LID在住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

0 引言

當(dāng)前，構(gòu)建可持續(xù)的綠色雨水系統(tǒng)已成為城市發(fā)展和建設(shè)的必然要求。一些發(fā)達(dá)國(guó)家運(yùn)用結(jié)合自然生態(tài)系統(tǒng)的城市雨洪管理技術(shù)，如澳大利亞的WSUD（Water Sensitive Urban Design）、美國(guó)的LID（LowImpact Development）和綠色基礎(chǔ)設(shè)施GI（Green Infrastructure）、英國(guó)的SUDS（Sustainable Urban Draining Systems）為代表的雨洪管理系統(tǒng)[1]，都以可持續(xù)發(fā)展、結(jié)合自然的及多途徑來(lái)有效解決城市雨洪問(wèn)題，構(gòu)建良性的城市水循環(huán)系統(tǒng)和健康的生態(tài)環(huán)境為最高目標(biāo)。其中，低影響開(kāi)發(fā)（LID）技術(shù)成為我國(guó)海綿城市實(shí)現(xiàn)雨洪控制的有效手段和技術(shù)支撐。

近年北京、上海、天津、杭州、深圳和武漢等一些發(fā)達(dá)城市相繼開(kāi)展了LID技術(shù)應(yīng)用與示范，如深圳市光明新區(qū)、天津東麗湖萬(wàn)科生態(tài)住宅區(qū)和北京東方太陽(yáng)城等居住區(qū)的建設(shè)均是LID應(yīng)用的成功典范。本文重點(diǎn)通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外社區(qū)尺度中LID的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)住區(qū)規(guī)劃融入LID的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)流程、景觀規(guī)劃策略、景觀設(shè)施設(shè)計(jì)和實(shí)施保障措施，為海綿住區(qū)的建設(shè)提供借鑒。

1 基于LID的住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)流程

新西蘭是較早實(shí)施雨水管理的國(guó)家[2]，并且注重與景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)及生態(tài)學(xué)的結(jié)合，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐總結(jié)，將低影響開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的雨水處理設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)奧克蘭市政府制定的《低影響設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《GD-04指引文本》成為整個(gè)新西蘭的LID實(shí)施導(dǎo)則[3]。其中《GD-04指引文本》提出了LID在場(chǎng)地設(shè)計(jì)中的基本操作步驟和一般流程 （圖1）：①場(chǎng)地評(píng)估：包括生物物理評(píng)估和社會(huì)人文評(píng)估，在此基礎(chǔ)上確定場(chǎng)地潛在的開(kāi)發(fā)利用模式；②資源構(gòu)架：在場(chǎng)地分析及項(xiàng)目目標(biāo)確定基礎(chǔ)上，制定適宜的空間構(gòu)架，包括自然環(huán)境格局和開(kāi)發(fā)模式格局。自然環(huán)境格局是保護(hù)及優(yōu)化環(huán)境，表現(xiàn)為鏈接開(kāi)放空間、生態(tài)通道和改善修復(fù)后的自然環(huán)境，從而降低不適度的人為土地利用開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。開(kāi)發(fā)模式格局是基于場(chǎng)地的綜合價(jià)值和生態(tài)敏感度而設(shè)定的，從而引導(dǎo)土地的合理開(kāi)發(fā)利用，使重要的開(kāi)放空間、生態(tài)敏感區(qū)域或者生態(tài)交替邊緣區(qū)域保持生態(tài)平衡；③場(chǎng)地布局：即是基于LID的概念設(shè)計(jì)，在確定場(chǎng)地雨洪管理目標(biāo)后，基于水文分析，需從源頭至匯流處，全面考慮雨水的徑流，制定規(guī)劃策略，設(shè)計(jì)雨水控制措施，并進(jìn)行設(shè)計(jì)前后的雨洪管理模擬評(píng)價(jià)，從而進(jìn)一步修正設(shè)計(jì)方案。

