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北京地区雨水花园的建设

1 北京地区雨水花园建造材料选择

       不同的材料组合可以界定不同的边界形式,雨水花园材料的最终选择是由设计用途、维护需求、耐用系数、成本和视觉效果决定的。所以说,雨水花园建造材料的挑选、组合应该遵循一定的逻辑规律。传统意义上,材料的改变是为了强调空间的功能、用途或者水平上的变化。如在水池边缘、斑马线或路缘石等需要警告的地方,其铺装材料会有质地和颜色上的差别用以区分互不兼容的用途。材料的改变也展现了空间的多样性和视觉气味。材料的质地或排列形式可以强调空间流向的方向,暗示人群运动的方向。因雨水花园的特殊性,在其材料的选择上除符合自然野趣的景观氛围外,还应采用生态环保的透水铺装材料,这是建造或改造雨水花园的必备要素之一。所有的铺装形式按透水性可以分为不透水铺装和透水铺装两种类型。透水铺装的选择也是顺应了LID理念。
       透水铺装能够降低雨水径流速度、促进路面雨水入渗,既保证雨天出行安全,又有助于雨水源头管理。透水铺装由于其承压能力没有不透水铺装强,因此透水铺装一般适用于人行道、广场、停车场以及车流量较少的道路。在雨水花园中可以选用本身具有透水性的铺装材料,如透水砖、透水混凝土等,这些比较适用于城市广场、道路中的雨水花园。另一种是运用碎石卵石或嵌草砖等透水铺装铺设的透水路面,一般适用于停车场空间、公园和街头绿地的园路。

常见的透水性铺装地面有以下几种类型:

1)透水性地砖路面。砖和砖的连接处被透水材料填充,砖是透水的,适合在步行地面、自行车道、人行道的铺装中使用。

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图1.不同形式的嵌草砖路面

2)嵌草砖路面。砖与砖之间留出一定空隙,空隙中是泥土,草能生长,嵌草砖是由各形状空隙的混凝土砖组成。由于其中有植物生长,是一种生态性能较好的透水铺装形式,这样的铺装地面可以有35%左右的绿化面积。嵌草砖地面可以有效地对地表径流雨水进行截污处理,净化水质,同时还可以美化环境。适合于居民区、公园和街头广场的地面,停车场是嵌草砖应用最为广泛的区域。嵌草砖基本上不存在堵塞问题,但压力过大会导致嵌草砖的砖块发生沉降或错位,因此嵌草砖不宜设置在交通量较大的地段。嵌草砖的空隙较多、较大,会造成行走不便,因此嵌草砖在人行道的应用相对较少。

3)鹅卵石、碎石铺地。由大小均匀的石子铺成。卵石大小一般为2-3cm或3-5cm等多种规格。地面透水好,可以使雨水直接深入土地且养护费用低,不长草。适用于人行道边、小区步行道、庭院周边、公园的步行道路等。

4)孔型砖内填碎石铺地。将碎石或颗粒较小的卵石撒入孔型地砖中,用此方法铺出的地面不易生长杂草,并且还以可以渗透雨水,可改善局部小气候。

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图2.庭院周边的铺路

       对于雨水花园的材料选择,不同种类的材料或者元素的数目应该根据雨水花园的面积大小减少到最小。因为太多的铺地材料会造成视觉上的割裂感,同时材料的使用应和周围的景观环境统一,达到视觉上的呼应,如图2。

2 场地改造案例借鉴

       随着城市的快速发展,对城市形象的要求也越来越高,所以一些旧城区面临着来城市的更新,如何用最少的资金将项目改造成可持续发展的生态景观成为当今设计师不断追赶的目标。下面将列举两个场地改造的经典案例,其中对景观铺装的改造值得我们借鉴,可考虑利用在雨水花园的改造项目中。

