黃玲玲 劉濱誼
城市規(guī)劃設計及建設的每個環(huán)節(jié)都應該考慮對自然生態(tài)的影響,對自然系統(tǒng)的保護,特別是對自然水循環(huán)的很好處理。本文以蘇州太湖園博園為研究對象,在營造園林景觀的同時,將海綿技術運用到綠地景觀的建設中,打造了江蘇省首個“海綿型郊野公園”試點工程,不僅滿足造園功能需求,也展示了海綿城市理念與建設成效。通過對海綿城市相關概念及現(xiàn)狀研究,針對園博園的景觀規(guī)劃設計實踐,闡述海綿城市具體的技術設計及應用,希望能將海綿城市理念及技術,運用到綠地建設中,更好地與城市景觀融合在一起,也為城市建設與管理、游覽型公園持續(xù)發(fā)展提供價值性借鑒。
海綿城市;園博園;景觀規(guī)劃設計;雨水管理
在新型城鎮(zhèn)化背景下,城市發(fā)展不停地向周邊地區(qū)擴張侵蝕綠帶,進而導致了“城市觀?!盵1]、內河道污染等諸多社會輿論話題。目前,對城市綠色空間系統(tǒng)進行升級、維護、管理最佳的方式為建立“公園”。構建城市生態(tài)文明需要從和諧的人水關系、預防城市內澇、提供放松身心的休憩地等市民切實關心的痛點著手。每年的6至9月,多數地區(qū)都會出現(xiàn)黃梅雨季,期間的降水量超過了全年降水量的60%。同時,隨著房地產經濟的崛起,填湖造樓的現(xiàn)象也越來越頻繁,這大大地破壞了城市周邊的環(huán)境,也導致我國正面臨著嚴重的水環(huán)境危機。和諧的人水關系是構建城市生態(tài)文明的重要內容?!昂>d城市”的概念就是為了讓城市能夠適應實際的生態(tài)環(huán)境,在自然災害面前能采取具有針對性的預防措施而提出的[2]。
1.岸線優(yōu)化設計圖
“海綿城市”強調原有生態(tài)系統(tǒng)最大程度的保護,維持城市良好的自然水文特征,促進內外水的積存、凈化、消納等,從而提高城市對于內澇災害的抵抗能力[3,4]。本文所述的蘇州太湖園博園(以下簡稱園博園),坐落于蘇州吳中區(qū)臨湖鎮(zhèn)太湖東岸,離蘇州中心城區(qū)20 km左右。建成后的園博園為市民們提供了一個欣賞美景、相約聚會的場所,同時也是體現(xiàn)江蘇造園技藝、彰顯城市開放程度的名片。為有效改善外來客水與園內水系的關系,充分利用雨水資源,恢復自然水文循環(huán),建園之初就將海綿城市理念和海綿技術廣泛運用在各節(jié)點,達到提升景觀效果,削減水體面源污染的目的。
園博園整體規(guī)劃設計之初就是一個海綿體,本文通過研究園博園的規(guī)劃設計策略,詳細介紹園博園的海綿技術設計及運用,為后續(xù)園博會的規(guī)劃設計提供借鑒,同時將海綿城市理念融入到綠地、廣場等設計中,達到生態(tài)與景觀的共融,以提升景觀品質,促進城市的美好發(fā)展。
園博園建設地塊為臨湖鎮(zhèn)柳舍村的基本農田、魚塘、螃蟹池等,設計保留了場地內的魚塘、河道等水系,土方地形施工時,對岸線進行了優(yōu)化設計。將原有通直的駁岸線性調整為蜿蜒曲折的駁岸線性,不僅增加了岸線長度,也為水生植物提供更多的生境空間,從而增加了對場地雨水的調蓄能力(圖1)。平面設計上增加了浮島,采用生態(tài)駁岸,增加駁岸岸線長度,不僅減少了雨水的排放時間,同時對雨水的排放也起到了一定的凈化作用。在立面上,浮島采用雙面坡度的形式,緩坡入水,避免浮島上的雨水積壓。這種人工濕地的營造方式大大優(yōu)化了雨水的排放,也為海綿技術的“排”提供了一定的技術支撐。
