海綿城市型居住區(qū)的設(shè)計策略

汪婷娟

摘要：從居住區(qū)的居住區(qū)硬質(zhì)鋪磚、綠地整改、綠色屋頂?shù)确矫骊U述海綿城市型居住區(qū)的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：地表徑流;生物滯留;透水鋪磚;低影響開發(fā)

現(xiàn)如今，國家鼓勵海綿城市建設(shè)，先后開展了2批30個海綿城市建設(shè)試點工作，海綿城市建設(shè)如火如茶。但是我國海綿城市規(guī)劃、設(shè)計、施工，維護的技術(shù)還不成熟，仍處于探索階段。尤其對于城市居住區(qū)而言，很多房地產(chǎn)開發(fā)商追求速度和表面工作，網(wǎng)紅居住區(qū)層出不窮。2018年，極端天氣導(dǎo)致我國很多地區(qū)遭遇強降水等氣候災(zāi)害，許多城市雨水管網(wǎng)壓力過大，地表徑流多、大，從而導(dǎo)致內(nèi)澇的發(fā)生，城市居住區(qū)的問題往往更為嚴(yán)重。所以現(xiàn)有傳統(tǒng)居住區(qū)的雨水控制改造和新型居住區(qū)海綿城市理論的應(yīng)用至關(guān)重要。如何利用海綿城市設(shè)計理念提升小區(qū)景觀在空間、環(huán)境上的舒適度，是當(dāng)前城市居住區(qū)景觀設(shè)計領(lǐng)域的趨勢。

1 海綿城市概述

1.1 海綿城市含義

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”，是新一代城市雨洪管理概念。下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。

1.2 海綿城市技術(shù)

1.2.1 滲透技術(shù)。滲透技術(shù)是指在雨水通過透水鋪磚、綠色屋頂、下凹式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井等設(shè)施使雨水滲透到地下，減緩地表徑流，減少有組織排水的壓力，并且補充地下水資源。據(jù)資料分析，自然土壤地表徑流約為5%，自然下滲為95%;城市硬質(zhì)地面?zhèn)鹘y(tǒng)管道排水約為70%，自然下滲約為30%;傳統(tǒng)地下空間橫向市政管網(wǎng)排水量約為95%，自然下滲約為5%;理想海綿城市地下空間自然下滲100%。

1.2.2 傳輸技術(shù)。傳輸技術(shù)是指通過植草溝、滲管等收集、傳輸雨水。《國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集（海綿城市建設(shè)系列）》中規(guī)定，植草溝縱坡不應(yīng)大于4%，地下空間頂板最小覆土厚度不應(yīng)低于1.5m。

1.2.3 截污凈化技術(shù)。截污凈化技術(shù)是指通過雨水花園、雨水濕地、植被緩沖帶進(jìn)行凈化雨水。雨水經(jīng)過合理的凈化處理，才會降低二次污染。合理的凈化處理主要包括土壤成分及選擇合適的植物種類，使雨水在植草地表停留，并且保證以不小于0.1in/h的滲透過濾。

2 海綿城市型居住區(qū)

2.1 海綿城市型居住區(qū)概念

海綿城市型居住區(qū)是指在海綿城市理論指導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計所建成的居住區(qū)。海綿城市型居住區(qū)場地設(shè)計一般是利用和保護原有生態(tài)區(qū)，并結(jié)合低影響開發(fā)[2]，主要目的為收集雨水、凈化與再利用。

2.2 海綿城市型居住區(qū)類型

目前我國居住區(qū)主要包括傳統(tǒng)居住區(qū)和新型居住區(qū)2種。傳統(tǒng)居住區(qū)是指直接建造在地面上，沒有架空層的底層住宅，停車場設(shè)置在地面上，此類居住區(qū)地表徑流可以直接滲透到土壤補充地下水，一般可以直接使用雨水花園、生物滯留地、透水路面、生態(tài)樹池和綠色停車場。新型居住區(qū)主要為高層住宅小區(qū)，因為樓層高，通常地基打的很深，并附有地下停車場，居住區(qū)空間建立在車庫頂板之上，可以利用這樣的結(jié)構(gòu)結(jié)合海綿城市創(chuàng)造新的循環(huán)系統(tǒng)，即將路面、屋頂和綠化的雨水通過下滲和過濾收集到地下車庫的水箱中，用作小區(qū)綠地澆灌，可以有效減少硬質(zhì)場地積水問題，保證居民活動和出入的交通安全，增加綠化面積，創(chuàng)造宜人小氣候，增加生物多樣性。