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图3.裂缝花园铺装前后对比

A.裂缝花园,2009ASLA荣誉奖

       裂缝花园占地约74m2,整个项目仅花费500美元,且由业主自己动手实施。项目将一个后院硬质的水泥地成功的改造成了花园。项目没有大面积的拆建,而是直接用冲孔钻在水泥地面上平行打出一系列裂缝,一些具有观赏价值的杂草和蔬菜、花卉等种植于裂缝中。这一简单且极富创意的建造方式,不仅节省了资金,而且赋予场地特有的自然性,同时带动了新的场所使用和活动方式。项目中植物自然气息和不透水地面的冰冷形成了强烈的艺术对比,这种对铺装大胆的改造手法为雨水花园场地现状的改造提供了新思路。这一项目的实践对于景观行业的未来,具有深远意义。
       裂缝花园的基本理念是:将沥青和混凝土这两种当今最普遍的铺装掩盖的潜能释放出来。不额外增加新的层次和材料,去除部分混凝土地面,将泥土暴露出来,释放其潜在的特性。裂缝花园不是彻底地改造场地,而是改变着使用者对场所的感知。ASLA评委会对该项目的评价是:“这是一个精彩的、堪称放之四海而皆准的创意。这样一个草根建造方案向人们展示了如何运用现有材料,以及在无需其他措施的前提下如何使项目具备可持续性。它是经过深思熟虑的,具有非常好的韵律感。对于我们所从事的行业的未来,具有深远意义。”

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B.美国费城海军造船厂景观重建项目

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图6.建成后效果

       项目位于美国费城,都市供应商海军庭院的总部。在建造过程中,将场地现存的不透水铺装进行分解,分解后较大的混凝土块作为新建场地的铺装材料,在混凝土块的缝隙中散置碎石和木材。该设计在保留海军庭院独特色彩记忆的基础之上,并没有直接运用毁坏拆除的方法,而是采用拯救策略,将原场地的碎石当做新材料直接利用。项目对场地原有材料的回收和再利用策略不仅保留了场地原有的记忆,而且将原有的不透水混凝土重新打造成新的透水铺装,生态又环保,值得在雨水花园的改建项目中使用。

3 北京地区雨水花园的施工

       雨水花园的施工建造根据场地土壤渗透能力高低及具体要求可分为换土和不换土两种方式;根据北京地区地下水位高低、离建筑物的距离和环境条件可分为渗透型和非渗透型雨水花园两种。

1)场地安全风险评估

       雨水花园在实际应用时要充分对场地和设施进行环境和安全风险评估,防止渗透造成地下水污染以及浸泡破坏构筑物基础。雨水花园设施不适合应用在地下水位较高(小于2m)的地区;渗透性和半渗透性雨水花园距离建筑物不小于3m,当雨水花园位于建筑物上游时,距离建筑物不应小于6m,否则要做好防渗。

2)场地土壤渗水性检测

       威斯康星大学推荐了两个简单的测试用于检测选择区域的土壤类型是否适合建设雨水花园。首先,在地上挖一个浅浅的小洞周长15cm,深6cm,然后灌满水;如果洞中的水能够保存24h,那么这块区域是不合适的。其次,抓一把土,然后用少量的几滴水湿润它,将土揉捏成一个小球,如果它能保持住球形,然后用食指和拇指挤压土球,将它挤压成厚度相似的细长条状物。让泥土条尽量延展包围食指直到它由于自身重力而断裂。如果在断裂之前,泥土条的长度超过2. 5cm,那么这块土地不适合建造雨水花园。如果想在渗水性差的场地上建造雨水花园,那么这个场地的表层土应该进行人工换土。“西密歇根雨水花园”组织建议,换土的雨水花园中应由50%的砂砾和多角沙,20%-30%的表层土和 20%-30%的有机堆肥组成,并且疏松下层的紧致土壤。
       2008年,Donald D通过对17个州和7个政府的27篇2007年的出版刊物研究发现:目前在雨水花园中应用较多的填料为不同比例含量的砂土,其中粘土是关键成份,一般为1%–25%不等。若填料全部由肥料组成,则雨水滞留能力为115,空隙率为60%;若全部为砂子,则滞留能力为14%,空隙率为35%。因此雨水花园的土壤可根据场地的不同需求进行配比。

