基于雨洪管理理念的城市公园雨洪资源化利用规划

2014-04-29李玉明王钰

安徽农业科学 2014年21期

关键词：资源化利用城市公园规划

李玉明王钰

摘要通过文献研究梳理国内外关于雨洪管理的理念产生、理论体系和资源化利用的实践经验，分析城市公园水环境系统的特点及其雨洪管理的重要性，提出公园雨洪管理与资源化利用规划的目标、原则和内容，以期为城市公园规划、建设和管理提供思路和经验借鉴。

关键词城市公园；雨洪管理；资源化利用；规划

中图分类号S26文献标识码A文章编号0517-6611（2014）21-07092-03

Planning for Stormwater Resource Utilization Based on the Concept of Stormwater Management in the City Park

LI Yuming， WANG Yu（Baise City Plaza Management Office， Baise， Guangxi 533000）

AbstractThrough literature study at home and abroad， this paper summarized ideas generation relating to stormwater management， theoretical system and practical experiences of resource utilization. Then it analyzed the characteristics of water environment of urban parks and the importance of stormwater management. Finally it proposed objectives， principles and contents of park stormwater management and resource utilization planning， in order to provide ideas and experiences for the city park planning， construction and management.

Key wordsCity park； Stormwater management； Resource utilization； Planning

19近20年來，发达国家在应对城市雨洪管理的理念上发生了根本改变，从传统的以“排”为主转向了发展复合型绿色生态雨洪管理网络的思路，许多国家城市的雨洪管理与资源化利用已进入标准化、产业化阶段，其中以美国、德国、日本等国家的城市雨洪利用最为成熟，从城市规划建设、建筑设计到城市、公园、校园、居住区等空间的景观设计与营造，形成了完整的城市雨洪利用技术体系，制订了比较完善的城市雨洪利用法律法规和政策保障措施[1]。我国对雨洪利用的历史也很悠久，但是在现代城市规划建设与管理中，只视雨洪为灾害的因素，往往忽略了其资源价值。近年来，我国城市规划设计理论界和建设管理者已逐渐认识到雨洪管理与资源化利用的重要性，从城市规划建设、建筑设计和景观设计营造等方面开展了大量的理论研究和实际工程的建设运营，也取得较好的综合效益[2]。

城市公园的最大特点是拥有丰富的景观，一般均具有较大面积的水景，瀑布、湖泊、喷泉、跌水等景观用水占据公园用水的绝大部分。同时，大量丰富的植被是城市公园的主体和生命，常常占到公园总面积的60%～90%，为保证植被的成活，需要投入大量水资源进行植被养护。此外，还有一些为游客服务的生活用水、公园管理设施的清洁用水和消防应急用水等。因此，城市公园建设期和运营期的大量用水是管理者必须要面对和解决的问题。如何梳理国内外关于雨洪管理的理念产生、理论体系和资源化利用的实践经验，分析城市公园水环境系统的特点与雨洪管理的重要性，提出公园雨洪管理与资源化利用规划方法，对城市公园的规划建设和管理具有重要意义。

1国内外城市雨洪管理与资源化利用的理论与实践

1.1雨洪管理与资源化利用理论

1.1.1最佳管理措施（Best Management Practices，BMPs）。1972年美国提出了最佳管理措施BMPs，其主要内容包括工程性措施和非工程性措施。其中工程性措施是指通过设计建造一些如渗透设施、过滤设施、雨水湿地、植被浅沟、雨水塘、生态沟渠、生物滞留池等工程设施来过滤和净化雨水中的杂质，有效引导雨水的回渗，提高地表对雨水的吸收以补充地下水资源，同时可以延长地表径流的形成时间，起到防涝抗洪的作用；而非工程性措施是指通过制定大量相应的政策和法律性条文，或采用其他管理性措施，如公众教育、雨水回用设施管理办法、透水性铺装有效维护方法等，从而达到在源头控制和预防污染物的作用，也可有效减少工程性措施的投入，保证整个工程系统能取得预期成效。BMPs的主要目标是减少地表径流总量、延长雨水的地表滞留时间、有效控制非点源污染对水体造成的污染，形成一个有利于生态环境保护和可持续发展的雨洪管理体系[3-4]。

