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国外雨水花园建设实践及经验启示

1.雨水花园的内涵

       雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地,被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,或使之补给景观用水、厕所用水等城市用水。是一种基于低冲击开发理念的生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。雨水花园近年来在许多发达国家被广泛地用于雨洪控制与径流污染控制系统,也可作为一种生态型的雨水间接利用设施。雨水花园是城市雨洪处理的终端,是以生态滞留池为主要表现形式的较小尺度的绿地景观但是随着雨水花园相关技术的发展,以及在城市建设中越来越多的应用,人们认识到雨水花园无论对于城市生态环境的改善、雨洪调节还是景观效益都异常出色,于是在规划设计领域产生了众多的融合雨水花园技术的绿地景观类型。

2.国外雨水花园的发展阶段

2.1 第一阶段——生存保障要求

       古人对于雨水的利用,最初是为解决生存保障的要求。雨水利用最早可追溯到公元前6000年前的玛雅文化时期,在南美的秘鲁、墨西哥等地,会发现大片梯田与绵延的渠道,从而印证了当时的马丘比丘人得以生活于此。公元前1000年,在哥伦比亚和厄瓜多尔等南美地区,村民为了利用雨水而采用不同形式加以蓄集。在北美地区,科罗拉多人通过建造小型堤坝截留雨水,用于蔬菜种植。同样在亚洲日本,人们利用倒梯形集雨道将雨水用作农作物种植,古代阿拉伯人则利用宫殿檐壁收集雨水,作为生活之用。公园1000年左右,在降雨量极少的盖夫沙漠地带,古代纳巴泰人就创造了径流收集系统,将少之又少的雨水汇集起来用于浇灌庄稼。同样,古罗马人更是将水廊、水池、水窖等集雨设施用作生活与生产。在现代社会,人们甚至通过卫星系统看到了古代埃及建造的径流收集系统和撒哈拉沙漠东南部的集水灌溉系统。

2.2第二阶段——生活发展需求

       随着社会的发展,雨水将成为21世纪解决水资源短缺的最主要途径,自20世纪60年代起,对雨水利用的研究得到许多发达国家的重视,一系列的法律法规也相应出台。进入现代社会以来,国外对于雨水集蓄的技术日臻成熟,主要分为生活应用与农业灌溉两方面。
       首先是生活雨水应用方面。早在20世纪80年代末,德国已将雨水管理利用列入90年代污染控制的三大课题之一,在此基础上修建了大量的雨水截留、贮存、入渗设施,形成了相对完善的雨水收集、处理、渗滤与回用及相关的法律法规体系,使雨水利用成为家庭单元生活的基本元素之一。在亚洲地区,日本在城市地区开了相当的雨水利用规模,所收集的雨水大部分用于冲洗厕所及浇灌植物,同时也用于消防等次生灾害。除此之外,政府还相应的鼓励全社会收集、蓄存利用雨水,近年来亦开展了城市雨水利用与管理的相关体系研究。
       其次是农业灌溉用水方面。20世纪中叶,国外兴起的将雨水利用与农业种植相联系的生产技术,被称之为“径流农业”,即通过生态基础设施将雨水加以蓄存、回渗,用于农业生产。将这一技术发展并相对成熟的国家当属以色列,当地政府经过30多年的研究应用,使内盖夫地区的生态农业形成了可观的规模,农业生产效率大为提高#巴西则利用田间土垅的集雨研究与实验,使当地农作物增产17%~58%。其次是南亚的印度地区,政府通过对许多省份采取兴建水池、水坝等小型贮水设施,使当地流域农田得到了充足的补充灌溉用水#墨西哥的许多地区则采用淤地坝、谷坊等相关设施蓄集雨水。

2.3第三阶段——生态建设诉求

       到20世纪9年代,仅仅通过集雨设施与管道等工程建设已不能满足人们的城市建设与生活需求,在绿色城市与可持续发展的大背景下,人们对雨水的利用逐渐由生活需求转变为生态诉求,即以低冲击的开发模式,最小影响的完善自然水循环。所谓的生态建设,并非将雨水设施加以润色改造,满足大众的审美需求,而是将其纳入到现代景观系统、城市规划系统之中,使雨水利用能够实现多学科的交互融合,最终实现低成本、高效率、大生态的可持续原则。因此,作为模仿自然界雨水微循环模式的微型生态系统,雨水花园能够为生态建设提供很好的路径。随着雨水花园历程的发展,设计者们从如何模仿森林植被到绿地的功能,以期通过植物和土壤进行雨水渗滤与废水处理,到后期的尝试将景观生态学、土壤学等一系列的学科专业联系起来。1993年,第一个雨水花园的雏形形成,LarryCoffman及他的团队,通过与马里兰州大学合作,对一系列的雨水花园实验园进行检测,对土壤结构、植物配置等要素进行优化设计。

3.国外雨水花园的建设实践

       随着雨水花园的发展,世界各国目前已普遍展开建设,国外已有许多优秀的典范案例,包括美国、德国、日本、澳大利亚等国家,其中以美国的唐纳德溪水公园、波特兰的绿色街道以及德国汉诺威Kronsberg的雨水花园最为典范。

3.1波特兰唐纳德溪水公园

       唐纳德溪水公园位于波特兰的一个繁华街区,基地在被开发前是一块湿地,设计者便以此为目标: 用“现代的新技术来再现过去”,试图在这块废弃地上重现湿地,并以水和湿地栖息地作为新公园的特色。充分利用基地地形从南到北逐渐降低的特点,收集来自周边街道和铺地的雨水#种植的植物种类,也从坡地的高处到低处的水池分布的变化,反映的是基地土壤含水量从干到湿的变化过程。另外,公园在传统的湿地基础上,还被赋予了现代的元素。收集到的雨水经过坡地上植物过滤带的层层吸收、过滤和净化,最终多余的雨水被释放到坡地下方的水池中。
       唐纳德溪水公园充分利用周边环境及场地特点,将雨水花园生态模式引入设计当中,充分展示了景观设计作为一种“人工自然”的生态介入,能够模仿自然特性和借用自然元素来构建人工化的生态新秩序,从而制造出了一个全新的环境。

