浅析武汉园博园公共区域海绵城市理念

浅析武汉园博园公共区域海绵城市理念

张雨薇1 张文华2

1.武汉市园林绿化建设管理站，湖北武汉430000

2.汉口里控股有限公司，湖北武汉430000

摘要：最近几年，中国大力推行城镇化，我国新建成建筑与世界建筑总量的一半相当。因此，在城市规划中的推行“海绵城市”理念，强调使用建筑雨水与循环利用建筑中水资源更显得重要。建筑雨水的使用途径，含括绿色屋顶的普及、具有透水性的停车场、收集利用雨水的设施以及建筑中水的循环利用。同济大学做过一项研究：若能将冲厕所的水替换成污染程度较轻的“灰水”，如：经简单处理后雨水、洗衣洗澡水和淘米水等生活用水，至少能节约30％的水资源，而每方水的处理成本也仅需要0.8元。当然，由政府推动“海绵城市”的规划与建设只是一小部分，最重要的是要依靠公众的自觉参与，要是家家户户都能够用收集的雨水来浇花、冲洗，那么水资源的节约数据将会超乎想象。

关键词：武汉园博园；公共区域；海绵城市

1武汉园博园概述

1.1 基本概况

本届园博会以“生态园博，绿色生活”为主题，选址金口垃圾场和长丰倒流棚户区、城中村地块，地处建设中的张公堤城市森林公园核心区，由于该地段地处郊区又曾是垃圾填埋场，地理位置较为特殊，因此更加适合举办类似关于城市规划建设的自然生态系统循环的大型主题活动。

武汉园博园实际规划面积213公顷，其中包括了栽植乔木约4.8万株、绿道全长6.1公里，灌木60.8公顷、草坪36.5公顷、公共绿化面积176公顷，共计410多余种植物品种被种植在这块园地。里面设计建设展园数量117个，每个展园都有独特的主题，共同构成一个大的园博园，彼此之间既相互独立又交相辉映。新建园区面积233公顷，实际情况包括了硬质铺装面积40万平方米和道路及绿道25万平方米、新建园区绿化面积168万平方米，新建国际园林艺术中心、绿色科技馆、创意生活馆等标志性建筑约13.4万平方米，新建汉口小镇、西侧服务区建筑群、院落式园林等展馆建筑及其他跨三环线复合利用结构约38万平方米。

1.2 园博园建设规模及主要建设内容

园博园的建设以山水十字轴为线索，来彰显武汉园博会地域特色。分别使用了最湖北、最武汉的文化元素，全方位展示湖北地域广阔、物资丰富、人文风情。所谓的“双轴”就是把原垃圾填埋场进行生态修复，再建立荆山、构建东西方向的生态山轴，形成园博园良好的背景山体和生态改造范例。南北景观水轴将两大主题建筑用串联起来：一方面是长江文明馆、国际园林艺术中心；另一方面是以楚水为脉络，其沿线布置各有千秋额艺术空间，这些正是园博园之人气所在。“两区”即景区与展区，景区包括入口景区、楚水景区、荆山景区，展区即北片展区、生活片展区、南片展区。

2 武汉园博园公共区域海绵城市的设计方法与元素

2.1水资源管理

为了让城市里的水资源实现自然循环，更有“张力”地适应自然灾害和环境突变。园博园在设计中坚持“优先节水、均衡控件、治理系统、两手发力”的思路来治水，着力抓好几个点，包括：水源节约、水灾防治、水生态修复、水环境治理，提高园博园区域内防洪排涝减灾的效能，降低园区的水资源压力。

在景观学中，雨水资源化的过程是多面多元的。

1.通过屋顶系统进行雨水收集、通过屋顶雨水管道及屋顶花园的设计将雨水排放到市政管网，或溢流到绿地系统，再由绿地系统下渗到凹陷式的绿地、雨水花园和植物群。通过系统的污水拦截处理后流至园中的浅沟、缓冲带、渗透沟、渗透池、地下水回灌、雨水链跌水、旱溪、雨水瀑布、阶梯式种植、景观水渠等等；污水在经过运送除污后，流入生态湿地、景观雨水塘、多功能雨水调蓄区及城市水体，通过生态净化，最终这些雨水主要是用于地下水补给及景观绿化用水。

