第3章 海绵城市构建技术

3.1 海绵城市构建主要技术措施与设计

海绵城市构建的主要技术措施包括：海绵城市系统规划、城市雨洪资源开发利用技术、海绵城市道路系统规划设计与建设技术、绿色屋顶建设技术、透水铺装技术、植草沟建设技术、雨水花园建设技术、基于LID的城市公园雨洪管理系统设计技术、下沉式绿地设计与建设技术和低影响开发的其他技术措施等。其中，海绵城市系统规划、城市雨洪资源开发利用技术、海绵城市道路系统规划设计与建设和基于LID的城市公园雨洪管理系统设计有关内将在以后有关章节中介绍，本章主要介绍海绵城市构建的微观技术。

3.1.1 绿色屋顶

绿色屋顶，也叫种植屋面、屋顶绿化等。它是指在不同类型的建筑物、立交桥、构筑物等的屋面、天台或者露台上种植花草树木，保护生态，营造绿色空间的屋顶。

3.1.1.1 绿色屋顶的构造

绿色屋顶由建筑屋顶的结构层、防水层、保护层、排水层、隔离滤水垫层、蓄水层和种植基质、植被层组成，如图3.1和图3.2所示。

（1）根阻层。

根阻层位于屋面结构层的上部，通常位于混凝土屋面或沥青屋面之上。植物的根系随着逐步的生长，向土壤深处汲取水分、养料等，若无根阻层的保护，植物的根系容易穿透防水层，对屋顶结构造成破坏。因此，根阻层是建设绿色屋顶的基础。若屋顶发生渗漏，则结构层上的所有层均需清除，逐一排查，直到找到渗漏点。根阻层通常有两种：物理层和化学根阻层。物理层主要由橡胶、PE低密度聚乙烯或HDPE高密度聚乙烯等组成；化学根阻层主要使用铜等毒素来抑制根系渗透。

（2）排水层。

排水层的作用，可以防止植物根系淹水，同时迅速排出多余的水分，可与雨水排水管道相结合，将收集到的瞬时雨水排出，减轻其他层的压力。绿色屋顶类型的选择、气候条件和屋顶材料等是决定排水层类型的关键因素，建议选用轻而薄材料。通常，排水层的做法较为简单，主要由排水管、排水板、鹅卵石或天然砾石和膨胀页岩等铺设。

（3）隔离滤水垫层。

隔离滤水垫层的目的是防止绿色屋顶土壤中的中、小型颗粒随着雨水流走，同时防止雨水排水管道堵塞。过滤层通常较轻，故材质可选取聚酯纤维无纺布，采用土工布进行铺设。

（4）蓄水层。

蓄水层，可以控制雨水的径流总量，蓄存适量雨水，维持屋顶植被的生长。由于屋顶结构荷载的限制，蓄水层的厚度与土壤的饱和度、种植植被的类型和屋顶材质等相关联。蓄水层安装在过滤层上部，主要由聚合纤维或矿棉组成。这种组成成分是蓄水层最大的特点。蓄水层的厚度可根据屋面荷载的不同来确定，以适应不同的屋面类型。

（5）种植基质层。

基质层主要为植被供应营养物质、水分等，提供屋顶植物生活所必须的条件。同时，基质层应当具有一定的渗透性和空间稳定性，使得雨水可以及时排出，避免水淹，也为植被的生长提供比较有利的空间。基质层对屋面的影响最为突出，故需考虑定期维护或更换屋面植被。种植基层通常选取浮石、炉渣、膨胀页岩等密度小、耐冲刷、孔隙度较高的天然或人工石材，通过与土壤有机的混合，来达到土质的优化。基质层的厚度由屋面结构的类型而选取，通常，简单屋顶的植被厚度可选取2.5cm，复式屋顶厚度可选取20～120cm。

（6）植被层。

植被层是屋面的一个标志，决定着屋面的美观及实用性。通常，要选取抗风能力较强、抗寒抗旱能力强，无需过多修剪的植物。具体可参考《种植屋面工程技术规程》（JGJ 155—2013）。

3.1.1.2 绿色屋顶的机理和功能

（1）绿色屋顶对环境的影响。

我国城市的人均绿化面积较小，绿色屋顶的实施，可以在很大程度上增加人均的绿化面积。以一个25万m2的小区为例，取屋顶面积为25%，即有6.25万m2的绿化面积。可见，绿化屋顶对人民生活有着重要的作用。

传统的屋面材料主要为沥青、混凝土等，视觉效果较差，并且对雨水的收集起不到很好的效果。绿色屋顶，绿色与城市现代化交相辉映，给人以赏心悦目的享受。同时，可以充分地让居民们感受到大自然的气息，极富美学体验，见图3.2。

（2）绿色屋顶对温度的影响。

实验表明，普通建筑屋面，即无绿色屋顶的屋面，在夏季阳光最为强烈的时刻，温度可达到80℃；冬季，在冰雪覆盖的夜晚，温度甚至可以达到-20℃。较大的温度差，对于普通屋面的屋面材料损害是极大的，易造成屋面材料的变形及老化。长此以往，会使屋面漏水，影响居民的生活。绿色屋顶可以克服上述缺陷。种植植被的屋面夏季温度通常可以保持在20～25℃，可以有效地防止屋面的老化变形，减小了屋面裂缝的可能，提高了建筑物的使用寿命。同时，在冬季，绿色屋顶可以起到保温的作用，统计表明，冬季无绿色屋顶的屋面比有绿色屋顶的屋面温度低2.4℃。

（3）绿色屋顶对雨水径流量的影响。

通常，屋顶的径流系数取0.9（以沥青混凝土为例），而绿色屋顶的径流系数为0.3，由此可见，绿色屋顶可以有效地截留雨水，削减雨水径流总量，减少排水不畅和洪涝灾害。同时，绿色屋顶可有效地节约水资源，促进环境的保护和水循环的平衡。

（4）绿色屋顶对污染负荷的削减。

绿色屋顶可以吸收空气中的灰尘及CO2，减少温室效应。植物可以通过光合作用及叶片的吸附等作用，对空气污染进行削减。同时，绿色屋顶可以通过绿化层的滞留、吸收，将屋顶的污染物如COD、SS等有效地削减。从而保护大气环境和水环境，免受破坏。

3.1.1.3 绿色屋顶的设计与应用

（1）绿色屋面的设计。

1）绿色屋顶植物的选择。

绿色植物的选择，应结合当地的气候条件、屋顶结构及类型、土壤条件等。宜选择根系较浅、抗旱抗寒、抵抗大风的植物，如八宝景天、小冠花、蒲公英、月季、肥皂草与常春藤等。

2）防水与排水。

绿色屋顶的防水与排水，可在原有屋顶的基础上再做一道防水和排水，并将绿色屋顶的排水汇流至雨落管，随雨水立管排出。同时，绿色屋顶还需考虑植被基质层的蓄水能力，因此，需要设置溢流口，当基质层达到饱和时，剩余的雨水可以通过溢流口排放，避免了植被的水淹。雨水的收集管，可以通过卵石等覆盖或者在溢流口上设置过滤网，从而阻挡落叶及杂草等。

