海绵体系在北京动物园的可实施性初探——猴山东侧雨水花园

邵一鸣 张珊珊 陈鼎熙 孙双月

1.北京动物园 北京 100044 2.北京动物园 北京 100044 3.北京动物园 北京 100044 4.北京动物园 北京 100044

动物园在城市建设用地内的绿地分类中属于公园绿地的专类园，定义是：在人工饲养条件下，移地保护野生动物,进行动物饲养、繁殖等科学研究，并供科普、观赏、游憩等活动，具有良好设施和解说标识系统的绿地。北京动物园始建于1906年，名为清“农事试验场”，园内由动物园、植物园、农事试验三部分组成。最早的动物园位于园内东侧，占地1.5公顷，是中国对公众开放最早的动物园和华北地区对公众开放最早的公园。据考此地也是中国现代动物园、植物园、博物馆的发祥地。如今北京动物园不仅是深受国内外游客喜爱的旅游胜地，也有省级科研实验室，承载国家级科研项目，同时也是接待国家级外宾的重要场所，动物外交和野生动物科学研究的前沿阵地。

近年来北京地区频发特大内涝灾害，引发我们对城市水危机的深入思考。北京动物园紧邻西直门外大街，整体地势低于周边区域，属于严重的内涝区，因园内道路结构问题，路面过度硬化且道路低于周边绿地及动物场馆，又因园内管线走向问题，积水无法通过市政管线排出。自2011年以来，北京连续多年出现暴雨灾情，每逢暴雨园内地势低处积水可达30cm，需3天走有才能排净积水，严重影响日常工作及游客游览。为了进一步贯彻落实十九大中关于加快生态文明体制改革，建设美丽中国的总目标，和筹划推进服务保障提升之年的工作任务，开展雨水花园在动物园可实施性的调研，充分利用动物园自然环境，发挥降雨积存作用，净化自然水质，实现城市水体的自然循环。北京动物园于今年初实施猴山东侧雨水花园项目。此雨水花园为动物园对全面开展建设“海绵城市”在动物园的试点工程，为动物园全园建成“海绵体系”做奠定了基础。

一、北京动物园猴山东侧雨水花园项目概况

猴山东侧雨水花园景观改造工程，项目位于北京动物园东区的猴山东侧原有绿地，总改造面积约为480平方米。是北京动物园2018年的创新性绿化改造项目，3月27日开工，4月18日完成全部改造内容，向游客开放。

雨水花园为中国传统自然式园林风格与动物园周边环境相生相融，又锦上添花。技术上，设置径流雨水经下凹式绿地分别为净水区、蓄水区、排水区生态设施进入滞蓄设施暂存，随后经溢流排入市政雨水管道。雨水滞蓄不仅可以消减径流量，还可以净化水质、减少面源污染。雨水滞蓄设施主要有生物滞留地、渗透地等，在本次设计中净水区为主要的渗透地，蓄水区为生态滞留地，排水区打算以后打通市政雨水管道做到排水功能。

降低地坪形成下凹式绿地，打造雨水花园景观湿地，满足雨季渗水、净水、蓄水、排水的海绵城市体系，同时对周边植被进行合理配植，增加行道树为游客遮挡东晒，提升动物园绿地消纳雨水效果及游客游园品质。

雨水花园瞬时蓄水量为68立方米，可以满足周边2000平米的广场排水蓄洪能力。土方工程量为241.26立方米，石方工程80吨，土方工程857方，整理绿化用地460平方米，草坪400平方米，其中七叶树10株，红枫 5株，紫薇12株丛， 早园竹600株，宽叶箬竹282墩，平枝栒子14株，细叶芒39平米，狼尾草20平米，菖蒲15平米，马蔺15平米，鸢尾1平米，千屈菜6平米。

二、猴山东侧雨水花园设计过程

雨水花园建设过程中，在原有图纸的功能和结构上不变，对雨水花园的水系形态、施工做法材料按照北京相关规范进行调整，并根据现场对植物配植调整。延续原有设计思路，集水通过高差实现，净水的作用由天然植被和多层垫层过滤实现，蓄水功能通过表现蓄水和地下蓄水池实现。深化图纸，主要以现在以下几个方面：

首先，水型驳岸处理的更加自然美观和生态，取消原有生硬的浆砌S型和圆形水池设计改为生态袋配以山石点缀成“胃水”的形态，形成“虽有人作，宛自天开”的古典园林韵味与动物园周边环境更加融合。

