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摘要：海绵城市措施与景观设计的结合是海绵城市措施能够真正用于施工的重要前提，深刻理解海绵城市的设计方法，摒弃传统的不利于海绵城市建设的设计理念，选择经济合理的海绵措施用于景观的设计，不仅能取得良好的景观效果，还能节省建造及运行维护费用。
关键词：海绵城市;景观设计;下沉式绿地;植草沟
中图分类号：TU984.2 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）02-0-02
0 引言
为了解决城市排水防涝存在的问题，国家大力推进自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市建设，各地也积极响应国家的号召，纷纷将海绵城市建设纳入规划审批内容之一。然而，规划审批依据的往往是设计院出具的海绵城市总平面图，而真正用于施工的却是景观设计院出具的景观施工图，景观设计院才是海绵城市措施转化为现实的真正桥梁。因此，将景观设计运用于海绵城市的设计方法是至关重要的。这就要求每个景观设计师都能深刻理解海绵城市的原理，掌握其中的要点及设计的大概参数，并最终将其融入景观设计中。海绵城市设计措施的合理运用不但不会增加基建费用，还能提升景观设计的效果，减少景观灌溉的成本。景观设计师要结合项目的实际情况和条件优先选用建设费用低，运行维护成本低，有利于改善景观效果的海绵措施。本文通过某山顶公园的景观设计与海绵城市理念的结合进行简单的阐述。
1 山顶公园概况
此山顶公园地处河南省郑州市周边，占地20793平方米，场地两端高中间低，最高处海拔254.02米，最低处海拔241.55米，场地中部设有荷花池一座。此工程在《我国大陆地区年径流总量控制率分区图》中属于Ⅲ区[1]，年径流总量控制率要求达到75%～85%，此工程采用85%的目标设计，采用的海绵城市设计措施主要有下沉式绿地、阶梯式绿地、可调节水位荷花池。
2 下沉式绿地
传统的景观设计一般是透水性好的下垫面的绝对高程高于透水性差的下垫面，雨水从天空中降落到地面后，先接触透水性好的下垫面，这种下垫面由于造景的需要，往往会设计成小山包的形态，但坡度较大不利于雨水的渗透，雨水会从坡度较大的下垫面流下来汇集到道路上，再沿道路坡度流动一段距离后进入道路两边的雨水篦子。采用这种传统的设计方法，一旦下雨道路上就会有雨水流动，影响道路的正常通行，雨水未在透水性好的下垫面滞留、下渗，不仅造成了雨水资源浪费，还增加了城市雨水管网负担，增加了城市内涝的出现概率及严重程度。
下沉式绿地是海绵城市设计措施中比较经济且有效的措施。其基本原理是：雨水从天空中降落到地面后，先接触透水性差的下垫面（如各种不透水铺装），然后雨水通过地面的坡度流入透水性好的下垫面（如綠地），这要求透水性差的下垫面的绝对高程高于透水性好的下垫面，透水性好的下垫面内设置溢流口，此溢流口的高度可以保证透水性好的下垫面有一定的蓄水深度，有利于雨水的下渗和滞留。此措施不仅能够使雨水充分滋润下垫面，还能降低城市雨水管网的负担，降低城市内涝出现的概率及严重程度。
雨水要汇集至下沉式绿地内，就要求其周边的铺装要高于下沉式绿地的底部，但是出于景观、经济和安全考虑，下沉式绿地与其周边的铺装的高差也不宜太大，如果下沉深度太大，下沉式绿地内积蓄的雨水就不能及时下渗，其中的植物便会面临被水淹的风险。当蓄水深度在0.1米时，就不必采用耐水淹的植物，而选择耐旱的植物，这样既节省了造价又减少了灌溉费用。下沉式绿地能否真正起到调蓄和利用雨水的作用，关键就在于其周边的铺装是否是以一定的坡度面向下沉式绿地。
植草沟的截面形式和大小要通过计算才能最终确定，一些建设工程的海绵城市规划方案经常会出现无论汇水面积有多大，均采用一个宽度的植草沟的情况。有时汇水分区很大，但是植草沟的数量却没有增加，且植草沟沟底也未按照要求设置坡度。为了给读者一个数据上的概念，本文以此项目使用的梯形断面的植草沟为例进行计算。植草沟能够传输的流量Q1的计算公式[2]为：
