基于海綿城市理念的公園綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)

1、    基于海綿城市理念的公園綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)    王榮+孫昌舉摘要：指出了公園綠地作為城市海綿體的重要組成部分，在海綿城市建設(shè)中起著重要作用。以徐州市襄王路綠地為例，從雨水蓄積與利用的目標(biāo)分析、蓄水體的容積、分布和結(jié)構(gòu)、植物的選擇和配置、雨水監(jiān)測系統(tǒng)等方面對基于海綿城市理念的公園綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，提出了生態(tài)雨水監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：海綿城市；公園綠地；襄王路綠地；徐州：tu986：a ：16749944（2017）190013041 引言隨著城市化進(jìn)程的加速，城市建成區(qū)面積持續(xù)擴(kuò)大，城市體量不斷增長，與此同時(shí)城市也面臨著嚴(yán)峻的水環(huán)境問題：

2、地下水位下降、水資源緊缺、洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率增加。建設(shè)海綿城市，是解決城市缺水問題、緩減城市洪澇災(zāi)害的重要途徑。城市綠地是建設(shè)海綿城市1、構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的重要場地。城市綠地建設(shè)應(yīng)在滿足綠地生態(tài)、景觀、游憩和其他基本功能的前提下，合理地預(yù)留或創(chuàng)造空間條件，對綠地自身及周邊硬化區(qū)域的徑流進(jìn)行滲透、調(diào)蓄、凈化，發(fā)揮“海綿體”的作用。公園綠地作為城市綠地系統(tǒng)最重要的組成部分，在海綿城市建設(shè)中具有其他類型綠地不可替代的重要作用。研究以徐州市襄王路綠地為例，對基于海綿城市理念的公園綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)做一探討。2.1 建設(shè)背景和建設(shè)區(qū)域概況徐州市位于江蘇省西北部，東經(jīng)116°22118°

3、40，北緯33°4334°58，屬暖溫帶濕潤至半濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，雨熱同期。全市年日照時(shí)數(shù)多年平均為22842495 h，年平均氣溫14.0 左右，主要風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng)。徐州市多年平均降水量為844.6 mm。降水量地區(qū)分布上呈現(xiàn)東南大于西北的特點(diǎn)；年內(nèi)分配集中，69月連續(xù)最大4個(gè)月的降水量為595 mm，占全年的69.3%，7月降水量最大，占全年的29.6%，12月降水量最小，僅占全年的1.67%；降水量年際間變化幅度較大，豐、枯水年周期變化也比較明顯，豐、枯水年的變化周期有連豐，連枯和豐、枯交替的特點(diǎn)。豐枯交替小的周期為25年左右；大的周期為815年，平均周期11年左

4、右2。隨著城市化進(jìn)程的加速，城市不透水面積大幅度增加，而林地、耕地等具有較好蓄水防洪能力的土地面積減少。地面類型的變化，使徐州市區(qū)徑流系數(shù)由1978年的0.22增加到2006年的0.69。增大的徑流系數(shù)造成市區(qū)的洪澇災(zāi)害和積水，大量的城市雨水被當(dāng)作棄水、災(zāi)水引向排水管道，造成水資源的極大浪費(fèi)，也增加了城市排水管網(wǎng)的壓力，而另一方面，徐州是全國50個(gè)缺水城市之一，水資源的充分利用是重中之重，如何合理開發(fā)利用水資源、緩解供需矛盾和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，是徐州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展急需解決的問題。建設(shè)海綿城市是解決徐州水資源問題的重要途徑。2016年，徐州市成功獲批江蘇省首批“海綿城市”建設(shè)試點(diǎn)城市，并建設(shè)了

