劉玉石

摘要：基于探索建設(shè)山體海綿城市的方法，結(jié)合徐州市泰山西坡山體公園生態(tài)現(xiàn)狀，提出了具有“低影響開發(fā)”功能的方案。該方案的研究主體由四部分構(gòu)成，通過研究主體確定了山體海綿形式。該方案設(shè)計(jì)成果為山體海綿城市建設(shè)提供了新的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：海綿城市；低影響開發(fā)；技術(shù)方法

中圖分類號(hào)：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）05015104

1引言

由于氣候變遷和城市過度開發(fā)，城市洪澇、水資源短缺等雨洪問題逐漸成為制約城市發(fā)展的重要因素。在全面建設(shè)生態(tài)文明的背景下，中國提出大力建設(shè)“海綿城市”的新舉措[1]。隨著2014年10月《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》的頒布，全國海綿城市建設(shè)工作全面鋪開。徐州作為江蘇省的試點(diǎn)城市應(yīng)運(yùn)而生。

徐州地處華北平原東南部，年平均降雨量僅821.3 mm。其中，最大徑流量集中在6～7月，所以季節(jié)性缺水和區(qū)域性內(nèi)澇經(jīng)常發(fā)生。因此，有效提升水資源的管理水平成為徐州等季節(jié)性缺水和區(qū)域性內(nèi)澇型城市發(fā)展的重要課題。

2設(shè)計(jì)區(qū)域概述

徐州市泰山，海拔185.30 m，是徐州地區(qū)的最高山體。泰山西坡山體公園，則地處泰山西坡山腳，總長度1.0 km，總占地面積5 hm2。該項(xiàng)目于2015年進(jìn)行全國統(tǒng)一招標(biāo)，擬按照海綿城市建設(shè)要求實(shí)施，整體提升山體的儲(chǔ)水蓄水能力，建成后將成為徐州地區(qū)首個(gè)山體海綿示范點(diǎn)，并已于2017年1月底完成施工。

區(qū)域整體植被以側(cè)柏林為主，長勢較好。因長期受到雨水沖刷，表層零星形成了大小不一的陂塘。由于徐州地區(qū)降水較為集中，為避免山體洪澇和道路積水對(duì)社會(huì)產(chǎn)生危害，早年間沿西坡山腳修筑了一條長度為1.0 km的硬質(zhì)泄洪溝。該泄洪溝能夠有效地?cái)r截西坡雨水，同時(shí)收集周邊道路雨水，隨后將其快速的排往市政雨水管（圖1）。隨著“海綿城市”概念的提出，這種直接將雨水快速排掉的做法已不能達(dá)到與時(shí)俱進(jìn)的要求，違背了生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的原則。它既不能緩解暴雨對(duì)市政雨水管道帶來的壓力，也不能充分利用雨水資源。因此，提升西坡公園的儲(chǔ)水蓄水能力迫在眉睫。

3研究方案

3.1研究結(jié)構(gòu)

整體研究結(jié)構(gòu)分為四部分，第一步明確土壤地質(zhì)及

圖1泰山西坡山體公園雨后狀況

下墊面，得出土壤滲透系數(shù)；第二步確定匯水面域；第三步根據(jù)徐州年徑流控制率確定設(shè)計(jì)降雨量；第四步計(jì)算匯水量。最后根據(jù)所得的數(shù)據(jù)及西坡實(shí)際情況確定海綿體形式。

3.1.1土壤及下墊面

勘探單位根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，以100 m為間距，在項(xiàng)目地分別布置10組勘探點(diǎn)，深度控制在3 m以內(nèi)。從山體表層至底基層得到結(jié)果如圖2。通過對(duì)勘探資料分析，發(fā)現(xiàn)腐殖土滲透性較好，黏土一般，灰?guī)r無任何滲透性。因雜填土不在本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)故不做具體分析。

3.1.2匯水面域

利用ArcGIS水文工具，劃分積水盆地，提取泰山匯水線。得出項(xiàng)目地可利用的雨水徑流面共分為3個(gè)匯水區(qū)，經(jīng)計(jì)算得出一號(hào)匯水區(qū)S1=5 hm2，二號(hào)匯水區(qū)S2=1.3 hm2，三號(hào)匯水區(qū)S3=35 hm。