3）屋面坡度及荷载。

绿色屋顶适合于平屋顶或屋顶的坡度≤15°的坡顶，它的设计需考虑各个构造层的荷载及人为活动荷载、雨雪荷载等。设计过程中，绿色屋顶应选用较轻的屋面材料，同时要保证各构造层均符合要求，即：屋面允许的负荷量应大于植被层的最大饱和度、植被层荷载及排水等负荷。绿色屋顶的坡度，要严格按照技术要求，适宜的坡度可以达到排水流畅、调蓄效果好的作用。

（2）绿色屋顶的应用。

绿色屋顶的应用起源于20世纪60年代的美国，随后发展至全世界的多个国家和地区。国外的绿色屋顶，如芝加哥市政大楼绿色屋顶、纽约长岛的绿色屋顶、德国柏林波茨坦（Postsdamer）广场、拉比茨屋顶花园、意大利橡树塔屋顶花园等。

目前，国内的绿色屋顶技术也逐渐在多个城市兴起并应用，如北京、上海、武汉等地。北京的长城饭店是北京市第一座绿色屋顶的建筑；上海的青浦区的某办公楼的绿色屋顶也格外引人注目；重庆市的许多住宅小区都变成了丰富的菜园，见图3.3。

3.1.1.4 绿色屋顶的造价

建设绿色屋顶的过程中，需考虑种植植物对建筑物屋顶荷载的影响，同时由于楼板荷载的增加，对建筑物的基础也会造成一定的影响，造价也会有所不同。现将工程实际中建设绿色屋顶所需要的费用列于表3.1，供设计人员参考。

3.1.2 透水铺装

透水铺装是指将孔隙率较高、透水性较好的材料应用于道路路面。它可以使雨水进入透水铺装的内部，储存适量的雨水或随内部的排水管道排出，减少洪峰流量，削减径流系数,见图3.4。

3.1.2.1 透水铺装的构成

（1）土基。

作为整个透水铺装结构的最底层，土基对透水性的好坏及整个结构都具有重要的影响。下雨后，雨水会透过面层至土基部分，在土基处长期滞留，其在水和路面荷载的作用下，容易失去稳定性和结构的整体强度。因此，土基受水和荷载的影响很大，应根据土壤的类型、渗透特性及施工工艺等多方面因素进行铺装。透水铺装的结构见图3.5。

（2）垫层。

垫层是位于基层和土基中间的结构层。它的主要作用是防止雨水等渗透入基层，减少对土基结构的破坏。垫层的材料通常选取粗砂、中砂或具有小粒径的碎石等。有时，垫层也可以采用透水土工布来代替。

（3）基层。

基层是透水铺装最重要的环节，是储存雨水的关键部分。基层作为汇集雨水或短时储存，必须具有较大的孔隙率，因此细骨料的用量较少。对于车行道、停车场等需要承受车辆荷载的地段，基层还有一个重要的作用，即承受上部面层传递的荷载。因此，设计时，应注意基层的承载力。

（4）过滤层。

在基层的顶面上部需要设置过滤层（或称找平层）。过滤层主要起到两个作用：一是可以使基层上部平整，使得面层的结构承受荷载均匀；二是可以过滤到面层的较大颗粒物及污染物质，防止基层孔隙被堵塞，影响雨水的下渗。

（5）面层。

透水铺装的面层是与雨水、大气等直接接触的结构层，并直接承受道路荷载。面层必须具有坚实和平整的特点，同时要具有一定的透水特性。这就需要面层既要选取厚度合适，具有一定强度的材料，又要注重材料的孔隙率等，从而保证面层达到较好的施工要求。

透水铺装的面层须具备使降落的雨水及时下渗的特点，并且具有承载车辆和人行的能力。因此，面层的选材过程中应结合透水铺装的适用条件、当地的气候特点、所处环境等多个条件选择。当面层选用透水沥青、混凝土时，通常采取粒径较小的级配碎石。

3.1.2.2 透水铺装的机理和功能

透水铺装可以有效地削减径流流量，使雨水迅速地入渗，减少洪涝灾害的风险；使得水资源得到有效的补充，利于生态环境的保护；透水铺装可以使路面无积水或有少量积水，从而增强道路的安全性能，保证了行人和驾驶人员的生命安全；透水铺装的较大孔隙不仅可以吸收噪声，还可以缓解温室效应，使得路面温度得到有效的降低，延长道路的寿命。

（1）透水性沥青、混凝土及透水面砖。

透水性沥青和透水性混凝土都可以替代传统的路面沥青和混凝土。透水性沥青的孔隙率可达25%及以上，具有很高的透水性；其选取的为具有骨架孔隙结构的沥青混合料，该混合料可以使雨水有组织下渗，效果较好。透水性沥青主要适用于对于面层的荷载要求较高的场所，如车行道、路面停车场等地，见图3.6。

透水性混凝土又叫多孔隙混凝土，采用更高的硅酸盐水泥用量和开级配组成，使得透水性混凝土的强度要大于普通的混凝土路面。因此，透水性混凝土用作道路面层，具有很好的使用效果。

透水面砖既可以承受较大的道路承载力，又可以使雨水下渗，蓄存雨水。透水面砖由水泥、粗骨料等作为原料，加入外加剂，经过混合搅拌、压制等操作而制成。透水面砖较大的空隙，还可以吸收噪声，降低路面的温度，延长路面的使用寿命。其主要应用在人行道路上，见图3.7（a）。

（2）草皮砖。

草皮砖又叫嵌草砖，是透水铺装的一种，主要由不同形状的中间留有空隙的混凝土砖组成。它可以促进雨水的下渗，削减径流量，补充地下水。通常由耐践踏、抗水淹和干旱的植物组成，主要应用于人行道路，见图3.7(b)。

3.1.2.3 透水铺装的设计与应用

（1）透水铺装的设计。

透水铺装的径流系数通常在0.05和0.5之间。其径流系数主要与透水铺装的使用材料、孔隙率、透水特性、使用类型等有关。径流系数决定着雨水渗透的多少等，在设计过程中有着重要作用。道路基层厚度的确定方法见式（3.1）。

