北京推進集雨型城市綠地建設的研究與實踐
2018年的雨季已經來臨，北京、四川、西北地區東部、黃淮等地出現強降雨天氣。隨著綠地減少、城市自我調節能力的下降，大量的城鎮設施建設阻礙了雨水的下滲，地表徑流係數短時間內增大，導致各地都出現了排水不暢的現象。應景回顧一篇相關文章，希望能引發思考。
圖片來源於網路
全文刊登於《中國園林》2015年第6期 P5-10
強健/1955年生/男/北京人/北京市園林綠化局副局長
北京市高度重視綠地的雨水收集利用功能的提升，開展了相關研究，採取了相關行政和技術措施，推進了一批「集雨型綠地」建設。提倡建設「集雨型綠地」的科學概念，介紹了當前「集雨型地」的主要技術措施，如透水地面、滲透井、滲水邊溝、坡地蓄水溝、綠地地下雨水收集管網、雨水濕地花園、雨旱兩宜型雨水池、下凹式綠地、小型雨水截流坑、大型雨水調蓄坑池。
近年來，在住房和城鄉建設部建設節約型園林和海綿城市的倡導下，北京市高度重視綠地的雨水收集利用功能的提升，並開展了相關研究，採取了相關行政和技術措施，推進了一批「集雨型綠地」建設。城市中，除去一些透水鋪裝的廣場、道路和人工調蓄池以外，城市綠地是海綿城市中面積最大、吸水率最高的「海綿」。「集雨型綠地」就是通過各種技術措施把綠地內一定重現期的降雨收集回滲到地下，儘可能接收「客水」，並且有條件地用於景觀水面和綠地灌溉。
1 推進「集雨型綠地」建設的進展情況
近年來，北京市各級園林綠化部門大力推進「集雨型綠地」建設，通過對雨水利用技術及設施進行深層次的研究，結合北京市園林綠化特點，提出相關要求，並且已經在綠地建設中普遍採用了一些基本的雨水利用方法，收到了較好效果。
1.1 大力推進各類雨水利用型綠地的建設
在綠地結合雨洪調蓄方面，北京市園林綠化局在亦庄濱河森林公園和西郊砂石坑規劃綠地，與水務局密切配合，建設可以調蓄雨洪的綠地。其中：亦庄濱河森林公園綠地利用其中64hm2低洼地，承擔著開發區路東區7.6km2範圍內的雨水蓄積任務，具備防洪排水功能。在非汛期時，蓄洪區保留常水位，湖區周邊綠化澆灌用水，通過過濾系統、地下泵站供水系統，使用蓄洪區蓄水。當存水消耗或蒸發導致蓄洪區水位下降時，可以截取東西湖之間的排乾渠河水補水，保證蓄洪區正常水位。西郊砂石坑總面積66.6hm2，其中綠化面積56.7hm2，常水位湖面近5hm2，是城市規劃綠地，目前正在進行雨洪調蓄池建設，建成後,可以對石景山地區24km2的城市雨洪水進行收集，20年一遇的雨洪可以彙集於此，最大收集調蓄量可達680萬m3。在收集雨洪的同時，形成一處休閑綠地，結合人行綠道、自行車騎行道建設，供周邊的居民遊憩。
在公共綠地收集雨水方面，從2006年以來，北京市園林綠化局不斷加大公共綠地中雨水利用設施的建設力度，在奧林匹克中心區、奧林匹克森林公園、園博園、頤和園、北京植物園、月壇公園、地壇公園、萬壽公園、金中都公園等多個公園均已建成雨水收集系統，保證一定降雨量下，進入園中的雨水全部被利用，節省了大量的水資源。在其他公園、綠地內，北京園林綠化局一直倡導使用滲井、邊溝等雨水利用相關設施和技術來進行集雨節雨，使用透水鋪裝，增大綠地內可使雨水下滲的面積，最大限度地保證消納綠地自身雨水。其中園博園可以做到2年重現期內雨水零市政排放，全部在園中綠地消納。
在居住區綠地收集雨水方面，由於居住區綠地與居民切實相關，因此在居住區綠地雨水利用模式上也進行了相應探索。如朝陽區水碓子小區將雨落管連接到小區綠地的滲水井中，降到屋頂的雨水全部進入綠地澆灌植物或入滲。為保證綠地植物的安全，在綠地周圍做排水口，在綠地土壤水分飽和的情況下，多餘的雨水由排水口排出。
