合肥市雨水花园设计要点研究李峻峰，李剑松（合肥工业大学 建筑与艺术学院，安徽合肥 230601）

摘 要：雨水花园是低影响开发体系下的一种具有较高景观价值的雨水管理措施。不同地区的雨水花园建造需结合地域性的要素进行相应的设计及改良。为探究雨水花园在合肥市的设计应用要点和方式，文章研究分析了合肥市降雨特征和土壤特性两方面对雨水花园设计有重要影响的地域性自然要素，提出了依据降水总量判断设计目标、依据降水特征关注季节景观表现、依据场地状况明确雨水净化方式及依据土壤特性改良土壤以提升渗透性的四方面合肥市雨水花园设计要点，并结合相关优秀雨水花园案例的分析来为雨水花园在合肥市的设计与实践提供一定的参考。 关键词：雨水花园；合肥市；地域性；降水；土壤中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-8382(2017)01-087-07

Study on the Design Points of Rain Garden in Hefei CityLI Junfeng，LI Jiansong(College of Architecture & Art，Hefei University of Technology，Hefei，230601，China)

Abstract：Rain garden is a low impact development practice. The construction of rain garden in different regions should be designed and improved according to the regional elements.In order to explore the rain garden design main points in Hefei,this paper analyzed regional rainfall characteristics and soil properties of Hefei and proposed four design points of the rain garden’s application in Hefei. Combined with rain garden case study , this paper provided certain reference for the design and practice of the rain garden in Hefei.Keywords：Rain garden; Hefei city; Regionality; Rainfall; Soil

近年来，国内城市内涝现象日益严重，暴雨灾害给各级城市带来了严重的经济损失。城市雨水管理的规划与实践亟待开展。在国家倡导建设海绵城市的背景下，雨水花园作为一种能够吸纳雨水径流的“海绵体”，得到了广泛的研究和应用。不同地区的气候、土壤及植被等地域性因素都将直接影响雨水花园的设计、建造以及后期的

管理维护。因而，在合肥市雨水花园实践研究中，根据合肥市降水特征、土壤特性等自然要素特点，总结分析合肥市雨水花园应用的要点具有一定的实践意义。

1 雨水花园概述雨水花园是一种种植灌木、花草以及树木的具有景观效应的浅凹绿地，通过土壤和植物的净化、过滤和下渗等方式来管理雨水径流，最早是

DOI:10.11921/j.issn.2095-8382.20170192016-02-25李峻峰（1972-），男，博士，副教授，主要研究方向为风景与景观规划设计。收稿日期:

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0 引 言

第25卷 第1期2017年2月Vol.25 No.1

Feb.2017安徽建筑大学学报

Journal of Anhui Jianzhu University由美国马里兰州的乔治王子县的环境资源署在20世纪90年代将其作为一种传统的最佳管理措施（BMPs）的替代措施而提出的[1]。雨水花园运作过程中通过收集场地雨水，结合自身的土壤、植被及相关设施来处理雨水。主要具有以下几种功能：1) 净化雨水，雨水花园可以在一定程度上净化雨水径流中的固体颗粒物、有机污染物、重金属离子等。2) 滞蓄雨水，雨水花园可以滞留存蓄一定的雨水径流，滞蓄的雨水在雨水花园中可以下渗补充地下水，也可以被收集、净化再利用，从而达到削减径流量，缓解城市灰色基础设施排水压力的功能。3) 改善环境，雨水的蒸发吸热以及植物的蒸腾作用可以起到调节场地微环境，改善小气候环境的作用。4) 营造生态环境，雨水花园合理的植物配置能够为鸟类及昆虫提供良好的栖息环境。依据雨水管理的目标的角度来分，雨水花园主要分为两类：以控制径流污染为目的和以控制径流量为目的两种类型[2]。在实际应用过程中，应视场地周边环境以及场地雨水径流水量水质状况决定雨水花园的设计目标。雨水花园的结构依据其雨水管理功能的不同而有着的不同的构造组成，常见的雨水花园的核心构造层通常由5个部分组成（图1）：蓄水层、覆盖层、种植土层、填料层、砾石层。蓄水层常配合设计溢流设施，溢流设施的高度需依据园中植物的耐涝特性以及雨水花园规模等要素来确定，超出雨水管理量的雨水可从溢流设施排入城市排水系统中。通常情况下会在填料层和砾石层之间铺一层土工布以防止土壤等颗粒物进入砾石层，也可铺设一层约150 mm 厚的砂层，防止土壤颗粒堵塞穿孔管[3]。各层主要构成成分、厚度及功能

