雨水花園在“海綿城市”建設(shè)中的應(yīng)用與探討

張斌

（廣州建筑園林股份有限公司，廣東 廣州 510289）

0 引言

自黃河中下游的鄭州經(jīng)歷一場(chǎng)特大暴雨后，全國(guó)各地開(kāi)始高度關(guān)注海綿城市建設(shè)。雨水花園作為海綿城市的一種形式，不僅具有減少水污染的作用，還能降低地表徑流量和補(bǔ)充地下水，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然降水的循環(huán)利用，緩解城市內(nèi)澇現(xiàn)象，改善城市人居環(huán)境，同時(shí)具有顯著的生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能。

1“海綿城市”建設(shè)中雨水花園的應(yīng)用原則

1.1 因地制宜

在海綿城市建設(shè)中應(yīng)用雨水花園要結(jié)合當(dāng)?shù)胤罎骋?、水文特征、地理?xiàng)l件、水資源情況等基礎(chǔ)條件設(shè)置合理的建設(shè)目標(biāo)和規(guī)劃布局，從而確保雨水花園建設(shè)位置、范圍等科學(xué)性。在各種土壤、植物、濾料等基質(zhì)材料選擇中貫徹因地制宜的原則，從經(jīng)濟(jì)性、高效性等角度確保雨水花園建設(shè)質(zhì)量，強(qiáng)化其吸水、蓄水、凈水、滲水功能和作用，打造“會(huì)呼吸”“有彈性”的海綿城市。

1.2 統(tǒng)籌建設(shè)

基于海綿城市理論加強(qiáng)對(duì)雨水花園的應(yīng)用要以城市發(fā)展總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌兼顧其他與海綿城市建設(shè)相關(guān)的工程項(xiàng)目，結(jié)合室外環(huán)境特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水花園主要功能的合理設(shè)定，使海綿城市建設(shè)作用能得到充分、科學(xué)的展現(xiàn)。在雨水花園初期的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要做好雨水管理設(shè)施與各種景觀要素的有機(jī)融合，針對(duì)其中排水管、溢流井等各種必要的附屬設(shè)施配置，提前做好排水規(guī)劃工作，確保其雨水花園在海綿城市建設(shè)中實(shí)際運(yùn)用效果。

1.3 生態(tài)優(yōu)先

作為一種生態(tài)雨洪管理基礎(chǔ)設(shè)施，雨水花園在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用具有建設(shè)維護(hù)難度低、工程經(jīng)濟(jì)投入少、實(shí)際運(yùn)用效能高等優(yōu)勢(shì)，在其應(yīng)用中具有可以有效去除雨水徑流中的各種污染物，通過(guò)景觀系統(tǒng)和綠色單元的構(gòu)建使自然環(huán)境中的昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類等動(dòng)物獲得棲息場(chǎng)所，從而完善整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。雨水花園中植物的生長(zhǎng)利用其蒸騰作用和光合作用還能對(duì)周邊溫度和空氣濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)雨水花園的建設(shè)提升水生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，充分發(fā)揮其生態(tài)價(jià)值[1]。

2“海綿城市”建設(shè)中雨水花園的技術(shù)探究

2.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)

雨水花園的建設(shè)不僅可以滿足海綿城市建設(shè)的功能需求，其還具有滲、滯、蓄、排的功能，結(jié)合園林綠化特征，強(qiáng)化其景觀性設(shè)計(jì)。在廣州市“南沙區(qū)2019 年重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)道路城市園林綠化景觀提升項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工一體化（標(biāo)段二）”中，為確保地鐵周邊雨水排水順暢，防止地鐵出入口周邊滲水，并為地鐵周邊打造優(yōu)美的綠化環(huán)境充分發(fā)揮雨水花園在海綿城市建設(shè)中有效應(yīng)用。在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展前做好全面的勘察工作，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)降雨具有顯著的季節(jié)性特征，臺(tái)風(fēng)雨發(fā)生比較頻繁，路面積水現(xiàn)象嚴(yán)重，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳径嗄杲邓Y料統(tǒng)計(jì)，該地年平均降水量為2294mm，最小年降水量為1308mm，最大年降水量為3379mm。在此基礎(chǔ)上通過(guò)調(diào)查研究的方式全面掌握雨水花園工程的地形地勢(shì)、場(chǎng)地區(qū)位、排水要求、氣候特征、土壤類型等相關(guān)信息，從生態(tài)性、功能性、審美性和可靠性四個(gè)角度，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)果對(duì)雨水花園建設(shè)施工規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化和調(diào)整，為后續(xù)施工作業(yè)開(kāi)展提供指導(dǎo)。

