公园绿地的海绵城市设计要点探讨与工程实践

刘伟凡

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

1 项目背景

随着城市的发展和扩张，城市下垫面的硬化率也不断提高，城市的建设造成地表径流系数提高，将城市地面的污染随降雨径流排入水系造成初雨污染。传统的径流控制以排为主，注重灰色基础设施的建设，但城市排水管网系统不能承担强暴雨事件，城市内涝的发生频率越来越高，影响范围也越来越大；另一方面，雨水径流污染以及城市缺水问题也愈发严重，这一矛盾也成为我国城市发展中的典型问题[1]。因此，城市内涝控制与径流污染治理成为学术研究和工程建设的热点。

海绵城市是同步解决内涝和径流污染的新理念。通过海绵城市建设，控制地表径流的同时，有效截流初雨中的污染物，降低初雨污染对水系的影响；城市现有水系循环差、雨水回用率低，通过有效的海绵城市措施，实现对常年低水位或者枯水河道的水体恢复、水动力补充、水景观构建，实现海绵城市的水系景观优化效果，通过对初雨的截流和处理，可实现雨水的回用，满足城市绿化浇洒、地面清洗等低水质标准的用水需求，实现雨水资源化利用[2]。本文探讨海绵城市规划设计的要点，并以佛山市某公园项目为例，分享海绵型公园的设计运用工程经验。

2 海绵城市规划设计要点

当前海绵城市建设正在如火如荼地进行，如不进行顶层规划设计，难免会有短视和局部与整体不协调的情况出现。城市建设规划中，应配合城市总体规划中生态格局的建设，应与不同类型用地的布局统一规划，与城市更新、环境改善、市政设施完善等整体建设相协调，与黑臭水体治理规划、防洪排涝专项规划、水资源及再生水利用规划相衔接。尤其是公园本身具有很好的海绵城市建设条件，通过合理的设计，公园绿地需要与雨水管网设施共同组成雨水工程体系，达到为城市蓄水承担责任的目的。

3 某公园项目海绵城市设计

3.1 项目概况

该项目位于佛山市，总用地面积12.2hm2，建成后主要使用功能为城市公园，项目以年径流总量控制率为90%（对应设计降雨量为43.4mm）为设计目标。对于规划控制暴雨（24h 历时），开发后的径流系数不大于佛山新城总体规划的综合径流系数，开发后的流量峰值应小于传统开发的峰值的1/4～1/3。开发后的径流量等于或小于开发前的径流量；发生50 年一遇的24h 暴雨时，不得出现水漫街现象。

本项目纵向标高变化较大，大部分绿地均为坡地，绿地径流系数取0.25。本项目开发前为平整后的土地，综合径流系数取0.25；开发后综合径流系数经统计计算为0.40。

3.2 排水分区

根据修详规排水管线综合平面图，本项目共有4 路雨水管接入市政管网，故汇水区域划分为4 块，编号为A～D，如图1 所示。广场汇水区域无法重力排水，因而雨水经蓄水池收集后，提升至A、D 区域蓄集、排放，根据广场区域的汇水情况，将此区域分为广场1 区（E）和广场2 区（F），广场1 区（E）基本为硬质铺装面，雨水汇集至蓄水池后，由提升泵抽升至下沉绿地蓄集排放，广场2 区（F）基本为山体、绿地，雨水主要蓄积于植草沟内，超期雨水由单体周边的景观水池蓄积。

图1 龙舟广场分区

龙舟广场采用的低影响开发措施主要有：干式植草沟（包含渗渠、植被缓冲带）、下沉式绿地、透水铺装道路、透水铺装停车场、雨水花园（生物滞留设施）、雨水调蓄池、生态屋顶、雨水湿地及多功能蓄水池、初期雨水弃流设施等。此外，各区域接入市政管网前，根据径流控制计算结果确定雨水调蓄池设施的规模，以控制雨水径流峰值。

3.3 广场区域水量平衡计算

广场1 区和广场2 区与市政雨水管网没有连接，直接进行计算。经水量平衡分析，广场1 区为满足控制目标，最大日低影响开发设施尚需调蓄420m3，最大月低影响开发设施尚需调蓄2200m3的径流量。采用综合措施对广场1 区的雨水径流进行消纳，广场1 区增设800m3雨水池，主要功能为调蓄径流总量。雨水池中设潜污泵，利用区域A、区域D 内的下沉绿地调蓄广场1区的最大月不能消纳的雨水。广场2 区低影响开发设施满足《海绵城市建设技术指南》中年径流总量控制率为90%的要求。

3.4 径流峰值模拟计算

其他四个区域与市政雨水管网相连，降雨径流过程更加复杂，因此采用SWMM（Storm Water Management Model）模型进行径流峰值模拟计算。SWMM 模型可以模拟完整的城市降雨径流循环，包括地表径流和排水网络中水流、管路中串联或非串联的蓄水池、地表污染物的积聚与冲刷、暴雨径流的处理设施、合流污水溢流过程等。

LID 设施规模及大小均按实际输入模型。模型计算步长为5min，雨水管网末端均考虑为自由出流，即不考虑市政管网水位对本区域管网排水的顶托作用。

从图2 中可以看出，A 区传统开发模式下，管网末端峰值流量为892L/S，低影响开发模型下，管网末端峰值流量为430L/s，低影响开发峰值流量为传统开发的48%，达不到佛山导则的要求，故采用雨水脱过池，削减管网出流峰值，超过传统峰值流量33%（297L/s）的时间段内的流量进入雨水调蓄池，经计算，雨水脱过池大小为40m3。类似地计算得出B、C、D 雨水调蓄池大小分别为40m3、65m3、105m3。

此外，A 区最大日低影响措施至少可接受广场区域来水250m3，最多可接受850m3的雨水量。A 区最大月至少可接受广场区域来水2000m3。D 区最大日低影响措施至少可接受广场区域来水200m3，最多可接受650m3的雨水量。D 区最大月至少可接受广场区域来水2000m3，满足广场1 区雨水调蓄要求。

3.5 项目计算结果

经过各分区计算，协调了低影响措施的空间分布不均匀性。采用低影响措施后，排入市政雨水管网的峰值流量均小于传统开发模式下雨水峰值流量的1/3，龙舟广场项目基本满足《室外排水设计规范》《海绵城市建设指南》《佛山新城海绵城市建设规划设计导则》的指标要求，达到“海绵城市”的建设要求。

4 结语

城市公园应在不影响市民休闲娱乐功能的基础上，发挥调蓄和回用雨水径流的作用，海绵城市建设规划应成为城市众多专项规划中的一环，用于指导海绵城市建设工作的开展，尤其是服务于城市发展的总体规划。因目前低影响开发控制指标无法精确推算实际雨水径流控制效果，为保证城市不受防涝影响，建议城市新区各地块采用低影响开发设施与人工设施相结合，比如下沉式绿地或广场、渠箱、区域调节池等，实现雨水的收集、转输、处理和利用，并考虑与综合管廊的建设相结合。

图2 A、B、C、D 各区低影响开发管网末端流量过程线