于東飛

喬 木

1 ASLA雨水景觀項目由局部到整體的演進分析

自2005年“12 000人工廠的生態(tài)停車場設(shè)計”(12 000 Factory Workers Meet Ecology in the Parking Lot)獲獎以來，ASLA(美國風景園林師協(xié)會American Society of Landscape Architects的簡稱)雨水景觀獲獎項目逐年增多，根據(jù)洪泉、唐慧超的統(tǒng)計，2005—2010年的5年間與雨水景觀相關(guān)的ASLA獲獎項目為8項[1]。此后，2011—2016年的6年間增長為26項，其中，主要為解決雨水利用和雨洪問題的11項(表1)，完成主要設(shè)計目標后兼顧雨水景觀的15項。分析可見，城市雨水景觀設(shè)計經(jīng)歷了由“局部雨水景觀設(shè)計與分流管理”向 “整體性雨水景觀規(guī)劃”發(fā)展的歷程，反映出人們對城市雨水生態(tài)化管理的認識趨向。

1.1 局部雨水景觀設(shè)計與分流管理意識

1.1.1 疏導分流類設(shè)計案例

第12大道綠色街道(SW 12thAvenue Green Street Project)、西斯基尤綠色大道(NE Siskiyou Green Street)、蒙哥馬利綠色街道(SW Montgomery Green Street Connecting the West Hills to the Willamette River)等ASLA雨水景觀獲獎項目表明，通過景觀設(shè)計對雨水徑流進行疏導分流的做法，已在歐美城市街道景觀設(shè)計中得到廣泛應用。流量測試表明，第12大道這一雨水景觀系統(tǒng)，管理了街道740多m2上幾乎所有的年徑流量，約680多m3，能夠有效減少25年一遇暴雨徑流量的70%[2]，減少了城市暴雨的危害。

波士頓雨水管理項目同時兼顧了景觀和實用效果，其設(shè)計或借助自然地勢，或利用建筑場地建造植物種植池、種植帶和景觀洼地，截留雨水徑流面上一定比例的雨水，減小城市排水管道的壓力[3]。這些雨水景觀案例的細節(jié)把控都已十分到位，很多實際案例甚至給出了詳細的設(shè)計尺寸和構(gòu)造做法，并且取得了一定的雨水量化管理評價成果。

1.1.2 滯留回補類設(shè)計案例

ASLA雨水景觀獲獎項目中的滯留回補類案例，常見于營造景色優(yōu)美的小型庭院或建筑外環(huán)境，設(shè)計往往建有可匯集雨水的池塘或集水池，不但用于滯留暴雨造成的雨水徑流，也用來應對干旱少雨季節(jié)或地區(qū)的補水灌溉，美國布魯克林綠洲花園、比爾和梅林達·蓋茨基金校園庭院、科羅拉多州DBX農(nóng)莊設(shè)計、加利福尼亞州卡梅爾節(jié)水詩意住宅等，都可歸屬于此類設(shè)計。

紐約市布魯克林植物園游客中心(Brooklyn Botanic Garden Visitors Center)，作為城市與自然之間的過渡區(qū)域，通過綠色屋頂、雨水通道、生態(tài)滲透洼地和特色雨水花園及終端花園池塘組成的系列雨水景觀體系，在1.21hm2(3英畝)的場地上形成了一個雨水滯留和滲透回補地下水的生態(tài)網(wǎng)絡，并最終將場地多余的雨水引導收集在花園池塘中(圖1)。這不僅為城市營造了一片愜意的視覺景觀，更構(gòu)筑了一處了解生態(tài)設(shè)計的絕佳場所[4]。

1.1.3 重現(xiàn)生態(tài)循環(huán)類設(shè)計案例

與12 000人工廠生態(tài)停車場一樣，2014年的美國塞勒姆州立大學沼澤濕地走廊(Salem State University-Marsh Hall)也是通過雨水景觀設(shè)計，引導場地多余雨水徑流參與到周邊河湖、沼澤等自然循環(huán)系統(tǒng)的案例。

