海绵城市理念在城市景观中的运用

【摘要】：海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。文章以武汉市青山港水环境及周边景观为研究对象，结合海绵城市理念总结了透水铺装、绿色屋顶、雨水花园、生态植草沟等措施推行低影响开发的实施策略，提出了建设海绵城市的重要性以及为其他城市海绵建设提供一定的理论依据与实践参考。

【关键词】：海绵城市；透水铺装；绿色屋顶；雨水花园；生态植草沟

1、背景概况

以科学发展观为指导，深入贯彻落实党的十生态文明建设以及关于“加强海绵城市建设”的讲话精神，以“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”为治水思路，按照国家关于推进“海绵城市”建设的工作要求，以实现“山水田林湖人”城市生命共同体为目标，转变传统治水理念，通过建设“三大系统”、构建“五大体系”，着力解决武汉市水安全及水环境问题，全面提高武汉市水生态文明建设水平，将武汉市打造成丰水地区海绵城市建设的示范区，为武汉市成为中部崛起的战略支点、长江经济带的重要节点提供有力支撑和保障。

为贯彻和落实的讲话及中央城镇化工作会议的精神，大力推进“自然积存、自然渗透、自然净化”的“海绵城市”，武汉市发挥了“敢为人先，追求卓越”的城市精神和态度，成为 “海绵城市”建设的示范城市。

青山港作为青山示范区“海绵城市”建设启动点，汇水范围5.3平方公里，项目集中在武丰闸至沉砂池段和青山港段，充分应用“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，通过截污、生态雨水口、植草沟、雨水花园等可视化的自然排水系统以及周边小区透水路面改造实现项目区内径流总量控制85%，后期通过小区源头控制和迁移控制，实现汇水范围内径流总量控制75%，同时通过水环境综合整治和景观打造改善水环境质量，提档升级周边环境，提升居民生活品质。

2、青山港海绵城市景观营造

2.1青山港概况

青山港属于东沙湖水系。青山港北起长江南岸，经过武丰闸，穿越和平大道，贯穿青山公园，绕过楠姆山，过冶金大道与武钢东沙湖泵站会合，全长约4.48公里，宽8～20米，深2～5米。青山港原是东湖、沙湖一带内涝排渍的出口。后经过对武丰闸、青山港进行多次改造，使青山港改变了以排水为主的功能，转而以引水为主、调节为辅，成为武钢、青山热电厂生产用水的引水渠，武丰闸（青山港）全段整体平均水质为Ⅲ类水体，局部存在生活污水直排入港，水质为Ⅳ类。然而武丰闸与桥头路处至沉砂池有多处污水管直接排入水体，造成沉砂池及下游水体的水质污染，青山港周边也有大量的排污口，其生活污水直接排入水体，导致渠道水质污染严重，致使该工程中的青山港（和平大道～冶金大道）段现状局部为Ⅳ类水质，港渠原有水生态系统遭到一定破坏，水体富营养化造成有害水生植物大量生长，进一步恶化水质，且生物品种单一；水体流动性较差，底泥淤泥平均达0.5m，导致水体自净能力较弱。（图1）

2.2前期工作

2.2.1截污工程

污染控制工程是通过该工程的实施能使青山港水质得以改善，结合对沿港排水口的分布、分类与分析，针对主要污染排口进行有效的截污，沿港路西侧区域（11ha）除采取污水截流措施以外，还对密集区进行分流制改造。

本次设计考虑近期应急将原有的三个排口出水处建设两座截流井，d1500管道出水处建一座LBH=4m×3m×4m的截流井，2根d800管道处合建一座LBH=4m×3m×4m的截流井，并通过两个d500管道及一根d800管道进行排放，其中2根d500管道通过闸阀控制，一根d800管道通过闸阀控制排放，与青山3#泵站联合运行。晴天和小降雨通过泵站抽排，大暴雨期间3#泵站流量不能满足需求时通过开闸满足排放要求。待建设十路上污水主干管道投入运行后，建设十一路和桥头路上晴天污水均可直接通过管道直接排至建设十路上污水主干管道，最后进落步嘴污水处理厂。

2.2.2清淤工程

本次清淤工程旨在清除污染，同时增加渠道过流能力，通过现场踏勘及底泥监测报告的相关资料，本次清淤分为两期：一期主要武丰闸至沉砂池段清淤水域面积约为44415.42平方米，二期主要是青山港段，长度约3.5公里。