3.2德国汉诺威Kronsberg雨水花园

       Kronsberg城区位于德国萨克森州首府汉诺威市东南,由于地理位置优越,从20世纪60 年代开始就被列为城市发展的重点地段,为此,州市政府讨论了许多规划方案,可是直到2000年世界博览会在汉诺威的召开,才最终促成了紧邻世博会区的Kronsberg城区规划的真正实施和完成。城区的景观设计在遵循节约能源,雨水收集和再利用过程化的基础上,做得独具特色。
       由于当地地下水位较高,Kronsberg城区是汉诺威重要的地下水储存地,这也是汉诺威政府一直迟迟没有在Kronsberg城区进行建设的原因之一,因为一旦在这一地区建住宅区,必将对地下水产生影响。但在系统的生态设计中,虽然进行了大面积的施工,Kronsberg地区的自然水位仍得到保持,整个区域的降水几乎完全不流失,极其接近1994年未开发时自然状态下的情况:14mm/年。和普通居民区雨水165mm/年的流失量相比,Kronsberg城区的流失量仅为19mm/年。街道两侧的排水沟系统能在最快的时间收集街道上的降雨,公共和私人用地上的雨水也同样被收集起来,这些雨水会被作为重要的景观用水再利用,水景大大提高了环境的居住质量#同时雨水再利用的可视化过程也使人们从直观上对生态概念有了了解,加强了保护资源的意识。

3.3美国波特兰市绿色街道

       美国俄勒冈州波特兰市“绿色街道”是80年居住街道的改造设计项目,由波特兰市可持续雨洪管理计划委托美国Kevin Robert Perry景观设计事务所设计,2003年秋天建成。该设计在街道绿化改造中巧妙地将街道雨水管理与利用融入其中,并成为支撑街道景观的重要元素,被认为是波特兰市最好的绿色街道雨洪改造工程实例之一,因此荣获2007年度美国景观师协会综合设计奖。
       “绿色街道”项目将一部分街道上的停车区域改建成绿化种植区,通过孔口道牙将雨水汇入绿化隔离带中,绿化隔离带采用植被浅沟或雨水花园模式进行雨水渗透,周边绿化设计为凹式绿地,通过植被浅沟、雨水花园、凹式绿地等低冲击开发模式措施进行雨水的渗透利用,降低雨水排出径流量。同时借助栽种多种植物,形成一个集雨水收集、滞留、净化、渗透等功能于一体的生态处理系统,并营造出自然优美的街道景观,例证了可持续的雨洪管理原理。
       波特兰西南12街在波特兰州立大学住宅区附近,荣获2006年美国景观设计奖。面积大约 740m²的西南12街主要利用街道雨水处理系统将雨水分散到4个面积约25m²的生物滞留池中,当第一个种植池中雨水高度达15cm左右时,通过联通切口流入第二个,依次类推。这些生物滞留池可处理街60%的地表径流,通过植物的吸附和阻流作用,雨水流速可控制在10cm/h渗透入地下,多余的雨水会流向暴雨排放系统。

4.国外雨水花园建设实践对我国的启示

4.1加强雨水花园功能认识

       在低碳环境与绿色生活的背景下,雨水花园的重要性已越来越得到人们的重视,但只有充分意识到雨水花园的功能性,才能发挥出其最大的生态效益、经济效益与社会效益。对雨水花园功能的认知不足,表现在“窃其形而失其真”,目前相关雨水利用设施尚处于系统性建设,与真正意义上的雨水花园体系尚存在一定差距。因此,我们要认识到雨水花园的功能性价值,使其能够最大限度的服务于城市生态环境,为新型城镇化建设提供更大的帮助。

4.2重视雨水花园层级架构

       凹式绿地”生物滞留池”植被浅沟以及蓄水洼地等的雨水利用设施,只有成为体系,按照雨水花园理念构架起连贯性的雨水利用系统,才能发挥出其最大的价值效益。因此,要重视雨水花园层级系统的构架,将居住区层面的多级雨水花园”城市层面的暴雨公园和湿地公园衔接到一起,建立起一套基于雨水花园理念的城市雨水生态系统。层级系统的架构,不仅对生态环境的保护起到了一定的积极意义,而且对于雨洪控制与生物多样性的保护也发挥了其应有的作用。

4.3建设雨水花园建设导则

       在雨水花园建设实践发展进步的同时,相关的法律法规体系也应同步发展,尤其是对于雨水花园相关建设导则的制定与实施。因此,为了更好地保障雨水花园相关建设体系的完备,以及雨水利用系统的健全,应该着手编制相关的建设发展导则,使雨水花园在建设机制与保障措施方面进行深入的研究分析,达到理想的建设标准,才能更好的服务于城市与社会。

5.结语

       雨水花园不仅还原保护了城市中原有的微型自然生态景观,而且一定程度上实现了技术与艺术的完美结合。它一方面能够蓄存、滞留雨水,调节城市水资源循环,另一方面能够为城市提供适宜的景观视觉,增加城市绿量,改善城市生态环境。雨水花园的建设与发展,从深层次上诠释了建设“绿色城市”“生态城市”“低碳城市”的理念的响应,对于我国新型城镇化建设和生态环境的可持续发展,具有战略性意义。

作者: 阿普贝思 日期 2015年01月23日

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