塞勒姆州立大學沼澤濕地走廊項目，通過長約55m的直線型生態(tài)植草溝，以及2個庭院3 800m2的傾斜草坪和平臺廣場設(shè)計，解決了場地作為工業(yè)用地而被破壞了的土壤生態(tài)質(zhì)量和生態(tài)排水問題(圖2)。場地暴雨測試表明，就算水面高過傾斜草坪50cm，1h后也可以完全消退到生態(tài)植草溝中，并在這里過濾掉淤泥和污染物后滲入地面，無法滲透的部分則緩慢流入校園南部的沼澤濕地，參與到自然水系的循環(huán)過程之中[5]。

1.2 整體性雨水景觀規(guī)劃設(shè)計思想

1.2.1 區(qū)域雨水景觀層級設(shè)施觀念的出現(xiàn)

2014年獲得ASLA獎項的俄勒岡州波特蘭市Zidell Yards 街區(qū)規(guī)模綠色基礎(chǔ)設(shè)施方案(Zidell Yards District-Scale Green Infrastructure Scenarios)，提出了3個場景方案(圖3)。

圖1 布魯克林植物園游客中心雨水管理示意(引自ASLA官網(wǎng))

圖2 塞勒姆州立大學沼澤濕地走廊(引自ASLA官網(wǎng))

1)彌散+嵌入的方案(Diffuse+Embedded)，通過場地平均分布的綠色基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡式整合技術(shù)將暴雨雨水管理最大化。這些設(shè)施包括生態(tài)屋頂、滲透性鋪面和“彌散+嵌入”式小型綠植網(wǎng)絡系統(tǒng)，各小型綠植設(shè)計占地約2英畝(0.81hm2)，深約6英寸(15.24cm)，這一綠色基礎(chǔ)設(shè)施的分散運用，將確保未來每棟建筑都能與原有系統(tǒng)布局相融合，營造統(tǒng)一的定位和場所感。并催生出許多次級分散效益，如豐富的綠植洼地、更大容量的存儲面積、水體二次利用等[6]。

2)聚集+突顯的方案(Clustered+Distinct)，通過暴雨雨水次級區(qū)域或者住區(qū)范圍的管理，對集中式和分布式的系統(tǒng)進行整合。方案采用的暴雨雨水種植池設(shè)計占地約1.9英畝(0.77hm2)，深約12英寸(30.48cm)。這一管理技術(shù)針對建筑群落特別定制，進而營造了與眾不同的管理區(qū)域[6]。

3)中心+集中的方案(Central+Focused)，暴雨雨水通過開放的溝渠網(wǎng)絡導入?yún)^(qū)域規(guī)模的大型集中式設(shè)施。建筑物和路面區(qū)域的暴雨雨水在進入大型集中式設(shè)施處理和過濾之前，先在次級集水區(qū)進行收集。大型雨水設(shè)施占地約1.5英畝(0.61hm2)，深約24英寸(60.96cm)，采用幾何種植池形式整合進附近的廣場空間。較大暴雨發(fā)生時，泛濫的雨水通過一系列水堰進行徑流排放，從陸地流入威拉米特河[6]。

表1 ASLA雨水景觀規(guī)劃設(shè)計獲獎項目(2011—2016年)

1.2.2 城市整體雨水景觀規(guī)劃設(shè)計的構(gòu)想[7]

2011年7月2日的一場暴雨，使哥本哈根城區(qū)的大部分地區(qū)被1m深的洪水淹沒，因此造成的經(jīng)濟損失高達10億美元。2014年暴雨再次襲擊哥本哈根，名為哥本哈根暴雨方案(The Copenhagen Cloudburst Formula:A Strategic Process for Planning and Designing Blue-Green Interventions)的城市雨水景觀規(guī)劃項目因此啟動。

規(guī)劃選擇了市中心一塊占地10km2，具有極大潛在洪水風險的流域，研究建設(shè)低技術(shù)含量、高效率的雨水景觀示范區(qū)，從整個城市尺度上綜合考慮了防洪、雨水利用、交通乃至經(jīng)濟要素。其規(guī)劃的具體創(chuàng)造性措施包括以下5個層面。

