浅谈海绵城市建设对城市下沉式广场设计的探讨

浅谈海绵城市建设对城市下沉式广场设计的探讨

刘宇晨

天津市水利勘测设计院 天津 300204

摘要：本文主要就转变城市下沉式广场传统的雨水处理方式，运用海绵城市理念进行城市下沉式广场设计，提出海绵城市理念的城市下沉式广场总体设计思路，通过各项设施的应用和组合，综合考虑景观设计和雨洪管理，探求多目标、多功能的城市下沉式广场设计理念。

关键词：海绵城市；下沉广场；给水排水；规划建设

1重要意义

我国改革开放以来，城市建设发展不断加快，城市空间逐渐饱和，人们的生活范围开始由地上发展到地下空间，以及地上地下相结合的过渡区域。随之产生的地下商业街、地下通道、人防工程、地铁等立体空间，均出现在城市地下空间之中，使城市不断向多维度空间过渡。城市下沉式广场为城市居民提供休闲娱乐、餐饮、购物、消费、沟通交往、文化活动、交通导流空间^［1］,是城市公共空间的一部分。下沉式广场不仅有效地衔接了地上地下空间，而且增加了城市公共环境中的绿地面积，小范围修复了城市的空间环境，一定程度上减缓了城市中的热岛效应，有效地为广场内活动的人们阻隔了噪音，为人们在城市中提供了公共活动空间^［2］。

2014年10月城乡建设部印发《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建（试行）》，从雨洪管理的角度定义了一种城市建设方式，可理解为城市如同“海绵”一样，具有良好的弹性，在下雨时，通过一系列绿色基础设施贮存多余的雨水径流，需要时将其释放出加以利用^［3］。2018年12月，住房和城乡建设部研究制定了《海绵城市专项规划编制暂行规定》，拓展了海绵城市建设的定义，提出了通过城市规划、建设管控，源头减排、过程控制、系统治理，着手综合采用渗、滞、净、用、排 等技术措施，统一协调水量与水质、生态与安全、分布与集中、绿色与灰色、景观与功能、水上与岸上、地上与地下等关系，有效的控制了城市降雨径流，最大限度地减少了城市开发建设行为及原自然水文特征和水生态环境的破坏，使城市能够像“海绵”一样，在适应环境化、抵御自然灾害等方面具有良好的“弹性”，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式，有利于达到修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、保障城市水安全、实现城市水文化的多重目标^［4］。在海绵城市建设发展中，实现雨水径流源头减排、过程控制、系统治理等全过程的管理，将下沉式广场、建筑小区、公园绿地等作为城市中最重要的基础设施，注重源头控制环节，对海绵城市建设发挥着重要的作用。因此，城市下沉式广场在满足市民休闲娱乐、餐饮、购物、消费、沟通交往、文化活动、交通导流等功能基础上（见表1），也承担了部分雨洪管理的责任，城市下沉式广场为海绵城市建设真正发挥了重要意义。

本文主要对转化城市下沉式广场传统的雨水处理方式，运用海绵城市理念进行城市下沉式广场设计，提出海绵城市理念的城市下沉式广场总设计思路，通过各项设施的应用和组合，综合考虑景观设计和雨洪管理，建设多目标、多功能的城市下沉式广场。

表1 我国城市下沉式广场主要类型

2设计原则

2.1总体原则

海绵城市建设是落实城市生态文明绿色发展的重要举措，有利于推进城市基础建设的系统性，将城市建成人与自然和谐共存的生命共同体，为推进海绵城市建设、改善城市生态环境质量、提升城市防灾减灾能力、扩大优质生态产品供给、增强人们获得感和幸福感。

2.2功能原则

功能主要包括宏观与微观两方面。一是从城市交通枢纽的完整性、交通人流流向路径及空间流动性上，将城市下沉式广场保留其原有功能性是十分必要的，在设计之初，不能改变下沉广场原有规划的交通导流和休闲商业功能。二是城市下沉广场地坪标高低于广场外的地面标高，具有一定围合感，属于半封闭空间，其本身就是一种独立且典型的系统，包括地形地貌、自然水文和人文环境等多个方面。因此，在规划设计中要考虑系统中每一个元素的组合与充分的应用^［3］。