其次深化设计径流走向，猴山东侧路原相邻草坪的标高与其路面走势几乎相同，都呈现南北高，中间低的走势，为了保证路面积水向雨水花园汇聚，首先确定的就是该地块的整体标高下调，使之完全低于路面标高，北侧为狭长充满湿生植被的净水池，其深度最浅，比道路低200毫米；中间为较深的汇水面积最大的蓄水池，完成面池底标高比道路低400毫米、南侧为圆形排水池标高比路面低300毫米。同时，为了使雨水径流流向明确，使雨水花园的收集、净化雨水的功能最大化，依照原有地势将雨水花园的整体地势设计为北高南低的模式，使之形成北进南排的雨水径流方向。

另外最重要的是明确了各区域的竖向垫层做法，雨水花园的净水、排水、蓄水的功能主要依靠垫层实现，根据各区域共鞥需求和地块规模，将垫层总厚度定位800-1200mm，面层铺设天然河卵石，厚度100mm,轻质图层均为400mm,提供较强的吸收雨水内养分和过滤污染的能力，同时为植物生长创造合适环境；砂层厚度为100mm，通过沙的小空隙进行再次过滤，并且完成快速下渗；底部砾石层缝隙大，容量大，是发挥储水、渗水的主要功能模块，为达到水流流过净水区进入蓄水区，减少该区域子山的目的，将净水去砾石层设计为200mm,蓄水区需要的水体容量最大，同时需要较强的自身能力，所以砾石层设置400mm，提供较大的地下蓄水空间和申通孔道，排水区与雨水管道相连接，水量过大时可人工排水，故砾石层设置300mm。

最后，确定种植设计，雨水花园中之物的生理特征一般要同时满足几个要求，即耐湿耐涝、根系发达、吸水能力强，同时由于北京冬季寒冷干燥，降雨时间分布不均匀的特点，雨水花园中的植物还需要兼具长期耐旱耐寒的能力。因此，天然河卵石铺底旱池周围种植着鸢尾、马蔺、细叶芒、狼尾草、菖蒲等能净化水质的湿生植被，后面以箬竹打底，美国红枫与紫薇自然配置，最后用早园竹为绿篱与北展隔离。

三、猴山东侧雨水花园的作用意义与不足

通过完成雨水花园的项目，为提升动物园绿地消纳雨水效果及为提高游客游园品质做贡献。本人阅读学习了北京市相关规范，对雨水花园雨水入渗滞蓄系统进行结构设计。径流雨水经下凹式绿地分别为净水区、蓄水区、排水区生态设施进入滞蓄设施暂存，随后经溢流排入市政雨水管道。雨水滞蓄不仅可以消减地面径流量，还可以净化水质、减少面源污染。同时，使游客在雨季不仅可以在猴山东侧观看猴子时不湿鞋，又可观看雨水花园的独特美丽湿地雨景。

同时经过这次实践也看到了一些不足之处，虽然雨水花园的实施很好的改善了猴山西侧汛期内涝积水的问题，但是由于地势问题对于周围低于雨水花园地平相邻柏油路其他区域，如猴山东侧、犬科兽舍周围内涝和高架桥下无组织排水没有解决；雨水花园最初设计的可以排水蓄洪2000平米的硬质广场的调蓄能力并没有充分发挥。这是由于只对局部的园林景观的改造是不够的，需要全园整体规划设计出适合北京动物园的海绵体系。

四、北京动物园构建海绵体系的未来发展方向

2018年猴山东侧雨水花园改造项目就是海绵体系在北京动物园的研究与应用的先例，在未来我们建议从整体规划建设海绵型公园，收集屋顶排水，利用绿地消纳地表径流，用植被过滤层净化雨水回收利用。例如，园内东侧高架桥下的绿地改造（狼馆、豪猪、熊山周边绿地广场和室外运动场）、低洼易积水的道路铺装改造（西区草片）；运动场兽舍丰容改造利用收集的雨水进行运动场丰容打造湿地水景；及兽舍排水设计改造相结合，利用雨水浇灌及清理笼舍。形成一套完整的渗、滞、蓄、净、用、排的海绵城市功能，加强北京动物园雨洪吸收消纳功能，为解决公园路面积水提供数据基础，初步建立北京动物园海绵体系的规划设计。我们工程队为把北京动物园建设国际一流的国家级动物园而更加努力奋斗。