H层厚度的确定，根据公式：

式中 H——透水基层的厚度；

I——平均降雨强度，mm/h；

K——土基的饱和渗透系数；

T——降雨历时，min；

n——蓄水层的孔隙率。

由上述公式的计算，可以简洁的得到基层的厚度，从而判定透水铺装的功能性。

透水铺装的选材，一定要具有较大的孔隙率，保证雨水及时的下渗，同时还应有较高的强度，提高路面的抗压能力。

（2）透水铺装的应用。

1940年，英国的空军首次采用了透水铺装，来迅速排除飞机跑道上的雨水。1995年，英国的Coventry大学的教授设计出了评估用的透水铺装的径流模型，并提出了透水铺装应用的优缺点。德国政府在2010年，要求其国内道路的90%设计成透水性道路，以减小径流量，并提出了相关的法律法规。美国的透水铺装始于1970年。起初在佛罗里达应用于道路停车场等承受荷载较小的地方，随后美国进行了更深一步的研究与应用。日本东京对于透水铺装也十分重视，在东京的广场、停车场、公园等地，随处可见透水铺装的应用。

我国的透水铺装起步较晚，仍处于初级阶段。随着人们环保意识的提高，透水铺装逐渐进入了国人的视线。北京的皇家园林在道路及广场上，使用了透水铺装，同时，政府鼓励在广场、公园、停车场和人行道等地采用该技术。天津的海河整治工程、上海的世博会都采用了透水铺装技术。杭州市、三亚市的多个小区，也开始采用了透水铺装，并取得了较好的效果。

透水铺装的设计步骤见图3.8。

3.1.2.4 透水铺装设计实例

某市位于湿陷性黄土地区，在黄土处于干燥的条件下，土体结构稳定。一旦土体的含水量增加，并达到一定程度后，土体的结构遭到破坏，强度大幅减弱，易造成建筑物的塌陷及道路的沉陷。因此，在建设透水铺装路面时，须考虑其特殊的地质条件，采取防治措施。

（1）消除土基湿陷性的方法。

1）采用3：7灰土垫层法。即将石灰与土基中的湿陷性黄土以3：7或2：8的比例均匀混合，并分层夯实。随着龄期的增长，形成具有较高承载力、密实度大及隔水性良好的垫层。经过强度计算，确定该市灰土垫层建议不小于1.0m，分层压实，并确保分层的厚度不大于150mm。

2）冲击压实法。即直接在路基上进行冲击碾压来消除湿陷性，主要用于路基的补强，在经过常规分层碾压后，已达标的路床上进行压实。冲击压实法应用得当，可消除1.2m以上的黄土湿陷性。

3）强夯法。适用于黄土地区Ⅲ级以上的自重湿陷性地区。强夯法利用重锤，在重力作用下对土基进行反复冲击，从而使黄土夯实。强夯法通常要求土基的饱和度不大于60%，同时需根据场地的施工条件、周边环境等，选取合理的强夯参数，以减少强夯对地基所产生的危害。

（2）基层的改进。

由于该市地下水水位比较深，土基通常高于地下水水位，故土基受地下水的影响较小。由于土基湿陷性的消除，会对基层雨水的下渗产生一定的影响，故建议在条件许可的情况下，在基层设置DN50的PVC排水暗管，利用土基顶部2%的坡度，使多余的雨水顺着基层流入管道，并将管道接至周边的人工景观或绿地等，从而使饱和的雨水顺利的排出，减少对渗透铺装结构的破坏。

（3）透水铺装的经济分析。

实践透水铺装时，具有一定的经济效益，其造价要低于不透水路面。现列表（表3.2～表3.4）比较全透水铺装、半透水铺装及不透水路面的造价，供设计人员参考。表3.2～表3.4造价表依据《水利工程设计概（估）算编制规定》（水总〔2014〕429号），材料以2015年市场价为参考价格。

由表3.2~表3.4可知，平均单位造价全透水铺装为200元/m2；半透水铺装为230元/m2；而不透水铺装为265元/m2；造价对比不透水铺装比全透水铺装减少32.5%。既减少了经济投入，又实现了雨水资源化利用。

3.1.3 植草沟

植草沟又称为植被浅沟，是一种种植有植被的具有景观欣赏性的地表沟渠，它可以通过重力流收集、转输和排放雨水。植被浅沟既是一种径流传导的设施，也可以与低影响开发的其他设施一起，输送径流雨水并且收集、净化雨水。植被浅沟根据构造的不同，共分为干式植被浅沟、湿式植被浅沟和转输型植被浅沟三种，见图3.9和图3.10。

3.1.3.1 植草沟的构成

转输型植草沟是最简单的一种植草沟，它是开阔的、耐冲刷的浅植物型沟渠。转输型植草沟将集水区的径流雨水进行疏导并进行预处理，是一种成本低、维护简单的收集雨水方式。由于它不用考虑植物水淹的问题，被广泛应用于高速公路周边。

湿式植草沟与转输型植草沟类似，但其增加了堰板等，水力停留时间有所提高，故该类型植草沟可以长时间的保持湿润或水淹状态。湿式植草沟可用于高速公路排水系统或小型的停车场等地。但由于其长期保持湿润或水淹，容易滋生蚊蝇，产生卫生隐患，故湿式植草沟不适用于居住小区或人员聚集的场所。

干式植草沟，沟底采用了透水性较好的土壤过滤层，同时在沟渠底部铺设了雨水转输的管道，大大提高了雨水的渗透、传输、滞留和净化能力，减小了水淹对植被的损害，提高了雨水的利用效果。干式植草沟比较适用于建筑小区，一方面对雨水的收集起到了很好的作用，另一方面对于美化小区，保持植草沟的干燥作出了巨大贡献。

3.1.3.2 植草沟的机理和功能

植草沟可以有效地滞留雨水，促进土壤的渗透。其次，它还可以减缓雨水的流速，保持水土，削减径流量。另外，植草沟对于污染物的去除和迁移、实现污染物的自然净化也具有较好的作用。

（1）雨水的输送。

植草沟一般用草将浅沟的表面覆盖，所花费的费用较低，同时管理运行方便。植草沟兼具景观观赏性能，它在某些地区，可以替代传统的雨水排水管道，输送雨水。但是植草沟需要较大的建设面积，所以不适用于用地紧张的地区。

（2）植草沟对径流的削减。

植草沟对径流的削减主要表现为径流总量的削减和径流峰值的削减。径流总量的削减主要表现为：降雨量较小时，植草沟主要以土壤渗透为主；中等强度的降雨时，植草沟主要以降低流速，削减径流为主；高强度降雨时，植草沟主要以转输雨水的特性为主。

径流峰值的削减主要体现在滞留时间内，雨水的下渗过程中。有数据表明，植草沟对于洪峰流量的削减约为10%～20%。

（3）植草沟对污染物的减少和去除。

雨水流经植草沟时，通过土壤、砾石等，经过一系列的物理、化学及生物变化，对大部分的污染物和悬浮固体颗粒进行去除，同时还可以去除铅、铜、铝、锌等的金属离子及油类物质。

3.1.3.3 植草沟的设计与应用

（1）植草沟布置的要点。

植草沟应根据实际的地形情况来进行规划，使雨水重力流排放。应当合理地划分汇水面积，使得各个植草沟收集的雨水量较为均匀，节省工程造价。植草沟在建筑物、道路等地时，需考虑与周围景色相协调，起到美观舒适的作用。