3 海綿城市型居住區(qū)設(shè)計原理

3.1 海綿城市型居住區(qū)設(shè)計內(nèi)容

海綿城市型居住區(qū)設(shè)計主要從硬質(zhì)場地改造、綠地改造、綠色屋頂3個方面考慮。硬質(zhì)場地改造是將原有混凝土路面改造成透水路面，或?qū)⒙访娣e水引流至綠地內(nèi)。綠地改造是通過雨水花園、植草溝、下沉式綠地讓雨水自然滲透，減緩地表徑流，并且盡最大可能存儲地面雨水，溢流排放系統(tǒng)可以與城市地下水管道或蓄水池相連，使雨水循環(huán)再利用。綠色屋頂是指在建筑安全基礎(chǔ)上建設(shè)屋面雨水收集設(shè)施，海綿城市綠色屋頂可根據(jù)屋頂荷載強度分為開敞式綠色屋頂（屋頂承重較低）、集密型綠色屋頂（屋頂承重較大）及屋頂雨水收集（不能承重）3類。

3.2 海綿城市型居住區(qū)設(shè)計要點

海綿城市型居住區(qū)通過海綿城市“滲”“滯”“蓄”“凈”“用”“排”六字方針進(jìn)行有組織的規(guī)劃設(shè)計。

3.2.1 滲?！皾B”是海綿城市理論下水循環(huán)的第一步表現(xiàn)為豎向控制雨水徑流，主要有綠地滲透、透水鋪磚滲透、綠色屋頂滲透。

3.2.2 滯?！皽笔亲杈彾虝r間內(nèi)較大雨水徑流的一種措施，海綿城市型居住區(qū)主要利用雨水花園、生態(tài)滯留地、滲透地等進(jìn)行雨水滯留。

3.2.3 蓄?！靶睢笔侵笇⒍嘤嗟挠晁畠Υ嫫饋?，海綿城市型居住區(qū)可在綠地內(nèi)設(shè)置蓄水池或在地下車庫安放蓄水池。

3.2.4 凈。未經(jīng)過土壤與植物根系凈化作用的地表雨水匯入初級凈化池中，經(jīng)過土壤與植物根系凈化作用的雨水匯入次級凈化池中，經(jīng)過二次凈化的雨水匯入清水池中。

3.2.5 用。將凈化后的水用于居住區(qū)的景觀用水、植被灌溉、沖洗等用途，不僅能緩解城市排水壓力、而且可以緩解水源危機、節(jié)約用水并且可以給居民帶來經(jīng)濟利益。

3.2.6 排。經(jīng)過雨水滯留和雨水儲蓄仍有多余的雨水可經(jīng)市政管網(wǎng)排到河流中。

4 海綿城市型居住區(qū)設(shè)計策略

4.1 海綿城市型居住區(qū)系統(tǒng)流程

與傳統(tǒng)“增加徑流、減少下滲”的居住區(qū)雨水控制模式相比，海綿城市型居住區(qū)的設(shè)計策略是“減少徑流、增加下滲”。通過對雨水的滲透、阻滯、傳輸、存蓄、截污凈化等功能有效地控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染，即運用生態(tài)工程技術(shù)模擬自然對雨水的吸收、存儲、蒸發(fā)，使居民區(qū)排水系統(tǒng)遵循雨水循環(huán)規(guī)律。

4.2 海綿城市型居住區(qū)設(shè)計策略

隨著城市居住用地面積不斷增加，城市自然地表被硬質(zhì)鋪磚所替代。由于居住區(qū)內(nèi)多是步行為主，路面積水對居民日常生活影響較大，居住區(qū)的雨水控制問題也要慎重對待，所以居住區(qū)的景觀用地也應(yīng)該考慮海綿城市的設(shè)計方法，在有限的綠化面積里，采用下滲、滯留、凈化的策略，緩解城市居住區(qū)的洪澇問題。海綿城市理論在居住區(qū)的體現(xiàn)主要在硬質(zhì)鋪磚、宅間綠地、綠色屋頂3個方面。

