城市公園雨洪管理與休閑游憩功能的應用

城市公園雨洪管理與休閑游憩功能的應用

1海綿公園的概念分析1.1城市公園設計特點隨著城市僵硬表面的增加，天然水體的洼地被填埋，氣候變化導致強降雨氣，導致城市雨水和洪水災害頻繁，水資源不足。與城市水文過程密切相關的城市公園一直以提供游憩場所為主要功能，規(guī)劃建設時較少強調其生態(tài)服務（如雨洪調蓄）功能1.2公園周邊區(qū)域海綿公園又稱雨洪公園、海綿型公園，是通過各類措施強化海綿體功能，在滿足公園自身雨水消納需求的同時，對周邊區(qū)域水安全提升、水環(huán)境改善和水資源利用方面發(fā)揮作用的城市公園1.3雨水利用的功能(1）雨洪調蓄功能利用低影響開發(fā)設施滯留和凈化雨水是海綿公園的重要功能(2）雨水資源化利用功能受低影響開發(fā)（LID）、可持續(xù)發(fā)展排水系統(tǒng)（SUDS）、水敏感性設計（WSUD）及海綿城市等理念和方法的影響，雨水被作為重要的自然資源加以管理和利用2紫陽海公園現狀分析2.1武漢首義文化旅游景區(qū)紫陽湖公園坐落于武漢市武昌區(qū)，東臨首義路，南至津水閘，西接紫陽村，北抵張之洞路，是武漢市首義文化旅游軸線的腹地。改造范圍總面積為29.6hm2.2降雨強度大，年降水量增加，降雨期穩(wěn)定，降雨期缺失，暴雨期持續(xù)增武漢市屬亞熱帶大陸季風型（濕潤）氣候，雨量充沛，暴雨期集中，近年平均年降雨量約1200～1300mm，呈現年降水量增加，日數減少，強度增大趨勢2.3水質變化趨勢紫陽湖公園水域面積13.6hm根據《武漢市地表水環(huán)境功能區(qū)類別》的規(guī)定，紫陽湖為人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)，水質應達IV類，2017年7月-2018年3月紫陽湖水質變化趨勢見表1。紫陽湖是典型的城市淺水湖泊，周邊大規(guī)模開發(fā)，改變了城市下墊面，導致自然水文循環(huán)模式被改變，現狀主要污染源為面源污染。2.4地表徑流雨水循環(huán)利用紫陽湖公園道路和廣場鋪裝透水性差，易形成雨水徑流，不利于雨水的循環(huán)利用。現狀公園內地表徑流雨水直接進入管網和湖泊，初期雨水污染物含量較大，影響湖水水質。現狀公園綠化和維護用水采用自來水澆灌，無雨水回收和循環(huán)用水體系（圖2～3）。2.5生態(tài)駁岸型湖濱帶為堤岸型湖濱帶，現狀駁岸大多為硬質垂直駁岸，南部小島為斜坡式塊石駁岸，南部有階梯式駁岸，東部有少量疊石駁岸。親水生態(tài)岸線比例低，且湖濱帶底質多為硬質，不利于沉水植物恢復。人工硬質駁岸隔斷了水陸生態(tài)系統(tǒng)的交流，改變了湖濱帶自然形態(tài)，失去了環(huán)湖濱帶面源污染的攔截與凈化功能。園內水景沉悶，缺乏活力，駁岸缺乏趣味性（圖4）。2.6景觀水池建設目前紫陽湖沉水植物主要包括苦草、穗狀狐尾藻、輪葉黑藻、菹草、馬來眼子菜、黃絲草等；挺水植物以荷花為主；浮水植物以芡實、睡蓮為主；魚類以白鰱、鳙魚、烏鱧為主。水體存在富營養(yǎng)化，景觀水池未與紫陽湖聯(lián)通，水質亟待提升。岸邊植物長勢過于郁閉，層次感和季相變化不明顯。3根據海綿城市的概念，紫陽湖公園的改造項目3.1公園生態(tài)設計在對公園現狀和上位規(guī)劃進行分析的基礎上，對紫陽公園進行改造設計。本著提升紫陽湖公園全生態(tài)要素功能品質的初衷，進行大海綿體系構建、全駁岸生態(tài)改造、多層次植物配置。重點構建低影響開發(fā)設施，滿足雨水資源化利用；改造生態(tài)駁岸，符合景觀和生態(tài)服務功能的需要（圖5）。