城市口袋公园海绵设施建设与雨水资源高效利用管理策略

known 发布于 2025-07-17 阅读(464)

中图分类号:TU986.5 文献标识码:A 文章编号:1005-7897(2025)05-0085-03

0引言

在城市土地资源日益紧张的背景下,口袋公园作为城市绿地系统的重要补充,凭借灵活选址和城市角落地、废弃地高效利用的优势为居民提供了便捷的休闲空间。目前口袋公园海绵设施建设存在总体规划不足、设施不完善、后期维护不足等问题,对建设模式和管理战略的深入研究迫在眉睫。本文以广州市天河区体育中心东北口袋公园为例,对海绵设施建设与雨水资源高效利用管理策略,展开讨论。

1口袋公园建设现状

1.1口袋公园特点

口袋公园在城市中广泛分布,多借助城市的边角地带、废弃用地等进行建设,规模普遍较小,选址具有较高的灵活性。口袋公园能够有效地弥补城市绿地的不足,为居民提供便捷的休闲场所。多数口袋公园具备休闲功能,内部设有座位、散步道以及健身设施等。在景观设计层面,着重于植物构成以及景观道具制作,通过绿色植物营造绿色空间,与特色景观道具共同提升文化氛围与观赏性,但总体功能与景观形式相对单一。

1.2口袋公园海绵设施建设面临的问题

口袋公园建设时,对海绵设施规划重视不足,总体规划布局不足,例如,场地地形、土壤条件与海绵设施结合不良,雨水收集和渗透效果不好。有些公园不顾当地气候或地质特征,盲目照搬其他地区的海绵设施模型,适应性差。透水路面施工时,压缩程度不足会影响透水性能。雨水花园种植土壤的比例不合理,影响植物生长和雨水净化效果,同时缺乏后期维护管理,缺乏定期清理、检查和维修。排水系统堵塞,雨水花园植物枯萎,排水管不顺畅,海绵设施无法正常工作。当下,口袋公园的雨水收集系统存在明显的不足。大部分口袋公园仅设置结构简单的排水管道,致使雨水收集效率处于较低水平,因缺乏合理且适配的储存与利用设施,所收集到的雨水无法有效利用,难以满足公园灌溉以及景观用水的实际需求。在雨水利用技术的应用上,亦存在明显欠缺,例如,在洗厕所、清扫道路等场景中,未能充分挖掘雨水的利用潜力,进而造成雨水资源浪费。口袋公园的海绵设施建设存在不当之处,致使雨水出现无序排放的状况,对周边的道路及建筑物产生不良影响。

2广州市天河区体育中心东北口袋公园建设模式

2.1规划引领,构建海绵体系

(1)生态空间保护和利用。公园规划初期,利用无人机测绘和地理信息系统(GIS)技术详细调查了公园 的建设区域。将公园内一处面积为 的绿地确定为核心生态节点,严格划定绿色生态红线,禁止任何开发建设活动,确保其生态功能完整。充分利用公园的地形起伏,在地势较低的地方共建了 的雨水花园,种植了耐水湿植物,形成了自然雨水滞留区域。沿着公园边界和主要道路设置了总长约 500m 的草沟,有效地引导和净化雨水。

(2)雨水路径规划和分区。利用ArcGIS软件生成公园高精度数字高程模型(DEM),详细分析地形坡度、坡向及现有水系,精准确定雨水的自然流域路径。结合流域路径与公园功能布局,将公园划分为3个排水区。

在雨水管网规划中,严格依据以下公式设计雨水管网:

式中:Q——雨水设计流量,L/s;q——暴雨强度, ,可根据广州市当地暴雨强度公式计算得出; ——经验参数;p—设计重现期,年;t——降雨历时, ψ ——径流系数,根据不同下垫面类型取值;F——汇水面积, o

根据各分区汇水面积和地形条件,合理确定雨水管网的管径和坡度,确保排水顺畅。管径控制在 300~ 800mm ,坡度控制在 0.3%~0.5% 。

2.2量化开发,保障雨水指标

(1)分区规划。根据各排水区特点,制定目标海绵设施建设方案。第一区以休闲绿地为主,重点建设了面积共 的雨水花园,种植了耐水湿植物,提高雨水净化能力。第二区靠近商业区,固化的土地很多,修建了面积约为 的透水铺装广场,提高了雨水渗透和收集效率。第三区是综合区,设置了1个面积为 的雨水调蓄池,实现了雨水的储存和缓释。

