王子釗 蒲文鵬 劉 旭 吳秀偉 阮燕霞 王冠平

(1.中國光大水務有限公司水環(huán)境技術研究中心,廣東 深圳 518033； 2.光大水務科技發(fā)展(南京)有限公司，江蘇 南京 210000)

1 概述

隨著我國對雨水資源化認識的加深以及城市內(nèi)澇問題的逐漸凸顯，海綿城市建設的理念應運而生[1]。雨水公園利用城市公園或開放性綠地等城市中的大型景觀地塊，進行針對性的“海綿化”改造，使得公園在兼具景觀和休閑功能的同時，還可以發(fā)揮對雨水的源頭控制作用。通過對雨水采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等不同的處理方式和技術措施，能夠?qū)崿F(xiàn)一個小型匯水分區(qū)的雨水綜合利用，包括綠植灌溉、補充景觀水等方式。而多余雨水經(jīng)過凈化處理后排放，也能減少排入水體的面源污染量。

鎮(zhèn)江市是全國首批海綿城市建設試點城市，“海綿公園”是鎮(zhèn)江海綿城市建設中的亮點工程。鎮(zhèn)江“海綿公園”是一個新建的雨水公園，占地面積約6 hm2，其中綠地面積2.9萬m2，水體2 448 m2，綠地率47.6%。海綿公園包括了下凹綠地、透水鋪裝、多級生物濾池、調(diào)蓄池、綠色屋頂和植草溝等多種綠色或灰色海綿設施，兼具了雨水凈化和綜合利用、景觀和休閑、文化展示和市民宣傳等多種功能。通過對鎮(zhèn)江“海綿公園”的一些設計思路進行分析和總結(jié)，希望能夠為今后類似雨水公園的設計提供參考。

2 雨水公園優(yōu)勢及其工具箱

2.1 雨水公園的優(yōu)勢

在城市建成區(qū)的海綿城市建設中，除了對雨水管線的修繕補充之外，很重要的一個方面是源頭的雨水控制工程。這些源頭控制工程主要是小區(qū)和道路的低影響開發(fā)(Low Impact Development,LID)改造，工程形式包括下凹綠地、透水鋪裝、綠色屋頂?shù)鹊萚2]。但是針對小區(qū)和道路的改造都存在實施難度較大的問題，因為改造施工牽涉到小區(qū)居民同意和破路影響交通等。而且針對居民小區(qū)的“海綿化”改造工程一般受到用地大小的制約，在用地面積的限制條件下，并不能保證滿足設計雨量。

雨水公園除了能通過綠地、水系等天然的“綠色”設施處理原位降雨，還能利用場地優(yōu)勢，構建一部分專門的強化雨水“灰色”處理設施。這些設施，如雨水處理濾池、調(diào)蓄池、強化初級處理工藝池等，能夠大量消納周邊匯水區(qū)域的異位雨水，從而有效緩解周邊地區(qū)積澇情況。無論“綠色”還是“灰色”設施，都能通過景觀設計，與公園景觀相融合，與其他公園景觀共同構成供居民休憩的游園場所。

2.2 雨水公園工具箱

在雨水公園中可配置的設施包括景觀和雨水處理兩大類，再加上引導、標識等附屬設施，共同構成了雨水公園的“工具箱”。景觀工具包括：綠地、水系、噴泉、小品等等，包括這些基礎元素互相結(jié)合后形成的景觀設施。雨水處理工具包括：雨水花園、下凹綠地、生態(tài)樹池等原位工具，集中處理外域客水的集中處理設施，以及為雨水收集轉(zhuǎn)輸、儲存、利用配套的雨水管網(wǎng)、溢流設施、調(diào)蓄設施等。雨水公園設計的關鍵，就是要結(jié)合公園的各方面條件和服務功能，從工具箱中選擇適合的工具進行組合，滿足雨水公園雨水處理利用、景觀構建、居民休閑、文化宣傳等各種功能定位。

3 鎮(zhèn)江雨水公園設計要點簡析

3.1 公園雨水利用路徑與總體設計

雨水公園的本質(zhì)是將原來的公共綠地進行改造，使之在維持之前的景觀和游玩功能同時，加入對雨水的凈化、利用功能，并使雨水利用成為構成公園的元素。因此雨水公園設計中最重要的就是雨水利用路徑設計[3]。以鎮(zhèn)江海綿公園為例，公園中的水源，除了可能與人接觸的噴泉使用少量自來水外，所有的公園水源全部來自雨水。對雨水利用的設計包括凈化、儲存、利用等方面，見圖1。