1)剖析城市雨水管理的嚴重問題。

由于大量設(shè)備已經(jīng)占據(jù)了地下空間，諸如地下水庫一類古老的排水措施已不可能在城市中實現(xiàn)，而傳統(tǒng)的管道系統(tǒng)又無法承受難以預測的極端天氣帶來的排水壓力。即使不采取任何措施，哥本哈根市每年應對暴雨災害的花費也將高達6 000萬～9 000萬美元。而公園則能讓相鄰的房產(chǎn)增值10%～15%，既能增加經(jīng)濟收入，又能減緩暴雨災害。

2)建立整體生態(tài)愿景。

由于洪水往往不會波及河流的上游地區(qū)，因而暴雨解決措施也往往被其居民所忽視。然而，河流的上下游之間其實并沒有邊界，人們必須放下管轄區(qū)域的行政概念，整體考慮自然、城市與休閑娛樂空間，建立跨區(qū)域的共同愿景。

3)建立大型水文模型。

各行政區(qū)將其領(lǐng)域劃分為不同的暴雨集水區(qū)，通過建立包括地理信息系統(tǒng)、地表水、污水系統(tǒng)、地貌特征、風險評估在內(nèi)的大型水文模型來確定出脆弱區(qū)域(圖4)。評估不同暴雨影響區(qū)域的經(jīng)濟、土地開發(fā)影響情況。

4)建立重點示范區(qū)。

針對街道、公園和廣場等城市常見空間模式，基于全面場地分析及前人經(jīng)驗總結(jié)，針對街道、公園和廣場等常見空間模式，規(guī)劃方案給出了被稱為暴雨工具箱(Cloudburst Tool Box)的8種介入手段，整合水利工程(灰色)和城市生態(tài)工程(藍綠)，以減緩災害，將策略性的規(guī)劃方案轉(zhuǎn)化為以人為尺度的體驗空間，并為其他城市區(qū)域提供范例。

5)與傳統(tǒng)設(shè)計相輔相成。

所有的設(shè)計都考慮以當?shù)鼐唧w情況為依據(jù)，與現(xiàn)存地下基礎(chǔ)設(shè)施融為一體，綜合利用。

2 基于ASLA獲獎項目的雨水景觀規(guī)劃目標與作用分析

2.1 從局部雨水生態(tài)優(yōu)化走向整體性生態(tài)服務系統(tǒng)構(gòu)建

梳理歷年獲獎作品，清晰可見城市雨水景觀的研究，經(jīng)歷了由“一個建筑項目、一條綠色街道或一處城市公園”的雨水生態(tài)優(yōu)化考慮，到跨越幾條街道、幾個街區(qū)的區(qū)域性雨水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建的發(fā)展過程，并在新技術(shù)以及城市新的發(fā)展需求和生態(tài)要求等因素影響下，展開了雨水景觀的整體性規(guī)劃研究。

2.2 從關(guān)注工程技術(shù)走向雨水景觀規(guī)劃

根據(jù)表1的分析，自2005年ASLA首次評選出雨水景觀獲獎項目以來的八九年間，相關(guān)研究與實踐一直徘徊在分散式雨水景觀設(shè)計及技術(shù)處理層面。雖然早在2011年，獲得ASLA溝通交流類獎項的《低影響開發(fā)：城市地區(qū)設(shè)計手冊》(Low Impact Development: A Design Manual for Urban Areas)已經(jīng)明確指出：低影響開發(fā)的缺點是BMPs(最佳管理實踐)的部署基于場地的設(shè)施是孤立的，更多關(guān)注的是工程技術(shù)而不是規(guī)劃以及整體生態(tài)服務系統(tǒng)。然而，卻沒能推動相關(guān)實踐與研究的發(fā)展。

直到2014年，俄勒岡州波特蘭市Zidell Yards街區(qū)規(guī)模綠色基礎(chǔ)設(shè)施方案，才在街區(qū)的層面上，提出了根據(jù)匯水區(qū)域的大小進行雨水分層管理的“3個場景方案”，并最終都被整合進場地綠色基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)設(shè)計方案之中。規(guī)劃方案表明：雨水景觀層級設(shè)計觀念開始出現(xiàn)，其分散嵌入、聚集以及中心式雨水景觀設(shè)計方案的提出與整合，具有了雨水匯集點隨匯水區(qū)域擴大而增大的意識。