充分利用現(xiàn)狀自然地形,進行局部改造。在小區(qū)范圍內通過地形的起伏實現(xiàn)洼地和高地的結合,利用自身的景觀特性及場地現(xiàn)狀布置生態(tài)排水溝、下沉式綠地,小微濕地等海綿技術;道路及廣場鋪裝采用滲透鋪裝;減少傳統(tǒng)雨水排水管道的使用,充分發(fā)揮場地對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用;進一步削減徑流污染,有效利用場地雨水資源,恢復自然水文循環(huán),改善生態(tài)環(huán)境。將排水坡改造為溢流坎,通過地形及景石鏈接隆起的緩坡,不僅有利于減少徑流,增加坡面雨水的停留,讓其滲入土壤,同時對雨水的進一步排放也起到凈化攔截作用,減少對地形的沖刷。景石的運用一方面豐富了駁岸景觀,另一方面對減少土壤流失也起到了促進作用,減少雨水沖刷泥土流入河道。
2. 水體剖面設計優(yōu)化圖
3. 場地規(guī)劃位置范圍圖
水系岸線設計為生態(tài)堤岸,水體剖面不同設計形成水深多變化的形態(tài),為不同生物及微生物的生長創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境,豐富生境空間(圖2)。道路空間通過對雨水的收集,通過透水材質的綠道,排入綠化之中。駁岸綠地作為雨水中顆粒物過濾的第一個環(huán)節(jié),對雨水進行物理過濾之后沿著坡度排入河道之中。駁岸綠地的設計以生態(tài)駁岸為主,也可以景石點綴其中,植物以多年生的草本植物為主,豐富駁岸岸線景觀。
園博園作為展會性質,首要目的是展現(xiàn)造園技藝及園林綠化景觀營造技藝,同時,作為海綿城市,在展示海綿植物的配置專項技術上也起到了展示的作用。海綿型公園植物選擇與設計的總體目標是構建可持續(xù)的植物群落,同時,還需考慮后期管理養(yǎng)護的便利性。蘇州太湖園博園在植物配置上除考慮植物本身的景觀觀賞功能外,更加注重植物對不同生長環(huán)境的適應能力,以及對雨水的滯留能力、凈化能力等特殊要求的考慮,如選用美人蕉、旱傘草、鳶尾、芒草類等植物種類,不僅具有較高觀賞價值,在用于植草溝、下沉式綠地等海綿措施中既滿足生境要求[5],又便于后期維護。
園博園西臨太湖,與東山、西山隔水相望、沿路相聯(lián),東臨蘇州東太湖濱湖新城、蘇州太湖現(xiàn)代農業(yè)示范園(圖3),總占地面積236 hm2,地塊開發(fā)前現(xiàn)狀主要為魚塘、農田、防護林、河道和村莊,地形平坦、水面分散。園博園為沖湖積平原,場地標高在1.97 m~3.26 m之間。太湖百年一遇水位警戒線為2.9 m,太湖大堤高程為5.1 m。吳中區(qū)總體水系布局為6大片32小片,園博園位于胥江南片(大片區(qū))中的渡村西1片(小片區(qū))。地面平均高程2.6 m,常水位1.2 m,控制水位線1.6 m(圖4)。
園博園運用的海綿技術類型主要有滲透技術、轉輸技術、儲存技術、調節(jié)技術、載污凈化技術。另外對透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土、綠色屋頂、復雜型生物滯留設施、雨水罐、植被緩沖帶等近兩年新研發(fā)的技術也有所涵蓋。從表1中可以看出,園博園屬于綠地與廣場用地類型,在建設過程中主要運用到的海綿技術有12項,其中滲透技術中主要應用了透水磚鋪裝、下沉式綠地、簡易型生物滯留設施、滲透塘、滲井;儲存技術主要應用了濕塘、雨水濕地;轉輸技術主要應用了轉輸型植草溝、干式植草溝、濕式植草溝、滲管/渠;載污凈化技術主要應用了植被緩沖帶。同時,還采用了多種新技術,如透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土、綠色屋頂、復雜型生物滯留設施、雨水罐、植被緩沖帶等技術。
