陳思聰 劉雪梅
摘要:近年來,隨著城市化進程的不斷加快,生態(tài)環(huán)境破壞嚴重,水環(huán)境問題突出。在建設海綿城市的大背景下,通過設計具有減緩地表徑流,削減洪峰流量,吸收、凈化污染物,有效利用水資源,改善生態(tài)環(huán)境等功能的雨水花園,來改善在城市開發(fā)過程中被忽視的生態(tài)環(huán)境和水環(huán)境。以寧波生態(tài)走廊為例,對其水文、植被、地形及設計亮點進行簡要分析和概述。
關(guān)鍵詞:海綿城市;雨水花園;設計
1海綿城市
1.1產(chǎn)生背景
隨著城市化進程的不斷加快,人們的生活水平得到了極大的改善,無論在學習、工作還是生活中都給予了極大的便利,但同時也改變了原本的生態(tài)環(huán)境,導致我國水環(huán)境問題突出。近年來,我國城市水環(huán)境污染嚴重,有部分更嚴重的發(fā)展為黑臭水體。尤其夏天暴雨過后,眾多城市出現(xiàn)內(nèi)澇,除了排水不暢、地下管網(wǎng)不合理之外,更重要的原因是城市在開發(fā)過程中忽視了生態(tài),使其失去了“彈性”。大面積地進行硬質(zhì)鋪裝,使雨水無處可去,只能利用管渠等方式排泄,趕上雨季很容易形成內(nèi)澇。
1.2海綿城市概念
海綿城市這一概念是從國外學習來的一種體系,是指城市能夠像海綿一樣,在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將儲存的水“釋放”并加以利用,逐步改善并恢復城市的自然生態(tài)平衡。
2雨水花園概述
雨水花園在滿足景觀需求的同時,強調(diào)對雨水進行管理,在某種程度上它首先是水的花園,然后是人的花園。雨水花園是自然形成或人工處理后的生態(tài)綠地,雨水經(jīng)過綠地中的喬灌木或地被植物覆蓋的低洼區(qū)域,將雨水滯留然后下滲以補充地下水,同時還可緩解雨水對地表的直接沖刷,是一種可持續(xù)的、生態(tài)的雨洪控制與雨水利用設施??梢哉f,雨水花園是一種能在源頭實現(xiàn)雨水凈化的雨水管理技術(shù)。雨水花園被廣泛地應用于城市公共建筑空間、城市道路及工業(yè)區(qū)等區(qū)域,還特別適用于旅游生態(tài)村和新建村鎮(zhèn)。雨水花園的一般通用結(jié)構(gòu):由內(nèi)而外一般為礫石層、砂層、種植土壤層、覆蓋層和蓄水層。通過設計好的穿孔管收集雨水,再通過溢流管排除超過設計蓄水量的積水(如圖1)。
2.1雨水花園的功能
2.1.1減緩地表徑流,削減洪峰流量。通過下凹式綠地、植草溝、地被植物等一系列生態(tài)措施,可減緩地表徑流,削減洪峰流量,減少雨水外排,保護下游管道、構(gòu)筑物和水體。除此之外,綠地中植物的莖和葉也具有緩解地表徑流的作用,雨水滲透進入土壤之后,通過植物莖葉的蒸騰作用將水分釋放到大氣中。植物根系是雨水花園發(fā)揮雨水滲透功能的關(guān)鍵。
2.1.2吸收、凈化污染物。通過植物的枝干、莖葉、根系截流,在經(jīng)過植物根系及土壤滲濾凈化后,可以有效地去除雨水中的灰塵、可吸人顆粒物、污染物等有害物質(zhì)。在降雨時,雨水在溶解空氣中的污染性氣體或顆粒物后,可通過植物吸附和降解這些污染物,從而凈化雨水和空氣。
2.1.3有效利用水資源,改善生態(tài)環(huán)境。雨水通過植物、透水鋪裝、沙子、土壤等一系列的過濾、凈化后,凈化后的雨水被收集儲存在地下,不僅節(jié)省昂貴的蓄水費用,而且雨水在地下不易蒸發(fā),更利于儲存。儲存下來的雨水可以作為灰色水來使用,例如,補充運河水,植物澆灌,工業(yè)用水等。這樣一來在緩解飲用水資源短缺的同時,也推動了城市生態(tài)用水管理的發(fā)展。
