城市雨水控制和洪澇防治問題一直是城市建設中的的熱點話題。
雨水排放以前怎么做？
主要依靠傳統管網建設和大規模修建基礎設施↓↓↓
現階段，過去的雨水排放思路已經沒法滿足現代城市化建設的要求。在這種形勢下，需要探尋新的解決辦法。
理念探尋：海綿城市建設理念：通過建設一系列發揮生物滯留雨水能力的措施，不僅能吸排雨水，同時還能凈化雨水，防止洪澇災害，實現水的循環利用。
生物滯留設施通過植物、土壤和微生物系統，可以達到蓄滲、凈化雨水的目的。
生物滯留設施有兩種：簡易型生物滯留設施和復雜型生物滯留設施。
△簡易型生物滯留設施結構示意圖
△復雜型生物滯留設施結構示意圖
問題思考：
生物滯留設施具體有哪些？
這些生物滯留設施是如何起作用的？
在國內外又有哪些應用實例呢？
生物滯留設施的分類
1
綠色屋頂
▲綠色屋頂的定義：
綠色屋頂起源于在巴比倫時期出現的“空中花園”，美國最早應用在現代建筑中，1959年一位美國風景建筑師在一座６層樓的頂部樓頂上建造了綠色秀麗的空中花園。
設計師做了防水滲透處理，敷上土壤，配植喬木花草，并設置了靠椅和小凳供人休息，為樓房屋頂的綠化開了先例。
以屋頂、露臺、天臺或陽臺為平臺，育花種樹、鋪植綠草，建造園林景觀，綠色屋頂可以達到美觀、經濟的目的。
綠色屋頂分為簡單式和花園式。簡單式綠色屋頂的基質深度一般不大于150mm，花園式綠色屋頂在種植喬木時基質深度可超過600mm。
△簡單式綠色屋頂
△花園式綠色屋頂
▲綠色屋頂發揮作用的原理：
綠色屋頂，是“海綿城市”建設中屋面雨水集蓄的重要場地。
總體上講綠色屋頂就是屋頂項目的一種延伸。新的屋頂包含一套具備防水、防根系蔓延、具備排水設施、過濾層、輕量級生長支持介質及植物自體的完整體系。
屋頂綠化構造層自下而上通常分為防滲漏層、隔根層、保濕層、蓄排水層、過濾層、種植（土壤）層、植被層等。
△典型綠色屋頂構建詳圖
適用性：綠色屋頂適用于符合屋頂荷載、防水等條件的平屋頂建筑和坡度≤ 15°的坡屋頂建筑。
優缺點：綠色屋頂可有效減少屋面徑流總量和徑流污染負荷，具有節能減排的作用，但對屋頂荷載、防水、坡度、空間條件等有嚴格要求，成本較高。
▲綠色屋頂的應用實例：
1丨芝加哥市政廳的綠色屋頂
芝加哥市政廳的綠色屋頂花園讓它與眾不同。自從修筑屋頂花園后，市政廳的空調費用降低，周邊空氣質量提高。屋頂的花園內還養殖蜜蜂，每年政府都義賣產出的蜂蜜，募集到的錢用于建設青少年課外活動項目。
2丨加州科學院的山丘形綠色屋頂
這里精心地設計7個模仿山勢起伏的隆起山丘，屋頂種植了170萬株當地植物，它們每年可吸取757萬升的雨水，省去人工灌溉的麻煩，多余的雨水還可用來沖洗廁所。
3丨代爾夫特理工大學
荷蘭代爾夫特理工大學的圖書館于1997年建成，建筑矗立在一面斜坡上，草坪從地面一直蔓延至建筑屋頂的邊緣，這個設計使得人們可以在整個屋頂上行走。
2
下沉式綠地
▲下沉式綠地的定義：
下沉式綠地是海綿城市的重要應用，經常被用于道路、停車 場、學校周圍，以降低地面徑流量，減少洪澇災害。
下沉式綠地有狹義和廣義之分。
狹義的下沉式綠地又稱為低勢綠地、下凹式綠地，其典型結構為綠地高程低于周圍硬化地面高程5~25cm左右，雨水溢流口高于綠地且低于硬化地面。
△狹義下沉式綠地構造示意圖
狹義的下沉式綠地可以是路邊植草溝、樹池。
廣義的下沉式綠地泛指具有一定的調蓄容積，且可用于調蓄和凈化徑流雨水的綠地，主要包括滲透塘、濕塘、雨水濕地、調節塘。
△雨水滲透池
雨水滲透池大小視水量和地形條件而定，也可以幾個小池聯合使用。
△濕地、池塘
▲下沉式綠地發揮的作用及原理：
下沉式綠地內設置有雨水溢流口，且雨水溢流口高程在綠地與地面高程之間。由于下沉式綠地高程較低，硬化地面上的雨水會流向綠地，在綠地上匯聚，綠地上的植物、土壤會截流和凈化雨水，無法容蓄的雨水會排入雨水管網，作為地下水的補充。
△下沉式綠地構造示意圖
適應性 :下沉式綠地可廣泛應用于城市建筑與小區、道路、綠地和廣場內。對于徑流污染嚴重、設施底部滲透面距離季節性最高地下水位或巖石層小于1 m及距離建筑物基礎小于3 m（水平距離）的區域，應采取必要的措施防止次生災害的發生。
優缺點：狹義的下沉式綠地適用區域廣，其建設費用和維護費用均較低，但大面積應用時，易受地形等條件的影響，實際調蓄容積較小。
▲下沉式綠地的應用實例：
1丨2016 ASLA 通用設計類榮譽獎: 阿卡迪亞大區生態門戶－路易斯安那圣蘭德游客中心
