彭 涛 闾邱杰 曹景怡 陈东来

(1.广州怡境景观设计有限公司，广州 510000;2.福州大学建筑与城乡规划学院，福州 350108)

建设海绵城市是我国落实生态文明的重要举措，其核心思想着眼点在于城市对雨水资源的利用与管理，旨在解决城市发展进程中面临的水安全、水资源与水污染问题[1]。迄今为止，我国海绵城市建设已进入第9个年头，在海绵城市专项设计、技术应用等理论领域内取得了突出的成绩[2]，但是单一目标设计和工程措施无法在项目实践中形成通用作用[3]，不同条件基底的项目面临着复杂的雨水管理需求、生态恢复需求、人居环境需求和宣传教育等需求，因此打破各专业壁垒，提出针对性的系统性的海绵城市解决策略就成为亟待解决的问题[4]。该文以清远飞来峡海绵公园海绵景观设计为例，从多专业角度赋予海绵城市多种功能，满足公园内雨水管理、污水管理、生态修复、活动休闲和公众教育等多重需求，探索新型海绵城市建设发展的新趋势。

飞来峡海绵公园位于广东省清远市飞来峡水利试验基地内，基地周边围绕着实验基地的行政楼、实验厅和员工宿舍等建筑，主要活动人群为基地的科研人员，建设前项目场地现状为一片洼地，是整个园区的最低点，中间是一片污染较为严重的心湖，整体较为荒芜，几乎无法使用，经过现场调研，发现该项目存在3个方面的问题亟需解决。

1.1 雨水问题

该项目位于整个试验基地最低点，在暴雨期间，基地内未经处理的雨水径流直接排放至心湖内，包括来自屋顶和地面的雨水径流，造成场地内水土流失、水体污染等一系列水生态问题，进一步加剧了整个场地生态环境退化，同时项目场地内高差达8 m，这不仅为海绵城市的设计和建设带来挑战。

1.2 污水问题

由于受到地理位置和经费等因素的制约，目前基地的科研人员和管理人员的生活污水采用简单的二级化粪池处理后直接排入心湖，导致心湖水质逐年恶化，水生态系统遭到破坏，这也因此对基地周边的环境产生不良影响，因此从源头解决心湖的污染源是该项目的第2个挑战。

1.3 人居环境问题

场地原貌荒芜，如图1所示，活动区域较为局促，缺乏景观功能，难以满足基地科研人员在园区内享受、休憩的需求，因此使用者亟需通过景观策略提升该处的人居环境和生态环境。

图1 场地原貌荒芜

2.1 目标定位

飞来峡海绵公园的建设亟需开发适合基地污水处理的廉价、便捷技术，解决基地的日常废污水排放问题，并对心湖的生态环境进行修复，恢复心湖的水质和生态系统。

为此，设计师提出了“多功能海绵景观”的概念，即雨水管理功能、污水处理功能、生态修复功能、景观功能以及示范功能。打破传统单一的海绵技术与水利学、生态学和景观学的屏障，融会贯通的解决基地的雨水、污水和生态问题，形成系统性的海绵城市建设，达到85%年径流总量控制率和60%的径流污染控制率。同时，设计师希望为奋战在这里的一线的科研工程师创造一个亲切宁静、自然生态的户外活动空间。

2.2 设计构思

飞来峡海绵公园采用了海绵城市设计与景观设计结合的设计手段，根据海绵城市指标要求规划设计园区由6个部分进行雨水传输、净化和存储：植被缓冲带雨水滞留，生态碎石渠雨水传输，透水铺装，人工湿地雨水净化，阶梯式雨水花园和心湖雨水调蓄。凹陷的山谷地形有8m的高差，一部分雨水径流通过植被和碎石渠减缓流速，一部分雨水经过台地式人工湿地净化后进入自然式湿地调蓄，最后一部分汇入雨水管中的雨水经过排放口进入阶梯式雨水花园，心湖作为天然的雨水存储箱成为所有雨水的最终汇入点，形成海绵城市系统，如图2所示。

图2 汇水分区及海绵城市设施布局图

在此基础上，依据现状条件，采用艺术化的景观策略对海绵设施进行景观优化，平台布局与铺地图案均以“水韵”为主题。湖区景观取开阔大气的圆弧状向心布局，与大起大落、层层叠叠的地形景观结合于一体，配合以四周丛林与草坡过渡的强对比设计，整体形成别具一格、开合有致、豁然开朗和优美大气的震撼性生态园林景观。同时在园区内增加观景台、亲水布道、景观瀑布、阳光草坡、休憩平太和科普长廊等景观功能，提升场地的人居环境，将这里建设成为广东省第1座水利科学与海绵技术结合的示范性海绵公园，如图3所示。

图3 景观平面图

该项目通过植被缓冲带、生态碎石渠、透水铺装、人工湿地、雨水花园、雨水湿塘和植物设计7个海绵策略实现园区内雨水的传输、净化和渗透，并通过生态化的技术和景观化的艺术策略实现该项目的示范性建设。

3.1 植被缓冲带设计

项目的四周利用蜂巢格室植被护坡取代了传统的水泥混凝土护坡，形成植被缓冲带，可以有效的滞留陡坡湍急的雨水径流，防止水土流失。种植的植物选择了耐阴，再生力强，耐践踏，对土壤要求不高的大叶油草。利用植被缓冲带代替传统的水泥混凝土护坡，增加景观的可视性。

3.2 生态碎石渠设计

生态碎石渠全长108 m，贯穿了心湖西南侧的植被护坡，该处原状是一条混凝土排水沟,只具有单一的排水功能,为了滞留净化来自护坡上的雨水径流和排水管的雨水，设计师将3层不同粒径的碎石铺设在排水沟底部，并在底部铺设了排水盲管,以此实现对雨水净化和增加雨水的滞留时间等生态功能。具有减少工程量，降低成本，易管理，易维护的优点。

