海綿城市理念下園林綠地雨水調(diào)蓄效能優(yōu)化策略

中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1005-7897（2025）09-028-03

0引言

城市快速發(fā)展背景下，土地集約利用與氣候極端化趨勢疊加，導(dǎo)致城市內(nèi)澇頻發(fā)、水資源調(diào)控壓力增大，傳統(tǒng)剛性排水系統(tǒng)在應(yīng)對復(fù)雜水文情境時的應(yīng)變能力顯著降低。為突破既有排水工程體系的單一性與封閉性限制，海綿城市理念提出以生態(tài)為本的雨水綜合管理模式，將“滲、滯、蓄、凈、用、排\"全過程整合于城市空間演化之中。園林綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點，在該體系中承擔源頭削峰、過程調(diào)蓄與末端凈化的多重功能。然而，當前園林綠地在具體實施中仍面臨諸多問題，這些問題在中心城區(qū)尤為突出，特別是在存在地下商業(yè)與公共綠地復(fù)合結(jié)構(gòu)的場地中，其雨水調(diào)蓄效能受到嚴重制約。

1相關(guān)理論概述

1.1海綿城市理念

海綿城市理念是指城市能夠像海綿一樣，在降雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，并在需要時釋放和利用這些水資源。該理念強調(diào)通過生態(tài)化技術(shù)，如滲透、滯留、蓄存和凈化等，來實現(xiàn)雨水的自然管理，突破傳統(tǒng)的“以排為主”的雨水管理模式，促進資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先的原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，以確保城市的排水安全和生態(tài)環(huán)境保護。

1.2園林綠地雨水調(diào)蓄

園林綠地作為海綿城市體系中的重要生態(tài)單元，其在雨水調(diào)蓄過程中的關(guān)鍵功能表現(xiàn)在3個方面：水量調(diào)控、水質(zhì)凈化與生態(tài)緩沖。園林綠地的廣泛分布特征與生態(tài)基底屬性決定了其在城市雨水初級控制環(huán)節(jié)中的不可替代性。與硬質(zhì)排水設(shè)施不同，園林綠地依托自然土壤結(jié)構(gòu)與植被覆蓋條件，能夠在降雨初期實現(xiàn)徑流削減與污染物截留，有效減少地表徑流，減輕下游排水系統(tǒng)負荷。然而，園林綠地的調(diào)蓄能力直接受制于地形坡度、土壤孔隙結(jié)構(gòu)與植物根系類型的復(fù)合作用?，F(xiàn)有研究表明，不同園林綠地類型在雨水調(diào)蓄效能上存在顯著差異，例如，城市公園相較于道路綠化帶具備更高的調(diào)蓄容積與凈化深度，而濱水綠帶則在減輕污染負荷方面優(yōu)勢顯著。植被類型的多樣性也直接影響水文過程的時空分布模式。喬灌草復(fù)合結(jié)構(gòu)不僅能優(yōu)化雨滴再分布路徑，還能增強土壤保水能力，為調(diào)蓄系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行提供生物支撐。

2海綿城市理念下園林綠地雨水調(diào)蓄效能實踐

2.1案例背景

蘇河灣公共綠地位于上海市靜安區(qū)核心地帶，緊鄰蘇州河流域，地理位置優(yōu)越，周邊為密集的高強度城市開發(fā)區(qū)，是典型的高密度建成區(qū)生態(tài)空間更新范式。該項目以“城市綠肺\"建設(shè)為主旨，肩負生態(tài)涵養(yǎng)、水文調(diào)節(jié)與公共休閑3重功能，在城市熱島效應(yīng)、雨洪脅迫及空間矛盾日益突出的背景下，成為海綿城市理念實踐中的典型樣本。項目規(guī)劃面積為 4.2hm² ，屬超高利用率的復(fù)合性綠地系統(tǒng)。作為上海市“公園城市\(zhòng)"示范區(qū)域的關(guān)鍵節(jié)點，該項目在規(guī)劃、設(shè)計及施工全過程中均嚴格嵌入海綿城市多維理念，其核心目標在于通過生態(tài)化策略與技術(shù)體系的綜合部署，最大限度釋放有限綠地的雨水調(diào)蓄能力，實現(xiàn)生態(tài)、景觀與雨水資源管理的協(xié)同增效。