（2）植草沟的水力计算。

1）设计降雨径流量：

式中 Q——设计降雨径流量，m3/s；

Φ——汇水面积的综合径流系数；

q——设计暴雨强度，L/（s·hm2）；

F——汇水面积，hm2。

2）植草沟转输的雨水径流量公式：

式中 Q——雨水径流量，m3/s；

A——横断面的面积，m2；

R——横断面的水力半径，m；

i——植草沟的纵向坡度；

n——阻力系数。

3）植草沟的长度计算:

式中 L——植草沟的设计长度，m；

v——雨水在植草沟中的流速，m/s；

t——水力停留时间，min。

植草沟的计算，需进行不断的校核，当流速大于0.8m/s时，应当进行重复计算，直到设计流速小于0.8m/s。计算结束后，再确定植草沟的其他参数。

（3）植草沟的应用。

下面结合实例介绍植草沟的设计及其对径流污染控制的效果。

我国大中城市中道路径流是城市面源污染的重要来源，采用植草沟实行源头控制具有重要意义。本研究在某滨湖新区内建造了2条不同形式的植草沟用以考察其对道路径流中污染物的去除效果，评价不同植草沟对道路径流污染的控制能力，以期为植草沟在国内的推广应用提供参考。

1）植草沟设计。

在某市滨湖新区大道(双向8车道)一侧建造了2条植草沟设施，分别记作设施Ⅰ和设施Ⅱ，2条植草沟的汇水面均位于道路东侧，汇水面积均为450m2，设施的服务面积比均为12%。设施Ⅰ为传统梯形断面的植草输送沟长30m，高0.3m，底宽0.6m，侧面坡度为2：1，纵向坡度为1%。为了提高植草输送沟在土壤渗透速率低、地面坡度小的地区的应用效果，对设施Ⅱ的底部进行了改良，设置了改良土壤层、砾石储水层及穿孔下排水管道，具体结构见图3.11。

改良后的设施Ⅱ属于植草沟，其长、宽、高及侧面坡度均与设施Ⅰ相同，纵向坡度为0.5%，在地势较平坦的区域可增加径流输送能力。

路面径流由道路旁两个独立的雨水口通过直径150mm的连接管分别接入设施Ⅰ和设施Ⅱ。雨水口内有约0.6m的落底，可储存一定体积的进水，作用类似于进水前处理池。改良土壤层为当地土壤与建筑黄沙按1：1质量比的混合物，厚度为0.1m，实测渗透速率为1.76cm/h。砾石储水层厚度为0.3m，外侧采用透水土工布包裹，孔隙率约为0.37，下排水管道管径100mm，沿设施Ⅱ纵向布置，表面开孔直径6mm，管底距砾石层底部0.1m。设施Ⅰ和设施Ⅱ的表面均种植多年生草本植物高羊茅、早熟禾和黑麦草，按3：6：1的比例混播，约每月进行1次修剪将其高度控制为10～30cm。

2）水样样品采集。

由于两条植草沟的汇水面位于同一条道路的一侧且面积相同，因此只选取设施Ⅱ的进水口作为进水水质及流量的监测点。同时，分别在两个设施出水口处采集水质样品。降雨初期每5～10min采集一个样品，后期采样间隔取30～60min，具体根据降雨强度大小而定。

采用250mL聚乙烯采样瓶收集水质样品，采集后样品及时检测，未能当天测定者储存于4℃冰箱内的时间不超过72h。

进水流量采用德国NIVUSPCMF便携式速度-面积流量计测定。设施Ⅰ末端出水处安装60°的三角堰，通过超声波液位计监测、记录堰上水头计算流量。设施Ⅱ下排水管道处出水流量过程的测定方法与进水相同，其渠道表面的少量出水采用体积法测定。

使用SL3-A翻斗式雨量计监测研究区域的降雨特征数据。水质分析指标：TSS、COD、TP、、TDP、TN、、重金属离子、颗粒物粒径。

分析方法：COD采用比色法测定(HACHDRP2010)；重金属离子采用电感耦合等离子质谱法测定(Agilent 7700)，测定元素包括Zn、Cu、Cd、Pb；颗粒物粒径采用激光粒度粒形分析仪(Malvern Mastersizer 3000)测定。

所有水质指标均实行过程样的连续监测，结合流量过程的监测获得单次降雨事件的污染物事件平均浓度(event mean concentration，EMC)。污染物的EMC值为整个降雨径流事件中该污染物质量与径流总体积之比。

3）降雨特征及进出水污染物特性。

2014年6月至2014年8月的监测期间内共发生21场降雨事件，设施Ⅰ和设施Ⅱ在其中的11场降雨事件中均产生出流。出流事件含雨量小于10mm的降雨事件2场，10～24.9mm的3场，大于24.9mm的6场，相关降雨事件特征见表3.5。

11场出流事件对当地造成植草沟产流的降雨具有代表性。监测期间，出流事件的进、出水中部分污染物的EMC值分布情况见表3.6。本研究调查结果与国内相似交通条件道路的径流水质接近。

（4）植草沟水质净化效果分析。

1）N、P的去除。

各降雨出流事件中设施Ⅰ和设施Ⅱ进水与出水中TN、、TP的EMC值分布情况见图3.12。

从图3.12中可知，部分出流事件中设施Ⅰ和设施Ⅱ均出现了TN、、、TP的释放现象。这些释放事件的降雨量均大于29.5mm、降雨历时均超过5h。较大的降雨量和较长的降雨历时使得进水污染物EMC值降低，且设施修剪时残留的植物叶片经过长时间的浸泡可成为氮磷元素的释放源。

设施Ⅰ和设施Ⅱ对TN的去除率中值分别为38.9%和41.5%，但设施Ⅱ仅在一次事件中出现微弱的TN释放现象，其去除效果更加稳定。对于在径流中主要以溶解态存在的，植草输送沟主要依靠吸附、植物吸收及生物化学作用去除。但由于设施Ⅰ中的水力停留时间较短，导致上述途径对去除的效果受限，使得其去除率中值分别为24.5%和14.3%。对设施Ⅱ运行过程的观测表明，其出水主要通过下排水管道排出，仅在一次降雨事件中观测到表面出水，说明径流在设施Ⅱ中经下渗进入蓄水层，通过管道排出，改良土壤层的过滤、吸附作用是其主要净化机制，且改良土壤层中黏粒含量高的当地土壤具有较高的阳离子交换量，对等阳离子具有较强的吸附能力，但不易被土壤吸附，导致其去除效果微弱。设施Ⅱ对、的去除率中值分别为47.2%和10.2%。

