探討低影響開發理念在美麗鄉村建設中的應用
——以雨水花園改善水環境為例

林繼卿

（福建農林大學 金山學院，福建 福州 350002）

探討低影響開發理念在美麗鄉村建設中的應用
——以雨水花園改善水環境為例

林繼卿

（福建農林大學 金山學院，福建 福州 350002）

建設美麗鄉村是推進農村生態文明建設的重要目標和方向。水環境是美麗鄉村建設中的重要景觀元素。揭示了當前美麗鄉村建設中存在的現狀和問題，表述了改善鄉村水環境的意義，探討了低影響開發理念中的雨水花園在美麗鄉村水環境建設的應用，從空間尺度上將雨水花園分為點狀雨水花園、線狀雨水花園和面狀雨水花園三類，為美麗鄉村水環境的改善做積極探索。

低影響開發；雨水花園；美麗鄉村；水環境

低影響開發是一種創新的雨洪管理方法，其工作原理是在保護自然水文環境的前提下，模擬雨水的自然水文過程，獲得合理開發土地的過程。低影響開發于1990年在美國提出并實施，經過多年探索，已取得良好的生態效益。[1]低影響開發措施有生態植草溝、下凹式綠地、雨水花園、綠色屋頂、地下蓄滲、透水路面等。本文以雨水花園為例進行探討研究。

雨水花園是經過數年自然形成的或人工設計而成的淺凹綠地，被用于匯聚并消納小面積的雨水，是一種以控制雨洪和降低徑流污染為目的的專類工程設施。在國外有許多優秀案例，美國20世紀90年代雨水花園發展顯著，其中最出名的是常年處于多雨季節波特蘭市的雨水花園；技術成熟的是德國雨水花園，漢諾威康斯伯格城區是優秀范例之一；雨水缺乏的澳大利亞最具有代表性是無花果小區。在我國雨水花園具有代表性的案例有奧林匹克森林公園中心區、北京海淀區雙紫園小區、清華大學的勝因院等。

2013年中共中央“一號文件”提出建設美麗鄉村，治理農村地區的水污染的現狀，搞好不斷惡化的水環境，發展鄉村旅游和休閑農業，實現鄉村的“百姓富”和“生態美”的有機結合。2016年安吉發布了全國首個美麗鄉村水環境地方標準，旨在統籌解決美麗鄉村建設中存在的水環境弱化、水災害威脅和水生態退化等問題，規定了一系列指標，為打造山青、水秀、岸綠、景美的美麗鄉村提供依據。[2]水環境治理和景觀建設是建設美麗鄉村的一個重要內容，雨水花園不僅具有美化環境的功能，還能對水進行蓄滲和凈化。本文在美麗鄉村水體景觀生態設計的過程中引入雨水花園建設技術。

一、美麗鄉村建設中水環境現狀問題

水是人類賴以生存和發展的重要物質來源，是塑造鄉土風情，形成鄉村景觀的重要因素，正如常言道“一方水土養育一方人”。人們依山傍水，澤水而居，但隨著鄉村經濟的快速發展，資源的過度開發，改變了鄉村原有的水網結構。據相關調查發現，在多數村落和小城鎮附近的自然河道徑流量減少，有的地區河道流通量僅0.005m3/d，溝渠灌排系統功能退化，水體的面積和水體深度大幅減小，破壞了水體系統自我凈化的能力。[3]鄉村的工農業生產和生活對水環境也產生了污染。目前，鄉村水環境主要存在以下幾個方面的影響：

（一）農業生產

根據《中國農村統計年鑒2013》，從1990-2012年農民使用農藥、化肥、柴油等呈現逐年遞增的趨勢。據相關數據分析，我國使用的農藥和化肥的總量只有30%被植物吸收，隨著農機產品的普及運用，柴油用量的增加，導致土地中摻雜著大量的尾氣。土壤中過量的農藥、化肥、有害物質隨著雨水的沖刷，流入鄉村的其他水體，破壞水環境。此外，人們看到養殖業帶來的經濟效益，卻忽視其環境效益，90%的養殖場沒有處污系統。

