基于海绵城市背景下雨水花园建设浅析

刘菲+孙瑞

摘 要：随着城镇化与工业化飞速发展，大多数城市绿色下垫面被破坏，城市水文循环系统受到严重干扰。在当前海绵城市建设浪潮中，雨水花园技术为恢复城市基底的涵水性提供了新的“绿色突破口”，通过阐述雨水花园的理论基础、类型结构、规划要点等，以期为雨水花园的建设提供借鉴。

关键词：雨水花园；生态效应；雨洪管理；可持续发展

0 引言

近年来，我国频繁遭遇前所未有的水资源危机，城市内涝严重，下垫面过度硬化，自然绿地已经成为稀缺资源。我国水资源相对短缺，有一半以上的国土地处干旱、半干旱以及季节性干旱的半湿润区，水资源时空分布不均匀，导致结构性缺乏更加严重。与此同时，我国大部分人口和产业集中在江河湖沿岸地区，甚至处于泛洪区内，加之大陆性季风气候降雨集中等特点，使大多数城乡地区不可避免地遭受洪涝灾害威胁。水资源短缺与水灾害频发已经成为制约我国经济发展的两大重要因素。面对这一严峻形势，我国半个多世纪以来，以工程措施改造水环境、解决水问题，取得很大成就。

在当前水资源矛盾尖锐的情况下，将雨水进行再利用，弥补先天水源不足，缓解城市水问题。我国雨水花园技术尚处于发展初期，收效微弱，利用率低。人们一直视雨水为废弃物，长期以来“一排至之”的做法，不仅浪费了雨水资源，同时也破坏了城市水系统的循环性。在此背景下，我国急需建立一套“渗、滞、蓄、净、用、排”的雨水循环利用系统，应对水危机，助力海绵城市建设进程。

1 雨水花园的理论基础

1.1 可持续发展理论

可持续发展的理论源于人类对于未来社会的担忧，最早应用于林业生产方面。1987年，世界环境与发展委员会发布的《我们共同的未来》，将其定义为既能满足当代人的需要，不危及下一代人的生存，又使下一代人的需要和生活得到保证。

从可持续发展理念出发，雨水利用将成为未来城市发展的重要参考因素。首先，城市水资源日益短缺，地下水的开采过度以及雨水的初级污染加剧了城市生态环境的破坏；其次，季风性气候影响，许多城市内涝严重，给人民生产生活造成严重损失针对水资源短缺与城市雨洪灾害两大主要矛盾，实现雨水资源的收集与再利用，改善城市水循环系统，提升城市生态环境品质。

1.2 生态设计理论

18世纪下半叶，人类社会迈进工业时代，科学技术迅猛发展。与此同时，全球变暖、城市膨胀、环境污染、资源短缺等一系列城市问题威胁着人类的生存。美国建筑师麦克·哈格出版的《设计结合自然》，标志着生态设计时代的到来。与传统设计相比，生态设计将重点放在城市环境方面，旨在构建结构合理、功能高效的人居环境。

在生态规划设计理论的倡导下，要求规划设计充分尊重自然原有肌理，保护城市生态环境，充分实现自然资源的再利用与再循环。雨水花园技术依据生态设计理念，结合规划地的自然禀赋，使用乡土植物，达到截留污染物、净化雨水的作用，实现城市雨水资源的再利用。

1.3 绿色基础设施理论

绿色基础设施不同于传统“灰色基础设施”，是保护环境、生态、资源的有效途径。

美国环境保护局将其定义为，为提高整体环境质量而设置的自然系统或仿自然人工设施，并将这一概念拓展到雨水径流管理方面，通过自然系统或模拟自然系统的工程措施对径流污染进行控制。

在城市传统发展模式的作用下，城市雨水难以下渗，造成初级雨水径流污染，形成较高的短时雨水径流总量和径流速度，致使城市洪涝灾害的发生。与传统工程设施相比，雨水花园技术不仅前期投资、后期维护成本低廉，而且与景观设计相结合，实现美学、生态等多种功能。