雨水花園中,植物通過蒸騰作用可以調(diào)節(jié)環(huán)境中空氣的濕度與溫度,改善城市小氣候環(huán)境,經(jīng)過合理的設計以及妥善的后期維護,不僅能改善人類生活環(huán)境,而且可以為昆蟲、鳥類等動物提供更好的生存環(huán)境。侯科龍等曾通過研究發(fā)現(xiàn),根據(jù)綠地所處的條件科學合理地進行植物配置,可以形成雨水花園小群落,形成一個“微型生態(tài)圈”,給一些水生生物、微生物及昆蟲等提供更自然的棲息地,豐富生物種類的同時,也為人類自身創(chuàng)造了更為舒適的生活環(huán)境。
2.2可持續(xù)植物景觀
人工開發(fā)的景觀綠地,在自然界中都能找到與之相類似的生境。在對植被特點、土壤、氣候等條件及其相互關(guān)系深入理解的基礎(chǔ)上,選擇適應當?shù)爻鞘协h(huán)境的鄉(xiāng)土植物,不僅成本低,而且比外來植物擁有更好的綜合表現(xiàn)。
打造節(jié)水型景觀,更多地選擇抗旱植物,限制草坪面積,以節(jié)約用水為設計原則,收集雨洪用于植物灌溉。雨水花園是非常好的節(jié)水景觀設計形式,雨洪可以提供抗旱植物生長所必須的水分,抗旱植物也可承受較長時間的干旱和短期的水濕環(huán)境,節(jié)水型景觀可在雨洪管理、廢水利用等過程中起到重要作用。
2.3雨水管理與低影響設計
自然景觀像海綿一樣匯集、吸收、保持和釋放雨水,有效地控制了洪水,實現(xiàn)地下水補償,維持著多樣性的生態(tài)系統(tǒng)??沙掷m(xù)雨洪管理是在分散的小型場地中模擬自然水文循環(huán)的過程,通過入滲、過濾、滯留、蒸發(fā)等處理,對雨水徑流進行管理。低影響開發(fā)的目標是人與自然和諧相處、可持續(xù)發(fā)展。所有的低影響開發(fā)技術(shù)應用都是圍繞海綿城市建設的終極目標而選擇,但在體系構(gòu)建方面,缺少適合地方的規(guī)劃設計標準體系、檢驗考核體系等。
3經(jīng)典案例分析——以寧波生態(tài)走廊為例
3.1寧波生態(tài)走廊項目概況
項目位于浙江省寧波市,一期占地面積22.66hm2,是由SWA集團設計的生態(tài)走廊。寧波運河系統(tǒng)一直以來承擔著防洪、灌溉和運輸3項任務。生態(tài)走廊區(qū)內(nèi)的運河轉(zhuǎn)作工業(yè)用途,又缺乏有效分區(qū)和對污染的控制,導致運河水質(zhì)惡化,近年來,人們在眾多生態(tài)棲息地上種植水稻、針葉樹和灌叢植被,導致候鳥等其他動植物賴以生存的濕地和棲息地等受到嚴重破壞。在這樣的一個大背景下,設計師和相關(guān)專家提出了修建微型長江生態(tài)區(qū)的構(gòu)想,為新居民提供了休閑和科普學習的環(huán)境(如圖2)。
3.2設計亮點及景觀生態(tài)詳解
3.2.1景觀設計亮點。設計師非常注重對濕地和水生棲息地生態(tài)區(qū)的保護,園區(qū)內(nèi)對道路的設計下了很大的功夫,本著親近自然、與自然相融的宗旨進行道路設計,景觀區(qū)的道路大多都是融在綠地中的小徑、石板路、鵝卵石道路等,使道路與景觀相融。景觀區(qū)內(nèi)生長著多樣的植物,這些植物隨季節(jié)的變化而變化,給人們帶來豐富的身心體驗。水上花園內(nèi)的多樣性生態(tài)棲息地,除了保護生態(tài)系統(tǒng)之外,還是很好的科普教育基地。河岸緩沖帶兼性植物群落連接陸地與水面,可以改善生態(tài)系統(tǒng),河岸植被營造出一片綠色的緩沖帶和水生棲息地,幫助凈化運河水和雨水徑流。階地上種著當?shù)氐狞S色野花,不僅營造出親近自然的景觀效果,而且給后期維護減輕了工作量。步道自行車道混合式橋梁給人們提供了親近自然的機會(如圖3)。木棧道、觀鳥棚、涼亭等設計,方便游客在園游玩。設計團隊的設計主旨是打造“活體過濾器”(如圖4)。
