雨水花园在“海绵城市”建设中的应用与探讨

2023-07-31张斌

花卉 2023年14期

张斌

（广州建筑园林股份有限公司，广东广州 510289）

0 引言

自黄河中下游的郑州经历一场特大暴雨后，全国各地开始高度关注海绵城市建设。雨水花园作为海绵城市的一种形式，不仅具有减少水污染的作用，还能降低地表径流量和补充地下水，实现对自然降水的循环利用，缓解城市内涝现象，改善城市人居环境，同时具有显著的生态环境保护功能。

1“海绵城市”建设中雨水花园的应用原则

1.1 因地制宜

在海绵城市建设中应用雨水花园要结合当地防涝要求、水文特征、地理条件、水资源情况等基础条件设置合理的建设目标和规划布局，从而确保雨水花园建设位置、范围等科学性。在各种土壤、植物、滤料等基质材料选择中贯彻因地制宜的原则，从经济性、高效性等角度确保雨水花园建设质量，强化其吸水、蓄水、净水、渗水功能和作用，打造“会呼吸”“有弹性”的海绵城市。

1.2 统筹建设

基于海绵城市理论加强对雨水花园的应用要以城市发展总体规划为基础，统筹兼顾其他与海绵城市建设相关的工程项目，结合室外环境特点实现对雨水花园主要功能的合理设定，使海绵城市建设作用能得到充分、科学的展现。在雨水花园初期的设计环节要做好雨水管理设施与各种景观要素的有机融合，针对其中排水管、溢流井等各种必要的附属设施配置，提前做好排水规划工作，确保其雨水花园在海绵城市建设中实际运用效果。

1.3 生态优先

作为一种生态雨洪管理基础设施，雨水花园在海绵城市建设中的应用具有建设维护难度低、工程经济投入少、实际运用效能高等优势，在其应用中具有可以有效去除雨水径流中的各种污染物，通过景观系统和绿色单元的构建使自然环境中的昆虫、鸟类等动物获得栖息场所，从而完善整个生态系统。雨水花园中植物的生长利用其蒸腾作用和光合作用还能对周边温度和空气湿度进行调节。通过雨水花园的建设提升水生态系统的自我修复能力，充分发挥其生态价值[1]。

2“海绵城市”建设中雨水花园的技术探究

2.1 规划设计技术

雨水花园的建设不仅可以满足海绵城市建设的功能需求，其还具有渗、滞、蓄、排的功能，结合园林绿化特征，强化其景观性设计。在广州市“南沙区2019 年重点区域、重点道路城市园林绿化景观提升项目设计施工一体化（标段二）”中，为确保地铁周边雨水排水顺畅，防止地铁出入口周边渗水，并为地铁周边打造优美的绿化环境充分发挥雨水花园在海绵城市建设中有效应用。在设计工作开展前做好全面的勘察工作，发现该地区降雨具有显著的季节性特征，台风雨发生比较频繁，路面积水现象严重，根据当地气象站多年降水资料统计，该地年平均降水量为2294mm，最小年降水量为1308mm，最大年降水量为3379mm。在此基础上通过调查研究的方式全面掌握雨水花园工程的地形地势、场地区位、排水要求、气候特征、土壤类型等相关信息，从生态性、功能性、审美性和可靠性四个角度，结合现场勘测结果对雨水花园建设施工规划设计方案的内容进行细化和调整，为后续施工作业开展提供指导。

设计阶段的工作成果会对雨水花园最终的建设质量和应用效果产生直接影响。在设计阶段要以雨水花园在海绵城市中的建设功能为核心，结合当地城市居民的实际需求优化雨水花园功能设计，在保证其实现增加水资源积蓄、减少水资源污染、缓解城市下水管道压力等基础功能的前提下充分考虑其生态价值，结合广东省的气候特征优先配置生态调节性和环境适应性突出的植物类型，确保雨水花园建设和使用的长效性。在设计过程中还可以融合城市景观、历史文化、艺术思想等要素为人们提供优质的审美体验。从实用性的角度综合考虑雨水花园的建设影响和使用安全，确保其整体使用功能的高效性。

2.2 选择建造地点

在海绵城市建设中为使雨水花园尽可能实现最大化的应用价值，对其建造地点进行综合对比与慎重选择，尽量选择海绵城市中相对低洼的地方，同时要考虑周边环境以及人类的活动场所频率与景观需求，并对其地下管线的布局进行考察，尽量选择地下无管线或管线布局简单的地点，而且人流活动较多的周边地带，为人们提供美好的驻足赏景之地。在明确建造地点的基础上，对其建设面积大小进行科学规划。在一般情况下，雨水花园的建设面积越大，其储存、滞留雨水的容量越大，具有更好的径流分散能力。在其建造地点选择中通常会严格控制其与周边建筑、地下水位的距离，以3m 和0.6m 以上为安全距离，综合考虑地下水位问题，在与建筑物邻近的位置设置防水层。