1.1.2低影响开发体系（Low Impact Development，LID）。1990年美国马里兰州环境保护署在BMPs的基础，提出了一种更为合理全面的新型雨洪管理措施体系LID。LID体系主要是强调对场地的低强度开发，以减少不透水性铺装面积来还原土壤的渗透力，以植物栽植来降低地表径流的速度及过滤其携带的污染物等，以模拟场地未开发前的自然水文过程（储存、渗透、减少径流排放总量和降低径流速度等水文功能）的方式，从源头上就可降低开发所引致的水文变化及其对周边生态环境的影响[5]。LID的主要内容也分为工程性措施和非工程性措施。BMPs的工程性措施主要是采取在场地的末端位置设计较大型的集水设施来解决雨水问题，而LID则是通过设计建造分散的下凹式绿地、雨水花园、植被过滤带、渗透沟、植被浅沟、干井、暴雨塘、暴雨湿地、透水铺装、蓄水池等小型设施，将雨水吸纳在产生地或其周围地带，还具有对雨水的净化和回用功能。LID不需要大面积的土地就可以实现雨水的回渗，同时还能营造出丰富而良好的景观效果，特别适合在城市公园、广场、居民区和校园的建设中进行推广使用，具有成本低、适用性强、维护简单等优点。LID的非工程措施则包括经济政策、规划设计、法规、公众教育、社区管理等[6-7]。

1.1.3水敏感城市设计（Water Sensitive Urban Design，WSUD）。该理论最先由澳大利亚水文专家Whelan等人提出，其主要目标是通过规划方法设计出同时具有景观性和功能性的生态景观设施来模拟城市开发前的自然水文过程，重点着眼于整个城市系统的发展规划与建设，比BMPs、LID更为广泛和全面[8]。其主要内容除BMPs、LID所包含的内容外，还包括：①减少流域之间给水供应与废水排放；②城市及其区域的雨水收集利用。WSUD倡导将城市雨洪管理纳入到城市规划设计中，两者有效结合，从而达到暴雨管理的多重目标。

1.1.4可持续的城市排水系统（Sustainable Urban Drainage Systems，SUDS）。1999年，英国政府建立了SUDS体系来解决洪涝灾害和水环境污染。该体系的主要内容包括地表径流量控制、城市水质控制及地表水与人的游憩价值评估等，具体内容包括：①鼓励雨水就地下渗，有效补给地下水；②控制地表径流，预防雨洪灾害；③生物措施过滤雨水，减少非点源污染；④雨洪管理设施的应用融于景观设计，呈现宜人的景观效果；⑤为动物提供安全适宜的生存环境。SUDS体系雨洪管理主要特点是通过源头控制、中端控制以及末端控制3种方法来实现，它更加注重通过雨洪管理而呈现的生态价值[9]。和美国的BMPs、LID体系相似，SUDS体系也是通过工程性措施和非工程性措施的配合来完成整个雨洪管理链条。

1.1.5低影响城市设计和开发（LIUDD）。LIUDD系统是在北美的低影响开发体系（LID）和澳大利亚的水敏感性城市设计（WSUD）的基础上发展而来的，是多种理念的融合，其中包括LID低影响开发、CSD小区域保护、ICM综合流域管理、SB绿色建筑等概念。其主要目标是减少不透水铺装等对水环境造成影响的材料使用、减少雨水径流污染物、减少硬化地面建设，让自然价值得到最大化的发挥，使城市能够可持续发展。LIUDD体系适用范围较为广泛，可以在城市区域得到很好的应用，同样适用于广大的乡村区域，通过广泛的推广，有助于LIUDD系统的发展[10-11]。

1.2雨洪管理理念在園林景观领域的实践国外发达国家在城市规划建设、建筑设计及园林景观营造中，充分利用了雨洪管理的理念理论并指导建设了大量的工程实践，尤其在城市、住区、公园、街道等不同空间层次的景观设计建造中运用得最为充分。