2.2應(yīng)用措施

項目實施階段采用多維度、多尺度的雨水調(diào)蓄與管理技術(shù)體系，以實現(xiàn)“滲、滯、蓄、凈、用、排\"六位一體的雨水控制目標。具體措施包括以下6個方面。

2.2.1下沉式綠地的結(jié)構(gòu)布設(shè)與功能組織

蘇河灣公共綠地場地原始地形高差有限，項目團隊對地表微地形進行局部調(diào)整，構(gòu)建了多個具備承雨能力的下沉綠地模塊。該系統(tǒng)在規(guī)劃階段便被納入總排水體系的第一層級。綠地內(nèi)部設(shè)置徑流匯集槽，并以內(nèi)嵌式引導(dǎo)溝渠將屋頂及廣場雨水有序引流至綠地最低點。在垂直結(jié)構(gòu)上，依次配置種植土層、過濾砂層、碎石層及防滲層，每一結(jié)構(gòu)層均經(jīng)實地滲透系數(shù)檢測后確定厚度與材料配比。植物層以耐水植物為主，適配短期積水與長期濕潤交替環(huán)境。綠地邊界與上游區(qū)域之間設(shè)有漸變式緩坡與穩(wěn)定植被帶，抑制雨滴侵蝕和細土沖刷。所有下沉單元均接入次級溢流口，雨量超過容納極限時可自動排入市政雨水支管。場地在細部節(jié)點采用可視井蓋和水位刻度標識，提高后期管理的精度與響應(yīng)效率。設(shè)計階段未采用模板式模塊復(fù)制，所有下沉綠地均依據(jù)各自匯水面積與雨水徑流深量化調(diào)整，確保系統(tǒng)調(diào)蓄結(jié)構(gòu)具備強針對性和穩(wěn)定性。

2.2.2綠色屋頂系統(tǒng)的構(gòu)造分層與栽植策略

綠色屋頂體系主要布設(shè)于商業(yè)裙樓頂部，覆蓋范圍廣、垂直荷載分布不均，為此在構(gòu)造上采用輕質(zhì)多層復(fù)合結(jié)構(gòu)?；追浪畬硬捎米哉承透叻肿泳聿?，具備防穿刺與抗疲勞特性，其上鋪設(shè)保水氈與過濾布雙層緩沖界面，并配置 10cm 厚的輕質(zhì)改良種植基質(zhì)，基質(zhì)材料為火山石、珍珠巖與有機腐殖質(zhì)按比例復(fù)配。綠植選擇集中于根系淺、抗旱性強的本地草本植物，部分區(qū)域點綴矮性灌木，以增加生態(tài)層級。屋頂最低點設(shè)集水槽，并布設(shè)虹吸式排水口與應(yīng)急溢流孔，實現(xiàn)蓄排功能轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)預(yù)留傳感器接口，用于布設(shè)雨水傳感模塊和屋面濕度計，以適應(yīng)后期智能化灌溉系統(tǒng)升級。在界面處理方面，屋頂四周做擋水擋土加固處理，避免邊緣坍塌與植被下滑，同時確保雨水能由內(nèi)向集水槽集中引導(dǎo)，完整實現(xiàn)調(diào)蓄與生態(tài)覆蓋并行目標。

