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城市公园雨洪管理初探

       随着我国城市化进程稳步快速的推进,城市的下垫面改变,导致城市的水文过程发生了显著的变化!此外,在全球气候变暖的趋势下,城市面临水资源紧缺,水质污染及城市内涝的环境问题!以往所依赖的市政基础设施,已经不足以解决城市防洪、排水的基本要求,而且在雨水利用方面收效甚微,还会造成水土流失、无法涵养地下水等许多现实问题!因此,单纯依靠市政工程基础设施来进行雨洪管理已经成为了过去时!公园作为城市最为重要的绿色基础设施,在协调雨洪管理方面具有重要作用!

一、调查方法

       本次调研非别选取了20世纪50年代,21世纪初居有代表意义的城市公园为研究对象,以雨水径流的滞留、渗透、传输、净化、调蓄利用为核心,从公园场地铺装材料、道路设计手法、建筑与场地结合、绿地与地形结合等方面着手进行调查,通过调查现状,分析得出城市公园在雨洪管理方面存在的问题以及解决途径!

二、调查结果分析

       在对采样的几个公园进行调查中发现,公园并未建立完善的雨水利用系统,尤其是一些修建较早的公园更是如此!雨水往往直接通过雨水管道排入市政管网中,并没有对雨水有专门的收集利用过程,也没有对雨水进行排污处理!
       调查的几个公园均为山地地形,用地类型较为丰富,高程差较大,有些公园高程差达到了几十米甚至几百米!在竖向设计时,并没有充分利用各级坡度滞留、渗透、传输、净化和调蓄利用雨水,而是就近排入雨水管网中,浪费了雨水资源和坡度优势!
       城市公园常见的铺装材料有花岗石、青石、卵石、混凝土、广场砖、青砖、板岩,水磨石,水洗石,火山岩,透水砖等材料类型,总体而言透水性能差,不利于雨水渗透,很容易造成地面积水!通过调研发现,许多公园在设计初期并未太多考虑对雨水的收集,有些公园只是在后来的改造过程中将雨水排入到附近的明沟或者暗沟里!相比而言,一些新修建的公园在雨水收集利用方面就要做得好许多!在部分场地的边缘结合排水沟收集雨水时,在沟渠盖板或雨水篦子上先铺设了一层卵石,在丰富景观效果的同时,既可以延长雨水下渗的时间,又能对雨水起到初级过滤的目的!但总的来说,公园雨水利用的方式还比较单一,对雨水缺乏系统有效的收集利用!
       通过调研,老城市公园的一级主干道有些还采用混凝土铺装路面!道路的景观效果差,透水性能差,不利于雨水的下渗,且使用周期短,在调研过程中笔者发现混凝土铺装路面均出现不同程度开裂、破损甚至下陷的现象!而游步道铺装的类型就比较丰富,有嵌草铺装、条石铺装、卵石铺装等类型!有些公园的游步道两侧各铺设了卵石压边,可以在雨水进入市政管网前进行初级过滤,同时延长雨水下渗时间!在调研的大部分公园中,绿地的高程高于周边道路高程,雨水在绿地中无法充分完成自然下渗,而下渗后多余的部分就形成地表径流通过绿地排向低处的道路,通过道路的排水系统,最终流入市政管网中!一来增加了市政管网排水的压力,降雨强度较大时易出现局部的积水和内涝,二来雨水没有得到合理有效的利用,造成资源的浪费!
       一些老的城市公园,植物已经有了几十年的生长周期,乔-灌-草之间已经形成了稳定而丰富的植物群落,植物的保水能力较强!例如有些公园有大量姿态优美、体型巨大的黄葛树林,不仅景观效果好,而且发达的根系对于涵养水源大有裨益!而新建的公园与老公园具有一定的差异性,由于对基地原有大树的保护不力,加上原有植被不足以体现设计要求,大树移植现象普遍,形成了人工植物群落,由于修建期限较近,生长周期较短,植物群落还未形成稳定的生态系统,植物的保水能力较差!此外,节水耐旱型植物虽然在新建的公园中得到了部分重用,总体而言,节水耐旱型植物在公园设计中运用的还不够!公园绿地设计并未与地形较好的契合,例如有些大草坪,坡度较大,在设计时并未对地形进行分级放坡来减缓坡度,导致雨水渗透时间变短,极易形成地表径流,浪费了宝贵的水资源,同时给市政管网造成排水压力!
       水体是公园中重要的景观元素,也是雨洪管理中重要的控制点!笔者在调研过程中发现,所有公园都设计了水体,且形式种类各异,主要有溪流、池塘、人工湖、雨水花园、跌水、喷泉等形式!调研所在地雨量充沛,年降水量大于年蒸发量,调查发现,大部分公园水体,通过自然降水就可使水体保持在正常水位,只有在夏伏天才需要进行人工补水!通过调查,大部分的老公园水质较差,都存在较明显的富营养化现象!有些老公园的水池,由于周围树木的郁闭度较高,大量的枯枝落叶掉到水中,没有得到及时清理,造成了水体的富营养化!而一些新建的公园,由于要保持较好的景观效果,公园对水质的维护较为重视,定期补水并更换水体,水质并未得到污染,但并非长久之计,在后期改造维护中,应加强水体的自净能力,可以通过水生植物来自净水体!
       调查发现,城市公园建筑几乎没有采用屋顶绿化和屋顶花园的方式,雨水没有通过初级下渗就直接以径流的形式排走!此外,根据特有的山地地形的优势,可以将建筑融入到整体竖向设计中,即在适宜条件下将建筑与绿地竖向设计结合,营造覆土、掩土建筑,减少不透水屋顶面积,使雨水直接入渗土壤,最大化的减少建筑对周边环境的影响,使建筑与周围环境融合在一起!