但值得注意的是，區(qū)別于工業(yè)區(qū)、校園、公園等，住區(qū)是高密度的單體建筑集中地，與道路、停車(chē)場(chǎng)、硬質(zhì)活動(dòng)場(chǎng)地和綠地空間等要素緊湊布局，共同營(yíng)造宜居的居住環(huán)境。LID應(yīng)用于住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，既是有效應(yīng)對(duì)住區(qū)雨洪內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)的措施，又是水系景觀可持續(xù)利用的手段。在綜合分析住區(qū)各要素于雨洪管理中的作用后，將各種雨水設(shè)施與規(guī)劃設(shè)計(jì)整合于一體，實(shí)現(xiàn)住區(qū)雨洪管理景觀網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)是住區(qū)LID設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。因此，基于場(chǎng)地評(píng)估和資源構(gòu)架分析基礎(chǔ)上，住區(qū)LID景觀概念設(shè)計(jì)流程可進(jìn)一步細(xì)化（表1）。

圖1 LID的規(guī)劃設(shè)計(jì)流程[4]

圖2 美國(guó)HIGH POINT住區(qū)雨洪管理措施

表1 住區(qū)LID景觀概念設(shè)計(jì)流程

2 LID住區(qū)景觀規(guī)劃策略

雨洪管理景觀網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建應(yīng)盡量將雨水在集水面附近就地處理，以減輕盡端處理措施負(fù)荷。住區(qū)層級(jí)式景觀雨洪管理網(wǎng)絡(luò)便是基于這種思路，順應(yīng)雨水流向管理的一種模式（圖3），降雨的“滲、滯、蓄、排”流經(jīng)“單體居住建筑—附屬綠地—道路、停車(chē)場(chǎng)—住區(qū)集中式綠地”進(jìn)行層級(jí)式管理。從源頭開(kāi)始便實(shí)現(xiàn)雨水滲透，每一層級(jí)滲透設(shè)施盡可能最大限度地滯留入滲雨水，而溢出雨水量可通過(guò)植被淺溝和雨水花園的溢流管輸送至更高一層級(jí)的雨水設(shè)施系統(tǒng)，形成層級(jí)式景觀雨洪管理網(wǎng)絡(luò)[5]。

2.1 初級(jí)處理

首先是單體居住建筑的雨水收集，主要是結(jié)合屋頂綠化、立體綠化滲水收集雨水；其次是經(jīng)導(dǎo)流槽或雨水桶收集雨水，溢出部分經(jīng)建筑宅前綠地中雨水花園或植被淺溝過(guò)濾、滲透、吸收。

2.2 二級(jí)處理/傳輸過(guò)程處理

道路和停車(chē)場(chǎng)鋪設(shè)透水鋪裝，有效減少雨水徑流量，經(jīng)植草洼地、植被淺溝或雨水花園等多種LID凈化設(shè)施加強(qiáng)雨水滯留和處理能力，減少水質(zhì)的污染。

2.3 三級(jí)處理/盡端控制

社區(qū)公園、小區(qū)游園等住區(qū)中具有一定規(guī)模的綠地，既是重要的生態(tài)群落和公共活動(dòng)空間，社區(qū)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，又是雨水管理設(shè)施系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。結(jié)合地形高程變化，利用較低洼地，規(guī)劃設(shè)計(jì)濕地、湖泊等水體景觀，匯集和滲透雨水，并結(jié)合其他雨水收集與循環(huán)設(shè)施，有效地將收集的雨水優(yōu)先用于植物澆灌。

圖3 墨爾本Lynbrook Estate住區(qū)層級(jí)式雨洪管理[6]

3 住區(qū)雨洪管理景觀設(shè)施設(shè)計(jì)

基于層級(jí)式景觀雨洪管理網(wǎng)絡(luò)的三級(jí)處理模式，住區(qū)中主要采用的LID景觀設(shè)施有以下幾種。

3.1 屋頂綠化（初級(jí)處理）

屋頂綠化是由綠色植物、植物生長(zhǎng)基質(zhì)及防水結(jié)構(gòu)覆蓋的一種建筑屋頂形式，通常還包括阻隔層、排蓄水層和灌溉系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。屋頂綠化可以減少屋頂雨水徑流總量、增加屋頂雨水徑流延遲時(shí)間、降低徑流流速及凈化水質(zhì)的功能（圖4）。南寧市在全國(guó)率先出臺(tái)了海綿城市建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)，其中將種植屋面與排水溝構(gòu)造做法相結(jié)合（圖5）。在植物選擇上不宜選擇根系穿刺性強(qiáng)的植物種類(lèi)，不宜選擇速生喬灌木且高度不宜大于2.5m，距離邊墻不宜小于2m。植物荷重應(yīng)以生長(zhǎng)10年后的荷重估算。

