潘云凡 徐雨杉
摘 要:雨水花園是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪管理以及雨水利用設(shè)施,具有低成本、高效能、建造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。以筆者在一次對(duì)于北京林業(yè)大學(xué)校園場(chǎng)地再設(shè)計(jì)的過(guò)程中,探索雨水花園,以及北京地區(qū)對(duì)于暴雨時(shí)節(jié)雨水的管理,展示研究過(guò)程及成果,闡述北京市降雨特點(diǎn)、雨水花園及雨洪管理的基本概念,最后,針對(duì)中國(guó)現(xiàn)狀,就雨水花園如何在國(guó)內(nèi)發(fā)展提出了建議。
關(guān)鍵詞:雨水花園;雨洪管理;海綿城市;景觀設(shè)計(jì);生態(tài)設(shè)計(jì);北京降雨分析
雨水花園最初于20世紀(jì)90年代起源,是一種新興的景觀類型,其目的是有效利用雨水資源并合理分配。在景觀配置中有效利用雨水花園,可以很大程度上減少城市各級(jí)管網(wǎng)壓力,減少水資源浪費(fèi),緩解暴雨時(shí)期的洪澇和少雨時(shí)期的干旱。針對(duì)北京市目前降雨以及雨洪管理的現(xiàn)狀,結(jié)合設(shè)計(jì)課題,從風(fēng)景園林設(shè)計(jì)角度出發(fā),進(jìn)行了相關(guān)探討。
1 雨水花園的概念
雨水花園是自然形成或人工造景的淺凹綠地,被用于匯聚并吸收來(lái)自房屋屋頂或地面的雨水,通過(guò)植物、沙土的綜合作用凈化雨水,并使之逐漸滲入土壤,涵養(yǎng)地下水資源,或使之補(bǔ)給景觀用水、廁所用水等部分的城市用水。是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施。
2 雨洪管理與北京氣候現(xiàn)狀
我國(guó)城市化進(jìn)程正處在快速發(fā)展時(shí)期。在此背景下,伴隨著城市人口激增和城市規(guī)模的擴(kuò)張,城市水系統(tǒng)和自然水過(guò)程受到影響,水生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重,自然水體水質(zhì)惡化,水患問(wèn)題日益突出,這對(duì)于城市雨洪管理提出了一定要求。城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來(lái)的自然災(zāi)害等方面,需要具有良好的“彈性”(這也是海綿城市的概念)。
對(duì)于北京市來(lái)說(shuō),這一問(wèn)題依舊突出。北京在全國(guó)氣候區(qū)劃中劃歸暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)大陸性氣候區(qū),其主要特點(diǎn)是四季分明。春季溫和干旱,夏季炎熱多雨,秋季秋高氣爽,冬季干燥寒冷;風(fēng)向具有明顯的季節(jié)變化,冬季盛行西北風(fēng),夏季則盛行東南風(fēng)。
北京的降水集中在夏半年(4~9月),占全年雨量的90%以上。冬半年(10~3月)雨量不足全年的10%。其中,7、8月降水占夏季降水量的80%以上,故 7月下旬~ 8月上旬為降雨高峰。降水的季節(jié)分布不均勻,為城市排水帶來(lái)了很大壓力,也對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了一定范圍的不利影響。
北京市是我國(guó)的首都,因城市發(fā)展需要,城市內(nèi)部硬質(zhì)地面占比非常大,可以調(diào)蓄洪水,凈化水源的軟質(zhì)下墊面不足以滿足城市需要。經(jīng)過(guò)多年的使用以及城市局部的改建,部分地下管網(wǎng)沒(méi)有辦法滿足城市排水需要。由于北京市的氣候,城市有“雨季內(nèi)澇,旱季缺水”的特點(diǎn)。本課題主要是對(duì)于暴雨時(shí)內(nèi)澇問(wèn)題進(jìn)行探索并提出解決的設(shè)想。
3 場(chǎng)地概況
場(chǎng)地范圍主要為第一教室樓、第二教室樓、學(xué)研大廈以及校園東圍墻圍合形成,總面積約8000m2。
4 設(shè)想
在提出相應(yīng)解決方案時(shí),雖然設(shè)計(jì)場(chǎng)地本身具有邊界,但是考慮到其功能,以及與外部城市的交流,故而借鑒了海綿城市的理念,即利用植草溝、滲水磚、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”的方法來(lái)組織城市排水,以“慢排緩釋”和“源頭分散”為主要的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念,下雨時(shí)可以吸水、蓄水、滲水、凈水,干旱時(shí)將蓄存的水釋放并盡量加以利用。
雨水花園作為海綿城市的重要組成部分,其設(shè)計(jì)對(duì)于功能性具有很強(qiáng)的要求。舉例如下:
4.1 生態(tài)滯留區(qū)
生態(tài)滯留區(qū)與雨水花園不同,其土壤對(duì)于工程技術(shù)的要求相當(dāng)苛刻,對(duì)于土壤以及工程排水措施也都有確定的要求,并且依據(jù)所處位置的不同可分為生態(tài)滯留帶、生態(tài)樹(shù)池、生態(tài)滯留池等。
4.2 植草溝
如果比起調(diào)蓄下滲的徑流,更迫切的是收集、輸送和排放雨水的話,則可以設(shè)計(jì)布置植草溝。植草溝是橫截面呈三角形或梯形的帶狀下凹式綠地,適用于道路兩側(cè)綠化帶等地。由于水的流速相對(duì)較快,在植草溝內(nèi)應(yīng)石子鋪底從而防止土壤侵蝕。
