海綿城市理念在南寧邕江綜合整治工程中運(yùn)用

靳亞男，曾慶儀

（廣西珠委南寧勘測(cè)設(shè)計(jì)院，廣西 南寧，530000）

0 前言

海綿城市是習(xí)近平總書記對(duì)城市建設(shè)和發(fā)展提出的新要求。海綿城市建設(shè)理念是完善城市河道的排洪防澇體系，修復(fù)水生態(tài)以及保護(hù)城市河流、湖泊等水生態(tài)系統(tǒng)，充分發(fā)揮出綠地、湖泊、河流、土壤等城市組成因素。南寧市在國(guó)家財(cái)政部、住建部、水利部組織的海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市資格評(píng)選中，以第一名的成績(jī)獲得“海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市”資格。作為試點(diǎn)城市，南寧市規(guī)劃在公共建筑、居住小區(qū)、市政道路公園綠地、內(nèi)河水系等區(qū)域和項(xiàng)目開展試點(diǎn)工程建設(shè)，海綿城市示范區(qū)總面積60.18km2。邕江綜合整治工程被列為南寧市海綿城市建設(shè)重點(diǎn)示范項(xiàng)目。

1 項(xiàng)目概況

邕江是南寧城區(qū)最重要的一條內(nèi)河，也是南寧市最主要的排洪通道，但隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，城市用地不斷蔓延，動(dòng)植物生存環(huán)境被侵蝕；部分岸坡坍塌，河道的蓄泄能力不足，影響了南寧市區(qū)防汛安全；城市周邊原有的透水區(qū)域，如農(nóng)田、草地等正在被混凝土建筑物不斷地取代，降低雨水下滲的幾率，縮減了雨水滯后時(shí)間，不利于城市防洪減排工作的開展；城市雨水?dāng)y帶道路及下墊面的污染物一起進(jìn)入河道中，對(duì)河道水面造成污染。針對(duì)上述問題，開展了邕江綜合整治工程。

本項(xiàng)目位于廣西省南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)邕江北岸，工程起點(diǎn)為清川大橋北岸，終點(diǎn)至五象大橋，主要建設(shè)內(nèi)容包括河岸整治及景觀綠化，工程總投資為89 345萬元。綜合整治河道總長(zhǎng)8 700m，寬度20～200m不等，總面積69.12hm2。主要工程量為：河道護(hù)岸8 000m，新建綠化面積約51hm2，梳理原狀植物面積4.5hm2，新建硬質(zhì)鋪裝約13hm2（道路、廣場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等），新建建筑面積為2 952m2，新建橋梁景觀面積1 345m2。本次岸坡加固防護(hù)工程的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

本項(xiàng)目硬質(zhì)鋪裝面積大，在全段的綠道、人行步道、廣場(chǎng)鋪裝采用透水性材質(zhì)；為削減地面徑流污染，在航運(yùn)文化碼頭、鼓廊服務(wù)中心人行車輛集中區(qū)域附近設(shè)置分散的雨水濕塘；為收集雨水，在綠地低洼地區(qū)修建下凹式綠地，同時(shí)在樁號(hào)0+000～0+700、3+550～4+600無法修建下凹式綠地區(qū)域，修建單個(gè)面積約40m2的雨水花園，呈分散式布置；樁號(hào)3+100～3+900、4+270～5+350區(qū)域內(nèi)護(hù)岸長(zhǎng)期接觸水體，水體、生態(tài)需通過護(hù)岸和河漫灘進(jìn)行交換，為營(yíng)造較好的水生態(tài)環(huán)境，本區(qū)域采用土工固袋生態(tài)護(hù)岸；在樁號(hào)1+190～2+260、6+310～6+660等區(qū)域的灘涂地種水生植物，起到護(hù)坡防沖刷、凈化水質(zhì)、點(diǎn)綴景觀帶的作用。

2 道路、廣場(chǎng)鋪裝透水設(shè)計(jì)

本工程區(qū)域道路廣場(chǎng)硬質(zhì)鋪裝面積為123 164m2，為收集該區(qū)域雨水，鋪裝區(qū)域透水鋪裝不低于70%，在鋪裝地面高程以下設(shè)置小型雨水收集井，通過管道輸送至周邊綠地進(jìn)行雨水利用，雨水利用率不低于5%。