屋頂?shù)挠晁ㄟ^(guò)屋頂花園的滲透，經(jīng)落水管的引導(dǎo)落入地面，為了減緩雨水落下對(duì)于地面的沖擊并且減小雨水的流速，在落水管的底部通常設(shè)置導(dǎo)流槽（圖6）、雨水桶或敞口式排水管。其中導(dǎo)流槽最為常用，是具有一定坡度的石板或混凝土板，使用時(shí)應(yīng)確保其具有一定的埋深避免被水沖走或下沉。導(dǎo)流槽引導(dǎo)雨水的流向，進(jìn)入下凹式綠地，如雨水花園，實(shí)現(xiàn)雨水的就地入滲，過(guò)量溢出雨水流入道路兩側(cè)的植被淺溝進(jìn)行入滲，最終流入蓄水池或進(jìn)入雨洪排水管道。

圖4 美國(guó)Maryland Housing Retrofit住區(qū)屋頂綠化

圖5 坡屋面屋頂綠化剖面圖[7]

圖6 美國(guó)HighPoint住區(qū)中應(yīng)用的導(dǎo)流槽圖

圖7 植被淺溝大樣圖[7]

3.2 植被淺溝和雨水花園（二級(jí)處理）

在層級(jí)式雨洪管理網(wǎng)絡(luò)的二級(jí)傳輸處理中，植被淺溝可謂是構(gòu)成了住區(qū)獨(dú)特的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它是在洼地溝渠中種植植被的一種雨水管理措施（圖7），一般通過(guò)重力流收集徑流雨水，從而達(dá)到減少雨水徑流總量、洪峰流量，增加徑流延遲時(shí)間，降低徑流流速。例如深圳光明新區(qū)[8]植被淺溝實(shí)施成效檢測(cè)中，在中雨、大雨和暴雨下，其對(duì)徑流總量和峰值流量的平均削減率分別為65.71%和57.69%；峰值延遲效應(yīng)顯著，平均延遲時(shí)間約18.86min，最長(zhǎng)可達(dá)36min。雨水在植被淺溝中經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、滲透、吸收及生物降解等共同作用下，實(shí)現(xiàn)徑流收集和去除污染的作用。植被淺溝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常沿著住宅區(qū)的主要道路設(shè)置于單側(cè)或兩側(cè)綠化帶上。收集、吸收和過(guò)濾來(lái)自道路和屋頂雨水過(guò)量溢流部分，最終流入更高層級(jí)的蓄水池或雨洪管道系統(tǒng)（圖8）。

雨水花園（圖9、10）是住區(qū)核心的LID設(shè)施，通常規(guī)劃于住區(qū)庭院綠地地勢(shì)最低處。做法一般是由于邊緣兩側(cè)因承接地表徑流的雨水，故而種植耐沖刷的水生植物，在中部低洼地可種植大量濕生植物（圖11）。流經(jīng)雨水可通過(guò)自然水文的作用，滲透、過(guò)濾等實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水截流，同時(shí)在匯入蓄水池前可以使其自身的污染物降低30%[9-11]。

圖8 美國(guó)HighPoint住區(qū)中植被淺溝

圖9 美國(guó)HighPoint住區(qū)中雨水花園

圖10 美國(guó)Daybreak community住區(qū)中雨水花園[12]

圖11 雨水花園剖面示意圖[7]

3.3 透水性鋪裝（二級(jí)處理）

透水性鋪裝材料是LID設(shè)施中最為普遍的，可以有效減少雨水徑流量，減輕城市排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，并過(guò)濾雨水中的污染物，補(bǔ)給地下水。對(duì)比不透水性鋪裝雖其耐久度低且造價(jià)較高，但從其帶來(lái)的長(zhǎng)期利益看還是十分可觀的。例如深圳光明新區(qū)與傳統(tǒng)不透水瀝青道路相比，透水瀝青道路徑流中的SS、COD、MH3-N、NO3-N、TN和TP等污染物質(zhì)濃度分別降低了94.76%、83.84%、70.59%、33.33%、50%和65.96%，同時(shí)徑流總量和峰值流量的降低率可達(dá)87.45%和92.22%[12]。當(dāng)然在不影響通行和停車(chē)的情況下，減少鋪地面積同樣是個(gè)有效的方法，如可通過(guò)減少道路長(zhǎng)度，或在道路中間增加種植來(lái)實(shí)現(xiàn)（圖12）。