表1 園博園使用的海綿城市技術統(tǒng)計
建筑、綠地、道路及廣場、停車場應用不同的海綿技術,對雨水進行處理,使雨水滲入地下水及排入周邊的水體之中,再匯入大水面中或蒸發(fā)到空氣中[6]。園博園雨水匯到綠地及道路鋪裝等地后通過植草溝進行凈化作用,再通過雨水花園、下沉式綠地等海綿技術,雨水部分滲入地下水中,部分溢流到周邊的河道中,實現(xiàn)對雨水的利用及排放。園博園內有三種海綿技術組合形式,建筑—綠色屋頂—植草溝—滯留灣—自然地表水系、綠地—下沉式綠地(雨水花園)—自然地表水系、道路—透水路面—滯留池—自然地表水系(圖5)。
4. 園博園水系布局圖
園博園應用的海綿技術示范點位共59處,包含集雨型生態(tài)邊溝、滲透鋪裝、集雨型綠地、小微濕地等十余種低影響開發(fā)技術。中心湖作為集中的雨水收集點,與園內四通八達的河道形成了一個完整的海綿技術系統(tǒng)。園內的雨水通過多項海綿技術的處理后流入中心湖,減少園內道路及綠地內雨水積壓。
(1)透水鋪裝
透水鋪裝的類型種類繁多,包括透水瀝青、透水混凝土、透水磚、透水拼裝、碎石鋪裝等,主要是用在道路路面、廣場平臺和停車場等區(qū)域。透水鋪裝的海綿作用主要對于無下滲面的主園路和廣場,起排水作用;對于有下滲基底的支路廣場、停車場等,不但可以起到排水作用,還可以通過下滲補充地下水,在避免場地積水的同時,不需要設置檢查井和雨水井,有助于提升景觀的整體效果和使用舒適度。一般滲透地面成本比不滲透地面造價要高出10%~20%,但本項目綜合考慮徑流量,減少雨水管道長度和縮小管徑,雨水系統(tǒng)總造價降低12%~38%,有效節(jié)約了成本。
(2)集雨型生態(tài)邊溝
集雨型生態(tài)邊溝主要適用于城市道路的兩側,不透水地面的周邊大面積綠地內。主要的海綿作用表現(xiàn)在利用重力收集輸送雨水,并通過植被節(jié)流和土壤過濾處理雨水徑流,可用于銜接其他雨水排放系統(tǒng)。在有行道樹阻隔處,植草溝距離道路2~3 m,在無行道樹阻隔處植草溝緊貼路面(圖6)。
(3)集雨型綠地(生物滯留池)
集雨型綠地(生物滯留池)主要是用于寬度在12 m以上、縱緩坡和分隔式道路,且道路中間有綠化帶,橫坡向內側排水。為確保道路路基的穩(wěn)定性,距離道路3 m以內采用不透水形式,超過3 m采用透水形式。結合景觀效果在需要短期保持一定水面的地方,采用短暫儲水式填料結構,其余的均采用常規(guī)填料結構(圖7)。
5. 三種典型的海綿技術組合示意圖
6. 集雨型生態(tài)邊溝示意圖
7. 集雨型綠地示意圖
8. 綠色屋頂示意圖
(4)滯留灣
滯留灣主要用在上游有斷續(xù)來水的冰水區(qū)。需注重滯留灣內河流的曲折性,在靠近下游水面的河口處,應將河流平面放大,增加調蓄效果。主要的海綿作用包括調蓄雨水生態(tài)修復降解污染物質。在景觀的協(xié)調上,上中游可采用挺水植物+親水植物,下游河口處采用挺水植物+親水植物+沉水植物的配置方式。采用多樣化的配置,保證景觀效果與生態(tài)修復作用的完美結合。
(5)屋頂花園
屋頂花園適用范圍在具有可承重屋頂的建筑頂部。海綿作用主要體現(xiàn)在具有減緩雨水徑流、凈化空氣、夏季降低室溫、冬季減少室內熱量散失,緩解熱島效應,提高生物多樣性、豐富城市景觀的作用(圖8)。
(6)雨水利用設施
雨水利用設施包括雨水罐和生態(tài)噴灌設施兩種類型,雨水罐約0.3 m3/個,生態(tài)噴灌設施可保證40萬 m3/年的綠化澆灑量。雨水罐儲存雨水作為綠地澆灑用水,生態(tài)噴灌設施采用雨水收集利用系統(tǒng),利用園內水體作為雨水調蓄池,過濾增壓后供應綠地噴灌用水。雨水利用設施主要分布在建筑的周邊,對園內部分建筑物雨水收集至地下蓄水池,并進行處理,回用于建筑周邊綠化噴灌地源熱泵的冷卻等用水。