設(shè)計(jì)階段的工作成果會(huì)對(duì)雨水花園最終的建設(shè)質(zhì)量和應(yīng)用效果產(chǎn)生直接影響。在設(shè)計(jì)階段要以雨水花園在海綿城市中的建設(shè)功能為核心，結(jié)合當(dāng)?shù)爻鞘芯用竦膶?shí)際需求優(yōu)化雨水花園功能設(shè)計(jì)，在保證其實(shí)現(xiàn)增加水資源積蓄、減少水資源污染、緩解城市下水管道壓力等基礎(chǔ)功能的前提下充分考慮其生態(tài)價(jià)值，結(jié)合廣東省的氣候特征優(yōu)先配置生態(tài)調(diào)節(jié)性和環(huán)境適應(yīng)性突出的植物類型，確保雨水花園建設(shè)和使用的長(zhǎng)效性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還可以融合城市景觀、歷史文化、藝術(shù)思想等要素為人們提供優(yōu)質(zhì)的審美體驗(yàn)。從實(shí)用性的角度綜合考慮雨水花園的建設(shè)影響和使用安全，確保其整體使用功能的高效性。

2.2 選擇建造地點(diǎn)

在海綿城市建設(shè)中為使雨水花園盡可能實(shí)現(xiàn)最大化的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)其建造地點(diǎn)進(jìn)行綜合對(duì)比與慎重選擇，盡量選擇海綿城市中相對(duì)低洼的地方，同時(shí)要考慮周邊環(huán)境以及人類的活動(dòng)場(chǎng)所頻率與景觀需求，并對(duì)其地下管線的布局進(jìn)行考察，盡量選擇地下無(wú)管線或管線布局簡(jiǎn)單的地點(diǎn)，而且人流活動(dòng)較多的周邊地帶，為人們提供美好的駐足賞景之地。在明確建造地點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)其建設(shè)面積大小進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。在一般情況下，雨水花園的建設(shè)面積越大，其儲(chǔ)存、滯留雨水的容量越大，具有更好的徑流分散能力。在其建造地點(diǎn)選擇中通常會(huì)嚴(yán)格控制其與周邊建筑、地下水位的距離，以3m 和0.6m 以上為安全距離，綜合考慮地下水位問(wèn)題，在與建筑物鄰近的位置設(shè)置防水層。

為保證雨水花園最終的建設(shè)效果，建設(shè)施工單位還要安排技術(shù)人員對(duì)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的土壤土質(zhì)開(kāi)展?jié)B透性能檢測(cè)。在施工現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)先選擇原始土壤為砂土的空地，如果無(wú)法滿足土壤條件，則在盡量避開(kāi)淤泥底質(zhì)的基礎(chǔ)上選用黏土開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)土壤滲透性檢測(cè)工作。在雨水花園場(chǎng)開(kāi)展土壤的滲透性檢測(cè)期間，檢測(cè)人員可以先在選擇的空地內(nèi)完成小坑的開(kāi)挖，以深0.2m、直徑0.14m 的為規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，在其中灌滿水，在排除降雨等其他因素干擾的情況下，對(duì)其24h 后的剩余水量進(jìn)行觀察，如果坑內(nèi)水無(wú)法完全滲透，就要對(duì)該場(chǎng)地進(jìn)行謹(jǐn)慎選擇，如果無(wú)法改變雨水花園的建設(shè)場(chǎng)地，而且建設(shè)范圍內(nèi)土壤滲透性較低，就要對(duì)其場(chǎng)地的進(jìn)行處理，將部分原土全部開(kāi)挖并運(yùn)走，按照1:1:1 的配置比例回填種植土、砂壤土和腐殖土[2]。結(jié)合雨水花園介質(zhì)參數(shù)要求（表1），根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體條件選擇適宜的介質(zhì)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，按照從上到下的順序完成層級(jí)建設(shè)，并對(duì)不同層級(jí)的方向和數(shù)量作出適當(dāng)調(diào)整。

表1 雨水花園介質(zhì)參數(shù)要求

2.3 植物種類選擇

植物種類選擇作為雨水花園建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)功能實(shí)現(xiàn)具有重要作用。雨水花園建設(shè)過(guò)程中植物的科學(xué)規(guī)劃和合理設(shè)置，在面對(duì)城市降水較多的情況時(shí)，既可以吸收一定的雨水起到一定的水流分流效果，使城市發(fā)生洪澇災(zāi)害的可能性大大降低，又能通過(guò)植物葉片自身的蒸騰作用使多余的水分快速蒸發(fā)，平衡城市水資源存儲(chǔ)和使用。在植物吸收雨水的同時(shí)還能在一定限度上凈化并清理其中的細(xì)菌與微生物，通過(guò)根系的生長(zhǎng)疏松土壤，強(qiáng)化雨水的地下滲透，促進(jìn)城市水資源良性循環(huán)，推動(dòng)地下水資源總體量級(jí)不斷提升。為確保雨水花園內(nèi)部生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，在植物種類選擇中考慮當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的植物品種，結(jié)合其氣候條件選擇耐澇或耐旱的植物類型，確保其在雨水花園中的存活率，使雨水花園建設(shè)在植物種植方面的投入成本得到有效控制[3]。