3.3 透水铺装

透水铺装对中小降雨事件的径流体积削减、峰值流量削减和峰现时间延缓等方面的控制效果显著[5]，因此该项目的透水铺装设计使用了透水砖和石材碎拼，其中透水砖是利用建筑废弃材料制成的，花岗岩石材则是来自基地附近的一处采石场，基地内使用的所有花岗岩碎石皆采自这里，实现了设计师低成本和资源回用的环保理念，如图4所示。

图4 公园内的透水铺装补充吸纳两侧绿地产生的雨水径流

3.4 功能性人工湿地

许多研究表明人工湿地对生活污水和雨水中的污染物具有良好的去除效果[6-7]，园区内的人工湿地主要分为潜流湿地和表流湿地，它们在这个场地具有多重的功能，其一是作为基地科研人员的实验场地，实现生活污水尾水的净化处理和监测[8]，其二是拦截和净化来自道路的雨水径流，使雨水以适宜的速度缓慢流入中心湖区，其三是多层次的结构设计实现了景观空间的视觉效果。植物选用耐污能力强，根系发达，去污效果好，容易管理且具有景观效果的本土水生植物，比如，美人蕉、灯芯草、水葱、芦竹和香蒲等。

3.5 雨水花园设计

该项目在原来直接排放的雨水管处设计了跌水对外部雨水处理，两侧选择了耐淹耐冲击的本土植物，减缓了雨水直接排放对心湖生态系统的冲击，净化滞留雨水的同时运用传统的造园手法提升该处的景观看点。

3.6 雨水湿塘—心湖

心湖作为园区的雨水和污水最终的受纳体，同时也是项目的中心，其水质的优劣是检验园区海绵设计效果的核心指标。设计师提出了一个由人、动物和植物共存的全新的生态系统，种植沉水植物以提升心湖的水质，投放水生动物以解决可能产生的富营养化问题，同时打造可供人亲水的核心景观区域，目前，心湖的水质已经达到地表三类水。

3.7 低维护植物的组团化设计

海棉植物的选择应遵循因地制宜、耐潮耐旱以及注重植物抗污染、抗病虫害等特性[9]，该项目全园种植了120余种低维护的乡土植物，考虑到对自然生态景观的意境表达，设计师在巧妙地利用了乡土植物的选型特征和生长习性的基础上，通过不同的植物组团设计成移步易景的景观花镜。在湿地景观营造方面，设计师则选用耐污能力强、根系发达、去污效果好，易管理的且具有景观效果的本土挺水植物，根据根系分布深浅及分布范围搭配种植美人蕉、芦苇、灯芯草、旱伞草、水葱、花叶芦竹、香蒲和菖蒲等，如图5所示。

图5 部分乡土植物列表

该项目采用了地埋式污水处理设备结合人工湿地综合治理的方式，考虑到实验基地内日均人数在40人/d左右，高峰期可达80人/d，污水处理工程应按满足高峰期需求设计，设计处理量13 m3/d。生活污水经过化粪池后进入净化槽，净化槽出水主要指标达到一级A标准，再通过人工湿地强化处理后达到地表Ⅲ类水后流入心湖。

该项目使用了FK-JHC净化槽处理技术，该技术叠加了生物膜技术，减少过程中的污泥发生，壳体内部采用平推流和全混流模式，大大地抑制了过程的短路或不必要的返混。可以根据需要使槽内全部曝气或部分曝气，实现A/O/A/O工艺。FK-JHC净化槽包含3个反应区和1个沉淀区，在反应区内均设有活性填料，为高效复合生物菌提供生长场所，在气泵持续供气下形成生物滤床，通过生物膜的吸附以及生物作用对污水中的有机物进行降解，同时通过气提式混合液内循环技术进行高效脱氮。

该项目采用了蜂巢格室护坡技术、心湖驳岸岸线优化等方式对驳岸进行处理，增加多处亲水空间，岸线周边增加湿地植物种植，以及增设生态浮床，以增加植物净化水体功能使心湖具有自我净化的能力，形成良好的生态环境。除此之外，该项目使用了生物操纵技术[10]来处理心湖可能带来的一系列富营养化问题，具体措施为增加凶猛性鱼类数量以控制浮游生物食性鱼的数量，从而减少浮游生物食性鱼类对浮游动物的捕食，以利于浮游动物种群(特别是枝角类)增长，浮游动物种群的增长加大了对浮游植物的摄食，这样就可抑制浮游植物的过量生长以致水华的发生。

园区内设置了人工湿地、湿塘、生态碎石渠、生态浮床、雨水花园、生态护坡和透水铺装等多种海绵设施，将其串联成一个海绵系统，并在园区的路口设置了海绵科普展示牌，设计师根据海绵系统规划园区内的动线，完整地向社会人士、校园学生和专业同行展示了从收集传输到储存净化的雨水管理全过程，具有极佳的教育意义[11]。

该项目打破传统单一的海绵技术与水利学、生态学和景观学的屏障，赋予了海绵城市多重功能，融会贯通的解决基地的雨水、污水和生态问题，形成系统性的海绵城市建设。通过一系列的技术手段进行了水生态维护、水环境改善和水污染控制，同时实现了景观环境的优化，恢复场地的生物多样性，达到人与自然和谐共处的生态环境，具有显著的生态效益。同时该项目有效地解决了服务区域及下游水体的水污染问题，改善园区景观，服务科技工作人员，促进科技展示成果，提升人们的生态意识，成为广东省水利实验基地水生态文明建设示范园区，具有重大的示范展示功能和科普教育意义。

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