(7)下沉式綠地(雨水花園)
下沉式綠地主要適用于建筑、停車場、廣場、道路的周邊、處理污染較嚴重的初期雨水,也可用于處理建筑與小區(qū)污染較輕的道路雨水。應注意綠地的豎向應低于道路路面或鋪切地面100~200 mm。下沉式綠地內一般應設置溢流口,保證暴雨時徑流的溢流排放。通過將雨水暫時存儲后慢慢滲入周圍土壤來消減地表洪峰流量(圖9)。
(8)植被緩沖帶
植被緩沖帶主要是用于道路、停車場等大面積硬化地面周邊坡度較陡的地形坡,植被緩沖帶的坡度一般為2%~6%,寬度不宜小于2 m,一般設有碎石消能渠,可根據下部土壤滲透性能選擇是否設置滲排水管。海綿作用體現(xiàn)在通過植被攔截及土壤下滲作用,減緩地表徑流流速,并去除徑流中的部分污染物。植被緩沖帶應采用喬灌草相結合的方式,選用多種植物搭配,增強景觀效果(圖10)。
(9)小微濕地
小微濕地適用于具有一定匯水面積的開敞空間。進水口和溢流出水口應設置碎石、消能坎等消能設施。濕地因設置前置塘對徑流雨水進行預處理,沼澤區(qū)包括淺沼澤區(qū)和深沼澤區(qū)。海綿作用體現(xiàn)在可有效消減污染物。在濕地的淺沼澤區(qū)和深沼澤區(qū),可根據水深搭配不同類型的水生植物,保證景觀效果,在設計進水區(qū)和溢流出水口的消能設施時,可充分利用景觀手段優(yōu)化效果(圖11)。
(10)濕塘
濕塘主要是用在大面積硬質地面周邊有一定空間的洼地。設計時應注意進水口和溢流出水口應設置碎石等消能設施,防止水流沖刷。前置塘應設置生態(tài)駁岸,邊坡坡度一般為1∶2~1∶8;主塘宜采用生態(tài)駁岸,邊坡坡度一般不宜大于1∶6。主塘一般包括常水位以下的永久容積和儲存容積。永久容積一般水深為0.8~2.5 m。海綿作用主要體現(xiàn)在調蓄雨水、削減徑流峰值、控制徑流污染等方面。景觀協(xié)調上,結合前置塘、主塘的生態(tài)駁岸以及主塘與前置塘之間的水生植物種植區(qū),通過景觀手段進行水生植物搭配,以保證景觀效果。
9. 下沉式綠地示意圖
10. 植被緩沖帶示意圖
11. 小微濕地示意圖
近些年,隨著經濟社會的快速發(fā)展,城市居民生活質量卻有下降趨勢,主要歸根于城市熱島效應、大氣污染及水環(huán)境污染等方面[6]。走環(huán)境友好型的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展之路,其前提之一是打造“人水和諧”的城市居住環(huán)境。本文的研究對象蘇州太湖園博園,屬廣場與綠地的海綿城市類型,而園博園本身坐落于太湖之濱,自身的水文特性為其海綿城市技術的設計及運用上提供了一定的優(yōu)勢,通過對園博園海綿城市技術的分析,總結出了海綿技術與景觀要素之間的關系。
園博園作為公園型城市海綿體,將園林景觀設計和海綿城市理念進行融合,在園中眾多節(jié)點運用大量海綿技術,如集雨型生態(tài)邊溝、綠色屋頂、下沉式綠地等,都是針對本地水系發(fā)達但土壤滲透性差和面源污染突出等問題,打造具備蘇州特色的海綿技術試點區(qū),因地制宜選擇適合本地自然雨水條件及土質特點的海綿技術。
海綿城市試點建設、示范項目開展等均在有序進行,繼續(xù)開展“海綿+”項目,堅持“低影響”開發(fā),全方位地將海綿城市理念融入城市設計的每個方案中,結合美學、生態(tài)、可持續(xù)等創(chuàng)新思維,實現(xiàn)由“傳統(tǒng)排水模式”到“藍綠策略模式”的轉變。