4.3 人工濕地
其與滲透池的規(guī)模相近但功能不同,主要是對(duì)雨水調(diào)蓄和凈化的部分。可以集中凈化雨水花園、植草溝等部分收集的雨水,與其他手法共同作用,形成多功能的雨水系統(tǒng),打造怡人的綠色景觀。
4.4 透水鋪裝
除了設(shè)置于綠地的措施,在硬質(zhì)區(qū)域可以通過(guò)透水鋪裝、透水混凝土等實(shí)現(xiàn)雨水滲透,或通過(guò)明渠和溝槽將雨水引流至附近的滯留地中,凈化的雨水最好就地消化,打造互動(dòng)的親水景觀。
綜上提出解決設(shè)想:通過(guò)景觀設(shè)計(jì),解決場(chǎng)地內(nèi)直接的雨水來(lái)源,通過(guò)阻滯、儲(chǔ)蓄雨水的手段,避免暴雨期間大量雨水直接排入城市管網(wǎng),從而達(dá)到緩解城市內(nèi)澇,實(shí)現(xiàn)科學(xué)的雨洪管理的目的。
5 參考案例
本次設(shè)計(jì)參考位于北京市海淀區(qū)學(xué)院路5號(hào)768創(chuàng)意園的阿普貝思雨水花園,主要參考方向?yàn)樵O(shè)計(jì)尺度、功能布置、植物配植及場(chǎng)地設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
屋頂雨水經(jīng)由落水管,經(jīng)臺(tái)地的阻滯溢流,生物水處理,進(jìn)入蓄水池中儲(chǔ)存,硬質(zhì)路面地表徑流經(jīng)由微地形進(jìn)入蓄水池。蓄水池中儲(chǔ)存的雨水,既可以在泄洪高峰期后排入城市管網(wǎng),亦可以進(jìn)行二次利用,用于景觀、生態(tài)等方面。
6 設(shè)計(jì)結(jié)論
場(chǎng)地中主要的雨水來(lái)源有:地表徑流,一教樓頂排水,二教樓頂排水。(學(xué)研大廈采取內(nèi)排水,故不計(jì)入在內(nèi))。
針對(duì)場(chǎng)地雨水流向,進(jìn)行了景觀設(shè)計(jì),具體方案如下。
在主要屋頂雨水來(lái)源的第一教學(xué)樓及第二教學(xué)樓處,設(shè)置了生物滯留池,雨水經(jīng)過(guò)落水管排入生物滯留池,進(jìn)行第一步的阻滯、凈化和曝氧。滯留池內(nèi)種植具有凈化功能的鄉(xiāng)土水生植物,易于后期維護(hù)。
生物滯留池承載量不能滿足現(xiàn)狀時(shí),多余的水可以通過(guò)明(暗)溝排入調(diào)蓄能力更強(qiáng)的軟質(zhì)場(chǎng)地,即綠地內(nèi)。
主要干道采用透水磚鋪裝,最大程度上使得落在地表的雨水下滲而不匯集成地表徑流,多余的雨水借由高差流入東側(cè)綠地。
綠地中設(shè)置一條貫穿南北的旱谷,作為主要的雨水收集儲(chǔ)蓄場(chǎng)所。旱谷在晴朗天氣干涸,雨天匯集徑流,進(jìn)行雨水的凈化和儲(chǔ)存。內(nèi)部植物選擇株形較為低矮,抗性強(qiáng),耐干旱水濕的多年生鄉(xiāng)土草本植物。
南部有一水廣場(chǎng),在硬質(zhì)地面基礎(chǔ)上設(shè)置架高石板,下部為20cm厚水面,在具有觀賞游憩價(jià)值的同時(shí)可調(diào)蓄小部分雨水。
大面積的草坪本身作為一種軟質(zhì)鋪裝,自身可以滿足大部分范圍內(nèi)雨水的下滲,多余的雨水滲流到旱谷和南部的水廣場(chǎng)內(nèi)。
以上即為最終方案設(shè)計(jì)中雨水花園部分的成果。通過(guò)這些手段,可以在滿足景觀需求的同時(shí),留住暴雨期間場(chǎng)地內(nèi)的水,減輕城市管網(wǎng)壓力。
7 由小場(chǎng)地引申出的對(duì)于城市尺度的探索
本次設(shè)計(jì)針對(duì)場(chǎng)地為校內(nèi)一個(gè)局部,設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是解決場(chǎng)地自行消化雨水問(wèn)題,延伸到城市尺度上,可以借鑒“海綿城市”中“細(xì)胞”的概念,通俗來(lái)說(shuō),將城市視作一個(gè)細(xì)胞,而各個(gè)組成地塊被視為細(xì)胞器,彼此聯(lián)動(dòng)密不可分。各個(gè)“細(xì)胞器”在暴雨來(lái)襲時(shí)做到內(nèi)澇自行消化,就可以有效解決城市“逢雨必澇”問(wèn)題。
采用雨水花園的景觀手段,還可以將暴雨時(shí)積攢的洪水儲(chǔ)備起來(lái),用于生產(chǎn)生活,間接解決了“無(wú)雨必旱”的問(wèn)題。
8 結(jié)語(yǔ)
在國(guó)家大力提倡環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)的今天,水資源的節(jié)約與利用成為一個(gè)熱門(mén)的課題?!坝晁▓@”作為一種利用雨水資源的技術(shù),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、維護(hù)簡(jiǎn)單而又效果明顯的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)將景觀與功能性結(jié)合,對(duì)于景觀設(shè)計(jì)發(fā)展也是一個(gè)非常具有潛力的方向。
參考文獻(xiàn):
[1] 王淑芬,楊樂(lè),白偉嵐.技術(shù)與藝術(shù)的完美統(tǒng)一——雨水花園建造探析[J].中國(guó)園林,2009.
[2] 張宏偉.城市雨洪管理發(fā)展及思考.中國(guó)水利,2015(11).