2.透水结构设计主要运用于广场、道路与停车场系统。诸如嵌草型铺装、卵石碎石类铺装、透水砖铺装、花坛、树池、以及周边配套绿地，一方面可以取代单调的大草坪，使景观更加丰富精致，另一方面也兼顾了地表消纳积水、和收集雨水的能力。

园博园中的建筑全面植入了“海绵城市”的理念，形成了完整的建筑系统雨水收集系统，雨水经屋顶雨水管道和屋顶花园被收集到渗透池中，进而被滞留、净化、从而达到了二次利用的目的。水源来自于园区收集的雨水，经初期处理后排至南区楚水，湖水经过水处理工艺后加压供园区绿化和道路浇洒用途，干旱年份楚水应急补水引下银湖湖水补给。绿化浇洒按1升/ m2•日，道路浇洒按2升/ m2•日标准进行设计。园博会园区最高日绿化和道路浇洒用水量为2264 m3/d。

透水结构设计在武汉园博园的建设中大力推广。诸如嵌草型铺装、卵石碎石类铺装、透水砖铺装等，一方面可以取代单调的大草坪，使景观更加丰富精致，另一方面也兼顾了地表消纳积水的能力。此外，结合自然式花境或地被的配置，相较于保水能力较差的草坪，此类景观结构在调节住宅周围小环境、节约灌溉水和便于管养这几方面，均表现了突出优势。庭院中的步道、儿童活动区等则可采用彩色透水混凝土。在庭院透水结构设计中，利用基层内设置的排水管引流，不仅能提高地面透水效率，还

可以实现收集再利用雨水，经过面层和基层对收集到的雨水进行初步过滤，所含污染物和杂质相对较少，保存在蓄水箱中，可供园区灌溉使用。

2.2 自然渗透系统

当今土地硬化面积随着城市建设的发展不断增大，柏油、水泥等硬化地面阻隔了大部分雨水，使其很难直接渗透到地下补给地下水。武汉园博园在建设自然渗透系统方面主要有以下几种方式：园区硬质地面雨水渗透、园区建筑屋面雨水渗透、园区绿化区域雨水渗透等。

1.推广生态河道雨水渗透利用。河道的生态建设主要是通过开展生态河道雨水渗透利用来进行，改变过去硬质化河道护岸的做法，打造会呼吸的河道。汛期的时候利用河道水系来进行调蓄，结合滨河地区集休闲、游憩和生态等为一体的综合性功能，降低河道在汛期的排水压力，减轻河道水质被雨水径流所带来的大量面源污染物的破坏，把河道雨水的渗透利用变成园林景观的一个组成部分。

图1 自然雨水渗透（图片来源：武汉市园林规划设计园）

2.推广生态道路雨水渗透利用。有效发挥该系统对初期雨水的净化能力和生态道路的蓄渗能力。园区内二级、三级园路总长为11118米，80％以上采用透水、利渗做法，对人行道的铺装，主要选择透水性能较好的地砖或彩色的透水性混凝土铺贴，路基则选择高透水性的混凝土，碎石位于配层下与土壤联通，再与集水井和排水沟相连接，起到加速雨水下渗，减少地表径流的作用。

3.通过建设凹陷式绿地，把聚集降雨的地段规划位于道路周围绿地，结合绿地、水景修建雨水集蓄池在城市道路两侧，作用是补充大气水分和回补地下水。

4.推广生态屋面与广场雨水渗透利用。园博园所有广场的铺装材料均采用透水材料为主进行铺装。以北广场为例，北广场总面积43000平方米，透水铺装面积高达41550平方米，仅透水面积比例占95.3％。园区长江文明馆、国际园林艺术中心两大主题场馆全设置屋顶花园，屋顶花园面积达5.9万平方米，覆土最高处达1米，且全部为渗滤型屋面。利用屋顶集水有多种优点，如：投资低、集水量大且使用方便等，还可以在屋顶设计建设成雨水集蓄系统和绿化系统。广场和停车场截留的雨水会通过这些渗透设施大量且迅速地渗入到地底下，起到涵养地下水的作用。