在道路橋區綠地收集雨水方面，在30多座立交橋橋區建設雨洪調蓄池，將蓄積在橋區的雨洪水抽到其中，進行緩排，個別地進行凈化再利用。同時，要求行道樹樹池、兩側綠化帶和機非分車帶綠地降低種植土面高度，完成綠化以後，綠地土壤表面高度低於路牙石8~10cm，使一定降雨量的雨水能夠留在綠地內，不進入道路雨水溝。同時，配合排水集團在立交橋區綠地進行的雨洪調蓄池建設，開展了大量伐移樹和重新綠化的工作。
1.2 組織城市綠地雨水利用技術專項研究
近年來，北京市園林綠化局委託市園林科研院對城市綠地雨水利用進行了多方面的研究。一是研究城市綠地各類土壤的雨水滲透能力與降雨規律之間的關係。二是研究各類植物對於雨水浸泡適應的規律。三是整理收集並創新城市綠地建設實踐中已經試驗並成功運用的雨水利用技術。四是連續對北京市範圍內的降水特別是道路雨水徑流的水質進行跟蹤檢測。特別是2013年8月—2014年8月，北京市園林綠化局共採集8個批次的樣本交給輕工業環境保護所和北京市園林科研院進行檢測分析，得到了水污染情況的第一手資料，為道路建設集雨北京城市道路初期雨型綠地提供了參考。2014年還組織了樹木耐浸泡試驗，由園林科研院選擇油松、檜柏、銀杏、白蠟、國槐、海棠6個樹種進行浸水試驗，最長時間是20cm深度的水連續浸泡30天，得到了這6種樹的耐水浸泡的第一手資料，大大突破了建設集雨型綠地的一些傳統認識上的限制。在此基礎上，2012年北京市園林綠化局再次委託園林科研和設計單位，對當前形勢下城市綠地利用雨水問題進行了更深入的研究，初步形成《北京市園林綠地雨水控制利用工程設計指南》，明確和規範了城市綠地中雨洪利用相關技術及設施的術語名稱、綠地雨水控制目標、雨水設施的利用、綠地內植物材料的選擇以及相關投資分析。在此過程中，我們多次組織園林綠化專業和相關專業的專家對城市綠地雨水利用問題進行研討論證，形成了比較一致的意見。
1.3 通過行業管理大力提升綠地雨水利用功能
首先，北京市園林綠化局於2012年向各區縣下發了《北京市園林綠化局關於進一步加強雨水利用型城市綠地建設的通知》，明確新建、改造城市公園綠地，單位庭院，居住區綠地均應安排雨洪利用相關設施；公園綠地內園路及鋪裝場地面積要保證有足夠的綠地消納雨水，並盡量使用透水性好的材料及施工工藝，適當建設滲透型雨水積蓄池、水旱兩宜型的雨水花園；屋頂綠化應設置蓄水層等積蓄雨水的相關設施等要求。北京市園林綠化局還將綠地內雨水利用相關研究成果和技術指南作為附件下發至各區縣園林綠化部門。同時，在北京市園林綠化局下發的多個規範性文件中，均對園林綠化中雨水利用相關問題進行闡述，積極探索新技術的使用。
其次，抓住規劃設計的龍頭推進城市綠地雨水利用建設。北京市園林綠化局在新建和改造綠地方案審查技術服務中，凡是具備條件、可以安排雨洪利用相關技術及設施的綠地，均明確要求在設計方案中進行相應的設計，從根本上推進綠地雨水利用的建設。自2012年以來，已先後在永順公園、小瓦窯公園、園博園等多項公共綠地設計方案中明確要求落實雨水利用技術措施。在新建道路綠化時要求進行降土處理。
2 對城市綠地提升雨水利用功能的認識
北方高度乾旱的城市中，通過各種技術措施提升綠地利用雨水的功能，具有十分重大的意義。通過近幾年開展「集雨型綠地」相關技術研究工作，結合相關專家的意見和進行「集雨型綠地」建設的經驗，我們對於加強雨水利用型城市綠地建設形成新的認識。
2.1正確處理綠地多種功能與雨水利用的關係
綠地首先是主要由植物構成的生態系統，城市綠地的本質功能是生態景觀功能，由此派生出社會遊憩、防災避險等多種功能。雨水自然滲透功能是生態功能的一個組成部分。達到以上功能完美結合必須處理好各種功能之間的關係。要處理好園林綠化中雨洪利用技術設施與以人為本的關係；堅持全面發展，處理好園林綠化雨洪利用功能和園林綠化主要功能的關係；堅持可持續發展，處理好園林綠化雨洪利用當前和長遠發展的關係。