（二）工業生產

鄉鎮企業的快速發展有助于增加農民收入，提高農民的生活水平，促進農村經濟的發展。然而在2010年2月發布的《第一次全國污染源普查公報》中顯示，我國重點河域主要污染成分是氨氮，石油其次，化學需氧量第三，揮發酚第四，重金屬第五。當找其源頭發現是由鄉鎮企業污染物的不合理排放而導致。我國農田面積約7.0×106hm2被鄉鎮工業“三廢”污染，造成年糧食量減產1.0×1010kg。[4]

（三）生活垃圾

據衛生部調查顯示，我國農村每人日產生活垃圾0.86 kg，每年固體生活垃圾排放量高達2.34億噸。農村缺少垃圾回收設施，生活垃圾的主要堆放在河道附近。這不僅污染水源，而且在很大程度上破壞河道的生態環境。

（四）尾氣量的增加

尾氣量增加的來源：一是村民生活水平的提高、交通工具的普及，家家都有摩托車、小轎車；二是四通八達的道路網絡，有的國道、省道貫穿于村鎮之中；三是優美的村鎮環境和深厚的村鎮文化吸引絡繹不絕的外來游客。這些都導致路面尾氣量的增加，隨著雨水的沖刷，沉集在道路上的有毒物體流入道路兩側的農田，影響農作物的減產，污染下流河道。

二、改善鄉村水環境的意義

鄉村中的溪流、河道、泉眼、池塘、碼頭等水體是構成鄉村水環境的重要因素。鄉村水環境是人們賴生存的必要條件，承載著獨特的鄉村文化，是鄉村生態系統得以循環發展的必要條件，是鄉村農業景觀可持續發展的動力。

（一）水是文化的載體

我國治水歷史悠久，水文化源遠流長。人們澤水而居，以池塘河渠劃定鄉村的空間布局，街巷因水而成，圍繞著水環境開展宗教、生產、娛樂等活動。[5]這是千百年來，人對鄉村景觀的利用和適應自然環境的過程中不斷演化的結果，融入了哲學、歷史、美學等文化元素，是人們智慧的結晶，蘊含著濃厚的文化景觀。天藍地綠、山清水秀，人們才能記得住鄉愁，留得住鄉情。

（二）水是鄉村生態系統得以循環發展的必要條件

硬化筆直的河道是為了盡快排走洪水，但它也減少人們直接灌溉農業的機會，降低了河道排污和凈化的能力，阻礙了微生物的生存空間。生態系統的破壞輕而易舉，但要形成穩定的生態系統卻要經過千百年。在美麗鄉村的建設過程中要扎根于歷史，尊重自然形態，挖掘鄉村的成長肌理，順應自然的發展規律。溪流、淺灘，溝壑、池塘是生物的棲息地，是地下水得以補充的通道，是防洪排澇的緩沖區，是調節局部小氣候的天然水體，是生態系統得以循環發展的必要條件。[6]

（三）水是鄉村農業景觀可持續發展的動力

鄉村有別于城市，鄉村具有獨特的地理地貌、農田風光和鄉土景觀等。在美麗鄉村的建設中重新尊重原有的水系格局和水面形態，推進溝、渠、塘等水體的連通，疏浚河道，恢復河道原生態，減少河岸硬質鋪裝，增加生態岸線。實行退耕還林，退田還湖，發揮大自然自我的修復能力。在農業上推廣高效、節水的措施，利用科技農業、田園風光、農業生產景觀、綠色生態資源等要素[7]，對周邊自然景觀與農業景觀相進行合理保護與利用[8]，確保農村景觀的可持續發展。

三、雨水花園建造

雨水花園具有收集雨水、調節雨洪、水質凈化和恢復水循環的作用，在建造中因遵循以下幾點原則。

（一）選址及土壤要求

根據研究表明：不可選在地下水位過高的位置和靠近飲用水源的地方，應在遠離建筑基礎至少2.5m處且向陽面，從后期維護考慮應采用地勢平坦地，砂土和砂質壤土的滲水性好，適合建造雨水花園。[9]