3.2公園分片式排水紫陽湖公園豎向設計最大限度地保持和利用了原有湖渠、微地形，兼顧造景和排水需求，將紫陽湖公園劃分為七個排水分區(qū)，通過豎向設計，補充地下水，回收雨水用于澆灌和養(yǎng)護，實現公園排水路徑和水循環(huán)系統(tǒng)。公園年用水量約為（4.5×103.3雨水收集與凈化各低影響開發(fā)設施的結構及功能不同，在城市公園中的適用性也有所差異，應充分考慮其特點進行選擇，合理布局設計以往的海綿公園注重靠湖泊和綠地削減周邊雨水徑流，易忽視對公園本身的保護。紫陽湖公園改造設計中除臺地外，鋪裝場地邊沿設置了具有過濾作用的石籠條帶和植被緩沖帶，可有效減緩徑流沖刷，防止水土流失和建構筑物被破壞。對于在規(guī)定溢流時間（3h）內未能及時通過綠地和水體調蓄處理的雨水或大瞬時徑流將通過植草溝等傳輸設施排入市政管網，最終匯入城市水體，減少暴雨對公園本身的危害。通過低影響開發(fā)設施布局設計后，初期雨水主要匯流入場地內布置的透水鋪裝、植草溝、下凹式綠地、雨水花園、濕塘內，這些低影響開發(fā)設施通過底部設置的滲水層下滲雨水，回補地下水(1）透水鋪裝設計方案中，園路和廣場采用透水鋪裝（透水磚和透水瀝青）?？紤]公園水文條件和使用要求（如常受雨水沖刷浸泡、主要供步行使用等），選取中等強度的透水材料，利用多孔結構，加速自然降水滲透，補充地下水。(2）雨水花園雨水花園建設在公園凹地形處，通過營造植物生境來達到削減瞬時徑流量、凈流速度和凈化雨水水質的作用。設計在公園開敞空間布置雨水花園，利用其調蓄容積，滯留徑流雨水。通過植物、礫石過濾凈化雨水，涵養(yǎng)地下水，雨水花園也具有較好的景觀效果。(3）植草溝沿一級園路設計植草溝，收集、輸送徑流雨水，設置的植草溝沒有凈水層或者凈水層比較簡陋，優(yōu)勢在于作為雨水傳輸轉運措施，可銜接其他各單項設施、城市雨水管渠系統(tǒng)和超標雨水徑流排放系統(tǒng)。(4）下凹式綠地在紫陽湖公園多處半開敞空間設計下凹式綠地，利用開放空間承接和貯存雨水，在有限的場地集約化處理地表徑流，消減徑流污染物排放量，改善水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。(5）雨水蓄水池在紫陽湖公園內以草本植物為主的場地內設計雨水蓄水池，收集雨水花園、下凹式綠地內的溢流雨水及植草溝轉輸的雨水，在降雨時通過水位升高減少地表徑流，其收集的雨水水質一般較好，可用于綠化澆灑、沖洗道路。(6）濕塘將紫陽湖公園湖心路旁原有的池塘改造成濕塘。改造前的池塘不具有雨水凈化功能，通過濕生植物的配置和設施的建設，濕塘能有效凈化水質，凈化后雨水用于周邊綠地的澆灌和景觀用水。此外，改造后的濕塘與紫陽湖水面形成對比，增加景觀豐富性。3.4駁岸景觀設計水體是紫陽湖公園主要造景元素，由于紫陽湖流速不快，沖刷性不強，為改善水質，駁岸設計采用恢復生態(tài)駁岸和完善水生植物群落的思路，增加生態(tài)岸線，保持自然生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，形成良好的駁岸景觀（圖10）。根據湖岸觀景節(jié)點設計相應的駁岸護坡型式，在水邊設計亭、橋、平臺等小品，豐富駁岸景觀層次。設計方案以自然駁岸為主要駁岸形式，通過栽植植被，實現對岸線土體的保護?！段錆h市海綿城市專項規(guī)劃》中提出河湖生態(tài)岸線占比2020年≥50%，紫陽湖“大湖+”規(guī)劃指引要求生態(tài)岸線比重不低于70%。設計自然生態(tài)岸線（自然駁岸、疊石駁岸）占比74.6%（表2），滿足規(guī)劃要求。