城市雨水控制和洪澇防治問題一直是城市建設中的的熱點話題。
雨水排放以前怎么做？
主要依靠傳統(tǒng)管網(wǎng)建設和大規(guī)模修建基礎設施↓↓↓
現(xiàn)階段，過去的雨水排放思路已經(jīng)沒法滿足現(xiàn)代城市化建設的要求。在這種形勢下，需要探尋新的解決辦法。
理念探尋：海綿城市建設理念：通過建設一系列發(fā)揮生物滯留雨水能力的措施，不僅能吸排雨水，同時還能凈化雨水，防止洪澇災害，實現(xiàn)水的循環(huán)利用。
生物滯留設施通過植物、土壤和微生物系統(tǒng)，可以達到蓄滲、凈化雨水的目的。
生物滯留設施有兩種：簡易型生物滯留設施和復雜型生物滯留設施。
△簡易型生物滯留設施結構示意圖
△復雜型生物滯留設施結構示意圖
問題思考：
生物滯留設施具體有哪些？
這些生物滯留設施是如何起作用的？
在國內(nèi)外又有哪些應用實例呢？
生物滯留設施的分類
1
綠色屋頂
▲綠色屋頂?shù)亩x：
綠色屋頂起源于在巴比倫時期出現(xiàn)的“空中花園”，美國最早應用在現(xiàn)代建筑中，1959年一位美國風景建筑師在一座６層樓的頂部樓頂上建造了綠色秀麗的空中花園。
設計師做了防水滲透處理，敷上土壤，配植喬木花草，并設置了靠椅和小凳供人休息，為樓房屋頂?shù)木G化開了先例。
以屋頂、露臺、天臺或陽臺為平臺，育花種樹、鋪植綠草，建造園林景觀，綠色屋頂可以達到美觀、經(jīng)濟的目的。
綠色屋頂分為簡單式和花園式。簡單式綠色屋頂?shù)幕|(zhì)深度一般不大于150mm，花園式綠色屋頂在種植喬木時基質(zhì)深度可超過600mm。
△簡單式綠色屋頂
△花園式綠色屋頂
▲綠色屋頂發(fā)揮作用的原理：
綠色屋頂，是“海綿城市”建設中屋面雨水集蓄的重要場地。
總體上講綠色屋頂就是屋頂項目的一種延伸。新的屋頂包含一套具備防水、防根系蔓延、具備排水設施、過濾層、輕量級生長支持介質(zhì)及植物自體的完整體系。
屋頂綠化構造層自下而上通常分為防滲漏層、隔根層、保濕層、蓄排水層、過濾層、種植（土壤）層、植被層等。
△典型綠色屋頂構建詳圖
適用性：綠色屋頂適用于符合屋頂荷載、防水等條件的平屋頂建筑和坡度≤ 15°的坡屋頂建筑。
優(yōu)缺點：綠色屋頂可有效減少屋面徑流總量和徑流污染負荷，具有節(jié)能減排的作用，但對屋頂荷載、防水、坡度、空間條件等有嚴格要求，成本較高。
▲綠色屋頂?shù)膽脤嵗?/span>
1丨芝加哥市政廳的綠色屋頂
芝加哥市政廳的綠色屋頂花園讓它與眾不同。自從修筑屋頂花園后，市政廳的空調(diào)費用降低，周邊空氣質(zhì)量提高。屋頂?shù)幕▓@內(nèi)還養(yǎng)殖蜜蜂，每年政府都義賣產(chǎn)出的蜂蜜，募集到的錢用于建設青少年課外活動項目。
2丨加州科學院的山丘形綠色屋頂
這里精心地設計7個模仿山勢起伏的隆起山丘，屋頂種植了170萬株當?shù)刂参?，它們每年可吸?57萬升的雨水，省去人工灌溉的麻煩，多余的雨水還可用來沖洗廁所。
3丨代爾夫特理工大學
荷蘭代爾夫特理工大學的圖書館于1997年建成，建筑矗立在一面斜坡上，草坪從地面一直蔓延至建筑屋頂?shù)倪吘?，這個設計使得人們可以在整個屋頂上行走。
2
下沉式綠地
▲下沉式綠地的定義：
下沉式綠地是海綿城市的重要應用，經(jīng)常被用于道路、停車 場、學校周圍，以降低地面徑流量，減少洪澇災害。
下沉式綠地有狹義和廣義之分。
狹義的下沉式綠地又稱為低勢綠地、下凹式綠地，其典型結構為綠地高程低于周圍硬化地面高程5~25cm左右，雨水溢流口高于綠地且低于硬化地面。
