浅析“海绵城市”建设中雨水花园生态价值及施工技术要点

2021-03-30周辉建黄享辉周盾白冯艺文

建材与装饰 2021年2期

周辉建，黄享辉，周盾白，冯艺文

（广东科学技术职业学院，广东珠海 519090）

0 前言

当前，中国城市内涝和面源污染问题仍较为严重。2014 年，国家提出了“海绵城市”建设的战略决策，各地在相关政策理念指导下开始了大量工程实践。雨水花园作为一种生态雨洪控制的“海绵城市”重要代表性设施，能够有效削减暴雨洪峰和径流污染，具有缓解城市热岛效应等功能，还能改善区域环境质量，已逐步在园林绿化实践中广泛使用。

1 “海绵城市”及雨水花园的生态功能

众所周知，现代城市地表雨水径流中含有多种污染物，如悬浮物、营养盐、重金属、有机质、致病菌、辐射物等，这些污染物若不经过任何处理，会对周边水域生态安全带来严重威胁，进而通过食物链等途径危害人类健康。我国城镇化过程中的硬化比例过高，原有的基础设施建设方式也进一步加剧了径流污染风险。

为了消除城镇中因过度硬化带来的区域内涝、面源污染、水质恶化和资源紧缺等问题，经结合欧美、日本等发达国家长期城市规划建设实践经验，“海绵城市”的概念和技术在我国生态文明建设的时代背景下应运而生。2014 年底中华人民共和国住房和城乡建设部发布《海绵城市建设技术指南》（以下简称《指南》）。该《指南》中提出，“海绵城市”是指“城市能够像海绵一样，在适应环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”。“海绵城市”作为一种新型的城市雨洪管理技术，是在充分结合现代城市建设实际，通过设计建造各类绿色生态设施，在实现正常排水目的下采用近自然方式构建基础设施，使城市开发建设前后的区域水文特点保持不变或优化，能够消除和缓解城市内涝，削减和降低地表径流污染负荷并优化区域水生态环境质量。

雨水花园是在“海绵城市”理念下的开展雨洪管理的绿色建筑设施，它能够对地表径流污的染物进行吸收、过滤、收集、储存和净化，近年来已成为园林绿化中最体现“海绵城市”特色的建筑样本，被广泛用在小区、道路、绿化带、停车场、湿地公园等场所。此外，雨水花园还有助于提升区域景观，美化环境、净化空气等作用。

2 “海绵城市”中雨水花园的生态价值

雨水花园是构建“海绵城市”基础设施的重要单元之一，也是发挥“海绵城市”建设中生态效能的典型代表。雨水花园在能够实现雨水资源化应用的同时，还是一种景观化处理手段，可采用绿色植物与填充材料，用于园林绿化工程手段构建这类基础单元。

结合日常观察及研究，“海绵城市”中雨水花园的生态价值主要体现在以下方面：①有效去除雨水径流中的悬浮物、有机物、营养盐、重金属、病原体等污染物；②构建绿色单元和景观系统，并为动物（鸟类、昆虫、两栖类等）提供栖息场所，促进生态系统的完善；③雨水花园中的植物生长过程中，通过光合作用和蒸腾作用等，调节空气的湿度与周边温度，优化小区域的环境质量；④雨水花园的建造成本较低，维护与管理简单易行且成本低；⑤在一定程度上控制雨洪，储存部分雨水实现资源循环利用；⑥能增加景观多样性，提升区域景观质量；⑦其他潜在的生态价值等。

3 雨水花园的结构组成及类型

雨水花园是指一种包含低洼区的园林绿化区域，一般具有短暂吸收蓄积和净化雨水的功能，并且具有良好的排水系统。雨水花园多由五部分构成，从上到下分别为吸水层、覆盖层、土壤层、填料层和排水层，一般还含有预处理设施及溢流设施等。每层均有不同的结构组成和生态功能，如下所示：①吸水层：临时储存径流雨水，承载各类细小杂物，对雨水初步净化；②覆盖层：减少水流对填料及土壤的侵蚀，多用土工膜、树皮等；③土壤层：常用沙土、种植土或有机质等，为植物生长提供条件；④填料层：采用渗透性强的人工或天然物料，一般是砂质土壤、粉煤灰、炉渣和砾石等，对雨水径流和污染物具有较强的吸附过滤能力；⑤排水层：一般由小粒径的碎石或者填料组成，底部须设排水管，用以及时排出多余的雨水。

依据雨水花园储水的用途，分为排水式、下渗式和回用式，从生态功能上看，分为净化水质、控制径流、储水回用等类型的。

4 “海绵城市”中雨水花园的设计原则

笔者结合日常工作及专业研究，基于雨水花园是一种生态雨洪管理基础设施，具有成本低、效能高、建造易、维护简单等特点，建议工程人员建设时参考以下设计原则：①充分考虑当地降水情况，遵循室外环境特点，合理设定主要功能；②结合地形地势特点，对于雨水花园的位置、范围等进行合理布局；③因地制宜，合理选取各种滤料、植物及土壤等基质材料开展建设；④提前做好排水规划，配置溢流井、排水管等必要附属设施；⑤设计与建造过程中应该注意雨水花园的生态景观性。

5 “海绵城市”中雨水花园施工技术要点简述

雨水花园的施工建设应采用因地制宜等原则来施工，建造的目的是为了减少内涝、净化水质、储存雨水、涵养地下水、实现水资源的循环利用，并能够在满足园林绿化需求同时具备景观性。从工程实践角度考虑，雨水花园的施工主要分勘察设计、前期检测、物料选用、现场施工和场地绿化等几个主要步骤，下面举例进行详细说明：

（1）勘察设计：雨水花园的前期勘察工作，一般应与建设场地的现场勘探同步，同时还要与项目工程总的设计规划相吻合。现场勘测在结合规划设计的前提下，重点对地形地势、土壤类型、场地区位、气候特征、排水要求、场地开挖等几个方面开展调查研究，以便统筹安排后期的相关设计工作，应确保科学性、可行性、无害性等基本要求。

（2）渗透性检测：雨水花园开建前，检测人员应在已选择的空地开展土壤本底调查，原始土壤以砂土或砂质壤土为最佳，粘土次之，且应尽量避开淤泥底质。场地土壤的渗透性检测可先在地上挖一个直径1～3m 的约20cm 深的小坑，然后再往坑里注满水。待24h 后，排除降雨等特殊因素影响，坑内水还没有渗透完全，则要谨慎选择此处建设雨水花园。如果场地土壤的渗透性较差，但仍必须在此处建设雨水花园，则需要对场地土层进行局部处理，可开挖运走部分原土，再将种植土、砂壤土、腐殖土等按照约1:1:1 的比例配置后回填。

（3）物料选用：雨水花园建设前的物料选用应把握实用性、可得性及经济性的统一，同时还要结合不同地区因地制宜地选取材料。除了必要的人工外，绿化吸水层、覆盖层、土壤层、填料层和排水层的物料要在检测实验完成后，及时调整和优化原设计的物料组成及用量。一般吸水层（10～15cm）多为绿化草皮或人工草皮等海绵型构筑物；覆盖层（2～5cm）用透水性土工膜或天然树皮、木屑等较好，土壤层（30～40cm）以透水性及营养性适宜的种植土为佳，也可与原土混合后回填；填料层（40～60cm）采用渗透性强的人工或天然物料，一般是砂质土壤、粉煤灰、炉渣和砾石等；排水层（10～30cm）由小粒径的碎石或者填料组成，底部多连接排水管。溢流井和排水管等附属材料，应选择适合本地排水要求对应规格的材质。