在雨水花園選擇植物種類的過(guò)程中要分別從時(shí)間和空間兩個(gè)方面確保植物配置的合理性。在時(shí)間配置方面要結(jié)合廣東省一年四季的氣候變化及不同季節(jié)的氣候特征，在不同的植被帶設(shè)置不同的植被類型，結(jié)合雨水花園地勢(shì)高低，按照從高到低的順序設(shè)置禾本科植物搭配草本植物，吸收部分污染物，降低雨水徑流流速；搭配慢生喬木與灌木，進(jìn)一步凈化污染物；搭配速生的水生植物和耐水濕喬木，形成美麗的景觀同時(shí)充分發(fā)揮雨水花園的作用。在空間配置方面要對(duì)不同植物的種植面積、種植位置、種植密度等進(jìn)行合理規(guī)劃，根據(jù)植物類型設(shè)置適宜的土層結(jié)構(gòu)。以鳶尾屬植物為例，在土層結(jié)構(gòu)的空間配置中要設(shè)計(jì)蓄水層、覆蓋層、換土層、砂石層、礫石層和土層，其中將蓄水層和礫石層的厚度控制在250mm 與330mm 左右，確保雨水花園各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)[4]。

2.4 施工工藝實(shí)施

雨水花園是利用淺凹綠地被用于匯聚并吸收來(lái)自地面的雨水，通過(guò)土壤和植物的過(guò)濾作用加以凈化，其是集收集、凈化、造景功能為一體的生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施?；谟晁▓@在海綿城市建設(shè)中對(duì)雨水吸收、蓄積、凈化和排放的實(shí)用性功能，在具體的施工過(guò)程中要按照其結(jié)構(gòu)組成及對(duì)應(yīng)功能選擇適宜的施工物料，確保雨水花園建設(shè)質(zhì)量及其在海綿城市中的應(yīng)用效果。其整個(gè)施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程

在具體施工工藝實(shí)施期間，施工人員要先完成排水溝渠開(kāi)挖作業(yè)，排水溝渠對(duì)雨水起到進(jìn)一步凈化后才排入市政管道，施工中鋪設(shè)防滲膜和土工布，將經(jīng)過(guò)打孔處理的過(guò)濾排水管放置在完成鋪設(shè)的土工布上，防滲膜的鋪設(shè)可以防止雨水下滲，對(duì)地鐵行車段及出入口的位置起到很好的隔離作用。排水溝渠的雨水凈化施工如圖2 所示。通過(guò)排水管包裹土工布的方式可以減少表面荷載對(duì)排水管道造成的破壞，還可以隔離雨水中的泥沙起到初步的凈化作用。最后選用適宜的碎石和粗砂開(kāi)展回填處理，在整個(gè)雨水花園中起到一定的過(guò)濾凈化作用[5]。

圖2 排水溝渠的雨水凈化施工

雨水花園雨水蓄水層及過(guò)濾層的施工工藝主要包括：鋪設(shè)過(guò)濾層（圖3）、鋪設(shè)土工布（圖4）、鋪設(shè)鵝卵石、配置植物（圖5）。在地勢(shì)低洼娃修建雨水蓄水及過(guò)濾層，首先對(duì)地基進(jìn)行輕輕夯實(shí)后鋪一層陶粒或者碎石起到雨水過(guò)濾作用，經(jīng)過(guò)濾后再下滲起到緩流下滲補(bǔ)充地下水源的作用，并起到對(duì)雨水的減緩、滯留作用。接著再鋪一層土工布起到防止水土流失和凈化作用，再土工布上再鋪一層鵝卵石起到雨水滯留、凈化、緩流作用。周邊再配置植物，起到景觀與護(hù)坡作用。雨水花園建設(shè)效果如圖6 所示。

圖3 鋪設(shè)碎石

圖4 鋪設(shè)土工布

圖5 配置植物

圖6 雨水花園建設(shè)效果

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為促進(jìn)海綿城市的整體發(fā)展，加快城市現(xiàn)代化建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)雨水花園的應(yīng)用，結(jié)合城市水文氣候、地質(zhì)地形等特征開(kāi)展多角度、全范圍、高專業(yè)的設(shè)計(jì)研究工作，明確各項(xiàng)建設(shè)環(huán)節(jié)的技術(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)與要點(diǎn)，充分發(fā)揮其在徑流分流和水分凈化中的作用，做好后續(xù)維護(hù)管理工作，充分發(fā)揮雨水花園在海綿城市建設(shè)中的作用。