△狹義下沉式綠地構造示意圖
狹義的下沉式綠地可以是路邊植草溝、樹池。
廣義的下沉式綠地泛指具有一定的調(diào)蓄容積，且可用于調(diào)蓄和凈化徑流雨水的綠地，主要包括滲透塘、濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)塘。
△雨水滲透池
雨水滲透池大小視水量和地形條件而定，也可以幾個小池聯(lián)合使用。
△濕地、池塘
▲下沉式綠地發(fā)揮的作用及原理：
下沉式綠地內(nèi)設置有雨水溢流口，且雨水溢流口高程在綠地與地面高程之間。由于下沉式綠地高程較低，硬化地面上的雨水會流向綠地，在綠地上匯聚，綠地上的植物、土壤會截流和凈化雨水，無法容蓄的雨水會排入雨水管網(wǎng)，作為地下水的補充。
△下沉式綠地構造示意圖
適應性 :下沉式綠地可廣泛應用于城市建筑與小區(qū)、道路、綠地和廣場內(nèi)。對于徑流污染嚴重、設施底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1 m及距離建筑物基礎小于3 m（水平距離）的區(qū)域，應采取必要的措施防止次生災害的發(fā)生。
優(yōu)缺點：狹義的下沉式綠地適用區(qū)域廣，其建設費用和維護費用均較低，但大面積應用時，易受地形等條件的影響，實際調(diào)蓄容積較小。
▲下沉式綠地的應用實例：
1丨2016 ASLA 通用設計類榮譽獎: 阿卡迪亞大區(qū)生態(tài)門戶－路易斯安那圣蘭德游客中心
2丨2010ASLA景觀專業(yè)獎通用設計榮譽獎——天津橋園的深水池
秋季深水池景觀。
3
雨水花園
▲雨水花園的定義：
“雨水花園”的概念出現(xiàn)于上世紀90年代，美國馬里蘭州的喬治王子郡，開發(fā)商在建住宅區(qū)的時候希望用一個生態(tài)滯留與吸收雨水的場地——稱為“雨水花園”來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雨洪最優(yōu)管理系統(tǒng)（BMPs）。
△波特蘭唐納德溪水公園（2010年，4000㎡）
之后，該區(qū)每一棟住宅都配建有30~40m2的雨水花園，建成后的追蹤監(jiān)測顯示，雨水花園平均減少了75%-80%地面雨水徑流量。
從定義上說，雨水花園是自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地，匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水，或補給景觀用水、廁所用水等城市用水。
狹義的雨水花園僅為規(guī)模有限、結構簡單的淺凹綠地，適用于小區(qū)或私宅綠化。
△由內(nèi)而外一般為礫石層、砂層、種植土壤層、覆蓋層和蓄水層。同時設有穿孔管收集雨水，溢流管以排除超過設計蓄水量的積水。
而廣義的雨水花園則包括具有調(diào)蓄和凈化雨水徑流能力的下沉式綠化設施。
如下圖中的墨爾本愛丁堡雨水花園，在調(diào)蓄的同時運用生物凈化手段對徑流進行階梯式處理，為其所在公園提供了大量灌溉水。
▲雨水花園發(fā)揮的作用及原理：
通過綠地中的樹木和灌木對雨水進行吸附、降解、最后下滲補充地下水，雨水花園是局部管理雨洪的有效方式。但它不僅僅是一種手法，更是一種理念綠色健康的生活理念。
適用性：生物滯留設施主要適用于建筑與小區(qū)內(nèi)建筑、道路及停車場的周邊綠地，以及城市道路綠化帶等城市綠地內(nèi)。
