简谈海绵城市中的“下凹绿地”

金艺蓓

（浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

城市化进程不断加快，城市发展中面临着洪涝灾害，水资源匮乏，雨水径流污染等问题。为了从根源上缓解城市内部水资源现状，有效节约水资源，并对城市生态环境进行保护与改善，专家们针对这一现象提出“海绵城市”理念，提倡城市构建与开发雨水利用系统。海绵城市改变了传统城市雨水收集管理中“快排”模式，遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的方针，顺应了绿色可持续发展的建设模式，使现代城市开发建设后仍然可以使其自然水文状态尽量接近未开发时的状态。

海绵城市建设又被称为低影响开发 （Low Impact Development， LID），其旨在通过分散的、小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制，使开发地区尽量接近于自然的水文循环。LID的小规模源头控制基础设施主要有生态植草沟、下凹绿地、雨水花园、绿色屋顶、透水路面等。其中，下凹绿地是一种低于周边地面标高，可积蓄、下渗自身和周边雨水径流的绿地。其理念是利用开放空间承接和贮存雨水，达到减少径流外排的作用，是一项成本低且效果好的设施，在实际工程中被广泛应用。

1 新国标中的海绵城市要求

不同于旧版绿色建筑评价标准，在新版《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019）中，增加了对海绵城市的一些设计要求，并对利用场地空间设置绿色雨水基础设施进行了评分。其中，对下凹绿地、雨水花园等具有调蓄功能的绿地和水体面积之和占绿地面积的比例有要求，达到40%才可以拿到该项最低分数，达到60%可拿到该项满分；对衔接和引导屋面、道路雨水进入地面绿色雨水基础设施提出了 80% 的比例要求。由此可见，现在对海绵城市设施的设置已更加重视，并已逐步规范化。

2 下凹绿地的布置

常见的下凹绿地布置如图1所示。路面高程高于绿地，下凹绿地溢流口高度低于路面高程并高于绿地高程。有效下凹深度为下凹绿地中的绿地表面至溢流口的高度。一般来说，下凹绿地有效蓄水深度取5~25 cm。下凹绿地有一定的构造高度，建议最小有效深度不小于5 cm。其蓄水深度太浅则会导致当所需蓄水容量一定时，设置下凹绿地的面积成倍增加，并会相应增加造价；而蓄水深度太深时，虽然设置下凹绿地的面积减少，但是下凹绿地内的积水不能及时排出，会使得绿地内的植物的淹水时间过长，而淹水时间若超过了植物耐淹时间，会对植物造成不可恢复的伤害，甚至导致植物死亡。

图1 下凹绿地示意图

下凹绿地的汇水受许多因素的影响，例如暴雨重现期、土壤渗透系数等。

3 下凹绿地蓄水容积的计算及设置位置选择

在实际项目中，计算地块内下凹绿地所需汇水量时，是在对整个地块进行雨量平衡计算的基础上进行的。对整个地块进行雨量平衡计算后，根据所得出的综合雨量径流系数（ψzc）及项目所在地年径流总量控制率对应的日降雨量（hy）得出理论计算所需总调蓄容积。所需总调蓄容积即在地块内设置LID调蓄设施总共需要储存的水量，扣除地块内设置雨水调蓄水池、有蓄水高度的景观水池等设施的蓄水量，即可得出地块内下凹绿地所需汇水量。

降雨初期，绿地内雨水会全部下渗，并不会被蓄积起来。但是笔者认为，在计算地块内雨量径流系数的时候，绿地自身的径流系数ψ也是经加权平均后计入的，在计算下凹绿地汇水量时，也应该相应计入绿地的径流量。且雨水汇集也并不只是在降雨初期，当降雨量很小时，本身也不存在雨水调蓄的问题。

图2为一块下凹绿地及该下凹绿地的汇水范围示意图。如图2所示，下凹绿地面积为S绿，绿地雨量径流系数为φ绿，下凹绿地有效深度为H；雨水可汇入该下凹绿地的汇水面积为S汇，汇水面积径流系数为φ汇。当汇水面积有几种不同类型时，径流系数应按各个面积的加权平均值计算。当对应年径流总量控制率下的设计降雨量为h时，可得：φ绿×S绿×h+φ汇×S汇×h=S绿×H。由于该式为设计时用于估计汇水范围，因此未精确考虑汇水时段地块内的蒸发水量，并假设下凹绿地内在降雨前已无蓄积水。

