“海绵城市”理念在环东湖绿道一期工程中的应用探讨

李 雁

(武汉蓝德凯尔生态环境有限公司，湖北 武汉 430000)

1 引言

近年来，海绵城市专题研究成果表明，路面径流作为非点源污染的一个主要组成部分，污染强度大，径流水质超过了地表水Ⅴ类水质标准，对受纳水体影响较为严重。初期雨水对路面冲刷后，经过传统的雨水排放设施(雨水口收集、管道输送和排放)，挟带包括颗粒物、COD、N、P、重金属、油污在内的各类污染物排入受纳水体，从而造成了受纳水体的污染[1]。“海绵城市”为理念设计出的东湖绿道排水系统成功解决了环湖硬质滨水带雨水未经净化直接排入湖体的问题。

2 海绵城市与东湖绿道滨湖区域概况

2.1 海绵城市

海绵城市表示的是一种特定类型的城市，它像海绵一样能够吸收雨水，然后由土壤自然过滤，并进入城市含水层。在下雨时海绵城市能够充分发挥不同生态系统的功能来吸、蓄、渗、净水，从而在需要时将存储的水释放利用[2]。

传统的园林设计通常难以实现对雨水的储存与净化。海绵城市理念下的园林景观在雨水储蓄系统、排水系统、雨水花园、道路系统、下沉式绿地、园林水景、绿色建筑、生态停车场等方面均有不同与传统景观的设计要点。贯彻海绵城市理念，把握设计要点，并充分应用于园林设计中，对城市的建设有着十分重要的意义[3]。

2.2 滨湖区域水体状况

建设之初东湖湖滨带陆地的雨污水大多不经处理直接汇入水体，对水体造成污染。部分区域设计了滨水植物带，但这些河滨植物带的设计单调，并且大多仅仅考虑陆地部分(常见的方式为河岸草皮)，水体修复效果一般。而综合运用陆生植物和水生植物，多层次设计滨水带以及工程应用还不多见。某些湖滨地区由于遭受多年的破坏，湖滨表面被硬质覆盖，植物难以生长，短期内想营造出多层次的植物以修复水体也较难[4]。

3 点线面一体海绵城市构建技术

3.1 环湖绿道滨湖区域节点海绵实施技术

以湖心岛节点为例，通过海绵技术的运用，对水进行处理形成科普展示的环保花园。主要使用了以下海绵技术。

3.1.1 阶梯绿地——“渗、滞、净、排”

东湖绿道通过阶梯绿地延缓、迟滞、净化雨水，然后分别排到前置塘和绿色屋顶。首先，将现状绿化带修筑成梯田形式，开挖过程应以保护原有树木根系为原则，接着将开挖的土方堆砌成挡水坎，再用小型夯机夯实。最后根据设计，在新开挖的阶梯绿地上种植植被[5]。

东湖绿道湖心岛阶梯式绿地建设完成后，经验证是一种有效的净化雨水和生物滞留设施。

3.1.2 绿色屋顶——“滞、排”

屋顶绿化有防水、排水设施、过滤层以及植物，是一个完整体系。绿色屋顶除雨水管理这个重要的效益外，还可以改善空气质量、降低噪音和调节温度，为东湖动植物提供栖息地，改善东湖生态系统生物多样性[6]。

3.1.3 铺装——“净”

东湖绿道工程合理化、最大化使用透水型铺装，利用其雨水“渗透/下渗”的性能，进行雨水的“自然式”管理，将雨水排至下沉式绿地和自然湖体。

3.1.4 前置塘——“净、排”

东湖绿道湖心岛地势呈环状结构，具有建设前置塘的自然条件，前置塘建成后对流域污水实行有效的控制，实现“净、排”功能。

利用沿线生态缓冲带内的现状鱼塘和低地，将其设计成一个或若干个串联的前置塘，延长水停留时间，促进泥沙沉降，同时利用滞留塘中大型水生植物、藻类等进一步吸收、吸附、拦截营养盐，抑制湖泊中藻类过度繁殖，减缓富营养化进程，改善水质。

3.1.5 下沉式绿地“净、排”

为加强东湖雨水资源开发与管理，沿道路两侧的绿化带在不增加用地面积、降低成本的条件下，成为既改善生态环境又渗蓄效果明显的雨水处理设施。

(1)生态型植草沟。在湖山道、湖山道沿线高地侧设置生态型植草沟，主要由“植被浅沟+地下渗渠”组成。利用生态植草沟良好的渗透性，延缓和降低暴雨洪峰、保障排水安全。

(2)下凹式绿地。在九女墩、磨山北门、湖心岛等景点用地范围内，因地制宜利用现状低地设计下凹式绿地，绿地表面种植草皮和耐水湿树种，保证一定的景观效果。下凹式绿地下层的天然土壤改造成渗透系数大的透水材料，在低洼处适当建设渗透管沟、入渗槽、入渗井等入渗设施，以增加土壤入渗能力，消纳降水。