特別值得關(guān)注的是，2016年哥本哈根暴雨方案的整體性生態(tài)雨水規(guī)劃管理思路。方案詳細的成本效益分析報告表明，以高比例藍綠策略和低比例市政管道改造組合而成的規(guī)劃方案，相較于傳統(tǒng)管道系統(tǒng)節(jié)省近50%的花費。由此形成的彈性城市生態(tài)水景觀，將為打造活力十足的公共空間提供平臺，對城市經(jīng)濟持久發(fā)展、生活質(zhì)量提高，以及城市健康繁榮等產(chǎn)生社會和文化兩方面的巨大影響，投資價值更高。

2.3 從傳統(tǒng)景觀設(shè)計走向信息技術(shù)的集成運用與探索

分析可見，波特蘭Zidell Yards街區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的雨水景觀設(shè)計方案，已經(jīng)突破了“一個建筑、一條街道或一處公園”等局部優(yōu)化的局面，開始整體考慮建筑群落或住區(qū)范圍的雨水管理。并探索了街區(qū)之間建設(shè)較大規(guī)模城市公園、綠地的基本依據(jù)和尺度。那些超大面積和尺度的綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，目標不僅在于提升視覺效果，還被期望用于強化雨水景觀價值，突出城市空間的生態(tài)功能和人性化體驗。

圖3 波特蘭市Zidell Yards街區(qū)3個雨水管理場景方案(引自ASLA官網(wǎng))

哥本哈根城市雨水景觀規(guī)劃已經(jīng)將地理信息系統(tǒng)、大型水文模型等新技術(shù)、新手段應用于實際規(guī)劃項目中，推動了整體性雨水景觀規(guī)劃管理的新實踐。這一方案或?qū)⒊蔀槌鞘杏晁坝^整體性規(guī)劃設(shè)計研究及實踐的標志。但該項目中大型集中式雨水基礎(chǔ)設(shè)施及各次級集水區(qū)的設(shè)立，并非依據(jù)精確合理的計算而給出其具體的建設(shè)位置及尺度面積，整體城市雨水景觀規(guī)劃設(shè)計的探索仍在路上。

3 我國整體性城市雨水景觀規(guī)劃方向的探索

我國海綿城市建設(shè)，從國家層面通過制定綱領(lǐng)性和指導性文件，編制規(guī)范和標準等措施，給予了良好的政策支持。但在實際工程建設(shè)層面，更多以借鑒和學習國外取得良好效益的建成項目為主，尚未注意到極端暴雨天氣及城市排水系統(tǒng)更新滯后帶來的雨水景觀發(fā)展新動向；在學術(shù)研究層面，分析可見，遵循自然水紋過程的整體性雨水景觀規(guī)劃設(shè)計思考，與ASLA獲獎項目基本同步展開，目前也處在初步探索過程中。

3.1 基于GIS技術(shù)的完整“雨水鏈”構(gòu)建方法

事實上，無論對哪一個國家來說，近年由氣候變化引起的極端天氣狀況，都已不再是一個可以逃避和忽視的話題，因此整體城市雨水景觀規(guī)劃設(shè)計的探索不可避免。

我國古人“疆理土地，必遺川澤之分”“棄其地以為水委”等頗具智慧的理水思想，至今仍不無可取之處。但現(xiàn)代城市卻不能放任也無處放任雨水的運動軌跡，這似乎已令跨區(qū)域雨水管理的愿景陷入困局。

然而，大數(shù)據(jù)時代的來臨，使大量數(shù)據(jù)的快速分析變得真實可行，其分析過程的可視化更有助于相關(guān)研究做出預測性分析。對此，基于GIS技術(shù)的西安城市雨水景觀規(guī)劃設(shè)計已經(jīng)進行了初步探索[8]。

研究表明，整體城市雨水景觀體系的建設(shè)，可利用GIS技術(shù)對城市地形數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)高程分布形成可視化的匯水路徑圖、匯水分區(qū)圖，而后，可在此基礎(chǔ)上，依據(jù)降水量將城市劃分成若干“匯水小區(qū)”(圖5)。進而根據(jù)降水量和匯水小區(qū)的面積，研究構(gòu)建藉由“匯水路線”聯(lián)系溝通各匯水小區(qū)中的“匯水點”“匯水面”，引導雨水徑流在城市表面由高到低完成滯留、滲透、匯聚的過程，并最終流入河湖水系，形成完整的城市“雨水鏈”景觀。從而使城市雨水景觀設(shè)計突破行政轄區(qū)的約束，構(gòu)建跨區(qū)域管理模式和愿景。

