

3.1 城市公園綠化植被設(shè)計(jì)

1）應(yīng)以本土植物為主，適當(dāng)搭配外來(lái)植物。本土植物具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是它們具備適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥篮推渌焕蛩氐哪芰?；二是本土植物生長(zhǎng)旺盛，對(duì)于城市公園的養(yǎng)護(hù)要求不是很高且維護(hù)成本低；三是豐富的地方特色可以反映城市綠化的地方風(fēng)格，同時(shí)體現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。海綿綠地的生長(zhǎng)狀況比普通公園綠地差，因此需要更多的本土植物來(lái)提高其適應(yīng)性。

2）選擇根系發(fā)達(dá)、截流能力強(qiáng)的植物。所選植物不僅需要防止水土資源的流失，還需要增加土壤的滲水性，要能夠降低水流速度，提高土壤過(guò)濾、截留、吸收地表徑流和泥沙、營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)質(zhì)的能力，降低污染物在水體中的濃度和毒性。它們是水體凈化的第一道屏障。柳樹、云杉、夾胡桃、紫藤、葛藤、白檀等植物根系深廣且生長(zhǎng)快，不容易產(chǎn)生病蟲害，適合種植。

3）選擇耐浸、雨水收集能力強(qiáng)的植物。在極端天氣氣候事件頻發(fā)的情況下，應(yīng)增強(qiáng)植物的耐浸能力和雨水滯留能力，可以利用海綿綠地代替管道收集雨水。海綿綠地從上到下分為冠層滯留、表土疏滲和根際滯留3個(gè)層次。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，樹木高度越高，樹冠密度和葉片密度越大，其雨水的收集能力越強(qiáng)。雪松、懸鈴木等因樹根怕水而不宜栽種，水杉、落羽杉、池杉等喬木的樹根較為耐浸，適宜栽種。

4）選擇相互搭配、觀賞性強(qiáng)的植物。城市公園的植物除了要滿足集水功能外，還要兼顧其生物的多樣性。為避免植物種類過(guò)于單一，在保持公園高觀賞性的同時(shí)，可選擇相互搭配共同生長(zhǎng)的植物，提高公園涵養(yǎng)水源能力和凈化水體能力。

3.2 城市公園雨水管理設(shè)計(jì)

城市公園設(shè)計(jì)中采用生態(tài)型雨水管理設(shè)施，如生態(tài)型透水鋪面、下沉式綠地、植草溝、雨水花園等，與公園現(xiàn)狀結(jié)合可以形成有組織有效率的綠色雨水管理系統(tǒng)。海綿理念下的城市公園設(shè)計(jì)顛覆了傳統(tǒng)的排水觀念，對(duì)傳統(tǒng)的只排水不用水不處理水系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，形成了更完善的生態(tài)型雨水管理系統(tǒng)。

1）生態(tài)型透水鋪面。城市公園的廣場(chǎng)、走道、車道、休息娛樂區(qū)、停車場(chǎng)等多采用大面積傳統(tǒng)不透水鋪裝，強(qiáng)降雨后難以有組織地收集和排放地面積水。將人行走道改為碎石鋪裝，地面形成多孔間隙結(jié)構(gòu)層，初步過(guò)濾后的雨水下滲到地下，從而減少周邊地面徑流，涵養(yǎng)土壤和水源。車道、停車場(chǎng)、休息娛樂區(qū)則采用不同的透水材料建成透水路面，如陶瓷透水磚、透水混凝土、透水瀝青等。透水瀝青路面表層為新型透水瀝青，底層是傳統(tǒng)瀝青，底層兩側(cè)加設(shè)碎石進(jìn)行暗溝排水，在暗溝中修建收集管道，實(shí)現(xiàn)有組織的雨水排放、收集、再利用[2]。有效地排水使城市公園路面雨天防滑性提高，從而安全性得以提高。

2）下沉式綠地。將城市公園內(nèi)大型陽(yáng)光草坪修建為下沉式綠地，雨水通過(guò)下沉式綠地進(jìn)行調(diào)蓄、下滲與凈化，而不是直接通過(guò)下水道排放[3]。雨水由高地順流至下凹處，在下凹處修建集水管、雨水凈化器、集水箱，然后利用連接水箱的回用管道將雨水變?yōu)闈补嗨?、廁所用水等。旱期可將雨水作為草地和高地植物灌溉用水，?shí)現(xiàn)雨水的高效利用。另外，還可對(duì)停車場(chǎng)附近的綠地坡度進(jìn)行調(diào)整，構(gòu)建下沉式綠地，在補(bǔ)充地下水的同時(shí)高效管理雨水，形成生態(tài)停車場(chǎng)。