3.1.3設(shè)計(jì)降雨量

根據(jù)我國大陸地區(qū)年徑流總量控制率分布圖，徐州年徑流總量控制率在70%～85%之間[2]，因徐州地區(qū)降雨量少，故本次設(shè)計(jì)取最大年徑流控制率85%作為設(shè)計(jì)降雨量的參考標(biāo)準(zhǔn)。通過統(tǒng)計(jì)徐州地區(qū)近30年日降雨量，最后得出徐州年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為43 mm。

雨量徑流系數(shù)。因S1、S3為綠地，徑流系數(shù)取0.15；S2為混凝土和瀝青路面，徑流系數(shù)取0.9。再結(jié)合《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014）的容積法V=10HωF，式中：V為設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積，m3；H為設(shè)計(jì)降雨量，mm；ω為綜合雨量徑流系數(shù)；F為匯水面積，hm2。最后分別計(jì)算出一號(hào)匯水區(qū)V1=322.5 m3，二號(hào)匯水區(qū)V2=503.1 m3，三號(hào)匯水區(qū)V3=2257.5 m3。至此，該區(qū)域總匯水量為3083.1 m3。

理想狀態(tài)下，徑流總量控制目標(biāo)應(yīng)以開發(fā)建設(shè)后徑流排放量接近開發(fā)建設(shè)前自然地貌時(shí)的徑流外排量為標(biāo)準(zhǔn)[2]。而自然地貌往往按照綠地考慮，故本項(xiàng)目中，綠地匯水量不計(jì)算在其中。結(jié)合以上分析，本項(xiàng)目有效匯水總量為503.1 m3。

3.2海綿體形式確定

通過以上分析及匯水量數(shù)據(jù)的提取，再結(jié)合豎向及雨水匯流走向，最終確定了海綿體形式——海綿綠帶，以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將生態(tài)儲(chǔ)水與景觀相結(jié)合。設(shè)計(jì)的海綿綠帶分別收集泰山路東側(cè)雨水及泰山山體西坡滯留雨水，并將收集到的雨水部分用做水景觀，部分滯留后自然滲透，補(bǔ)給地下水。

4海綿體分析

4.1泄洪溝改造

根據(jù)以上對(duì)海綿技術(shù)的研究，同時(shí)為了保留原有泄洪溝的功能，只在泄洪溝端頭，破除泄洪溝，并結(jié)合周邊地形，設(shè)計(jì)成跌水式生物滯留塘。

4.2水路系統(tǒng)

結(jié)合現(xiàn)狀地形，在項(xiàng)目中使用植草溝串聯(lián)生物滯留塘的方式，形成整體海綿綠帶。設(shè)計(jì)植草溝寬度0.8～1.5 m不等，深度20～30 cm，面層按照配比要求放置粒徑5～15 cm的卵石，并且局部點(diǎn)綴徐州本土地區(qū)綿羊石，讓整體植草溝在形式上更能體現(xiàn)徐州本土特色；植草溝周邊局部膨大部位則設(shè)計(jì)成生物滯留塘，在雨量大的月份，滯留一部分雨水，自然形成水景觀如圖6中深色部分。

以之前計(jì)算的數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，設(shè)計(jì)完后的植草溝及生物滯留塘，共能收水494.6 m3。與本項(xiàng)目計(jì)算的收水量503.1 m3基本達(dá)到匯、收平衡。為了更好的利用這一片區(qū)的雨水，在設(shè)計(jì)好的3組生物滯留塘旁，分別設(shè)置了3組蓄水池，收集因短時(shí)間內(nèi)暴雨強(qiáng)度過大而造成的過量雨水。整個(gè)收水過程是“收水—過濾—蓄水—用水”。當(dāng)蓄水池儲(chǔ)蓄容量達(dá)到設(shè)計(jì)上限時(shí)，一則可將儲(chǔ)存的雨水用做它用，如灌溉等；二則，無法收集的雨水將滯留在生物滯留塘中，形成水景觀。最后當(dāng)滯留的雨水高度超過生物滯留塘中設(shè)計(jì)的景觀擋水坎的最高點(diǎn)時(shí)，雨水將會(huì)自然溢流至泄洪溝，最終排向湖泊，補(bǔ)給湖水。至此，海綿城市中的滲、滯、蓄、凈、用、排會(huì)在整個(gè)項(xiàng)目中都有所體現(xiàn)。