圖4 基于數(shù)字技術(shù)的哥本哈根雨水路徑、集水區(qū)域分析(引自ASLA官網(wǎng))

圖5 西安杜陵湖地區(qū)部分區(qū)域GIS匯水路線分析[8]

3.2 基于參數(shù)化設(shè)計的“雨足跡”模擬方法

對城市地形進行大數(shù)據(jù)分析，不僅可以使匯水路徑、匯水地點和匯水分區(qū)清晰可視，還可進一步做出有效的預測性分析。而參數(shù)化設(shè)計思想的出現(xiàn)，將會使這種可視化和預測性分析更加真實可靠。

利用Rhino參數(shù)化設(shè)計軟件可以模擬城市地形上的水文過程，較為直觀地重現(xiàn)雨水承接面和落雨過程，還原自然雨水軌跡。2015年許乙青等以建始縣城市總體規(guī)劃為例，運用Rhino的插件Grasshopper建模，參數(shù)化模擬了丘陵地形下呈樹枝狀分布的“雨足跡網(wǎng)絡”，主支分明、分支不規(guī)則、匯合形態(tài)與自然狀態(tài)相似。之后運用Grasshopper下的MCX運算器找到雨水線與雨水承接面的交點，即落水點，從而得到較為準確的雨水軌跡及其匯水量數(shù)據(jù)[9]。實際操作上就是把自然降水過程和矢量雨水承接面用參數(shù)化的方式模擬出來(圖6)，從而達到較為直觀的指導實踐的目的。

4 結(jié)論與展望

隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，排水系統(tǒng)更新的滯后，城市內(nèi)澇在世界各地都是很普遍的現(xiàn)象。通過ASLA雨水景觀獲獎項目分析可見，針對城市發(fā)展與氣候變化的新情況，城市雨水景觀研究已經(jīng)突破了綠色街道、雨水花園、雨水公園或廣場等局部優(yōu)化的局面，建立了更加宏觀而整體的雨水景觀建設(shè)愿景。地理信息系統(tǒng)、大型水文模型等新技術(shù)、新手段在城市雨水景觀規(guī)劃設(shè)計中得到應用。然而，其整體構(gòu)建的思路仍在探索之中，整體城市雨水景觀規(guī)劃設(shè)計的方法仍需探索。

2012年4月我國提出海綿城市概念，以提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災害的發(fā)生，整體性雨水景觀規(guī)劃設(shè)計已經(jīng)成為我國城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主要課題。目前，我國城市雨水景觀規(guī)劃研究通過大數(shù)據(jù)分析和參數(shù)水文模型模擬的方法，都發(fā)現(xiàn)了雨水路徑和匯水面的存在，并可繪制淹水區(qū)域地圖，較直觀地展示城市中存在洪澇風險的地方，從而為合理采取規(guī)避和預防措施提供了客觀依據(jù)。當然，由于數(shù)據(jù)量巨大、計算機運行性能不足等因素，造成研究結(jié)果可能存在一定的誤差，但這些問題只要控制在一定范圍，仍會對實際案例研究產(chǎn)生重要參考價值。

圖6 建始縣參數(shù)化模擬分析[9]

隨著科技的發(fā)展、計算機性能的加強，未來的研究借助數(shù)字化和虛擬現(xiàn)實的可視化設(shè)計手段，模擬并檢測現(xiàn)實場地中雨水徑流的實際管理情況和景觀效果，必能精確模擬和計算城市雨水匯水路徑、匯水面積及其匯水量，指導整體性城市雨水景觀系統(tǒng)真正精確高效的建構(gòu)起來，為我國海綿城市建設(shè)構(gòu)想提供切實可行的科學依據(jù)和更為經(jīng)濟可行的宏觀思路與方法，從根源上杜絕城市水患。