城市公园雨洪管理与休闲游憩功能的应用

城市公园雨洪管理与休闲游憩功能的应用

1海绵公园的概念分析1.1城市公园设计特点随着城市僵硬表面的增加，天然水体的洼地被填埋，气候变化导致强降雨气，导致城市雨水和洪水灾害频繁，水资源不足。与城市水文过程密切相关的城市公园一直以提供游憩场所为主要功能，规划建设时较少强调其生态服务（如雨洪调蓄）功能1.2公园周边区域海绵公园又称雨洪公园、海绵型公园，是通过各类措施强化海绵体功能，在满足公园自身雨水消纳需求的同时，对周边区域水安全提升、水环境改善和水资源利用方面发挥作用的城市公园1.3雨水利用的功能(1）雨洪调蓄功能利用低影响开发设施滞留和净化雨水是海绵公园的重要功能(2）雨水资源化利用功能受低影响开发（LID）、可持续发展排水系统（SUDS）、水敏感性设计（WSUD）及海绵城市等理念和方法的影响，雨水被作为重要的自然资源加以管理和利用2紫阳海公园现状分析2.1武汉首义文化旅游景区紫阳湖公园坐落于武汉市武昌区，东临首义路，南至津水闸，西接紫阳村，北抵张之洞路，是武汉市首义文化旅游轴线的腹地。改造范围总面积为29.6hm2.2降雨强度大，年降水量增加，降雨期稳定，降雨期缺失，暴雨期持续增武汉市属亚热带大陆季风型（湿润）气候，雨量充沛，暴雨期集中，近年平均年降雨量约1200～1300mm，呈现年降水量增加，日数减少，强度增大趋势2.3水质变化趋势紫阳湖公园水域面积13.6hm根据《武汉市地表水环境功能区类别》的规定，紫阳湖为人体非直接接触的娱乐用水区，水质应达IV类，2017年7月-2018年3月紫阳湖水质变化趋势见表1。紫阳湖是典型的城市浅水湖泊，周边大规模开发，改变了城市下垫面，导致自然水文循环模式被改变，现状主要污染源为面源污染。2.4地表径流雨水循环利用紫阳湖公园道路和广场铺装透水性差，易形成雨水径流，不利于雨水的循环利用。现状公园内地表径流雨水直接进入管网和湖泊，初期雨水污染物含量较大，影响湖水水质。现状公园绿化和维护用水采用自来水浇灌，无雨水回收和循环用水体系（图2～3）。2.5生态驳岸型湖滨带为堤岸型湖滨带，现状驳岸大多为硬质垂直驳岸，南部小岛为斜坡式块石驳岸，南部有阶梯式驳岸，东部有少量叠石驳岸。亲水生态岸线比例低，且湖滨带底质多为硬质，不利于沉水植物恢复。人工硬质驳岸隔断了水陆生态系统的交流，改变了湖滨带自然形态，失去了环湖滨带面源污染的拦截与净化功能。园内水景沉闷，缺乏活力，驳岸缺乏趣味性（图4）。2.6景观水池建设目前紫阳湖沉水植物主要包括苦草、穗状狐尾藻、轮叶黑藻、菹草、马来眼子菜、黄丝草等；挺水植物以荷花为主；浮水植物以芡实、睡莲为主；鱼类以白鲢、鳙鱼、乌鳢为主。水体存在富营养化，景观水池未与紫阳湖联通，水质亟待提升。岸边植物长势过于郁闭，层次感和季相变化不明显。3根据海绵城市的概念，紫阳湖公园的改造项目3.1公园生态设计在对公园现状和上位规划进行分析的基础上，对紫阳公园进行改造设计。本着提升紫阳湖公园全生态要素功能品质的初衷，进行大海绵体系构建、全驳岸生态改造、多层次植物配置。重点构建低影响开发设施，满足雨水资源化利用；改造生态驳岸，符合景观和生态服务功能的需要（图5）。