海綿城市中雨水花園的規(guī)劃與運(yùn)維研究

俞 萍

（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（建筑規(guī)劃院），南京 210001）

0 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的急速發(fā)展，城市化過(guò)程不斷的快速演變，在發(fā)展城市的進(jìn)展中使很多的共同問(wèn)題日益加重，例如洪澇災(zāi)害，雨水徑流的污染，水資源的嚴(yán)重匱乏等等。必須要從水資源的源頭解緩城市內(nèi)澇，盡可能地減少城市徑流的污染程度，使水資源可持續(xù)發(fā)展，維護(hù)并使生態(tài)環(huán)境日益良好。國(guó)家提出了海綿城市的新概念，是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，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。建設(shè)“海綿城市”并不是推倒重來(lái)，取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是對(duì)傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的一種“減負(fù)”和補(bǔ)充，最大限度地發(fā)揮城市本身的作用。

構(gòu)建“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)”是海綿城市建設(shè)工作的重點(diǎn)，它通過(guò)小型工程控制設(shè)施將源頭進(jìn)行分散，維持和保護(hù)場(chǎng)地自然水文功能，有效緩解城市不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數(shù)增大、面源污染負(fù)荷加重等城市問(wèn)題。在開展雨水資源利用和管理的國(guó)家中，最先起步的國(guó)家是日本、德國(guó)和美國(guó)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索與發(fā)展，這些國(guó)家已經(jīng)形成相對(duì)完善的系統(tǒng)，積累了相對(duì)豐富的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然近些年來(lái)，我國(guó)在水資源利用和管理方面也逐漸發(fā)展進(jìn)步，通過(guò)利用雨水，構(gòu)建一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施，使水資源得到可持續(xù)利用，這種系統(tǒng)被稱為雨水花園[1]。雨水花園最主要以慢排緩釋和多種源頭分散的控制為首要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，為最新的城鎮(zhèn)化構(gòu)建提供重要的保護(hù)。

在當(dāng)下的情況里，有這個(gè)必要在我們國(guó)家提倡構(gòu)建雨水花園。我國(guó)的城市化進(jìn)程不停地加速，自然土地不斷地被沒有一點(diǎn)生機(jī)的鋼筋水泥包裹。他們密不透風(fēng)又不滲透水，所以雨水不能夠適時(shí)地流入地底，這樣就阻礙了自然情況下的水循環(huán)。我們國(guó)家又是個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，相對(duì)較多的城市必須要依需地下水提供城市的用水，但是多數(shù)的地面讓大多數(shù)的雨水無(wú)法從正常情況流入地下，只能從下水道走，無(wú)法使地下水得到合適地補(bǔ)給。這些導(dǎo)致了水循環(huán)糟糕的結(jié)果，會(huì)極大地?fù)p害整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。這篇文章探究了雨水花園的理念、構(gòu)建、設(shè)計(jì)及保護(hù)的方案，以此來(lái)指導(dǎo)我們國(guó)家適時(shí)的構(gòu)建方案。

1 雨水花園設(shè)計(jì)與建設(shè)的理論基礎(chǔ)

雨水花園是一種在城市地勢(shì)低的地方種植樹木、灌木和花花草草等植物的工程措施，它的雨水使用原理是利用土壤和植物根系之間的往下滲透的作用過(guò)濾，使雨水變干凈，讓雨水的凈流量得到合適的降低，這是一項(xiàng)應(yīng)用于管理城市暴雨的新技術(shù)，也是被發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用的對(duì)徑流污染和雨洪控制的系統(tǒng)，也可以當(dāng)做一個(gè)環(huán)境性的間接使用雨水的系統(tǒng)，比如，德國(guó)在路上建造了洼地和滲渠等措施，這些措施和帶孔排水管道連在一起，這樣一個(gè)合理的雨水處理系統(tǒng)就成型了。雨水下落到地上之后，很平穩(wěn)的流入到了這些系統(tǒng)之中形成循環(huán)，但是雨水流過(guò)不同的地面之后會(huì)帶有泥沙、枝葉，甚至被化學(xué)物質(zhì)污染了，德國(guó)就適時(shí)地給他們制定不同的對(duì)應(yīng)措施，然后解決完之后再進(jìn)入到那個(gè)循環(huán)系統(tǒng)[2]（見圖1）。