为保证雨水花园最终的建设效果，建设施工单位还要安排技术人员对建设现场的土壤土质开展渗透性能检测。在施工现场优先选择原始土壤为砂土的空地，如果无法满足土壤条件，则在尽量避开淤泥底质的基础上选用黏土开展施工现场土壤渗透性检测工作。在雨水花园场开展土壤的渗透性检测期间，检测人员可以先在选择的空地内完成小坑的开挖，以深0.2m、直径0.14m 的为规格标准，在其中灌满水，在排除降雨等其他因素干扰的情况下，对其24h 后的剩余水量进行观察，如果坑内水无法完全渗透，就要对该场地进行谨慎选择，如果无法改变雨水花园的建设场地，而且建设范围内土壤渗透性较低，就要对其场地的进行处理，将部分原土全部开挖并运走，按照1:1:1 的配置比例回填种植土、砂壤土和腐殖土[2]。结合雨水花园介质参数要求（表1），根据施工现场具体条件选择适宜的介质对其进行优化，按照从上到下的顺序完成层级建设，并对不同层级的方向和数量作出适当调整。

表1 雨水花园介质参数要求

2.3 植物种类选择

植物种类选择作为雨水花园建设的关键环节对功能实现具有重要作用。雨水花园建设过程中植物的科学规划和合理设置，在面对城市降水较多的情况时，既可以吸收一定的雨水起到一定的水流分流效果，使城市发生洪涝灾害的可能性大大降低，又能通过植物叶片自身的蒸腾作用使多余的水分快速蒸发，平衡城市水资源存储和使用。在植物吸收雨水的同时还能在一定限度上净化并清理其中的细菌与微生物，通过根系的生长疏松土壤，强化雨水的地下渗透，促进城市水资源良性循环，推动地下水资源总体量级不断提升。为确保雨水花园内部生态环境的稳定性，在植物种类选择中考虑当地常见的植物品种，结合其气候条件选择耐涝或耐旱的植物类型，确保其在雨水花园中的存活率，使雨水花园建设在植物种植方面的投入成本得到有效控制[3]。

在雨水花园选择植物种类的过程中要分别从时间和空间两个方面确保植物配置的合理性。在时间配置方面要结合广东省一年四季的气候变化及不同季节的气候特征，在不同的植被带设置不同的植被类型，结合雨水花园地势高低，按照从高到低的顺序设置禾本科植物搭配草本植物，吸收部分污染物，降低雨水径流流速；搭配慢生乔木与灌木，进一步净化污染物；搭配速生的水生植物和耐水湿乔木，形成美丽的景观同时充分发挥雨水花园的作用。在空间配置方面要对不同植物的种植面积、种植位置、种植密度等进行合理规划，根据植物类型设置适宜的土层结构。以鸢尾属植物为例，在土层结构的空间配置中要设计蓄水层、覆盖层、换土层、砂石层、砾石层和土层，其中将蓄水层和砾石层的厚度控制在250mm 与330mm 左右，确保雨水花园各项功能的实现[4]。

2.4 施工工艺实施

雨水花园是利用浅凹绿地被用于汇聚并吸收来自地面的雨水，通过土壤和植物的过滤作用加以净化，其是集收集、净化、造景功能为一体的生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。基于雨水花园在海绵城市建设中对雨水吸收、蓄积、净化和排放的实用性功能，在具体的施工过程中要按照其结构组成及对应功能选择适宜的施工物料，确保雨水花园建设质量及其在海绵城市中的应用效果。其整个施工工艺流程如图1 所示。

图1 施工工艺流程

在具体施工工艺实施期间，施工人员要先完成排水沟渠开挖作业，排水沟渠对雨水起到进一步净化后才排入市政管道，施工中铺设防渗膜和土工布，将经过打孔处理的过滤排水管放置在完成铺设的土工布上，防渗膜的铺设可以防止雨水下渗，对地铁行车段及出入口的位置起到很好的隔离作用。排水沟渠的雨水净化施工如图2 所示。通过排水管包裹土工布的方式可以减少表面荷载对排水管道造成的破坏，还可以隔离雨水中的泥沙起到初步的净化作用。最后选用适宜的碎石和粗砂开展回填处理，在整个雨水花园中起到一定的过滤净化作用[5]。

图2 排水沟渠的雨水净化施工

雨水花园雨水蓄水层及过滤层的施工工艺主要包括：铺设过滤层（图3）、铺设土工布（图4）、铺设鹅卵石、配置植物（图5）。在地势低洼娃修建雨水蓄水及过滤层，首先对地基进行轻轻夯实后铺一层陶粒或者碎石起到雨水过滤作用，经过滤后再下渗起到缓流下渗补充地下水源的作用，并起到对雨水的减缓、滞留作用。接着再铺一层土工布起到防止水土流失和净化作用，再土工布上再铺一层鹅卵石起到雨水滞留、净化、缓流作用。周边再配置植物，起到景观与护坡作用。雨水花园建设效果如图6 所示。