王伟杰　吴婧　张坤　罗兵

摘要：在城市化建设中，现代化城市的地表逐步被建筑物和混凝十等阻水材料硬化覆盖，形成了生态学上的“人造沙漠”，便捷的交通设施，铺设平整的道路在给人们的出行带来极大方便的同时，这些不透水的路面也给城市的生态环境带来极大的负面影响。中国科学院青岛科教园项目部引入“海绵城市”的理念融合了当地的一些实际情况，对这个新兴理念进行了“本土化”，并且配合下沉式绿地解决了下雨积水，淡水不足的问题。

关键词：海绵城市;下沉式绿地;新材料;绿色能源

1  引言

中国科学院青岛科教园项目位于青岛古镇口军民融合发展区海军路西侧，离海岸线只有不到五十米的距离，由于地处尚未发展地带，市政管网尚未通到此处，因此只能采取打井取水的方式，但由于离海岸线过近的原因导致井水含盐量过高，无法达到绿植的灌溉要求，项目部内大量的绿色植物的浇水成了大难点。鉴于此，项目部提出了使用“海绵城市”的想法。

“海绵城市”的概念是指城市能够像海绵一样，在适应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。在这一吸一收的过程中实现了城市内部良性的水循环系统，还能自动吸收水系统的污染物质，保持城市水土。采用“海绵城市”概念一次性解决了办公区关于水资源的全部问题。

中科院项目部的“海绵城市”系统主要包括透水混凝土路面，雨水收集过滤系统，风力发电机，太阳能板，绿植自动灌溉系统。

透水混凝土是一种多孔、轻质、无细骨料混凝土，将水泥、特殊添加剂、骨料、水用特殊配比混合而成，由粗骨料表面包覆一层胶结料相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，它比其他地面铺装材料更为优良、生态、环保，属于全透水类型，有很好的透水性、保水性、通气性，水能够很快地渗透混凝土;透水混凝土作为环境负荷减少型混凝土，具有与普通混凝土不同的特点即容重小、水毛细现象不显著、透水性大，胶结材料用量少、施工简单、绿色环保型和生态型的道路材料，透水混凝土路面的结构形式自下到上依次为素土夯实、级配碎石、60～200 mm 透水混凝土。

雨水收集系统的由四部分组成 。集水区：是一个确定的表面区域。收集降落的雨水和自透水混凝土下渗的雨水。输水系统：将水从集水区转输到贮水系统的渠道或者管道。配送系统：采用风力发电产生的电力驱动泵配送雨水的系统。净化系统：包括过滤设备、净化装置和用于沉淀、过滤和消毒的添加剂。

绿植自动灌溉系统维持现有景观，配合地形、地貌特点，注重灌溉喷洒的观赏性，做到美观实用。其中为埋藏式伸缩喷头，安装时顶部与草坪地面平齐，当管道中有压力水时，喷头的喷嘴部分弹出地面约5cm～10cm，无水压时，喷嘴保持与地面平齐，不影响花卉修剪等日常活动。与目前一些地方应用竖铁管加摇臂式喷头系统相比，其优点明显：管道采用PVC 塑料管，全部埋在地下，可很方便地与喷头相连;控制系统多由电子调谐可编程控制器和24V交流信号控制的电磁阀组成。

“下沉式绿地”主要设置在园区围墙与施工现场环形道路之间，该绿地的模式顾名思义就是绿植草坪的顶标高低于周边路面，并且周围的路面要向下沉式绿地处找坡，保证雨水可以顺着坡度汇集到绿地处。同时绿地的四周设置路沿石，路沿石下方设置卵石或粗砂石，防止雨水冲刷破坏绿植。下沉式绿地区域尽量避免重型機械的碾压或者可以适量加入有机质、膨胀页岩、多空陶粒等碎材来改良土壤结构，土壤渗透性较差的地区可以通过添加炉渣等措施增大土壤渗透能力，缩短下沉式绿地中植物的淹水时间。一定要确保植物淹水时间不要过长。雨水等通过下渗进入级配集水沟，集水沟设置有沉砂池，最终将水排入地下水收集系统，进入循环网，与“海绵城市”协同作业，保证水循环系统内蓄水量，同时解决了现场临时道路积水及排水难的问题。

2  采用“海绵城市”和“下沉式绿地”相融合的项目部解决了以下十大问题：

2.1  缓解了办公区排水问题

由于青岛靠海，受气候影响降水量大，根据气象局数据显示，2017年8月份全市平均降水量209.5毫米，比历年同期偏多24.9%，比去年同期偏多82.7% ，如此大的降水量使项目部的排水成为了一个难点。如果采用传统明沟直接将雨水排入下水井，不仅没有将淡水好好利用起来，为了达到排水效果还要设置多处明沟，大大影响了整体的美观。采用透水混凝土可以省去挖明沟，并且厂区无需设置坡度，排水性能也比明沟提高了数倍，整个办公区任何一块地面都可以“排水”。

