公園綠地中的高效雨洪景觀裝置探析

王子瀅

（江蘇開放大學(xué)新校區(qū)建設(shè)管理委員會，江蘇 南京 210036）

0 引言

公園綠地水循環(huán)是一個由蒸發(fā)、降水、徑流組成的綜合循環(huán)體系，在空氣中的水分被蒸發(fā)到大氣環(huán)境中時，水汽預(yù)冷發(fā)生凝結(jié)，以雨水的方式降落到地表，其中一些進入公園綠地循環(huán)水系，而另外一些則經(jīng)過土壤和滲透層的凈化、過濾，最終形成公園綠地土壤含水層。在含水層中，當(dāng)土壤含水量達到飽和或降雨量超過滲透速率時，雨水便會聚集在一起，形成地表徑流[1]。緊接著，地表的水分又被蒸發(fā)，如此循環(huán)，形成了一個水系循環(huán)。城市化的快速發(fā)展導(dǎo)致城市的人口、規(guī)模、建筑密度增加。自然地形逐步被不滲透的下墊面所取代，公園綠地表面的土壤和河床也被壓縮、加固，嚴(yán)重影響了雨水的滲透，阻礙了公園綠地地表水和地下水的連通，同時，大量的地面徑流僅靠公園基礎(chǔ)設(shè)施難以全部排出，因此，下述將對公園綠地中的高效雨洪景觀裝置展開分析。

1 高效雨洪景觀裝置概念解析與功能分析

“高效雨洪景觀裝置”是由“生態(tài)雨”和“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”的概念發(fā)展而來，廣義上是指在雨水和洪水治理中所使用的各種綠色生態(tài)設(shè)施。與傳統(tǒng)的城市管網(wǎng)等灰色雨洪基礎(chǔ)設(shè)施不同，高效雨洪景觀裝置是一套由土地、植物、水源組成的綜合雨洪治理體系，其突出了綠色基礎(chǔ)設(shè)施對雨洪的控制作用[2]。

高效雨洪景觀裝置是公園綠地雨水系統(tǒng)中的一項重要內(nèi)容，在應(yīng)用中，高效雨洪景觀裝置可以在城市雨水洪澇治理體系中實現(xiàn)公園綠地的低污染發(fā)展，從而為建設(shè)海綿城市雨洪治理體系提供行之有效的途徑[3]。高效雨洪景觀裝置功能如表1所示。

表1 高效雨洪景觀裝置功能

2 公園綠地中的高效雨洪景觀裝置設(shè)計

2.1 滲透滯留裝置設(shè)計

滲透滯留裝置是雨洪景觀裝置當(dāng)中一種可持續(xù)的雨水利用裝置，它可以在淺凹的綠地中種植樹木、灌木和花卉，以收集和吸收屋頂和地面的雨水。將該裝置應(yīng)用到公園綠地當(dāng)中，可以有效地減少降雨的流量和速度，尤其適合于處理徑流中的降雨。同時，該裝置還能有效過濾掉徑流中的懸浮固體顆粒、重金屬離子、病菌等。通過合理的規(guī)劃，適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護，可以成為鳥類、昆蟲等生物的棲息場所，豐富植物種類，創(chuàng)造優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。滲透滯留裝置可分為5個部分：蓄水層、覆蓋層、種植土層、砂層和礫石層（見圖1）。

圖1 滲透滯留裝置基本結(jié)構(gòu)示意

利用滲透滯留裝置表層的儲水層可以將雨水暫時儲存在75～200mm處。通常使用樹皮、碎石等自然物質(zhì)來維持土壤的濕度，以促進微生物的分解，其深度通常在50～80mm。滲透滯留裝置的種植土層，主要通過植物根的吸收和過濾凈化雨水，所以要選擇具有高滲透率的沙土，其厚度要視植物種類而定。如果選用草本，其厚度應(yīng)為30～50mm；如果選用喬木，其土壤厚度應(yīng)大于1000mm。滲透滯留裝置的沙層功能是阻止沙粒侵入礫石地層，堵塞穿孔管道，通常厚度為150mm。砂礫厚度為200～300mm，用于把滲濾后的雨水排放到河流或其他排水系統(tǒng)中，一般需要100mm直徑的穿孔管。另外，在滲透滯留裝置的頂端設(shè)有一個溢流孔，可以將多余的雨水通過溢流管道排出，確保了滲透滯留裝置的滯留滲透和植物的良好生長。

