下沉式绿地在荆州古城建设海绵城市中的应用研究

2018-04-18童泽平安运华

长江大学学报(自科版) 2018年6期

童泽平，安运华

( 长江大学园艺园林学院，湖北荆州 434025)

荆州古城位于湖北省中南部，面积4.5km2。根据荆州市绿地系统规划( 2006～2020)的绿地率控制规划，结合Google Earth测量，可知荆州古城绿地率在20%以上，整体城市绿化符合规划需求。荆州古城雨洪管理中采用以排水为主的的工程性设施，这些工程性设施的作用是汇集雨水径流后统一进入市政管道，当降雨量较大、降雨时间集中时，雨水径流流量峰值会超过市政管道容量，容易形成积水现象。此外，通过市政管道统一排放不仅造成水资源的浪费，而且由于雨水在汇集过程中吸附污染物，也让自然水质受到污染。解决上述问题的有效途径是建设海绵城市。海绵城市是住建部根据我国气候环境复杂的国情并参考美国低影响开发( Low Impact Development)提出的雨洪管理理念，其主要内容是创建具有“海绵特征”的城市系统，即自然积存、自然渗透、自然净化的雨水处理系统，最终实现对雨水的有效利用[1]。结合荆州古城现状，笔者对下沉式绿地在荆州古城建设海绵城市中的应用进行了探讨。

1　下沉式绿地的概念和作用

下沉式绿地在是指在高程上低于硬质地面的下凹式绿地。下沉式绿地可以削减雨水径流量，在降低城市雨水管道压力的同时增加土壤水分含量。下沉式绿地中的植物能净化雨水中的氮磷污染物。程江等[2]对下沉式绿地对雨水径流污染物的削减效应进行了研究，结果表明，下沉式绿地对化学需氧量、氨氮和总磷的平均削减率范围分别为52.2%～41.3%、49.0%～44.1%和47.4%～39.0%。因此，下沉式绿地是海绵城市建设中实现雨水自然渗透、滞留的重要途径。

2　下沉式绿地类型及其特点

2.1　下沉式自然绿地

下沉式自然绿地( 图1)是在硬质地面高程以下设置下凹式绿地，除了为保证绿地不在单次较大降雨的情况下产生被长期淹水情况设置溢流口以外，绿地土壤和植物不作人为改变。下沉式自然绿地是一种针对传统硬质地面与绿地之间关系的优化设计，雨水不再是简单地在硬质地面汇集后统一经由排水管道排出。因此，下沉式自然绿地会滞留雨水，通过土壤的吸收和植物的净化作用将雨水截留，超过滞蓄量的雨水则经由溢流口进入排水管道，以保证雨量较大时下沉式绿地上的植物不会长时间受到水淹。由于雨水的滞留与吸收是自然完成的，极大降低了工程施工量，因而下沉式自然绿地在海绵城市建设中被广泛应用。

2.2　下沉式人工绿地

若在下沉式自然绿地的基础上结合较多的人工改良措施，则形成下沉式人工绿地( 图2)。具体而言，是在下沉式绿地土壤中人工增加数个层次，包括细砂层、碎石层、种植土，以上几个层次都需要因地制宜地进行调整。在具体设计中，需综合考虑当地的降雨条件，根据具体要求，对下沉式绿地的下沉深度、砂石层厚度以及植物种类进行确定。虽然下沉式人工绿地的建设工程量较大，成本较高，但对雨水的吸收储蓄量更大，海绵滞蓄能力更强。

图1　下沉式自然绿地结构示意图　　　　　　　　　　　　　　图2　下沉式人工绿地结构示意图

3　不同类型下沉式绿地的应用

不同下沉式绿地类型具有相同的功能，既吸收利用自然降水，又具有削减洪峰流量、减轻地表径流污染的优点[3]。但是自然下沉式绿地和人工下沉式绿地在施工量和施工成本方面具有很大差别，应该根据实际需求进行选择，达到优化配置的目的( 图3)。

图3　荆州古城下沉式绿地分布规划

下沉式自然绿地工程量较小，同时可以保证一定程度的雨水吸收利用，适合在公园、游园等绿化面积较大( 70%以上)的地区应用。由于公园、游园等绿地面积较大，不易发生内涝的地区，应用下沉式自然绿地可以把大部分自然降雨就地吸收，增加雨水的利用率，降低径流产生量，从而减小市政管道的排水压力。因此，可以在公园、游园等公共游乐场所建设下沉式自然绿地。

下沉式人工绿地具有较高的吸收和储蓄水分的能力，但建设成本较高，适于绿地率较低的街边绿地、自然滞蓄需求较大的绿化小区等场所。在具体应用过程中，因同一片区域内会有多种性质的绿地形式，要根据具体需求来应用不同的下沉式绿地。此外，在场地复杂情况下，可以混合使用下沉式人工绿地和下沉式自然绿地，以保证自然降雨的吸收量，并且控制整体成本在合理范围内。

下沉式绿地的具体下沉深度应参考土壤条件、气候条件、绿地面积与汇水面积比、具体的应用植物等，上述条件都会对下沉式绿地的实际效果产生影响。根据2014年国家住房城乡建设部发布的《海绵城市建设指南》的要求，湖北荆州地区年径流总量控制率为70%～85%。根据荆州近二十年平均每旬降雨量( 29.8mm)，同时参考实际场地汇水面积与绿地面积比，建议设置下沉深度为60～200mm。在设置下沉式绿地溢流口时采用灵活可升降的溢流口，在经历大雨后无法吸收降雨的情况下降低溢流口高度，为此解决可能产生的淹水问题，同时最大程度地吸收自然降水。

4　下沉式绿地植物配置原则

下沉式绿地植物配置与普通绿地植物配置有一定区别。下沉式绿地需要滞蓄和净化降雨，由此决定了下沉式绿地内的植物需要具有更强的耐淹水能力和生长能力，因而建议以乡土植物为主，在种植草本植物时以广撒网的形式将多类种子共同播撒，利用优胜劣汰的原则让草本植物自然生长，自由竞争，形成符合下沉式绿地要求的草本植被[4]。下沉式绿地中乔灌植物的选择以乡土植物为主，使用符合园林审美的配置方式，营造优美的植物空间在提高存活率的同时降低整体成本。此外，在滞蓄压力较大的复合型下沉式绿地中，一般优选耐淹水能力较强的园林植物。