(1）疊石駁岸在紫陽湖公園現狀硬質較高的岸邊疊石堆砌，步道與疊石間種植植物，適用于具有放坡條件的觀景節(jié)點，具有良好的景觀效果。(2）自然駁岸自然緩坡上種植植物，銜接岸上景觀，景觀效果較好。秉持最小程度破壞公園原有樹木的原則選擇改造岸線，適用于具有放坡條件的岸線節(jié)點。(3）階梯式硬質駁岸根據紫陽湖公園南部階梯式駁岸的立體條件進行改造設計，階梯式硬質駁岸親水性強，樣式美觀，適用于公園入口廣場及部分觀景節(jié)點，適合游客停留戲水玩耍。3.5草階等手段實現公園的可持續(xù)性發(fā)展紫陽湖公園種植設計以海綿城市理念下更清、更綠的城市湖泊營造為愿景，建設綠色生態(tài)基礎；利用植物修復、可持續(xù)性種植的手段營造雨水花園，并科學合理規(guī)劃生態(tài)凈水草階等手段實現公園的可持續(xù)性發(fā)展。打造“四季斑斕”、“亭樟玉桂”、“春花絮語”、“柳浪荷風”、“荷風煙水”、“蠟瓣舒香”、“丹楓流金”、“舒桐梅影”八類典型海綿公園特色植物景觀。通過合理搭配，形成結構合理、功能健全、種群穩(wěn)定的多層次的植物群落，可對雨水進行滲透、過濾與修復。設計使用的水生植物有千屈菜、黃菖蒲、花葉蘆竹、花葉美人蕉、細葉芒等。通過水生植物根系來吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質，通過根部對氧氣的吸收而促進基質中微生物的生長并形成生物膜，提高凈化能力。3.6面源污染綜合控制率設計方案一級指標依據《武漢市海綿城市規(guī)劃設計導則（試行）》中各項指標的評估方法進行計算，各類低影響開發(fā)設施工程量如表3。(1)年徑流總量控制率。采用容積法（1）式計算年徑流總量控制率對應的蓄水容積。式中：V——設計調蓄容積或需蓄水容積，mH——設計降雨量，mm;φ——場均綜合雨量徑流系數；F——匯水面積，hm一級目標中年徑流總量控制率為85%，對應的設計降雨量為43.3mm。經計算，設計方案中可調蓄容積：7650m(2)面源污染控制率。經計算，設計方案中面源污染去除率為80%，滿足面源污染物控制目標。(3)雨水資源化利用率。本次設計的蓄水池將收集的雨水回用作綠化澆灌和道路澆灑，綠化灌溉和道路廣場澆灑用水定額根據路面性質按表4取值。經計算，地下雨水蓄水池全年收集雨水為（4.38×10(4)峰值徑流控制率。每類下墊面峰值流量徑流系數按徑流系數取值表中取值，對紫陽湖公園每類下墊面峰值流量徑流系數進行加權平均，得到改造后的流量徑流系數為0.6，滿足峰值流量控制目標。(2）二級目標設計方案中，公園內硬化地面中可滲透地面占比為51%，綠化用地中下凹式綠地占比為30%。由表5可知，各項指標均能達到預期目標，滿足雨水資源化利用和水質凈化的要求，證明本設計方案可行性和生態(tài)效益較好?；诤＞d城市理念的紫蘇葉城市公園設計海綿公園設計旨在城市雨洪災害和用地緊張時，對傳統(tǒng)單一功能的雨水基礎設施和城市公園進行集約化利用。它關注通過合理布局設計各類低影響開發(fā)設施，將集中式的排水方式轉化為分散式的景觀化雨水管理模式。基于海綿城市理念的公園設計，對城市雨水調控、水資源再利用以及水質凈化大有裨益。公園綠地設計在結合雨水處理的低影響開發(fā)設施上仍需探索和創(chuàng)新，需要涉及城市規(guī)劃、給排水、環(huán)境科學、風景園林等多學科相關領域的專家合作。為解決區(qū)域水安全、水生態(tài)和水環(huán)境問題，基于海綿城市理念對紫陽湖公園進行了改造設計。利用自然地形豎向條件，合理組織和引導雨水徑流，在山體、綠地、湖泊內雨水徑流路徑上的不同場地合理布局植草溝、下凹式綠地、旱溪、雨水花園、雨水濕地等低影響開發(fā)設施，并輔以埋地