根据底泥受人为污染的感官程度和自然沉降的特点，底泥由上而下划分为污染层、过渡层和正常层三个层次。本次清淤主要针对淤泥污染层和过渡层作为本次疏挖的对象。经过现场测量，区域淤积深度0.4～1.5m。根据底泥监测报告，并将可研报告进行优化，经计算得：武丰闸至沉砂池段需疏挖污染底泥56378.7立方米，青山港段需疏挖污染底泥74362.5立方米，共需疏挖污染底泥13.07万立方米。

3、青山港“海绵城市”建设

3.1青山港“海绵城市”建设的总体思路

青山港为青山示范区“海绵城市”建设的启动点，贯彻“海绵城市”建设的理念，应用“海绵城市”建设相关技术，强调优先考虑更多有利自然力量排水，从“快收快排”转向“慢排缓释”的排水模式，同时体现城市管渠、绿化、水系等诸多功能要素。

青山港区域的汇水范围为5.3平方公里，确定控制径流总量的75%，即29.2毫米的降雨，项目区确定控制径流总量的85%，即43.3毫米的降雨，内涝防治标准达到50年一遇，同时满足17项控制指标的要求。坚持源头减排、过程控制与系统治理同步：

1、汇水区范围内建筑与小区采用雨水源头控制和综合利用设施，提高绿色基础设施建设比例，小区的控制指标参照《青山示范区海绵城市控制性详细规划》，达到渗透、调蓄、净化等“海绵”功能；

2、考虑过程控制，利用植草沟等技术延缓雨水峰值出流时间，采用截污、分流制改造等技术降低雨污水对下游水体的污染；

3、结合本次项目的实施，充分利用沉砂池及青山港周边的绿地空间、港渠水面等，使其发挥“海绵”的积存、渗透、净化、释放作用，保证工程范围内控制43.3毫米的降雨。

3.2青山港“海绵城市”建设的总体方案

结合“海绵城市”建设理念，保护水源地，提高渠道过流能力，提升区域排渍水平，同时遏制青山港水质污染趋势，改善区域生态环境，为青山示范区推进海绵城市建设作出示范作用。串联周边绿地和公园，形成连续的公共绿化空间，打造一个全民性、全季性城市滨水休闲公园，提高城市居民的生活环境。

示范区旨在通过采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施，分别在绿化工程、广场及铺装工程、园区道路以及配套建筑工程中使用透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地以及生态植草沟等方式，考虑工程实际，提出径流综合控制的目标，对雨水径流量进行有效的蓄、滞，控制园区径流总量85%，即控制43.3毫米的降雨。（图2）

3.3青山港“海绵城市”建设的主要措施

3.3.1透水铺装

透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装，嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。透水铺装结构应符合《透水砖路面技术规程》（CJJ/T188）、《透水沥青路面技术规程》（CJJ/T190）和《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T135）的规定。透水铺装适用区域广、施工方便，可补充地下水并具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用，但易堵塞，寒冷地区有被冻融破坏的风险。透水铺装还应满足以下要求：

（1）透水铺装对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时，可采用半透水铺装结构。

（2）土地透水能力有限时，应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板。

（3）当透水铺装设置在地下室顶板上时，顶板覆土厚度不应小于600 毫米，并应设置排水层。

场地共设置四处广场，分别为武丰闸广场、北集散广场、西入口广场、集散广场及配套铺装，以满足市民基本需求（图3）。广场主材以透水砖为主，设置中间高、两侧低的坡度，便于排水，并在与周围绿地相接的部分铺设植草沟，种植生态、野趣、耐水湿的植物，在丰富景观面的同时体现了海绵城市中“渗”、“蓄”、“排”等技术。

项目中设计的一级、二级、三级园路全部采用透水铺装，一级园路考虑车型荷载，采用透水混凝土铺装，二级、三级园路主要为非机动车道和人行道，采用透水砖铺装（图4）。

3.3.2绿色屋顶

绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等，根据种植基质深度和景观复杂程度，绿色屋顶又分为简单式和花园式，基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定，简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于150 毫米，花园式绿色屋顶在种植乔木时基质深度可超过600 毫米，绿色屋顶的设计可参考《种植屋面工程技术规程》（JGJ155）。绿色屋顶的典型构造如图所示。绿色屋顶适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度≤15°的坡屋顶建筑。