植草沟对TP的去除效果受进水浓度的影响，在低进水浓度下容易发生TP的释放。随着进水TP浓度的增加，设施Ⅰ和设施Ⅱ对TP的去除效果逐渐提高。整个监测期间内，设施Ⅰ和设施Ⅱ对TP的平均去除率分别为14.7%和45.4%。设施Ⅱ对TP的去除效果较好得益于改良土壤层对径流中颗粒态P良好的过滤截留作用，设施Ⅰ和设施Ⅱ出水中颗粒态P、TDP(除外)、的分布情况见图3.13。

2）TSS、COD的去除。

植草沟对TSS的去除效果受其粒径大小的影响。2014-08-06及2014-08-24两次降雨事件中进水及两个设施出水中TSS粒径的分布情况见表3.7。

由表3.7可知，设施Ⅰ和设施Ⅱ均可有效降低径流出水中粒径较大的颗粒物所占的比例，减小出水颗粒物粒径的中值。2014-08-24检测可能因人工采样操作发生偏差，导致设施Ⅱ出水中存在粒径较大的颗粒物，使得其出水TSS稍大。对比TSS浓度可知，植草沟出水中TSS浓度的减少主要受益于较大粒径颗粒物的去除。

在11场产生出流的降雨事件中，设施Ⅰ和设施Ⅱ对径流中TSS的去除率中值分别为67.1%和78.6%，设施Ⅱ的去除效果优于设施Ⅰ，原因是设施Ⅱ对颗粒物的净化机制主要为改良土壤层具有的过滤、截留作用，不同于设施Ⅰ中植物叶片的过滤作用及颗粒物沉淀作用，且很少存在沉淀颗粒物受径流冲刷再悬浮的问题。

道路径流中的COD与TSS存在着一定的相关性，植草沟对COD的去除易受到TSS去除效果的影响。监测期间设施Ⅰ和设施Ⅱ对COD去除率的中值分别为46.7%和58.6%，设施Ⅱ的去除效果稍优。

3）重金属离子的去除。

道路径流中重金属离子具有不同的存在形态，其中Cu和Pb主要以颗粒态形式存在，而Zn和Cd在道路径流中主要以溶解态形式存在。对出流事件的进水及设施Ⅰ、Ⅱ出水中Pb、Cu、Cd、Zn这4种重金属离子含量的测定结果见图3.14。

由图3.14可知，设施Ⅰ和设施Ⅱ对Pb、Cu、Cd、Zn这4种重金属离子均有一定的去除效果，对主要以溶解态存在的Zn去除效果最为显著，设施Ⅰ和设施Ⅱ的去除率中值分别为72.8%和76.3%。原因是一般路面径流的pH值为6.5～8.0，在此条件下Zn较容易与土壤发生吸附作用而被去除。但径流中的Cd一般不易与土壤产生吸附作用，设施进水中较高的Cd浓度可能是导致其在植草沟中去除率较高的原因。设施Ⅰ和设施Ⅱ对径流中Cd的去除率中值分别为77.1%和78.5%.对于主要以颗粒态形式存在的Pb及Cu，设施Ⅰ和设施Ⅱ均表现出稳定的控制效果，原因是颗粒态的重金属离子在植草沟中主要通过沉淀、过滤、截留等作用去除。设施Ⅰ出水中Pb和Cu的浓度范围分别为0.05～0.16mg/L和0.03～0.17mg/L，设施Ⅱ出水中Pb和Cu的浓度范围分别为0.03～0.08mg/L和0.02～0.09mg/L。其中，设施Ⅱ出水中Pb、Cu、Zn这3种重金属离子的浓度均可达到地表水Ⅴ类水的要求。

（5）径流污染负荷控制效果。

植草沟通过渗透、蒸发、孔隙存储等作用控制径流体积，削减出水水量。在2014年6月到2014年8月的监测期间内，通过累计进水量、出水量统计，得到设施Ⅰ和设施Ⅱ在监测期的累积水量削减率分别为18.5%和22.0%。根据各监测降雨事件中两设施的实测进水、出水水量与对应降雨事件污染物平均浓度(EMC)，计算得到各污染物在监测期间的次降雨进水、出水负荷，用于分析设施Ⅰ和设施Ⅱ对次降雨径流污染负荷的控制效果，结果见图3.15。

由图3.15可知，设施Ⅰ和设施Ⅱ对污染物的负荷去除效果均优于浓度去除效果，2条植草沟均可降低降雨事件中氮磷污染物出水负荷大于进水负荷的发生概率。对比两个设施的负荷控制效果可知，设施Ⅱ对TSS、COD、TP、TN、的负荷削减效果较为稳定，在大部分降雨事件中设施Ⅱ均能较好地控制这些污染物负荷的输出。设施Ⅰ和设施Ⅱ对污染物负荷去除率的中值见表3.8。

（6）不同降雨特征对污染物去除效果。

采用Pearson相关性系数分析降雨量、降雨历时、水量削减效果对设施Ⅰ和设施Ⅱ中各污染物去除效果的影响，结果见表3.9。

由表3.9可知，在设施Ⅰ中主要以溶解态形成存在的TN、的去除效果与降雨量、降雨历时均呈较明显的负相关性，且与水量削减率之间的相关性高于其他污染物。改良的设施Ⅱ可有效降低降雨量、降雨历时等对TN、去除效果的影响，提升去除效果的稳定性。

本研究中设施Ⅱ对污染物的净化机制主要为改良土壤层带来的过滤、吸附、截留等作用，这种去除机制是造成设施Ⅱ污染物去除效果优于设施Ⅰ的主要原因。然而，由于本研究设施Ⅱ的改良土壤层较薄，植物的根系又增加了径流污染物的穿透比例，导致设施Ⅱ对各污染物去除效果的提升作用有限。同时，研究区域土壤黏重、渗透性能差的特点也缩小了两种形式植草沟负荷控制效果间的差距。对比这两条植草沟对污染物的去除效果和负荷控制效果可知，在土壤渗透性能差、地面坡度小的地区，使用干植草沟可取得较好的水质控制及污染负荷削减效果。

3.1.3.4 植草沟的造价分析

目前，建设植草沟，尚缺乏有效的经济数据，可依据国内外建设植草沟的经验，采取参数法进行估算，供设计人员参考,见表3.10。

3.1.4 雨水花园

雨水花园通常建设在地势低洼的地区，由种植的植物来实现初期雨水的净化、滞留和消纳，是低影响开发技术的一项重要措施。雨水花园具有造价低、管理维护方便，易于与当地的景观相融合等特点，广泛应用于欧、美国家的居住小区、商业区等不同的地区。我国河南省鹤壁市雨水花园布置图见图3.16。

3.1.4.1 雨水花园的构成

雨水花园主要由蓄水层、覆盖层、种植土层、人工填料层和砾石层等五部分组成，见图3.17。

（1）蓄水层。使沉淀物在该层沉淀，同时雨水径流在此层短暂积聚，有利于雨水的下渗。沉淀物上的部分金属离子及有机物也可以被有效去除。蓄水层的深度通常为10～25cm。