式中i代表渠道底坡;n代表粗糙系数;A代表过流断面积;χ代表湿周;b代表底宽;h代表水深;m代表边坡系数。
郑州市降雨强度q计算公式[3]为：
式中P代表降雨重现期;t代表降雨集流时间。
植草沟需要传输的流量Q2计算公式[1]为：
式中ψ代表流量径流系数;F代表汇水面积。
以上各计算公式的参数取值见表1，通过这些公式我们可以得到不同水深、底宽、边坡系数、渠底坡度、降雨时间、降雨重现期、流量径流系数等对应的植草沟所能服务的汇水分区面积。为了防止植草沟中悬浮的泥沙淤积，最小流速不得小于0.4m/s;为了防止植草沟遭到冲刷，最大流速不得大于1.6m/s：
此工程停车场采用植草沟+下沉式绿地的方式，植草沟是底宽0.2米、边坡系数为2、水深0.2米的梯形断面，单条植草沟在5年重现期的降雨强度、地面综合流量径流系数为0.8时所能服务的面积为1491平方米，满足雨水流量要求。
为了能让下沉绿地在降雨时、降雨后以及雨水未下渗完毕前供行人通行，需在其中设置汀步，汀步的设置能够给景观设计师提供更多的发挥空间。此外，超标的雨水可以通过下图所示的溢水堰溢流至下游的植草沟内。此工程溢水堰可以近似看成折线型实用堰，其流量可以按照实用堰基本公式[2]计算：
式中m代表流量系数，折线型实用堰可取0.35～0.42;b代表堰宽，水漫过堰顶的宽度;HO代表堰上水头，上游水位在堰顶最大超高。
通过计算，可以得出溢水堰所能溢流的流量（0.245m?/s）远大于其所服务的汇水面积内的5年重现期对应的雨水流量（0.152m?/s），详细计算见表2。
3 阶梯式绿地
此工程场地高差较大，为了更好地落实海绵城市措施，更好地实现雨水滞留和下渗，荷花池周边及公园西侧采用阶梯式绿地，设计蓄水层深度为0.1米，广场内的树池也采用下凹式设计。蓄水深度设置为0.1米时不必选用耐水淹的植物，而可以选择较耐旱的植物，既节省了造价又减少了灌溉费用。
4 可调节水位荷花池
此工程场地内的降雨在经过各处下沉式绿地及各级阶梯绿地滞留、下渗后，多余的雨水会通过溢流最终汇集至荷花池西侧的雨水综合井，雨水综合井内设有溢流堰及电动阀门。荷花池水面面积约为1632.75平方米，荷花池常水位为243.60米，溢流水位为243.70米，最低水位为243.40米，电动阀门的启闭可以让荷花池在溢流水位和最低水位之间调节，最大调蓄容积约为490立方米。
5 结语
此工程主要通过下沉式绿地、阶梯式绿地、可调节水位荷花池的海绵措施满足海绵城市建设的要求，假设除停车场车位外的所有铺装均为不透水铺装，此工程理论计算年径流总量控制率就能大于95%（如表3），远大于设计目标的85%。
此工程采用的海绵措施在建造时基本不需要特别增加投资，景观植物的选择也不需要特别的品种，节省了建造和管理费用。此工程重点在坡度及高程的处理上，下沉式绿地及阶梯式绿地的蓄水层深度为0.1米，对植物无特殊的要求，除日常维护外基本不需要特别的维护;在雨水管网方面，整个公园的管道总长度不足20米，海绵城市设施的管理和维护也与传统的景观园林没有明显区别;在灌溉用水上，此工程的雨水降水得到了充分的利用，一定程度上节约了灌溉用水量。
参考文献：
[1] 李俊奇，等.海绵城市建设技术指南（试行）——低影响开发雨水系统构建[M].北京：中国建筑工业出版社，2016：附录F，59.
[2] 刘鹤年.流体力学（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：205-214，254.
[3] 贾苇，赵锂.全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水[M].北京：中国计划出版社，2009：478.