（二）分類

按功能可分為控制徑流量的雨水滲透型和降低徑流污染的雨水收集型兩類。其中水質較好的小匯流面積地區可采用滲透型的雨水花園，在控制徑流量的同時補給地下水，如建筑屋面雨水、污染小的道路雨水、城鄉分散單戶庭院徑流等[10]；污染程度較大的匯流面積區域可采用收集型的雨水花園，其強調對雨水水質的凈化作用，如村鎮中心、道路等。

（三）雨水花園的典型結構

雨水花園由5部分組合而成，至上而下分為：蓄水層、覆蓋層、種植土層、砂層以及礫石層。蓄水層能暫時滯留雨水和沉淀雜物，覆蓋層為保持土壤的濕度，可用3-5 cm的樹皮或細石，種植土層的厚度應根據喬、灌、草、花卉的要求而有所不同，砂層是為了防止土壤顆粒進入礫石層而引起穿孔管的堵塞，礫石層中埋有直徑100 mm的穿孔管，經過滲濾的雨水通過穿孔管收集進入其他排水系統。除外，雨水花園還設有溢流口，當雨水超過蓄水層深度時，多余的雨水直接進入其他排水系統。

（四）雨水花園的平面布局

雨水花園是模擬自然特征和借用自然元素來構建的自然野趣景觀并與周邊自然的田園風光相協調，平面布局顯曲線最佳，為了最大限度的發揮雨水花園的作用，長寬比應大于3∶2[11]，如圖1。

圖1 雨水花園平面示意圖Figure 1 The schematic diagraMof rain garden

（五）雨水花園的面積計算

雨水花園的表面積計算可分為精確定量和估算法兩種，結合我國降雨不均衡，降雨量集中的特性，可采用匯水面積估算法。匯水面積正主要由屋頂、不透水地面和草坪組成。由于屋頂受排水個數影響，草坪可吸收部分雨水，因此都需要乘以相應系數。匯水面積乘以相應的24h最大降雨量所得為該場地的徑流量。雨水花園24h的滲透率為滲水深度。將徑流量除以滲水深度就得到雨水花園的面積。從經費和功能的高效性，居住區最合理的雨水花園面積范圍為9-27m2。[12]

（六）雨水花園的坡度和深度

滲透型和收集型的雨水花園對坡度的需求有所不同，滲透性雨水花園利用較小坡度的綠地增大下滲量。收集型雨水花園利用陡坡匯集雨水，增加雨水與植物、土壤的接觸，達到凈化的效果。一般來說，坡度小于4%，深度10cm左右較合適，坡度在5%-8%，深度在15cm左右，坡度在9%-12%，深度可以達到20cm。[13]

（七）植物種植

在植物的選擇上首選以鄉土樹種為主，其次雨水花園不是水景園，植物要選擇耐旱又能在一定時間內耐浸泡且根系發達的植物。在植物配置方面，應從植物形、色、味等方面進行考慮。

（八）后期維護

后期維護費用低、管理簡單。在暴雨過后，需要檢查及更換受損的植被。為保持良好的下滲性，需要定期清理沉積物。對雜草及長勢過快的植物進行修剪。

（九）評價

通過數年對薩默塞特地區的雨水花園的追蹤監測，結果表明雨水花園平均減少了75%-80%地面雨水徑流量[14]，有效地延緩徑流峰值的時間。Davis對雨水花園地表徑流水質的實驗表明，去除97%的銅、鉛、鋅金屬，去除70%-85%的總磷，去除55%-65%的凱氏氮。[15]此外，俄勒岡州會議中心擴建部分的雨水花園獲得波特蘭市年度最佳水資源保護獎。雨水花園對雨水的凈化、收集、補給地下水和緩解排水壓力都有顯著的作用。

