城市公園雨洪管理與休閑游憩功能的應(yīng)用

城市公園雨洪管理與休閑游憩功能的應(yīng)用

1海綿公園的概念分析1.1城市公園設(shè)計特點(diǎn)隨著城市僵硬表面的增加，天然水體的洼地被填埋，氣候變化導(dǎo)致強(qiáng)降雨氣，導(dǎo)致城市雨水和洪水災(zāi)害頻繁，水資源不足。與城市水文過程密切相關(guān)的城市公園一直以提供游憩場所為主要功能，規(guī)劃建設(shè)時較少強(qiáng)調(diào)其生態(tài)服務(wù)（如雨洪調(diào)蓄）功能1.2公園周邊區(qū)域海綿公園又稱雨洪公園、海綿型公園，是通過各類措施強(qiáng)化海綿體功能，在滿足公園自身雨水消納需求的同時，對周邊區(qū)域水安全提升、水環(huán)境改善和水資源利用方面發(fā)揮作用的城市公園1.3雨水利用的功能(1）雨洪調(diào)蓄功能利用低影響開發(fā)設(shè)施滯留和凈化雨水是海綿公園的重要功能(2）雨水資源化利用功能受低影響開發(fā)（LID）、可持續(xù)發(fā)展排水系統(tǒng)（SUDS）、水敏感性設(shè)計（WSUD）及海綿城市等理念和方法的影響，雨水被作為重要的自然資源加以管理和利用2紫陽海公園現(xiàn)狀分析2.1武漢首義文化旅游景區(qū)紫陽湖公園坐落于武漢市武昌區(qū)，東臨首義路，南至津水閘，西接紫陽村，北抵張之洞路，是武漢市首義文化旅游軸線的腹地。改造范圍總面積為29.6hm2.2降雨強(qiáng)度大，年降水量增加，降雨期穩(wěn)定，降雨期缺失，暴雨期持續(xù)增武漢市屬亞熱帶大陸季風(fēng)型（濕潤）氣候，雨量充沛，暴雨期集中，近年平均年降雨量約1200～1300mm，呈現(xiàn)年降水量增加，日數(shù)減少，強(qiáng)度增大趨勢2.3水質(zhì)變化趨勢紫陽湖公園水域面積13.6hm根據(jù)《武漢市地表水環(huán)境功能區(qū)類別》的規(guī)定，紫陽湖為人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)，水質(zhì)應(yīng)達(dá)IV類，2017年7月-2018年3月紫陽湖水質(zhì)變化趨勢見表1。紫陽湖是典型的城市淺水湖泊，周邊大規(guī)模開發(fā)，改變了城市下墊面，導(dǎo)致自然水文循環(huán)模式被改變，現(xiàn)狀主要污染源為面源污染。2.4地表徑流雨水循環(huán)利用紫陽湖公園道路和廣場鋪裝透水性差，易形成雨水徑流，不利于雨水的循環(huán)利用?，F(xiàn)狀公園內(nèi)地表徑流雨水直接進(jìn)入管網(wǎng)和湖泊，初期雨水污染物含量較大，影響湖水水質(zhì)?，F(xiàn)狀公園綠化和維護(hù)用水采用自來水澆灌，無雨水回收和循環(huán)用水體系（圖2～3）。2.5生態(tài)駁岸型湖濱帶為堤岸型湖濱帶，現(xiàn)狀駁岸大多為硬質(zhì)垂直駁岸，南部小島為斜坡式塊石駁岸，南部有階梯式駁岸，東部有少量疊石駁岸。親水生態(tài)岸線比例低，且湖濱帶底質(zhì)多為硬質(zhì)，不利于沉水植物恢復(fù)。人工硬質(zhì)駁岸隔斷了水陸生態(tài)系統(tǒng)的交流，改變了湖濱帶自然形態(tài)，失去了環(huán)湖濱帶面源污染的攔截與凈化功能。園內(nèi)水景沉悶，缺乏活力，駁岸缺乏趣味性（圖4）。