方涛+白雪+李岩+邓睿

【摘 要】结合发达国家及国内对雨水资源的利用研究来阐述构建下沉式绿地空间设计，运用海绵城市理念指导建设可持续性、弹性的绿色城市，从源头管理雨水，满足、完善城市给排水等功能，注重城市生态环境的保护和修复。本文以公园、广场、立交桥、道路、居住区等绿地空间设计为载体，探讨提高控制雨水径流的渗透、调蓄、净化利用和排放能力的方法途径，维持或恢复城市的“海绵弹性”功能，实现城市良性水文循环。

【关键词】雨洪资源；海绵城市；下沉式绿地；城市空间

【Abstract】Combined with the developed countries and domestic of rainwater resources utilization of to elaborate construction of sinking type green space design， using sponge city concept guiding the construction of sustainability， flexibility of the green city， from the source to stormwater management satisfy and improve urban drainage， and other functions， focusing on urban ecological environment protection and restoration. The in parks， squares， overpass， roads， residential areas and other green space design as the carrier， to improve control stormwater runoff infiltration， storage， purification and utilization and the way of discharge capacity， maintain or restore city "sponge elastic function， sound urban hydrological cycle.

【Key words】Rainwater and flood resources； Sponge city； Sunken green space； Urban space

0 引言

雨洪资源的利用是近年来探讨最热门的话题。为解决水环境生态与城市发展失衡这一普遍性困惑矛盾，国内外专家学者以新型雨洪技术管理为理念，将弹性的雨洪蓄渗工程技术与城建中的景观规划设计相结合，进行了城市绿色雨水利用、下沉式绿地建设等工程项目，发挥“城市海绵“的弹性作用，实现城市空间的雨水利用价值最大化。开展城市绿地雨洪利用、城市湿地公园规划建设及下沉式绿地建设等，发挥“城市海绵体”功能，实现城市绿地调蓄雨洪功能最大化价值。

1 国内外海绵城市的动态发展

1.1 国外海绵城市动态发展

发达国家海绵城市的研究主要体现在雨洪的利用上。它们改变以往城市集雨工程快速、高效的排水的做法，在雨水系统资源收集、管理、循环利用上，并成立了国际雨水集流利用系统协会，各个国家研究制定不同性质的国家级地方政策法规，并在实践基础上形成较成熟的技术体系。

日本政府在20世纪80年代开始推行雨水贮留渗透计划，民间“日本雨水贮留渗透技术协会”成立。90年代颁布“第二代城市下水总体规划”，把雨水渗沟、渗塘及透水地面纳入城市总体规划中。1996年开始对地下储雨装置给予一定的雨水利用补助金，并形成制度。发挥法律规划、社会组织管理作用为日本城市雨水资源的技术控制及利用奠定了基础，发挥雨水多功能调蓄作用，并大规模的运用在城市中，保障了雨水资源利用的实施。

德国是最早对城市雨水采用政府管制制度的国家，20世纪初期就已经发布了“对未受污染雨水的分散回灌系统的建设和测量”，1989年就出台了雨水利用设施标准（DIN1989）。技术上，德国城市雨水利用主要体现在屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水利用系统等三种形式[1]。受美国BMPs影响，德国采用雨水系统的措施类型是“湿地过滤沟系统（MR）”。目前德国“第三代”雨水利用技术及标准已经实施，已建成一批各具特色的生态小区雨水利用系统。目前在政府的引导下德国雨洪利用技术已经进入标准化，已经形成针对低影响开发的雨水管理较为系统的法律法规、技术指引和经济激励政策。

美国城市雨洪管理的发展分为三个阶段：第一阶段水量调控，第二阶段是水质改善，1972年美联邦提出最佳管理措施的概念（BMPs），核心理念是对非点源水体的污染控制和源头控制与研究，技术处理上强调工程和非工程、生态与自然措施结合的方法[2]。第三个阶段可持续发展，20世纪80年代至今，重点是控制非点源、雨水循环、健康福利、全方位多维度综合运用等。1990年提出低影响开发（LID）的理念与技术体系，弥补BMPs技术上的缺陷，在BMPs基础上形成的雨水控制利用的综合技术体系。LID是一种基于微观尺度控制的场地设计策略，其原理是通过渗透、过滤、蒸发、截留等方法模拟雨水的自然水文过程，将径流控制源头，减轻城市排水管负担，结合景观设计，创造出优美的空间环境。

