潘 雨(上海市建筑科學(xué)研究院有限公司, 上海 201100)
海綿城市建設(shè)是推動(dòng)綠色建筑建設(shè)、低碳城市發(fā)展、韌性城市形成的重要工作,是綠色、低碳、健康、可持續(xù)發(fā)展的重要表現(xiàn)形式。雨水花園是海綿城市重要的“細(xì)胞體”。作為一種有效的雨水凈化與處置技術(shù),雨水花園在處理城市地表徑流、收集雨水、凈化雨水、促進(jìn)雨水下滲以及水循環(huán)再利用等方面發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),雨水花園還能與景觀節(jié)點(diǎn)相結(jié)合,增強(qiáng)場(chǎng)地功能的多樣性,形成良好的雨水景觀效果。
國外對(duì)雨水花園的研究主要集中在基于方程和軟件的模擬土壤水文滲透能力、對(duì)污染物的滯留能力、植物對(duì)土壤水文影響的差異性以及雨水花園建造及其應(yīng)用研究上。國內(nèi)對(duì)雨水花園的研究則主要集中在雨水花園的起源與發(fā)展研究、國外優(yōu)秀案例介紹、雨水花園設(shè)計(jì)營造、場(chǎng)地試驗(yàn)及模型構(gòu)建以及雨水花園實(shí)踐研究。近幾年的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn),目前國內(nèi)雨水花園及海綿城市的設(shè)計(jì)在規(guī)劃上存在系統(tǒng)性意識(shí)不強(qiáng),在建設(shè)上存在建造次序混亂、施工水平不到位,在后期運(yùn)行管理上存在著資金投入缺乏、專業(yè)維護(hù)人員不足、驗(yàn)收和評(píng)估機(jī)制不健全等問題。并且,海綿城市建設(shè)策略大多聚焦于大尺度、跨流域的生態(tài)保護(hù)區(qū),國家級(jí)或區(qū)域級(jí)濕地公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)上,中小尺度的城市空間場(chǎng)所(如建筑與小區(qū))對(duì)雨洪管理所起到的作用并未得到重視。
因此,本文聚焦于小尺度的住宅小區(qū)景觀設(shè)計(jì),以雨水花園為海綿化景觀設(shè)計(jì)的載體,在總結(jié)工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上,針對(duì) 4 種不同布局的住宅小區(qū)提出雨水花園全流程景觀設(shè)計(jì)策略,涵蓋雨水花園的布局設(shè)計(jì)、邊界設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)以及植物設(shè)計(jì)等內(nèi)容,從而為更好地指導(dǎo)住宅小區(qū)雨水花園的景觀化設(shè)計(jì)實(shí)踐提供參考。
雨水花園的設(shè)計(jì)需遵循以下原則。
(1)系統(tǒng)規(guī)劃。雨水花園的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循系統(tǒng)規(guī)劃的原則,以徑流總量及徑流污染控制為目標(biāo)的前提下,統(tǒng)籌場(chǎng)地對(duì)雨水資源的綜合利用方案及排水系統(tǒng)規(guī)劃進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)。
(2)因地制宜。雨水花園設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮地域特征,綜合當(dāng)?shù)氐臍夂?、降雨、水文、土壤等情況,結(jié)合場(chǎng)地的面積、形狀、朝向、水資源可利用條件、鄉(xiāng)土材料及植物選用等要素,創(chuàng)造性利用雨水資源進(jìn)行雨水花園的靈活設(shè)計(jì)。
