海绵城市建设探索——以济南英雄山山体公园设计为例

王 青,题兆健,徐君健,王 岩,仲丽娜

济南园林集团景观设计有限公司,山东 济南 250000

近些年，随着城市雨洪灾害和水资源短缺问题的不断出现，国家开始重视城市雨洪管理，并提出更全面推动我国生态文明建设的议题。伴随总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话和《海绵城市建设技术指南》的发布[1]，海绵城市建设试点工作全面铺开。2015年，济南市作为典型的山地城市和节水保泉城市，成功申报了海绵城市建设试点，以期通过海绵城市建设，解决泉水枯竭、洪涝多发、水源不足和水质污染等问题。

1 项目概况

英雄山山体公园位于济南市市中区，占地面积约100.5 hm2，是济南市著名的风景区之一。整个风景区处于城市内部，周边大量住宅区分布，是济南市典型的城中山（图1）。该山体公园由马鞍山、四五六七里山共同组成，海拔高度在50～174 m之间（图2），山质灰岩，多裸露。山体土壤瘠薄，以岩石风化形成的褐土为主。山体因常年雨水冲刷或人为干扰，形成一些冲刷沟壑、汇水山谷和集水洼地。山体公园植被以侧柏林为主，葱郁茂盛，四季常青。

图1 英雄山及周边环境模型图Fig.1 The model of Yingxiong Mountain and surrounding environment

英雄山作为济南市典型的城中山体公园，周边城市化建设完全成熟，山体的雨水对城市道路和市政雨水管线压力甚大，是济南市洪涝高风险区域客水的重要来源之一。而且该山体公园位于济南市泉群的正南侧，是济南市涵养补给地下水和保泉工程的重要地区之一。在这种情况下，英雄山山体公园更需解决自身雨洪问题，以起到涵养水源、保持水土、降低城市洪涝风险的作用。

图2 高程分析图Fig.2 The elevation analysis

图3 汇水分区图Fig.3 The catchment partition

2 设计原则和目标

根据《海绵城市建设技术指南》的指导和对国内外相关案例的研究[2]，我们进行了英雄山山体公园海绵城市建设的探索。运用低影响开发雨水系统的理念，采用渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术手段，实现山体径流雨水的有效调蓄，维持和恢复山体公园的“海绵”功能[3]。

首先，根据对山体地形和雨水径流情况的分析，对山体进行雨水汇集面分区，再按分区进行设计调蓄容积的计算。然后根据调蓄容积，结合现场地形进行雨水调蓄设施的布设。如此通过渗、滞、蓄、净、用、排等技术手段，增加其在山林内的下渗时间，有效减缓径流流速和雨水流量[5]，延缓峰现时间，减少山林雨水的外排和水土流失。仍不能及时下渗的雨水则通过蓄积设施储存起来，以便后期进行绿化浇灌和山林保育。再有径流的雨水和市政管渠系统相连接，汇入雨水管理的大系统。

3 总体设计

首先对山体公园进行现场调研，熟悉其地形走势、山脊和山谷的分布，勾画山体雨水汇集分区图，即两条相邻山脊线——分水岭之间的区域为一个汇水面（图3），再分区进行径流雨水调蓄容积的计算和调蓄设计。然后结合每个分区，分析山体径流雨水路径，原有山谷冲沟、泄洪沟、集水洼地等的分布情况和植被覆盖状况、景观要求等，具体指导调蓄设施的布设，进行雨水的有效调蓄。下面主要针对具有典型代表的A、B、C三区进行设计分析。

例如A片区，从山顶的马鞍山长廊向下，整个马鞍山北坡山体坡度均较大，多在40%～56%之间，从上至下有四条已形成的山谷冲沟。山腰有两条环山步道，山脚是狭长的活动平台和一些低洼地。山林植被茂密，以原生侧柏林为主，山脚则为针阔混交林。设计结合四条主要的山谷冲沟，分别于两条环山步道上侧设置横向渗透沟和渗透塘进行雨水的疏导、滞留和促渗，从而形成两条雨水阻滞带，以减缓雨水向山下径流的速度和流量。在山脚，冲沟底部结合原有低洼地设置渗透塘，汇集雨水，滞留促渗，减少外排。同时将环山步道和活动平台设计为糠粮土透水铺装，一并打造生态休闲空间。活动广场周边回填种植土，进行绿化补植，增加雨水滞留和下渗，同时提高生态景观特色。通过这样逐层拦蓄，保证山体对径流雨水的调蓄，涵养山林。

