葉青

（資興市園林管理處 湖南省資興市 423400）

基于“海綿城市”理念的下沉式道路綠化帶設計

葉青

（資興市園林管理處 湖南省資興市 423400）

海綿城市理念是建造類似海綿功能的城市，用現(xiàn)代化技術建設人工景觀，并將其與城市原有的水文特征相結合，組成新的生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)對自然界水資源最大程度的循環(huán)利用。本文將以下沉式綠化帶為例，首先論述了海綿城市以及下沉式城市道路綠化帶的基本概念，著重分析了下沉式道路綠化帶影響因素，提出了下沉式道路綠化帶設計的主要策略，以供相關人員參考。

海綿城市；下沉式；道路綠化帶；設計

1 引言

城市基礎設施完善指導意見曾指出，積極修建下沉式綠地，可顯著提升城市自身排澇、地下水補充、雨水凈化能力。由此可見，在現(xiàn)代化城市建設中大力推廣下沉式綠化帶設計，對于提高城市綠地水文調蓄能力有著十分重要的作用和意義。

2 海綿城市的概念

海綿城市，是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。海綿城市建設，以構建低影響開發(fā)的雨水系統(tǒng)為基本原則，將雨水短暫地存儲起來，緩慢下滲或匯集到生態(tài)水系系統(tǒng)，在減輕城市排水負擔的同時，有效提高原有市政排水設施抵御暴雨的能力，補充地下水、復活泉水和涵養(yǎng)水源，恢復城市地表的天然水系環(huán)境。其理論依據就是要解決系統(tǒng)性、綜合性的水問題。海綿城市已經成為我國城市建設的主要方向，許多城市都在積極探索海綿城市的建設，實現(xiàn)城市發(fā)展和環(huán)境資源協(xié)調。

3 下沉式城市道路綠化帶的概述

3.1 下沉式城市道路綠化帶的概念

下沉式道路綠化帶是指將城市道路兩側的綠化帶和中間隔離的綠化帶設計成低于道路表面50～300mm，其具有一定的調蓄容積，可以利用植物、微生物和土壤吸收、滲透、凈化和調蓄小流量的地面徑流。下沉式道路綠化帶內還應設置排放多余徑流雨水的溢流口，為確保較大流量的地表徑流順利排放，溢流口的頂部標高一般應低于路面30～100mm。

3.2 下沉式城市道路綠化帶的功能

下沉式道路綠化帶主要具有三個功能：①消減路面徑流，緩解道路因暴雨引發(fā)的滯洪災害；②減輕道路揚塵，風和雨水可以有效地將路面灰塵帶入下沉式道路綠化帶，凈化有機污染物，減輕路面污染；③節(jié)約綠地灌溉用水，儲蓄降水和路面徑流，補充土壤水資源量和地下水資源量，有助于節(jié)約城市用水。

4 下沉式城市道路綠化帶雨水蓄滲能力分析

4.1 下沉式城市道路綠化帶水量平衡分析

降雨過程中，下沉綠化帶系統(tǒng)內同時發(fā)生降雨、匯流、滲透、蓄集、溢流排放和蒸發(fā)等一系列復雜的水流運動過程。考慮到降雨過程中的蒸發(fā)量很少，可以忽略不計，假定超出滲透和蓄集的雨水就近由排水口匯入雨水管道不發(fā)生溢流，則計算時段內水量平衡的關系如下：

式中，Q1為雨水在計算時段內流入下沉式綠化帶的總徑流量，單位m3；U1為計算起始時下式沉綠化帶的蓄水量，單位m3；S為計算時間內下沉式綠化帶的雨水下滲量，單位m3；U2為計算結束時下沉式綠化帶的蓄水量，單位m3；Q2為計算時間內下沉式綠化帶進入雨水管道的外排量，單位m3。

推算：

式中，E為下沉式綠化帶設計的雨水控制容量，單位m3，ΔU為計算時段內進入下沉式道路綠化帶的蓄水量，即U1-U2，單位m3。

4.2 下沉式道路綠化帶雨水滲蓄能力計算

下沉式道路綠化帶的滲蓄能力即雨水滲蓄率，采用降雨過程中進入綠化帶總徑流量占綠化帶滲透和蓄積雨水量的百分比表示，當結果大于100%表示雨水滲蓄能力不足。雨水滲蓄率通過公式（3）進行計算。

式中，R為雨水滲蓄率；Ψ為綠化帶服務區(qū)徑流系數；H為降雨量，單位mm；Fn為道路面積，單位m2；Fg為綠化帶面積，單位m2。

5 下沉式道路綠化帶優(yōu)化設計

5.1 案例分析

某地區(qū)道路綠化率在30%，年徑流總量控制率達到100%的條件下，滿足暴雨重現(xiàn)期1、3、5、10a的下沉深度分別為147、186、204、229mm，比較適合設計下沉式道路綠化帶。