2.6景觀水池建設(shè)目前紫陽湖沉水植物主要包括苦草、穗狀狐尾藻、輪葉黑藻、菹草、馬來眼子菜、黃絲草等；挺水植物以荷花為主；浮水植物以芡實(shí)、睡蓮為主；魚類以白鰱、鳙魚、烏鱧為主。水體存在富營養(yǎng)化，景觀水池未與紫陽湖聯(lián)通，水質(zhì)亟待提升。岸邊植物長勢過于郁閉，層次感和季相變化不明顯。3根據(jù)海綿城市的概念，紫陽湖公園的改造項目3.1公園生態(tài)設(shè)計在對公園現(xiàn)狀和上位規(guī)劃進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對紫陽公園進(jìn)行改造設(shè)計。本著提升紫陽湖公園全生態(tài)要素功能品質(zhì)的初衷，進(jìn)行大海綿體系構(gòu)建、全駁岸生態(tài)改造、多層次植物配置。重點(diǎn)構(gòu)建低影響開發(fā)設(shè)施，滿足雨水資源化利用；改造生態(tài)駁岸，符合景觀和生態(tài)服務(wù)功能的需要（圖5）。3.2公園分片式排水紫陽湖公園豎向設(shè)計最大限度地保持和利用了原有湖渠、微地形，兼顧造景和排水需求，將紫陽湖公園劃分為七個排水分區(qū)，通過豎向設(shè)計，補(bǔ)充地下水，回收雨水用于澆灌和養(yǎng)護(hù)，實(shí)現(xiàn)公園排水路徑和水循環(huán)系統(tǒng)。公園年用水量約為（4.5×103.3雨水收集與凈化各低影響開發(fā)設(shè)施的結(jié)構(gòu)及功能不同，在城市公園中的適用性也有所差異，應(yīng)充分考慮其特點(diǎn)進(jìn)行選擇，合理布局設(shè)計以往的海綿公園注重靠湖泊和綠地削減周邊雨水徑流，易忽視對公園本身的保護(hù)。紫陽湖公園改造設(shè)計中除臺地外，鋪裝場地邊沿設(shè)置了具有過濾作用的石籠條帶和植被緩沖帶，可有效減緩徑流沖刷，防止水土流失和建構(gòu)筑物被破壞。對于在規(guī)定溢流時間（3h）內(nèi)未能及時通過綠地和水體調(diào)蓄處理的雨水或大瞬時徑流將通過植草溝等傳輸設(shè)施排入市政管網(wǎng)，最終匯入城市水體，減少暴雨對公園本身的危害。通過低影響開發(fā)設(shè)施布局設(shè)計后，初期雨水主要匯流入場地內(nèi)布置的透水鋪裝、植草溝、下凹式綠地、雨水花園、濕塘內(nèi)，這些低影響開發(fā)設(shè)施通過底部設(shè)置的滲水層下滲雨水，回補(bǔ)地下水(1）透水鋪裝設(shè)計方案中，園路和廣場采用透水鋪裝（透水磚和透水瀝青）?？紤]公園水文條件和使用要求（如常受雨水沖刷浸泡、主要供步行使用等），選取中等強(qiáng)度的透水材料，利用多孔結(jié)構(gòu)，加速自然降水滲透，補(bǔ)充地下水。(2）雨水花園雨水花園建設(shè)在公園凹地形處，通過營造植物生境來達(dá)到削減瞬時徑流量、凈流速度和凈化雨水水質(zhì)的作用。設(shè)計在公園開敞空間布置雨水花園，利用其調(diào)蓄容積，滯留徑流雨水。通過植物、礫石過濾凈化雨水，涵養(yǎng)地下水，雨水花園也具有較好的景觀效果。(3）植草溝沿一級園路設(shè)計植草溝，收集、輸送徑流雨水，設(shè)置的植草溝沒有凈水層或者凈水層比較簡陋，優(yōu)勢在于作為雨水傳輸轉(zhuǎn)運(yùn)措施，可銜接其他各單項設(shè)施、城市雨水管渠系統(tǒng)和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。