美国是最早将雨洪资源与景观设计相结合的国家之一，以提高天然入渗能力为宗旨，关注雨水的收集、储存和净化，注重与植物、绿地、水体等自然景观结合的生态设计[12]。位于波特兰市会议中心西南面的“雨水园”，是一个成功实现了雨水管理与资源化利用的景观设计与营造典范，获得了波特兰2003年度最佳水资源保护奖。德国将“雨水花园”的生态思想也落实到道路与场地的景观设计中[13]，如汉诺威市的康斯博格城区对水体采用源头控制、局部就地滞留和下渗的方法，最大限度减少地表径流，让雨水尽可能滞留和下渗，停车带和人行道之间设置300～400 mm的种植有耐水植物的浅沟，雨水在这里经过土壤表层的过滤净化后，经过碎石层下渗；当暴雨来临而浅沟的雨水满溢时，雨水会汇入到地势比浅沟稍高的雨水收集滞留区，这个滞留区位于场地边缘低洼处，无水时是一片绿地景观，当雨水进入滞留区后，便成为一个景观水池；此外这里还设置有两条带状绿地集水区，雨水顺势在两个区域流淌形成各种丰富的水景[14]。

北京市是我国第一个开展雨水利用的城市，2000年就开启了中德合作项目“北京城区雨洪控制与利用示范工程”[15]；北京奥林匹克森林公园将雨水利用同景观设计紧密结合，通过收集利用全园95%的降水，充分利用公园南园415 hm2的生态高效复合人工湿地，对园中的中水进行处理，每年可以节水100×104 m3[16]。成都的活水公园是一座以“保护水资源、治理水污染”为宗旨的主题公园，公园成功地通过景观设计与营造将水污染和水治理的过程生动地诠释出来，用行动表现了对水资源的可持续利用[17]。上海世博会的后滩公园建立了一个可以复制的水系统的生态净化模式，园区由一条具有净化水质作用的人工湿地贯穿其中，雨水和污水在持续经过不同地势的湿地系统净化后形成符合一定标准的净水，供园区的绿化灌溉和清洁环卫用。俞孔坚教授等提出以绿地和水系为主体，构建城市“绿色海绵”，发挥雨水综合的生态系统服务功能，包括建立城市湿地，形成独特的市民休闲绿地等理念[18]；2011年，全国首个雨洪公园在哈尔滨群力新区建成，作为雨水管理与资源化利用的城市大型湿地主题公园，成功解决了城市中心雨水收集和排放的问题，实现了雨洪管理的可持续性与城市公园建设公益性的有机结合，不但为城市防洪做出了贡献，同时为新城区居民提供了优美的游憩场所和多种生态体验[19]。

2城市公园的水环境特点与雨洪资源化利用的优势分析

2.1城市公园水环境特点水的自然循环通过蒸发、降水、径流等过程，给人类带来了丰富的自然资源和潜在的巨大能源。而水的社会循环是掺杂了人类活动的自然循环，是一个带有强烈的人类烙印的特殊水循环类型，水的社会循环仍然包含于全球范围内水的自然循环之下，并且对它产生着强烈的相互作用，也在不同程度地改变着自然界里水的自然循环形态[20]。公园中的自然水循环系统主要包括天然降雨、地面径流、地表蒸发、土壤渗入及地下水渗入；公园中水的社会循环系统包括新鲜水给水系统、中水回用系统、污水处理系统、雨水收集系统。公园对水的需求则包括生活用水、绿化景观用水、清洁维护用水、应急消防用水等方面；而市政供水、地下水、地表水、再生水和雨水是城市公园主要的水源提供者。市政供水具有水质高、流量稳定、使用方便等特点；但是，随着城市建设的加快和人们对高质量生活的追求，城市公园的数量大幅攀升，植被配置和绿地面积不断扩大，公园用水需求日益增大，成为了市政用水的大户；而占城市公园用水最大部分的景观用水对水质要求没有生活用水严格，大量利用市政供水，费用较高，也造成了资源的浪费。地下水也是城市公园的水源之一，具有较高的水质和矿物质含量，水量稳定、硬度较大；但过量开采地下水会造成地下水位的下降、水质污染、水层干涸及地面下沉等环境地质灾害。