②明确各区的雨水控制指标。根据各区的特点确定控制指标。例如,第一区年径流总量控制率 52% 。在雨水污染物减少率方面,各区化学需氧量(COD)减少率均达到 50% 以上,悬浮物(SS)减少率达到 60% 以上。通过实施具体项目,确保指标得到落实。每个项目完成后,依据年径流总量控制率公式,以及相应污染物削减率公式进行核算。

(3)模型分析与方案优化。运用InfoWorksICM水文水力模型,对公园建设前的水文状况进行模拟分析,掌握雨水径流、积水等情况。以此为基础,确定各分区海绵设施建设目标,如不同区域的雨水渗透量、储存量等具体指标。

2.3逆向建设,提升生态品质

(1)建设战略。体育中心东北口袋公园采用从末端到源头的建设顺序,先开展雨水排放区生态修复工程,建设面积为 的人工湿地,种植芦苇、菖蒲等水生植物,深度净化进入公园的雨水。公园内雨水排放区设置污物篮子和烤架,拦截漂浮的物品和大颗粒污染物,保证公园的水质。公园内优先建设雨水调蓄池和草沟等中途处理设施,提高雨水净化和储存能力,推进源头海绵设施建设,如透水铺装、绿色屋顶等[2]。通过这种逆向建设方式,可以有效减少雨水污染,保障整体生态环境。

(2)水环境改善战略。在公园建设和运营过程中严格控制污染物排放。对公园内厕所、食物等引起的污染,通过小型污水处理设备集中处理,达标后排放。对于面源污染,使用雨水花园、种草沟等海绵设施减少草地污染。通过定期补水和循环系统,保持公园内水域的流动性和自净能力,改善水环境。根据年度径流总量控制目标和公园分区建设计划,在公园内建筑物屋顶上建设绿色屋顶,面积约 ,种植佛甲草等耐旱植物。减少屋顶雨水流失和污染;在道路两侧设置生物总长约 800m 的滞留带,种植耐水湿植物,净化道路雨水,减少面源污染。

2.4全程管控,保障长效运行

在体育中心东北口袋公园内,构建了一套完善的在线监测系统,涵盖水文、水质和气象等多个监测子系统。通过在公园内合理布局雨量计、水位计以及水质传感器等先进设备,能够实时精准地监测降雨量、水位变化以及水质的各项关键指标。监测设备收集到的数据会通过智能化的传输网络,实时同步至公园管理平台,形成一个动态更新的数据库。管理层借助这一平台,可以对公园内的雨水径流情况、水质变化趋势进行深度分析,从而快速识别潜在的问题并及时采取有针对性的解决措施。一旦监测到水质指标超过预设标准,系统将自动触发警报机制,确保管理层能够迅速响应并展开污染源排查与处理工作。此外,积累的监测数据还可用于科学评估海绵设施的运行效果,为后续设施的维护和优化提供有力的数据支持,从而保障口袋公园海绵设施的长效稳定运行,提升公园的生态功能和环境质量。

3口袋公园海绵设施建设与雨水利用管理策略

3.1保护雨水自然路径——“预控式”规划

在口袋公园规划前,采用高精度卫星图像和现场调查等方法对公园及其周边区域进行详细分析,以准确识别自然雨水路径,包括小地表径流通道和潜在的回流区。规划中应重视保护这些自然雨水路径,确保其在建设过程中不受破坏。这种细致的前期分析确保了公园设计的科学性和实用性,有助于维护和增强区域的生态功能,同时避免了后期可能出现的环境问题。

通过综合分析地形地貌、植被覆盖和土壤类型,并利用GIS技术,可以有效区分生态敏感地区。这些地区主要包括易发生水土流失的坡地和具有重要生态功能的小湿地等。设定生态保护红线,明确禁止或限制在这些敏感区域内进行开发活动。这样不仅有助于保护这些敏感地区的生态平衡,还能避免可能的环境风险。

整体规划自标是保护和维持公园内外的自然形态与生态功能,从而维护雨水的自然循环过程。这不仅有助于提升地区的生态质量,还能提高公园的绿色价值,使之成为城市中的生态绿洲。这种综合规划方法确保了公园的可持续发展,同时也为未来可能的环境变化提供了一定的适应性。通过这样的规划,公园不仅能够提供必要的生态服务,如空气净化和温度调节,还能成为增强社区凝聚力和居民幸福感的重要空间。这样的绿色空间成为连接自然与城市生活的桥梁,对提升城市整体环境质量起到了关键作用3。