2.2.3透水鋪裝系統(tǒng)的分區(qū)施工與界面管理

透水鋪裝主要分布于公園人行步道與局部廣場空間，該系統(tǒng)并非以單一材質(zhì)統(tǒng)一布設(shè)，而是依照使用強度、景觀要求與排水流向進行結(jié)構(gòu)分區(qū)設(shè)計。鋪裝結(jié)構(gòu)由透水面層、基層承托層與下伏貯水層3個部分組成，面層為高強度多孔混凝土磚或生態(tài)陶粒磚，經(jīng)數(shù)控設(shè)備切割精整表面以防止碎片脫落。中部承托層采用2＼～5mm 石屑，壓實密度達 95% 以上，并形成通透式水流路徑。底部設(shè)置 20cm 碎石層作為調(diào)蓄儲水空間，并輔以土工布與疏導(dǎo)溝槽，確保雨水可有效分布與暫存。鋪裝區(qū)域邊緣均設(shè)混凝土擋邊與不銹鋼止水帶，避免水平遷移造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。系統(tǒng)中嵌入若干反沖洗口和檢修管道口，便于未來運維人員定期清理積沙積泥，維持滲透性能。

2.2.4雨水花園系統(tǒng)的節(jié)點設(shè)計與功能分區(qū)

項目中的雨水花園主要分布于下沉廣場與連廊周邊，結(jié)構(gòu)緊湊，具有高集成度。布設(shè)前對場地匯水分區(qū)進行精密模擬，明確上游徑流路徑與入流斷面，保證匯水穩(wěn)定性?；▓@系統(tǒng)分為蓄水區(qū)、植物過濾區(qū)與緩釋排水區(qū)，各區(qū)以層級關(guān)系串聯(lián)。基底配置多層過濾結(jié)構(gòu)，頂層設(shè)置 10～15cm 植物種植層，以下分別為透水砂層、砂礫層及碎石蓄水層，底層設(shè)反濾隔離膜與封閉型高密度聚乙烯防滲膜，防止地下空間受污染。植物選擇以吸附性強、耐積水與抗重金屬植物為主，組合方式遵循高低錯落原則，以增加水流路徑長度。各花園單元周邊設(shè)置溢流導(dǎo)管，并連接至調(diào)蓄池入口。場地標高控制精細到厘米級，以便形成穩(wěn)定匯水坡度，避免表面徑流在地表無序擴散。施工完成后進行入滲速率測試與調(diào)蓄容量實測校核，確保系統(tǒng)響應(yīng)時間與容量儲備指標均符合規(guī)劃需求。

2.2.5多功能調(diào)蓄池的容積設(shè)定與系統(tǒng)聯(lián)控設(shè)計

蘇河灣公共綠地項目地下空間內(nèi)設(shè)有一座多功能調(diào)蓄池，兼具調(diào)蓄、凈化與回用3項功能。池體置于地勢最低點，設(shè)計總?cè)莘e約為 200m³ ，池身采用預(yù)制疊合板模塊組裝，內(nèi)襯防腐涂層并預(yù)設(shè)溢流保護艙。調(diào)蓄池與上游雨水花園及下沉綠地通過聚乙烯管道連接，入口端設(shè)旋流沉砂井與初級過濾網(wǎng)。池體內(nèi)部劃分3級水質(zhì)分區(qū)，由物理隔擋結(jié)構(gòu)分隔流向，避免擾動導(dǎo)致再懸浮污染。頂部設(shè)有自動化液位感應(yīng)系統(tǒng)，并連接主控終端，實現(xiàn)按需啟停泵站。貯水部分采用電動過濾裝置預(yù)處理后送至地下回用箱體，再由次級泵送至地面綠化系統(tǒng)。調(diào)蓄池運行全過程數(shù)據(jù)接入項目智慧系統(tǒng)平臺，運行日志實時更新，便于追蹤運行狀態(tài)與制訂維護計劃。