2.2  形成良性的水循环系统

“海绵城市”主要解决的问题还是实现水循环，当降水过多的时候，直接将水快速排出，储存在地下埋置的雨水收集系统中，经过沉淀过滤，使水质达到可以冲洗厕所，灌溉绿植的要求，当天气干旱时直接使用储存的水来进行灌溉，多余的水资源从最下方的过水洞渗出，重新回到收集系统中，实现了水的循环使用。

2.3  配合绿色能源解决灌溉问题

由于离海岸线太近导致的地下水盐含量过高等问题也因此解决。水经过雨水收集系统的过滤和沉淀可以直接用于灌溉，通过加压系统以及提前预埋好的喷淋装置，可人工控制或定时自动浇灌。同时项目部安装了风力发电车以及太阳能电池板，产出的电能可以直接用于喷淋系统使用，整个灌溉不仅仅是实现了水循环，而且使用的全部为绿色能源，一举多得。

2.4  改善办公区的自然景观

采用传统的广场砖铺设需要按照模数设计，颜色和形状比较单一，很难在道路设计上有什么新意。采用透水混凝土可以解决这个问题，透水混凝土主要包括摊铺 、成型、表面处理、接缝处理等工序。可采用机械或人工方法进行摊铺;成型可采用平板振动器 、振动整平辊、手动推拉辊等进行施工;表面处理主要是为了保证提高表面观感，对已成型的透水混凝土表面进行修整或清洗 。透水混凝土拥有色彩优化配比方案，能够配合设计师独特创意，结合海洋元素与项目所在的军民融合发展区的主题，实现有主题特色的装饰风格。这是一般广场砖很难实现的。

2.5  缓解“热岛现象”

广场砖或混凝土地面很难与空气进行热量、水分的交换。对空气的温度、湿度的调节能力差，且由于硬化地面的高反射率， 使它在大量吸收、储存了太阳辐射热之后， 又将热量反射释放出来，使铺设的路面温度比其他地方高2～3℃，产生“热岛现象”。透水混凝土的密度本身较低，降低了热储存的能力，独特的孔隙结构使得较低的地下温度传入地面从而降低整个铺装地面的温度，这些特点使透水铺装系统在吸热和储热功能方面接近于自然植被所覆盖的地面，有效缓解热岛现象。

2.6  改善空气扬尘问题

大孔隙率的透水工程材料能吸附城市污染物（如粉尘），减少扬尘污染，对地表污水起过滤作用。而且在雨天可以有效的防止地表径流的情况出现，这样就可以防止垃圾随着地表径流随处漂，到处是脏水的情况。使项目部无论是晴天还是雨天都是干干净净的，更加环保。

2.7  解决广场砖容易被压坏的问题

经国家检测机关鉴定，透水混凝土的承载力完全能够达到C20-C25混凝土的承载标准，高于一般广场砖的承载能力。对于项目部办公区内经常要走车的情况，传统的广场砖容易被压坏，更换起来也比较麻烦，采用透水混凝土铺装可以一次性解决承载力问题，以避免后期反复更换维修广场砖。

2.8  维护简单，清洗方便

之前用铺砖的传统方式做路面，由于砖缝的原因，容易藏污纳垢，采用透水路面后，之前所担心的孔隙堵塞问题得到了解决，透水铺装路面使其只需通过高压水洗的方式就可以轻而易举的解决。

2.9  地面不存水，不结冰

办公区内地面截天然降水，蓄养地下水，减少植物灌溉用水量，节约水资源。透水地面雨后无积水，雪后无结冰不打滑，保证行人及车輛安全。施工场区内的临时施工道路路面排水迅速，并且节省了常规的汽油泵排水环节，避免铺设大量水管及燃油的消耗。

2.10  维护土壤生态环境的平衡

透水性铺装兼有良好的渗水性及保湿性，它既兼顾了人类活动对于硬化地面的使用要求，又能通过自身性能接近天然草坪和土壤地面的生态优势以便减轻城市非透水性硬化地面对大自然的破坏程度，透水性铺装地面以下的动植物及微生物的生存空间得到有效的保护，因而很好地体现了“与环境共生”的可持续发展理念。

引入“海绵城市”概念，必须要转变传统观念。传统建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。引入透水混凝土和雨水收集系统等概念，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念，通过新材料，新技术一次性解决了灌溉水问题，园区排水问题，同时还缓解了热岛效应可谓是一箭三雕。

参考文献：

[1]董淑秋，韩志刚.基于“生态海绵城市”构建的雨水控制利用规划研究[J].城市发展研究，2012，18（12）：37-41.

[2]唐宁远，车伍.城市雨水处理设施规模确定方法分析[J].给水排水，2009，26（20）：28-33.

[3]中国经济网.国外建设“海绵城市”面面观[EB/OL].中国经济网，2015-08-12.