基于雨洪管理的山东大学泉城公园改造设计研究.pdf

2022年第2期2022年6月总第164期园林工程基于雨洪管理的济南市泉城公园改造设计研究白红伟王志楠宋佳民陈金旭(济南园林集团景观设计有限公司，济南250000)摘要：在园林视角下,基于雨洪管理的目的，针对济南市泉城公园自身实际情况,本着渗、滞、蓄、净、用、排相互结合 的原则，以蓄、渗”为主，兼顾“滞、净、用、排”等技术措施，以提高公园地面渗透、雨水径流调蓄和雨水收集回用的能 力为切入点，对泉城公园景观改造提升。该项目贯彻雨洪管理设施与园林景观风貌相融合的设计理念,最大限度保护 原有生态环境，提升景观风貌，增强雨水调蓄能力，对老旧公园改造具有一定的实践参考意义。关键词：雨洪管理;济南市;城市公园；改造设计济南,是国家历史文化名城之一。境内泉水众 多，拥有“七十二名泉”，被称为“泉城”,素有“四面荷 花三面柳，一城山色半城湖”的美誉。同时，济南还是 一个水资源匮乏的城市，生态文明建设对于济南的 城市发展有着重要的意义。为了积极践行生态文明 建设，济南入选首批国家海绵城市建设试点城市并 制定实施方案，将大明湖兴隆片区规划为试点片区。其中，泉城公园改造提升工程是济南市园林绿地系 统海绵城市建设项目之一，项目结合公园绿地建设 和改造，在充分利用原有景观水面汇水调蓄功能的 基础上，适当设置雨水调蓄设施，提升绿地汇聚雨 水、蓄洪排涝等功能叫同时兼顾人民的活动需求和 公园的景观风貌。1现状分析1.1济南降雨条件济南地处中纬度地带，属于暖温带大陆性季风 气候，其特点是四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热 多雨，秋季较为干燥,冬季气温低。本次设计以济南 市2015年12个月详细气象观测记录资料作为设计 基础(表l)o2 015年平均降水量713.8mm,全年降水 集中在4-11月份，其中8月份降雨量最大。雨季充 沛的降水量利于收集，同时保证了雨洪管理景观设 施在泉城公园具有较高利用率和可行性。1.2泉城公园概况泉城公园前身为植物园，占地46.7hm2,位于城 市中心，位置优越、交通便利，周边遍布企事业单位、居住区、商业综合体，使用人群众多。2004年3月，济南市委、市政府对园区进行综合改造，增强其健 身、休闲、娱乐功能，植物科普、科研、示范功能逐渐 弱化。泉城公园已有玉兰园、蔷薇园、竹园等十几个 特色突出的植物专类园，其优美的植物景观和随季 节变化的植物风貌深受泉城市民喜爱。1.3泉城公园场地排水条件1.3.1排水条件泉城公园位于济南市市中区，北侧为经十路，南 侧为马鞍山路，东侧为舜耕路，西侧为玉函路。公园 整体地势南高北低、西高东低,地势与周边市政道路 基本一致。1.3.2现状排水设施分析泉城公园现状排水主要包括现有排水管网收集 和地表重力汇流两种形式：(1)道路及广场雨水由园区内部排水管网收集，最终向北排入经十路市政雨水管网。(2)根据地表竖向高差，雨水汇集进入映日湖、蔷薇池、荷花池等现状水体，并由荷花池溢流进入公 园内部排水管网。公园西侧区域的雨水根据竖向高 差，自然向西流入玉绣河。由于局部地形低洼和土壤板结等原因，公园现 状地表汇流区域存有部分积水点，主要包括公园北 门广场、东南部演艺广场以及水杉林东侧。第一作者：白红伟(1978-),女，硕士，总工，高级工程师，研究方向为风景园林规划设计。 20 2022年第2期 iasiSiTHf*#表1济南市2015年全市各月平均降雨量来源：中国气象科学数据共享服务网1.4泉城公园问题总结1.4.1涵养雨水和抗击雨水冲刷能力减弱由于建设年代久远,泉城公园植物郁闭度较高，上层植物生长茂密，下层植物生长受到影响和限制。同时，作为济南中心城区最受欢迎的城市公园之一，泉城公园的市民参与数量和频次都很高，部分区域 因踩踏造成了地被植物的缺失和土壤板结，以致公 园部分绿地在雨季产生过量地表径流，公园绿地涵 养雨水的功能逐渐弱化。