LID在住區規劃設計中的應用

LID在住區規劃設計中的應用

0 引言

當前，構建可持續的綠色雨水系統已成為城市發展和建設的必然要求。一些發達國家運用結合自然生態系統的城市雨洪管理技術，如澳大利亞的WSUD（Water Sensitive Urban Design）、美國的LID（LowImpact Development）和綠色基礎設施GI（Green Infrastructure）、英國的SUDS（Sustainable Urban Draining Systems）為代表的雨洪管理系統[1]，都以可持續發展、結合自然的及多途徑來有效解決城市雨洪問題，構建良性的城市水循環系統和健康的生態環境為最高目標。其中，低影響開發（LID）技術成為我國海綿城市實現雨洪控制的有效手段和技術支撐。

近年北京、上海、天津、杭州、深圳和武漢等一些發達城市相繼開展了LID技術應用與示范，如深圳市光明新區、天津東麗湖萬科生態住宅區和北京東方太陽城等居住區的建設均是LID應用的成功典范。本文重點通過研究國內外社區尺度中LID的實踐經驗，總結住區規劃融入LID的景觀規劃設計流程、景觀規劃策略、景觀設施設計和實施保障措施，為海綿住區的建設提供借鑒。

1 基于LID的住區規劃設計流程

新西蘭是較早實施雨水管理的國家[2]，并且注重與景觀規劃設計及生態學的結合，經過多年的實踐總結，將低影響開發設計中應用的雨水處理設施標準化，同時奧克蘭市政府制定的《低影響設計手冊》和《GD-04指引文本》成為整個新西蘭的LID實施導則[3]。其中《GD-04指引文本》提出了LID在場地設計中的基本操作步驟和一般流程 （圖1）：①場地評估：包括生物物理評估和社會人文評估，在此基礎上確定場地潛在的開發利用模式；②資源構架：在場地分析及項目目標確定基礎上，制定適宜的空間構架，包括自然環境格局和開發模式格局。自然環境格局是保護及優化環境，表現為鏈接開放空間、生態通道和改善修復后的自然環境，從而降低不適度的人為土地利用開發對生態環境的破壞。開發模式格局是基于場地的綜合價值和生態敏感度而設定的，從而引導土地的合理開發利用，使重要的開放空間、生態敏感區域或者生態交替邊緣區域保持生態平衡；③場地布局：即是基于LID的概念設計，在確定場地雨洪管理目標后，基于水文分析，需從源頭至匯流處，全面考慮雨水的徑流，制定規劃策略，設計雨水控制措施，并進行設計前后的雨洪管理模擬評價，從而進一步修正設計方案。

但值得注意的是，區別于工業區、校園、公園等，住區是高密度的單體建筑集中地，與道路、停車場、硬質活動場地和綠地空間等要素緊湊布局，共同營造宜居的居住環境。LID應用于住區規劃設計中，既是有效應對住區雨洪內澇風險的措施，又是水系景觀可持續利用的手段。在綜合分析住區各要素于雨洪管理中的作用后，將各種雨水設施與規劃設計整合于一體，實現住區雨洪管理景觀網絡建構是住區LID設計的重點。因此，基于場地評估和資源構架分析基礎上，住區LID景觀概念設計流程可進一步細化（表1）。

圖1 LID的規劃設計流程[4]

圖2 美國HIGH POINT住區雨洪管理措施

表1 住區LID景觀概念設計流程

2 LID住區景觀規劃策略

雨洪管理景觀網絡的構建應盡量將雨水在集水面附近就地處理，以減輕盡端處理措施負荷。住區層級式景觀雨洪管理網絡便是基于這種思路，順應雨水流向管理的一種模式（圖3），降雨的“滲、滯、蓄、排”流經“單體居住建筑—附屬綠地—道路、停車場—住區集中式綠地”進行層級式管理。從源頭開始便實現雨水滲透，每一層級滲透設施盡可能最大限度地滯留入滲雨水，而溢出雨水量可通過植被淺溝和雨水花園的溢流管輸送至更高一層級的雨水設施系統，形成層級式景觀雨洪管理網絡[5]。

2.1 初級處理

首先是單體居住建筑的雨水收集，主要是結合屋頂綠化、立體綠化滲水收集雨水；其次是經導流槽或雨水桶收集雨水，溢出部分經建筑宅前綠地中雨水花園或植被淺溝過濾、滲透、吸收。