作者简介：靳咏睿（1999—），女，河南郑州人，本科在读，研究方向：城市规划、景观设计。
钱可敦（1992—），男，江苏常州人，硕士，讲师，系本文通讯作者，研究方向：风景园林规划设计、思想政治教育。
关键词：海绵城市;景观设计;下沉式绿地;植草沟
中图分类号：TU984.2 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）02-0-02
0 引言
为了解决城市排水防涝存在的问题，国家大力推进自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市建设，各地也积极响应国家的号召，纷纷将海绵城市建设纳入规划审批内容之一。然而，规划审批依据的往往是设计院出具的海绵城市总平面图，而真正用于施工的却是景观设计院出具的景观施工图，景观设计院才是海绵城市措施转化为现实的真正桥梁。因此，将景观设计运用于海绵城市的设计方法是至关重要的。这就要求每个景观设计师都能深刻理解海绵城市的原理，掌握其中的要点及设计的大概参数，并最终将其融入景观设计中。海绵城市设计措施的合理运用不但不会增加基建费用，还能提升景观设计的效果，减少景观灌溉的成本。景观设计师要结合项目的实际情况和条件优先选用建设费用低，运行维护成本低，有利于改善景观效果的海绵措施。本文通过某山顶公园的景观设计与海绵城市理念的结合进行简单的阐述。
1 山顶公园概况
此山顶公园地处河南省郑州市周边，占地20793平方米，场地两端高中间低，最高处海拔254.02米，最低处海拔241.55米，场地中部设有荷花池一座。此工程在《我国大陆地区年径流总量控制率分区图》中属于Ⅲ区[1]，年径流总量控制率要求达到75%～85%，此工程采用85%的目标设计，采用的海绵城市设计措施主要有下沉式绿地、阶梯式绿地、可调节水位荷花池。
2 下沉式绿地
传统的景观设计一般是透水性好的下垫面的绝对高程高于透水性差的下垫面，雨水从天空中降落到地面后，先接触透水性好的下垫面，这种下垫面由于造景的需要，往往会设计成小山包的形态，但坡度较大不利于雨水的渗透，雨水会从坡度较大的下垫面流下来汇集到道路上，再沿道路坡度流动一段距离后进入道路两边的雨水篦子。采用这种传统的设计方法，一旦下雨道路上就会有雨水流动，影响道路的正常通行，雨水未在透水性好的下垫面滞留、下渗，不仅造成了雨水资源浪费，还增加了城市雨水管网负担，增加了城市内涝的出现概率及严重程度。
下沉式绿地是海绵城市设计措施中比较经济且有效的措施。其基本原理是：雨水从天空中降落到地面后，先接触透水性差的下垫面（如各种不透水铺装），然后雨水通过地面的坡度流入透水性好的下垫面（如綠地），这要求透水性差的下垫面的绝对高程高于透水性好的下垫面，透水性好的下垫面内设置溢流口，此溢流口的高度可以保证透水性好的下垫面有一定的蓄水深度，有利于雨水的下渗和滞留。此措施不仅能够使雨水充分滋润下垫面，还能降低城市雨水管网的负担，降低城市内涝出现的概率及严重程度。
雨水要汇集至下沉式绿地内，就要求其周边的铺装要高于下沉式绿地的底部，但是出于景观、经济和安全考虑，下沉式绿地与其周边的铺装的高差也不宜太大，如果下沉深度太大，下沉式绿地内积蓄的雨水就不能及时下渗，其中的植物便会面临被水淹的风险。当蓄水深度在0.1米时，就不必采用耐水淹的植物，而选择耐旱的植物，这样既节省了造价又减少了灌溉费用。下沉式绿地能否真正起到调蓄和利用雨水的作用，关键就在于其周边的铺装是否是以一定的坡度面向下沉式绿地。
植草沟的截面形式和大小要通过计算才能最终确定，一些建设工程的海绵城市规划方案经常会出现无论汇水面积有多大，均采用一个宽度的植草沟的情况。有时汇水分区很大，但是植草沟的数量却没有增加，且植草沟沟底也未按照要求设置坡度。为了给读者一个数据上的概念，本文以此项目使用的梯形断面的植草沟为例进行计算。植草沟能够传输的流量Q1的计算公式[2]为：
