住宅小区海绵城市建设理念的运用

2023-11-19郭金龙马瑞强朱少东张彦祥李海龙陈生宏陈克逊

智能建筑与智慧城市 2023年9期

郭金龙，马瑞强，朱少东，张彦祥，李海龙，陈生宏，陈克逊

（中国建筑土木建设有限公司）

1 引言

在城市的大规模硬质化建设下，原有自然环境与生态系统的平衡状态受到严重干扰与破坏，温室效应、热岛效应等气候现象日益显著，引发局部地区频发暴雨、干旱、沙尘暴等极端天气，造成城市水资源短缺、水质污染、城市内涝等延续性问题，严重破坏了城市居民原有的工作与生活状态，甚至给城市居民的人身安全与财产安全带来威胁。

海绵城市建设以“自然积存”“自然渗透”与“自然净化”为核心理念，旨在利用各类渗水措施、蓄水措施、排水措施、滞水措施等加强对自然降雨的截留与渗透，减少雨水在地表产生径流与漫流造成城市内涝现象，同时利用净水措施与用水措施提高城市水质以及降水的循环利用率[1]。

住宅小区是城市建设的重要组成部分，其占地面积较大，承载了城市居民的日常生活，将海绵城市建设理念引入并运用到住宅小区设计与建设中，在小区内部硬质景观中嵌入海绵设施，以便降到住宅小区内的雨水能够充分在地表截留、渗透到地下水层中或被蓄积在海绵设施中以供净化与利用。

2 海绵城市建设概述

2.1 海绵城市概念

海绵城市，顾名思义是让城市像海绵一样具有吸水与排水的功能与效用，以良好的弹性有效应对极端气象灾害以及城市现存的水资源短缺、水污染严重等问题。海绵城市的指导方针为“渗、滞、蓄、净、用、排”，通过海绵设施以及各项渗水措施、蓄水措施、排水措施、滞水措施等对降落在城市的雨水充分截留，加强雨水的自然渗透，以免大量雨水在硬质化的路面或局部区域滞留、径流，造成城市内涝问题，减少城市市政雨水管网的排水压力[2]。同时，雨水的自然渗透可以进一步补充城市地下水资源过度开采造成的匮乏问题，缓解城市地表塌陷、土壤盐渍化、海水倒灌等不利现象，助力城市涵养水源、保持水土、调节城市局部微气候，缓解城市热岛效应，局部修复城市的自然环境以及社会系统与生态系统的平衡关系[3]。土壤内部的细微孔径以及海绵城市的蓄水净水措施等也可以有效净化雨水，将净化后的雨水作为市政道路养护、园林绿化浇灌用水，提高水资源利用率，缓解城市水资源紧张压力。

2.2 海绵城市建设的理念

早期的城市雨水排放理念为：在市政管网体系中布设雨水管道，雨水落到城市地表后经由雨水管道传输，在泵站等设施的作用下快速排放，减少雨水在城市地表积留而导致的地表径流漫流或城市内涝。但是在极端暴雨天气下，原有的城市雨水管道管径以及排水能力存在拓展与上升瓶颈，来不及汇流与排出的雨水会在地表径流而导致城市局部积水，影响城市功能的正常发挥。在硬质地表环境下，雨水径流速度较快，会带动地表的污染物共同进入周边的河道水系中，造成城市周边的水资源污染问题[4]。因此，在城市硬质化建设大行其道的背景下，海绵城市建设应反其道而行，减少城市的硬质化面积，增加城市的绿化面积，将雨水更多的滞留、渗透与利用起来。海绵城市建设的实质在于在城市各个可行局部区域内构建雨水截留、处理与再利用系统，加强对降落在城市的雨水的滞留、储蓄或渗透、净化与使用等，让雨水资源成为城市水资源循环利用的良性组成部分，充分发挥海绵城市建设的目标性功效，释放海绵城市的海绵功能，真正实现小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭。

3 住宅小区海绵城市建设理念的应用原则

3.1 生态原则

海绵城市建设是城市自然环境保护与生态系统维稳的重要举措，其对于涵养水源、保持水土、调节城市局部微气候，缓解城市热岛效应，局部修复城市的自然环境以及社会系统与生态系统的平衡关系等具有重要作用[5]。在住宅小区中运用海绵城市建设理念，要遵循生态原则，在合理规划住宅小区功能布局的基础上嵌入生态元素构筑海绵设施。例如，在住宅小区内布设实施河流、沟渠等自然排水系统，一方面可以加强住宅小区内地表的排水与蓄水能力，提高小区内河流水系的活动度，减少水体黑臭现象；一方面为住宅小区注入河流水系这类生态元素，有效构建局部区域的水系生态系统，保护河流与沟渠的生态环境不受破坏。

3.2 安全原则

海绵城市的建设目标是保证城市小雨不积水、大雨不内涝，以免给城市居民的日常出行以及生活带来不利影响，减少极端天气事件对城市居民的财产安全与人身安全带来的威胁。因此，在以住宅小区为载体打造的海绵城市中应充分遵循安全性原则。例如，在住宅小区内的相对低洼处构筑适宜的海绵设施，以免雨水向低洼处汇流、集聚造成局部区域积水或内涝现象，影响小区内人员与车辆通行的安全[6]。在具体实施时，可以在住宅小区工程的局部区域实施生态排水系统，利用住宅小区工程施工过程中填挖土方构筑局部性小流域，充分发挥生态排水系统在局部小流域的作用，有效截留雨水、减少雨水洪峰流量对住宅小区内路面的影响，为住宅小区的住户提供安全的出行环境。

