公园绿地中的高效雨洪景观装置探析

王子滢

（江苏开放大学新校区建设管理委员会，江苏 南京 210036）

0 引言

公园绿地水循环是一个由蒸发、降水、径流组成的综合循环体系，在空气中的水分被蒸发到大气环境中时，水汽预冷发生凝结，以雨水的方式降落到地表，其中一些进入公园绿地循环水系，而另外一些则经过土壤和渗透层的净化、过滤，最终形成公园绿地土壤含水层。在含水层中，当土壤含水量达到饱和或降雨量超过渗透速率时，雨水便会聚集在一起，形成地表径流[1]。紧接着，地表的水分又被蒸发，如此循环，形成了一个水系循环。城市化的快速发展导致城市的人口、规模、建筑密度增加。自然地形逐步被不渗透的下垫面所取代，公园绿地表面的土壤和河床也被压缩、加固，严重影响了雨水的渗透，阻碍了公园绿地地表水和地下水的连通，同时，大量的地面径流仅靠公园基础设施难以全部排出，因此，下述将对公园绿地中的高效雨洪景观装置展开分析。

1 高效雨洪景观装置概念解析与功能分析

“高效雨洪景观装置”是由“生态雨”和“绿色基础设施”的概念发展而来，广义上是指在雨水和洪水治理中所使用的各种绿色生态设施。与传统的城市管网等灰色雨洪基础设施不同，高效雨洪景观装置是一套由土地、植物、水源组成的综合雨洪治理体系，其突出了绿色基础设施对雨洪的控制作用[2]。

高效雨洪景观装置是公园绿地雨水系统中的一项重要内容，在应用中，高效雨洪景观装置可以在城市雨水洪涝治理体系中实现公园绿地的低污染发展，从而为建设海绵城市雨洪治理体系提供行之有效的途径[3]。高效雨洪景观装置功能如表1所示。

表1 高效雨洪景观装置功能

2 公园绿地中的高效雨洪景观装置设计

2.1 渗透滞留装置设计

渗透滞留装置是雨洪景观装置当中一种可持续的雨水利用装置，它可以在浅凹的绿地中种植树木、灌木和花卉，以收集和吸收屋顶和地面的雨水。将该装置应用到公园绿地当中，可以有效地减少降雨的流量和速度，尤其适合于处理径流中的降雨。同时，该装置还能有效过滤掉径流中的悬浮固体颗粒、重金属离子、病菌等。通过合理的规划，适当的养护，可以成为鸟类、昆虫等生物的栖息场所，丰富植物种类，创造优美的生态环境。渗透滞留装置可分为5个部分：蓄水层、覆盖层、种植土层、砂层和砾石层（见图1）。

图1 渗透滞留装置基本结构示意

利用渗透滞留装置表层的储水层可以将雨水暂时储存在75～200mm处。通常使用树皮、碎石等自然物质来维持土壤的湿度，以促进微生物的分解，其深度通常在50～80mm。渗透滞留装置的种植土层，主要通过植物根的吸收和过滤净化雨水，所以要选择具有高渗透率的沙土，其厚度要视植物种类而定。如果选用草本，其厚度应为30～50mm；如果选用乔木，其土壤厚度应大于1000mm。渗透滞留装置的沙层功能是阻止沙粒侵入砾石地层，堵塞穿孔管道，通常厚度为150mm。砂砾厚度为200～300mm，用于把渗滤后的雨水排放到河流或其他排水系统中，一般需要100mm直径的穿孔管。另外，在渗透滞留装置的顶端设有一个溢流孔，可以将多余的雨水通过溢流管道排出，确保了渗透滞留装置的滞留渗透和植物的良好生长。

2.2 疏导装置设计

将植草沟作为疏导装置中的一种，对其进行设计，植草沟整体结构是以线性布局方式种植植物的一种具有观赏性的地表沟渠结构。将该结构作为疏导装置，通过植物和土壤本身具备的渗透过滤作用，减慢地面径流量，除去一些悬浮微粒和溶解的污染物，这样使雨、洪的水质得到净化。植草沟的类型较多，根据公园绿地景观需要，可进行合理选择。常见植草沟包括标准传输类型、干植草沟类型和湿植草沟类型。第一种类型植草沟与传统的排水沟类似，由地面上的植被把地面上的雨水收集起来，然后输送给下一层雨水利用设备。这种植草沟主要用于人口不多的居民区、工业区、商业区及公路两侧的排水渠道。标准传输类型植草沟平面结构（见图 2）。