圖1 各海綿體的樁號(hào)分布示意圖

圖2 道路鋪裝效果圖

道路設(shè)計(jì)有綠道和人行步道。綠道作為南寧市城市健身系統(tǒng)的主要組成部分，綠道起始樁號(hào)為0+000，終點(diǎn)樁號(hào)為0+8100，寬為4.5m，道路鋪裝材料選擇非透水瀝青路面、透水混凝土、透水磚等透水材料。人行道位于工程區(qū)內(nèi)71.13～74.40m高程（黃海高程，下同），是從綠道直接連接江邊各游區(qū)和節(jié)點(diǎn)的道路，總長(zhǎng)約5 300m，寬為3.0～3.5m，鋪裝材料選用陶瓷透水磚、碎石等。

露天停車場(chǎng)選用嵌草磚、透水磚，停車場(chǎng)總面積為6 802.7m2。濱江廣場(chǎng)由貝丘文化廣場(chǎng)、航運(yùn)文化碼頭、鼓廊服務(wù)中心等區(qū)域組成，總面積約67 000m2，廣場(chǎng)區(qū)域盡量采用透水磚。

3 坡面綠化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目整個(gè)濱江綠地總綠地率為80.33%，超高的綠化率增加了綠地儲(chǔ)水能力，極大地避免水份流失。同時(shí)，整個(gè)綠化地平整坡度控制在2.5%～3%之內(nèi)，經(jīng)植被攔截及土壤下滲作用減緩地表徑流流速，去除徑流中的部分污染物，綠地中通過高低起伏的地形，營(yíng)造更多的雨水收集綠地，并為周邊植物提供更多生存所需水份。為更好地與海綿城市建設(shè)銜接，本次在防洪堤坡頂選擇合適的區(qū)域建設(shè)下凹式綠地，迎水坡面高處建雨水花園和雨水濕塘，通過串聯(lián)、并聯(lián)下沉式綠地、雨水花園和雨水池塘等工程措施使綠地雨水資源利用率高于10%，起到生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制和雨水利用的作用。

3.1 下凹式綠地

下凹式綠地是在工程的綠地建設(shè)中，新建的綠地高程低于周圍地面高程，以便于周邊的雨水流入，其理念是利用開放的綠地空間接收和儲(chǔ)存雨水，起到了減少?gòu)搅魍馀诺淖饔?。本次設(shè)計(jì)中，采用兩種方式，一是在樁號(hào)0+700～1+800洋光碼頭堤段和樁號(hào)4+950～6+350柳沙半島堤段結(jié)合舊堤地形，在低洼的區(qū)域建設(shè)下凹式綠地；二是在新填筑堤段樁號(hào)2+200～2+800區(qū)域采用上調(diào)路面高程，使雨水口高程低于路面且高于綠地的方式建設(shè)下凹式綠地。該區(qū)域堤頂開闊，有大量的綠地，在綠地種植本地草本植物，雨水就可自然流入綠地，經(jīng)植物吸收和下滲共同作用，充分利用雨水，減少了綠化用水，同時(shí)起到了美化環(huán)境的效果。

3.2 雨水花園

雨水花園是由天然形成的或者人為開挖而成的淺水池，主要作為收集地面的雨水，并且通過植物和沙石的共同作用，凈化雨水，并且使凈化過的水滲入土壤，也可作綠化灌溉用水，同時(shí)起到了美化周邊景觀的作用。雨水花園在樁號(hào)0+000～0+600、3+550～4+600區(qū)域呈分散式布置，匯水面積與雨水花園面積之比為20～25，單個(gè)雨水花園的面積約40m2，雨水花園結(jié)構(gòu)從上至下為蓄水層、覆蓋層、種植層、過濾層、填充層、持水層，花園底部埋設(shè)外徑為Φ160mm的溢水管道，并聯(lián)至排水系統(tǒng)，蓄水池兩測(cè)邊坡坡比為1：4，具體如圖4所示。