(4）下凹式綠地在紫陽湖公園多處半開敞空間設(shè)計下凹式綠地，利用開放空間承接和貯存雨水，在有限的場地集約化處理地表徑流，消減徑流污染物排放量，改善水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。(5）雨水蓄水池在紫陽湖公園內(nèi)以草本植物為主的場地內(nèi)設(shè)計雨水蓄水池，收集雨水花園、下凹式綠地內(nèi)的溢流雨水及植草溝轉(zhuǎn)輸?shù)挠晁?，在降雨時通過水位升高減少地表徑流，其收集的雨水水質(zhì)一般較好，可用于綠化澆灑、沖洗道路。(6）濕塘將紫陽湖公園湖心路旁原有的池塘改造成濕塘。改造前的池塘不具有雨水凈化功能，通過濕生植物的配置和設(shè)施的建設(shè)，濕塘能有效凈化水質(zhì)，凈化后雨水用于周邊綠地的澆灌和景觀用水。此外，改造后的濕塘與紫陽湖水面形成對比，增加景觀豐富性。3.4駁岸景觀設(shè)計水體是紫陽湖公園主要造景元素，由于紫陽湖流速不快，沖刷性不強(qiáng)，為改善水質(zhì)，駁岸設(shè)計采用恢復(fù)生態(tài)駁岸和完善水生植物群落的思路，增加生態(tài)岸線，保持自然生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，形成良好的駁岸景觀（圖10）。根據(jù)湖岸觀景節(jié)點(diǎn)設(shè)計相應(yīng)的駁岸護(hù)坡型式，在水邊設(shè)計亭、橋、平臺等小品，豐富駁岸景觀層次。設(shè)計方案以自然駁岸為主要駁岸形式，通過栽植植被，實(shí)現(xiàn)對岸線土體的保護(hù)?！段錆h市海綿城市專項規(guī)劃》中提出河湖生態(tài)岸線占比2020年≥50%，紫陽湖“大湖+”規(guī)劃指引要求生態(tài)岸線比重不低于70%。設(shè)計自然生態(tài)岸線（自然駁岸、疊石駁岸）占比74.6%（表2），滿足規(guī)劃要求。(1）疊石駁岸在紫陽湖公園現(xiàn)狀硬質(zhì)較高的岸邊疊石堆砌，步道與疊石間種植植物，適用于具有放坡條件的觀景節(jié)點(diǎn)，具有良好的景觀效果。(2）自然駁岸自然緩坡上種植植物，銜接岸上景觀，景觀效果較好。秉持最小程度破壞公園原有樹木的原則選擇改造岸線，適用于具有放坡條件的岸線節(jié)點(diǎn)。(3）階梯式硬質(zhì)駁岸根據(jù)紫陽湖公園南部階梯式駁岸的立體條件進(jìn)行改造設(shè)計，階梯式硬質(zhì)駁岸親水性強(qiáng)，樣式美觀，適用于公園入口廣場及部分觀景節(jié)點(diǎn)，適合游客停留戲水玩耍。3.5草階等手段實(shí)現(xiàn)公園的可持續(xù)性發(fā)展紫陽湖公園種植設(shè)計以海綿城市理念下更清、更綠的城市湖泊營造為愿景，建設(shè)綠色生態(tài)基礎(chǔ)；利用植物修復(fù)、可持續(xù)性種植的手段營造雨水花園，并科學(xué)合理規(guī)劃生態(tài)凈水草階等手段實(shí)現(xiàn)公園的可持續(xù)性發(fā)展。打造“四季斑斕”、“亭樟玉桂”、“春花絮語”、“柳浪荷風(fēng)”、“荷風(fēng)煙水”、“蠟瓣舒香”、“丹楓流金”、“舒桐梅影”八類典型海綿公園特色植物景觀。通過合理搭配，形成結(jié)構(gòu)合理、功能健全、種群穩(wěn)定的多層次的植物群落，可對雨水進(jìn)行滲透、過濾與修復(fù)。設(shè)計使用的水生植物有千屈菜、黃菖蒲、花葉蘆竹、花葉美人蕉、細(xì)葉芒等。