坡度较大的绿地由于缺少 地被覆盖，抗击雨水冲刷能力较弱，冲沟明显，影响 公园的整体景观效果和水土保持性能。1.4.2雨水利用不足水资源短缺是济南城市发展面临的问题，用水 紧缩和受控也是城市园林绿地面临的问题。在严格 控制自来水、禁止使用地下水的前提下，中水利用、雨水收集利用在公园绿地建设管理中显得尤为重 要。泉城公园现状的雨水利用主要是景观水体周边 的雨水汇集后进入景观水体。考虑到因板结土壤、硬 质铺装的地表径流而造成的雨水流失，公园雨水利 用仍存在短板。1.4.3部分铺装影响使用由于建设年代久远以及市民使用频繁,部分道 路、广场出现了严重破损、局部积水、雪后路滑等问 题，亟需改造。且现有道路、广场以石材、水泥砖为 主,无透水能力。2泉城公园雨水径流控制设计2.1设计雨水调蓄规模根据济南市海绵城市建设思路2015.03,设计 提出公园年径流总量控制率目标为90%。根据海 绵城市建设技术指南我国部分城市年径流总量控 制率对应的设计降雨量值一览表,得到对应的设计 降雨量H=52.3mmo根据加权法计算泉城公园综合 雨量径流系数为0.335o根据容积法公式V=lOHcpF 计算，泉城公园应设计调蓄容积:V=10HpF=10 x52.3x 0.335x46.7=8182 m3o(表 2)V设计调蓄容积,n?；H设计降雨量，取90%控制率的对应值,mm；综合雨水径流系数0.335；F汇流面积,hn?。2.2雨水径流控制措施为有效减少城市管网压力，公园改造将雨洪管 理纳入到设计中。通过一系列雨水径流控制设计，让 公园自身消纳雨水径流流量，完成雨水在公园内的 自然净化、渗透、积存及可持续循环。表2济南市泉城公园设计雨水调善规模表项目汇流面积F(hm2)雨量径流系数p设计降雨量H(mm)设计调蓄容积(m?)绿地32.20.152536广场5.9061861园路40.85231683建筑1.60.8680水体2.711422总汇流面积46.7综合系数0.335总调蓄容积81822022年第2期白红伟，等:基于雨洪管理的济南市泉城公园改造设计研究 21 2.2.1措施布局在遵循规划引领、生态优先、安全为重、因地制 宜、统筹建设的前提下，坚持“蓄、渗”为主,兼顾“滞、净、用、排”等技术措施。基于公园铺装、绿地现状情况，设计多种雨水调 蓄措施。其中铺装场地以透水铺装改造为主。绿地 以深翻地表裸土和复绿为主，在促进雨水下渗的同 时，根据周边地貌合理设置下沉式绿地、渗透塘、渗 井、植草沟、截水沟等设施来收集、调蓄雨水。具体措 施分布详见（图1、图2）。2.2.2铺装雨水径流控制措施针对现有老化破损和有安全隐患的铺装进行透 水铺装改造，改造铺装面积约11500m2o改造后的透 水铺装与原有铺装的风格、色彩协调统一。透水铺装 将雨水直接渗入下部土壤，可以有效缓解不透水铺 装对于城市水资源的负面影响，较好调节地面温度，有效缓解城市“热岛效应”。2.2.3绿地雨水径流控制措施深翻地表裸露土，解决土壤板结,增加雨水渗透 速率。同时结合扶芳藤、麦冬等地被植物完成裸土 复绿，减少雨水对地面的直接冲刷和雨水径流，解决 水土流失问题，改善公园雨水径流控制的基础条件。在改善公园基础条件的前提下,选择低于周边 道路、铺装的绿地设计下沉式绿地4处，选择地势低 洼处及现有面积较小的水塘设计渗透塘2处，有效 减缓雨水冲刷速度、降低雨水对土壤的侵蚀力度、净 化雨水并促进周边生态环境的自身修复巩 设计兼 具收集、输送和排放雨水功能的植草沟，用以衔接下 沉式绿地、渗透塘等雨水径流控制设施。2.2.4现状水体净化措施对于泉城公园荷花池、蔷薇池等现状景观水体 进行池底淤泥清理，通过增加水生植物、跌水、曝气 机等措施来净化水质。对于面积较小、水质较差,且周边环境更加自然 生态的景观水体垂杨沟，进行人工湿地改造。