3.2 环湖绿道滨湖区域线性海绵实施技术

3.2.1 生态驳岸

在东湖绿道工程建设中将传统驳岸改造成生态型驳岸，实现了对水源排、蓄、净、防的海绵城市功能。

根据实际的情况，东湖绿道生态驳岸设计采取了多种方式相结合的驳岸形式。台阶式人工自然驳岸适用于高坡、水流速度快、水位变化大的地段，在一定条件下允许一定区域被淹，水生和陆生植物相连，形成水陆交错带的生态整体；自然驳岸适用于湖泊及水景等湿地地段；自然原型驳岸适用于坡度小、腹地大、水流流慢的地段；在高流速地段仍采用垂直人工驳岸，以满足安全稳定性的基本要求，采用天然石材保证湖泊与岸基的水气交换和生物附着等功能。

湖中道、湖山道沿东湖驳岸水体周边设置一些缓冲带，为水体与陆地交错区域的生态系统形成一个过渡缓冲，强调对水质的保护功能，控制水土流失，有效过滤、吸收沉淀物及化学污染，降低水温，保证水生生物生存，稳定岸坡。以湖中道为例，绿道的典型断面为生态护坡型驳岸。

植物修复措施也是生态重建的关键。以生态驳岸形成的岸栖生物栖息环境为基础，通过种类丰富的陆生及水生植物、结构合理稳定的滨水绿带和岸边湿生水生植物群落结构，形成陆生-湿生-水生的生境、植物群落和生态景观连续过渡。

3.2.2 人行道铺装蓄排水技术

人行道硬质铺装采用透水材料铺装设计，以减少地表径流量，防止地面积水。同时，铺装区域土层下方设置储水模块系统，储存下渗雨水，用作绿化灌溉。绿道沿线人行道除采用透水砖铺装外，透水铺装层底部设置渗排一体管，收集多余下渗雨水集中作生态净化处理再排入湖泊。

人行道的透水性铺装有透水混凝土路面、透水砖、石材铺装。透水混凝土能让路面的雨水迅速渗入地下，减少地表径流；透水砖透水性强、耐磨性强、硬度高、能保持土壤湿润；石材铺装结合景观及经济性要求，选用小料石及青石板嵌缝植草铺装。

3.3 环湖绿道滨湖区域水体净化技术研究

3.3.1 氧化塘

氧化塘是指以经过人工适当修整的土地为基础，设围堤及防渗层的污水处理池塘，主要依靠自然生物的净化功能使污水得到处理。借用东湖原有的一个面积约25亩的荷花塘，依据处理目标的要求，对荷花塘进行适当改进具体处置，增加了增氧处理设施和人工生物膜基质，通过活化微生物菌群，增强水处理能力。对生活污水排放口和经过处置后排入东湖的出水口水质进行检测，结果见表1。

表1 氧化塘进出水水质情况

由表1中数据可知，通过氧化塘的处置，污水得到有效净化，大部分指标达到了地表水Ⅲ类水质标准，基本实现了达标排放。

3.3.2 微气泡水质保护

微气泡是指10 μm以下的微小气泡，微气泡是利用水和空气的环保型能源。针对东湖绿道沿线局部水域富营养化和水华风险，因地制宜构建物理设施，通过微气泡的作用增强水体的氧化分解能力，提升水体的污染负荷消减水平。鉴于微气泡技术的设备简单，处置效果好，用于水质保护的技术。将微气泡发生装置安放在面积为1.2亩的封闭小池塘中运行1周，测试其处置效果见表2。

表2 微气泡污水处置技术效果

由表2中数据可知，微气泡水质保护技术具有较好的营养负荷削减能力，是可用于水质净化和保护实现水质良好并维持稳定的较好技术，故在东湖绿道水质净化中，可有效清除水中富营养，提高东湖水质。

4 结语

东湖绿道一期工程在建设过程中，从设计到施工阶段均对海绵城市理念进行了充分考虑，结合工程建设的相关地形，将自然途径与人工措施相结合，有效地对海绵城市理念进行了实践。绿道发挥“渗、滞、蓄、净、用、排”等多项功能，使东湖最大程度地发挥了其调蓄作用，促进了东湖生态系统的修复与提升，也改良了武汉的生态系统，让东湖成为名副其实的国家生态旅游示范区。