位于B片区的五里山西坡，一条登山路两侧是两条冲刷明显的沟壑，但坡度大，雨水流速快，无停留和下渗，易造成水土流失。对其进行海绵城市的设计，即将现有沟壑改造为景观旱溪，于林内打造层级叠落的水景观，同时解决雨水的蓄滞问题。主要设计是将沟壑内的地形进行整理，结合回填土和自然置石，形成逐层叠落的滞水洼地。于底部散置卵石，周边补植花灌木和两栖植物，消减雨水对山体土壤的冲刷，同时净化雨水，丰富景观。最下端借用现有桥体挡墙和洼地承接叠水，形成雨水蓄积池，多余的雨水通过泄洪沟排入市政系统。

C片区为山体的东坡，山腰有一条环山消防通道。对于低影响开发雨水系统的设计，结合现状汇水山谷和集水洼地，在消防通道沿线，布设海绵设施，不仅解决径流雨水的调蓄问题，还为东坡消防通道沿线增加一条旱溪景观观赏带。具体做法为，消防道上侧将现有坡度较小的园林化种植平台进行地形的逐层整理，借用土埂围合为能够滞留雨水的下沉式绿地。消纳不了的雨水，通过道路截水沟和地埋暗管疏导到消防道下侧。消防通道下侧，将现有狭长的集水沟进行梳理和连通，通过自然置石的围合、池底卵石的散铺和两栖植物的园林化种植，形成路侧连续的旱溪景观。滞留的雨水经过后期的缓释，以达到滋润土壤、涵养山林的效果。

4 具体调蓄措施

根据前期设计和《海绵城市建设技术指南》对调蓄措施做法的指导，我们对调蓄设施进行了优化和改进，以更适应山体公园的雨水收集和利用。主要优化技术为去掉防水层，最大限度的促进积蓄雨水的下渗。具体做法如下：

4.1 山谷拦蓄

在现有汇水山谷内，特别是A区和B区，平行于等高线，用山石垒砌高0.2～0.3 m的挡墙，适当拦蓄雨水，减缓流速，削减峰值流量（见图4）。多余的雨水溢流，继续汇于山谷，流向下游。对于挡墙的修筑需注意防止次生灾害的发生。

图4 山谷拦蓄Fig.4 the valley interception

4.2 下沉式绿地（土埂和水平阶）

在C区和F区，靠近消防通道的较平缓区域，宜结合地形设置下沉式绿地（低于周边地面100～200 mm的绿地），逐层拦滞雨水。根据坡度大小不同，分两种做法。第一种，将原有坡度较小（＜20%）、无明显冲刷痕迹的林地整理为小台地，外侧用土埂围挡，拦滞雨水（图5a）。对于坡度较大的（20%～40%），外侧需修筑挡墙，回填土壤，补植苗木，滞留雨水（图5b）。对于挡墙的修筑需注意防止次生灾害的发生。

图5 下沉式绿地Fig.5 Sunken green space

4.3 渗透塘

结合雨水汇集点，将现有洼地改造为渗透塘，将周边径流雨水引入其中，用于雨水滞留促渗，补充地下水[6]。其设计深度宜大于等于0.6 m，通过围合地形、堆叠自然石和栽植耐旱耐水湿植物，打造具有景观观赏性的渗透塘（图6）。

图6 渗透塘Fig.6 The infiltration pond

4.4 渗透沟

渗透沟是在渗透塘的实际应用中，在山体坡度较大的山坡，沿环山绿道横向拉长收窄而形成的雨水调蓄设施。主要是于山腰拦截雨水，减缓流速，形成一道雨水缓冲带[7]。

4.5 景观旱溪

景观旱溪是应山体公园的需要，将原本具有景观观赏要求、靠近人为活动的集水洼地，采用艺术化的处理手法，打造为观赏性较好的旱溪景观。如六里山的月亮湾，设计中将原有破败的小湾进行改造提升，借用原有崖壁塑造跌水瀑布，在塘底铺置卵石，周边堆叠自然石，搭配两栖植物，模仿自然河床，形成旱溪景观（图7、8）。

4.6 景观水池

在雨水汇集量较大的山谷内，局部山凹处，结合游览需求，设置景观水池，积蓄雨水，形成水景观，同时为局部山林浇灌提供水源（图9）。

图7 景观旱溪Fig.7 Landscape dry stream

图8 月亮湾Fig.8 Yueliang bay

图9 景观水池Fig.9 Landscape pool

4.7 透水铺装

在英雄山山体公园的场地设计中，均以透水性材料为主要铺装类型，既增加雨水下渗，又和山林的生态、自然特性相匹配。主要使用的透水铺装材料是糠粮砂（图10）和透水砖（图11）。

