结合水系分隔和地势高程,结合用地布局,对两河公园周边地块进行雨水分区,设置雨水集中排放口和雨水排放方向;根据各个雨水分区的水力特征进行雨水径流的模拟计算,计算各片区雨水径流的消减要求和参数设置。
对两河公园周边地块提出以下设计要求:下沉式绿地率不小于60%,绿色屋顶率不小于30%,透水铺装率不小于80%;小区普遍设置初期雨水弃流设施,并对初期雨水进行处理,避免城市面源污染对水体的影响;集中式雨水排放口均应设置雨水调蓄池和生物滞留设施,雨水排放至水体前进行调蓄和处理;市政道路均采用透水沥青,小区道路推广植草沟;积极建设、利用市政绿地和小区绿地,在绿地中敷设渗管,提高雨水下渗速度。以上要求特别是质保要求在编制宿迁“海绵城市先行示范区”相关规划时应作为强制性内容纳入,并作为地块出让的明确指标和市政建设的强制性要求。
图11 雨水分区和排放方案示意图
地下雨水调蓄池主要是针对小区屋面和路面的雨水屋面,可建在社区空地、城市广场、绿地、停车场下面等公共区域的下方,将雨水径流的高峰流量暂存其内。雨水调蓄池上面覆土种植植被, 既能作为集雨设施, 又不妨碍地上功能的实现。地下集雨
图13 地下雨水调蓄池示意图
图12 地下雨水调蓄池布置方案示意图
池主要为钢筋混凝土结构, 并设有过滤池、沉淀池、水泵等装置,收集的雨水主要用于景观湖补水和水景喷泉等。既能规避雨水洪峰,实现雨水循环利用,又能避免初期雨水对承受水体的污染,还能对排水区域间的排水调度起到积极作用。雨水调蓄池可建造于目前的产品已经实现模块化,容积可以根据现场情况自由调整,自带雨水净化设施,施工简单,维护方便,基本没有能耗。
雨水补给的难点在于,一是如何利用高差进行自流补给以节省能量,二是如何在雨期对雨水进行蓄积。根据地形判断,能够对公园内部水体进行补给的仅有图11所示的三个地块,总面积约143公顷。能够进行有效补充的雨水量不是由降雨量决定,还是由蓄积量决定。规划在以上小区建设雨水调蓄池,总容积不小于2000立方米。当需要补水时,雨水调蓄池的雨水通过管道先流至公园内的雨水渗透塘,经过滤后再流入湖体。
(2)对公园内部的要求 公园低影响开发雨水利用设施包括生态链塘、雨水花园、植被浅沟、下沉式绿地、绿道、透水铺装、绿色屋顶和湿地系统等,这些要素组成一个相互联系、有机统一的网络系统,可为野生动物迁徙和生态过程提供载体。
例如,在A湖到B湖存在地形高差的基础上,通过小型泵将B湖提升回A湖,在
图14 公园LID设施布置方案示意图
A湖到B湖之间形成连续水流;同时在连接A湖和B湖的小水系上设置生态链塘和雨水湿地,对流动水体进行持续的循环处理。又例如,对公园容积积水的道路、广场、停车场设置透水沥青和透水铺装;对道路、广场边缘处于未完全下渗的地表,设置植草沟和雨水树池蓄积雨水并进行处理和下渗。又例如,在湖泊和河流的边缘地带,设置由三种植物带成的植被缓冲,对入湖(河)水进行净化:第一个植被带是由禾本科植物组成的,用来降低雨水径流速度;第二个植被带是乔木和灌木组成的,用来拦截第一个植被带未拦截的泥沙;地三个植被带由速生耐水乔木和水生植物组成,完善对雨水中有机物的吸收和降解,最后才排入水体。
2.3.3 水质改善
除了对周边地块进行严格的雨污分离,并对污水进行收集和处理外,还需要此案去措施: 2.3.3.1 初期雨水弃流
由于周边地块为高密度建筑区,人类活动频繁,城市街道、住宅和大型建筑使景观湖周边地区的非透水面积高。由于初雨水淋洗空气和冲刷地面,含有大量污染物,是水环境的重要污染源之一。根据相关研究报告,初雨COD高度160~250mg/L。因此周边地块必须采取初期雨水弃流设施将初期雨水排入污水管网,或者通过草地及其他处理设施进行处理。
2.3.3.2 生态系统的建设
除了定期清理水面杂物外,通过建设生态系统,加强水体的自净能力,特别是西民便河的水质短期内不可能得到根本性改善,更需要通过生态措施进行改善。