對雨水的凈化處理主要依靠的是海綿公園內(nèi)的各類海綿設施，如雨水花園、生態(tài)樹池、綠色屋頂、生物梯田等，這些海綿功能單元與其他非海綿功能景觀如棧橋、步道、展廳等，共同構成了海綿公園的主體。按照海綿設施處理雨水的來源，可以將其分為只能處理公園地塊內(nèi)部的原位設施和能處理外部客水的域外設施兩種。原位設施主要以雨水花園、下凹綠地、生態(tài)樹池、綠色屋頂?shù)葹榇?，主要是針對傳統(tǒng)的綠地或硬化表面進行下墊面改造，使之能夠?qū)崿F(xiàn)雨水的快速下滲和凈化，這一類設施景觀功能保留較好，可依據(jù)公園具體情況布置，形式靈活；但是處理的雨水量有限，僅能處理周邊自然匯水進入的雨水。具有處理雨水客水能力的專門設施，形式包括生物梯田、高密度沉淀池、強化混凝工藝等等，根據(jù)其處理規(guī)模對占地有明確需求，在設計時要注意預留專門位置，公園外也需要配套的雨水收集管道。這種設施處理能力強，但是人工痕跡明顯，在設計時要考慮與景觀的結(jié)合；在鎮(zhèn)江海綿公園中采用的是生物梯田作為區(qū)域雨水處理設施，其處理能力大約25 000 m3/d。

經(jīng)海綿公園處理凈化的雨水排放進入受納水體，同時一部分被回用作為公園的綠植澆灌和景觀水系的循環(huán)。這部分被回用的雨水，需要通過調(diào)蓄池儲存，并需要滿足兩場降雨之間的公園用水需求。調(diào)蓄池的體積由雨水凈化設施灌溉方式、灌溉需求等方面數(shù)據(jù)確定。鎮(zhèn)江海綿公園采用的調(diào)蓄池設計體積為500 m3，可滿足公園內(nèi)的水系循環(huán)和綠植澆灌需求。

3.2 公園LID設施設計

雨水公園中的區(qū)域性雨水凈化設施，通常以一體化設備或設備工藝包的形式出現(xiàn)在市場上，一般通過向供應商進行技術采購的形式實現(xiàn)。雨水公園中的LID設施設計，主要是針對雨水花園、生態(tài)樹池等原位雨水處理設施進行設計。這些設施的設計，主要以功能性為主，兼顧景觀性和經(jīng)濟性?，F(xiàn)選取應用廣泛且具有代表性的生態(tài)樹池、傳輸性植草溝和雨水花園等LID設施進行討論。

生態(tài)樹池是雨水公園中針對大型喬木區(qū)域做的LID設計。樹池標高低于地面20 cm，利于收集地面雨水徑流。樹池中喬木的根部樹球周圍，保留原土，而周邊部分用介質(zhì)土換填。介質(zhì)土是通過特定調(diào)配的配方土，其中沙土占比較大，下滲速率比原土高，但有機質(zhì)含量和肥力低于原土。在樹根部分保留原土主要是為了保證喬木生長必須的土壤肥力；而周邊換填介質(zhì)土能加快樹池中雨水下滲的速率，避免積水。經(jīng)過過濾的雨水通過穿孔盲管收集，進入調(diào)蓄池儲存，供公園水系循環(huán)和澆灌雜用，見圖2。

傳輸性植草溝主要功能是在兩個分離的LID設施之間連接，起到傳輸雨水的作用[4]。因植草溝的主要功能不是雨水凈化和徑流流量緩沖，因此不用進行介質(zhì)土換填，其下也不埋設穿孔盲管收集雨水。植草溝要兼顧較多的公園綠地景觀功能，不設路牙與周邊道路隔開，且坡降設置為曲線緩坡。因植草溝一般服務的雨水匯流面積比其他LID設施大，坡底到路面標高須有一定深度，以保證正常降雨情況下雨水在傳輸過程中不會溢流到地面。植草溝深度與植草溝服務面積、當?shù)亟涤晏卣鳌⒌匦蔚扔嘘P。在設計時根據(jù)當?shù)亟涤旯胶陀晁刂颇繕耍Y(jié)合植草溝布置走向和坡度等綜合確定；在鎮(zhèn)江海綿公園植草溝深度是30 cm，如圖3所示。