2.3生态原则

在海绵城市建设理念下的，城市下沉式广场设计中，应遵循海绵城市建设的宗旨，保护水、林、田、湖、草等自然生态格局，维系生态本底的渗透、滞蓄、蒸发(腾)、径流等水文特征，保护和恢复降雨径流的自然积存、自然渗透、自然净化

^［4］。同时让使用者感觉到舒适的下沉式广场，在对植物的选择上要顺应当地自然气候，要考虑到它能否为下沉式空间的使用者提供长久的观赏性，同一种植物在不同地区或不同季节都具有观赏效果，需考虑其对土壤、气候、阳光等要求，在设计上更要尽量以自然风格来体现绿植的生态美，多层次、多种类的植物搭配才能够体现植物景观的群体效果。尤其是商业建筑下沉式广场更需要坚持可持续发展的原则，不仅可以缓解城市空间之中的环境压力，为城市增加绿化面积，还可以促进人与自然的和谐共生，吸引人群来下沉式广场进行活动，增加地区经济效益^［3］。

2.4地域区别

根据以往设计经验，在海绵城市建设设计时，应就我国南北气候差异予以体现，以湖南省长沙市和天津市为例，长沙市位于湖南省东部偏北，雨水充沛，历年3月下旬至5月中旬，冷暖空气在江南地区交汇，从而形成连绵阴雨低温寡照的天气，从5月下旬起，气温显著提高、降雨增多进入多雨的季节，至盛夏8月雨季结束。城市水脉丰富，地势高差大，能够利用重力流快速排除城市内雨水，地表径流污染较低。在设计时应着重体现“渗透、排除”的理念，将雨水快速收集输送，避免内涝。而天津市位于华北平原地区，地势平坦，干旱少雨，雨季集中，一般在6-9月，城市中的排水管网往往无法利用重力流快速收集雨水，易造成内涝，径流污染程度较高。所以在海绵城市建设设计中应加大"收集、调蓄、净化、回用"等功能的建设，利用其功能恢复城市良性水文循环的生态化特征，增加非常规水资源利用的节水化特征，以及满足供城市居民开展娱乐活动。

3设计理念

3.1场地分析

1）收集场地现状地形资料，实地踏勘考察场地，利用 ArcGIS、鸿业等软件中的雨水径流分析功能对场地地形条件进行分析，分析要素包括场地高程、场地坡度、坡向等，同时结合周边总体地势进行系统设计，避免大填大挖。

2）收集场地现状土壤和地下水位等资料，结合土壤、地下水位和雨水径流水质情况，确定海绵设施过滤层的设计深度以及盲管层的设计高度。当场地地下水位过高，无法进行下渗或利用盲管收集时，可考虑设计管道系统及地下蓄水池。

3.2前期规划

海绵城市建设前期规划设计，应综合考虑径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、排水防涝、雨水资源化利用等需求，重点将径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制作为主要控制目标。

年径流总量控制率，是根据多年日降雨量统计分析计算，通过自然和人工强化的渗透、滞留、调蓄、净化、回用等方式，场地内全年累计得到控制（不外排）的雨量占全年总降雨量的百分比。下沉式广场设计取值应综合考虑区域海绵城市建设相关规划现状和开发强度及建设阶段等因素确定。年径流总量控制率按照全市、区域控规单元划分为三级规划控制指标，指标取值应在城市总体规划（全市指标）、区域总体规划（区域指标）、控制性详细规划（控规单元指标）层面的海绵城市建设规划中予以确定，下一级指标的加权平均应满足上一级指标的要求。

径流峰值控制，指利用低影响开发设施控制雨水排水系统，最大出水流量与最大进水流量。雨水管渠及内涝防治设计重现期下，新建项目外排径流峰值流量不宜超过开发建设前原径流峰值流量，改扩建项目外排径流量，不得超过更新改造前原有径流峰值流量。