我們目前開展的工作是希望通過一系列技術措施，使綠地在自然滲透雨水的基礎上，更多地收集利用雨水，使超過綠地土壤自然滲透能力的一定重現期內的降雨能夠留在綠地內，或延期滲透地下，或形成景觀水面，或用於綠化澆灌。在必要時，應當接收客水，即建築屋面、廣場、道路等徑流雨水。
由此必然產生綠地在一定的時間內，到底能夠消納多大量雨水的問題。不能顧此失彼，為了消納幾年不遇的雨水，而使生長了多年的樹木被浸泡而死；同時，也不能只顧綠地的消納雨水功能，只種耐水濕植物而導致降低了綠地植物多樣性的生態功能、景觀和遊憩功能。只做一些排水植草溝、雨水濕地花園而減少了喬木種植量，降低了綠地應當以喬木為主的生態功能。我們要做的工作是，科學地處理好綠地多年不遇的一次雨水消納功能與千百年綠地喬灌木形成的生態為主的多種功能孰重孰輕的關係。
2.2「下凹式綠地」只是集雨型綠地的一種
「下凹式綠地」只是綠地雨水利用若干技術措施中的一種形式，而不是全部。集雨型綠地還有很多種技術措施。籠統地提出「下凹式綠地」沒有可操作性。城市中綠地的高程與城市道路、周邊建築區域的高程關係不是綠地一家所能夠決定的，如果為了建設「下凹式綠地」而相對大量地降低綠地的標高，產生大量的土方工程，在實際操作中不切實際。「下凹式綠地」不能簡單地在道路綠地上使用。因為道路綠地的初期雨水污染嚴重，將對道路綠化產生毀滅性的影響。「下凹式綠地」由於可能減少了綠地中喬木種植區域，降低了綠地的綠量。
特別是道路初期雨水絕對不能排入綠地當中。我們委託園林科研院檢測中心與輕工業環境保護所等相關檢測科研單位，對市政道路初期雨水中與植物生長相關的重金屬、鹽類、石油類物質等反映水質污染狀況的項目進行全面化驗，結果證明：市政道路初期雨水絕對不能在綠地內利用。也就是說道路綠地如果建成「下凹式綠地」必然對綠地產生直接的損害。
1)雨水初期徑流中污染物濃度明顯高於後期徑流，氯化物與鈉鹽含量嚴重超標。冬季融雪劑對次年春季道路雨水徑流水質影響極大，樣本中氯化物與鈉鹽呈級數增長，大多數樣本中「氯化物」含量超出聯合國糧食和農業組織(FAO)規定的中等危害140~350mg/L標準值大約6~10倍。除此之外，加之冬季各種其他污染物沉積，會使春季前幾場降雨中污染物含量急劇升高，其中包含大量對植物生長具有負面影響的污染物種類。
2)道路雨水徑流中BOD5(五日生化需氧量)為主要超標物，不滿足所有與灌溉相關的標準。其他污染物，如石油類污染物、氯化物、懸浮物等，也不能滿足灌溉和景觀用水的要求。
BOD5是表示水中需氧有機污染物含量的綜合指標，幾乎在所有的水質標準中都有規定。(1)在水體及濕生植物灌溉方面，BOD5含量過高會消耗水體中的溶解氧，當溶解氧濃度過低時，水體需氧生物會缺氧死亡，水體生態系統受到破壞；當水中的溶解氧被耗盡時，水體會出現惡臭現象，水質惡化。(2)在旱地灌溉方面，目前對BOD5對於植物的影響研究定量部分相對較小，還需在後期進一步研究，但是在所有灌溉水質標準中都對其做出了非常嚴格的規定。
道路雨水徑流不宜直接進行收集灌溉；也不宜經過簡單的收集、沉澱程序而補充至景觀水系中，若需應用，則需較為專業的凈水工藝處理成為合格的再生水。
3)道路雨水不能直接排入綠地或收集後直接作為景觀用水。目前環境條件相對並不樂觀，且道路雨水徑流具有較大的時空不確定性。所以，採用初期棄流方式是否能非常有效地對雨水徑流的水質進行控制，還需要進行探討。
對於城市道路雨水徑流不建議採用漫流排放的方式，無論是漫流排放至綠地中，或是其他城市地塊中，都會對城市環境造成影響。若需要對道路雨水進行集蓄利用，或需要在暴雨時緩解道路徑流給地下管道帶來的巨大壓力，或在資金收益比相對合理的條件下，建議採用儲水池的方式進行雨水徑流收集，而後通過凈化工藝處理之後再進行使用。
2.3 提倡建設「集雨型綠地」的科學概念