式中i代表渠道底坡;n代表粗糙系数;A代表过流断面积;χ代表湿周;b代表底宽;h代表水深;m代表边坡系数。
郑州市降雨强度q计算公式[3]为：
式中P代表降雨重现期;t代表降雨集流时间。
植草沟需要传输的流量Q2计算公式[1]为：
式中ψ代表流量径流系数;F代表汇水面积。
以上各计算公式的参数取值见表1，通过这些公式我们可以得到不同水深、底宽、边坡系数、渠底坡度、降雨时间、降雨重现期、流量径流系数等对应的植草沟所能服务的汇水分区面积。为了防止植草沟中悬浮的泥沙淤积，最小流速不得小于0.4m/s;为了防止植草沟遭到冲刷，最大流速不得大于1.6m/s：
此工程停车场采用植草沟+下沉式绿地的方式，植草沟是底宽0.2米、边坡系数为2、水深0.2米的梯形断面，单条植草沟在5年重现期的降雨强度、地面综合流量径流系数为0.8时所能服务的面积为1491平方米，满足雨水流量要求。
为了能让下沉绿地在降雨时、降雨后以及雨水未下渗完毕前供行人通行，需在其中设置汀步，汀步的设置能够给景观设计师提供更多的发挥空间。此外，超标的雨水可以通过下图所示的溢水堰溢流至下游的植草沟内。此工程溢水堰可以近似看成折线型实用堰，其流量可以按照实用堰基本公式[2]计算：
式中m代表流量系数，折线型实用堰可取0.35～0.42;b代表堰宽，水漫过堰顶的宽度;HO代表堰上水头，上游水位在堰顶最大超高。
通过计算，可以得出溢水堰所能溢流的流量（0.245m?/s）远大于其所服务的汇水面积内的5年重现期对应的雨水流量（0.152m?/s），详细计算见表2。
3 阶梯式绿地
此工程场地高差较大，为了更好地落实海绵城市措施，更好地实现雨水滞留和下渗，荷花池周边及公园西侧采用阶梯式绿地，设计蓄水层深度为0.1米，广场内的树池也采用下凹式设计。蓄水深度设置为0.1米时不必选用耐水淹的植物，而可以选择较耐旱的植物，既节省了造价又减少了灌溉费用。
4 可调节水位荷花池
此工程场地内的降雨在经过各处下沉式绿地及各级阶梯绿地滞留、下渗后，多余的雨水会通过溢流最终汇集至荷花池西侧的雨水综合井，雨水综合井内设有溢流堰及电动阀门。荷花池水面面积约为1632.75平方米，荷花池常水位为243.60米，溢流水位为243.70米，最低水位为243.40米，电动阀门的启闭可以让荷花池在溢流水位和最低水位之间调节，最大调蓄容积约为490立方米。
5 结语
此工程主要通过下沉式绿地、阶梯式绿地、可调节水位荷花池的海绵措施满足海绵城市建设的要求，假设除停车场车位外的所有铺装均为不透水铺装，此工程理论计算年径流总量控制率就能大于95%（如表3），远大于设计目标的85%。
此工程采用的海绵措施在建造时基本不需要特别增加投资，景观植物的选择也不需要特别的品种，节省了建造和管理费用。此工程重点在坡度及高程的处理上，下沉式绿地及阶梯式绿地的蓄水层深度为0.1米，对植物无特殊的要求，除日常维护外基本不需要特别的维护;在雨水管网方面，整个公园的管道总长度不足20米，海绵城市设施的管理和维护也与传统的景观园林没有明显区别;在灌溉用水上，此工程的雨水降水得到了充分的利用，一定程度上节约了灌溉用水量。
参考文献：
[1] 李俊奇，等.海绵城市建设技术指南（试行）——低影响开发雨水系统构建[M].北京：中国建筑工业出版社，2016：附录F，59.
[2] 刘鹤年.流体力学（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：205-214，254.
[3] 贾苇，赵锂.全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水[M].北京：中国计划出版社，2009：478.
作者简介：靳咏睿（1999—），女，河南郑州人，本科在读，研究方向：城市规划、景观设计。
钱可敦（1992—），男，江苏常州人，硕士，讲师，系本文通讯作者，研究方向：风景园林规划设计、思想政治教育。