见表1。

图1 雨水花园结构示意图表1 雨水花园的构造组成及功能

过滤雨水径流，去除污染物。保持土壤湿度，避免表层土壤板结降低土壤渗透性能。能助于营造微生物环境，促进微生物的生长和有机物的降解并减少雨水径流对填料层的侵蚀。

雨水径流的短时存储及沉淀的空间。 100~250 mm

50~80 mm

200~300 mm

构造层蓄水层所涵蓄的雨水资源一般采用树皮进行覆盖覆盖层

种植土层由植物特性决定填料层砾石层厚度主要填料功能根据地区的降雨特性及雨水花园服务面积确定，一般为0.5~1.2 m。

渗透性较强的天然或人工材料，如炉渣、砾石等。一些情况下可与种植土成分一致，则两层可合为一层。

维持植物生长，为植物根系吸附以及微生物降解碳氢化合物、金属离子、营养物和其他污染物提供了一个很好的场所，有较好的过滤和吸附作用。

一般选用渗透性能较强的砂质土壤，如“雨水花园混合土”。

直径不超过50mm的砾石组成。促进径流的快速下渗，可在砾石层中埋设穿孔管，收

集径流输送至相关排水系统。

88安徽建筑大学学报第25卷2 合肥市相关自然条件分析2.1 合肥市降水特点概述2.1.1 合肥市降雨量年分布状况及趋势相关文献对合肥市1954~2013年之间近60年的降雨特性的研究显示，近60年来合肥市年平均降雨量为1000 mm，合肥市降雨量季节性较为明显，降雨主要集中在春夏两季度，11月~次年2月降雨量较少，未超过全年降雨量的20%，降雨最多的月份为7月，6~8月份为合肥市降雨高峰期，占全年降雨量的44.5%。在降雨特征的变化趋势方面，研究发现近60年来合肥市春季降雨呈下降趋势，夏季和冬季呈明显上升趋势[4]。基于安徽地区的

合肥气象站自1953年至2007 年气象资料进行的相关研究也表明，合肥市春秋两季降雨量呈现下降趋势，夏冬两季降雨量呈明显上升趋势，预测未来合肥降水变化将维持这一发展趋势[5]。

2.1.2 合肥市降雨径流水质特征降雨径流水质方面，相关文献对合肥市草地、屋面、校内道路、校外道路4种不同类型下垫面27场降雨径流和自然降雨水样中SS（固态颗粒物）、COD（化学需氧量）、TN（总氮）和TP（总磷）水质指标进行了分析研究。研究显示，不同下垫面条件对降雨径流中污染物浓度有直接影响。草地对SS、COD、TN和TP有消减作用，校外道路因受汽车和行人等的行为活动干扰大，造成大量污染物堆积在道路上，降雨时形成径流污染，其降雨径流中SS、COD、TN和TP明显高于草地、屋面和校内道路[6]。

通过对合肥市长江西路段路面、草坪地和灌丛绿化地径流进行的取样研究显示，城区降雨径流中污染物浓度初期明显高于后期。不同下垫面径流污染物浓度变化规律表现为道路面径流污染物浓度在初期很高且下降幅度很大，末期则较低且并趋于稳定；草坪地和灌丛绿地径流污染物从初期到末期下降趋势基本呈平稳态势。城区路面与绿化地下垫面比例很大，产生的径流量较大，径流中不仅会携带一定的固体颗粒物，且径流中会携带大量的污染物质[7]。

对合肥市典型城区内的商业区、居民区、交通干线的非渗透性铺面的地表径流污染情况的研

究显示城区初期雨水地表径流污染显著，其中COD与SS最为突出[8]，说明城区径流中携带固体颗粒

物及有机物污染较为严重。COD、SS的污染程度上呈现出商业区最高、交通干线次之，生活区最小的现象。2.2 合肥市土壤特性合肥市地面广泛粘土覆盖，土壤类型多为黄棕壤，土层厚，土壤渗透性能较差。针对合肥市居民区、公园、市政绿地、校园等四种不同类型绿地的土壤入渗特征的相关研究中显示，合肥市不同绿地0~20 cm土层主要为黏粒含量较高的粘质土壤。四种类型绿地中居民小区（44.7%）和校园绿地（44.2%）的土壤平均黏粒含量比公园绿地（37.6%）和市政绿地（39.0%）要高，粘粒含量越高，单位梯度下水分通量越小。研究中显示土壤水分平均入渗率呈现：公园绿地（2.42×10-5

m/s）＞市政绿地（2.10×10-5 m/s）＞小区绿地（0.62×10-5 m/s）＞校园绿地（0.56×10-5 m/s）

的规律[9]。入渗率的时间上变化规律方面，合肥

市不同功能区绿地土壤入渗速率在0~40 min内下降较快，90~100 min后趋于平缓。

3 合肥市雨水花园设计要点3.1 依据降水总量判断设计目标地区降雨量的相关研究统计可以为雨水花园的可管理雨水资源量有一个总体把握。在雨水花园的规划设计之初，可以根据地区年降雨量利用相应计算方法对花园的整体雨水资源管理量进行估算。年均可利用雨水资源量的计算可采用公式(1)[10]：

W=αψHA (1)

式中W——年均可利用雨水资源量，m³；

H——多年平均降雨量，m；

A——汇水面积，㎡；

ψ——综合径流系数；

α——季节折减系数，研究中建议合肥市的

折减系数α取0.98。

雨水资源量的估算可以为雨水花园雨水管理目标的设计确定提供一定的参照，落实到具体的雨水花园设计上还是需要对与之关联的场地特征进行充分分析，通常情况下雨水花园是一定区域

89李峻峰，等：合肥市雨水花园设计要点研究第1期