圖3 下凹式綠地效果圖

圖4 雨水花園示意圖

3.3 雨水濕塘

為了削減地面徑流污染，本工程利用地形高差在人行、車輛集中區(qū)域附近設(shè)置分散的雨水濕塘，單個(gè)濕塘總面積為750～1 000m2，BOD負(fù)荷為 4g/m2·d～12g/m2·d，并在接納區(qū)徑流處設(shè)置消能石進(jìn)行自然消能防沖。濕塘底部采用碎石或者水生植物種植區(qū)為緩沖區(qū)域，削減大顆粒沉淀物。主塘為常水位以下的永久容積和存儲(chǔ)容積，永久容積水位線以上至最高水位線為具有峰值流量削減功能的調(diào)蓄容積，調(diào)蓄容積與永久存儲(chǔ)容積的比為1：4，水深為0.6～0.7m，水體停留時(shí)間約7～10d，水力坡度為1：200。同時(shí)，塘內(nèi)植物主要選擇具備耐污能力且養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)易的水生植物，如蘆葦、再力花、輪葉黑藻、眼子菜等。雨水塘典型橫斷面如圖5所示。

圖5 雨水濕塘示意圖

4 生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)

河道總體生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期的行洪演變，已經(jīng)改變了原始的形態(tài)，不可能回到最初的生態(tài)目標(biāo)，只能立足河道生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀，積極創(chuàng)造新條件，充分發(fā)揮出生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)功能，盡量減少人類行為對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)的影響，在經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi)和河道綜合治理的前提下，更多地考慮河道生態(tài)修復(fù)。

樁號(hào) 3+100～3+900、4+270～5+350 區(qū)域內(nèi)護(hù)岸長(zhǎng)期接觸水體，日常水體、臨河生物通過護(hù)岸和河漫灘進(jìn)行交換，為營(yíng)造較好的水生態(tài)環(huán)境，該部分護(hù)岸不宜考慮成硬質(zhì)駁岸，同時(shí)，考慮邕江在行洪期間護(hù)岸的整體安全性，避免水毀，該臨水河堤需嵌固在河道沖刷深度以下至少1m。

本工程在設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)解決以下幾個(gè)矛盾點(diǎn)：

（1）防沖防滲與透水透氣的矛盾。河道兩岸的堤岸對(duì)于防洪和輸水都有至關(guān)重要的作用，當(dāng)洪水發(fā)生時(shí)要求堤岸經(jīng)得起沖刷，當(dāng)河道輸水時(shí)，要求不能滲漏流出堤岸以外，但河道生態(tài)修復(fù)卻需要采用很多透水透氣的生態(tài)材料去構(gòu)筑堤岸，以便種樹植草，有利于植物生長(zhǎng)，這自然是相互矛盾的。

（2）行洪與種植的矛盾。對(duì)有防洪要求的河道，根本的原則是保證行洪河道在其防洪標(biāo)準(zhǔn)下有足夠的行洪斷面。

（3）綠化與硬化的矛盾。一些河段特別已經(jīng)形成硬護(hù)岸，多為混凝土護(hù)岸、護(hù)坡或漿砌石擋土墻，為了美化城市、營(yíng)造景觀，需要種樹、種花、種草，可是岸邊部分已成硬化堤岸兩岸空間又很狹小。

為解決以上3大矛盾點(diǎn)，本區(qū)域的護(hù)岸工程采用土工固袋生態(tài)護(hù)岸。土工固袋生態(tài)護(hù)岸的結(jié)構(gòu)為：2.0m×1.0m×0.3m高鍍鋅網(wǎng)箱+機(jī)織有紡?fù)潦\袋+內(nèi)裝種植土+植物纖維毯+表層綠化。高鍍鋅網(wǎng)箱采用高鍍鋅鉛絲編織而成，是生態(tài)土石籠袋的主要組成部分，其依靠自身的強(qiáng)度及強(qiáng)耐腐蝕性構(gòu)成擋墻的基本單元，通過鉛絲連接的各個(gè)網(wǎng)箱形成護(hù)坡，達(dá)到防治水土流失的目的。

