以镇江海绵公园为例谈雨水公园设计要点

王子钊 蒲文鹏 刘 旭 吴秀伟 阮燕霞 王冠平

(1.中国光大水务有限公司水环境技术研究中心,广东 深圳 518033； 2.光大水务科技发展(南京)有限公司，江苏 南京 210000)

1 概述

随着我国对雨水资源化认识的加深以及城市内涝问题的逐渐凸显，海绵城市建设的理念应运而生[1]。雨水公园利用城市公园或开放性绿地等城市中的大型景观地块，进行针对性的“海绵化”改造，使得公园在兼具景观和休闲功能的同时，还可以发挥对雨水的源头控制作用。通过对雨水采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等不同的处理方式和技术措施，能够实现一个小型汇水分区的雨水综合利用，包括绿植灌溉、补充景观水等方式。而多余雨水经过净化处理后排放，也能减少排入水体的面源污染量。

镇江市是全国首批海绵城市建设试点城市，“海绵公园”是镇江海绵城市建设中的亮点工程。镇江“海绵公园”是一个新建的雨水公园，占地面积约6 hm2，其中绿地面积2.9万m2，水体2 448 m2，绿地率47.6%。海绵公园包括了下凹绿地、透水铺装、多级生物滤池、调蓄池、绿色屋顶和植草沟等多种绿色或灰色海绵设施，兼具了雨水净化和综合利用、景观和休闲、文化展示和市民宣传等多种功能。通过对镇江“海绵公园”的一些设计思路进行分析和总结，希望能够为今后类似雨水公园的设计提供参考。

2 雨水公园优势及其工具箱

2.1 雨水公园的优势

在城市建成区的海绵城市建设中，除了对雨水管线的修缮补充之外，很重要的一个方面是源头的雨水控制工程。这些源头控制工程主要是小区和道路的低影响开发(Low Impact Development,LID)改造，工程形式包括下凹绿地、透水铺装、绿色屋顶等等[2]。但是针对小区和道路的改造都存在实施难度较大的问题，因为改造施工牵涉到小区居民同意和破路影响交通等。而且针对居民小区的“海绵化”改造工程一般受到用地大小的制约，在用地面积的限制条件下，并不能保证满足设计雨量。

雨水公园除了能通过绿地、水系等天然的“绿色”设施处理原位降雨，还能利用场地优势，构建一部分专门的强化雨水“灰色”处理设施。这些设施，如雨水处理滤池、调蓄池、强化初级处理工艺池等，能够大量消纳周边汇水区域的异位雨水，从而有效缓解周边地区积涝情况。无论“绿色”还是“灰色”设施，都能通过景观设计，与公园景观相融合，与其他公园景观共同构成供居民休憩的游园场所。

2.2 雨水公园工具箱

在雨水公园中可配置的设施包括景观和雨水处理两大类，再加上引导、标识等附属设施，共同构成了雨水公园的“工具箱”。景观工具包括：绿地、水系、喷泉、小品等等，包括这些基础元素互相结合后形成的景观设施。雨水处理工具包括：雨水花园、下凹绿地、生态树池等原位工具，集中处理外域客水的集中处理设施，以及为雨水收集转输、储存、利用配套的雨水管网、溢流设施、调蓄设施等。雨水公园设计的关键，就是要结合公园的各方面条件和服务功能，从工具箱中选择适合的工具进行组合，满足雨水公园雨水处理利用、景观构建、居民休闲、文化宣传等各种功能定位。

3 镇江雨水公园设计要点简析

3.1 公园雨水利用路径与总体设计

雨水公园的本质是将原来的公共绿地进行改造，使之在维持之前的景观和游玩功能同时，加入对雨水的净化、利用功能，并使雨水利用成为构成公园的元素。因此雨水公园设计中最重要的就是雨水利用路径设计[3]。以镇江海绵公园为例，公园中的水源，除了可能与人接触的喷泉使用少量自来水外，所有的公园水源全部来自雨水。对雨水利用的设计包括净化、储存、利用等方面，见图1。

对雨水的净化处理主要依靠的是海绵公园内的各类海绵设施，如雨水花园、生态树池、绿色屋顶、生物梯田等，这些海绵功能单元与其他非海绵功能景观如栈桥、步道、展厅等，共同构成了海绵公园的主体。按照海绵设施处理雨水的来源，可以将其分为只能处理公园地块内部的原位设施和能处理外部客水的域外设施两种。原位设施主要以雨水花园、下凹绿地、生态树池、绿色屋顶等为代表，主要是针对传统的绿地或硬化表面进行下垫面改造，使之能够实现雨水的快速下渗和净化，这一类设施景观功能保留较好，可依据公园具体情况布置，形式灵活；但是处理的雨水量有限，仅能处理周边自然汇水进入的雨水。具有处理雨水客水能力的专门设施，形式包括生物梯田、高密度沉淀池、强化混凝工艺等等，根据其处理规模对占地有明确需求，在设计时要注意预留专门位置，公园外也需要配套的雨水收集管道。这种设施处理能力强，但是人工痕迹明显，在设计时要考虑与景观的结合；在镇江海绵公园中采用的是生物梯田作为区域雨水处理设施，其处理能力大约25 000 m3/d。

经海绵公园处理净化的雨水排放进入受纳水体，同时一部分被回用作为公园的绿植浇灌和景观水系的循环。这部分被回用的雨水，需要通过调蓄池储存，并需要满足两场降雨之间的公园用水需求。调蓄池的体积由雨水净化设施灌溉方式、灌溉需求等方面数据确定。镇江海绵公园采用的调蓄池设计体积为500 m3，可满足公园内的水系循环和绿植浇灌需求。