優(yōu)缺點：生物滯留設施形式多樣、適用區(qū)域廣、易與景觀結合，徑流控制效果好，建設費用與維護費用較低；但地下水位與巖石層較高、土壤滲透性能差、地形較陡的地區(qū)，應采取必要的換土、防滲、設置階梯等措施避免次生災害的發(fā)生，將增加建設費用。
▲雨水花園的應用實例：
雨水花園的表現(xiàn)形式可以是多種多樣的。主要分為兩種類型。
以控制雨洪為目的的雨水花園，主要起到滯留與滲透雨水的作用，這種結構相對簡單。一般用在環(huán)境較好、雨水污染較輕的地域，如居住區(qū)、建筑內(nèi)部花園等。
△建筑內(nèi)部雨水花園
△居住區(qū)庭院雨水花園
第二種是以降低徑流污染為目的。該類型雨水花園不僅是滯留與滲透雨水，同時也起到凈化水質(zhì)的作用。適用于環(huán)境污染相對嚴重的地域，如城市區(qū)域、停車場等地。
1丨澳大利亞愛丁堡雨水花園（2012年，700㎡）
解決公園中央的樹木水分供給的60%，解決了墨爾本旱季公園缺水的問題。
2丨768創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)阿普雨水花園設計
△雨落管、開口路牙、臺地、景觀水池、淺洼綠地以及地下貯水池，共同組成了一個集收集、過濾、下滲、回用于一體的雨水花園系統(tǒng)。
△可以看到屋面雨水經(jīng)由雨落管聚集到棄留池，沉淀雜質(zhì)，后經(jīng)溢流口優(yōu)先流入景觀水池，景觀水池與地下貯水池相連通，通過泵形成動態(tài)水景。
3丨清華大學勝因院
勝因院位于清華大學大禮堂傳統(tǒng)中軸線南段西側，始建于1946年，是清華大學近代教師住宅群之一。累年的校園變遷，使得勝因院局部低洼，加之缺乏市政排水設施，內(nèi)澇問題嚴重。
勝因院改造項目以用雨洪管理的設計理念和方法緩解內(nèi)澇問題。共設6處雨水花園，根據(jù)其高差關系，設置好各自的溢水口，以礫石溝或淺草溝連接，形成聯(lián)動調(diào)蓄作用。
4
植被緩沖帶
▲植被緩沖帶的定義：
植物緩沖帶指的是坡度平緩的植物區(qū)，經(jīng)過植物阻攔及種植土的滲透作用，降低地表水流的流速，清除地表水的部分污染物。
▲植被緩沖帶發(fā)揮的作用及原理：
雨水經(jīng)植被攔截及土壤下滲作用減緩地表徑流流速，并去除徑流中的部分污染物。
△植被緩沖帶坡度一般為 2%-6%，寬度不宜小于2 m。
▲植被緩沖帶的應用實例
1丨紐約州立大學石溪分校西蒙斯幾何物理中心
△采用植被緩沖帶截斷面源污染
2丨上海松江辰山植物園
3丨瀘溪天橋山
建設部產(chǎn)品目錄解讀
為了進一步促進海綿產(chǎn)業(yè)的進步，住建部在2015年和2016年分兩批發(fā)布了《海綿城市建設先進適用技術與產(chǎn)品》，分門別類列示了目前市面上已有的部分先進海綿技術和產(chǎn)品，引起了市場熱烈的反響，但是由于其中很多產(chǎn)品用到的組件和技術相對復雜。
為了便于讀者更清晰直觀的理解產(chǎn)品性能和用途，我們按性能不同對清單中列示的各類產(chǎn)品進行了分期分類解讀。生物滯留設施的具體分類和標識請詳見下面表格：
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產(chǎn)品系列第一篇文章（產(chǎn)品丨透水磚—讓地面自由呼吸）
第二篇傳送門（產(chǎn)品丨史上最全的海綿城市雨水收集利用產(chǎn)品，你知道的不知道的都在這里）
來源：海綿城市網(wǎng) 海綿城市
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