文·圖 ◎ 劉波 季翔

小型花園生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工
——以荷蘭 NITA 設(shè)計(jì)集團(tuán)中國(guó)總部生態(tài)花園為例

文·圖 ◎ 劉波 季翔

真正意義上的雨水收集形成于 20 世紀(jì)90 年代，在美國(guó)馬里蘭州的喬治王子郡（Prince George'sCounty），一名地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商在建住宅區(qū)的時(shí)候有了一個(gè)新的想法，就是希望用一個(gè)生態(tài)滯留與吸收雨水的場(chǎng)地來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雨洪最優(yōu)管理系統(tǒng)（BMPs）。在該郡環(huán)境資源部的協(xié)助下，最終使雨水花園在薩默塞特地區(qū)被廣泛地建造使用。該區(qū)每一棟住宅都配建有30～40平方米的雨水收集場(chǎng)地。它的建造被證明是高效而又節(jié)約的。建成后對(duì)其進(jìn)行了數(shù)年的追蹤監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示雨水花園平均減少了 75%～80%地面雨水徑流量。此后，雨水收集的理念在世界各地被廣泛運(yùn)用。

生態(tài)雨水收集系統(tǒng)能夠有效地去除徑流中的懸浮顆粒、有機(jī)污染物、重金屬離子以及病原體等有害物質(zhì)；通過(guò)合理的植物配置，凈化水體中的有害物質(zhì)；通過(guò)植物的蒸騰作用調(diào)節(jié)環(huán)境中空氣的濕度與溫度，改善小氣候環(huán)境；建造成本較低，且維護(hù)與管理簡(jiǎn)單；與傳統(tǒng)的景觀相比，能夠給人以新的景觀感知與視覺(jué)感受。中國(guó)的雨水利用基本處于探索與研究階段，主要運(yùn)用于大型市政示范工程和部分建筑屋面。如何將這個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)融入到100 平方米以下的花園中，在國(guó)內(nèi)案例少之又少。在小型雨水花園中最難的應(yīng)該是雨水過(guò)濾，因?yàn)榛▓@的面積小，所以這個(gè)生態(tài)水池不會(huì)很大，如何合理地設(shè)計(jì)過(guò)濾結(jié)構(gòu)是整個(gè)生態(tài)水池的關(guān)鍵?；谶@種現(xiàn)實(shí)狀況，荷蘭 NITA 設(shè)計(jì)集團(tuán)作為行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，承擔(dān)起推廣和實(shí)踐新型雨水收集系統(tǒng)的任務(wù)，在中國(guó)總部的花園設(shè)計(jì)和施工中進(jìn)行了有益的嘗試。

生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的組成和施工

蓄水系統(tǒng)、凈水系統(tǒng)、回用系統(tǒng)是組成生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的三大要素。從荷蘭NITA設(shè)計(jì)集團(tuán)中國(guó)總部自行設(shè)計(jì)的成功案例，來(lái)了解小型生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)成和施工要點(diǎn)。

蓄水系統(tǒng) 在花園所有種植區(qū)域以及透水路面以下50厘米的深度敷設(shè)軟式透水管（圖1）。下雨時(shí)，雨水通過(guò)土壤以及透水路面向下滲透，由于滲透壓力的不同，大部分的雨水會(huì)滲透到就近的軟式透水管中，軟式透水管能有效地將泥土與雨水分離，再將收集來(lái)的雨水匯集到指定的雨水收集井中，得到雜質(zhì)較少的雨水。不僅如此，軟式透水管的敷設(shè)能夠收集所需要的雨水外，也是整個(gè)花園汛期的排水系統(tǒng)?？紤]到上海氣候濕潤(rùn)，雨水豐富，故在收集蓄水池時(shí)，在設(shè)計(jì)常水位以上設(shè)置了溢水口，讓多余的雨水自動(dòng)排入市政雨水管網(wǎng)，保證雨水較豐富的時(shí)候不會(huì)溢出。

凈水系統(tǒng) 凈水系統(tǒng)的特點(diǎn)是一個(gè)無(wú)污染、無(wú)能耗、多元化的緩慢過(guò)程。凈水系統(tǒng)的組成由物理凈水系統(tǒng)和生物凈水系統(tǒng)所組成。

1. 物理凈水系統(tǒng)的構(gòu)造（圖2）

（1）礦石過(guò)濾層：通過(guò)鋪設(shè)麥飯石、納米珠、火山巖，過(guò)濾水中不同的雜質(zhì)元素。

麥飯石：用當(dāng)今先進(jìn)的生物技術(shù)精細(xì)加工而成。該產(chǎn)品能釋放出多種對(duì)人體有益的微量元素并會(huì)吸附水中有害重金屬離子以及放射性元素和有機(jī)污染物，凈化飲用水質(zhì)。

納米珠：含多種礦物質(zhì)、微量元素，可快速吸附水中氨離子、亞硝酸，去除有毒物質(zhì)之功能，并可穩(wěn)定 PH 值，平衡營(yíng)養(yǎng)水，具有強(qiáng)力凈化水質(zhì)之功能，也可以吸附硝化細(xì)菌凈化水質(zhì)。