图2 下凹绿地及其服务范围示意图

以杭州市城区举例，对应年径流总量控制率为75%的设计降雨量h=21.1 mm进行计算，下凹绿地的有效深度H取10 cm，绿地雨量径流系数φ绿根据绿地取0.15，汇水范围为硬质铺装地面，径流系数为φ汇取0.80，代入公式可得出S汇=5.74S绿。以对应年径流总量控制率为85%的设计降雨量h=30.7 mm进行计算，下凹绿地的有效深度H取20 cm时，代入公式可得出S汇=7.96S绿。由此可见，该数据由于不同的设计降雨量及下凹绿地有效深度变化较大，需根据地块规划及设计取用的数据进行计算，即使在同一城市也不可盲目套用。

由上式得出的面积S汇为这块下凹绿地在汇水时需要的汇水范围最小值，若汇水范围小于该数值，则该下凹绿地并不能被充分利用，即没有这么多水会汇入该绿地。因此，提倡下凹绿地要分散设置，将下凹绿地分散在地块内设置后，就能明显改善上述问题。设计时，还需根据下凹绿地所需汇集水量的要求，使得需汇入下凹绿地的汇水面积内地面坡向下凹绿地。当然，当实际设计规划的汇入该下凹绿地的汇水面积S汇’＞理论计算值S汇时，或降雨量大于设计降雨量时，水位会高于溢流口高度，此时，雨水会通过溢流口也排至地块内雨水管，不会在下凹绿地内滞留。

由于下凹绿地中绿地下凹，其高程是低于一般绿地的。设计中，计算绿地率时，覆土深度有一定的高度要求，覆土深度必须大于该高度才可计入绿化率，考虑项目的经济性，很多地下室上方的覆土深度都是正好取该数值。当绿地率在规划限额上比较紧张时，若在地下室顶板上方设置下凹绿地，会对绿化面积造成一定的影响。在设计中，建议尽量避免将下凹绿地设置在地下室顶板区域，或者结合景观专业对该区域进行一定程度的高程优化。

4 下凹绿地中的植物选择

在下凹绿地中，因为长期会有雨水汇集，因此，下凹式绿地植物需选用根系发达、净化能力强、耐水湿、能耐短时间水淹，并且具有一定抗旱能力的植物；选择耐污染、耐盐碱、抗病虫害能力强的植物；优先选择乡土树种，或稳定引种驯化品种，慎用外来物种；采用乔灌草相结合的搭配方式，打造季相变化的生态景观，形成稳定的植物群落。

5 雨水断接方式

在海绵设计技术措施中，建议屋面雨水采用断接方式，分散排至地面雨水资源化利用设施，并对衔接和引导屋面、道路雨水进入地面绿色雨水基础设施提出了80%的比例要求。

当雨水排水管敷设于建筑外墙外侧时，雨水管可直接断接至周边设置的下凹绿地，如图3所示。但对于大部分建筑来说，雨水排水管是敷设于建筑内部，且当外立面在设计中有一定的美观需求时，不允许雨水管设置于室外，此时若需将雨水管断接至下凹绿地排放，需要将雨水管在1层吊顶或上部楼层方便转换位置，将雨水管引至贴外墙内侧敷设，最后在一层底部穿外墙断接至下凹绿地，如图4所示。当建筑外墙有幕墙布置时，雨水管需尽量避开这些区域，若实在是无法避开或者外墙有美观需求，则可将雨水管埋在较浅位置出户，接至室外下凹绿地区域，如图5所示。雨水管穿墙的做法需要做好外墙的防水，并在雨水管出口处设消能措施。

图3 直接断接方式

图4 穿外墙布置方式

图5 浅埋式

6 总结

目前来看，海绵城市的建设已在全国大面积推广，新规范中也有越来越多相关内容。下凹绿地作为一种简单有效的低影响开发措施也应该被重视起来。

下凹绿地虽然是一种较为简易的低影响开发措施，但是在设计时仍不能盲目将其面积及深度根据所需蓄水容积随意布置，还是需要根据竖向汇水面积进行计算复核，并根据将下凹绿地在地块内分散设置，以避免下凹绿地设施无法蓄积到所需水量的情况发生。

下凹绿地中雨水的接入，除了道路雨水，还有屋面雨水。屋面雨水的接入方式需与建筑外立面及室内雨水管布置相结合，尽量做到在不破坏建筑美观的条件下，又能结合海绵城市的调蓄功能。

在进行海绵城市建设的过程中，需要给排水专业、园林专业和建筑专业等相互配合，才能够真正发挥出海绵城市的作用。