四、雨水花園在改善美麗鄉村水環境的應用

美麗鄉村水環境的建設過程中，從改善水質、補給地下水、美化環境、恢復生態的方面，植入低影響開發技術的雨水花園構建技術，根據場地的不同，使用相應的措施。本文主要從空間尺度上將雨水花園分為點狀雨水花園、線狀雨水花園和面狀雨水花園三個方面并對其進行分析研究。

（一）點狀雨水花園

點狀雨水花園通過收集（如圖2）、凈化、儲存和利用來消納場地的雨水，并為建筑提供優美的外部環境。點狀雨水花園主要分為庭院雨水花園、建筑附屬綠地雨水花園和建筑廣場雨水花園三類。[10]

圖2 雨水收集Figure 2 The schematic diagraMof rain collection

國內外成功的點狀雨水花園案例較多，其中庭院雨水花園也不少，如北京清華大學勝因園、北京海淀區阿普貝思雨水花園、美國馬薩諸塞州劍橋市的暴雨花園、波特蘭市的霍伊特公寓、塔博爾山中學雨水花園、2009年獲得ASLA交流類榮譽獎的點滴的時間——榆樹大街168號的新典范、2010年獲得ASLA學生組住宅設計榮譽獎的自產：住宅可食性指南（Homegrown：A Residential Guide to Edibility）等。其中北京海淀區阿普貝思雨水花園面積170 m2，原場地有屋面排水管一根，雨水從排水管流出對建筑散水和散水附近的綠地沖蝕嚴重，如圖3、圖4，后經過108次修煉，秉持著“基于源頭控制、延緩沖擊負荷”的雨水設計理念，將雨水收集、滲透、滯留、凈化及排放與景觀相結合，形成生態與藝術相結合的花園景觀，如圖5、圖6。經過暴雨期的考驗，實現了雨水的自然滲透和零排放的目標。該方案可以適用于建筑周邊較大的場地，如私家獨棟住宅、村鎮府、村工廠等。

圖3 改造前現狀Figure 3 The state before reformation

圖4 改造前現狀Figure 4 The state before reformation

圖5 最終方案Figure 5 The final design

圖6 雨水路徑系統Figure 6 The systeMof rain path

另一個自產：住宅可食性指南案例的現狀是兩層樓的住宅前約為465 m2的小草坪，如圖7。為達到自給自足的目的，通過3個雨水蓄水池收集建筑雨水及街道雨水構建雨水花園，過濾和補給地下水，此外結合農業生產的水產養殖池塘、蔬菜種植區、雞飼料場、溫室等，如圖8。該案例不僅設有雨水花園，還與農業生產相結合，使得鄉村的雨水花園更具有地域特色。若建筑周邊空地較小，可參照居住區最合理的雨水花園建造，面積控制在9-27m2，或者幾棟住宅聯合建構一個雨水花園。小尺度的雨水花園結構比較簡單，可以讓村民自己動手參與，不僅改善居住環境，而且能促進鄰里的交流。

圖7 改造前現狀Figure 7 The state before reformation

圖8 改造后方案Figure 8 The state after reformation

對于建筑附屬綠地雨水花園不僅具有雨水處理的功能，還需要設置滿足建筑內部人員休息停留的設施。成功的案例如：由穆拉賽聯合有限公司設計位于波特蘭威拉米特河畔的水污染控制實驗室園區、華盛頓的西德威爾友誼學校等。若鄉村工廠采用此類雨水花園，能有效的降低工業生產所產生的污染，節省污水處理的費用，美化環境。

（二）線狀雨水花園

隨著人們物質水平的提高和對精神世界的向往，越來越多人走進鄉村，體驗農家生活。昔日門可羅雀的局面已經一去不復返，今后將呈現出車水馬龍的景象。因此，采用通過收集道路的雨水，讓其有目的沿著溝壑、水渠流經整條道路，最后進入種有植被的洼地，達到雨水滲透和凈化的過程。成功的案例是2007年獲得ASLA綜合設計榮譽獎的波特蘭市NE Siskiyou綠色街道，如圖9。該方案為改造性設計，路面的雨水徑流通過滯留池邊的切口進入，滯留池設有用礫石堆的三條壩，如圖10，依據不同的雨量，雨水從一個單元跌落到另一個單元，達到雨水凈化的目的。