5.2 具體的設計方式

5.2.1 豎向設計

下沉式道路綠化帶豎向設計要考慮地形條件、土壤條件、降雨量和綠化帶面積比率以及植物的選擇類型等因素，進行合理設計和布局。下沉深度太小，雨水大量外排，不能起到調蓄雨水功能的作用，下沉深度過大，雨水在綠化帶中大量滲蓄，一旦超過植被的耐淹時間將會帶來災害。所以，為了定量描述綠化帶的豎向設計，以該地區(qū)為例，在一定的暴雨重現(xiàn)期下，假設R為100%，可算出不同重現(xiàn)期該區(qū)域的降雨量H變化如圖1，當T取值為 1、3、5、10a 時，對應的降雨量 H 分別為 48.47、61.19、67.11、75.13mm，可見隨著重現(xiàn)期的增加，降雨量也隨之增加，但是增加趨勢變緩。具體見圖1。

圖1 T=3a，R=100%時綠化帶下沉深度與綠化率的關系

如圖1所示，選擇3a的重現(xiàn)期，設其土壤穩(wěn)定入滲系數K為1×10-6m/s，路面徑流系數為0.9，水利坡度J設為垂直下滲為1，時間 t取 60min，下沉深度 h 取 100、150、200、250、300mm，可推算所需的道路綠化率f分別為56.4%、37.3%、27.9%、22.2%、18.5%。

可見，當道路綠化帶下沉深度在200～300mm時就能滿足雨水滲蓄需求，設計少于200mm的也能吸收一定量的雨水，剩余的雨水可以通過溢流口進入存蓄裝置，也可以排入雨水管道。

5.2.2 下沉式道路綠化率設計

下沉式綠化帶占全部面積的百分比對雨水的排水率影響特別明顯，設其土壤穩(wěn)定入滲系數K為1×10-6m/s，路面徑流系數ψ為0.9，水利坡度J設為垂直下滲為1，時間t取60min，變量綠化帶比率f分別取值10%、20%、30%、40%、50%，得出不同的暴雨重現(xiàn)期下道路綠化帶的下沉深度h具體見圖2。

圖2 雨水滲蓄率100%時，不同暴雨重現(xiàn)期下道路綠化率與下沉深度的關系

由圖2可見，隨著綠化率的增加，所需要的下沉深度減小，且在前面降幅大于后面，當f達到30%以上時下沉深度減少較少。當道路綠化率低于20%時所需要的下沉深度超過下沉綠化帶設計的臨界值，可能不利于植物的生長，而最符合該區(qū)域道路綠化率標準也能滿足下沉式綠化帶功能需求的綠化率是30%左右。當f為30%時，滿足暴雨重現(xiàn)期1、3、5、10a的下沉深度分別為147、186、204、229mm，符合下沉深度規(guī)范設計，滲蓄效果明顯。根據調查，該地區(qū)道路綠化率普遍高于20%，很多地區(qū)都達到30%，但是基本屬于高程綠地，無法滲蓄路面雨水，設計只需要將現(xiàn)有的綠地改造成下沉式綠化帶就能留住大部分道路80%的雨水。

5.2.3 植物優(yōu)化設計

植物的選擇與設計是影響下沉式道路綠化帶滲蓄功能的重要因素之一，不僅要滿足道路景觀的美感效果，還要考慮下沉式綠化帶植物的特殊生長條件。在下沉式綠化帶下沉深度和綠化面積比例設計后要確定最不利情況下植物的耐水淹時間。造成植物水淹時間長短的因素主要有兩方面：①土壤的入滲率決定的，使用建筑垃圾做綠化帶的填埋土方或施工過程中對土壤過分夯實可能導致入滲速率過低，植物水淹時間過長；②雨水口設計高度不合理或者是雨水口易被堵塞，導致蓄水深度過高，延長植物耐水淹時間。

因此，合理設計下沉深度和施工中避免土壤原有的入滲率至關重要。在植物的選擇方面遵循以下四點：①優(yōu)先選擇本土植物，適當搭配外來物種；②盡量選擇自我修復能力強、根系發(fā)達、滯塵凈化能力強的植物；③選用抗逆性強、耐旱、耐瘠薄和短時間耐澇的植物；④選擇可相互搭配種植的植物。

6 結語

總之，在海綿城市中建設下沉式道路綠化帶在不增加用地面積、降低成本的條件下成為既改善生態(tài)環(huán)境又滲蓄效果明顯的雨水處理設施。在實際建設中，為了能夠充分的確保下沉式綠化帶發(fā)揮其雨水滲蓄調控功能，則需要嚴格按照城市氣候、土壤、地形地勢等因素，進行合理的場地面積比率規(guī)劃和豎向設計以及植物設計等，提高道路綠化帶設計的質量。

[1]胡后亮，王璐.基于海綿城市理念的下沉式綠地優(yōu)化設計研究[J].建材與裝飾，2016（17）：23.

[2]謝勁松.“海綿城市”理念下的下沉式綠地空間設計[J].建材與裝飾，2016（27）：45.

[3]方濤，高瑋，白雪.“海綿城市”理念下的下沉式綠地空間設計研究[J].齊齊哈爾大學學報（哲學社會科學版），2016（4）：147～149.

TU985.127

A

1005-7897（2016）18-0011-02

2016-9-7

葉青（1980－），女，工程師，本科，主要從事規(guī)劃設計和園林管理工作。