網(wǎng)箱所用鉛絲優(yōu)選高鍍鋅鉛絲，籠體要求韌性強(qiáng)、堅(jiān)固耐久。按網(wǎng)箱不同部位，采用三種規(guī)格鉛絲。邊框鉛絲外徑為Φ3.4mm，網(wǎng)線鉛絲外徑為Φ2.7mm，水平拉力線、捆結(jié)線外徑為Φ2.2mm。鉛絲鍍鋅量大于260g/m2?？估瓘?qiáng)度不小于400MPa。鉛絲籠網(wǎng)目尺寸130mm×150mm。植物纖維毯鋪設(shè)于河道邊坡及生態(tài)土石籠袋外露面，基材為天然纖維，麻、椰纖維本身具有保水度高、透氣性好的功能，工程完工初期，起到保護(hù)邊坡土壤，不受雨水沖蝕，而后因其有充足空隙可讓土壤滲入其中，達(dá)到土壤與材料完全結(jié)合，形成天然的地表坡面保護(hù)層，具有很強(qiáng)的控制水土流失的能力。

在68.50～70.00m高程設(shè)置3.5m寬的親水平臺(tái)，親水平臺(tái)以下岸坡采用格賓石籠進(jìn)行抗沖刷防護(hù)，坡腳65.50～66.00m高程設(shè)擋墻一道，擋墻外結(jié)合地形設(shè)置石籠護(hù)腳；對(duì)于不穩(wěn)定岸坡，通過削緩坡、設(shè)支護(hù)樁等措施進(jìn)行加固。本次護(hù)岸工程新增措施均要銜接至現(xiàn)有建筑物。

5 水生植物種植

根據(jù)邕江水位情況，67.00m為常水位線，71.73m為2年一遇洪水位線。常水位線至2年一遇洪水位線之間種植水生植物及濕生植物，水生植物及濕生植物起到護(hù)坡防沖刷、凈化水質(zhì)、點(diǎn)綴景觀帶的作用。結(jié)合地形情況和周邊景觀搭配需要，在樁號(hào)1+190～2+260等區(qū)域種植千屈菜、美人蕉、蘆竹、旱傘草、水蔥等濕生及水生植物，在樁號(hào)6+310～6+660等區(qū)域的灘涂地種植蘆葦、蘆竹和千屈菜等耐濕且根系發(fā)達(dá)的植物，至岸坡向河道種植成梯階狀，根據(jù)植物的品種和特點(diǎn)進(jìn)行配置，構(gòu)建良好的景觀效果。

6 效果評(píng)價(jià)

本工程建設(shè)透水鋪裝86 200m2，綠地率為80.33%，綠地包括下凹式綠地96 000m2和大量的坡面綠化，極大增強(qiáng)了城市滲水能力，通過建設(shè)雨水花園和雨水濕塘可有效延緩短時(shí)間內(nèi)形成的雨水徑流量，增強(qiáng)滯水能力，工程建成后，區(qū)域內(nèi)年徑流總量控制率大于80%，工程區(qū)域內(nèi)歷時(shí)24h強(qiáng)降雨路面積水深度小于5cm。通過雨水花園、雨水濕塘和城市蓄水池形成的生態(tài)蓄水系統(tǒng)，最大可蓄水量約12 000m3，極大緩解了城市管網(wǎng)的壓力，達(dá)到了相當(dāng)程度上的生態(tài)灌溉再利用。通過雨水濕塘削減地面徑流污染和種植水生植物凈化水體，再結(jié)合排污管網(wǎng)改造，本工程年徑流污染控制率可達(dá)到85%以上。在多種滲水措施基礎(chǔ)上，本工程通過串聯(lián)、并聯(lián)下凹式綠地、線型排水溝、雨水濕塘等集水方式，實(shí)現(xiàn)雨水利用率不低于10%。

7 結(jié) 語

本工程以南寧邕江防洪排澇體系為支撐，充分發(fā)揮邕江兩岸廣場(chǎng)道路、綠地、土壤、河流水系等對(duì)雨水徑流的自然積存、滲透、凈化和緩釋作用。工程建成后，使城市像海綿一樣，實(shí)現(xiàn)了防洪保安全，緩解內(nèi)澇，削減城市徑流污染負(fù)荷，節(jié)約水資源的作用；實(shí)現(xiàn)了邕江從“工程水利河”向“活力帶、發(fā)展帶”轉(zhuǎn)變，為南寧市后續(xù)的海綿城市建設(shè)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，具有顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。