雨水作为自然界水循环的重要环节，具有资源丰富、利用潜力大、经济实用的特点，经简单处理后即可用作绿化用水、景观用水、清扫道路用水及冲厕用水等。雨洪的直接排放则造成水资源的浪费，同时又增加了城市排水系统的负担；而雨水中污染物质少，利用工程建设较简单，可以作为一种最经济的资源，对调节和补充城市水资源，改善和保护城市自然生态系统具有重要的作用[21]。但是对于大部分的城市公园而言，目前雨水只是作为绿地灌溉的一个天然水源，有雨时就能利用，无雨时只能等待，甚至还需要大量的市政给水来补充和更换，都还没有形成良性的雨水资源管理和利用循环。

2.2城市公园在雨洪资源化利用中的优势在城市公园中将雨洪进行有效管理并资源化利用，具有经济、生态和社会综合效益，主要表现在以下几个方面。

2.2.1雨洪资源利用可有效减缓城市公园景观用水的需求压力。众多的山体、湖泊和植被是城市公园重要的景观资源，而景观用水是城市公园用水需求量最大的部分，是城市公园一笔不小的开支。因而，充分利用雨洪资源是解决城市公园景观用水压力的一个既经济又环保的方式。

2.2.2城市公园完整的自然结构和较强的可塑性为雨洪管理与资源化利用提供了良好的空间。作为城市中重要的生态系统，城市公园一般具有大量的自然地形地势，在公园设计构建时，就可以充分利用其天然的地形地貌，实现雨洪管理可持续技术途径的有效应用。

2.2.3作为一个小型的水循环系统，城市公园为雨洪管理提供了良好的载体。相较于商业或住宅区域，城市公园具有较大的绿化量和复杂地形结构，凝集着自然界水循环的湖泊、河流、土壤、植被等一些要素，形成了一个小型的有效的水循环系统，为雨洪管理提供了良好的载体。

2.2.4城市公园是雨洪管理与资源化利用最好的教育场所。雨洪管理中非工程措施是极其重要的内容，而大众教育则是非工程措施体系中的关键；城市公园的开放性为全社会的雨洪管理与资源化利用的理念普及、雨洪利用设施设计建造技术的展示、生态景观设计理念与技术推广等提供了便利，也丰富了城市公园的教育内容和多样化的教育形式。

3城市公园雨洪管理与资源化利用规划

3.1总体目标雨洪管理与资源化利用的总体目标是在满足防洪要求的前提下，最大限度地将雨水就地下渗、贮藏或直接利用，提高雨洪资源的利用率。

3.2规划原则

3.2.1体现综合效益原则。雨洪资源化利用规划要与公园给水工程、污水工程、管线综合、道路交通、景观设计、防洪等专业相协调，结合地形条件和环境要求进行系统设计，充分发挥雨洪设施的社会效益、经济效益和环境效益[22]。

3.2.2就近就地利用原则。进行公园水环境系统和用水量分析，将蓄留池设置在易于积蓄雨水，并能改善水环境及用水量较多的区域，采取“优先下渗和收集，后排放”的原则。

3.2.3根据用途分区利用原则。对公园内的建筑物、硬铺装、绿地等的面积和用途进行划分，根据集雨区域的不同，分别进行雨水的收集和利用。

3.3规划内容公园雨洪利用规划应具有以下五方面内容：水资源可持续利用规划、雨洪渗透与蓄集利用规划、防洪排涝规划、雨洪利用工程详细规划、水环境治理规划。

3.3.1公园水资源可持续利用规划。包括工程措施和非工程措施。改变过去雨洪以排放为主的思想，遵循“先利用后排放”的原则，充分吸收国内外城市雨洪管理与利用先进理念及技术，结合项目所在地的实际情况，提出合理的工程措施，并应在政策、规范、后期管理与维护、节水宣传与普及等方面提出非工程措施和建议。

3.3.2公园雨洪渗透与蓄集利用规划。从提高雨洪资源利用率出发，公园中应构建由绿地系统、建筑设施、硬化路面、排水系统四大要素共同构成绿色生态系统。绿地在其中占据核心地位，其竖向设计格局为：建筑及路面等硬化面处于最高位置，绿地处于最低位置，排水系统设置于绿地中并高于绿地，但是低于硬化面；其集雨流动方向为：降雨经硬化面流入绿地或直接纳入绿地，经绿地渗透、截留、集蓄至一定高度后，超集雨量再经雨水口排入排水系统；依据园区总体布局及竖向布置，合理确定雨水贮水池位置；依据水量平衡计算，合理确定贮水池容积；考虑到雨水径流的初期污染，雨水收集系统应设置初期弃流装置；为保障排涝安全，雨水收集系统应设置溢流措施等。