图2 标准传输类型植草沟平面结构

第二种植草沟更接近上述渗透滞留装置，与其作用相同，因此较少使用。第三种植草沟是以种植湿生植物为主的线性湿地处理体系，具有良好的过滤能力和净化能力。该绿化沟渠可与城市快速公路的排水系统相结合。但因土壤长期处于湿润状态，易散发臭味，并会引来蚊子，故不适合用于住宅小区和单位用地。综上所述，选择将标准传输类型植草沟作为公园绿地中的疏导装置。在设计时要充分利用现有地形，并根据土体平衡计算，进行垂直设计。地表径流由斜坡进入植草沟，再由重力流输送到下一层装置，坡度的控制是工程设计中非常关键的问题。种植草沟的纵坡度通常为1%～5%，横断面为2～3mm。垂直斜率越低，对地面径流的渗透和过滤作用越好，但水流速度太慢，容易发生积水；垂直斜率越大，地面径流越快，渗滤作用越小，越易造成侵蚀。考虑到雨水的净化效率，种植草沟的宽度应该为0.5～2m，长度应该超过30m。另外，通过在坡面上铺设鹅卵石，或者采取密植的方式减少径流对坡面的影响。

2.3 调蓄装置设计

调蓄装置是一种以调节雨洪、净化水质为主要目的的雨洪调节装置，模拟自然湿地的功能与布置。其特点类似于湿地，是一种动态的水景体系。人工湿地是一种具有陆生和水生生物的生态系统，能为各种动植物提供良好的生存条件，在丰富人类游憩体验的基础上，还能产生更多的生态与景观效益。根据公园绿地的流态特征，将调蓄装置划分为表流型和潜流型。表流型调蓄装置具有较好的纯化效果，且造价低廉。在沼泽中，有10～45cm的稀疏水层，而沼泽地的斜坡仅为0.1%～0.5%。地面径流从地下入口开始，经过植物根、茎、叶的净化，然后从出水口排放，从而实现了整体的调节和净化。冬季气温偏低，人工湿地的表层易结冻，进水口、出水口易出现裂缝，故不宜在冬季较冷的地方使用。为确保植物的正常生长，表流型调蓄装置的水深不宜太大，一般为30～60cm。为了固定表流型调蓄装置内的水生植物根系，需要在沼泽中设置含有土壤、煤渣等物质的填料，并在底层设置防水层，防止污水渗透到土壤中。另外，为了防止水草的干扰，需要在离沼泽50cm处设置入口的多孔管道。表流型调蓄装置剖面结构图（见图3）。

图3 表流型调蓄装置剖面结构

3 高效雨洪装置在公园绿地中的景观应用

3.1 设计要点

在设计时可根据公园的实际情况，适当降低绿地高度，同时采用下凹绿地、雨水花园等滞留渗透措施，使地面雨水得到充分吸收。考虑到公园的绿化面积较大，故在高效雨洪景观装置的处理上可以采用阶梯状或波浪状的方式进行综合布局设计，此种设计方式既能丰富绿地的空间，又能提高雨水的排水量。

可将公园低洼汇水区建设为多用途的蓄水池和人工湿地，利用绿化沟渠、干渠等交通工具，将地面径流导入公园。通过调节水池和人工湿地，不仅可以形成大片的园林景观，而且通过过滤、净化，还能为园区的用其他水提供一定的补给。

园林路面铺设时，应尽可能选用具有良好透水性的路面，以沥青混凝土为主，而在辅道和游步道上，可选用具有良好透水性的路面，如卵石、嵌草砖等。活动场所的铺设需按照人们的需求和作用来进行。在儿童活动场所，可采用多种材料、色彩的透水性铺装，通过拼接，形成生动的现场气氛。老人的活动区域应选用规格大、平整的透水砖，以确保行人的安全。总体上，公园绿地将各种技术设施有机地融合在一起，形成由源头到末端的完整景观系统，为雨水资源的开发提供了良好的示范。

3.2 实例应用效果

在规划时，园区利用了场地南北高度的差异，由高至低依次建设森林、草甸、湿地等景观。周围道路所形成的地面径流，经过坡面植被层层拦截、过滤，最后流入人工湿地。雨水被净化并储存于湿地，而剩余的雨水被排放到城市的城市网络中。公园绿地中的高效雨洪景观装置设计，既要体现自然，又要重现历史。可在设计中，将回收的老轨道与艺术墙结合，以唤起当地人对地方的历史和文化的回忆，让人们对这个自然的、亲切的城市具有更多的热爱。对比应用前后的公园绿地地表径流如表2所示。

表2 应用前后的公园绿地地表径流 单位：mm

4 结语

通过研究公园绿地中高效雨洪景观装置，明确应用后高效雨洪景观装置后，公园绿地地表径流显著降低，证明了装置在公园绿地中的应用可有效避免由于地表径流造成的绿地积水。