2.2 疏導(dǎo)裝置設(shè)計

將植草溝作為疏導(dǎo)裝置中的一種，對其進行設(shè)計，植草溝整體結(jié)構(gòu)是以線性布局方式種植植物的一種具有觀賞性的地表溝渠結(jié)構(gòu)。將該結(jié)構(gòu)作為疏導(dǎo)裝置，通過植物和土壤本身具備的滲透過濾作用，減慢地面徑流量，除去一些懸浮微粒和溶解的污染物，這樣使雨、洪的水質(zhì)得到凈化。植草溝的類型較多，根據(jù)公園綠地景觀需要，可進行合理選擇。常見植草溝包括標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型、干植草溝類型和濕植草溝類型。第一種類型植草溝與傳統(tǒng)的排水溝類似，由地面上的植被把地面上的雨水收集起來，然后輸送給下一層雨水利用設(shè)備。這種植草溝主要用于人口不多的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)及公路兩側(cè)的排水渠道。標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型植草溝平面結(jié)構(gòu)（見圖 2）。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型植草溝平面結(jié)構(gòu)

第二種植草溝更接近上述滲透滯留裝置，與其作用相同，因此較少使用。第三種植草溝是以種植濕生植物為主的線性濕地處理體系，具有良好的過濾能力和凈化能力。該綠化溝渠可與城市快速公路的排水系統(tǒng)相結(jié)合。但因土壤長期處于濕潤狀態(tài)，易散發(fā)臭味，并會引來蚊子，故不適合用于住宅小區(qū)和單位用地。綜上所述，選擇將標(biāo)準(zhǔn)傳輸類型植草溝作為公園綠地中的疏導(dǎo)裝置。在設(shè)計時要充分利用現(xiàn)有地形，并根據(jù)土體平衡計算，進行垂直設(shè)計。地表徑流由斜坡進入植草溝，再由重力流輸送到下一層裝置，坡度的控制是工程設(shè)計中非常關(guān)鍵的問題。種植草溝的縱坡度通常為1%～5%，橫斷面為2～3mm。垂直斜率越低，對地面徑流的滲透和過濾作用越好，但水流速度太慢，容易發(fā)生積水；垂直斜率越大，地面徑流越快，滲濾作用越小，越易造成侵蝕?？紤]到雨水的凈化效率，種植草溝的寬度應(yīng)該為0.5～2m，長度應(yīng)該超過30m。另外，通過在坡面上鋪設(shè)鵝卵石，或者采取密植的方式減少徑流對坡面的影響。