3.3.3公园防洪排涝规划。公园防洪排涝规划应与排水规划、道路规劃、绿地规划、水环境治理规划结合，采取措施加大渗透量，减少地表径流量，降低暴雨期间小区的防洪压力。如可采取加大绿化、透水性路面及铺装材料的应用，利用低洼地、植物塘、渗透井、草皮砖等措施来实现雨水渗透。结合雨水的储存回用，可减少地表径流量，有效减少公园中雨水干管的管径，并可实现补偿地下水、缓解公园地表径流面源污染等多重功能。

安徽农业科学2014年3.3.4公园雨洪利用工程设施详细规划。在确定公园雨洪渗透与蓄集利用规划和公园防洪排涝规划后，还应根据公园内雨洪不同利用目的、集流面特点及雨水收集方式和利用工艺，对工程设施做出合理的技术选择和进行全面的技术经济评价。注意与园区供水、中水系统、景观水循环系统等多方面综合协调，提出符合当地情况、运行可靠、高效低能、成本低廉的利用系统。

3.3.5公园水环境治理规划。包括地面铺装、路面及屋面材料的合理选用、初期雨水弃流装置的应用、绿化区采用植被浅沟、植被缓冲带代替雨水管渠的大量铺设，水体周边采用雨水渗滤型护岸，可大大缓解雨水径流直接入河造成的污染。

4结语

无论是大都市还是小城镇，城市公园都是一个重要开放空间，具有供居民休憩和游客游赏等生活功能，更具有调节城市气候、防尘减噪、涵养地下水等生态功能，同时还具环境保护、节水节能、减灾防灾、永续发展等众多教育功能，是体现城市风貌、城市文明、城市历史、城市人文的重要景观载体。城市公园的雨洪管理与资源化利用是一种广义的雨洪利用，具有水土保持、地下水涵养、生态环境改善、社会价值实现等多方面功能。在城市公园的雨洪管理与资源化利用规划中，整个体系应更注意生态化，以生物与环境的良性关系为基础，以人与自然和谐发展为目的，综合兼顾生态效益、经济效益和社会效益，统筹利用工程措施和非工程措施相结合的方法，实现公园雨洪资源利用的可持续发展。

参考文献

[1] 翟晓燕，叶琰.城市雨水利用发展现状与展望[J].水资源与水工程学报，2009（3）：160-163.

[2] 李国玮，索乃波，韩士东.合理利用水资源大力开展雨洪资源利用[J].今日科苑，2012（12）：123.

[3] 赵晶.城市化背景下的可持续雨洪管理[J].国际城市规划，2012（2）：118-123.

[4] 车伍，吕放放，李俊奇，等.发达国家典型雨洪管理体系及启示[J].中国给水排水，2009（20）：18-23.

[5] 王建龙，车伍，易红星.基于低影响开发的城市雨洪控制与利用方法[J].中国给水排水，2009（14）：6-9，16.

[6] 王建龙，车伍，易红星.基于低影响开发的雨水管理模型研究及进展[J].中国给水排水，2010（18）：50-54.

[7] 张善峰，宋绍杭，王剑云.低影响开发——城市雨水问题解决的景观学方法[J].华中建筑，2012（5）：89-94.

[8] 王思思，张丹明.澳大利亚水敏感城市设计及启示[J].中国给水排水，2010（20）：72-76.

[9] 张华，石峰，翁皓琳，等.可持续城市排水系统的应用与发展[J].低温建筑技术，2009（8）：114-116.

[10] 车伍，张伟，王建龙，等.低影响开发与绿色雨水基础设施——解决城市严重雨洪问题措施[J].建设科技，2010（21）：48-51.

[11] 赵晶，李迪华.城市化背景下的雨洪管理途径——基于低影响发展的视角[J].城市问题，2011（9）：97-103.