3.2保障雨水资源利用指标——“补偿式”建设

在口袋公园建设过程中,如果因使用场地而减少现有水面面积,就要根据“补充平衡”原则进行补偿,补偿水面面积 =减少的水面面积+额外规划的调蓄水面面积。在公园内适当的位置,如广场周围、建筑物附近雨水花园、景观水池等小水域景观增加水域面积,提高公园的雨水调节能力,同时美化环境。城市建设改变了原有自然生态本底和水文特征,削弱了雨水涵养能力。因此,在口袋公园建设中,通过铺设透水砖、透水沥青等透水包装材料,扩大透水面积,使雨水迅速渗入地下。合理设置雨水花园、种草沟等设施,提高土壤的蓄水能力。修建雨水调蓄池,储存暴雨时多余的雨水,之后用于公园灌溉、景观补水等。通过这些措施,弥补城市建设造成的雨水涵养能力损失,实现雨水资源的有效补偿和利用。

3.3提升公园雨水环境质量——“逆序式”建设

口袋公园建设时,优先建设污水处理设施和污水管网。对于公园内可能产生污水的地区(公共厕所、餐饮服务店等),应提前规划和建设小型污水处理设备,确保污水得到有效处理并排出。合理布置污水截流网络,切断初期雨水和污水,避免直接进入自然水域,并在末端加强河口、排水通道等雨水端关口的建设和维护,保护公园和周围水环境。在河口安装生态净化台,种植水生植物,二次净化进入自然水域的雨水;定期清理排水道,确保畅通无阻,保持良好的自净能力,加强对溪流、河谷等的生态恢复,提高植被覆盖率,提高土壤稳定性,减少水土流失,确保雨水在末端得到充分净化和控制。

在口袋公园建设各种配套设施时,优先建设下沉绿地(图1)、雨水花园和人工湿地等海绵设施。这些设施可以在暴雨时储存雨水,减少洪峰流量。同时,利用植物和微生物的作用深度净化雨水。通过建造这些设施,能够对初期雨水发挥污染拦截和净化作用,缓解后续雨水处理的压力,有效提升公园及周边地区的雨水环境质量。

3.4强化建设管理全过程——“过程式”管控

制定口袋公园海绵设施建设和雨水利用管理方法,明确建设标准、施工规范和验收要求。建立严格的审批机制,将海绵设施建设效果、雨水利用效率等指标纳入有关部门和建设单位的绩效评价体系。要加强施工过程监督,提前实施防护工程(设置围堵、裸露地面覆盖等),防止施工引起的水土流失。规范工程排水行为,建设沉淀池处理工程废水,达标后排放,防止污染周围环境。根据早期生态本底调查和规划成果,在口袋公园建设现场明确划定生态保护区,并设置明确的标志。在建设过程中,禁止任何单位和个人在生态保护区内随意堆放废石、破坏植物等活动,加强巡逻监督,如果发现违规行为,及时制止并依法处理,确保生态保护区不受侵犯和破坏,保持公园的生态平衡和雨水自然循环功能回。

图1下沉绿地

4结语

口袋公园海绵设施建设对城市生态环境具有重要意义。虽然目前存在规划不足、设施不完善等问题,但广州市天河区体育中心东北口袋公园的成功实践可为类似项目提供借鉴,通过科学规划、合理建设和有效控制提高生态质量。未来,要坚持\"预控式\"规划、“补偿式\"建设、“逆序式\"建设、“过程式\"管控等战略,加强全过程管理,充分发挥口袋公园海绵设施的作用,促进城市雨水资源的合理利用和生态环境的可持续发展。

参考文献

[1]贾宇航.水土保持文化主题口袋公园设计研究:以中庄口袋公园为例[J].水上安全,2024(20):19-21.

[2]孙文娟,张红梅.基于可持续发展的口袋公园雨水花园设计研究[J]江西建材,2024(5):130-132.

[3]彭乐乐.海绵城市目标下的公园绿地规划设计研究:以福州市为例[D].福州:福建农林大学,2016.

[4]郑航海.公园海绵化改造对海绵城市建设排水分区指标的贡献研究:以平凉市东湖公园海绵化改造工程为例[J]房地产世界,2023(5):154-156.

[5]崔长瑜,刘俊青.口袋公园在城市建设中的运用研究[J]农业开发与装备,2023(8):83-85.

[6]李伟.基于POE评价方法的西安明城区口袋公园景观设施优化策略研究[D]西安:西安建筑科技大学,2022.

[7]李真真.口袋公园在海绵城市建设中的应用和改造[J]现代园艺,2018(12):122-123.

作者简介:梁桑愉(1990一),女,汉族,广东广州人,本科,工程师,研究方向为园林工程建设管理。

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