2.3 調(diào)蓄裝置設(shè)計

調(diào)蓄裝置是一種以調(diào)節(jié)雨洪、凈化水質(zhì)為主要目的的雨洪調(diào)節(jié)裝置，模擬自然濕地的功能與布置。其特點類似于濕地，是一種動態(tài)的水景體系。人工濕地是一種具有陸生和水生生物的生態(tài)系統(tǒng)，能為各種動植物提供良好的生存條件，在豐富人類游憩體驗的基礎(chǔ)上，還能產(chǎn)生更多的生態(tài)與景觀效益。根據(jù)公園綠地的流態(tài)特征，將調(diào)蓄裝置劃分為表流型和潛流型。表流型調(diào)蓄裝置具有較好的純化效果，且造價低廉。在沼澤中，有10～45cm的稀疏水層，而沼澤地的斜坡僅為0.1%～0.5%。地面徑流從地下入口開始，經(jīng)過植物根、莖、葉的凈化，然后從出水口排放，從而實現(xiàn)了整體的調(diào)節(jié)和凈化。冬季氣溫偏低，人工濕地的表層易結(jié)凍，進水口、出水口易出現(xiàn)裂縫，故不宜在冬季較冷的地方使用。為確保植物的正常生長，表流型調(diào)蓄裝置的水深不宜太大，一般為30～60cm。為了固定表流型調(diào)蓄裝置內(nèi)的水生植物根系，需要在沼澤中設(shè)置含有土壤、煤渣等物質(zhì)的填料，并在底層設(shè)置防水層，防止污水滲透到土壤中。另外，為了防止水草的干擾，需要在離沼澤50cm處設(shè)置入口的多孔管道。表流型調(diào)蓄裝置剖面結(jié)構(gòu)圖（見圖3）。

圖3 表流型調(diào)蓄裝置剖面結(jié)構(gòu)

3 高效雨洪裝置在公園綠地中的景觀應(yīng)用

3.1 設(shè)計要點

在設(shè)計時可根據(jù)公園的實際情況，適當(dāng)降低綠地高度，同時采用下凹綠地、雨水花園等滯留滲透措施，使地面雨水得到充分吸收?？紤]到公園的綠化面積較大，故在高效雨洪景觀裝置的處理上可以采用階梯狀或波浪狀的方式進行綜合布局設(shè)計，此種設(shè)計方式既能豐富綠地的空間，又能提高雨水的排水量。

可將公園低洼匯水區(qū)建設(shè)為多用途的蓄水池和人工濕地，利用綠化溝渠、干渠等交通工具，將地面徑流導(dǎo)入公園。通過調(diào)節(jié)水池和人工濕地，不僅可以形成大片的園林景觀，而且通過過濾、凈化，還能為園區(qū)的用其他水提供一定的補給。

園林路面鋪設(shè)時，應(yīng)盡可能選用具有良好透水性的路面，以瀝青混凝土為主，而在輔道和游步道上，可選用具有良好透水性的路面，如卵石、嵌草磚等?；顒訄鏊匿佋O(shè)需按照人們的需求和作用來進行。在兒童活動場所，可采用多種材料、色彩的透水性鋪裝，通過拼接，形成生動的現(xiàn)場氣氛。老人的活動區(qū)域應(yīng)選用規(guī)格大、平整的透水磚，以確保行人的安全?？傮w上，公園綠地將各種技術(shù)設(shè)施有機地融合在一起，形成由源頭到末端的完整景觀系統(tǒng)，為雨水資源的開發(fā)提供了良好的示范。

3.2 實例應(yīng)用效果

在規(guī)劃時，園區(qū)利用了場地南北高度的差異，由高至低依次建設(shè)森林、草甸、濕地等景觀。周圍道路所形成的地面徑流，經(jīng)過坡面植被層層攔截、過濾，最后流入人工濕地。雨水被凈化并儲存于濕地，而剩余的雨水被排放到城市的城市網(wǎng)絡(luò)中。公園綠地中的高效雨洪景觀裝置設(shè)計，既要體現(xiàn)自然，又要重現(xiàn)歷史?？稍谠O(shè)計中，將回收的老軌道與藝術(shù)墻結(jié)合，以喚起當(dāng)?shù)厝藢Φ胤降臍v史和文化的回憶，讓人們對這個自然的、親切的城市具有更多的熱愛。對比應(yīng)用前后的公園綠地地表徑流如表2所示。

表2 應(yīng)用前后的公園綠地地表徑流 單位：mm

4 結(jié)語

通過研究公園綠地中高效雨洪景觀裝置，明確應(yīng)用后高效雨洪景觀裝置后，公園綠地地表徑流顯著降低，證明了裝置在公園綠地中的應(yīng)用可有效避免由于地表徑流造成的綠地積水。