在古老的發(fā)展系統(tǒng)模式和鑒于黑色和白色之間的基本措施的影響下，城市的雨水非常困難的滲入地底，造成了建造之后超過(guò)建造前的雨水徑流量和速度，從而很容易引發(fā)自然災(zāi)害。由綠色基礎(chǔ)措施概論的領(lǐng)導(dǎo)下，許多綠色雨水基本措施被開發(fā)出并且付諸實(shí)際，這些方法讓模擬了生態(tài)中的自然方法來(lái)進(jìn)行雨水的調(diào)控和使用，解緩了城市的各種洪澇災(zāi)害等，使城市雨水的徑流污染得到了最大的凈化，維護(hù)了城市的水資源狀況，平衡了塵世的生態(tài)平衡，讓城市雨水的可持續(xù)發(fā)展得到了保障；不但使花費(fèi)的資金極大可能的減少也讓維護(hù)的資金極大可能的削減，為城市水資源的可持續(xù)發(fā)展供應(yīng)了更加適用的方法，還結(jié)合了環(huán)境計(jì)劃，同樣的讓生態(tài)、美學(xué)和環(huán)境等多方面得到實(shí)現(xiàn)。

圖1 德國(guó)路面建設(shè)示意圖

2 雨水花園的規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 雨水花園的落座定位

雨水花園在地點(diǎn)選擇方面有特殊的要求，因此需要考慮諸多方面，主要幾方面有[3]：

1）在雨水花園建設(shè)前需要對(duì)其建設(shè)的選址進(jìn)行全面的調(diào)查，以避免對(duì)周圍的城市建設(shè)造成不必要的影響和威脅。例如，在整個(gè)雨水花園凈化雨水的過(guò)程中，如果雨水花園與城市建筑物距離很近就會(huì)造成浸泡地基的情況發(fā)生，所以雨水花園在建造時(shí)應(yīng)該離周邊建筑不少于3 m的距離。

2）匯集雨水的場(chǎng)地應(yīng)該有足夠大的面積以便收集足夠量的雨水。在雨水花園建設(shè)前，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐挠旰榉簽E去進(jìn)行考察，并專業(yè)的計(jì)算出雨水徑流量，以便將雨水花園建設(shè)在易積水處。例如，城市中的道路、廣場(chǎng)或是一些地勢(shì)較低的地方，都可以很好地利用雨水[4]。

3）雨水花園建設(shè)前需要對(duì)當(dāng)?shù)剡M(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)。土壤滲透性較差的地區(qū)不適合雨水花園的建設(shè)，強(qiáng)行的建設(shè)會(huì)造成大面積積水現(xiàn)象，不利于植物的生長(zhǎng)，容易使蚊蟲活動(dòng)泛濫，對(duì)城市的發(fā)展影響極壞。

4）雨水花園需要有足夠的空間和面積。場(chǎng)地的空間保證可以給雨水花園的建設(shè)帶來(lái)極大的方便，在建設(shè)規(guī)劃時(shí)，場(chǎng)地的保證可以使雨水花園不受限制。

5）雨水花園在建設(shè)過(guò)程中對(duì)周圍的環(huán)境要求比較特殊，例如，雨水花園要盡量建設(shè)在陽(yáng)光照射不強(qiáng)烈的地方；地勢(shì)平坦的場(chǎng)地更適合作為雨水花園建設(shè)的選址；保證雨水花園里的水質(zhì)，讓雨水花園里的植物正常生長(zhǎng)。

2.2 雨水花園的規(guī)模量化分析

雨水花園的構(gòu)造在選完雨水花園地址后，應(yīng)及時(shí)的分析與計(jì)算它的規(guī)模，這樣對(duì)雨水花園的建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用具有一定的指引作用。雨水花園的表面大小的計(jì)算完全可以依靠水量平衡解析的方式，就是收集雨水花園降雨的量，往下滲透的雨水一個(gè)進(jìn)程的有關(guān)原因進(jìn)行平穩(wěn)衡量，這樣可以通過(guò)數(shù)學(xué)公式演算出雨水花園的表面大小。這個(gè)方案一般作為我們確定雨水花園規(guī)模的主要方法，同樣是雨水花園計(jì)劃規(guī)模的首要根據(jù)，也是建造方法合理和經(jīng)濟(jì)實(shí)用型的首要保障。水量平衡分析法是總共想到模擬建造區(qū)的雨水涇流的數(shù)量，匯總涇流的面積，雨水花園雨水的蓄水?dāng)?shù)量，往下滲透的量和空隙之間的存水量一些完成影響的原因，綜合所有因素可以計(jì)算出雨水花園的具體面積，這樣確定他整體大小的數(shù)學(xué)方案。在對(duì)這一數(shù)學(xué)方案進(jìn)行解析時(shí)，先假設(shè)區(qū)域的雨水涇流量第一先流入雨水花園，在水量高于它的急需和往下滲透的功能時(shí)，慢慢地在雨水花園溢流。依據(jù)這一進(jìn)程，在一段時(shí)間內(nèi)雨水花園中的每種水溫因素間有著一定的水量因素聯(lián)系，通過(guò)各種相連因素的算數(shù)和解析，能夠得到計(jì)算雨水花園的面積：