（2）覆盖层。通常由树叶和树皮等进行覆盖，最大深度可为5～8cm。覆盖层是雨水花园的重要组成部分，不仅可以使植物根系保持湿润，还可以提高渗透性能，防止水土流失。同时，为微生物的生长提供了良好的环境，利于有机物的降解。

（3）种植层。为植物生存提供了水分和营养物质。雨水通过下渗、植物吸收和微生物降解等，有效的去除了污染物。雨水花园的土壤可选用砂子成分配比为60%～85%的砂质土，有机物含量约为5%～10%，黏土含量不要超过5%。种植植物的类型决定了种植土层的厚度，最小厚度为12cm。

（4）人工填料层。通常选取渗透性较强的人工或天然材料，其厚度应取决于当地的降雨特性、规划的建设面积等来确定。人工填料可选择砂质土壤或炉渣、砾石等。

（5）砾石层。收集下渗后的雨水径流，厚度一般为20～30cm。砾石层底部可设置排水穿孔管，使雨水及时排出。

3.1.4.2 雨水花园的机理和功能

（1）雨水花园的美学教育功能。

雨水花园种植有不同的植物，符合人类对自然与美的追求，创造出不同的景观效果。雨水花园别具一格的形式，可以消除人们对传统意义上的雨水收集的印象，提高人们对环境保护的意识，给人们以视觉的享受。

（2）雨水花园的吸收与净化功能。

重金属、沉淀物等不同的污染物质随雨水径流汇入雨水花园。通过植物的吸收、微生物的作用等，将污染物去除。植物的根系，对土壤的净化也起到了一定的作用。雨水花园可以有效地去除氮、磷等污染物，与传统的措施相比，具有成本低、与周围环境融合度高、不产生其他污染等优点。

（3）雨水花园对雨水径流的影响。

雨水汇入雨水花园，通过植物的茎叶等，起到了一定的滞留雨水的作用。通常，雨水花园较边缘地面会低10～25cm的深度，这种设计为雨水的汇入和截留提供了有利的条件。植物可以使雨水的径流流速减慢，降低了雨水对土壤表面的冲刷，防止水土流失。植物的根系可以促进雨水的渗透吸收，削减雨水的径流流量。植物通过茎叶的蒸腾作用，将吸收的雨水释放至大气。同时，植物的根系可以保持土壤的渗透性，使得土壤维持长久的高性能。

（4）雨水花园的生态功能。

雨水花园为昆虫、鸟类等提供了良好的栖息地，植物的根系也促进了微生物等的生长。绿色植物的光合作用、蒸腾作用，对于减少城市的温室效应，改善城市气候等具有明显的效果。

3.1.4.3 雨水花园的设计与应用

（1）雨水花园的设计。

雨水花园应充分结合所在地区的地形地貌，利用原有的资源。根据雨水花园的利用目的，来确定其对土质的要求。雨水花园要重视其自身的生态功能，确保雨水的滞留、下渗与吸收，实现雨水的水文循环。植被的选择过程中，应尽量选取本地物种；选择净化能力强、抗水淹、根系发达的植物，同时具备抗寒、抗旱的能力。土壤应紧实，施肥量少。可选择不同类型的植物搭配，提高雨水花园的生物多样性，维护整个系统的稳定。

植物的选择，应尽量选取常年绿色的植物，使其保持美观的特性。

雨水花园有三种较为常用的计算方法，达西定律的渗滤法、蓄水层的有效容积法和基于汇水面积的比例估算法。三种方法各有侧重，在选择时，需根据雨水花园的特点、大小、所在地区等不同因素来确定。通常，雨水花园的大小可选取9～27m2。下面结合实例，介绍雨水花园的设计及应用。

1）雨水花园的面积选择。

a.以控制径流污染为目的。

雨水花园的最初应用目标是控制径流污染，通过填料的物理过滤、化学吸附、生物作用和植物的吸收利用削减径流污染物。

通常认为，在合理的设计条件下，雨水花园对径流中TSS、TP、TN、Cu、Pb、Zn、油脂和大肠杆菌，去除率可达97%、65%、66%、93%、99%、99%、99%和70%。

雨水花园的尺寸不得小于汇水面积的2%，通常按汇水区域不透水面积的5%~7%估算。

为达到汇水区域污染物削减率的目标，国外规定雨水花园需处理汇水区域一定深度的径流量（12.7~25.4mm）。通常认为控制初期径流的水量达到约12.7mm时，去除的污染物可占全部径流污染物总量的90%以上。雨水花园填料中粘粒含量较高、渗透速率较低时，不考虑下渗，面积可由控制径流量的目标与蓄水层深度确定，估算方法见式（3.5）；介质渗透速率较大时，可根据达西定律确定尺寸，见式（3.6）。这两种简化的估算方法都存在一定的局限性，前者没有考虑渗透能力；后者忽略了蓄水层储水能力。按这种估算方法得到的设施面积是偏安全的。

式中 Af——雨水花园面积，m2；

Ad——总汇水面积，m2；

H——设计降雨量，mm；

φ——径流系数；

hm——蓄水层深度，m；

hf——蓄水层平均水深，m；

df——介质层总深度，m；

tf——蓄水层积水排除所需时间，s；

K——填料渗透系数，m/s。

b.以削减径流量为目的。

雨水花园可通过下渗和蒸散作用削减雨水径流总量和峰值流量。现场试验结果显示蒸散作用可削减15%~20%径流流量。Davis对马里兰大学设计的2个雨水花园设施进行了监测：一设施总水量削减、洪峰削减和洪峰延迟效果分别为50%、30%和38%，另一设施分别为62%、42%和31%。Hunt在北卡罗莱纳州2个设施现场实验研究了不同季节设施对径流量的控制，总水量削减率夏季、冬季分别为93%、46%。

径流量削减能力主要与雨水花园的储水体积（BAV）有关。Davis等定义设施储水体积为排水系统和溢流系统未产流时进入设施的最大径流体积，计算方法见式（3.7）。

式中 BAV——设施储水体积，m3；

Afhm——蓄水层体积，m3；

RZMF——根系填料区体积，m3；

SAT——填料饱和时的土壤含水量,%；

WP——植物萎蔫时的土壤含水量,%；

LMS——下层无根系填料区体积，m3；

FC——田间持水量,%。

面积和设施深度（包括蓄水层和填料层）是影响储水体积的重要因素，面积越大，设施深度越深，则储水体积越大，对径流量的削减能力越强。

植物的根系越发达，则对应设施的根系填料区（RZMF）越深，蒸散作用越强，对水量削减效果越好。设计时，可根据当地降雨特点与径流量削减目标估算设计尺寸。

2）雨水花园组成构造的设计。

a.植物的选择。

雨水花园中植物可促进污染物的吸收，并能通过蒸腾作用削减水量，其根系可以调节填料渗透能力。Lucas等研究表明植物利于雨水花园对营养元素控制，不同种类植物对氮去除有显著影响。