首先 破除原有硬质池底，结合现状布局平面，将其分为上 中下三个分区，形成分级且相连的人工湿地，以涵养 蓄积雨水。不同分区种植不同的水生植物，以模拟自 然湿地生境、增强生物多样性。同时建设雨水收集回 用系统1组，收集并净化雨水,补充湿地景观水体,实现雨水循环利用。2.2.5其他雨水径流控制措施其他雨水径流控制措施包括将已有5处防灾避 险应急厕所改造为渗井，结合新建渗井共11处点状 分布在泉城公园全园。3泉城公园雨水径流控制措施与园林景观 的融合本次泉城公园改造提升在最大程度保护和优化 现有园林景观的前提下，兼顾解决公园现状问题，设 计最具公园特色的雨水径流控制措施。3.1裸露地表植被恢复与林下耐阴地被设计泉城公园雨水径流控制之所以能长期有效发挥 作用，与科学合理选择植物密切相关。植物选择以当 地乡土树种为主，注重植物的观赏特性和植物搭配 的美学特性，重点考虑植物的耐水湿性、抗旱性和抗图1讲南市泉城公园雨水径流控制措施分布平面图 22 2022年第2期图2济南市泉城公园雨水径流控制措施系统图污染性。应用于雨洪管理的植物，多是用于雨水调蓄 设施处，如渗透塘、下沉式绿地和雨水花园等，这更 要求植物具有水陆两栖性,能够适应干旱、水淹和湿 地的生长环境。根据相关研究和其在济南地区表现，推荐植物种类详见（表3）。泉城公园是较成熟的城市公园，园内已有植物 生长旺盛，针对雨水调蓄设施主要选用麦冬、莺尾、马蔺、千屈菜、狼尾草、细叶芒、花叶芦竹、梭鱼草、黄 菖蒲、美人蕉、红蓼、香蒲、芦苇、水葱等下层地被植 物。3.2透水铺装改造设计园林铺装以其多种多样的纹样形式来衬托和美 化环境、增加园林的独特景致。纹样起着装饰路面的 作用,也因环境和场所的不同而具有多种变化叫不 同的纹样给人们的心理感受也是不一样的。在泉城公园的铺装改造中不仅考虑铺装透水的 功能性，还要兼顾铺装设计的美观性，以及结合园区 保留的现状铺装样式（图3）,做到整体风格协调统-o在泉城公园的铺装中，不论是需要改造的还是 保留的，都有大量卵石与石材组合的样式（图4、图 5）。铺装改造设计对于卵石进行保留、运用，与周边 环境协调统一，保留原有的历史记忆。3.3园林式雨水径流控制措施设计3.3.1园林花溪式渗透塘为解决公园南部的雨水径流问题，设计东西向 渗透塘，长度约2 40m。为了便于市民的观赏，渗透塘 设置在公园南侧的主要步行环路附近（图6）,平面 形式为自由曲线，蜿蜒穿梭于现有乔灌林间，或避让 或环绕，与植被景观有机融合，浑然一体。在渗透塘 区域种植地被或两栖植物，如麦冬、狼尾草、细叶芒、花叶芦竹、黄菖蒲、千屈菜等。将麦冬、狼尾草种植在 边缘区和雨水径流缓冲区，花叶芦竹、千屈菜、黄菖表3济南市泉城公园雨洪管理应用植物种类名称拉丁名生长特性野牛草Bu chl oe dactyl oides耐旱、耐淹、耐盐碱涝峪苔草Carex giral diana耐寒、耐旱性强、较耐淹青绿苔草Carex l eu cochl ora喜湿润、耐旱高羊茅Festu ca aru ndinacea须根发达、较耐旱、耐湿黑麦草Lol iu m perenne须根发达、较耐旱、耐湿土麦冬Liriope spicaia耐寒、耐湿、较耐旱细叶芒Miscanthu s sinensisMiscardhu s sinensis耐寒、耐旱、耐淹斑叶芒Variegaiu s，耐寒、耐旱、耐淹狼尾草Pennisetu m根系发达、耐寒、耐旱、较耐al opecu roides盐碱芦苇Phragmites commu nis耐旱、耐水湿芦竹Aru ndo donax喜水湿菖蒲Acoru s cal amu s L.