3.2公园分片式排水紫阳湖公园竖向设计最大限度地保持和利用了原有湖渠、微地形，兼顾造景和排水需求，将紫阳湖公园划分为七个排水分区，通过竖向设计，补充地下水，回收雨水用于浇灌和养护，实现公园排水路径和水循环系统。公园年用水量约为（4.5×103.3雨水收集与净化各低影响开发设施的结构及功能不同，在城市公园中的适用性也有所差异，应充分考虑其特点进行选择，合理布局设计以往的海绵公园注重靠湖泊和绿地削减周边雨水径流，易忽视对公园本身的保护。紫阳湖公园改造设计中除台地外，铺装场地边沿设置了具有过滤作用的石笼条带和植被缓冲带，可有效减缓径流冲刷，防止水土流失和建构筑物被破坏。对于在规定溢流时间（3h）内未能及时通过绿地和水体调蓄处理的雨水或大瞬时径流将通过植草沟等传输设施排入市政管网，最终汇入城市水体，减少暴雨对公园本身的危害。通过低影响开发设施布局设计后，初期雨水主要汇流入场地内布置的透水铺装、植草沟、下凹式绿地、雨水花园、湿塘内，这些低影响开发设施通过底部设置的渗水层下渗雨水，回补地下水(1）透水铺装设计方案中，园路和广场采用透水铺装（透水砖和透水沥青）。考虑公园水文条件和使用要求（如常受雨水冲刷浸泡、主要供步行使用等），选取中等强度的透水材料，利用多孔结构，加速自然降水渗透，补充地下水。(2）雨水花园雨水花园建设在公园凹地形处，通过营造植物生境来达到削减瞬时径流量、净流速度和净化雨水水质的作用。设计在公园开敞空间布置雨水花园，利用其调蓄容积，滞留径流雨水。通过植物、砾石过滤净化雨水，涵养地下水，雨水花园也具有较好的景观效果。(3）植草沟沿一级园路设计植草沟，收集、输送径流雨水，设置的植草沟没有净水层或者净水层比较简陋，优势在于作为雨水传输转运措施，可衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。(4）下凹式绿地在紫阳湖公园多处半开敞空间设计下凹式绿地，利用开放空间承接和贮存雨水，在有限的场地集约化处理地表径流，消减径流污染物排放量，改善水环境和生态环境。(5）雨水蓄水池在紫阳湖公园内以草本植物为主的场地内设计雨水蓄水池，收集雨水花园、下凹式绿地内的溢流雨水及植草沟转输的雨水，在降雨时通过水位升高减少地表径流，其收集的雨水水质一般较好，可用于绿化浇洒、冲洗道路。(6）湿塘将紫阳湖公园湖心路旁原有的池塘改造成湿塘。改造前的池塘不具有雨水净化功能，通过湿生植物的配置和设施的建设，湿塘能有效净化水质，净化后雨水用于周边绿地的浇灌和景观用水。此外，改造后的湿塘与紫阳湖水面形成对比，增加景观丰富性。3.4驳岸景观设计水体是紫阳湖公园主要造景元素，由于紫阳湖流速不快，冲刷性不强，为改善水质，驳岸设计采用恢复生态驳岸和完善水生植物群落的思路，增加生态岸线，保持自然生态系统的多样性，形成良好的驳岸景观（图10）。根据湖岸观景节点设计相应的驳岸护坡型式，在水边设计亭、桥、平台等小品，丰富驳岸景观层次。设计方案以自然驳岸为主要驳岸形式，通过栽植植被，实现对岸线土体的保护。《武汉市海绵城市专项规划》中提出河湖生态岸线占比2020年≥50%，紫阳湖“大湖+”规划指引要求生态岸线比重不低于70%。设计自然生态岸线（自然驳岸、叠石驳岸）占比74.6%（表2），满足规划要求。(1）叠石驳岸在紫阳湖公园现状硬质较高的岸边叠石堆砌，步道与叠石间种植植物，适用于具有放坡条件的观景节点，具有良好的景观效果。