(3)安全為重。在雨水花園設(shè)計(jì)實(shí)踐中,應(yīng)確保雨水花園的布局安全、構(gòu)造安全及場(chǎng)地與周邊環(huán)境的安全,并考慮老人、兒童等特殊人群在使用雨水花園時(shí)的人身安全。
(4)功能性與景觀性相結(jié)合。雨水花園在具備雨水滯留、凈化、滲透、收集等功能的前提下,還應(yīng)融入地形、植物、材料等景觀美學(xué)元素,結(jié)合多樣的造景手法增加雨水花園的趣味性,并通過適宜的植物配植設(shè)計(jì),營造層次豐富的雨水景觀。
2.1.1 場(chǎng)地下墊面分析及匯水區(qū)劃分
對(duì)住宅小區(qū)進(jìn)行海綿化景觀設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)對(duì)整個(gè)場(chǎng)地進(jìn)行綜合分析,通過微地形設(shè)計(jì)引導(dǎo)雨水排放方向。按照建筑布局、綠地分布、場(chǎng)地豎向、道路排水方向等條件進(jìn)行匯水區(qū)劃分,并分析各匯水分區(qū)下墊面特性,根據(jù)各匯水分區(qū)實(shí)際需要控制雨水徑流量及雨水徑流路徑進(jìn)行雨水花園的合理設(shè)置。當(dāng)場(chǎng)地較為平整、排水坡度單一時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加坡向和匯水點(diǎn),靈活設(shè)置雨水花園以分散大量雨水徑流壓力;當(dāng)場(chǎng)地坡度、坡向較復(fù)雜時(shí),應(yīng)整合場(chǎng)地豎向,集中布局雨水花園以提高其徑流控制能力。雨水花園的地形坡度適宜控制在 1%~5%。
2.1.2 雨水花園布局形式及規(guī)模
各匯水分區(qū)內(nèi)雨水花園的布局應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地現(xiàn)狀及功能需求,利用微地形設(shè)計(jì),協(xié)調(diào)考慮周邊環(huán)境適宜性,盡量選擇地勢(shì)平坦、通風(fēng)向陽、雨水易匯集、土壤滲透性高、植物生長環(huán)境好、觀賞條件優(yōu)越的位置。雨水花園的規(guī)模主要與其有效容量、處理的雨水徑流量及其滲透性有關(guān)。
考慮我國大部分地區(qū)年徑流總量控制率 70%~80% 的目標(biāo),以及其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量范圍為 20~30 mm,針對(duì)不同匯水分區(qū)下墊面特征,按照單位面積雨水花園的調(diào)蓄容積為 0.20 m3進(jìn)行估算。單個(gè)雨水花園的規(guī)模宜為 30~40 m2,則相應(yīng)的匯水分區(qū)應(yīng)控制在 300~1 300 m2范圍內(nèi)?;谙聣|面特征的雨水花園建設(shè)規(guī)模分析如表 1 所示。
表1 基于下墊面特征的雨水花園建設(shè)規(guī)模分析表
2.1.3 雨水花園景觀設(shè)計(jì)效果
以雨水花園為載體的住宅小區(qū)海綿化景觀,應(yīng)根據(jù)不同的建筑和綠地布局形式進(jìn)行因地制宜的設(shè)計(jì)。本文針對(duì)片塊式布局、圍合式布局、軸線式布局和集約式布局的住宅小區(qū)分別提出雨水花園景觀設(shè)計(jì)策略。住宅小區(qū)雨水花園景觀化設(shè)計(jì)示意如圖 1 所示。
圖1 住宅小區(qū)雨水花園景觀化設(shè)計(jì)示意圖
(1)片塊式布局—線狀雨水花園。此布局是針對(duì)綠地均勻分布于建筑宅間的片塊式布局,宜根據(jù)建筑及道路排水方向設(shè)置線狀雨水花園,形成多個(gè)景觀組團(tuán)節(jié)點(diǎn)。針對(duì)道路雙坡排水,宜結(jié)合綠地形式設(shè)計(jì)“串珠式雨水花園”,并讓這些雨水花園分散布置于道路綠化兩側(cè)。針對(duì)道路單坡排水,宜考慮設(shè)計(jì)“鏈?zhǔn)接晁▓@”,結(jié)合其他景觀手法形成連續(xù)式雨水景觀。雨水花園設(shè)置間距宜根據(jù)雨水口間距設(shè)置為 25~30 m。
