海绵城市在陕西西咸新区市政建设设计中的应用

2020-03-18石碧岩

建筑施工 2020年11期

石碧岩

中铁十八局集团第三工程有限公司河北涿州 072750

多年来，不少城市由于暴雨而引发积涝灾害，城市排涝主要是通过增加排水管和排水泵等临时措施加以解决的，给人民群众造成了极大的财产损失。城市积涝发生的原因除了雨季降水比较集中外，主要还是城市规划缺乏整体性和前瞻性、城市地下水的过度开采、城市河流系统治理效果不显著而产生的，所以积极构建海绵城市是一个重要解决途径[1]。

自2015年10月《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》发布以来，全国多个城市开始试点建设海绵城市。按照政府的规划，到2020年，全国城市20%以上建成区要自然存储70%的降雨。2030年，全国城市80%以上建成区要达到这一指标[2]。

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雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。海绵城市设计就是把城市空间布局、地上建筑和地下开发结合起来，统一规划建设成像海绵一样，能够吸纳和释放雨水，调节城市水资源的有效利用，减少或消除城市积水灾害的发生。在降雨季节，雨水可以就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化，补充到地下水；当干旱季节雨水不足时，可以将蓄积的水及时地释放出来充当灌溉、净化用水，减少地下水资源的过度开发利用。坚持生态优先，增强雨水的自然渗透比例，对于统筹协调城市用水量，适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害保持良好的弹性。

这种低影响开发技术多采用雨水源头的控制、雨水径流的舒缓、多功能景观涵养、采用渗水抗压环保材料等方法实现水资源的有效开发利用，不仅使城镇景观路面具有很好的雨水渗透性，让城市路面不再发热，也有效缓解了城市热岛效应。

1 陕西西咸新区市政建设工程概况

陕西西咸新区为2015年国家第一批16个“海绵城市”建设试点之一，规划总面积882 km2，承担着“海绵城市”在西部地区先行先试，示范引领的作用。其核心指导思想是：综合水资源可持续利用、良性水循环、内涝防治、水污染防治、生态友好等多目标，构建一系列有关城市雨水的管理系统[3]。

沣西新城位于沣河以西、渭河以南，规划总面积143 km2，先期22.5 km2的海绵城市试点区域专项开工项目62个，开发建设海绵型公园绿地80万 m2，绿色屋顶5 500 m2，中心绿廊全长7 km，完成海绵型小区与园区逾50万 m2，海绵型道路35 km，已构建起由高到低的屋顶花园、建筑小区、市政道路、景观绿地和中央雨洪调蓄系统在内的低开发雨水综合利用体系。沣西新城建筑小区、道路、广场、绿地等处富余雨水通过道路雨水边沟、雨水浅管、市政管网等设施，实现直接或间接全面收集调蓄，总调蓄量可达到300万 m3，完全可以应对极端天气下的城市内涝。

2 海绵城市在西咸新区市政建设中的设计要点

陕西西咸新区主要采用生态园林、绿化带、生态滤沟、透水路面、公路边沿、雨水花园、屋顶花园等典型“海绵城市”的规划设计。

2.1 生态园林设计

陕西西咸新区试点沣西新城海绵城市设计中采用生态园林理念，在新城中心规划建设长1.3 km、宽1.1 km，占地面积为1.48 km2的中央生态公园，连接该区所有雨水管网，吸纳来自周边约10 km2范围内的雨水，成为新城的生态蓄水池；全长6.8 km，宽200～300 m，占地约1.80 km2的丝路绿廊从东向西贯穿新城核心区域；全长12.3 km，宽50～150 m，占地约1.17 km2的绿带环绕新城核心区域；全长约25.3 km，占地约4.74 km2的外围河道在新城边缘形成一条外围生态环。

在“一心一廊双环多带多园”的公共空间结构中，由建筑小区解决雨水源头消纳的问题，由市政道路解决富余雨水的传输问题，由街头绿地作为区域级的雨水调蓄枢纽，最终汇入沣西新城中央生态公园，形成整个区域多余雨水的收集和调蓄，使沣西新城形成一个以中央生态公园为中心和创新绿环为外围的生态园林新城。

生态园林设计的要点在于生态优先。在规划建设过程中对生态公园的保护和绿地湿地的建设给予高度重视。城市中公园、河湖、湿地是重要的海绵要素，应积极利用自然排水系统，避免对其造成影响，这样才能更好地自然寄存雨水，实现可持续水循环，让城市环境的自我修复能力得到保证。

在海绵城市建设体系当中，无论是森林草地还是河流湖泊都是非常重要的内容，在生态园林设计过程中都应考虑，积极修复已被破坏的空间，保证区域协调，这样才能让海绵城市和生态园林的建设发挥出各自的作用[4]。

2.2 绿化带设计

传统的绿化带普遍高于路面15～20 cm，雨水多时，过量的雨水流向路面，冲刷出的泥水在路面车辆碾压下四处飞溅污染环境。采用海绵城市理念设计的绿化带不仅具有调控雨水的能力，而且具有净化作用。绿化带的高度通常比路面低15～20 cm，以便雨水能够自然地通过雨水口流向绿化带。绿化带设有砾石层、砂层、渗透性填料层、种植层以及渗水管和溢流管。渗水管慢慢地使雨水下渗，过滤水中杂质，溢流管使过多的雨水排入蓄水池或通过导流系统流入中央生态公园。