5、襄王路綠地、韓山節(jié)點(diǎn)綠地、泰山山體公園等一批海綿綠地，在海綿綠地的建設(shè)過程中，采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù)措施，提高了對雨水“自然積存、自然滲透、自然凈化”的能力，更好地實(shí)現(xiàn)了城市綠地生態(tài)功能和景觀功能的統(tǒng)一，而且在塑造人水和諧的生態(tài)園林城市方面發(fā)揮了重要作用。徐州市襄王路綠地位于徐州市三環(huán)西路與襄王路交叉口，占地面積15000 m2，東面、北面環(huán)九里山，西臨三環(huán)西路高架，南靠九里山建筑垃圾填埋場。設(shè)計(jì)地塊內(nèi)整體地勢東北高西南低，最高點(diǎn)海拔53.11 m，最低點(diǎn)為43.70 m。規(guī)劃設(shè)計(jì)基于場地的現(xiàn)有特征，采用系統(tǒng)化的技術(shù)方案，將場地景觀、海綿體及生態(tài)系統(tǒng)整合成一個(gè)功能性整體，將“海綿

6、”功能與景觀功能及生態(tài)功能密切結(jié)合，使綠地在達(dá)到較好景觀綠化效果和生態(tài)效益的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了場地雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化和自然利用。3 雨水蓄積和利用目標(biāo)的確定及蓄積體的規(guī)劃設(shè)計(jì)雨水蓄積和利用是海綿綠地的首要目標(biāo)。在海綿綠地設(shè)計(jì)時(shí)，首先要分析區(qū)域降雨量及其分布特征，之后分析場地所在區(qū)域的匯水面積和匯水量，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地表滲透率等其他因素確定規(guī)劃調(diào)蓄水量，然后根據(jù)調(diào)蓄水量進(jìn)行蓄積體的容積、分布和結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。3.1 匯水范圍和調(diào)蓄水量分析3.1.1 建立場地?cái)?shù)字地形模型進(jìn)行匯水流域劃分和匯水線提取，在此基礎(chǔ)上確定匯水范圍。襄王路綠地匯水區(qū)分布見圖2。3.1.2 根據(jù)匯水范圍確定調(diào)蓄水量

7、調(diào)蓄水量的計(jì)算采用公式：v= 10hf（1）式（1）中，v為設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積，m3；h為設(shè)計(jì)降雨量，mm；為綜合雨量徑流系數(shù)；f為匯水面積，hm2。設(shè)計(jì)降水量根據(jù)住建部海綿城市建設(shè)技術(shù)指南2和當(dāng)?shù)亟邓卣鞔_定。根據(jù)住建部海綿城市建設(shè)技術(shù)指南我國大陸地區(qū)年徑流控制率分區(qū)圖，徐州市位于區(qū)，年徑流控制率要求為70%85%，考慮徐州市實(shí)際水文條件（蒸發(fā)量大于降水量），取最大值85%作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)徐州市近30年降雨日值資料（資料來源：中國地面國際交換站氣候資料數(shù)據(jù)），得出徐州市地表徑流控制率85%對應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為43 mm。綜合雨量徑流系數(shù)根據(jù)規(guī)劃地塊地表組成物質(zhì)，結(jié)合相關(guān)規(guī)范確定?？紤]場地用地現(xiàn)狀

8、主要為裸露山地及建筑垃圾，徑流系數(shù)為0.6；規(guī)劃設(shè)計(jì)為綠地，徑流系數(shù)為0.15。據(jù)此計(jì)算出襄王路綠地三個(gè)匯水區(qū)面積：1號(hào)匯水區(qū)匯水量為1137.8 m3，2號(hào)匯水區(qū)匯水量為315.9 m3，3號(hào)匯水區(qū)為145.2 m3。3.1.3 根據(jù)調(diào)蓄水量確定蓄水體的容積和分布根據(jù)調(diào)蓄水量要求，在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)規(guī)劃2個(gè)蓄水體，具體位置見圖3。其中高位蓄水體主要主要蓄積1號(hào)匯水區(qū)匯水以及場地北側(cè)高處自身徑流；endprint中位蓄水區(qū)主要收集場地東側(cè)3號(hào)匯水區(qū)匯水及自身匯水。3.2 蓄水體結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)為滿足蓄水體蓄水需求，結(jié)合場地現(xiàn)狀，將蓄水體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：澆筑海綿蓄水腔體鋼筋混凝土側(cè)壁；腔體內(nèi)hdpe蓄水膜焊