两河公园生态系统的建设包括建设生态护岸、培育滨水湿地、种植挺水植被以及设置生态浮床等。生态护岸主要采用自嵌式植生挡土墙,其内孔造型为水生植物提供了良好的生长空间,不但为净化水质创造了条件,而且避
免了传统挡墙对水体和护岸的隔离,促进水体生态环境的平衡。另外生态浮床的大范围应用也是本设计的特点之一。生态浮床具有多种机理可以降解水中的污染物质和净化水质,例如:附着在接触材料上的微生物可分解有机物、吸附浮游藻类;浮岛上种植植物,吸收分解氮磷;提供可供鱼类捕食的微生物;固定和促进浮游物质沉降;遮挡阳光,抑制藻类生长等。
图15 两河公园生态系统建设示意图
图16-1 生态砌块护岸示意图
图16-2 滨水湿地示意图
图16-3 挺水植被示意图
2.3.3.3 投资分析和效益比较
图16-4 生态浮床示意图
根据初步估算,宿迁两河公园在低影响开发设施和水质生态改善设施方面共需要投资437万元(不包括后期的维护投入)。
表3 宿迁两河公园低影响开发设施和水质生态改善设施投资一览
设施类别 透水铺装 绿色屋顶 下沉式绿地 生物滞留设施 湿塘(链塘) 雨水湿地 植草沟 人工土壤渗滤 人工滤床 人工浮岛 合计 本次估算单价 80 120 50 180 400 500 50 800 120 200 数量 9000 2200 3000 1600 1600 2800 7600 500 600 300 小计(元) 720000 264000 150000 288000 640000 1400000 380000 400000 72000 60000 4374000 低影响开发设施和水质生态改善设施的投资增加不多,但是效益缺非常明显:一是由于低影响雨水综合利用的实施,通过增加透水面积、绿化植草面积、渗透管沟、洼地、渗水井
等设施,增加了雨水入渗量,有效回补地下水;二是消除污染而减少的社会损失。美国环保署研究结果表明,每投入1元环保费用,可减少3元的环境资源损失,即投入产出比为 1:3。LID 资金投入虽然不是完全意义上的环保费,但其减少的环境资源损失也会接近 3 元。三是减少城市洪涝带来的的损失。LID 把以往人们对降雨防备或敌视的态度转变为“区别对待”、“化敌为友”的策略,转变被动地防御雨水为主动迎接雨洪、控制和利用雨水。在保障安全的前提下,尽可能地多留住雨水。四是LID 的雨洪管理技术由于采用了生态化、低能化、可持续运行的设施,不仅能保护开发区域水环境、改善建筑设施外部生态环境、提高建筑物内部的环境质量,还可以减少城市热岛效应,为居民提供舒适的居住和工作环境,并改善城市的生态环境。五是 LID 通过城市污水再生回用和雨水资源开发利用,可节约优质水资源,缓解水资源供需矛盾,为城市提供大量环境景观用水,重建水生态环境,进一步削减污染物排放量、改善水体环境。
3 结论和建议
随着城市化的快速发展和生态问题的日益突出,尤其是近年来城市水困境日益严峻,人们已经逐渐认识到雨洪利用的重要性和带来的社会、经济、环境效益。海绵城市建设作为新兴的雨洪管理理论,不仅能够有效的雨水利用效率、从径流源头上控制雨水污染,缓解城市洪涝灾害,从项目生命周期角度看,其费用—效益比更佳,其推广和发展大幅度节约城市给水排水系统投资,改善城市水环境,提高城市建设的环境效益、生态效益和社会效益,有效推动我国城市可持续发展。笔者在参与两河公园的设计过程中,主动贯彻海绵城市的建设理念,充分发挥两河公园水体在调蓄和削峰方面的作用,把雨水工程和城市生态环境及其他社会功能良好地结合在一起,希望能给类似的新城水系规划设计提供一些启发和参考。
参考文献
[1]陈小华.水景社区的雨水收集与综合利用设计.水资源保护,(26)05,(78-81)。
作者简介
陈凌,高级工程师,江苏省城市规划设计研究院; 幺贵鹏,高级工程师,江苏省城市规划设计研究院; 郭豫炜,工程师,江苏省城市规划设计研究院。