3.2.2水文:蜿蜒的新水道提升水文功能。當初缺乏系統(tǒng)規(guī)劃的無出口運河被多個自由流動的小河、小溪、池塘和沼澤所替代。它們水流蜿蜒而緩慢,幾乎還原了低地河漫灘的原始狀態(tài),能更好地輔助原生生態(tài)環(huán)境的重建。設計團隊和專家通過創(chuàng)新的生物修復技術(shù)模擬本土生態(tài)過程,有效地改善了運河的水質(zhì)。
3.2.3植被:本地植物凈化水質(zhì),營造生活環(huán)境。在地勢起伏的景觀區(qū),設計師通過對美學、生態(tài)、規(guī)劃、氣候和經(jīng)濟適用等多方面的綜合考慮,對落葉樹種和常綠樹種的種植設計考究良多。鄉(xiāng)土樹種的種植與選擇是重建生態(tài)走廊植物多樣性的關(guān)鍵,也讓周圍市民有親近自然的感覺,同時也會讓許多鳥類、保護動物和昆蟲來此棲息。由于更多采用鄉(xiāng)土樹種,所以植物營造出獨特的地域感,而且隨著地形高低起伏的變化,在根據(jù)植物的種類、高度、顏色、形式的不同進行設計并合理種植,呈現(xiàn)出獨特的景觀空間格局。
3.2.4地形。丘陵山谷系統(tǒng)引導水流方向。通過對生態(tài)走廊周邊地區(qū)土地的開挖與填埋,形成了走廊現(xiàn)在地勢起伏的山丘和山谷。在地勢相對較低的山坡間建造水道,以達到改善運河水質(zhì)目的,為還野生生物一個生存棲息地而建設了生態(tài)景觀河岸帶。這些山丘山谷都是經(jīng)研究、設計后合理排布的,通過山谷形成的水道,使灰塵、污染物等可以通過沉積、曝氣和生物過程去除,而且還可以為含水層的補給提供保障,在水流動過程中,有多種不同的水體形態(tài),從視覺和感官上給人們帶來不一樣的美(如圖5)。
4結(jié)語
海綿城市建設在我國越來越廣泛,無論是老城區(qū)改造還是新城村建設,都已經(jīng)成為城市基礎(chǔ)設施的重要組成部分。雨水花園的設計能夠有效地緩解大量雨水對地表的沖刷,可以利用雨水滲透來補充地下水,合理有效地利用水資源,對于雨洪的控制以及防止侵蝕地下河道等方面也起到了很大的作用,硬質(zhì)鋪裝經(jīng)過改造之后,雨水下滲結(jié)構(gòu),綠色植草溝等基本可以滿足減少源頭污染的要求,對于緩解村莊地下水和河道污染,改善城市的生態(tài)環(huán)境有很大的作用。
雨水花園作為一種經(jīng)濟適用的生態(tài)滯留滲濾設施,具有較強的生態(tài)功能。海綿城市建設是借鑒了國外低影響開發(fā)的理念,目前我國雨水花園研究處于初步階段,技術(shù)尚且不完善,應用也處于一種較為零散狀態(tài),在景觀效果和生態(tài)效益上也有許多不足之處,所以在技術(shù)領(lǐng)域上還需要多參考國外的成功案例,并根據(jù)我國國情量體裁衣,構(gòu)建城市綠色設施網(wǎng)絡,設計出能發(fā)揮出最大效益、具有中國景觀特色的雨水花園,促進城市生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善。
海綿城市的一系列建設改善了我們的生活環(huán)境,模擬自然、仿造自然、回歸自然,使人與自然和諧相處?,F(xiàn)如今一系列的環(huán)境問題,都源于我們?nèi)祟愖陨?,是我們自食惡果?,F(xiàn)在,我們越來越知道我們生活環(huán)境的重要性,尊重自然、尊重場所、尊重生態(tài)鏈,是我們每個人都應該有的意識。我們保護環(huán)境的同時更應該保護鳥類、昆蟲等,因為這也是它們賴以生存的環(huán)境,也應該還給他們一片廣闊的天地。
(收稿:2019—11—15)