雨水花園或下凹綠地或?qū)鹘y(tǒng)的花壇或綠地進行改造，將其中的原土完全換填為介質(zhì)土，下鋪礫石，并設置盲管。綠地表面下凹，方便收集和存蓄雨水，在介質(zhì)土上選種適應性較強的本地植物作為綠化。雨水花園與道路的接口處路牙，采用開放式路牙，方便雨水流入。在LID設施中，雨水花園處理雨水的能力較強[5,6]，在與其連接的透水路面下，可依據(jù)具體情況不再鋪設穿孔盲管。雨水花園也是LID源頭控制措施中的主要形式。在雨水花園中的最不利點，要設置溢流井以防止暴雨時雨水倒灌至路面。溢流井口要注意不能高于地面，否則起不到溢流作用；但如果設置標高太低，則不能充分發(fā)揮雨水花園對雨水的調(diào)蓄作用。在鎮(zhèn)江海綿公園中的溢流井口設置為低于地面10 cm，保證暴雨情況下雨水不會溢出綠地；溢流井口至下凹綠地底部還有15 cm，充分發(fā)揮雨水花園調(diào)蓄潛能，見圖4。

3.3 景觀功能設計

雨水公園的景觀設計，要注重“融功能于景觀”。將具有雨水調(diào)蓄凈化功能的海綿設施，很好的融入到總體的景觀之中，使海綿設施和非海綿設施在雨水處理功能上的對立在景觀功能上取得統(tǒng)一。更重要的是，雨水公園的景觀設計，要突出“保護環(huán)境、生態(tài)節(jié)水”的理念，對公眾起到呼吁和引導的作用。

鎮(zhèn)江海綿公園的中心區(qū)是海綿展廳和雨水花園區(qū)域，展廳作為宣傳海綿城市的場所，采用綠色屋頂，融入公園背景。展廳外由近及遠，海綿公園的景觀可分為三個層次。通過階梯與雨水花園相連，形成了海綿公園景觀的第一層次。階梯另一側(cè)，是戶外廣場，設置有生態(tài)樹池，周邊有綠地步汀，通過人行天橋的分隔，構成了第二個層次的景觀；展廳另一側(cè)的設備和管理用房采用江南水鄉(xiāng)式的灰瓦白墻形式，掩映在綠化之中，也同屬于第二個景觀層次。最外圍的第三個景觀層次，以環(huán)形水系作為邊界，其中包含生物梯田、滲渠等設施以及遠處的綠化景觀，形成了景觀虛實過渡的外圍層次，見圖5。

4 結(jié)語

我國對降雨徑流帶來的面源污染的重視，城市發(fā)展導致的地面硬化使得排澇需求增加等因素，海綿城市建設項目在我國應該會越來越多。雨水公園作為一種充分發(fā)揮公共綠地對雨水處理效能的城市海綿體形式，是一種理想的海綿城市建設形式。雨水公園的設計，要突出雨水調(diào)蓄、凈化、回用的設計思路，以此為骨架，添加公園的景觀、游玩、宣傳等其他功能設計。最終的設計結(jié)果，就是要在傳統(tǒng)公園的各項功能之外添加滿足當?shù)赜晁幚硪蟮墓δ?，并在各種功能之間取得平衡。

[1] 俞孔堅,李迪華,袁 弘，等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規(guī)劃,2015,39(6):26-36.

[2] James F.L,Richard M.V,Steven C. C, et al.Classic Optimization Techniques Applied to Stormwater and Nonpoint Source Pollution Management at the Watershed Scale[J].Journal of Water Resources Planning and Management,2013,139(5):486-491.

[3] 尹 路.低影響開發(fā)下城市公園雨水利用設計研究[D].南昌：江西師范大學,2016.

[4] 劉 燕,尹澄清,車 伍.植草溝在城市面源污染控制系統(tǒng)的應用[J].環(huán)境工程學報,2008(3):334-339.

[5] 唐雙成,羅 紈,賈忠華，等.填料及降雨特征對雨水花園削減徑流及實現(xiàn)海綿城市建設目標的影響[J].水土保持學報,2016,30(1):73-78.

[6] 陳 舒,闞麗艷,謝長坤，等.上海地區(qū)不同結(jié)構雨水花園對徑流的去污效果分析[J].上海交通大學學報(農(nóng)業(yè)科學版),2015,33(6):60-65.