(2)圍合式布局—面狀雨水花園。此布局是針對(duì)綠地集中位于場(chǎng)地中央的圍合式布局,宜根據(jù)四周建筑及道路排水方向設(shè)置面狀雨水花園,引導(dǎo)形成主要的雨水景觀節(jié)點(diǎn)。宜通過微地形設(shè)計(jì)引導(dǎo)周邊道路雨水匯入綠地內(nèi)海綿設(shè)施消納,在集中綠地的四個(gè)邊角設(shè)計(jì)腎型、馬蹄形、新月形、橢圓形等非直線型雨水花園,有機(jī)融入集中綠地的景觀組團(tuán)設(shè)計(jì)。
(3)軸線式布局—帶狀雨水花園。此布局是針對(duì)綠地集中、成片式位于建筑宅間的軸線式布局,宜根據(jù)建筑及道路排水方向設(shè)置帶狀雨水花園,構(gòu)建軸線式集中化雨水景觀。宜結(jié)合建筑屋面雨水?dāng)嘟釉O(shè)計(jì),在集中綠地內(nèi)設(shè)計(jì)馬蹄形、橢圓形、腎型等多種雨水花園,引導(dǎo)屋面及道路雨水徑流匯入集中雨水花園中進(jìn)行消納和凈化。設(shè)計(jì)時(shí)可融入其他的景觀元素如小品、亭臺(tái)和坐凳等,增加集中綠地的景觀價(jià)值和休憩作用。
(4)集約式布局—點(diǎn)狀雨水花園。此布局是針對(duì)綠地零星分布于建筑宅間的集約式布局,宜根據(jù)建筑及道路排水方向設(shè)置形式靈活的點(diǎn)狀雨水花園,鑲嵌式融入景觀綠化中。根據(jù)景觀軸線和視線引導(dǎo),結(jié)合其他景觀手法打造間隔式雨水花園,亮化雨水景觀的視覺焦點(diǎn)。
適宜的邊界設(shè)計(jì)不僅能夠限定和保護(hù)雨水花園的空間格局,對(duì)雨水花園滯留雨水的時(shí)間、土壤的含水量和滲透性等也尤為重要。
雨水花園與周邊場(chǎng)地銜接時(shí)不宜采用生硬的邊界處理形式,應(yīng)根據(jù)周邊綠地空間是否充足選擇合適的形式進(jìn)行邊界設(shè)計(jì),以保證邊界穩(wěn)固并與周邊場(chǎng)地順利銜接,確保雨水花園的布局安全、場(chǎng)地與周邊環(huán)境的安全。周邊綠地空間充足時(shí),宜設(shè)計(jì)自然放坡式邊界;周邊綠地空間不足時(shí),宜根據(jù)場(chǎng)地現(xiàn)狀條件,靈活應(yīng)用鋼板護(hù)坡式、石籠護(hù)坡式、杉木樁護(hù)坡式等多種邊界設(shè)計(jì)形式。具體的邊界設(shè)計(jì)要點(diǎn)如表 2 所示。
表2 雨水花園邊界設(shè)計(jì)要點(diǎn)
凈化調(diào)蓄型雨水花園主要由 5 部分組成,從上至下依次是蓄水層、覆蓋層、種植土層、過渡層及排水層。雨水花園結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)要點(diǎn)如表 3 所示。針對(duì)濱海鹽堿化地區(qū),可增設(shè)隔鹽層形成隔鹽型雨水花園。隔鹽層主要采用沸石、河沙等材料,可增設(shè)于種植土層與排水層之間,厚度宜設(shè)計(jì)為100~150 mm。
表3 雨水花園結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)要點(diǎn)
凈化調(diào)蓄型雨水花園適用于大部分地區(qū),通常設(shè)置于建筑宅間、公共綠地以及輕荷載型人行道、園路綠地內(nèi),主要用于消納徑流污染較輕的建筑屋面、道路及綠地雨水徑流。隔鹽型雨水花園適用于雨水徑流量大且污染較嚴(yán)重的中、重度鹽堿地區(qū),通常設(shè)置于車流密度較高的硬質(zhì)鋪裝場(chǎng)地、停車場(chǎng)及道路周邊綠地內(nèi),主要用于消納徑流污染較嚴(yán)重的道路雨水徑流。