3)雨水花园的填料选择

       莫纳什大学的博士们通过实验得出,如选择合适的植物及填料,可使雨水花园的雨水处理功能发挥到最优,其填料应符合以下标准:
a.粘土成分不应大于3‰,粒径小于5微米,有机物小于5%:
b.P在其中的含量不应大于10mg/kg土壤;
c.填料或土壤一定要有较强的稳定性,防止坍塌,其渗透性应在100-600mm/hr;
d.最优的填料:砂质壤土、含有5%蛭石或珍珠岩的砂质壤土、低PH值的砂质壤土及活性炭等。增加蛙石或者珍珠岩能改善Cu的去除效果,增强渗透及滞留能力,提高吸附能力,并能延长使用寿命;
e.填料不能压实,考虑堵塞系数为0. 5 ;
f.淹没区,由砂子或砾石,掺混5%的树皮等能够提高N的去除率,促进反硝化。同时能够在干旱季节提高植物的存活率,提供一定的滞留容积;
g.对填料高度为300mm, 500mm和700mm进行试验,得出最优高度为700mm。

4)雨水花园施工中的注意事项

       在雨水花园的建设施工中水土保持和预防侵蚀非常重要,所以雨水花园的施工建设过程要防止:
A.建设过程中的泥土进入设施内,导致设施堵塞。可以在填料层表面铺一层土工布,以及在设施周围做围挡以防止周围泥土冲蚀进入设施造成堵塞。
B.对于新建地区雨水花园的建设,要重点做好防护工作,通过现场监理人员的监督避免相邻区域的施工对雨水花园设施造成损坏。
C.在雨水花园结构建造方面应注填料的物理特性、底部排水管安装、排水层砾石粒径、过渡砂层粒径、设计蓄水层深度等一系列问题。雨水花园设施的填料层、种植土层铺设完成后应采用自然沉降压实的方法或水压实,可适当多填以预留出沉降的深度。
D.在雨水花园周围边界的处理上应注意进水口高程、进水口路牙石开口宽度、植物种类和种植密度等一系列问题,做到与周围景观的和谐。

5)雨水花园施工中的评价标准

       雨水花园的最终检验标准应以以下几方面为主:进水口、溢流口的高程;设施的结构、尺寸;检查边坡;种植植物;填料层表面平整;堤岸平整;排水层;进水口;维护通道。

4 北京地区雨水花园的管理与维护

       为了符合生态规范,雨水花园不需要高强度的维护,部分通过植物本身的功能来调节有两项工作是必须的。首先,在初期清除具有侵略性的种子。在植物扎根生长的前几个月,除杂草是绝对必要的。一旦一个完整的植被覆盖成长,一年一度的除草可以逐渐减少。其次,修剪所有的地上部分。在冬天结束春天开始时修剪植物枝干,可以把修剪的枝干作为土地的覆盖物,或者利用其它的处理方式。为了确保植物能生存下来,在刚刚栽植的几个月中,灌溉是至关重要的。在异常干旱的区域,浇水是必须的,在一个短暂的时间段里,可以使用来自于屋顶收集的雨水灌溉植物。
       综合雨水花园的特殊性总结出以下几点雨水花园的维护检验指标:1)经常检查雨水花园的进水口和排水口处是否有堵塞情况;2)及时清理设施内的垃圾;3)注意进水口和周围建筑间的冲刷现象;4)道路周边的雨水花园应注意是否有导致交通不便的破坏情况出现;5)注意植物的种植密度、是否需要补种、收割等。

作者: 阿普贝思 日期 2015年01月28日

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