绿化带设计（图1）要点在于分区设计、强化功能。中间分车绿化带设计可以分流道路雨水，更好地展现道路美观的效果。

图1 绿化带设计示意（单位：m）

两侧绿化带设计采用下沉式绿地、生物滞留带、雨水湿地等措施，不仅能有效缓解车道雨水的径流量，还能够利用绿化带涵养水源的功能存储雨水，既解决了城市内涝的问题，又节约了绿化养护的人力和水资源。路侧绿化带设计的主要功能是储存过滤雨水，隔声降噪、美化道路。绿化带主要综合考虑其生长特性，适应能力按照乔-灌-草的构成选择具有审美、防尘、隔声、净化功能的植被，美化、亮化城市环境[5]。

2.3 生态滤沟设计

城市道路与人行道路间的生态滤沟主要由植物层和砂石层构成，起到过滤、净化、导流的作用。城市雨水中主要污染成分是悬浮固体和有机物污染物，且水量变化大。沟中种植层可以消减洪峰、舒缓水流，通过砂石过滤、地下渗透，植物根系吸收雨水中的磷、氮，促进植物生长，在生态滤沟中形成土壤、微生物、植物种植的生态微系统，污染物被土壤、滤料或多孔介质过滤、降解，使城市雨水中的悬浮物被过滤，得到净化的雨水可以收集起来用于冲洗或景观绿化养护，达到节水、旱涝季节水源调配、地下水源补充等作用。雨季雨水大时，生态滤沟还可以起到导流明渠的作用，使雨水能够顺沟流入沣西新城中心区域的城市中央公园。

生态滤沟设计中植物的选取和配置是道路生态滤沟建设的重要基础，更是保持水土、净化水质、涵养水源，建设绿色生态文明城市的关键因素。生态滤沟设计中一个主要因素是选择生态适应、功能特性、景观特性、生态效益良好，可大规模使用于本地区的生态滤沟植物，如白蜡、海桐、马蔺、芦苇、木槿、金叶女贞、枫杨、蒲苇、白皮松、黄花鸢尾、小叶黄杨、鸡爪槭、合欢、悬铃木、旱柳、花石榴、紫薇、龙爪槐等[6]。

2.4 透水路面设计

现阶段的车行道多是不渗水沥青结构，与高于路面的两侧绿化带形成一个水槽，雨水过多时，排水口不能及时排空积水，容易造成行车安全事故。采取透水沥青路面和非透水材料底层设计的路面可以有效地提高路面的渗水性，缓解径流总量。

雨水透过上层后，沿着不透水层排入雨水收集管网或进入路侧的生态滤沟。陕西西安沣西新城依据土壤特性，实施两侧收集滞渗、分段收集净化等方式，采用不同防水结构，实现雨水的有效收集，而且通过混合土介质配比试验，改良了原状土下渗及滞蓄能力，并在该区数据八路、信息四路、秦皇大道等40余个建设项目中进行应用[7]。透水路面设计详见图2所示。

图2 透水路面设计示意

2.5 公路边沿设计

公路边沿包括路缘石、雨水口、路肩边沟等设施。路缘石是道路边缘的排水设备，传统的路缘石经常发生雨水漫流现象，通过采用打孔或者钻孔的新型路缘石可以有效解决雨水漫流现象。

雨水口是汇集雨水、顺畅排放的主要设施，一般设置在车道边缘，加装了截污篦子的雨水口能够拦截大大小小的污染物，有效防止道路垃圾堵塞雨水口而造成城市内涝。路肩边沟改为植草沟设计，不仅可以有效净化雨水，而且改变了以往采用水泥混凝土材质极易堵塞的弊端，增强了植被的景观效应。

2.6 雨水花园设计

在海绵城市建设中，西咸新区把雨水综合利用作为重点，在社区、学校、企事业单位的绿地进行雨水花园设计，让雨水“停一停、流一流、渗一渗”，形成供人观赏的雨水花园景观。

雨水花园多为浅凹绿地，植物、砂土把汇聚的雨水净化后逐渐渗入土壤涵养地下水或设地下蓄水池储存雨水，后期用于补给园区景观、冲刷厕所等城市用水，形成一种可持续的雨水收集利用设施。

2.7 屋顶花园设计

在西咸新区一些新建建筑的屋顶设计建设屋顶花园，屋顶花园种类很多，有的适宜休闲、有的是生态景观、有的是花卉种植。屋顶花园栽植的花草树木、各类园林小品对于改善生态环境、增加绿化面积、调节室内温度非常有益，避免了夏季阳光直射屋顶。适宜的屋顶花园、精美的花园特色、安全的花园结构、创新的花园风格、经济的花园设计成为城市又一道靓丽风景线。

屋顶花园不仅可以截留部分雨水、减弱地表径流，还是一个集室内生态调节、娱乐休闲、环保种植为一体的城市休闲场所，是增加绿地面积、建设生态园林城市的有力举措，其发展前景广阔。