植物选择时主要考虑植物种类和种植密度。相关研究虽然没有提出定量密度值，但认为适宜种植密度利于对水质和水量的控制。

通常植物种类选择遵循如下原则：

（a）尽量选择本地植物。

（b）以削减径流量为目的的雨水花园，选择四季性和根系发达的植物。

（c）规模相对较大的雨水花园应选择多种植物搭配种植。

（d）尽量选择在水中浸泡48h仍能存活且耐旱的植物。

b.蓄水深度。

蓄水深度是影响设施储水能力的主要因素，蓄水层越深，储水能力越强。早期的设计手册要求设施蓄水深度为150mm，马里兰州、特拉华州最新设计手册允许300mm、450mm的最大蓄水深度。

蓄水层积水深，积水时间长对植物的选择提出了更高要求，同时易造成蚊蝇滋生。一般要求积水在24h内排干，如蓄水层深度增加则要求更高渗透能力；同时蓄水深度增加，不利于植物生长和景观质量。

建议设计时选择最大蓄水深度为150~300mm，具体深度可根据当地降雨特性、原状土壤渗透性能选定。

在土壤黏粒含量较高、渗透性能较差的地区，建议选取150mm作为最大蓄水深度。

c.填料层的设计。

填料层是雨水花园的主体部分，设施通过填料的物理、化学和其中微生物综合作用削减径流污染。早期的设计手册推荐用渗透速率较高的砂质土壤作为填料，马里兰州、卡罗莱纳州相继提出50%砂、30%土壤、20%有机质；85%~88%砂、8%~12%黏土和粉砂、3%~5%有机质作为改良填料。对黏粒含量高的土壤，需要添加大量砂以改善其渗透速率。

土壤掺砂会降低土壤的保水能力，不利于植物生长。因此，除了向土壤添加砂以外，还应添加锯末、木屑等有机质，提高保水性能，提供适宜植物生长的条件。填料的组成对渗透速率有直接的影响。

美国环保局要求设施渗透速率至少12.7mm/h，奥地利要求为36~360mm/h，澳大利亚要求为50~200mm/h。渗透速率越大，则径流在设施中停留时间越短，从而影响设施对径流污染的处理效果。渗透速率过小，处理能力减小且容易造成设施的堵塞。研究认为初始渗透速率是雨水花园重要设计参数，长期运行后渗透速率为初始速率的1/2左右。因此控制初始渗透速率在25.4mm/h以上才可保证12.7mm/h的最低标准。

填料深度首先要满足植物生长要求。同时，填料深度影响设施污染物去除和水量削减效果。雨水花园对不同污染物的去除机理不同，Davis等研究发现重金属、PAH在填料上层20cm以内基本得到去除；Sharkey的现场研究显示75cm的填料深度对N、P的去除率可达60%以上。据此，北卡罗莱纳州导则建议按照污染物类型选择填料深度：重金属、TN、TP、热污染为目标污染物时，最小填料设计深度分别为45cm、76cm、61cm、91cm。

d.排水层的设计。

填料下层原状土壤渗透速率一般小于填料层，因此当地下水较高时，为避免上层填料饱和，需设置排水层，来存储不能及时下渗的径流。排水层常由砂或者砂砾组成，深度通常取150~300mm。当需增强脱氮时，可提高排水管出口高度，强制形成饱水层，营造适宜反硝化的环境。

条件允许的地区，雨水花园作为“入渗”径流处理设施更利于水文循环，并可减少建设费用。

（2）上海市雨水花园的应用探讨。

迄今，国内关于雨水花园控制水质、水量能力及其设计方面的研究尚处于起步阶段，仍需大量的、长期研究。目前，应深入探讨适合本地特点的优化设计，制定实用的设计手册，促进其在国内的应用。

根据上海市的特点，将从设施深度、预处理设施的选择、填料的选择3个方面对上海市雨水花园应用进行探讨。

1）设施深度。

上海地区地下水位高，浅层地下水埋深一般在0.5~1.0m，这大大限制了雨水花园系统在上海市的应用。

如果设施底部低于地下水位，则需要铺设防渗层阻止地下水没入设施，同时防止下渗径流污染地下水。防渗层的铺设不利于水文循环，地下水的补给，增加了建设费用。设计时应根据建设地区地下水位高度，选择合理适宜的设计设施深度。设计防渗层时，必须设置排水设施来收集下渗径流，周围不可种植高大乔木，以免其根系破坏防渗层。

2）预处理设施的选择。

根据对上海市区非渗透性地面径流污染特性研究，径流事件平均浓度中值：COD为205mg/L，BOD5为68mg/L，SS为185mg/L，为3.14mg/L，TP为0.40mg/L，TN为7.23mg/L，这表明上海市地表径流污染严重，污染程度远高于国外。

针对上海市径流污染负荷特点，在污染较严重地区，规模较大的雨水花园设计时应尽量设置预处理部分，预处理设施有：植草缓冲带、植草沟、前池等。植草缓冲带、植草沟常用于道路、停车场等区域，前池在设施特别大时适用。

预处理部分可以减小雨水花园的污染负荷，防止TSS对雨水花园堵塞，利于其长期稳定地运行。但预处理设施的使用加了雨水花园的占地面积，需根据建设地点污染控制要求、设施规模等综合考虑选取适宜的预处理设施。

3）填料的选择。

雨水花园的设计应根据当地土壤状况来选择填料组成。国外设计规范要求填料渗透速率最低标准为1.27cm/h，上海地区土壤属于黏性土壤，渗透系数小，无法满足雨水花园的渗透速率设计要求。为提高设施处理雨水径流能力，需添加砂粒、有机质对原状土壤进行改良。

上海地区改良土壤渗透性能的介质可以选择价格便宜的吹填砂，降低设施建造成本；有机质可选择较易获得的锯末作为改良材料。建议上海市以吹填砂含量50%~60%，土壤含量35%~45%，锯末等有机质含量5%作为改良填料，以满足渗透速率要求。

3.1.4.4 雨水花园的经济分析

不同地区，建设雨水花园的造价有一定的差异，需要根据当地土壤条件、降水条件等分析确定。

当雨水花园蓄水层10～25cm；覆盖层5～8cm；种植层15cm；人工填料层50cm；砾石层25cm时，雨水花园造价见表3.11,供设计人员参考。

3.1.5 下沉式绿地

下沉式绿地有广义和狭义之分，广义的下沉式绿地除包括了狭义之外，还包括渗透塘、雨水湿地、生物滞留设施等；狭义的下沉式绿地，又叫下沉式绿地，低势绿地，指高程低于周围的路面或铺砌硬化地面约20cm内的绿地，见图3.18。