绿色屋顶可有效减少屋面径流总量和径流污染负荷，具有节能减排的作用，但对屋顶荷载、防水、坡度、空间条件等有严格要求。

项目中设计的管理用房、厕所、驿站全部采用绿色屋顶。绿色屋顶用不同的植物来表现它的魅力，植物配置也很好，如紫葳藤、野玫瑰、紫色画眉草、垂花葱和线叶金鸡菊等。绿色屋顶能保留总雨水的75%，植物形成的保护毯比防水膜防水能力更有效，由于植物能吸收二氧化碳放出氧气，所以绿色屋顶有助于净化空气。同时，绿色屋顶对使用者和观赏者都具有视觉审美的乐趣。

3.3.3雨水花园

雨水花园式园林绿地中种有树木或灌木的低洼区域，由树皮或地被植物作为覆盖。它通过雨水滞留下渗来补充地下水并降低暴雨地表径流的洪峰，还可通过吸附、降解、离子交换和挥发等过程减少污染。

项目中在绿地分布时，建设雨水花园，使绿地高程低于周围地面一定的高程，以利于周边雨水径流的汇入。雨水花园透水性能良好，建设成本与常规绿地相近，可减少绿化用水并改善城市环境。雨水花园可以临时蓄积雨水，遇到暴雨的时候，即使一时来不及渗透，也可以积蓄近10厘米雨水，然后慢慢渗入地下。雨水花园区域以耐水湿的植被为主，如：水杉、池衫、垂柳、乌桕、枫杨、木芙蓉、细叶芒、狼尾草、马蔺、芦苇、花叶美人蕉、鸢尾、花叶芦竹等。（图5）（图6）

3.3.4生态植草沟

植草沟――海绵城市中“排”、“渗”。

植草沟指种有植被的地表沟渠，可收集、输送和排放径流雨水，并具有一定的雨水净化作用，可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。植草沟应满足以下要求：

（1）浅沟断面形式宜采用倒抛物线形、三角形或梯形。

（2）植草沟的边坡坡度（垂直：水平）不宜大于1：3，纵坡不应大于4%。纵坡较大时宜设置为阶梯型植草沟或在中途设置消能台坎。

（3）植草沟最大流速应小于0.8 m/s，曼宁系数宜为0.2-0.3。

（4）转输型植草沟内植被高度宜控制在100-200 mm。

沿一级园路两侧设置植草沟，通过植草沟将雨水汇入周边水体或排入市政管网。草沟宽1m，深0.5m，部分地区植草沟与雨水管渠联合应用，场地竖向允许且不影响安全的部分地区直接代替雨水管渠。生态植草沟不仅有治理污染的功能，在搭配植物之后，本身也具有景观性，可以带给人特定的景观视觉感受。（图7）

4、结论与讨论

随着城市河湖水系水文条件的变化以及人类剧烈活动的干扰，河湖水系格局尚需协调优化，河湖水系空间格局受到不同程度破坏，主要表现为湖泊萎缩与水系割裂。并且由于管理不善，导致大型项目开发建设时，对原有自然生态系统保护不足，房地产开发对下垫面改变增加了城市的防洪压力和水环境治理压力。

青山港区域的汇水范围为5.3平方公里，确定控制径流总量的75%，即29.2毫米的降雨，项目区确定控制径流总量的85%，即43.3毫米的降雨，内涝防治标准达到50年一遇，同时满足17项控制指标的要求。坚持源头减排、过程控制与系统治理同步。

海绵城市的建设，是城市建设的一次历史性革新，还原生态，将城市轻轻的放在自然上，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。

【参考文献】：

[1]《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建》（试行）

[2] 董淑秋；韩志刚；基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究[J]；城市发展研究；2011年12期

[3] 莫琳，俞孔坚；构建城市绿色海绵――生态雨洪调蓄系统规划研究[J]；城市发展研究；2012年05期

[4] 苏义敬，王思思，车伍，魏一哲，董音；基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计[J]；南方建筑；2014年03期

致谢：本项目有泛华建设集团有限公司湖北设计分公司提供，设计组成员喻俊、张敏、韩冬雪、郑杰、李颖等在项目设计实施中给予大力支持与帮助，在此表示感谢。

作者简介：

姓名：徐娜，性别：女，籍贯：湖北孝感，出生年月：1988年9月，毕业院校：西北农林科技大学，学历：硕士研究生，研究方向：风景园林设计，现工作单位：泛华集团有限公司湖北设计分公司。