2.3 生物滞留设施

园博园荆山景区面积约45万平方米，荆山生态滞留沟的设置，解决了场地土方安全，缓解山体径流速度与径流体积，降低雨水对山体的冲刷程度，保证山体安全与净化初期雨水的作用。全园生态草沟全长3343米，雨水花园总面积达到3389平方米，雨水滞留量4268平方米。

北广场在树的下方安装过滤树池，起到小小的控制径流的作用，尤其是当树池分散于整个场地时。地表径流被引至过滤树池，在径流进入集水井之前用栽种的植物和土壤进行清洁过滤，并蓄在树池中为树木提供灌溉。

图2 生态滞留设施（图片来源：来自网络）

当自然环境中降水时，植被会通过自身的生物滞留系统达到阻挡水流冲击地表以及增加地下水蓄水量同时削减地表径流的速度和汇集量。同样的原理，在武汉园博园的建设规划中，这一点也充分得到了体现。通过对土壤性质的深入研究以及对园内植被的充分分析与规划，在降水达到峰值时，园博园相当于最大限度的还原的原生的自然生态系统，也是同样通过生物自身的滞留系统达到控制地表径流，增加地下水蓄水量。在少雨的季节里，储存在地下的积水通过具有透气性质的土壤得到充分蒸发，因而营造出一个类似原生态系统环境的小环境，只有这样的植物景观才能对水资源的搜集和积极利用起到有效作用，成为园博园建设过程中不可忽视的一部分，同样也是它作为成功试点的重要原因。

2.4 自然积存系统

全园最大的雨水存储设施——楚水一湖四溪，最大水容量约10万平方米，整个景区面积大约为80万平方米。

国际园林艺术中心与荆山景区的雨水储存处理一体化设施采用成品装配式品牌方块组合而成：在水池底部结合雨水过滤板，采用无动力的过滤设施。

图3 雨水储存处理一体化设施（图片来源：武汉市园林规划设计园）

2.5自然净化系统

武汉园博的整体布局为北山南水，一湖四溪都是很好的海绵的内容，杉杉湿地的净化——到小石谭的跌水——楚水，水循环也是很好的一个水收集利用的。

杉杉湿地这一片生态湿地是由人工建造的，主要运用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，充分结合水的净化、收集与利用，将水景观发挥出绿地复合功能。

为保证园区水质，用潜水泵将南部水体提升至“荆山”山腰，即园区制高点，再由峰顶向西南方向缓缓流下，形成“高山流水”景观，最终汇入“楚水”景区，完美实现南部水系自循环曝气流动。

图4 彬彬湿地景区自然净化示意（图片来源：武汉市园林规划设计园）

本届园博会的主题为“生态园博，绿色生活”，生态是园博建设的重中之中，但主湖区深绿的湖水及溪流内黄浊的水质现状距园博园对楚水水质的要求还有很大差距，成为整个园博园景观的短板，严重影响了武汉园博园的整体形象。相关部门需要迫切开展生态系统的综合优化与调整，打破楚水

原有的“浊水态”的生态系统稳定性，实现由“浊水态”向“清水态”生态系统的良性演替，以此来满足生态园博对楚水水质的要求。

楚水水系是园博园重要组分，水源主要来自金银湖水系的银湖及自然降水。引水净化系统为：来自金银湖水系银湖的湖水通过泵站抽提进入近6千平方米的杉杉湿地，初步净化后再通过动力提升到高30米的荆山之顶，后顺势而下，在重力作用下，经10处连续跌水，最后注入楚水。主湖区湖水通过位于长江文明馆东侧“STCC”（标准组合碳系材料生物滤池污水处理及深度净化）技术工艺初步净化后经泵房再次被送往400米之外的荆山之顶，最后经瀑布跌水景观及花溪，再返回主湖区。