3.1.5.1 下沉式绿地的功能

（1）减少洪涝灾害。

下沉式绿地可以在降雨时，让雨水较大程度的入渗至绿地中，滞留大量的雨水，避免了传统方式中雨水管渠的阻塞、下水缓慢等问题。下沉式绿地的雨水下渗，增加了地下水资源和土壤中的水资源，避免了绿地的频繁浇灌，减少了绿地的浇灌量。从源头上实现“节能减排”的任务。

（2）控制面源污染。

雨水中携带了较多的有机污染物和无机物等，随着雨水径流进入下沉式绿地。下沉式绿地可有效的阻断面源污染，使污染物得到削减。通过土壤的渗透、植物的吸收、微生物的作用等一系列的物理-化学-生物的反应，污染物质得到了有效的处理，同时产生腐殖质等，为绿色植被提供良好的营养物质。下沉式绿地减少了有机污染物对人类的危害，并且对于周围空气的净化、噪声的吸附起到了显著的效果。绿叶、根茎等的蒸腾作用对于减少城市的温室效应，降低夏季的城市温度也有着不可小觑的作用。

（3）提高生活质量。

下沉式绿地的建设，减少了雨水检查井的修砌，避免了雨水井盖的偷盗事件，确保了行人的安全，防止伤人事故。同时，灰色设施的减少，绿色设计的增多，为人们提供了良好的生态环境，也为昆虫、鸟类提供了栖息地，给人们带来了美的享受。

3.1.5.2 下沉式绿地的设计与应用

（1）下沉式绿地基本构造。

下沉式绿地基本构造见图3.19。

（2）下沉式绿地的设计。

下沉式绿地在设计过程中，需考虑其设计参数。通过式（3.8），进行下沉式绿地的水量平衡分析：

式中 W——下沉式绿地的总汇水量,m3；

S——计算时段下沉式绿地的雨水下渗量，m3；

ΔU——计算时段下沉式绿地的蓄水变量，m3。

雨水的渗蓄率公式为

式中 Pz——降雨量，mm；

F1——绿地服务范围的集水面积，m2；

F2——下沉式绿地的面积，m2；

Cn——绿地服务范围的径流系数。

雨水下渗量S计算公式为

式中 K——土壤入渗率，m/s；

J——水力坡度，假定雨水垂直下渗，J=1；

T——渗蓄所用时间，min，取60min。

ΔU计算公式为

式中 Δh——下沉式绿地的下沉深度，m。

同时，Δh的确定，可根据其Δh0临界值来确定：

根据下沉式绿地的参数分析，进行绿地的优化设计。下沉式绿地的坡度应适宜，使得雨水汇入绿地中。路缘石设计应设置大约200～600mm宽度的开口，便于雨水径流的流入。下沉式绿地要低于周围路面，当下沉绿地达到饱和时，可通过雨水管渠将雨水排出。

（3）下沉式绿地的应用实例。

我国最早开始应用下沉式绿地设施的地点为北京。最有特点的是北京的奥林匹克公园。每年入渗收集的雨水可达32万m3，效果可见一斑。北京市的双紫园小区，共建设下沉式绿地约5700m2，可利用的年雨水量达5000m2，具有显著的经济效益和环境效益。同时，北京市加大了各大公园的建设，对公园的绿地进行改造，目前，下沉式绿地的绿地面积可达10万m2以上，可有效避免城市内涝的产生，促进了雨水资源的开发利用。

1)西北某市下沉式绿地的建议。

该市属于湿陷性黄土地区，土壤具有较大的渗透系数，可快速的吸收径流雨水，故下沉式绿地可直接利用原有土壤进行植物种植。下沉式绿地的下沉深度，需保持为0.05～0.25m，高程小于路面高程。在下沉式绿地中设置雨水口，收集溢流雨水，并确保雨水口的高程大于下沉式绿地（图3.20）。

同时，为达到更好的蓄渗效果，建议f的比值应≥10%。计算过程中，若Δh0为负值，则表明绿地无需下沉深度即可直接下渗雨水，绿地的下渗效果好。当N超过100%时，则表明下沉式绿地可以蓄渗大于其服务的雨水收集面积的雨水，存在一定的富余量。

2）下沉式绿地的经济分析。

下沉式绿地建设时，需考虑其草皮的价格。调研得出，目前西安市草皮价格为40～50元/m2，若采用进口草皮，则为200元/m2。设计人员可结合具体情况采用。

3.1.6 低影响开发的其他技术措施

3.1.6.1 蓄水池

蓄水池指专门储存雨水的收集利用设施，同时它对削减洪峰流量也起到一定的作用。蓄水池需结合当地的土质、地形等条件，可选用钢筋混凝土、砖砌等多种形式，用于地上或地下。蓄水池可用于具有雨水回用要求的小区等，回用的雨水可用于冲厕、浇洒绿地、景观用水等。

3.1.6.2 湿塘

湿塘是指具有收集雨水和净化雨水的功能，是景观水体的一种。湿塘可以在平时发挥其景观功能，供人们休闲、娱乐。在暴雨降临时，发挥其雨水调蓄的功能。湿塘可以用在居住小区、公园、广场等具有较大空间的地方，对于生态保护和居民生活有着重要意义。

3.1.6.3 渗管/渠

渗管/渠是能够渗透雨水的管道和沟渠，它可以由无砂混凝土管/渠、穿孔管等组成。渗管/渠需设置植被浅沟、沉淀池等设施；敷设时要有一定的坡度，使雨水顺利的排出。渗管/渠适用于建筑小区等转输雨水量较小的场所，避免应用在具有较大承载力的路面以下或地下水位较高、径流污染严重的地点，否则，易造成地表结构塌陷和管道堵塞等。

3.1.6.4 植被缓冲带

植被缓冲带设置在坡度较缓的地区，通过植被的拦截、土壤下渗等作用，削减雨水径流量，降低径流污染。它适用于不透水面的周边，如道路边等。同时，也可作为城市水系的绿化带，但需注意坡度和宽度的要求：坡度宜为2%～6%，宽度则不宜小于2m。

3.1.6.5 初期雨水弃流设施

由于初期雨水的冲刷，雨水径流将屋面、路面等的污染物也随之带走。初期雨水弃流设施可以将初期的雨水收集并弃除，从而使后期的雨水更好的被收集和利用。弃流的雨水可直接排入排水管道，经污水处理厂等进行处理。常见的初期雨水弃流装置有容积式弃流装置、小管弃流井等，主要应用在建筑小区屋面雨水立管、径流雨水的集中入水口等设施的前端，见图3.21。

3.1.6.6 渗透塘

渗透塘是一种促进雨水下渗、同时补充地下水的设施。渗透塘可以削减洪峰流量并使雨水得到净化。渗透塘设施较为复杂，可用在空间较大（≥1hm2）的地区，如城市立交桥附近排洪压力大、汇水集中的地区；同时需考虑后期的维护管理等问题。