式中Af——雨水花園的表面積，單位：m2；

Ad——匯流面積，單位：m3；

H——設(shè)計(jì)降雨量，單位：m3；φ——徑流系數(shù)；

df——雨水花園的深度，單位：m；

K——砂質(zhì)土壤的滲透系數(shù)，m/s；

T——計(jì)算時(shí)間，單位：min；

h——蓄水層設(shè)計(jì)平均水深，單位：m；

hm——最大蓄水高度，單位：m；

fv——植物橫截面積占蓄水層表面積的百分比；

n——種植土和填料層的平均孔隙率。

以上計(jì)算方式對(duì)于雨水花園的規(guī)模規(guī)劃起到一點(diǎn)的作用，它可以計(jì)算出雨水花園的面積，以此推算出雨水花園在規(guī)劃中削減雨水洪峰量的效果。

3 維護(hù)措施

3.1 加強(qiáng)前期研究

雨水花園具有非常突出的綜合性，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件等一些相關(guān)條件開展規(guī)劃建設(shè)，建設(shè)中應(yīng)該合理的規(guī)劃，保持低影響的理念，應(yīng)該重視常州的地理環(huán)境特點(diǎn)，做出一些相對(duì)應(yīng)的控制指標(biāo)體系和控制目標(biāo)，從而做出適合的建設(shè)規(guī)劃[5]。

3.2 強(qiáng)化規(guī)劃管理

城市具體的規(guī)建和水資源、草地、排放水量、防止洪澇、道路的交通狀況等專門規(guī)劃在了編制里，應(yīng)該落實(shí)影響較低的具體概要。調(diào)控性仔細(xì)規(guī)建中應(yīng)當(dāng)確定開展設(shè)施所使用的土地，而且把影響較低的開展關(guān)聯(lián)調(diào)控指標(biāo)歸入土地出讓的前提，規(guī)劃部門應(yīng)該強(qiáng)化監(jiān)督，對(duì)沒到調(diào)控指標(biāo)的，配套影響較低的開展項(xiàng)目是否落實(shí)的條件，不給辦理核實(shí)手續(xù)的權(quán)利。

3.3 強(qiáng)化管理維護(hù)

影響較低和開展措施效益的揮發(fā)，加上后期的管理維護(hù)一同限制了它。公共項(xiàng)目的影響較低開展設(shè)施城市的道路、排水、園林等相關(guān)部門依據(jù)責(zé)任分工負(fù)責(zé)監(jiān)察，其余的影響較低的開展措施，維護(hù)管理方面被所屬的到位和其余的委托方負(fù)責(zé)。

4 結(jié)語(yǔ)

雨水花園是一種新型的生態(tài)持續(xù)技術(shù)，可有效控制雨洪和雨水再利用。雨水花園可以通過(guò)自然和人工形成，被用于收集雨水?，F(xiàn)如今，國(guó)家正努力創(chuàng)建環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)，水資源的節(jié)約與利用已經(jīng)得到了越來(lái)越多的關(guān)注。雨水花園的出現(xiàn)，正是對(duì)這一理念實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)有效措施，雨水的回收再利用很好地解決了水資源匱乏的現(xiàn)象。應(yīng)對(duì)國(guó)情需要的同時(shí)，雨水花園還具有成本低、易維護(hù)的特點(diǎn)，所以雨水花園在國(guó)內(nèi)將會(huì)有一個(gè)美好的發(fā)展前景。

[1]李強(qiáng).以怡馨花園綠地雨水收集再利用工程的研究論城市節(jié)約型園林綠地建設(shè)[J].中國(guó)園林，2011（09）：83-88.

[2]向璐璐，李俊奇，鄺諾，等.雨水花園設(shè)計(jì)方法探析[J].給水排水，2014（06）：47-51.

[3]羅紅梅，車伍，李俊奇，等.雨水花園在雨洪控制與利用中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2012（06）：48-52.

[4]鄧潔.雨水花園在我國(guó)城市道路暴雨徑流控制中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)水土保持，2011（08）：33-35.

[5]孫奎利.國(guó)外雨水花園建設(shè)實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)啟示[J].山西建筑，2014，40（19）：216-218.