我們認為：在提升綠地利用雨水功能的工作中，「集雨型綠地」是比較科學、準確、全面的概念。具體來說園林綠化雨水利用所承擔的主要功能僅有3條：一是消納一定降雨重現期綠地內產生的雨水徑流，回灌地下水；二是適當兼顧消納周邊建築物屋頂或廣場未被污染的雨水徑流；三是有條件的可儲存部分雨水用於景觀水面和澆灌綠地。因此，我們提出了「集雨型綠地」的概念，即指通過因地制宜的規劃設計，合理安排雨水利用相關技術和設施，在一定降雨量內消納綠地自身產生的雨水徑流，有條件的還能集聚綠地範圍以外一定量雨水的綠地。
「集雨型綠地」應當包括2種。一種是雨水利用型綠地。主要消納綠地範圍內一定重現期降雨的雨水，在不影響綠地本身質量、功能和安全的前提下適當接收周邊建築、廣場的非污染雨水。這一種應當占「集雨型綠地 」的絕大多數。另一種是雨洪調蓄型綠地。結合城市低洼綠地建設可以接收周邊較大範圍的城市降雨形成的雨洪水，起到調蓄雨洪，防澇減災的作用。這種綠地只能根據城市規劃和防洪排澇規划進行建設，只可在少量適宜的地方安排，並要處理好豐水期和枯水期調蓄洪水與綠地生態景觀的關係。以上2種綠地有可能兼顧。
3 當前「集雨型綠地」的主要技術措施
目前，雨水利用方法可概括為雨水集蓄利用和雨水滲透。雨水集蓄利用需要一些配套設施，造價較高；但雨水滲透只要簡單設施就可以有效地收集雨水。常用的雨水滲透方法很多，如透水地面、滲透井、滲水邊溝、坡地蓄水溝、雨水花園和一些綜合滲透管網設施、下凹式綠地等。
3.1 透水地面
園路、廣場、樹穴周圍等需鋪裝的地方，採用透水性地面，增加雨水下滲。透水地面按鋪裝面材材料分為多孔瀝青混凝土、多孔水泥混凝土路面、綠化混凝土磚和透水磚等；按面材外形和施工方式分為連續性透水地面、拼接式透水地面和鏤空式植草磚等。
3.2 滲透井
在綠地中分散布置小型滲水井，實際上它是一種地下集水裝置，利用碎石空隙等，貯存的雨水向四周的土壤中擴散。尤其是在具有一定坡度的地方，雨水隨坡度徑流，通過滲透井將雨水收集在井內。
3.3 滲水邊溝
當降雨強度很大時，或當降雨持續時間較長時，綠地淺層土壤達到穩滲狀態，會引起降水的流失。為最大限度地減少綠地中水分的徑流損失，可以在綠地道路旁建造滲水邊溝。
3.4 坡地蓄水溝
坡地蓄水溝適宜建於園林中坡度較大的地段，例如山坡上，在自然或造型坡地每隔一定高程建平行蓄水溝。如果面積很大，並且坡體縱橫向都較長，可設計成魚鱗狀排列。如果面積不是很大，可設計成平行的蓄水溝。每條蓄水溝緯向在同一高程。溝的兩端在經向上應相互搭接。每條溝體的大小依據具體情況而定，較大的蓄水溝寬度可達1m左右，長度因地制宜。溝體大小可通過調整溝的長寬高確定。
3.5 綠地地下雨水收集管網
雨水通過埋設於地下的多孔管材向四周土壤層滲透的一種方式。雨水滲透管的管材周圍填充碎石或其他多孔材料，利於雨水的滲透。適用於表層土壤滲透性差而下層透水性良好的土層，水質好的屋面、廣場雨水等。
3.6 雨水濕地花園
雨水濕地花園也稱「生物滯留區域」，指在園林綠地中種有樹木或灌木的低洼區域，由樹皮或地被植物作為覆蓋。它通過雨水滯留下滲來補充地下水並降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過吸附、降解、離子交換和揮發等過程減少污染。並使之逐漸滲入土壤，涵養地下水，或補給景觀用水、廁所用水等城市用水。是一種生態可持續的雨洪控制與雨水利用設施。
3.7 雨旱兩宜型雨水池
利用綠地規劃中的地形高低變化和開敞空間的設置，在綠地低洼區域建設類似「舞池」類的活動場地，場地地面邊緣或中心有雨水滲流溝槽和雨箅子，無雨時可作為遊人活動的場地，降雨時把綠地內的雨水導向此處並進入地下集雨裝置。
3.8 下凹式綠地
下凹式綠地是在綠地建設時，綠地高程略低於周圍地面(路面)，以利於周圍地面(路面)的雨水匯入綠地中的一種雨水利用方法。
