许明修 ,宋桥 ,吕晓惠
(1 济南植物园服务中心,山东 济南 250000;2 济南市中山公园服务中心;3 山东省农业科学院蔬菜花卉研究所/山东省设施蔬菜生物学重点实验室/国家蔬菜改良中心山东分中心,山东 济南 250100)
2008~2010 年期间,全国62%的城市发生过城市内涝,内涝灾害超过3 次以上的城市有137 个,57 个城市的最长积水时间超过12h,内涝造成了巨大的财产损失和人员伤亡,城市内涝已成为中国将近一半城市面临的常态化城市问题[1],解决城市内涝问题已成为城市发展的当务之急。济南三面环山,南高北低,汛期时山体雨水径流量大,市政排水系统无法消化,加剧了城市内涝。2007 年7 月18 日,济南市区遭遇超强特大暴雨,造成30 多人死亡,170 多人受伤,约33 万群众受灾。近年来,我国海绵城市理念的各种研究逐步深入,很多专家学者对海绵城市理论、建设技术及海绵城市理念在城市规划、城市道路设计、住宅小区建设等方面的应用逐步开展深入研究[2~6]。
通过研究梳理济南在海绵城市建设试点区域的园林建设中,主要选用的海绵城市建设技术,规划设计指标达标情况及海绵城市试点区域园林项目建设效果,分析海绵城市建设技术在济南海绵城市建设试点区域园林项目建设中的应用情况,总结济南海绵绿地建设经验,相信对海绵城市园林建设者具有一定的借鉴参考意义。
济南市海绵城市建设试点区域位于济南市南部,南起兴隆山北麓、北至经十路、东起千佛山东路、西至英雄山路,总面积约39km2,其中山区面积为16.7 km2,开发建设区域面积为22.2km2。该片区地势南高北低,东高西低,东、南部为山体丘陵,中部为山前坡地,现状建成区主要在丘陵边坡和平坦地带[7]。试点区域内山体众多、地形变化丰富且特点鲜明,局部山体植被覆盖率低,部分山坡裸露,由于多山而遍布山谷冲沟,汛期时极易形成雨水径流,加剧市政排水压力。
根据《海绵城市建设技术指南》中我国大陆地区年径流总量控制率分区图,济南市位于分区中的Ⅳ区,年径流总量控制率为70%~85%。济南将试点区域年径流总量控制率总体控制目标设定为不低于75%,对应的设计降雨量为不小于27.7mm。
济南海绵城市建设试点区域内山体众多、地形变化丰富。为此,在海绵城市建设技术的选择上遵循“生态优先、注重功能、因地制宜”原则,一是利用片区内的低洼地及山谷冲沟,设计雨水花园、旱溪、渗透塘等蓄水设施,增强片区的蓄水功能,同时结合水生植物栽植加强对雨水净化作用;二是通过整理现有场地,利用地形的起伏,设置下沉式绿地、人工湿地等设施,减小雨水地表径流的速度,起到阻滞径流的作用;三是在原有山体植被的基础上,增加落叶树种的栽植,并丰富植物种植层次,利用植物对雨水的阻滞作用,减小雨水下落速度,加大地表的渗透量;四是在部分裸露山体区域,通过水平阶及鱼鳞坑的栽植形式,改善对雨水的积蓄能力,加大雨水的渗透量。由此,济南海绵城市园林建设主要选取了生态铺装、下沉式绿地、渗透塘、水平阶、复式种植、导水槽、蓄水池、渗井、人工湿地、雨水花园、旱溪、植草沟、截水沟、湿塘等14 种海绵城市建设技术。
近年来,济南在海绵城市建设试点区域重点实施了千佛山景区海绵绿地改造项目、佛慧山景区海绵绿地改造项目、英雄山风景区海绵绿地改造项目等园林建设项目。建设期间,济南市依据住建部印发的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》,结合济南市城市绿地系统的特点,重点分析了济南海绵城市建设试点区域内园林建设项目的自然条件和地理特征,开展相关研究,制定了《济南市海绵城市绿地设计导则》,形成了济南市海绵城市园林建设项目“渗、滞、蓄、净、用、排”的设计理念。
济南在海绵城市园林建设中依托山体地势,合理设置雨水收集、拦蓄及利用设施,使绿地中形成径流的雨水在径流过程中通过下沉式绿地、水平阶、植草沟等设施来延缓雨水汇集速度,增长汇流和下渗时间,最终汇流到渗透塘、蓄水池、旱溪等蓄水设施,用于绿化灌溉、设施用水等,超标雨水外排进入市政管网。
2016 年雨季来临前,济南海绵城市试点区域内的佛慧山、千佛山、英雄山、兴隆山、金鸡岭等海绵绿地改造建设已基本完成,而通过2016~2017 年几次降雨的观测和评估,已建成的海绵城市设施很好地发挥了作用,山体海绵绿地成效明显[8]。2016 年 6 月 13、14 日,济南市大部分地区普降中雨,全市平均降雨量达41.6mm,市区平均降雨量26.4mm。按济南市平均降雨量计算,2d 内佛慧山景区蓄水2.48 万m3,金鸡岭0.89万 m3,兴隆山 1.52 万 m3[9]。
近年来,通过对千佛山、佛慧山、泉城公园、金鸡岭等公园景区建设的海绵城市设施的实地查看,海绵效果非常明显,下雨时山上流下来的雨水,通过水平阶、复式种植等设施的层层拦蓄,绝大部分渗透到了地下,未来得及下渗的少量雨水则通过导流槽、植草沟等进入到渗透塘、蓄水池、雨水花园等末端收集设施,成为绿化养护和景观用水。从雨水产生汇流路径上来讲,济南海绵城市建设试点区域的园林建设项目涵盖了源头(靠近山体)、中途和末端,大多坡度陡峭,下雨时汇集的水流较急,而经过海绵城市建设技术的改造后,延缓了雨水汇集速度,增加了雨水的汇流和下渗时间,经过层层拦蓄的雨水到达末端以后,势能得到了充分的消解,便不会再对城市道路行洪造成威胁,大大缓解了试点区域的雨季行洪压力,充分体现了海绵城市园林建设项目“渗、滞、蓄、净、用、排”的设计理念。经观察和监测,济南海绵城市试点区域各园林建设项目应用海绵城市建设技术取得了显著成效,规划年径流总量控制率均达到了设计目标。
通过海绵城市园林建设,济南海绵城市建设试点区域基本实现了雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环,提升了绿地汇聚雨水、蓄洪排涝、渗透补充地下水的能力,极大地增强了试点区域内雨水的吸、渗、蓄、用等功能。
通过在济南海绵城市试点区域园林建设的努力和探索,总结出以下3 点经验:一是要有针对性,海绵城市园林项目建设需结合城市绿地的不同类别,提出不同类型绿地的低影响开发控制目标和指标,根据绿地的类型和特点,选择适用的海绵城市建设技术;二是要有系统性,要合理确定城市绿地系统海绵城市建设的规模和布局,统筹考虑水生态敏感区、生态空间和绿地空间,充分发挥城市绿地的渗透、调蓄和净化功能,但也不能简单地将城市绿地用做城市滞洪区;三是要有专业性,海绵城市建设技术在具体应用中,应符合园林植物种植及园林绿化养护管理技术要求,避免植物受到长时间浸泡而影响正常生长,进而影响景观效果;四是要有适地性,因地制宜规划布局占地面积较大的多功能调蓄设施,充分利用如湿塘、雨水花园等多功能设施调蓄排放较大降雨形成的雨水汇流。