2丨2010ASLA景觀專業獎通用設計榮譽獎——天津橋園的深水池
秋季深水池景觀。
3
雨水花園
▲雨水花園的定義：
“雨水花園”的概念出現于上世紀90年代，美國馬里蘭州的喬治王子郡，開發商在建住宅區的時候希望用一個生態滯留與吸收雨水的場地——稱為“雨水花園”來代替傳統的雨洪最優管理系統（BMPs）。
△波特蘭唐納德溪水公園（2010年，4000㎡）
之后，該區每一棟住宅都配建有30~40m2的雨水花園，建成后的追蹤監測顯示，雨水花園平均減少了75%-80%地面雨水徑流量。
從定義上說，雨水花園是自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地，匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，逐漸滲入土壤，涵養地下水，或補給景觀用水、廁所用水等城市用水。
狹義的雨水花園僅為規模有限、結構簡單的淺凹綠地，適用于小區或私宅綠化。
△由內而外一般為礫石層、砂層、種植土壤層、覆蓋層和蓄水層。同時設有穿孔管收集雨水，溢流管以排除超過設計蓄水量的積水。
而廣義的雨水花園則包括具有調蓄和凈化雨水徑流能力的下沉式綠化設施。
如下圖中的墨爾本愛丁堡雨水花園，在調蓄的同時運用生物凈化手段對徑流進行階梯式處理，為其所在公園提供了大量灌溉水。
▲雨水花園發揮的作用及原理：
通過綠地中的樹木和灌木對雨水進行吸附、降解、最后下滲補充地下水，雨水花園是局部管理雨洪的有效方式。但它不僅僅是一種手法，更是一種理念綠色健康的生活理念。
適用性：生物滯留設施主要適用于建筑與小區內建筑、道路及停車場的周邊綠地，以及城市道路綠化帶等城市綠地內。
優缺點：生物滯留設施形式多樣、適用區域廣、易與景觀結合，徑流控制效果好，建設費用與維護費用較低；但地下水位與巖石層較高、土壤滲透性能差、地形較陡的地區，應采取必要的換土、防滲、設置階梯等措施避免次生災害的發生，將增加建設費用。
▲雨水花園的應用實例：
雨水花園的表現形式可以是多種多樣的。主要分為兩種類型。
以控制雨洪為目的的雨水花園，主要起到滯留與滲透雨水的作用，這種結構相對簡單。一般用在環境較好、雨水污染較輕的地域，如居住區、建筑內部花園等。
△建筑內部雨水花園
△居住區庭院雨水花園
第二種是以降低徑流污染為目的。該類型雨水花園不僅是滯留與滲透雨水，同時也起到凈化水質的作用。適用于環境污染相對嚴重的地域，如城市區域、停車場等地。
1丨澳大利亞愛丁堡雨水花園（2012年，700㎡）
解決公園中央的樹木水分供給的60%，解決了墨爾本旱季公園缺水的問題。
2丨768創意產業園區阿普雨水花園設計
△雨落管、開口路牙、臺地、景觀水池、淺洼綠地以及地下貯水池，共同組成了一個集收集、過濾、下滲、回用于一體的雨水花園系統。
△可以看到屋面雨水經由雨落管聚集到棄留池，沉淀雜質，后經溢流口優先流入景觀水池，景觀水池與地下貯水池相連通，通過泵形成動態水景。
3丨清華大學勝因院
勝因院位于清華大學大禮堂傳統中軸線南段西側，始建于1946年，是清華大學近代教師住宅群之一。累年的校園變遷，使得勝因院局部低洼，加之缺乏市政排水設施，內澇問題嚴重。
勝因院改造項目以用雨洪管理的設計理念和方法緩解內澇問題。共設6處雨水花園，根據其高差關系，設置好各自的溢水口，以礫石溝或淺草溝連接，形成聯動調蓄作用。
4
植被緩沖帶
▲植被緩沖帶的定義：
植物緩沖帶指的是坡度平緩的植物區，經過植物阻攔及種植土的滲透作用，降低地表水流的流速，清除地表水的部分污染物。
▲植被緩沖帶發揮的作用及原理：
雨水經植被攔截及土壤下滲作用減緩地表徑流流速，并去除徑流中的部分污染物。
△植被緩沖帶坡度一般為 2%-6%，寬度不宜小于2 m。
▲植被緩沖帶的應用實例
1丨紐約州立大學石溪分校西蒙斯幾何物理中心
△采用植被緩沖帶截斷面源污染
2丨上海松江辰山植物園
3丨瀘溪天橋山
建設部產品目錄解讀
為了進一步促進海綿產業的進步，住建部在2015年和2016年分兩批發布了《海綿城市建設先進適用技術與產品》，分門別類列示了目前市面上已有的部分先進海綿技術和產品，引起了市場熱烈的反響，但是由于其中很多產品用到的組件和技術相對復雜。
為了便于讀者更清晰直觀的理解產品性能和用途，我們按性能不同對清單中列示的各類產品進行了分期分類解讀。生物滯留設施的具體分類和標識請詳見下面表格：
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