海绵城市中园林设计与土地雨水管理协同机制研究

一、引言

（一）研究背景

中国城市化进程中，硬化地表扩张导致雨水渗透率下降 30% -50% ，城市内涝风险加剧。海绵城市理念提出“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针，要求将园林绿地转化为“绿色海绵”。然而，当前园林设计与雨水管理仍存在系统割裂：景观设计侧重美学，忽视水文功能；雨水工程依赖灰色设施，生态效益薄弱。本研究基于景观生态学与水文循环理论，探索二者协同优化的技术路径与实施机制。

（二）研究目标与方法

目标：构建“景观- 水文”协同设计模型，量化绿色基础设施（GI）的雨洪调控效益。

方法：

1. 案例对比法：选取深圳光明区、上海临港新城等6 个海绵试点，监测雨水花园、生态植草沟等设施效能；

2. SWMM 模型模拟：设置传统开发、GI 改造两类情景，分析径流控制率差异；

3. 成本效益分析（CBA）：综合评估建设维护成本与生态服务价值。

二、协同设计核心技术体系

（一）雨洪调控型植物配置

1. 适生品种筛选模型

根系指标：深根系植物（如旱柳）优先用于坡地固土，浅根系植物（如鸢尾）配置于洼地促渗；

耐淹性分级：划分耐淹型（落羽杉，耐淹时长 >72h ）、中生型（女贞，耐淹 24-48h）、避淹型（银杏，耐淹 <24h ）三类，按场地淹水风险分区种植。

实证数据：深圳某社区采用耐淹植物组合后，内涝点减少 70% 。

2. 群落结构优化

垂直结构：乔木（截留雨水）- 灌木（减缓径流）- 地被（促渗）三层配置；

水平布局：高渗透区（绿地）毗邻硬质场地，形成“源- 汇”联动。

案例：上海临港新城道路绿化带改造中，透水铺装 + 生态树池组合使地表径流系数由0.7 降至0.3。

（三）智慧化监测管理平台

依托物联网技术构建动态调控系统：

传感器网络：实时监测土壤含水率（ ±5% 误差）、降雨强度；

AI决策模块：根据预报降雨量自动调节蓄水设施水位，预腾空库容；数字孪生模型：模拟不同暴雨情景（如 50 年一遇）下系统响应，优化设施布局。

三、多元场景协同应用模式

（一）高密度建成区“立体海绵”模式

北京金融街示范项目：

屋顶绿化：轻质基质（厚度 15cm）种植景天科植物，滞蓄雨水30L/m² ；

垂直绿墙：模块化种植盒搭配滴灌系统，削减建筑立面径流；

地面改造：透水铺装率提升至 80% ，结合下沉式绿地。

成效：综合径流控制率 85% ，内涝频率下降 90% 。

（二）城市公园“水生态中枢”模式

成都活水公园：

1. 水系串联设计：雨水湿地→生态塘 $$ 溪流形成分级净化链条；

2. 植物净化系统：芦苇（除氮率 60% ） + 香蒲（除磷率 45% ）组合；

3. 弹性调蓄空间：滨水区设置淹没式草坪，蓄洪容积达 5000m³ 。

成效：年回用雨水12 万吨，补水成本降低 40%

社会效益：公众对雨水资源化认知度提升 50% ，社区参与雨水花园维护意愿达 75%. 。

五、实践挑战与优化策略

（一）关键瓶颈

1. 标准缺失：透水铺装抗压强度（现行标准 ⩾Cc30 ）与透水性难以兼顾；

2. 部门壁垒：园林局与水务局在设施权属划分上存在职责重叠；

3. 维护复杂性：雨水花园沉积物清理频率不足，导致渗透效率衰减 40% 。

（二）系统性优化路径

1. 技术标准整合

发布《海绵城市园林设计导则》，强制要求：新建项目绿地中雨水调蓄设施占比 ⩾15% ；透水铺装基层碎石厚度 ⩾30cm ；

植物群落耐淹覆盖率 ⩾60% 。

2. 智慧运维升级

推广“太阳能 + 物联网”的自动清淤装置；

建立设施效能动态评级系统，关联养护资金分配。

3. 政策机制创新

雨水配额交易：开发商超额完成蓄水指标可出售配额（如 1m³ 蓄水容积 =200 元）；

绿色信用积分：居民参与雨水收集可兑换物业费减免，上海试点参与率达 62% 。

六、结论与展望

园林设计与雨水管理的协同，本质是 ^** “绿色”与“蓝色”基础设施的融合：

生态价值：通过“土壤 - 植物 - 微生物”系统净化雨水，降低治污成本；

经济可行性：全生命周期成本较灰色设施低 25%-40% ，且景观溢价显著；

社会意义：重塑人水关系，提升公众生态责任感。

未来方向：

技术融合：开发具备自修复功能的透水材料（如微生物矿化混凝土）；

数字赋能：应用 BIM+GIS 平台实现项目全流程模拟管控；

政策保障：将雨水资源化率纳入地方政府生态文明考核指标（建议权重 gtrsim10% ）。

参考文献

[1] 住房和城乡建设部.《海绵城市建设技术指南》[Z]. 2023.

[2] 深圳市水务局. 光明区海绵城市试点评估报告[R]. 2025.

[3] Fletcher T D. SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – The evolution and application of terminology[J]. Urban Water Journal, 2015.

[4] 中国风景园林学会 . 海绵城市园林设计标准 [T/CHSLA 001-2024]. 2024.

[5] 王建国 . 绿色基础设施雨洪调控效能模拟 [M]. 中国建筑工业出版社 , 2023.