9、接；場地內(nèi)原有建筑廢料填充海綿腔體，海綿腔體空隙率為30%；土工布鋪設(shè)，土方回填后綠化；低處均勻敷設(shè)透水滲透管；監(jiān)測系統(tǒng)傳感器預(yù)埋及電磁閥安裝。通過地形、截水溝將場地及周邊區(qū)域地表徑流進(jìn)行雨水收集，降雨時(shí)收集存儲(chǔ)雨水，當(dāng)土壤缺水時(shí)通過土壤水分傳感器自動(dòng)打開海綿腔體電磁閘，雨水經(jīng)敷設(shè)的透水滲透管可直接到達(dá)場地植物根部，滿足植物正常生長需求，在改良場地土壤同時(shí)實(shí)現(xiàn)場地的海綿效益。4 植物的選擇和配置4.1 海綿綠地植物選擇的原則4.1.1 以鄉(xiāng)土植物，適當(dāng)搭配外來植物鄉(xiāng)土樹種具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，抗病蟲害等不利條件的能力強(qiáng)；二是生長旺盛，對養(yǎng)護(hù)管理?xiàng)l件要求不高，養(yǎng)護(hù)成本低；三是富有地方特

10、色，能體現(xiàn)城市綠化的地方風(fēng)格，同時(shí)利于城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。海綿綠地相對于普通公園綠地，生長條件較差一些，這就更需要以適生性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物為主。4.1.2 選擇根系發(fā)達(dá)、截流能力強(qiáng)的植物根系發(fā)達(dá)的植物，不僅可以保持水土，增加土壤水分滲透量，而且可以降低水流速，提高土壤過濾、截留、吸收地表徑流和滲流中的沉積物、營養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)等物質(zhì)的能力，使進(jìn)入水體的污染物濃度和毒性降低，是水體凈化的第一道屏障。4.1.3 選擇雨水滯留能力強(qiáng)的植物植物莖、葉、根系可滯留和滲透雨水，減少雨水徑流量、減緩流速，不同種類的植物，受其形態(tài)、結(jié)構(gòu)及生理特征等因素影響，雨水滯留能力有很大差別。上海社區(qū)常見園林植物冠層雨水截留能力

11、研究表明，植物冠層截留能力強(qiáng)的樹種有雪松、龍柏、枇杷、廣玉蘭、水杉、青桐、石榴、櫸樹、烏桕、欒樹、大葉黃楊、龍柏球、海桐、木芙蓉、火棘、紅花檵木、孝順竹、八角金盤、日本珊瑚樹，以及細(xì)葉麥冬、大花馬齒莧、絡(luò)石等植物。在海綿綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇雨水滯留能力強(qiáng)的植物3。4.1.4 選擇凈化能力強(qiáng)的植物海綿綠地不僅能蓄水，還應(yīng)能凈水，這就要求選擇水體凈化能力強(qiáng)的植物。據(jù)對徐州市水生植物的凈化功能研究，水生植物中，凈水能力強(qiáng)的有菖蒲、美人蕉、蘆葦、鳶尾、旱傘草等4。4.1.5 選用既可耐澇又有一定抗旱能力的植物受降水季節(jié)分配不均的影響，海綿綠地會(huì)出現(xiàn)豐水期與枯水期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，因此種植的植物既要能耐

12、水澇環(huán)境，同時(shí)又要有一定的抗旱能力，如旱傘草、鳶尾、斑葉芒、細(xì)葉芒、蒲葦?shù)?。4.1.6 選擇觀賞性強(qiáng)的植物作為公園綠地，在滿足海綿綠地功能的同時(shí)，還應(yīng)注重其景觀性，選擇在姿態(tài)、體量、色彩和質(zhì)感等方面觀賞性強(qiáng)、富于變化的植物種類，同時(shí)注重植物的季相變化，以營造美感度高的植物景觀。4.2 海綿綠地植物的選擇和配置根據(jù)以上原則，結(jié)合徐州自然條件和場地特征，襄王路綠地在植物景觀設(shè)計(jì)中，主要選用以下植物。喬木：水杉、池杉、落羽杉、烏桕、雪松、櫸樹、欒樹等。灌木：木芙蓉、海桐、火棘、八角金盤、日本珊瑚樹，紅瑞木、垂絲海棠、木槿、云南黃馨等。地被：細(xì)葉麥冬、闊葉麥冬、沿階草、絡(luò)石等。水生植物：蘆葦、香蒲、

