深圳市海绵城市建设工程案例研究

梁志华　许铭宇　徐宇　黄晓东　卢艺菲

摘 要：海绵城市建造技术的工程化应用对于减少城市雨水地表径流、提高雨水资源利用及改善生态环境等具有重要意义。以深圳万科云城二期北绿廊景观工程和万科云城南绿廊景观工程为例，介绍海绵城市建设的关键技术，分析海绵生态系统在景观工程中的构建方法及应用效果，提出在海绵城市建设中技术落地应与低维护可持续景观相结合的理念，以真正实现人与生态自然和谐相处的目的。

关键词：海绵城市;屋顶绿化;雨水花园;工程应用;深圳

中图分类号 TU986文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）13-0063-05

Abstract： The engineering application of sponge city construction technology is of great significance to reduce the urban rainwater runoff， improve the utilization of rainwater resources and improve the ecological environment. Taking two sponge city construction projects of north greenway landscape project of shenzhen vanke cloud city phase ii and south greenway landscape project of vanke cloud city as examples， this paper introduces the key technologies of sponge city construction， and analyzes the construction methods and application effects of sponge ecosystem in landscape engineering. This paper puts forward the idea that technology should be combined with low maintenance and sustainable landscape in the construction of sponge city， so as to truly realize the goal of harmonious coexistence between human and ecological nature.

Key words： Sponge city; Roof greening; Rain garden; Engineering application; Shenzhen

目前，海绵城市是我国现代化城市建设的重要雨洪综合管理模式，是国家改善生态环境的重要举措，意义重大。我国在海绵城市研究领域虽然起步较晚，但近年来随着国家政策的大力引导，在该领域的基础研究及工程技术应用方面都取得了丰硕成果。海绵城市首先是基于城市流域水文规律的科学基础[1]，把城市生态系统比作“海绵”，实现城市对环境变化具有良好的弹性适应，下雨时吸水、渗水、蓄水、净水，需要时将储蓄的水“释放”并加以利用[2]。随着城市经济的迅速发展，城市的开发建设与排水管网规划以及排水设施分布之间存在严重不匹配现象，常常导致城市内涝、水体富营养化等突出问题，影响了城市生态安全和居民健康。海绵城市在缓解城市内涝、补充地下水及提高雨水综合利用方面起着重要作用，同时也顺应了国家提出的“低碳—生态”的城市规划建设理念。

2016年，深圳市入选国家第2批海绵城市建设试点之一，随后出台了多个相关文件，包括《深圳市推进海绵城市建设工作实施方案》、《深圳市海绵城市建设专项规划及实施方案》、《深圳市海绵城市规划要点和审查细则》等，确保了深圳市海绵城市建设工作的稳步推进，且建设效果显著。其中，工作实施方案指出，要综合采用海绵技术措施，将70%的雨水就地消纳和利用;到2020年，深圳建成区20%以上的面积要达到海绵城市要求;到2030年，建成区要80%以上达到要求，并提出要打造成为国际一流的海绵城市。2019年深圳市海绵城市建设工作领导小组办公室为鼓励更多优秀的海绵城市建设项目，设立了深圳市海绵城市建设项目专项资金，万科云城二期北绿廊景观工程获得了该专项资金“优秀施工二等奖”。本文以深圳万科云城北绿廊和云城南绿廊2个景观工程为案例，分析其所应用的海绵城市建造技术，以及工程建成后在蓄排水和景观等方面的应用效果，以期为海绵城市建设提供参考。

1 海绵城市建设关键技术

海绵城市作为新时代一种城市雨洪管理措施，可以有效增加地表透水率，削弱地表径流量，从而营造一个既生态又有趣的城市环境。海绵城市在建设过程中的核心措施是“渗、滞、蓄、凈、用、排”[3]。目前，海绵城市建设主要的关键技术有屋顶绿化、雨水花园、生态植草沟和透水性铺装等。

屋顶绿化主要是通过蓄排水层、过滤层、土壤层及植被层等构造，一方面有效减少了屋顶降雨的径流量，削弱了径流洪峰，起到截留雨水的作用，另一方面能够吸收和去除降雨中各类污染物，起到过滤和净化水体的作用[4-5]。雨水花园是一种自然形成或人工设计开挖的下沉式绿地，也称为生物滞留池，主要通过其地形塑造、结构层及植物选择配置实现对雨水收集、净化和利用，其净化污染物的功能寿命一般在15年[6-7]。生态植草沟是一种具有景观性的地表沟渠排水系统，雨水经过植草沟的沉淀、过滤、渗透、滞留及生物降解等共同作用，有效消减水中悬浮固体颗粒物、有机盐污染物及重金属[8]。传统的硬质铺装使得降雨不能及时下渗，容易形成地表径流，不透水率大大增加，严重改变了环境的生态本底特征，是导致城市洪涝灾害发生的重要原因之一。透水性铺装作为一种生态排水措施，其特殊的结构层可使降雨地表透水率达到75%，大大减少了地表径流量，且对雨水径流中携带的各种污染物有着不同的去除效果[9-10]，有效减少了传统硬质铺装带来的一系列问题。

2 深圳市海绵城市建设工程实例

2.1 深圳万科云城二期北绿廊景观工程 万科云城二期北绿廊景观工程位于南山区西丽打石二路，施工面积42000m2。项目地势平坦，为营造海绵城市及景观要素多样化，园区中央建造了屋顶花园。该工程主要采用基于海绵城市理念的屋顶花园绿化技术，区域内共设置了8个汇水分区，190余个雨水排水口。为减轻屋顶荷载，先在屋顶混凝土结构上砌筑砖垄墙并铺设压型钢板（图1），然后浇筑混凝土至回填层底部设计标高，待结构硬化后再铺设塑料排水板和土工布（图2）并回填种植土（图3），且保证屋顶花园种植区的土层厚度满足植物生长要求。植物种植土采用轻质混合土壤，配比为34%壤土、33%泥炭土、33%珍珠岩+蘑菇肥，最后种植屋顶植物（图4）。根据屋顶的特殊环境选择合适的植物，选择耐干旱、耐瘠薄土壤和抗风能力强的植物，该项目主要应用的植物详见表1。