雨水花園的結(jié)構(gòu)剖面如圖 2 所示。
圖2 雨水花園的結(jié)構(gòu)剖面圖
(1)植物選擇。植物的合理選擇與配置是長期維持雨水花園性能的關(guān)鍵因素之一。植物選擇應(yīng)結(jié)合雨水花園的不同分區(qū)合理設(shè)計(jì)。邊緣區(qū)無蓄水能力,一般選擇耐旱植物;中心蓄水區(qū)選擇耐淹、耐旱、抗污能力強(qiáng)的植物,在蓄水和邊緣的緩沖區(qū)選擇具有一定耐淹、耐旱、耐雨水沖刷的植物。
(2)植物配置。雨水花園的植物配置應(yīng)充分考慮場(chǎng)地坡度、坡向、水文、邊界、尺寸等條件,從色彩、形態(tài)、花期、植株大小及季節(jié)觀賞效果等方面對(duì)植物進(jìn)行平立面布局和配置,既滿足雨水花園對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的要求,又確保植物配置的科學(xué)性和觀賞性。植物配置宜采用組團(tuán)式種植方式,多選用植株高度較高、觀賞性較好的草本及灌木植物,避免大面積種植低矮地被植物,并在常規(guī)植物種植密度的基礎(chǔ)上提高 20%,保證土壤不裸露。同時(shí)植物配置應(yīng)具有層次感,局部可選用灌木球、亞喬木、景石等進(jìn)行點(diǎn)綴,并在一定程度上豐富植物品種,增加常綠植物比例,保證冬季景觀效果,點(diǎn)綴開花植物或色葉植物。此外,針對(duì)卵石、石籠等邊界以及溢流口周邊,宜種植植株茂盛的草本、灌木植物進(jìn)行遮擋,柔化邊界過渡。雨水花園的植物配置主要分為喬木+草本、灌木+草本、喬木+灌木+草本以及喬木+灌木+草本+水生植物 4 種配置模式。植物配置效果如圖 3 所示。應(yīng)根據(jù)雨水花園的布局位置及功能選擇適合的植物配置模式。
圖3 雨水花園的植物配置效果圖
(1)用于消納徑流污染較輕的建筑屋面、道路及綠地雨水徑流的調(diào)蓄凈化型雨水花園,植物配置可選擇喬木+草本、灌木+草本或喬木+灌木+草本形式,如建筑宅間雨水花園宜選擇模式 1 (喬木+草本)或模式 2 (灌木+草本),園路綠地內(nèi)雨水花園宜選擇模式 3 (喬木+灌木+草本)。
(2)用于消納雨水徑流量大且污染較嚴(yán)重的道路雨水徑流的隔鹽型雨水花園,其植物配置宜選擇模式 4(喬木+灌木+草本+水生植物);如集中綠地內(nèi)雨水花園或停車場(chǎng)周邊雨水花園。
從低影響開發(fā)的視角研究了兼具生態(tài)和景觀價(jià)值的雨水花園設(shè)計(jì)策略。通過雨水花園的布局設(shè)計(jì)、邊界設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)以及植物設(shè)計(jì)的全流程設(shè)計(jì)策略,融入實(shí)際的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以期為住宅小區(qū)海綿化景觀設(shè)計(jì)提供具體的參考和指導(dǎo)。在今后的海綿化景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,可參考本文提出的雨水花園設(shè)計(jì)策略進(jìn)一步拓展,使海綿化雨水景觀設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。雨水花園作為海綿城市低影響開發(fā)的源頭控制技術(shù)措施,在加強(qiáng)城市雨水徑流控制及面源污染削減方面具有重要的作用,在未來的海綿城市建設(shè)過程中應(yīng)更加重視海綿設(shè)施功能性與景觀性的有機(jī)融合,提升雨水花園等海綿設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量,打造高品質(zhì)的低碳景觀環(huán)境。