13、水蔥、西伯利亞鳶尾、千屈菜、石菖蒲等。在植物配置中，以喬灌草結(jié)合的復(fù)層群落結(jié)構(gòu)為主，該種配置方式不僅可以增加綠量，而且可以有效地提高植物的截留、滯留和凈化能力，以更好地海綿綠地的“海綿體”功能。5 生態(tài)雨水監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)海綿綠地生態(tài)雨水智能監(jiān)測系統(tǒng)可對海綿綠地建成后的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤觀測，為海綿綠地“海綿”功能的定量分析提供第一手資料，也可為海綿綠地功能的優(yōu)化和完善提高提供科學(xué)依據(jù)。襄王路綠地的生態(tài)雨水智能監(jiān)測系統(tǒng)由3部分構(gòu)成：第一部分為現(xiàn)場傳感層，由數(shù)據(jù)采集器和多種傳感器構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對場地水位信息、水量信息及土壤水分信息的采集及就地存儲(chǔ)；第二部分為網(wǎng)絡(luò)層，通過gprs技術(shù)實(shí)現(xiàn)采集器的集

14、成數(shù)據(jù)的上傳；第三部分為數(shù)據(jù)應(yīng)用層，根據(jù)現(xiàn)場采集器采集的數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成各類報(bào)表和趨勢圖，并通過b/s方式發(fā)布，經(jīng)過授權(quán)的用戶可以利用pc終端、手機(jī)及平板電腦遠(yuǎn)程瀏覽、下載數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場led大屏幕展示。主要監(jiān)測指標(biāo)有水位、水量、土壤水分含量、水質(zhì)等。6 結(jié)語在全社會(huì)提倡海綿城市建設(shè)的今天，公園綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)合城市雨洪管理要求，從城市雨洪現(xiàn)狀的分析出發(fā)，在雨水管理目標(biāo)、蓄水體容積及分布、植物選擇及配置等方面進(jìn)行深入分析和研究，以更好地發(fā)揮綠地的海綿體作用。徐州襄王路綠地自2016年8月竣工， 2016年9月底海綿監(jiān)測系統(tǒng)開始工作并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，通過2016年1011月近2個(gè)月海綿系統(tǒng)績效監(jiān)測

15、數(shù)據(jù)顯示，襄王路綠地發(fā)揮了較好的海綿體功能。在土壤水環(huán)境改善方面，通過設(shè)置在場地里7組（其中5組實(shí)驗(yàn)組，2組對照組，每組分別設(shè)置在土壤0.3、0.7、1.1、1.5 m標(biāo)高位置）共24個(gè)水分傳感器收集數(shù)據(jù)顯示，分別在1.5、1.1、0.7、0.3 m標(biāo)高處實(shí)驗(yàn)組土壤含水量分別比對照組高約30%、20%，10%和8%，通過海綿系統(tǒng)的設(shè)置有效提高了土壤含水量，改善了土水環(huán)境和植被生長環(huán)境；在雨水收集利用方面，2016年910月，場地內(nèi)海綿腔體共實(shí)現(xiàn)雨水收集約150 m3，海綿腔體蓄水量根據(jù)場地內(nèi)土壤水分傳感器數(shù)值由電磁閥自動(dòng)控制，根據(jù)場地土壤含水情況實(shí)現(xiàn)對場地植被精細(xì)化智能灌溉，收集雨水達(dá)到了100%的再利用。參考文獻(xiàn)：1國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）r.北京：國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部