三、城市公园雨洪管理建议

       自然状态的地表可以吸收大部分的自然降水,只有超过渗透能力的强降水才会产生地表径流,因此在满足使用功能的前提下应该尽量让自然做功,减少不透水的地表面积!设计在地表径流产生的源头及早对水量和水质进行控制,比如屋顶、铺装地面、坡面绿地等表面!将雨水径流尽量控制在产生地附近,而没有经过传输产生不必要的地表径流!分散径流的传输路径,延长径流在地表的传输周期,使雨水径流分散成几个相互联系的独立单元,在传输过程中得以逐步完成下渗,有利于水质的提升!
       广场等硬质铺地鼓励采用透水铺装,将雨水及时渗入到地下土壤层,减少地表径流,减少场地积水,使地下水及时得到补充,在遭遇强降雨时能够使雨水优先下渗,避免强径流的产生!此外,可以将高于铺地的路牙石以适宜的间隔断开,将铺地与低势绿地局部相连,这样就可保证铺地雨水进入绿地,利于二次下渗和空间的利用,但必须保证绿地的标高要低于铺地标高,此方法经济适用,操作简单,具有很强的可操作性!道路的雨洪管理途径和铺地类似,可采用透水性的铺装材料使雨水下渗,减少雨水径流!此外,道路多采用雨水口收集雨水,比如水篦子,再通过沟渠或管道输送!在不影响景观效果的前提下,建议在水篦子上覆盖一层鹅卵石,可以对雨水起到初级过滤的作用,同时延迟径流排入管网的时间!绿地是公园的重要组成部分,在雨洪管理方面更是起到了核心的作用,体现在绿地本身可以调节和控制雨水径流,同时绿地可以接纳建筑、道路、铺地等的雨水径流!下凹式绿地可以利用下凹空间充分蓄积下渗雨水、减轻径流污染、削减洪峰流量,并可以延长雨水下渗时间!它不需增加额外投资,只需因地制宜计算出相邻道路场地标高即可,且蓄渗效果明显。”雨水花园”就是下凹式绿地的一种形式,它通过较低的地势保水,成为一个大型的雨水受纳中心,利用土壤和植物的过滤作用净化雨水,同时雨水花园所形成的自然景观可以与公园景观相融合,有良好的景观效果!调研地是典型的山地城市,公园也多依山而建,因此坡地的绿化设计很关键!绿地坡度越大,雨水流速越快,雨水径流也越大,对土壤的侵蚀也越明显!因此,低坡度的绿地设计是控制雨水径流的有效途径!在进行地形设计时,应尽量控制地表的坡度,在满足特殊景观和功能要求的前提下,坡度设计应尽量趋于平缓!低坡度的绿地能够减缓雨水的流速,减少雨水径流和对土壤的侵蚀!
       公园水体不仅具有独特的景观效果,而且是径流的重要受纳中心!雨水是公园水体水源补给的重要来源,常用的补给措施可以采用雨水口收集雨水补给和绿地雨水汇集补给;第一种是利用雨水口收集广场等汇水面上的雨水,通过灌渠将雨水汇入水体;第二种措施是在人工湖周边绿地内梳理水道,使雨水能够及时汇入水体内!此外,可以通过水生植物来净化水质,湿地通过水生植物的层层过滤和净化,可以将部分中水进行回用!
       建筑设计与景观相结合,将屋面的雨水汇集后引入绿地或渗透设施形成下渗; 可以采用雨水花园、植被浅沟、下凹式绿地等绿地形式或渗透井、渗透池等渗透设施来接纳屋面的雨水!屋顶花园和屋顶绿化,由于技术较复杂、成本较高,可以有选择性的应用!此外,可以根据特有的山地地形结合绿地的竖向设计做覆土或掩土建筑,使不透水屋顶变成了绿化用地,增加雨水的下渗面积!
       城市公园在发展建设的过程中,存在着雨洪管理方面的诸多问题!本文从多种角度,系统的分析了城市公园雨洪管理的现状以及所存在的问题,并且相对应的提出了适合城市公园的雨洪管理措施和技术手段,具有一定的前瞻性和参考价值!

作者: 阿普贝思 日期 2015年01月26日

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