當(dāng)住區(qū)內(nèi)道路、停車(chē)場(chǎng)地等雨水徑流污染較為嚴(yán)重時(shí)，不適宜采用雨水回用方式，通過(guò)設(shè)置植被淺溝和雨水花園等多種LID雨水管理設(shè)施和滲排一體式雨水管道系統(tǒng)，將雨水經(jīng)植被土壤凈化、過(guò)濾后由多孔集水管收集進(jìn)入雨水管道系統(tǒng)，污染嚴(yán)重時(shí)也可以通過(guò)溢流管排入雨水管道系統(tǒng)進(jìn)行再次滲透（圖13）。

3.4 濕塘式蓄水池（三級(jí)處理）

蓄水池有很大的蓄水能力，住區(qū)中可設(shè)計(jì)為開(kāi)放的水塘、濕地，具有良好滯洪、儲(chǔ)存、凈化等功能，并可用于蓄水灌溉、保存凈化水源。典型構(gòu)造見(jiàn)圖14，一般包括進(jìn)水口、前置塘、主塘、溢流出水口、護(hù)坡駁岸等構(gòu)成。其中前置塘其池底為混凝土或塊石結(jié)構(gòu)，便于清淤。主塘一般包括常水位以下的永久容積和儲(chǔ)存容積，永久容積水深一般為0.8～2.5m；儲(chǔ)存容積一般根據(jù)規(guī)劃提出的“單位面積控制容積”確定。主塘與前置塘間宜設(shè)置水生植物區(qū)，主塘駁岸宜為生態(tài)駁岸，邊坡坡度不宜大于1:6。

住區(qū)的雨水流經(jīng)屋頂、道路、廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、庭院綠地等不同的LID設(shè)施后，通過(guò)植被淺溝、雨水花園的引導(dǎo)和輸送，匯入濕塘式蓄水池中，再凈化和處理后流入最近河流湖泊中。如High Point住區(qū)中，來(lái)自道路和屋頂?shù)挠晁ㄟ^(guò)匯水線的引導(dǎo)，最終匯流于居住區(qū)北部的池塘公園中，池塘最深可達(dá)4.7m，可容納27 123m3的水量（圖15）。雨水通過(guò)沉淀、過(guò)濾、滲透后流向朗費(fèi)羅河流域，保護(hù)了河流的生態(tài)平衡和生物棲息地。

圖12 美國(guó)Daybreak community住區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)道路

圖13 LID透水性鋪裝及雨水花園停車(chē)場(chǎng)

4 住區(qū)中LID實(shí)施保障策略

LID理念在住區(qū)中得以實(shí)現(xiàn)，除了要有合理的規(guī)劃方案和創(chuàng)新有效的LID技術(shù)措施外，政府對(duì)LID理念的支持和推行，資金財(cái)政對(duì)LID建設(shè)的保障和住區(qū)居民的認(rèn)可及對(duì)建設(shè)后維護(hù)管理也是必不可少的。美國(guó)High Point住區(qū)從規(guī)劃、資金保障、政策保障、建設(shè)實(shí)施等多方面來(lái)保障LID的實(shí)施（圖16）。其中，居民在重建High Point的過(guò)程中起到舉足輕重的作用。在規(guī)劃前政府及規(guī)劃師征詢(xún)居民對(duì)重建理想家園設(shè)想，成立居民設(shè)計(jì)委員會(huì)，參與重建住區(qū)規(guī)劃。對(duì)于住區(qū)及LID設(shè)施建成后的維護(hù)管理，采取廣泛宣傳普及LID理念及社區(qū)教育（圖17），并出版宣傳保護(hù)手冊(cè)（圖18），調(diào)動(dòng)全體High Point住區(qū)居民參與維護(hù)管理自己家園。

5 結(jié)語(yǔ)