图10 糠粮砂透水铺装Fig.10 Kangliangsha permeable ground

图11 透水砖铺装Fig.11 Permeable brick ground

4.8 截水沟

截水沟主要结合山体公园内的道路进行设计，将道路上侧调蓄设施收集的过多雨水疏导到道路下侧的调蓄设施，防止上侧的雨水溢流对道路路基造成破坏。

4.9 回填种植土，补植苗木

在雨水调蓄设计中，适当保留原有侧柏林[9]，同时结合种植土的回填进行苗木的补植，是一个较为有效的利用植物进行雨水截留的措施，而且一并提升了山体公园的植物景观。如此通过复层植物群落[8]的构建，达到多层次消纳雨水的作用。在调蓄设施底部，宜多选用一些耐旱耐水湿的两栖植物，如芦竹、千屈菜和马蔺等，保证干旱和水湿状态下植物景观均具有较高的观赏性。

5 结论与讨论

通过对济南英雄山山体公园海绵城市建设的研究，总结出以下山体公园不同于市政道路、居住小区和一般的公园的建设方法和创新技术措施。

（1）充分了解项目现场，全面掌握雨水数据

因山体公园地形变化，在设计中，除借助地形图、GIS分析外，还需对场地进行现场调研，准确把握山脊、山谷的分布和雨水流向，划分汇水面；然后根据各个汇水面的实际坡度、植被、岩石和土壤等的分布情况进行综合雨量径流分析，确保径流雨水调蓄设施设计和建设的合理性和适用性。

（2）以数据指导设计，保证调蓄措施的适宜性

在调蓄设施的选择中，以适应山林地形和林间景观的形式为主，多为自然式、人工化程度较低的类型。在调蓄设施的结构做法中，山体公园宜直接在原有林地的基础上整理地形、散置卵石，而不铺设防水层，以充分遵循自然规律，减少山林破坏，同时保证雨水的及时下渗。

（3）简单设计，便捷施工，节约成本

调蓄设施的设计宜遵循简便、节约、环保的原则，并全面考虑山体的施工难度，减少不必要的机械和资金投入，有效缩减工程量，保证施工的可实施性，同时能够保证最大程度的保护山体公园自然、郊野的景观效果。

（4）“海绵”功能性和景观性并重

设计中还需遵循山体公园其作为公园的基础特性，即海绵城市的设计需同公园的整体景观相协调。在海绵城市建设中形成的新景观节点，应服从公园整体景观规划，和相近的景观节点保持适宜的距离，符合游人的游赏习惯。调蓄设施的做法也需和整体景观相协调，以园林高标准打造“海绵”功能性景观。

（5）优化植物群落，充分利用森林植被截留雨水

在山体公园的海绵城市设计中，森林植被的雨水调蓄也具有相当重要的作用。温带针叶林的平均林冠截留率为20%～40%[10]，对于山林内那些生长过密、生长低劣的林分需进行间伐，改善生长环境，增加底层光照，保证新补植地被苗木的生长，从而形成复层植物群落，多层次消纳雨水，减少地表径流和对地表土壤的冲蚀，提高山林综合生态效益。

通过对济南英雄山海绵城市建设的探索研究，我们对该类山体公园雨水调蓄方法的设计形成了一套较完整体系。希望我们的探索能够为周边山体公园的海绵城市建设提供参考。

[1]北京建筑大学.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)[M].北京:中国建筑工业出版社,2015

[2]胡 楠,李 雄,戈晓宇.因水而变——从城市绿地系统视角谈对海绵城市体系的理性认知[J].中国园林,2015,31(6):21-25

[3]俞孔坚,轰 伟,李 青,等.“海绵城市”实践:北京雁栖湖生态发展示范区控规及景观规划[J].北京规划建设,2015(1):26-31

[4]强 健.北京推进集雨型城市绿地建设的研究与实践[J].中国园林,2015,31(6):5-10

[5]Hoyer J,Dickhaut W,Kronawitter L,et al.Water Sensitive Urban Design:Principles and Inspiration for Sustainable Stormwater Management in the City of the Future[M].Berlin:Verlag Gmb H,Kurf ü rstenstra ße,2011:65-70

[6]刘朝阳,王树栋.低影响开发模式在北京地区景观设计中的应用探析[J].北京农学院学报,2015,30(3):107-111

[7]赵 萌.北京科技园区雨水景观规划设计策略研究[D].北京:北京工业大学,2013:70-72

[8]张剑飞,李晶晶.基于LID理念的海绵城市公园绿地规划研究——以常德姚湖公园为例[J].中外建筑,2015(7):104-106

[9]刘来福.济南千佛山侧柏林生长性状与环境因子间的典型相关分析[J].林业科学,1994,30(2):181-187

[10]刘世荣,温远光,王 兵.中国森林生态系统水文生态功能规律[M].北京:中国林业出版社,1996:3-10