3.2 公园LID设施设计

雨水公园中的区域性雨水净化设施，通常以一体化设备或设备工艺包的形式出现在市场上，一般通过向供应商进行技术采购的形式实现。雨水公园中的LID设施设计，主要是针对雨水花园、生态树池等原位雨水处理设施进行设计。这些设施的设计，主要以功能性为主，兼顾景观性和经济性。现选取应用广泛且具有代表性的生态树池、传输性植草沟和雨水花园等LID设施进行讨论。

生态树池是雨水公园中针对大型乔木区域做的LID设计。树池标高低于地面20 cm，利于收集地面雨水径流。树池中乔木的根部树球周围，保留原土，而周边部分用介质土换填。介质土是通过特定调配的配方土，其中沙土占比较大，下渗速率比原土高，但有机质含量和肥力低于原土。在树根部分保留原土主要是为了保证乔木生长必须的土壤肥力；而周边换填介质土能加快树池中雨水下渗的速率，避免积水。经过过滤的雨水通过穿孔盲管收集，进入调蓄池储存，供公园水系循环和浇灌杂用，见图2。

传输性植草沟主要功能是在两个分离的LID设施之间连接，起到传输雨水的作用[4]。因植草沟的主要功能不是雨水净化和径流流量缓冲，因此不用进行介质土换填，其下也不埋设穿孔盲管收集雨水。植草沟要兼顾较多的公园绿地景观功能，不设路牙与周边道路隔开，且坡降设置为曲线缓坡。因植草沟一般服务的雨水汇流面积比其他LID设施大，坡底到路面标高须有一定深度，以保证正常降雨情况下雨水在传输过程中不会溢流到地面。植草沟深度与植草沟服务面积、当地降雨特征、地形等有关。在设计时根据当地降雨公式和雨水控制目标，结合植草沟布置走向和坡度等综合确定；在镇江海绵公园植草沟深度是30 cm，如图3所示。

雨水花园或下凹绿地或将传统的花坛或绿地进行改造，将其中的原土完全换填为介质土，下铺砾石，并设置盲管。绿地表面下凹，方便收集和存蓄雨水，在介质土上选种适应性较强的本地植物作为绿化。雨水花园与道路的接口处路牙，采用开放式路牙，方便雨水流入。在LID设施中，雨水花园处理雨水的能力较强[5,6]，在与其连接的透水路面下，可依据具体情况不再铺设穿孔盲管。雨水花园也是LID源头控制措施中的主要形式。在雨水花园中的最不利点，要设置溢流井以防止暴雨时雨水倒灌至路面。溢流井口要注意不能高于地面，否则起不到溢流作用；但如果设置标高太低，则不能充分发挥雨水花园对雨水的调蓄作用。在镇江海绵公园中的溢流井口设置为低于地面10 cm，保证暴雨情况下雨水不会溢出绿地；溢流井口至下凹绿地底部还有15 cm，充分发挥雨水花园调蓄潜能，见图4。

3.3 景观功能设计

雨水公园的景观设计，要注重“融功能于景观”。将具有雨水调蓄净化功能的海绵设施，很好的融入到总体的景观之中，使海绵设施和非海绵设施在雨水处理功能上的对立在景观功能上取得统一。更重要的是，雨水公园的景观设计，要突出“保护环境、生态节水”的理念，对公众起到呼吁和引导的作用。

镇江海绵公园的中心区是海绵展厅和雨水花园区域，展厅作为宣传海绵城市的场所，采用绿色屋顶，融入公园背景。展厅外由近及远，海绵公园的景观可分为三个层次。通过阶梯与雨水花园相连，形成了海绵公园景观的第一层次。阶梯另一侧，是户外广场，设置有生态树池，周边有绿地步汀，通过人行天桥的分隔，构成了第二个层次的景观；展厅另一侧的设备和管理用房采用江南水乡式的灰瓦白墙形式，掩映在绿化之中，也同属于第二个景观层次。最外围的第三个景观层次，以环形水系作为边界，其中包含生物梯田、渗渠等设施以及远处的绿化景观，形成了景观虚实过渡的外围层次，见图5。

4 结语

我国对降雨径流带来的面源污染的重视，城市发展导致的地面硬化使得排涝需求增加等因素，海绵城市建设项目在我国应该会越来越多。雨水公园作为一种充分发挥公共绿地对雨水处理效能的城市海绵体形式，是一种理想的海绵城市建设形式。雨水公园的设计，要突出雨水调蓄、净化、回用的设计思路，以此为骨架，添加公园的景观、游玩、宣传等其他功能设计。最终的设计结果，就是要在传统公园的各项功能之外添加满足当地雨水处理要求的功能，并在各种功能之间取得平衡。

[1] 俞孔坚,李迪华,袁 弘，等.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015,39(6):26-36.

[2] James F.L,Richard M.V,Steven C. C, et al.Classic Optimization Techniques Applied to Stormwater and Nonpoint Source Pollution Management at the Watershed Scale[J].Journal of Water Resources Planning and Management,2013,139(5):486-491.

[3] 尹 路.低影响开发下城市公园雨水利用设计研究[D].南昌：江西师范大学,2016.

[4] 刘 燕,尹澄清,车 伍.植草沟在城市面源污染控制系统的应用[J].环境工程学报,2008(3):334-339.

[5] 唐双成,罗 纨,贾忠华，等.填料及降雨特征对雨水花园削减径流及实现海绵城市建设目标的影响[J].水土保持学报,2016,30(1):73-78.

[6] 陈 舒,阚丽艳,谢长坤，等.上海地区不同结构雨水花园对径流的去污效果分析[J].上海交通大学学报(农业科学版),2015,33(6):60-65.