(2）自然驳岸自然缓坡上种植植物，衔接岸上景观，景观效果较好。秉持最小程度破坏公园原有树木的原则选择改造岸线，适用于具有放坡条件的岸线节点。(3）阶梯式硬质驳岸根据紫阳湖公园南部阶梯式驳岸的立体条件进行改造设计，阶梯式硬质驳岸亲水性强，样式美观，适用于公园入口广场及部分观景节点，适合游客停留戏水玩耍。3.5草阶等手段实现公园的可持续性发展紫阳湖公园种植设计以海绵城市理念下更清、更绿的城市湖泊营造为愿景，建设绿色生态基础；利用植物修复、可持续性种植的手段营造雨水花园，并科学合理规划生态净水草阶等手段实现公园的可持续性发展。打造“四季斑斓”、“亭樟玉桂”、“春花絮语”、“柳浪荷风”、“荷风烟水”、“蜡瓣舒香”、“丹枫流金”、“舒桐梅影”八类典型海绵公园特色植物景观。通过合理搭配，形成结构合理、功能健全、种群稳定的多层次的植物群落，可对雨水进行渗透、过滤与修复。设计使用的水生植物有千屈菜、黄菖蒲、花叶芦竹、花叶美人蕉、细叶芒等。通过水生植物根系来吸收水体中的氮、磷等营养物质，通过根部对氧气的吸收而促进基质中微生物的生长并形成生物膜，提高净化能力。3.6面源污染综合控制率设计方案一级指标依据《武汉市海绵城市规划设计导则（试行）》中各项指标的评估方法进行计算，各类低影响开发设施工程量如表3。(1)年径流总量控制率。采用容积法（1）式计算年径流总量控制率对应的蓄水容积。式中：V——设计调蓄容积或需蓄水容积，mH——设计降雨量，mm;φ——场均综合雨量径流系数；F——汇水面积，hm一级目标中年径流总量控制率为85%，对应的设计降雨量为43.3mm。经计算，设计方案中可调蓄容积：7650m(2)面源污染控制率。经计算，设计方案中面源污染去除率为80%，满足面源污染物控制目标。(3)雨水资源化利用率。本次设计的蓄水池将收集的雨水回用作绿化浇灌和道路浇洒，绿化灌溉和道路广场浇洒用水定额根据路面性质按表4取值。经计算，地下雨水蓄水池全年收集雨水为（4.38×10(4)峰值径流控制率。每类下垫面峰值流量径流系数按径流系数取值表中取值，对紫阳湖公园每类下垫面峰值流量径流系数进行加权平均，得到改造后的流量径流系数为0.6，满足峰值流量控制目标。(2）二级目标设计方案中，公园内硬化地面中可渗透地面占比为51%，绿化用地中下凹式绿地占比为30%。由表5可知，各项指标均能达到预期目标，满足雨水资源化利用和水质净化的要求，证明本设计方案可行性和生态效益较好。基于海绵城市理念的紫苏叶城市公园设计海绵公园设计旨在城市雨洪灾害和用地紧张时，对传统单一功能的雨水基础设施和城市公园进行集约化利用。它关注通过合理布局设计各类低影响开发设施，将集中式的排水方式转化为分散式的景观化雨水管理模式。基于海绵城市理念的公园设计，对城市雨水调控、水资源再利用以及水质净化大有裨益。公园绿地设计在结合雨水处理的低影响开发设施上仍需探索和创新，需要涉及城市规划、给排水、环境科学、风景园林等多学科相关领域的专家合作。为解决区域水安全、水生态和水环境问题，基于海绵城市理念对紫阳湖公园进行了改造设计。利用自然地形竖向条件，合理组织和引导雨水径流，在山体、绿地、湖泊内雨水径流路径上的不同场地合理布局植草沟、下凹式绿地、旱溪、雨水花园、雨水湿地等低影响开发设施，并辅以埋地