澳大利亚在1994年提出水敏感城市设计（WSUD），2000年就政府与规划部门召开了“水敏性城市设计——城市区域的可持续排水系统”会议，其核心是城市生态系统，注重水质的保护和改善，把雨洪管理与城市给排水和城市规划设计相结合，倡导多目标的发展方式，维持城市水资源的良性循环发展。英国1999年提出可持续的排水系统（SUDS），通过过滤式沉淀槽、洼沟等与BMPs技术措施结合，改善城市整体水循环和区域水生态系统。新西兰的雨水处理装置（LIUDD）设计指南、低影响设计指南，为雨水系统处理提供了指导思路。

1.2 国内海绵城市动态发展

我国城市的雨水系统研究开始于20世纪末21世纪初，结合国外成熟的雨洪控制系统技术在北京、上海、深圳等大城市作为试点，水利部于2001年颁布了《雨水集蓄利用工程技术规范》，标志着雨水系统控制技术的初步成熟。

2004年，深圳市引入低影响开发理念，与美国土木工程师协会、联邦环保局开展相关技术交流与研究，签署包括流域管理、面源污染控制和低冲击开发的技术交流与合作协议框架。编制城市绿地等雨水利用工程的地方技术规范，积极探索在城市发展转型，建设“低影响开发城市雨水系统研究与示范”项目的光明新区，转变城市雨水系统从快排为主到“渗、滞、蓄、用、排”的建设理念，为探索城市可持续发展奠定基础。

2014年2月《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确提出：加快城市基础设施建设，提高设施运行管理水平。切实加强城市暴雨内涝防治工作。一是，实施“城市排水（雨）综合规划纲要”，同事并编制“全国城市排水规划的设施建设。二是，围绕加快推进雨污分流改造，提高城市排水能力，推进低冲击发展和建设模式，加快建设海绵型城市的政策措施。

2 海绵城市概念

海绵城市是指城市可以像海绵一样，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、渗水、蓄水、净化水，需要时将蓄存的水释放并加以利用[3]。它强调以弹性、慢排缓释和控制源头分散为理念，整合降水、地下水循环系统性、地表径流等给排水各个环节，以应对复杂的自然环境、人工环境，为建设新型城镇化提供重要保障。

建设海绵城市，也就是构建一个低影响雨水系统，主要通过渗透、停滞、积蓄、净化、排水等其他技术手段，使水循环径流更加的顺畅、自然。通过道路透水性铺装、道路边植草沟、公园绿地等载体，有效地滞留、吸收、排放地表径流水；提高雨水径流的渗透性、存储、排水、净化等利用能力，要加强对城市降雨径流的控制和管理，实现城市水的良性循环，保持或恢复城市的“海绵弹性”功能；逐步缓解城市暴雨洪涝灾害，提高水资源利用率，降低市政管线建设成本，优化城市空间环境的优化和多目标；改变传统的城市建设模式主要取决于灰色设施如组织雨水排放管和排水泵站，“快速排放”和“终端集中”作为规划设计的主要思想的控制。

3 下沉式绿地概念

业界对下沉式绿地的研究有狭广之分，通常所讲的地势低洼绿的和下凹式绿地属于狭义的概念，其典型构造为绿地高程低于周围硬化地面高程0.05米-0.25米之间，雨水溢流口位置位于绿地与硬质化地面交接处或绿地中，雨水口高程略高于绿地高程且低于硬化地面高程[4]；广义下沉式绿地包括多功能调蓄池、低洼地、雨水湿地、雨水花园、雨水塘等生态雨水设施，也涵括了狭义的下沉式绿地[5]。本文以狭义的下沉式绿地作为研究内容，其最简单的雨水蓄渗设施，可在城市道路、城市公园绿地、城市立交桥、城市广场绿化、居住区绿地等周围设置，应用范围较广。根据城市地质条件和水文条件的不同情况，在实施策略上选择适合当地的条件和可操作的措施。