3.9 小型雨水截留坑
在排水橫溝與縱溝中相隔一定距離設置擋水板，形成小型的雨水截留坑，對雨水進行截留，減小雨水徑流量。
3.10 大型雨水調蓄坑池
結合城市規劃的低洼綠地、林地，建設可以調蓄雨洪的調蓄坑池。如亦庄濱河森林公園雨洪調蓄湖和西郊砂石坑綠地雨洪調蓄湖面等。
建設「集雨型綠地」由於採取了一些技術措施，所以工程綜合造價根據採取的技術措施的不同，比沒有集雨技術措施的綠地要高出40~100元/m2。
4 集雨型綠地納入城市海綿系統需要協調的問題
經過多年的發展，集雨型綠地建設已經不是一個技術問題，而是一個管理問題、一個頂層設計問題和一個部門配合協調的問題。
4.1 從規劃層面確定每處綠地在集雨方面的要求
在控制性詳細規劃層面，根據綠地的高程確定其在城市海綿系統中的作用，結合排水規劃的編製，決定形成雨洪調蓄型的綠地還是一般集雨型綠地，確定是否可以建設接納客水的集雨型綠地。同時確定周邊地塊的雨水排放與該綠地的關係。選擇城市低洼處規劃綠地，建設具有一定雨洪調蓄能力的綠地，此類綠地數量不宜太多，以免影響城市綠地空間結構與生態功能。
在修建性詳細規劃層面，通過規劃意見書和核發建設工程規劃許可證的環節，不僅對建設項目本身的綠地提出雨水利用的要求，同時，對該處綠地周邊建設項目提出與綠地結合的排水規劃要求。
在審批建設項目層面，要嚴格控制綠地地下空間的開發利用，因為綠地是唯一的雨水回滲、補充地下水的通道，也是減少雨水徑流降低洪澇災害的重要環節。因此，一般不批准綠地地下空間的開發利用，確保綠地雨水回滲的通道暢通無阻。
4.2 在實施過程中要做好各方面的協同配合
在國有土地出讓時，應當在該綠地周邊的建設項目招、拍、掛標書中明確雨洪控制利用要求。
在發展和改革委員會批准項目立項時，應當將此綠地建設時序與周邊建設項目時序高度吻合，儘可能做到同步建設。目前由於市規劃委員會和市發展和改革委員會、市財政局辦理建設項目立項和資金時，都是直接對各個項目，而要系統形成綠地與城市其他項目雨水系統的聯通，就必須做到系統規劃、同步立項、同步建設。否則，綠地建設完成了，周邊項目想把雨水接過來也不可能了。項目建設完成了，綠地還沒有建設，沒有讓雨水進入綠地的排放口也是不行的。
園林綠化部門應當根據當地材料、勞務價格情況，提出建設集雨型綠地造價標準，會同發展和改革委員會、財政局確認。發展和改革委員會、財政局應當同意建設集雨型綠地按照標準增加的建設資金。
在綠色建築和建設工程質量管理過程中，把建築雨水收集利用作為重要項目進行監督。
在道路規劃設計和建設中，交通或市政部門應當允許選擇綠化帶較寬的道路建設下凹式綠地。北方城市要解決好道路初期雨水棄流問題，有可能要突破現有的道路設計規範，如果初期雨水棄流問題不解決，建設道路下凹式綠地是不可行的。
4.3 所有新建和改造綠地全部加強集雨功能
通過北京市園林綠化局對公共綠地規劃設計方案的審查機制，從規劃設計的龍頭抓起，推行「集雨型綠地」建設的各項技術措施，逐步將集雨功能的要求落實到每一處公共綠地中。聯合有關部門共同推動居住區和單位庭院建設集雨型綠地。針對雨水利用的形式和技術要求，以及相關設置條件進行研究，提出解決辦法，在建設項目報批階段即引入雨水利用的技術要求，形成強制性規範，指導居住區和單位庭院集雨型綠地建設。
4.4 繼續在集雨型綠地建設中大力推廣新型材料和技術
包括透水鋪裝材料、各類質優價廉的雨水收集利用設備、北方城市道路初期雨水棄流的裝備等。
4.5 儘快修訂影響海綿城市建設的技術規範
加快《海綿城市規劃建設實用手冊》的編製。儘快修訂相關國家標準，如《城市排水工程規劃規範》《城市道路工程設計規範》等。
-End-
《中國園林》新媒體部
排版| 黃龍妹
TAG:中國園林雜誌 |