2.2 二級處理/傳輸過程處理

道路和停車場鋪設透水鋪裝，有效減少雨水徑流量，經植草洼地、植被淺溝或雨水花園等多種LID凈化設施加強雨水滯留和處理能力，減少水質的污染。

2.3 三級處理/盡端控制

社區公園、小區游園等住區中具有一定規模的綠地，既是重要的生態群落和公共活動空間，社區景觀規劃設計的重點，又是雨水管理設施系統的關鍵節點。結合地形高程變化，利用較低洼地，規劃設計濕地、湖泊等水體景觀，匯集和滲透雨水，并結合其他雨水收集與循環設施，有效地將收集的雨水優先用于植物澆灌。

圖3 墨爾本Lynbrook Estate住區層級式雨洪管理[6]

3 住區雨洪管理景觀設施設計

基于層級式景觀雨洪管理網絡的三級處理模式，住區中主要采用的LID景觀設施有以下幾種。

3.1 屋頂綠化（初級處理）

屋頂綠化是由綠色植物、植物生長基質及防水結構覆蓋的一種建筑屋頂形式，通常還包括阻隔層、排蓄水層和灌溉系統等結構。屋頂綠化可以減少屋頂雨水徑流總量、增加屋頂雨水徑流延遲時間、降低徑流流速及凈化水質的功能（圖4）。南寧市在全國率先出臺了海綿城市建設地方標準，其中將種植屋面與排水溝構造做法相結合（圖5）。在植物選擇上不宜選擇根系穿刺性強的植物種類，不宜選擇速生喬灌木且高度不宜大于2.5m，距離邊墻不宜小于2m。植物荷重應以生長10年后的荷重估算。

屋頂的雨水通過屋頂花園的滲透，經落水管的引導落入地面，為了減緩雨水落下對于地面的沖擊并且減小雨水的流速，在落水管的底部通常設置導流槽（圖6）、雨水桶或敞口式排水管。其中導流槽最為常用，是具有一定坡度的石板或混凝土板，使用時應確保其具有一定的埋深避免被水沖走或下沉。導流槽引導雨水的流向，進入下凹式綠地，如雨水花園，實現雨水的就地入滲，過量溢出雨水流入道路兩側的植被淺溝進行入滲，最終流入蓄水池或進入雨洪排水管道。

圖4 美國Maryland Housing Retrofit住區屋頂綠化

圖5 坡屋面屋頂綠化剖面圖[7]

圖6 美國HighPoint住區中應用的導流槽圖

圖7 植被淺溝大樣圖[7]

3.2 植被淺溝和雨水花園（二級處理）

在層級式雨洪管理網絡的二級傳輸處理中，植被淺溝可謂是構成了住區獨特的傳輸網絡系統。它是在洼地溝渠中種植植被的一種雨水管理措施（圖7），一般通過重力流收集徑流雨水，從而達到減少雨水徑流總量、洪峰流量，增加徑流延遲時間，降低徑流流速。例如深圳光明新區[8]植被淺溝實施成效檢測中，在中雨、大雨和暴雨下，其對徑流總量和峰值流量的平均削減率分別為65.71%和57.69%；峰值延遲效應顯著，平均延遲時間約18.86min，最長可達36min。雨水在植被淺溝中經過沉淀、過濾、滲透、吸收及生物降解等共同作用下，實現徑流收集和去除污染的作用。植被淺溝網絡系統通常沿著住宅區的主要道路設置于單側或兩側綠化帶上。收集、吸收和過濾來自道路和屋頂雨水過量溢流部分，最終流入更高層級的蓄水池或雨洪管道系統（圖8）。

雨水花園（圖9、10）是住區核心的LID設施，通常規劃于住區庭院綠地地勢最低處。做法一般是由于邊緣兩側因承接地表徑流的雨水，故而種植耐沖刷的水生植物，在中部低洼地可種植大量濕生植物（圖11）。流經雨水可通過自然水文的作用，滲透、過濾等實現對雨水截流，同時在匯入蓄水池前可以使其自身的污染物降低30%[9-11]。

圖8 美國HighPoint住區中植被淺溝

圖9 美國HighPoint住區中雨水花園

圖10 美國Daybreak community住區中雨水花園[12]

圖11 雨水花園剖面示意圖[7]

3.3 透水性鋪裝（二級處理）

透水性鋪裝材料是LID設施中最為普遍的，可以有效減少雨水徑流量，減輕城市排水系統的負擔，并過濾雨水中的污染物，補給地下水。對比不透水性鋪裝雖其耐久度低且造價較高，但從其帶來的長期利益看還是十分可觀的。例如深圳光明新區與傳統不透水瀝青道路相比，透水瀝青道路徑流中的SS、COD、MH3-N、NO3-N、TN和TP等污染物質濃度分別降低了94.76%、83.84%、70.59%、33.33%、50%和65.96%，同時徑流總量和峰值流量的降低率可達87.45%和92.22%[12]。當然在不影響通行和停車的情況下，減少鋪地面積同樣是個有效的方法，如可通過減少道路長度，或在道路中間增加種植來實現（圖12）。