下沉式绿地可汇集周围硬化地表产生的降雨径流，利用植被、土壤、微生物的作用，截留和净化小流量雨水径流，超过绿地蓄渗容量的雨水经雨水口排入雨水管网[6]。下沉式绿地可以起到缩减雨水径流量、完善城市给排水、减少城市洪灾等功能，其下渗的雨水有补给地下水资源、减少绿地浇灌水、增加土壤水分含量的作用。同时，雨水径流携带污染物中所含的氮、磷等化学物质，经过生物分解、化学、雨水自净的作用，转化为绿色植被根系所需的营养物质，促进绿色植物的生长。

4 城市空间中下沉式绿地景观设计策略

4.1 公园绿地

城市公园绿地不仅为居民创造良好的城市景观空间，也为居民健康提供保障，除此之外还具改善城市局部环境小气候，净化空气、水体和土壤的作用，是城市可持续发展的关键。城市公园绿地中的雨水系统由储存、回用、入渗、排水、管路系统等五个主要部分组成。下沉式绿地作为一种软性的新型雨水利用的工程技术设施，可以用来贮蓄、净化入渗汛期的雨水。在下沉绿地中，因地表浅土层植物根系发达，土质相对较疏松，土壤透气性好，经测定有植被草地的土壤稳定入渗率比相同土壤条件的无植被草皮的裸地高百分之15-20个百分点，其降雨或地表径流入渗性较无植被草皮的裸地大[7]。在城市绿地中，植被覆盖率高，设计应优先考虑净化入渗系统，将雨水直接渗透地下来补给地下水。

在新的城市绿地空间规划和设计，通过控制路面垂直高程、植被绿色高程、雨水口高程，也可以形成一个下沉式绿色空间，在绿地内设置雨水口，路面高度大于绿地的高度，雨水口的高度略高于绿地的高度。雨水口底部设置管道，与市政管网相结合，这样的做法能够使绿地周围的道路、建筑物等其他区域的雨水径流流入下沉式绿地内，待绿地蓄满水后再溢流入雨水口，由雨水口底部管道排出，以此来减少雨水对植被的灾害。

4.2 道路

城市道路在城市空间内部建设用地占有很大的比例，是雨水径流汇聚产生的一个主要场所，同时汇集了屋面雨水，因此，控制城市道路路面径流雨水显得尤为重要[8]。设计上可在道路两侧的人行道上采用透水式铺装，道路两侧的绿化带及道路行车中分带适当下沉，道路路面高程略高于绿化带高程。道路两侧绿化带与道路路基关系甚密，下沉式绿地较长时间内渗水对路基的稳定性会产生一定影响。为保证路基安全，在绿地宽度较窄的条件下可设置混凝土挡水墙或者在绿地内靠近路基一侧设置防水设施；绿地宽度较宽条件时，在下沉式绿地前设置缓冲空间，通过缓坡过渡连接下沉式绿地。同时还可将雨水通过向周边公园绿地等自然环境引流排放，更好的储蓄、吸收雨水。

需要说明的是，城市路面受大气污染、路面材料、汽车排放物和城市废弃物等各种影响，路面径流是城市道路面源污染的主要组成部分。道路径流进入下沉式绿地时必须研究城市雨水径流污染情况，注意到雨水径流中所携带的污染物对绿地植被和地下水循环的影响，以避免造成对地下水的二次污染和绿色植被的危害[9]。市政道路初期雨水径流是不能直接在下沉式绿地内利用，必须通过一定的专业净化技术措施后才能使用。