4.3道路系統(tǒng)

整體道路設(shè)計(jì)分為兩級(jí)。一級(jí)為慢行系統(tǒng)，寬2.5 m，兼自行車行駛功能；二級(jí)為游園路性質(zhì)，寬1.6 m，以步行功能為主。道路系統(tǒng)從基層到面層全部選用透水材料，減少地表徑流，減輕雨洪壓力。

一級(jí)慢行系統(tǒng)，采用銹紅色透水混凝土。做法結(jié)構(gòu)由上到下分別為150厚透水混凝土，100厚碎石墊層，素土夯實(shí)。在整個(gè)透水混凝土設(shè)計(jì)中，考慮到成本因素，采用底層100厚原色透水混凝土，面層50厚銹紅色透水混凝土的設(shè)計(jì)方法。二級(jí)游園路，則采用透水磚面層，做法結(jié)構(gòu)由上到下分別為60厚陶瓷透水磚，30厚1∶6干硬性水泥砂漿，100厚透水混凝土，100厚素土夯實(shí)。按照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》及JC/T945-2005《透水磚》的規(guī)定，在常溫下，透水混凝土的透水系數(shù)不能低于0.5 mm/s，強(qiáng)度等級(jí)不低于C20，透水磚的透水系數(shù)則不能低于0.01 mm/s。根據(jù)規(guī)定，中標(biāo)施工單位經(jīng)過試驗(yàn)適配出最佳配合比，鋪設(shè)整體道路。由于山體自然形成了大小不一的陂塘，為了使道路系統(tǒng)更加連貫，設(shè)計(jì)通過石橋連接植草溝兩側(cè)道路，營造了一種小橋流水的意境。

4.4植物系統(tǒng)

整體植物設(shè)計(jì)本著經(jīng)濟(jì)、適用的原則，以保留泰山自身原生態(tài)為出發(fā)點(diǎn)，分別選用了烏桕、欒樹、青桐、黃連木等色相變化明顯、適合山體生長的喬木為骨干樹種，結(jié)合原有側(cè)柏林，營造豐富的秋季景觀；在下木選擇上，以多年生籽播花卉為主，同時(shí)搭配既耐蔭又常綠的八角金盤、大花萱草、花葉蔓長春，讓整個(gè)西坡四季有景可觀；而對(duì)于植草溝和生物滯留帶旁，則種植了在徐州地區(qū)長勢較好的兩棲植物黃菖蒲和水生鳶尾，配合觀賞

草，打造泰山西坡別樣風(fēng)情。

5結(jié)語

泰山西坡海綿體的建設(shè)，將會(huì)為未來其他海綿體的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。特別是和徐州處在同緯度的城市，都可以以此為藍(lán)本。該項(xiàng)目是徐州地區(qū)首次嘗試建設(shè)山體海綿，也是在探索、試驗(yàn)的過程中一步一步摸索前進(jìn)。就建成后效果而言，能夠滿足海綿城市的前期要求。當(dāng)然，建成后如何養(yǎng)護(hù)，則是項(xiàng)目后期的難點(diǎn)。比如建好的植草溝、生物滯留塘的養(yǎng)護(hù)方法，是按照傳統(tǒng)形式上的植物來養(yǎng)護(hù)，還是每次暴雨過后，都需要清理一遍。再者，透水材料如何保證長久的滲透性？在北方的冬季會(huì)不會(huì)出現(xiàn)凍害問題？這些疑問都只能在建成后的泰山西坡山體公園的養(yǎng)護(hù)過程中，一步一步尋求最佳解決方案。實(shí)踐證明，該技術(shù)方法能夠在海綿城市前期方案中起到預(yù)測作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡凌豪.適用于“海綿城市”的水文水力模型概述[J].風(fēng)景園林，2016（2）：33～43.

[2]佚名.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：住房城鄉(xiāng)建設(shè)部，2014.