耐寒、喜水湿千屈菜Lythru m sal ic aria喜湿润、耐旱、耐盐碱红蓼Pol ygonu m orienatal e喜水湿、耐旱蛇莓Du chesna indica喜湿润、耐旱萱草Hemericcdl is fu ha喜湿润、耐旱马蔺Iris l acreal根系发达、耐旱、耐盐碱黄菖蒲Iris pseu doacoru s耐寒、耐旱、耐湿美人蕉Canna indica稍耐水湿八宝景天Sedu m spectabil e耐寒、耐旱垂盆草Sedu m sarmentosu m耐旱、耐湿、耐盐碱紫花地丁Viol a chinensis喜湿、耐寒、耐旱莺尾Iris tectoru m耐寒、耐半阴,可生于浅水中玉簪Hosta pl antaginea喜阴湿、耐寒紫穗槐Amorpha fru ticosa耐寒、耐旱、耐湿、耐盐碱大叶黄杨Bilxus megistophyl l a耐旱、耐湿金叶女贞Liffis tmmXvicaryi耐寒、耐湿、耐污染木槿Hibiscu s syriacu耐寒、耐旱、耐湿、耐污染紫叶李Pru nns cerasifera喜湿、耐寒2022年第2 2期白红伟，等:基于雨洪管理的济南市泉城公园改造设计研究23%BJI RM.（祁卵占卜仗色大吨扫i園六色序里色水傀；H傕腔曙矗MAR3Bfi-畢若图3现状铺装样式图4改造后透水混凝土与卵石结合样式图5改造后透水砖与卵石结合样式蒲种植在蓄水区，形成功能复合的园林花溪式渗透 塘（图7）。图6改造前现状图图7改造后园林花溪式渗透塘332自然分层式雨水拦蓄植物缓冲带公园西北区域现状松柏园（图8）、水杉林（图 10）地形坡度较大，地表土裸露较为严重，设计采取 分层拦蓄的方式缓解坡地雨水径流,设置消能坎、消 能沟、结合现状自然石分层设置植物缓冲带,解决现 状雨水冲刷问题。图8改造前松柏园松柏园现有零星自然山石点缀于坡地之上，颇 有山趣。设计尊重现状,增加自然山石摆放以强化山 坡的野趣，结合自然山石设置植物缓冲带，逐层拦滞 雨水（图9）。植被缓冲带主要是在林下成片种植扶 芳藤、麦冬，减轻雨水对地面的直接冲击。植物通过242022年第2期图9改造后松柏园图11改造后水杉林枝叶滞留雨水，根系促进雨水下渗，共同作用来减少 地面径流，有效解决山坡的水土流失问题。对比松柏 园,水杉林坡度相对较缓,设计消能坎、消能沟，并结 合消能沟、消能坎设置植物缓冲带(图ll)o图10改造前水杉林4效益分析经过改造,泉城公园雨水径流控制目标得以实 现,市政排水设施的负担有效减少，同时收集雨水作 为水体补充水源,特别是在降雨集中的7、8月份，雨 水收集量充足，无需补水，大幅度降低了水体维护的 经济成本(表4)。5小结本次改造提升工程采用较为系统且完善的雨水 径流控制设计，遵循措施以“蓄、渗”为主，兼顾“滞、净、用、排”的原则。经过此次改造建设，泉城公园在 已有生态、游憩、景观、防灾避险等功能基础上，实现 了和雨洪管理的整合，对整个城市的雨洪管理推广 起到了良好的示范作用。同时这也是城市老公园“旧 貌换新颜”、释放新活力的有效实践,解决了老公园 存在的实际问题，进一步优化了公园风貌，是一次老 公园景观提升的积极探索。总之，本次基于雨洪管理 的泉城公园改造提升建设是一次成功实践。表4雨水径流控制措施调蓄规模汇总表序号雨水径流控制措施面积单位调蓄规模单位1土壤增渗33000m2615m32透水铺装11500m2310m33下沉式绿地6200m2900m34渗透塘950m2570m35植草沟440m250m36应急厕所改造125m2325m37渗井310m38人工湿地2763m21235m39雨水收集回用措施500m310现状水体调蓄17665m23530m3总调蓄8345m3参考文献1 伊欣.海绵城市理念在城市规划中的引导分析J.城市建设 理论研究(电子版),2015,(36):3636-3637.2 尹子毓.“海绵城市”背景下城市公园规划设计一以营口市 碧霞山城市公园为例J.国土与自然资源研究,2019,(2)55-57.3顾珊珊.浅谈园林景观铺装设计J.建筑工程技术与设计 2015,(20):1974.