2.2.6“峽谷洞口\"景觀體系的雨水路徑集成策略

項目核心景觀空間采用多層級“峽谷洞口\"形式，空間下沉形成階梯式景觀結(jié)構(gòu)，每一層設(shè)有獨立雨水引導(dǎo)系統(tǒng)。設(shè)計將各層洞口匯水路徑與豎向花境植被系統(tǒng)綁定，雨水自上而下層層滲濾，沿植物種植槽嵌入的微型導(dǎo)水槽向下級空間轉(zhuǎn)輸。平臺下部預(yù)埋聚乙烯管與溢流箱體，形成封閉式輸排結(jié)構(gòu)，避免雨水長時間積滯于表面空間。每一級高差設(shè)有緩坡及雨水導(dǎo)引擋墻，阻擋表面徑流直接沖刷，確保植物基質(zhì)不發(fā)生移位。雨水經(jīng)三級過濾處理后匯入中部調(diào)蓄井，最終通過重力或泵送系統(tǒng)導(dǎo)出場地。平臺與景觀構(gòu)造之間所有連接界面采用伸縮縫與濾網(wǎng)填縫設(shè)計，規(guī)避后期裂縫漏排隱患。

2.3面臨的挑戰(zhàn)

盡管項目取得積極成效，但在具體實踐中仍暴露出多項現(xiàn)實性問題，亟待反思與突破。首先，地下商業(yè)與地面綠地的空間融合在排水組織與施工銜接層面有較高技術(shù)難度。雨水流線規(guī)劃需同時滿足景觀審美與功能運行要求，致使設(shè)計過程多輪迭代，施工周期被迫延長。其次，綠地中的調(diào)蓄系統(tǒng)維護成本較高，尤其在調(diào)蓄池淤積清理、過濾介質(zhì)更換方面缺乏統(tǒng)一技術(shù)指導(dǎo)與標準化流程，導(dǎo)致后期管理依賴人工經(jīng)驗判斷，存在效率低下與功能失效風險。最后，雨水回用系統(tǒng)與市政管網(wǎng)的接口兼容性問題亦較為突出。在運行初期，部分區(qū)域因排放路徑設(shè)計不合理，出現(xiàn)排水不暢現(xiàn)象，需通過現(xiàn)場調(diào)整提升系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

3海綿城市理念下園林綠地雨水調(diào)蓄效能優(yōu)化策略

3.1精度導(dǎo)向的雨水流線-景觀界面協(xié)同重構(gòu)

蘇河灣公共綠地地下商業(yè)空間與地面生態(tài)綠地在高程關(guān)系、排水銜接及美學(xué)呈現(xiàn)上存在交叉沖突，揭示出城市復(fù)合空間系統(tǒng)中雨水路徑識別機制存在盲區(qū)。為此，建議將雨水流線分析與景觀界面建構(gòu)納入統(tǒng)一控制邏輯2。技術(shù)路徑上，需在項目初始階段引入建筑信息模型與地理信息系統(tǒng)雙平臺聯(lián)動模擬，構(gòu)建垂直方向的水流剖面圖譜。在剖面生成基礎(chǔ)上，設(shè)定“分層滯流-節(jié)點集流-地埋排放\"3段式排水子系統(tǒng)，并對綠地坡向、種植土拐角與底部管槽埋深進行交叉校驗。節(jié)點收水井應(yīng)依照雨水峰值滯后時間設(shè)定池容與泵送量，避免同一時間段集水密度過高造成回流。施工階段則需設(shè)置節(jié)點可逆施工機制，即在關(guān)鍵排水口預(yù)留調(diào)整段，允許設(shè)計方案二次更新期間保留流路可調(diào)彈性，以避免因景觀與管網(wǎng)施工工序不兼容造成誤差累積。

3.2模塊化調(diào)蓄系統(tǒng)的分級部署與可維護重構(gòu)機制

現(xiàn)有調(diào)蓄系統(tǒng)在池體結(jié)構(gòu)與介質(zhì)過濾層設(shè)計中缺乏標準化構(gòu)件，導(dǎo)致維護程序高度依賴人工經(jīng)驗。為突破這一瓶頸，應(yīng)構(gòu)建“標準模塊 + 動態(tài)拼接 + 可視介入”三維結(jié)構(gòu)體系3。在物理結(jié)構(gòu)上，調(diào)蓄池應(yīng)拆分為若干獨立單元模塊，每單元封閉成型，配備獨立進出水口、手動閥門與淤泥觀察窗。過濾介質(zhì)層配置則需轉(zhuǎn)向組合濾芯單元，每組濾芯附帶編號、可更換結(jié)構(gòu)及安裝卡扣，按凈化階段插入不同層級槽位。管理系統(tǒng)應(yīng)內(nèi)嵌傳感探針陣列，實時反饋濁度、流速與淤積率數(shù)據(jù)至后臺控制終端，觸發(fā)模塊級別的清理指令。檢修接口統(tǒng)一設(shè)定為標準圓口與快速解鎖閥，支持日常作業(yè)無須大面積開挖。項目運行期可依據(jù)污染負荷變化適時更換濾芯材料，例如，雨季前后交替使用生物炭、沸石或粉煤灰基混合物，提升水質(zhì)適應(yīng)性。