在屋顶绿地土坡边缘设置了铺有碎石的排水沟，排水沟旁边种植草本植物，有效阻挡降雨时水流冲刷，两者结合有利于屋面绿地排水和汇集地表雨水，也防止了雨水直接流向下层建筑物（图5）。屋顶与连廊处建有层级式阶梯，具有排水及缓冲雨水冲刷的功能。植被坡面整体种植翠芦莉，零星点缀8株木本植物，起到护坡和净化雨水的作用。台阶采用的是钢格栅板，便于面层透水（图6）。屋顶绿化对雨水污染物的消减作用明显，实现项目区域防洪涝灾害的能力。屋顶被植被覆盖后，对雨水有一定截流作用，并有效增加了市区的绿化面积，对城市生态环境具有明显的改善作用（图7）。

2.2 深圳万科云城南绿廊景观工程 万科云城南绿廊景观工程位于南山区西丽打石一路，于2018年5月完工，施工面积共51828.4m2，主要以科普海绵城市知识为目的（图8、9），年径流总量控制率为75%。植物作为海绵城市建设的重要组成部分，在整个海绵系统中起着不可或缺的作用。该区域因应用了不同的海绵景观措施，每个措施的结构及功能不同，对植物的要求也不同。区域内主要种植了20种耐涝耐旱且部分具有污水净化能力的海绵型草本和灌木植物（详见表2），植物群落在该工程中扮演着重要角色。

如图10所示，该工程应用的砾石槽主要由砾石、植物组成的蓄水槽，设置在具有一定地形坡度的草地上，采用钢板收边，两边种植了鸢尾和七彩马尾铁。砾石槽可收集坡面径流的雨水，通过表面的砾石层蓄水滞留，而多余的雨水通過穿孔排水管排入雨水管渠。图11所示的雨水花园主要是由具有耐水湿耐干旱且去污能力较强的植物群落组成的下凹式生物滞留池，负责吸纳周边降雨时地表缓流在该区域的雨水，通过表层的植物群落及内部结构的透水土工布、砾石的复合作用，对雨水进行过滤和净化，有利于涵养地下水源。工程中利用砾石笼可有效阻挡和过滤固体污染物，削弱暴雨形成的冲击力（图12）。项目综合应用了线性排水及排水沟的手法（图13），大大减少了雨水地表径流，避免由于雨水积蓄在路面对行人造成影响。

3 结语

海绵城市建设与人们的生活息息相关，其核心理念与国家生态文明建设的目标相吻合。海绵城市的建设使城市在面对暴雨等极端自然灾害时，能有效地弹性应对，有利于实现城市环境与生态自然的和谐共生及良性循环，具有显著的生态效益和社会效益。深圳市大力推行海绵城市建设，有效缓解了深圳雨季洪涝的困境，减少城市内涝风险，逐渐削弱城市开发建设与排水基础建设衔接不足的问题。万科云城二期北绿廊景观工程应用屋顶绿化技术，有效降低区域内排水强度，实现了对雨水的截流作用，缓解了城市管网的排水压力，同时各类排水沟的分布也提高了地表径流的泄排速度。万科云城南绿廊景观工程考虑了人们游览、休憩活动及科普的理念，运用了雨水花园、各类排水沟、砾石槽等一系列的海绵集成技术，在滞留、消纳和净化雨水的同时营造了有趣的景观效果。海绵城市关键技术在工程项目上的综合应用，是将基础理论转化成实际生产力的重要实践，验证了海绵城市建设对于改善城市生态环境的可行性。在海绵城市建设过程中还需引入低维护及景观可持续性的理念，避免建设后期运营成本过高，这样将具有更好的社会效益及生态效益。

参考文献

[1]张建云，王银堂，胡庆芳，等.海绵城市建设有关问题讨论[J].水科学进展，2016，27（6）：793-799.

[2]住房与城乡建设部.海绵城市建设指南：低影响开发系统（试行）[A].2014.

[3]王浩，梅超，刘家宏.海绵城市系统构建模式[J].水利学报，2017，48（9）：1009-1014，1022.

[4]叶建军.屋顶绿化对城市水环境的改善[J].水土保持研究，2007（2）：186-188.

[5]林璐，许章华，黄旭影，等.福州海绵城市建设中屋顶绿化的截水作用研究[J].国土资源遥感，2018，30（2）：223-230.

[6]许铭宇，戴伟，刘雯，等.基于海绵城市视角的生态雨水花园应用研究[J].天津农业科学，2018，24（1）：83-85，90.

[7]董卫爽.雨水花园对降水径流水量的削减及污水净化能力分析[J].水科学与工程技术，2020（01）：26-29.

[8]刘燕，尹澄清，车伍.植草沟在城市面源污染控制系统的应用[J].环境工程学报，2008（3）：334-339.

[9]王俊岭，王雪明，张安，等.基于“海绵城市”理念的透水铺装系统的研究进展[J].环境工程，2015，33（12）：1-4，110.

[10]赵现勇，程方，张杏娟，等.不同结构透水路面对雨水径流污染物的削减作用[J].天津城市建设学院学报，2012，18（4）：280-285.

（责编：徐世红）