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城市雨水利用中的景观营造

城市雨水利用中的景观营造

一. 引言

随着社会经济的不断发展,尽管对城市防洪减灾的投入持续增加,城市内涝灾害发生的频率、所造成的损失却与日俱增。原因在于随着城市扩大,地表覆盖面积增加,建筑、道路、硬质铺装等不透水面积的增加造成了透水面积的缩小,在同样降雨量的条件下,地表径流加大,加重了城市泄洪负担,增加了发生内涝的因素。由于降雨不能有效下渗,城区地下水补给减少,不仅加剧了地面沉降和排涝困难,也造成了大城市内涝的不断发生。对于雨水的排放,目前最典型的工程方法就是将雨水直接引入混凝土排水管道。但是,这样做的后果是一方面城市内涝,另一方面则有大量雨水通过排水系统白白排进江、河、湖泊,这又是一种很大的浪费。同时,由于雨水不能有效下渗补充地下水,地下水位不断下降,土地的保水性能降低,会破坏土壤的生态环境,使得生物多样性消失,最终会导致土壤贫瘩化、沙漠化。

任何事物都有两面性,洪水也一样。它既是一种造成灾害的自然现象,又是保持自然生态平衡所不可少的生态过程。只是人们更多地关注了其灾害性的一面。在谋求社会经济发展的同时,如何尽量减少洪水所造成的灾害损失,而又尽力保持其在自然生态环境中所能发挥的洗涤净化环境、补充地下水、维持湖沼、改良土壤等重要而有益的作用,是当前需要研究的问题。为此,许多国家都开展了关于“雨水管理”的研究和实践,特别是德国、美国、日本等国家起步较早,已有30来年的历史,目前已形成了比较成熟和完善的雨水收集、处理、控制和渗透技术及配套的法规体系,成为国际上雨水资源利用技术最为先进的国家。由于历史原因,这些国家最初较多关注雨洪中的污染物含量及水质管理,近年来则拓展到流域管理、土地利用规划和水资源管理等方面。我国在这方面的研究起步较晚,目前的雨水利用情况多为修建蓄水池,由于成本较高,应用并不很普遍。

二. 美国的“雨水花园”和“绿色街道”工程

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图1

 

近年来,美国景观设计师们在雨水收集和利用过程中,积极探索使雨水有效下渗、补充地下水位的途径,并且利用雨水打造出独特的雨水景观、营造宜人的城市生活环境,取得了创新性的成果,引起了景观设计界的关注。最为典型的是“雨水花园”和“绿色街道”工程。

1.雨水花园

在像波特兰、西雅图这样雨量充沛的城市,设计师们运用“雨水花园”来增强城市的排水功能。屋顶、停车场等公共环境中的雨水没有直接排入混凝土的城市排水管道,而是通过“雨水花园”收集到称为“生态池”的专门排水系统中,经过一系列生态净化过程,收集到的雨水用于浇灌植被、滋润土壤或补充地下水。规模最大、最负盛名的“雨水花园”位于波特兰,该项目由迈耶。里德景观设计事务所设计,将东方银行大厦俄勒冈州会议中心屋顶的雨水收集起来(屋顶面积约2. 2万平方米),通过落水管输送到雨水花园,使大量降雨渗入地面。在景观造型方面,运用了叠水的手法,将一条石砌的水池用玄武岩堰分隔成若干的浅滩及一定落差的小瀑布,彼此串联在一起,雨水从一个水池到下一个水池蜿蜒流过,减缓了暴雨下泻的速度,也使雨水有足够的时间下渗。雨水量大时,多余的雨水通过溢水口排入城市排水系统。池中铺筑青灰色石板和五彩缤纷的卵石,有利于雨水的下渗,与粗犷的玄武岩营造了一种自然、质朴的氛围。池边种植了多种植物,可以有效吸收、吸附雨水中的污染物,植物根系可以固定水中的碎石、沙土,防止长期雨水冲刷对池底的破坏作用。这些摇曳多姿的各种类型的植物,使雨水景观更加生动、自然,充满生命力。作为一个场地的雨水管理工程,这是一个值得广为研究和传播的典范(图1)

2.绿色街道

一项同样能够减轻市政排水压力、利用雨水打造雨水景观的举措是“绿色街道”。“绿色街道”是指利用渗透池、雨水花园以及街道和人行道之间的浅沟收集雨水。波特兰已将这种功能性的“绿色街道”作为城市正在实施的示范项目。“绿色街道”设在城市肌理的隐蔽处或缝隙处,如停车场、林荫大道、学校周围或住区的停车位,雨水经由“绿色街道”,最后注入种有一系列植被的洼地,雨水在这里经植物净化渗入到土壤中。雨水量大时,多余的雨水排入城市排水系统。这些“绿色街道”一般无须维护,只需要每年进行例行清污和植被修剪,同时检测土壤质量,以确定是否需要进行大规模的换土(“绿色街道”的雨水多来自停车场、道路等,由于汽车尾气、油污等,雨水中会有重金属等污染物)。东北锡斯基尤绿色街道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。其于2003年秋天建成,既遵循了可持续的雨洪管理原理,又充分展现了简单、节约成本以及创新地设计解决方案的价值,获得2007美国景观设计师协会((ASLA年度综合设计荣誉奖项(图2-3 )。

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图2

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图3

 

3.“雨水花园”和“绿色街道”工程的启示

在自然循环过程中,雨水除了直接蒸发以及流入河流之外,还有一部分会渗入地下,成为地下水源的一部分,这是健康可持续发展的水循环模式。因此,景观设计师应当尽量寻找收集地表水并使其有效渗入土壤的各种方法和途径。“雨水花园”和“绿色街道”工程为我们提供了一条景观设计的途径:加强城市对雨水的蓄滞能力,“留住”雨水,提高雨水的下渗能力,并利用园林景观的手段和材料,为上述过程的发生营造符合生态原则的且有一定视觉美感的场所。