园博园初次蓄水情况：楚水水域面积58000m2，平均深度1.7m。根据现场调查，目前园内水体浑浊发绿，水面覆盖着一层油膜，水生植物群落结构缺乏层次感，尤其是大型沉水植物群落结构单一，只有少量金鱼藻群落，并且部分植株已经冒出水面，水面景观效果较差；小型浮游动物生物量较高，缺乏大型枝角类浮游动物，水生态系统结构脆弱，易引发蓝藻水华现象。虽然之前水体进行过预处理，但是生态系统结构比较单一，湖体生态机制不完善，将会给湖体带来很大污染威胁，造成水体水质恶化。因而需要重新对水体生态系统构建，形成食物网链复杂的生态结构，建立湖区完善的生态系统，从根源上解决水体水质问题。

通过构建水生植物群落、底栖动物、鱼类群落等完整的水生态系统结构，增加水体景观功能、将营养物质在水环境中重新分配，以此保证上游来水的水质安全，防止水体富营养化，降低景观湖区域水质污染的风险，建立景观湖清水型生态系统。主要工程内容包括：水生植物群构建工程、水生动物群构建工程和底栖动物群构建工程。

通过沉水植物群落构建和其他生物群落的共同作用，形成完整的水生态系统，控制浮游植物大量发展和水华形成，从而控制水质恶化。

2.6 人工补给系统

下银湖位于园博园北侧，紧临金银湖水系，是“楚水”景区饮用水的水源地，日常水位为19.15米。“楚水”景区为人工湖水系，设计水位21.50米，水深约0.5-2米，水体容量达到95000立方米。有下银湖水系取水集与杉杉湿地景区，经净化后提升至园博园生态地标“荆山山腰，经荆山西侧”跌级水系高山流水景点重力流入楚水。

图5  水生态实景（图片来源：武汉市园林规划设计园）

2.7 水体使用

“楚水”景区为人工湖水系，设计水位21.50米，水深约0.5-2米，水体容量达到95000立方米。园区单次的绿化灌溉用水可达3000立方米，储存水量完全满足日常绿化用水量。园区景观水系及水景的主要补充水源均以雨水收集为主。

“变废为宝”是武汉园博会总体规划方案上的最大的亮点，主办方将选址定于武汉市“两轴两环，六楔多廊”生态框架中的生态内环——金口垃圾场，通过好氧技术将废弃的土地进行生态修复，垃圾处理渗滤液在经过第二级反渗透处理之后的达到达标水质标准，可进行回收利用。

2.8 雨水传输

较传统园区雨水传输路径，园区雨水传输方式减少了大量的雨水管网建设采用与景观环境高效结合的形成可视化的传输雨水，硬质广场排水也采用生态透水盲管经销雨水传输，在丰富景观效果同时，降低管网设施的建设投入，从而降低建园成本及园区径流速度及径流体积，减轻园区瞬时排水压力。

3 结论

武汉园博园的海绵城市建设主要是以净、蓄，为主，以错峰、消峰为主，减少雨水对管网的压力，将海绵设计建设与景观相结合，达到海绵+景观+生态+效益的多种综合。

比如在景观规划中，采用可渗透的地表材质，这样做有利于雨水的充分收集，同时也能减少降雨导致的二次污染物对环境的污染，达到调节与改善水质功能的目的，与此同时也能够保留景观品质，最后通过全透型的排水软管将水排放到指定区域，为水资源的节约迈出了一大步。这样的原理随处可见，公园的渗透性铺装，广场道路渗滤沟，人工湿地雨水花园等等都是这样的原理。如果在未来的景观规划建设过程中能够将这样海绵原理广泛应用，那么城市景观规划就能够发挥最大优势。