谈郑州园博园设计中海绵城市给排水设计

张 忠 伟

(深圳市北林苑景观及建筑规划设计院有限公司，广东 深圳 518000)



谈郑州园博园设计中海绵城市给排水设计

张 忠 伟

(深圳市北林苑景观及建筑规划设计院有限公司，广东 深圳 518000)

结合海绵城市给排水设计背景，通过科学合理的规划设计海绵城市给排水体系，因地制宜采取符合项目自身特点的有效措施，同时完善给排水基础设施，并对综合效益进行分析，以期提高人民的生活质量。

低影响开发，海绵城市，园博园，季节性湿地

1 设计背景

近年来，党和国家领导人多次在公开场合强调海绵城市的建设。海绵城市是新一代城市雨洪管理措施，指城市在环境变化、洪涝灾害、生态安全影响等方面具有良好的缓释“弹性”，建设像海绵一样吸水、滞水、用水的城市，又名“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”，可理解为：在下雨时，海绵吸水、渗水、净水、蓄水；在用水时，利用海绵所蓄存的水。

海绵城市建设——低影响开发雨水系统构建的五个原则：因地制宜；规划引领；生态优先；安全为重；统筹建设。

低影响开发(LID)Low Impact Development：指在城市开发建设过程中，通过生态化措施(如植草沟、下沉式绿地、生物滞留设施、透水铺装、绿色屋顶、雨水湿地、渗管/渠等)，尽可能维持城市开发建设前后水文特征不变(如径流总量、峰值流量、峰现时间等)，有效缓解不透水面积增加造成的径流总量(如采取渗透、储存、调节等措施削减峰值)、径流峰值(如延缓峰值时间)、径流污染的增加等对环境造成的不利影响。一般城市建设过程中构建低影响开发雨水系统，规划控制目标包括了径流总量、径流峰值、径流污染及雨水利用等方面，同时应统筹考虑城市规划、排水、道路交通、园林、建筑、水文等专业并在城市规划、设计、实施各环节落实低影响开发控制目标。

2 园博园海绵城市给排水设计

建设海绵城市，需要转变人们传统理念和认知。传统的城市规划设计，以“末端集中”和“迅速排水”为主要建设理念，采用硬质路面、铺装为主，每遇大雨，主要依靠单纯的雨水管网和泵站等排水措施，容易造成旱涝急转、逢雨必涝。郑州园博园海绵城市给排水设计根据《海绵城市建设技术指南》，以“源头分散”和“慢排缓释”为主要理念，采用植草沟、下沉式绿地、雨水花园、渗水铺装(材料)等“绿色”措施来组织雨水，并利用给排水设施辅助，既有效降低了洪涝灾害，同时又方便收集雨水。

因袭传统造园生态智慧，恢复区域水生态功能，传承地域水文化，以海绵城市建设理念指导园博园建设，其设计主要分为三个层次：宏观：生态新城生态水系规划；中观：园博园区LID设施全覆盖；微观：每一个微小系统的完备。

我国大陆地区分了五个区并给出了各区年径流总量控制率α的最低和最高限值：Ⅰ区(85%≤α≤90%)；Ⅱ区(80%≤α≤85%)；Ⅲ区(75%≤α≤85%)；Ⅳ区(70%≤α≤85%)；Ⅴ区(60%≤α≤85%)。年径流总量控制率α与设计降雨量为一一对应关系，各地市根据此限值，因地制宜选取本地区设计取值。郑州市位于Ⅲ区，故园博园设计取年径流总量控制率为85%，其对应的设计降雨量为34.1 mm，设计暴雨强度重现期为3年。

园博园项目LID设施计算表见表1。

表1 园博园项目LID设施计算表

海绵城市由多个海绵体组成，园博园海绵体不仅包括了外围的河、湖、塘、绿地等，也包括自身的草沟、绿地、雨水花园、水系、主湖、建筑的屋顶花园、透水路面、透水铺装等配套设施。大部分地表径流通过海绵体以及给排水设施如雨水口(设置截污挂篮)、雨水检查井、雨水管网等，达到下渗、滞蓄、净化、回用(绿化浇灌及道路浇洒)，少部分地表径流通过园内雨水管网排入市政雨水管网。

园博园水系与中央湖区为园博新城的雨洪调蓄多功能水体，主湖湖底标高为111 m，常水位为114 m，主湖周边场地水位满蓄最高可达115 m，最低水位控制在113 m，场地标高保证了2 m的主湖调蓄水位，根据50年一遇的标准测算主湖可满足园博新城周边约2 km2的雨洪调蓄，同时净化中水，实现园博园的大海绵功能。通过园路连接河道和三个海绵花园，形成海绵网络。由于水位随季节及调蓄需求而变化，无法形成连续的开阔水体，结合周边园区景观，选取6个节点设堰进行蓄水，最终在原河道的基础上形成连续的开阔水体，为蓄洪、存蓄水资源、创造水系景观提供条件。

园博园内设计的LID设施：绿地内的海绵设施是园区海绵体系的重要组成部分，根据微地形条件，主要涉及下沉式绿地、生物滞留设施、植草沟、植被缓冲带等；同时选取公共园区的重要节点，与设施、水体等结合布置特色海绵花园；秉承传统理念，运用现代感强、具有张力的折线引导流线。设计采用连贯的主题铺地，尤其注重透水铺装的应用，以完善步行系统空间的统一性及可识别性，方便游人参观、休憩和集散设置了西入口海绵主题广场；永久停车场采用生态停车场做法，停车场铺装使用嵌草砖铺地，节省经费而又起到生态和景观效益；临时停车场采用散置碎石做法，外加临时绿地和乔木种植。