年径流污染控制率，是通过自然方式和人工强化的渗透、滞留、调蓄、净化、回用等技术措施，场地内全年预期得到控制的雨水中，污染物的百分比即径流污染物总削减率，一般以悬浮物（SS）的削减量计算。而广场类建筑因硬质铺装较多，是快速形成降雨径流，导致排水集中、内涝和径流污染的重要区域。应通过海绵城市建设措施控制径流体积、峰值流 和径流污染，减轻对城市生态和环境的影响 对于新建项目，应采用物理、生态处理等多种方式控制道路、停车场及广场降雨径流，对于改扩建项目，可参照新建项目要求控制降雨径流。

排水防涝，下沉式广场的各类工程措施应与市政雨水管渠、雨水泵站合理衔接，按照海绵城市建设理念开发建设的区域，其雨水管渠和雨水泵站的重现期等设计参数，仍应按照现行国家标准《室外排水设计规范》GB 50015中的有关规定执行。

表2 下沉广场排水设计重现期和内涝防治期推荐值

雨水回用，雨水中有机物含量较少，水质状况一般情况下可作为回收利用的水资源。在采集雨水的过程中，雨水的来源主要包括路面雨水、公共区域雨水、绿化区域雨水、屋顶所汇集雨水。在设计时应结合实际，根据场地及周边的用水量需求、用水定额，确定雨水回用量，相关参数确定后，即可确定调蓄池容积以及可实施的位置。

3.3汇水分区划分

应首先分析地块竖向条件、绿化布置、道路系统、建筑雨落管位置，结合现场踏勘情况，确定径流流向。以项目所在地功能分区及道路为界，划定汇水分区，污染较大的区域应划分成独立的汇水分区，若汇水分区面积较大、排水路径较复杂，可根据汇水区竖向条件细化汇水分区，统筹分区之后，利用 ArcGIS、鸿业等软件中的水文分析功能对场地进行汇流路径分析，同时结合场地功能及景观要求最终详细划分汇水分区。

3.4海绵设施选择及平面布置

下沉式广场由于本身地势低、空间紧凑造成雨水汇聚的特殊性，在海绵性措施选择上应以入渗为主，调蓄为辅^［4］。在海绵城市建设技术措施选择上，应考虑下沉式广场的特殊性，结合实际优化选择。下沉式广场应在满足景观及使用功能的前提下，采用下凹式绿地、透水铺装、生物滞留设施、植草沟、雨水花园、湿塘、调节塘、调蓄池、湿地等技术措施，滞蓄和净化自身及周边区域径流雨水。规划承担城市排水防涝功能的城市绿地与广场，其总体布局、规模、竖向设计应与城市内涝防治系统相衔接。

3.5海绵城市建设评价

海绵城市建设的具体评价应按照《海绵城市建设评价标准GB/T 51345-2018》要求，对海绵城市建设的内容进行评价，主要从径流体积、峰值流、频率、水质等方面进行，通过恢复自然水文特征，实现海绵城市建设的自然水文良性循环特征。

4结语

在我国城市内涝问题频发的大背景下，海绵城市建设在渗透、滞留、调蓄、净化、回用的理念上，为解决内涝问题提供了新的思路和方法。结合当前雨水调蓄政策及新方法变化的影响，使得海绵城市建设系统中的下沉式广场，呈现出区别于以往的新特点。即恢复城市良性水文循环的生态化特征、暴雨条件下解决城市内涝安全化特征、非常规水资源利用的节水化特征、供城市居民开展娱乐活动的开放化特征。但是，不同城市面临的问题也不尽相同，不能生搬硬套他人的经验做法，用科学发展理念，科学规划、因地制宜、采取符合自身特点的措施，真正发挥出“海绵”的作用。

参考文献：

刘傅佳.山地城市广场空间形态设计研究[D].重庆大学建筑设计及其理论,2013.

高伟豪.城市微更新视角下的下沉式广场景观设计——以上海市为例[D].中国矿业大学,2019

高军.海绵城市建设视角下的城市控制性详细规划指标体系研究[D].浙江工业大学,2016.

中华人民共和国住房与城乡建设部.GB/T 51345-2018.海绵城市建设评价标准[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2018.

作者简介:刘宇晨(1987一),男,硕士，工程师,主要从事给排水和工程管理工作。

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