3）植草溝。滲透型植草溝主要設(shè)置在城市公園道路兩側(cè)，配合生態(tài)透水型路面滲透、凈化雨水，將雨水收集到水箱；將臨近公園水體的道路設(shè)置傳輸型植草溝，通過(guò)修建的地下導(dǎo)水管將雨水收集到水體之中，涵養(yǎng)水源，讓水成為流動(dòng)的活水。植草溝選擇透水能力較強(qiáng)的砂質(zhì)土以提高植草溝排水速度和能力，選擇耐旱耐浸植物如鳶尾，再適當(dāng)增加碎石、本土植物，增加其觀賞價(jià)值。

4）雨水花園。雨水花園可以收集建筑物房頂和地表雨水。雨水花園從上到下包括濕地植物群、溢流管、蓄水層、覆蓋層、種植土壤層、砂層、礫石層，礫石層中間設(shè)穿孔管收集預(yù)計(jì)雨量以外的雨水[4]?；▓@內(nèi)種植耐浸的植物，和本土植物搭配，為多樣化的生物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。雨水花園對(duì)于雨水的收集、凈化和利用十分有效，同時(shí)美化了公園一隅[5]。

5）植物池。植物池從上到下依次為盆栽大小的景觀植物、椰糠、沙子、肥料、火山渣、垃圾陶粒，能在強(qiáng)降雨時(shí)減輕地面徑流壓力。這種多樣化的雨水儲(chǔ)存方式還能增強(qiáng)景觀的多樣性，減輕大面積地表雨水徑流壓力。同時(shí)，收集到的雨水可作為蓄水池內(nèi)小型噴泉用水，實(shí)用性提高的同時(shí)，美觀性也大大提高。

6）生態(tài)樹池。將城市公園道路和綠化帶旁的行道樹栽種于圓形或方形樹池中，樹池低于地面，從上到下分別為細(xì)砂礫、石礫、排水管道。雨水順地形而下，經(jīng)過(guò)細(xì)砂礫、石礫凈化后引流至排水管道的同時(shí)，土壤也得到適當(dāng)?shù)淖甜B(yǎng)。

3.3 生態(tài)雨水技術(shù)利用設(shè)計(jì)

基于海綿城市理念的城市公園設(shè)計(jì)結(jié)合了原有地形地貌，搭配雨水管理設(shè)施的合理設(shè)計(jì)，如雨水花園、植物池、蓄水池等。在局部設(shè)計(jì)中應(yīng)注意“海綿體”地形的坡度、坡向，使景觀的銜接合理化。在屋頂設(shè)計(jì)綠化集水系統(tǒng)，即將屋頂雨水收集到儲(chǔ)水箱，然后通過(guò)傳輸管道澆灌下方縱向階梯狀生態(tài)花壇；花壇區(qū)滯留凈化下滲雨水，凈化后的雨水與透水鋪面下滲的雨水一同通過(guò)雨水收集管道進(jìn)入下方蓄水池，作為公園用水儲(chǔ)存。不同區(qū)域雨水管理搭配的設(shè)置和循環(huán)結(jié)構(gòu)不同。蓄水池地勢(shì)偏低、植草溝地勢(shì)偏高時(shí)，將雨水傳輸管道與水泵搭配設(shè)置，蓄水池多余水可澆灌高處植物。園內(nèi)海綿體分布安排應(yīng)考慮地形和雨水管理設(shè)施的收集、凈化能力，分布的疏密和凈水強(qiáng)度的大小合理搭配，以達(dá)到雨水管理整體最佳化。雨水凈化程度應(yīng)達(dá)到公園用水標(biāo)準(zhǔn)，避免造成水體污染。

3.4 參考范例

深圳市光明新區(qū)新城公園占地面積超500 000m2（50 hm2），其通過(guò)植草溝、滯留塘等來(lái)輸送、凈化、滯留雨水，削減洪峰。同時(shí)，公園配建900 m3地下蓄水池用來(lái)收集、利用雨水，不再另建雨水管道。徑流系數(shù)控制在0.1，年收集回用雨水15 000 m3、回補(bǔ)地下水250 000 m3，減輕了下游雨水管道的排水壓力，見圖1。

圖1 深圳市光明新區(qū)新城公園

4 結(jié)束語(yǔ)

將城市公園的空間結(jié)構(gòu)、綠化植被、水域分布和低影響開發(fā)雨水管理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。通過(guò)改造城市公園空間結(jié)構(gòu)，人與自然空間隔絕的狀態(tài)得以改善。將人類活動(dòng)場(chǎng)景與自然空間連接，響應(yīng)了人與自然和諧共處的號(hào)召，讓人類回歸大自然，實(shí)現(xiàn)了人與自然融為一體?；诤＞d城市理念的城市公園設(shè)計(jì)中，優(yōu)化雨水管理設(shè)施如生態(tài)型透水鋪面、下沉式綠地、植草溝、雨水花園等，與城市公園現(xiàn)狀結(jié)合，構(gòu)建有組織有效率的綠色雨水管理系統(tǒng)，形成可持續(xù)發(fā)展的水循環(huán)系統(tǒng)，有力促進(jìn)了綠色生態(tài)城市公園的建設(shè)。