根据河南境内黄河沿岸景观类型特征，将河道分为八大景观类型：河流景观水岸、坑塘景观水岸、稻田景观水岸、水浇地景观水岸、旱地景观水岸、林地景观水岸、滩地景观水岸及硬地景观水岸。运用LID技术及写意的设计手法，打造富有节奏韵律、文化印记并随季节更迭变幻的水陆海绵体系景观。

西侧河道长约1 km，根据梅河支流MZ0+000～MZ1+635段最小过洪面积S1=30.726 m2；生态河槽最小过水面积S2=1.95 m2，确定河道50年一遇洪水线及生态河槽线，并结合生态河道的岸线形式，将其设计为凹凸有致、浅滩和深潭、沙滩和沙洲的蜿蜒曲折的自然形态河流，以涵养水源、降低河水流速、削弱洪水的破坏力，为各种生物提供必要的生存场所。通过设计跨河的缓坡来替代原本固化的滚溢流堰。将溢流堰改造成缓坡后，原有的高差通过一段缓坡流段逐渐消除。在提供防洪功能的同时也能防止河床被深度侵蚀。其间形成的小型洼地成为许多鱼类的栖息场所和育儿室，并起到鱼道的作用，使鱼类洄游成为可能。

各分区根据小地形和海绵功能控制目标，采用“渗滞蓄净用排”六种海绵功能设施的不同类型进行组合，并在特殊场地如西入口广场体现南水北调的“调”的特色，结合九州公共展园做九个海绵花园，体现“润”的特色。

结合智慧园博技术，运用多种技术手段将海绵城市理念与技术展示给市民游客，将科普教育融入游园之中，打造“智慧海绵园博”。

海绵广场设计灵感来源于“春流出峡图”，西入口广场是园博园水流的源头，人流如水流，石头如建筑，生态苔藓如绿色斑块。运用现代感强、具有张力的折线进行设计，在内凹空间成为人们聚集场地，犹如水流绕过形成的漩涡，人们由此被慢慢引导到西大门。

服务建筑为活性炭覆土式建筑，同时运用海绵措施，它们诠释着LID。

“渗”——运用透水铺装、生物滞留池及植草沟等生态手段尽可能增大雨水下渗比例；利用绿色屋顶、透水铺装和雨水花园等生态手段将雨水渗透到地下面层。

“滞”——可以延缓短时间内形成的雨水径流量。

“蓄”——在地下设置雨水调蓄池，保证更多的雨水在外排前被场地设施进行积存、调蓄，降低峰值流量的同时将雨水再利用。

“净”——布置人工生态滤池、雨水花园，通过土壤、生物填料、湿生植物等，对水质产生净化作用。

“用”——通过渗透涵养，通过蓄把水留在原地，再通过净化把水用在原地。

“排”——草沟雨水花园，生物滤池等海绵设施下预埋溢流排水沟，可通过溢流口溢流到周边河流水系海绵系统。

季节性湿地做法见图1。

草沟做法见图2。

3 综合效益

表2 水量平衡计算表(考虑整个园区进行雨水回收)

表3 用水水量分析表

海绵城市给排水设计能够有效减少雨水径流产生量、径流污染物排放流量(入湖径流雨水水质大大改善)，同时自然、生态设施的建设不仅改善水体景观效果，成为水生植物、动物良好的栖息地，还有利于改善城市的水环境、水生态。园博园内水体五十年一遇洪水位线为114.3，百年一遇洪水位线为114.5，当水位过高时通过如意河滚水坝能够及时将园区内过多的雨水进行排放，保证了水系的安全畅通，既有效提高园博园排水系统的标准，又减缓园博园内涝的压力。根据表2，表3可知，多功能调蓄主湖体平均每年收集雨水约21.4万m3，扣除湖体蒸发和渗漏每年富余雨水约4万m3，按照目前郑州航空港区4.2元/m3的水价考虑，每年收集雨水可用于节约绿化用水带来的经济效益约90万元，每年富余雨水可用于节约绿化用水带来的经济效益约16.8万元。

郑州园博园对于实践城市低影响开发雨水系统，缓解区域周边排水管网压力、缓解区域周边城市热岛效应、缓解极端气候带来洪涝灾害等水危机、缓解水资源短缺、节能减排、有效利用水资源等方面将产生良好的示范效应。

通过科学合理的规划设计海绵城市给排水体系，因地制宜采取符合项目自身特点的有效措施，同时完善给排水基础设施，使“海绵”改善城市的综合生态环境，提高人民的生活质量。

[1] 海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建[Z].

On water-supply and drainage design for sponge cities in Garden Expo Park in Zhengzhou

Zhang Zhongwei

(ShenzhenBeilinyuanLandscapeandArchitecturalPlanningandDesignInstituteCo.,Ltd,Shenzhen518000,China)

Combining with the design background for the water-supply and drainage of the sponge city, the paper designs the water-supply and drainage system of the sponge city with the scientific and reasonable planning design, adopts the effective measures with the features of the program to improve the infrastructure of the water-supply and drainage, and analyzes its comprehensive benefits, so as to promote the life quality of people.

low influential development, sponge city, Garden Expo Park, seasonal wetland

1009-6825(2017)18-0115-03

2017-03-13

张忠伟(1986- ),男，工程师

TU990.3

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