三. 雨水利用的景观途径

1.转变传统的排水概念,实行就地滞洪蓄水目前,中国城市中的地下排水管网均是以尽快汇集并排除地面径流为目标,这就更加速了水向城市各条河道的汇集,使河道洪峰流量迅速形成,对低洼地带造成了更大的压力,往往形成洪涝灾害。此时应因地制宜,引导雨水汇入城市公园的湖泊湿地之中,经生态净化后渗入地下,补充城市地下水。在城市广场、居民小区等场地应规划设计一定量的地上或地下“滞留池、蓄水池”设施,收集的雨水经沉淀过滤等生态净化措施后,可用于清洁、景观用水、绿化用水或补充城市地下水。这就要求在进行城市用地规划阶段就要充分考虑与城市雨水收集利用相衔接的问题。

2.改变传统的园林设计理念,增加城市蓄水能力

(1适时适地建立“雨水花园”

在城市的建成区或老城区要重新规划设计新的“滞留池、蓄水池”比较困难,可在建筑、道路、广场周围适时地“见缝插绿”。这些绿地除具备传统意义上的休憩、娱乐和美化环境的功能外,也是具有收集净化雨水、有效补充地下水位功能的“雨水花园”。城市中这种不计其数的小型“雨水花园’将发挥出巨大的作用。

(2抬高道路标高,降低绿地标高

在现行的城市道路系统中,路面标高大都低于旁边的绿化带或绿地。在这种情况下,雨水会很快从绿地流向路面,沿路面流向道路的排水系统。一方面雨水白白流走,另一方面从绿地流下来的泥水污染了路面,淤塞了下水道及河床,而植物只能依靠自来水浇灌生长。公园、小区中的情况也大多如此。针对这一问题,可以考虑改变传统的设计方式,抬高路面标高,降低绿化带和绿地标高,将花坛(池)、草坪、树木置于路面标高以下20-50厘米左右,且在大片绿地中设置一定的坑洼地。硬地表面的雨水流入绿地或坑洼地中并下渗,可以帮助植物生长,提高地下水位。也可借鉴“绿色街道”的做法,在降低绿地标高的同时,在道路与绿地之间开挖一定宽度和深度的浅沟,使沟中的雨水最后注入种有一系列植被的洼地,并在这里经植物净化渗入到土壤中。

(3碱少硬地,增加绿地

应减少城市和城市广场中的不必要的硬地,增加绿地,以减少地表径流,加强城市的蓄水能力。在城市绿地中应以乔灌草组成的群落为主,以维护良好的生态环境。自然的植物环境是由乔灌草形成的生态群落,能够在很大程度上涵养水分,保持水土,减少地表径流,促进大气中的水循环。然而,现在的城市绿地中过多的人工草坪根系较浅,雨季不能吸收大量的降水,平时还要人工浇灌,浪费珍贵的水资源。

(4建造生态型驳岸

现有的城市水体和水景工程等大多采用渠化、硬化的驳岸形式,水底也都采用不透水材料,这种做法不仅阻断了雨水的下渗通道,也不利于形成健康稳定的水系生态系统。应对其进行“软化”和“绿化”,建立有利护岸、保持水土、防止地表径流和污染的生态型驳岸。

(5建绿色屋顶

适宜建设绿地的屋顶应全部建成绿色屋顶,充分利用绿地滞蓄雨水的作用。一方面可延缓径流的产生,起到防洪作用;另一方面增加雨水的蒸发,起到增加空气湿度、改善环境的作用。对不宜建设绿地的屋顶,可将屋顶雨水通过雨漏管并经过滤后引入地面蓄水池,构造水景观。

3.更新市政设施材料,提高雨水下渗能力

混凝土材料的广泛应用使得建筑、道路和停车场成为一张“密不透风”的网,雨水很难渗入地下,也就无从补给地下水。大量的排水管道也都是混凝土材料,再一次阻断了雨水的下渗渠道。因此,用透水型材料取代原有的不透水型材料,包括在园林中大量应用嵌草铺装,对提高雨水下渗能力有至关重要的作用。在德国与日本等国,透水型铺装已获得广泛应用,形成了生产、施工和维护的一系列配套体系。在大面积的停车场、广场和人行道上广泛应用透水型铺装具有重要的意义。

4.利用水之美,配合植物等景观素材,营造雨水利用的生态型景观场所

水是自然界最活跃、最富有变化和想象力的景观要素,雨水为我们提供了宝贵的水景资源。我们应充分了解水的形式和流动特点,借鉴东西方水景理念,与石材、植物等造景材料相结合,创造富有特色又具有雨水净化功能的雨水景观。雨水景观的创造,还要特别考虑植物材料的应用。植物材料是园林景观特有的设计要素,植物本身种类繁多,造型丰富,再加上春花秋实等季相变化,为园林景观的设计提供了用之不竭的源泉。雨水景观中的植物材料除了考虑造型和季相变化外,更多的要考虑植物在固定泥沙和净化水体等方面的作用。

四. 结语

雨水利用是一项典型的生态保护技术,对促进经济社会的可持续发展具有十分积极的意义。在雨水收集利用过程中,我们必须转变思想,变“排”为“蓄”,并积极采取各种行之有效的技术措施和手段,利用雨水之美打造创新的雨水景观,营造健康的、宜人的城市生活空间。

 

作者: 阿普贝思 日期 2015年01月30日

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