火山巖具有活水、穩(wěn)水、吸附、硝化細(xì)菌培養(yǎng)的作用。

活水：火山巖可以使水中的離子活躍（主要是增加了氧離子的含量），并且可以輕微釋放a射線和紅外線。

穩(wěn)水：這里又包含了兩個(gè)部分，一方面PH的穩(wěn)定，它可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)過(guò)于酸或者過(guò)于堿的水自動(dòng)調(diào)整到接近中性；另一方面礦物質(zhì)含量的穩(wěn)定，火山石有釋放礦物質(zhì)元素和吸收礦物質(zhì)元素的雙重特性，當(dāng)過(guò)少或過(guò)多的時(shí)候，它的釋放和吸附作用就會(huì)產(chǎn)生。

吸附：火山巖具有多孔，表面積大的特點(diǎn)，可以吸附水中的有害細(xì)菌和對(duì)生物體產(chǎn)生影響的重金屬離子如鉻、砷等，甚至包括一些水中殘留的氯。

硝化細(xì)菌的培養(yǎng)：火山巖的高表面積同樣是培養(yǎng)水中硝化細(xì)菌的良好溫床，并且其表面是正電荷有利于微生物固著生長(zhǎng)，親水性強(qiáng)。

（2）土壤層：為栽植水生植物提供必要條件。

（3）無(wú)織布（隔絕層）：用透水布料將碎石層與土壤層分隔。水可以通過(guò)隔絕層滲透至碎石層，并排入下一個(gè)濾水池。

（4）碎石過(guò)濾層：為池底管材以外的區(qū)域填充，并且過(guò)濾大顆粒雜質(zhì)。是整個(gè)生態(tài)水池的結(jié)構(gòu)層、濾水層。

在物理凈水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者不希望收集來(lái)的雨水只通過(guò)水池表面徑流產(chǎn)生的過(guò)濾效果來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)凈水系統(tǒng)的周期運(yùn)轉(zhuǎn)，更希望雨水在表面徑流的同時(shí)不通過(guò)任何外界能源幫助的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)垂直徑流，通過(guò)垂直徑流的雨水穿過(guò)不同的媒介，產(chǎn)生不同的凈化效果。因此，如圖3所示，通過(guò)碎石網(wǎng)使水面不斷抬高來(lái)控制水面高度，使水體在凈化系統(tǒng)中有一個(gè)復(fù)雜的徑流過(guò)程，從而產(chǎn)生更好的凈化效果。

2. 生物凈水系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)水生植物和益生菌的培養(yǎng)，制造出可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境。水生植物對(duì)水體有著多元化的凈化作用。首先，水生植物根系發(fā)達(dá)，利于吸收水中的有害物質(zhì)，特別是對(duì)于凈化富營(yíng)養(yǎng)化的水體有著明顯的效果。其次，水生植物能有效地吸附水體中的重金屬及懸浮顆粒物，凈化水質(zhì)。第三，水生植物的光合作用，為水體提供充足的養(yǎng)分，為生物的生存提供有利的環(huán)境。

池體表面的礦石過(guò)濾層不但可以過(guò)濾水中的雜質(zhì)，而且也為水中的有益菌提供了有效的生存環(huán)境。有益菌的生長(zhǎng)，有效地抑制了水體富營(yíng)養(yǎng)化的過(guò)程，保證水體的清澈。

3. 回用系統(tǒng)

凈水系統(tǒng)的體量大小完全取決于生態(tài)凈水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的。荷蘭NITA設(shè)計(jì)集團(tuán)中國(guó)總部生態(tài)凈水系統(tǒng)的目的在于為花園景觀水池補(bǔ)水。因?yàn)樵O(shè)計(jì)景觀水池水容積為5立方米，所以設(shè)計(jì)的生態(tài)凈水池水容積也應(yīng)該與景觀水池水容積相接近。如果生態(tài)凈水池太小，一次無(wú)法滿足景觀水池完全換水的水量；如果生態(tài)凈水池太大，有部分凈化過(guò)的雨水殘留在生態(tài)池中，起不到循環(huán)作用，容易使整個(gè)生態(tài)池的水質(zhì)受到影響。通過(guò)生態(tài)凈水系統(tǒng)14天為一個(gè)周期的凈化過(guò)程，為景觀水池補(bǔ)水提供充分的生態(tài)水資源。

結(jié)論

小型生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是一個(gè)目的明確、成本低廉、功能齊全且可持續(xù)的專項(xiàng)設(shè)計(jì)，是未來(lái)庭院景觀、辦公空間景觀、小型設(shè)計(jì)綠地景觀的主要景觀設(shè)計(jì)元素之一，也是未來(lái)城市生態(tài)發(fā)展的方向。通過(guò)對(duì)小空間的生態(tài)景觀設(shè)計(jì)，逐步滲透到景觀設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，成為未來(lái)打造綠色生態(tài)城市的重要元素。