通過水生植物根系來吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，通過根部對氧氣的吸收而促進(jìn)基質(zhì)中微生物的生長并形成生物膜，提高凈化能力。3.6面源污染綜合控制率設(shè)計方案一級指標(biāo)依據(jù)《武漢市海綿城市規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則（試行）》中各項指標(biāo)的評估方法進(jìn)行計算，各類低影響開發(fā)設(shè)施工程量如表3。(1)年徑流總量控制率。采用容積法（1）式計算年徑流總量控制率對應(yīng)的蓄水容積。式中：V——設(shè)計調(diào)蓄容積或需蓄水容積，mH——設(shè)計降雨量，mm;φ——場均綜合雨量徑流系數(shù)；F——匯水面積，hm一級目標(biāo)中年徑流總量控制率為85%，對應(yīng)的設(shè)計降雨量為43.3mm。經(jīng)計算，設(shè)計方案中可調(diào)蓄容積：7650m(2)面源污染控制率。經(jīng)計算，設(shè)計方案中面源污染去除率為80%，滿足面源污染物控制目標(biāo)。(3)雨水資源化利用率。本次設(shè)計的蓄水池將收集的雨水回用作綠化澆灌和道路澆灑，綠化灌溉和道路廣場澆灑用水定額根據(jù)路面性質(zhì)按表4取值。經(jīng)計算，地下雨水蓄水池全年收集雨水為（4.38×10(4)峰值徑流控制率。每類下墊面峰值流量徑流系數(shù)按徑流系數(shù)取值表中取值，對紫陽湖公園每類下墊面峰值流量徑流系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均，得到改造后的流量徑流系數(shù)為0.6，滿足峰值流量控制目標(biāo)。(2）二級目標(biāo)設(shè)計方案中，公園內(nèi)硬化地面中可滲透地面占比為51%，綠化用地中下凹式綠地占比為30%。由表5可知，各項指標(biāo)均能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，滿足雨水資源化利用和水質(zhì)凈化的要求，證明本設(shè)計方案可行性和生態(tài)效益較好。基于海綿城市理念的紫蘇葉城市公園設(shè)計海綿公園設(shè)計旨在城市雨洪災(zāi)害和用地緊張時，對傳統(tǒng)單一功能的雨水基礎(chǔ)設(shè)施和城市公園進(jìn)行集約化利用。它關(guān)注通過合理布局設(shè)計各類低影響開發(fā)設(shè)施，將集中式的排水方式轉(zhuǎn)化為分散式的景觀化雨水管理模式?；诤＞d城市理念的公園設(shè)計，對城市雨水調(diào)控、水資源再利用以及水質(zhì)凈化大有裨益。公園綠地設(shè)計在結(jié)合雨水處理的低影響開發(fā)設(shè)施上仍需探索和創(chuàng)新，需要涉及城市規(guī)劃、給排水、環(huán)境科學(xué)、風(fēng)景園林等多學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域的專家合作。為解決區(qū)域水安全、水生態(tài)和水環(huán)境問題，基于海綿城市理念對紫陽湖公園進(jìn)行了改造設(shè)計。利用自然地形豎向條件，合理組織和引導(dǎo)雨水徑流，在山體、綠地、湖泊內(nèi)雨水徑流路徑上的不同場地合理布局植草溝、下凹式綠地、旱溪、雨水花園、雨水濕地等低影響開發(fā)設(shè)施，并輔以埋地