低影響開(kāi)發(fā)作為一種自然開(kāi)放式的雨水利用方式，具有景觀化和成本低的特性。歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，在我國(guó)建設(shè)“海綿城市”的過(guò)程中，低影響開(kāi)發(fā)正處于積極探索與實(shí)踐階段，急需出臺(tái)適應(yīng)于不同自然條件的地方設(shè)計(jì)規(guī)范或?qū)t指導(dǎo)LID的實(shí)施。當(dāng)然公眾特別是居民們對(duì)LID應(yīng)用的認(rèn)可及積極參與更是LID得以有效實(shí)施的“軟性保障”，而規(guī)范的法律法規(guī)制度是其得以實(shí)施的堅(jiān)實(shí)“剛性保障”系統(tǒng)。

圖14 濕塘典型構(gòu)造示意圖[7]

圖15 美國(guó)HighPoint住區(qū)中水池公園（蓄水池）

圖16 美國(guó)High Point住區(qū)LID措施實(shí)施保障體系

圖17 美國(guó)High Point住區(qū)居民參與住區(qū)重建討論

[1]車(chē)生泉,謝長(zhǎng)坤,陳丹,等.海綿城市理論與技術(shù)發(fā)展沿革及構(gòu)建途徑[J].中國(guó)園林,2015, 31（6）:11-15.

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[5]劉頌,章亭亭.西方國(guó)家可持續(xù)雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)展及啟示[J].中國(guó)園林,2010,26（8）:44-48.

[6]Water-sensitive-urban-design[EB/OL].[2016/3/20]. http://lynbrook.org.au/wp-content/uploads/2012/10/Watersensitive-urban-design.pdf.

[7]《南寧市海綿城市建設(shè)技術(shù)——低影響開(kāi)發(fā)雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖集（試行）》[S].南寧市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì).2015.5.

[8]楊波,李書(shū)娟,海莉·安·沃,等.為提升雨水質(zhì)量而設(shè)計(jì)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施:美國(guó)西部黎明社區(qū)[J].景觀設(shè)計(jì)學(xué),2015（4）.

[9]王沛永,張新鑫.美國(guó)High Point住宅區(qū)低影響土地開(kāi)發(fā)（LID）技術(shù)應(yīng)用的案例研究[C]// 中國(guó)風(fēng)景園林學(xué)會(huì)2011年會(huì)論文集（下冊(cè)）.2011.

[10]High Point Community Landscape Maintenance Guidelines[EB/OL].[2016.3.12]. http://www.svrdesign.com/publications/

[11]High Point Community Site Drainage Tech nical Standards[EB/OL].[2016.3.10]. http://www.svrdesign.com/publications/

[12]許萍,司帥,張建強(qiáng),等.深圳光明新區(qū)透水瀝青道路與滯留帶對(duì)徑流水質(zhì)水量控制效果研究[J].給水排水,2015（11）:64-69.

Application of LID in Planning & Design of Residential District

■ 劉 頌 Liu Song 劉 蕾 Liu Lei

基于社區(qū)尺度，通過(guò)對(duì)美國(guó)、澳大利亞、新西蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家住區(qū)LID的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及國(guó)內(nèi)城市住區(qū)LID的應(yīng)用實(shí)踐，總結(jié)了住區(qū)規(guī)劃中融入LID理念的規(guī)劃設(shè)計(jì)流程、規(guī)劃策略、LID景觀設(shè)施設(shè)計(jì)及實(shí)施保障策略，為海綿住區(qū)的建設(shè)提供借鑒。

低影響開(kāi)發(fā)（LID）; 雨洪管理； LID景觀設(shè)施；LID實(shí)施保障策略

On the basis of community dimension and through LID practical experience and application of LID in Chinese urban communities, the paper summarized planning and design process for integrating LID idea into residential district, planning scheme, LID landscape facility design and implementation guarantee strategy so as to provide reference for construction of sponge residential districts.

low influence development (LID), rain and flood management, LID landscape facilities, LID implementation guarantee strategy

2016-04-02）

圖18 美國(guó)High Point住區(qū)管理維護(hù)手冊(cè)

國(guó)家自然科學(xué)基金資助（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：51378364）；高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主與開(kāi)放課題。

劉頌，博士，同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院景觀學(xué)系、高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授，博士生導(dǎo)師；劉蕾，同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院在讀博士生。