2 雨水花园的类型与结构

2.1 雨水花园的类型

根据实施目标不同，雨水花园可以分为以控制径流污染为目的和以控制径流量为目的两种类型。

第一，以控制径流污染为目的的雨水花园，主要功能为处理污染较严重的初期雨水，一般适用于径流污染比较严重的城市空间，例如停车场、城市广场、城市道路等，结构比较复杂，需设计专门的底部排水沟渠。第二，以控制径流量为目的的雨水花园，主要功能为减少区域内的雨水径流总量，一般适用于处理雨水水质相对较好、汇流面积较小的城市空间，例如建筑屋面、附属庭院、中小学校、居住小区等，构造相对简单，造价低廉，无须设计专门的底部排水沟渠。

2.2 雨水花园的结构

雨水花园通过植物的截留与土壤的渗透蓄滞作用，达到净化初期雨水污染、降低短时雨水径流量以及收集地面汇流雨水的效果。一般其结构主要分为蓄水层、覆盖层、植被与种植土层、人工填料层、砾石层等五部分。

第一，蓄水层主要为滞留和过滤雨水，同时将雨中的沉淀物留在该层。第二，覆盖层主要为提高土壤渗透作用和净化雨水，防止水土流失。第三，植被与种植土层主要为过滤与净化雨水，选择多年生植物，可短时间耐水涝。第四，人工填料层主要为渗水，其厚度应根据规划地的降雨特性、服务面积确定，多为0.5～1.2m。第五，砾石层主要为排除多余的雨水，由穿孔管排入城市管道中。

3 雨水花园的规划要点

3.1 雨水花园的选址

第一，规划建设前必须对场地进行适宜性评价分析。在选址前，应对土壤采样，进行性质分析实验，避免将雨水花园建设于土壤渗透性差、土质松软、保水量低的场地上，以免发生长时间的积水，对城市环境造成负面影响。第二，规划场地应具有适宜的汇水面积，能容纳短时骤增的雨水量。开工建设前，根据该地区相关室外排水技术规范计算场地内的雨水径流量，在城市低洼地带、易积水区设置雨水花园。例如，城市道路、广场等空间，以便于发挥对雨水的控制与利用作用。第三，不能对场地建筑以及其他基础设施造成损害。在开工建设前，应实地踏勘场地基础条件、周边环境特点，减少对基础设施的影响。例如，在居住区雨水利用系统建设中，选址要求距离主体建筑物至少3m，避免浸泡建筑基础。第四，规划场地应保留一定面积的地上或地下空间。依据场地内的雨水径流系数分析，确定雨水花园的建设规模。不同现状条件的项目，所需的雨水花园建设规模不同，留有足够面积的地上或地下空间，便于规划建设。第五，雨水花园的选址与后期维护对环境存在一定要求。例如，雨水花园的选址尽量设置于南向，远离高大乔木根系；场地高差系数小，减少人为施加土方量；控制周边污染源，保障雨水水质中等，降低对雨水花园内种植物的影响。

3.2 雨水花园的规模

在确定雨水花园建设要求后，应采用量化分析法对雨水花园规模进行测算。依据水量平衡分析法，对规划场地的地面雨水径流量、汇流量、蓄水量、下渗量等运用数学科学算法，推演出所需雨水花园的表面积。依据多次流量模拟测试实验，确定雨水花园的积蓄和下渗能力，以及应对暴雨强度测评系数，保证该规划地水文条件各要素值动态平衡，指导雨水花园规划方案的可行性与合理性。

4 结语

作为绿色基础设施的重要组成部分，零散分布的雨水花园所能发挥的作用有限。当代设计师需要建设更多优秀的雨水案例，完善绿色基础设施理念，增强普及性（下转第页）（上接第页）与应用性。雨水花园的建设需要推广到城市的各个角落，发挥各自特定的作用，促进城市生态环境的改善，应对水灾害，适应水环境，平衡水生态，以小见大，为现代海绵城市建设添瓦助力。

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