3.3雨水回用系統(tǒng)的柔性邊界嵌套及智能切換機制

針對現(xiàn)階段雨水回用系統(tǒng)與市政管網(wǎng)接口不兼容的問題，需引入具備動態(tài)響應(yīng)能力的流向邊界控制結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)設(shè)計中，建議應(yīng)用雙閥門分區(qū)控制與臨界轉(zhuǎn)換觸發(fā)機制。具體做法如下：在雨水收集主干道與市政主排干管交界處，預(yù)埋分區(qū)閥門結(jié)構(gòu)，設(shè)定兩組獨立控制路徑，一組通向市政系統(tǒng)，一組通向項目內(nèi)部非飲用回用單元。雙閥門聯(lián)接智能電控芯片，依據(jù)水位傳感器與雨量雷達系統(tǒng)協(xié)同判斷，實時切換排放邏輯。系統(tǒng)后臺需嵌入極端天氣預(yù)警接口，確保在短時間強降雨前，提前釋放調(diào)蓄空間，并關(guān)閉非必要回用系統(tǒng)供給，優(yōu)先保障排澇安全。另外，可在中間轉(zhuǎn)換區(qū)增加等容緩釋池，用于臨時緩存雨水，延遲徑流輸送節(jié)奏。柔性控制策略可顯著提升系統(tǒng)兼容能力，規(guī)避因路徑剛性分配而導(dǎo)致的系統(tǒng)僵死狀態(tài)。在施工期，需要對接口點采用模塊化連接法，預(yù)留維護縫隙及斷點排水口，以便后期系統(tǒng)升級或管道結(jié)構(gòu)微調(diào)。

4結(jié)語

本文圍繞蘇河灣公共綠地項目，從實際建構(gòu)與運行情況出發(fā)，針對園林綠地在海綿城市體系中所面臨的問題，構(gòu)建了優(yōu)化策略，即精度導(dǎo)向的雨水流線-景觀界面協(xié)同重構(gòu)機制、分級部署的模塊化調(diào)蓄系統(tǒng)以及具備智能切換能力的柔性雨水回用體系。這些策略以可操作性為前提，以系統(tǒng)集成性為核心，通過技術(shù)邏輯與場地現(xiàn)實之間的深度對接，構(gòu)建起園林綠地雨水調(diào)蓄能力的全流程優(yōu)化框架。

參考文獻

[1]韓樂.讓城市有韌性會\"呼吸\"[N].山西日報，2024-06-07（6）.

[2]白云飛.智能調(diào)蓄池在城市排水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].門窗，2024（12）：229-231.

[3]呂娟.不同土壤對下凹式綠地對城市道路中雨水的調(diào)蓄攔污效果分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2024（24）：1-4.

[4]戰(zhàn)楠，于磊，黃俊雄，等.雨水調(diào)蓄池智慧調(diào)控技術(shù)研究與成效分析[J].北京師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2024，60（5）：764-773.

[5]楊柳，李小英，王瑩，等.海綿城市雨水調(diào)蓄設(shè)施優(yōu)化設(shè)計與運行調(diào)度研究進展[J].水資源保護，2025，41（1）：140-149.

作者簡介：梁梅榮（1983一），女，漢族，山東濟寧人，碩士研究生，工程師，研究方向為建設(shè)工程質(zhì)量安全。