下沉式绿地设计方法

我们的城市正在急速发展，土地已是寸土寸金，早就没有空地可留，更少有湿地和草地。城市本该具有的蓄水功能现在所剩无几，一旦出现强降雨，形成积水导致城市看海似乎成了一种必然。雨水是宝贵的，如果能让雨水被土壤吸收和涵养，并且为人们所利用，才能真正体现绿色和可持续发展。随着国家“海绵城市”建设的快速推进，下沉式绿地的概念已广泛被人所接受，并且在海绵城市推广的初期起到了积极关键的作用。

 

 

所有的方案和理念都贯穿一个核心：对雨水的重新吸收和利用。具体体现为：建设雨水渗透池、雨水花园、绿色屋顶（屋顶花园）、透水地面、下沉式绿地，同时建造可控的雨水滞蓄池、调洪池、雨水湿地，为社区添加雨水回收装置等。

一、什么是下沉式绿地？

下沉式绿地具有狭义和广义之分。狭义的下沉式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200 mm 以内的绿地；广义的下沉式绿地泛指具有一定的调蓄容积（在以径流总量控制为目标进行目标分解或设计计算时，不包括调节容积），且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地，包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。

下沉式绿地是重要的城市海绵设施之一。它是以下凹形式汇集地表雨水，通过植被滞留雨水并去除雨水携带的大、中型颗粒沉积物；并通过缓慢斜坡向下游输送雨水，增加雨水径流在地表的停留时间和面积，减缓雨季河流水位的上升速度，有效减小雨洪风险。

狭义的下沉式绿地应满足以下要求：

（1）下沉式绿地的下凹深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透性能确定，一般为100-200 mm。

（2）下沉式绿地内一般应设置溢流口（如雨水口），保证暴雨时径流的溢流排放，溢流口顶部标高一般应高于绿地50-100 mm。下沉式绿地可广泛应用于城市建筑与小区、道路、绿地和广场内。对于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1 m及距离建筑物基础小于3 m（水平距离）的区域，应采取必要的措施防止次生灾害的发生。

二、下沉式绿地的组成部分

1.缓冲带：通常设置在下沉式绿地的边缘，特别是在径流汇流入下沉式绿地的边坡。通过浅浅的植被层减缓雨水汇流速度，并截留大颗粒沉积物。

2.植草沟：通常是满布植被的梯形截面浅沟，用于过滤和运输径流。植草沟可以提供滞留深度，其间的植被也可以有效减缓径流速度，并进一步截留沉积物。

 

 

 

三、下沉式绿地的特点

下沉式绿地特别擅长去除径流中的大中型颗粒沉积物。独立的下沉式绿地难以处理细微颗粒，但可以为其他海绵基础设施提供预处理，并作为运输系统使用。另外下沉式绿地施工和设计难度较低，日常维护也最容易。可以处理大流量的雨水径流，并增加城市景观的多样性。

四、下沉式绿地的设计步骤与方法简介

① 确定面积规模

低影响开发设施以径流总量和径流污染为控制目标进行设计时，设施具有的调蓄容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求。设计调蓄容积一般采用容积法进行计算。

V=10HφF

式中:

   V=设计调蓄容积，m³；

   H=设计降雨量，mm；

   φ=综合雨量径流系数；

   F=汇水面积，hm²

② 确认设计流量

根据暴雨强度公式计算相应的不透水集水区面积的设计流量Q；

 

式中：

   i= 设计暴雨强度（mm/min）；

   t= 降雨历时（min）；

   p= 重现期（y）。

③ 下沉式绿地尺寸初步设计：

◆缓冲带的坡比及植草沟坡度（如下图）：

为确保径流能缓慢流动，且均匀分布在下沉式绿地中，一般将下沉式绿地做成梯形截面，边坡坡比宜为1:3 ~ 1:6，沟底纵坡宜为1% ~ 4%

 

 

◆植草沟的最大宽度：一般取决于基地条件和所需的海绵设施面积

 

◆植草沟的最长输水距离（如下图）：是由最大允许宽度和边坡坡度决定的。一个固定尺寸的下沉式绿地需要按照速率输送径流，超过就会溢出。这一临界点即是下沉式绿地的最大长度。超量的径流可通过溢流井输送至地下井和地下管网中。

 

 

 ④ 根据曼宁公式计算下沉式绿地的过水面积A

 

 

式中：

   Q = 流量；

   A = 横截面面积；

   R = 水力半径；

   S = 沟渠坡度；

   n = 粗糙系数。

⑤ 坡度

纵坡小于2％的植草沟，建议在植草沟底安装多孔排水盲管，便于植草沟排水；纵坡大于5％的植草沟，需设置挡水堰来降低径流流速，保障每段内的纵坡在5％以内。下游的挡水堰顶高度与上游的挡水堰底高度相同。

 

 

 

⑥ 入水设计

沿线分散式入水：径流经缓冲带漫流入植草沟，应注意径流与植被区充分接触，且植被较浅，入水处无侧石或侧石上规律开口，避免阻碍雨水入流。

 

 

集中式入水：入口铺设石块，或密集种植耐受性强的植被，防止径流冲刷造成土壤流失。

 

 

 

⑦ 植草沟内径流流速校核

 

参考澳洲规范规定，包括：

◆植被冲刷流速校核

排水标准重现期（2 ~ 10年）流量对应系统内流速应 ＜ 0.5m/s

超流量安全标准重现期（20 ~ 100年）流量对应系统内流速需 ＜ 1.0m/s

◆流深与流速的安全性校核

流速 × 流深 ＜ 0.4㎡/s

⑧ 溢流设计

应设置在植草沟末端，或结合跨植草沟的通道人行/车行通道设置，具体设计原理与普通雨水口设计原理一致，本文不再赘述。

⑨ 植被设计

下沉式绿地可选择种植草皮及其他植被，植被需要满铺整个宽度且能够承担径流的冲刷，并提供足够的密度来达到过滤效果。为了取得最佳效果，植被的高度需要比设计的滞留深度高出一些。