4.3 广场

城市广场是现代人们日常出行、休闲主要活动空间，也是雨水主要汇聚的场所之一。设计广场绿地景观时，可以适当的降低绿地的高程，设置广场与绿地周边的坡度，保证雨水排至附近下沉式绿地，以更好有效地汇集吸收、下渗、储蓄雨水。为完善城市水循环系统，植物配置应乔木、灌木、地被植物和花卉相结合，在营造良好景观空间的同时，也可利用地被、灌木、乔木植物根系更充分吸收来自地表的径流雨水。以先进的生态技术为指导理念，充分考虑引导雨水汇集、吸收下渗的作用，广场和非机动车道可选用低碳环保材料或透水材料铺装。因景观功能需要无法采取透水铺装的区域，可适当设置排水坡度或者采用灰色的雨水管道将雨水引到透水性下垫面，其作用是渗透吸纳更多的雨水。

对于汇集的雨水污染或因水质差异，可在广场地面污染严重的地区和绿地植被浅沟区设置初始雨水自动流动装置，其内部雨水排水管网统一处理或单独处理后排放，而且还使用可持续的生态循环净化措施，使污染雨水得到净化。为保证广场周边的景观空间视觉，应选用耐干旱、耐水湿等抵抗性较强、视觉观赏效果好的植被种植在下沉式绿地、植被浅沟内。并在广场周边下沉式绿地设置溢流装置进行自动监测、自动调蓄，使植物的淹水时间控制在24小时内，减小对植物生长的影响；或者微地形的变化，植物株高略高于深埋线[10]。

4.4 立交桥区

在城市立交桥下，绿地是城市空间绿地的一部分，它为城市居民提供一个休闲场所。在路两边的纵坡一般都比较大，其特点是降雨累积的排水速度更快，如果排水不及时，就会造成行人交通安全。现有的城市立交桥空间区绿化带高于路面，在缓坡桥区附近的绿地进行适当的下挖，使绿地低于两边地面或道路路面，种植一些灌木、草本、花卉、地被植物，也可设置一些廊架、山石、公共设施、景观小品等。

4.5 居住区

居住区绿地景观是指由居住区道路、景观构筑物、地面铺装、建筑物及其他界面围合而成的，是整个城市空间景观格局中的重要组成部分，创造恬适、安静、卫生、美观的环境对居民的身心健康，起到十分重要的作用。居住区以城市道路分割，通常为内向封闭式小区，内部主次干道、人行道、休憩广场应采用透水铺装；当规划和建设居住区绿色时，根据场地竖向高程变化和水文条件，应尽可能设计下沉式绿色空间，绿地低于地平面，可以更有效的吸收、滞留、节约雨水，也可与小区内的水系结合，成为居住区内部的水系景观。考虑到雨水径流流入下沉式绿地内，绿地内土壤水分饱和情况下，一定时间内对下沉式绿地植被安全产生的影响，为减小绿地植物的安全，在植物配置上选用一些耐湿的植物与耐旱的植被结合，同时在绿地边做排水口，让多余的雨水随排水口排出。

5 结语

下沉式绿地是一种可持续性、分散式、新集雨型的生态基础设施，以“海绵城市”为理念构建下沉式绿地，完善城市绿地雨水净化、排水、地下水补给、储蓄等功能，改变传统的水资源管理理念，能有效减少对生态环境的影响和破坏。把城市绿地当做“绿色海绵体”设计，以低影响开发为原则，从源头管理雨水，有效地解决雨水“减速、过滤、净化、吸收、下渗”等一系列雨水问题。同时，结合城市空间绿地进行综合性设计，在不增加土地资源的用地面积、少量能源消耗和建设成本的条件下，可以实现节约用水、节约土地、减少洪涝灾害的发生频率、减少城市非点源污染、实现绿色功能、雨水径流回收利用、改善生态环境等各种目标[11]。可见，先进科学理念、严谨的水文计算方法，合理的场所规划与竖向空间设计，是发挥下沉式绿地实现水文调蓄功能的最大生态价值的前提，它需要市政工程、建筑学、生态学、城市规划、给排水、工程管理、风景园林等专业的配合。

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[责任编辑：杨玉洁]