3.3 因地制宜原则

住宅小区海绵城市措施应用与海绵设施使用应严格遵循因地制宜原则，充分结合住宅小区所在区域的地形地貌、土壤条件、水文条件、局部气象条件（年均降水量、最大降水量等）以及住宅小区内的雨水管网布设情况与排水能力，对住宅小区内的路面、绿地等进行适宜性设计与实施，确保所运用的海绵措施符合住宅小区的个性化特征，提高住宅小区对雨水的滞留、渗透与净化应用能力，提升住宅小区的海绵城市建设成效。

4 住宅小区海绵城市建设理念的运用举措

4.1 雨水花园构建

雨水花园是海绵城市建设中一种重要的海绵设施，其主要通过人工打造一块下凹式花园绿地作为雨水汇集之处，实现雨水的阻截与滞留，以免雨水在地表漫流或在局部低洼处积水。雨水花园最初起源就是应用在住宅小区内，取代原有的雨洪管理系统，构筑一个具有生态性与可行性的雨水滞留与吸收场地，在营造住宅区绿化景观的基础上，提高住宅区对雨洪的调控能力与响应水平。在住宅小区内构建雨水花园，可优先选择住宅小区内地形相对低洼处，在自然下凹部位层由下至上层层铺设砾石层、砂层、土壤层、覆盖层与蓄水层，将绿色植物种植在土壤层中，利用上层植物以及下层土壤层、砂层等的层层拦截与过滤，有效滞留雨水并加以净化，将净化后的雨水缓慢渗透到底部土壤中，有效反补与涵养住宅小区的地下水。住宅小区的物业也可以利用雨水花园滞留与过滤后的雨水作为小区内的景观浇灌用水、公共卫生间冲水。住宅小区内的雨水花园构建应合理配置种植的植物种类，考虑植物的特性、生长环境要求、叶面面积等，选择在高度上相对立体化的不同种类植物，为小区居民提供具有艺术审美的雨水花园，也为小区内的鸟类与昆虫提供适宜的栖息环境。

4.2 透水铺装路面布设

透水铺装路面是住宅小区中运用海绵城市建设理念的一项措施，其采用良好的透水材料作为路面铺设材料，雨水落在透水铺装路面上可以快速渗透到路面以下的土壤层中，不会在路面产生地表径流与漫流，引发小区内部的积水或内涝现象。尤其是在暴雨这类极端天气事件下，小区内布设透水铺装路面可以有效缓解小区内部雨水管道的排水压力。同时，透水铺装路面所采用的透水材料不仅环保、生态，良好的孔隙结构更是类似于植被叶面的孔隙结构，可以较好地吸附小区内的热量与灰尘，提高小区居住空气质量以及居住环境的舒适度。将透水材料铺设在路面层与基底层，以便雨水降落到小区的路面后能够较好、较快地渗透到路基底层。透水铺装路面在住宅小区内的具体应用包括小区内的车行道、人行道与停车场，不同道路的应用途径与面向人群对象不同，可以采取不同的透水材料以满足路面通行标准与质量要求。例如对于小区内的步行道，可选用透水装置设施；对于小区内的车行道，可选用透水水泥混凝土；对于小区内的停车场，可选用透水草砖。

4.3 屋顶植被覆盖

屋顶植被覆盖是指在住宅小区的屋顶大面积种植植物，打造绿色屋顶。屋顶上覆盖的绿色植被可以有效阻挡太阳光的直接照射，以免住宅小区建筑在长时间太阳辐射下整个室内温度不断升高，增加室内的空调系统的运行能耗。同时，屋顶植被覆盖可以有效拦截落在屋顶的雨水，将雨水直接作为屋顶植被生长的灌溉用水，减少雨水落在屋顶后顺延至地面造成积水的现象，提高雨水资源的利用率，充分彰显住宅小区海绵城市建设的生态性。

4.4 小区植草沟修建

小区植草沟是在住宅小区的地表沟渠内种植相应的植被，利用地表沟渠有效汇集与集聚雨水，再利用沟渠内的植物以及下层的土壤对汇集到沟渠内的雨水进行层层渗透与过滤净化，减少雨水冲刷产生的水流侵蚀，起到涵养水源、保持水土的作用。在住宅小区适宜的位置开挖沟渠，在沟渠内种植阔叶型植被，一方面可以提高小区内的植被覆盖率，美化住宅小区内的绿化环境；一方面可以有效收集雨水，尤其在强降雨时期，将雨水收集与二次利用，可以切实提高雨水资源的利用率。

4.5 小型人工湖实施

小型人工湖泊是当前很多住宅小区规划建设的重要组成部分，也是一种常见的景观设计方法。在进行住宅小区规划设计时，应当重视其实际情况，不仅为居民提供良好的居住环境，还需要加强对雨水的防渗管制，但是在具体的设计当中，也同样应当注意，小型人工湖的设计面积不应过大，避免在建筑群周围设计，否则一旦出现湖水渗漏，会存在一定的安全隐患。同时在进行住宅小区施工设计的时候，可以结合当前的实际情况，对一些降雨量较大的区域进行人工湖的设计和建设，通过这种方式有效减少暴雨季节对住宅小区的影响，同时还能够优化住宅环境。