當住區內道路、停車場地等雨水徑流污染較為嚴重時，不適宜采用雨水回用方式，通過設置植被淺溝和雨水花園等多種LID雨水管理設施和滲排一體式雨水管道系統，將雨水經植被土壤凈化、過濾后由多孔集水管收集進入雨水管道系統，污染嚴重時也可以通過溢流管排入雨水管道系統進行再次滲透（圖13）。

3.4 濕塘式蓄水池（三級處理）

蓄水池有很大的蓄水能力，住區中可設計為開放的水塘、濕地，具有良好滯洪、儲存、凈化等功能，并可用于蓄水灌溉、保存凈化水源。典型構造見圖14，一般包括進水口、前置塘、主塘、溢流出水口、護坡駁岸等構成。其中前置塘其池底為混凝土或塊石結構，便于清淤。主塘一般包括常水位以下的永久容積和儲存容積，永久容積水深一般為0.8～2.5m；儲存容積一般根據規劃提出的“單位面積控制容積”確定。主塘與前置塘間宜設置水生植物區，主塘駁岸宜為生態駁岸，邊坡坡度不宜大于1:6。

住區的雨水流經屋頂、道路、廣場、停車場、庭院綠地等不同的LID設施后，通過植被淺溝、雨水花園的引導和輸送，匯入濕塘式蓄水池中，再凈化和處理后流入最近河流湖泊中。如High Point住區中，來自道路和屋頂的雨水通過匯水線的引導，最終匯流于居住區北部的池塘公園中，池塘最深可達4.7m，可容納27 123m3的水量（圖15）。雨水通過沉淀、過濾、滲透后流向朗費羅河流域，保護了河流的生態平衡和生物棲息地。

圖12 美國Daybreak community住區機動車道路

圖13 LID透水性鋪裝及雨水花園停車場

4 住區中LID實施保障策略

LID理念在住區中得以實現，除了要有合理的規劃方案和創新有效的LID技術措施外，政府對LID理念的支持和推行，資金財政對LID建設的保障和住區居民的認可及對建設后維護管理也是必不可少的。美國High Point住區從規劃、資金保障、政策保障、建設實施等多方面來保障LID的實施（圖16）。其中，居民在重建High Point的過程中起到舉足輕重的作用。在規劃前政府及規劃師征詢居民對重建理想家園設想，成立居民設計委員會，參與重建住區規劃。對于住區及LID設施建成后的維護管理，采取廣泛宣傳普及LID理念及社區教育（圖17），并出版宣傳保護手冊（圖18），調動全體High Point住區居民參與維護管理自己家園。

5 結語

低影響開發作為一種自然開放式的雨水利用方式，具有景觀化和成本低的特性。歐美等一些發達國家的經驗值得借鑒，在我國建設“海綿城市”的過程中，低影響開發正處于積極探索與實踐階段，急需出臺適應于不同自然條件的地方設計規范或導則指導LID的實施。當然公眾特別是居民們對LID應用的認可及積極參與更是LID得以有效實施的“軟性保障”，而規范的法律法規制度是其得以實施的堅實“剛性保障”系統。

圖14 濕塘典型構造示意圖[7]

圖15 美國HighPoint住區中水池公園（蓄水池）

圖16 美國High Point住區LID措施實施保障體系

圖17 美國High Point住區居民參與住區重建討論

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Application of LID in Planning & Design of Residential District

■ 劉 頌 Liu Song 劉 蕾 Liu Lei

基于社區尺度，通過對美國、澳大利亞、新西蘭等發達國家住區LID的實踐經驗及國內城市住區LID的應用實踐，總結了住區規劃中融入LID理念的規劃設計流程、規劃策略、LID景觀設施設計及實施保障策略，為海綿住區的建設提供借鑒。

低影響開發（LID）; 雨洪管理； LID景觀設施；LID實施保障策略

On the basis of community dimension and through LID practical experience and application of LID in Chinese urban communities, the paper summarized planning and design process for integrating LID idea into residential district, planning scheme, LID landscape facility design and implementation guarantee strategy so as to provide reference for construction of sponge residential districts.

low influence development (LID), rain and flood management, LID landscape facilities, LID implementation guarantee strategy

2016-04-02）

圖18 美國High Point住區管理維護手冊

國家自然科學基金資助（項目批準號：51378364）；高密度人居環境生態與節能教育部重點實驗室自主與開放課題。

劉頌，博士，同濟大學建筑與城市規劃學院景觀學系、高密度人居環境生態與節能教育部重點實驗室教授，博士生導師；劉蕾，同濟大學建筑與城市規劃學院在讀博士生。