4.2.1 硬質(zhì)鋪磚。暴雨期造成居住區(qū)路面積水的直接原因就是硬質(zhì)路面滲水性差，所以居住區(qū)雨水控制主要為硬化路面處理。硬質(zhì)鋪磚的整改可以通過透水鋪磚錯縫設(shè)置和路牙邊緣做缺口設(shè)置減少路面徑流，透水鋪磚錯縫寬度約為1.25cm，鋪設(shè)砂礫增加下滲能力及凈化能力。透水路面需要定期清洗處理，常用的清洗方法有使用過氧化氫化學(xué)清洗方式和高壓水機械沖洗方式。透水路面按面層材料可分為透水磚鋪磚、透水混凝土、彩色透水混凝土、透水瀝青、澆筑透水石、水洗石、高承載植草地坪、嵌草磚等等。

4.2.2 綠地。居住區(qū)綠地的整改措施一般有下沉式綠地、植草溝、雨水花園、生物滯留區(qū)等設(shè)置。①下沉式綠地便于地表徑流流人綠地，一般設(shè)置在道路小區(qū)道路兩側(cè)停車場周圍綠地，并且要求低于周邊鋪砌地面或道路200mm。下沉式綠地底部距最高地下水位應(yīng)大于1m，距建筑基礎(chǔ)水平距離應(yīng)大于3m，一般需設(shè)溢流口，保證暴雨徑流的排放。②植草溝一般也設(shè)置在道路兩側(cè)，其邊坡（垂直：水平）一般小于或等于1：3，縱坡小于4%，植草溝的基本功能是代替硬化溝渠，傳輸?shù)乇韽搅?。③雨水花園可以豐富和美化環(huán)境，雨水可通過卵石、植物、細(xì)沙、土壤4個層次凈化、下滲，一般設(shè)置在活動廣場周圍的綠地，雨水花園根據(jù)雨水量可分為干旱區(qū)、緩沖區(qū)和蓄水區(qū)。干旱區(qū)對植物要求不高，緩沖區(qū)是雨水徑流沖刷的區(qū)域，需要種植抗倒伏和較耐水濕的植物。蓄水區(qū)積水量大且污染多，應(yīng)選擇耐水濕和抗污染的植物。④生物滯留區(qū)主要阻緩短時間內(nèi)較大雨水徑流，并且起到凈化雨水的功能，景觀效果要求不高，一般設(shè)置在居住區(qū)外圍。⑤生物滯留區(qū)可分為簡易生物滯留區(qū)和復(fù)雜生物滯留區(qū)，簡易生物滯留區(qū)設(shè)施用淺土滲透方式設(shè)置，從上而下分別為蓄水層、換土層、濾料層、沙土層、素土夯實，可種植灌木地被，群落較單一。復(fù)雜生物滯留區(qū)的換土層深度應(yīng)符合工程設(shè)計要求的出水凈化要求，從上而下分別為覆蓋層、蓄水層、換土層、隔離層、濾料層、排水層、沙土層和素土夯實，可種植喬木，群落較豐富。

4.2.3 綠色屋頂。國內(nèi)大部分居住區(qū)屋頂呈裸露狀態(tài)，硬質(zhì)化屋頂使雨水滯留難以下滲，加劇建筑屋頂老化、城市內(nèi)澇。綠色屋頂能有效緩解城市雨水徑流壓力，綠色屋頂主要利用綠色植被根系凈化過濾，并且吸收雨洪期間屋頂雨水徑流，將雨水收集到雨水桶進(jìn)行存儲回用。綠色屋頂?shù)讓佑休p質(zhì)土層，防根系穿透層、過濾層、排水層以及防水層等多層結(jié)構(gòu)保護。海綿城市屋頂根據(jù)荷載形式可以分為開敞型綠色屋頂、密集型屋頂花園和屋面雨水收集3大類[3]。開敞型綠色屋頂承重為60～150kg/m²，一般種植低矮植被;密集型屋頂承重為150～1000kg/m²，能夠承受喬木灌木種植，可以打造景觀豐富的屋頂花園;低荷載坡屋頂不能滿足綠色屋頂結(jié)構(gòu)和植物荷載，所以需增加屋檐排水槽、雨水管、雨水桶等結(jié)構(gòu)組成坡屋頂排水收集系統(tǒng)。

5 結(jié)語

海綿城市理念的推廣和實現(xiàn)可以推進(jìn)生態(tài)城市、宜居城市、低碳城市的建設(shè)。我國海綿城市理論還沒有成熟，對于居住區(qū)而言，更是很少有將海綿城市理論應(yīng)用其中，但隨著海綿城市理論逐漸成熟，海綿城市型居住的趨勢也會逐漸顯現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]閭邱杰.海綿城市設(shè)計圖解[M].江蘇風(fēng)凰科學(xué)技術(shù)出版社，2017（9）：60.