鄉村道路兩側多為農田，在雨水進入農田之前，有目的地將溝壑、水渠與滯留池相結合，然后將水體引入種植耐浸泡的植物洼地，通過凈化后的雨水用于灌溉農業生產或補給地下水，達到改善水質，提高產量的目的。

圖9 水流示意圖Figure 9 The schematic diagraMof flow

圖10 滯留池設有用礫石堆的三條壩Figure 10 The gravel daMof detention ponds

（三）面狀雨水花園

在城市中，雨水花園的理論已經廣泛地運用于公園尺度的景觀設計中。公園綠地中的湖泊河流及人工濕地，成為雨水收集、處理的天然雨洪滯納場。公園雨水花園通過緩解城市用水緊張、調節城市雨洪、降低植物養護成本，達到雨水的收集與循環利用的目的。國內外有許多成功的案例：如德國新區科隆斯堡130 ha，利用雨水花園技術將雨水保留在場地內，雨水通過溪流流經兩個綠色區，抵達并保持在梯口狀的盆地，實現雨水的完全滲透。若降雨量超出盆地的承載量時，則流入下一個盆地，從而實現零排放的目的；中國黑龍江群力雨水公園——中國第一個“雨水花園”，恢復受城市建設所導致的濕地退化的現狀，將雨水滯留在場地內，減少城市受洪澇的威脅。濕地是一個的開放空間，在無雨時期，雨水濕地通過永久池的水量，維持濕地內動植物的生長，發揮正常的景觀與休閑娛樂的功能，在暴雨時期，有效地降低雨水的徑流速度，發揮凈化、儲蓄、補給地下水等作用；位于美國奧羅拉市的污染源——敘普河，公園中大量含磷的雨水流入水庫，導致藻類的大量繁殖，造成魚類缺氧而大量死亡，破壞了生態和休閑用水，同時由于水土流失引起河岸的退化。面對現狀，設計結合場地現狀，采用池塘和濕地處理徑流的冗余系統，借助雨水花園技術恢復昔日生機。池塘去除大部分的磷及其污染物，濕地生態系統與自然環境相結合，設置6個下降結構進行二次除污。

在鄉村中稻田、水庫、魚塘、灘涂等是構成鄉村景觀的一部分，又是人工濕地的一部分，同時也可以成為鄉村面狀雨水花園的一部分。稻田在我國人工濕地中所占的面積最大，是緩解水污染壓力的有效渠道之一。[16]因此，在美麗鄉村的建設中，應該根據實地情況恢復或優化稻田、魚塘等人工濕地景觀，水體通過多次凈化，流入河流。河流也是天然濕地的一種，具有控制洪澇、凈化和儲蓄水體的作用，是自然界最重要的生態系統之一。[17]在美麗鄉村的調查中，發現美麗鄉村河道的等級一般都屬于4級或5級的較窄河道，根據降雨量的不同，劃分瞬時水淹區、季節性水淹區、半永久水淹區、一般暴露區、永久水淹區五級水位形態[18]，將河岸設計為斜坡式生態駁岸，種植鄉土水生植物，提供水生動物的棲息場所，達到美化、凈化水環境的作用。不僅能推動鄉村的農業經濟，帶動鄉村的旅游開發，還具有科普教育意義。

水是人們賴以生存的物質基礎，人們澤水而居。但目前鄉村中水環境受到不同程度的污染。因此在美麗鄉村的建設中植入低影響開發中的雨水花園構建技術，從凈化水質、補給地下水、美化環境的角度出發，嘗試將農業生產與景觀相結合。

[1] 任小紅,張瑞濤.探析低影響開發(LID)在工廠景觀設計中的應用[J].現代裝飾理論,2016(3):86-87.

[2] 陸遙.綠樹村邊合 碧水繞人家[N].浙江日報,2016-04-11（7）.

[3] 朱兆良.保護和建設農村水環境、水生態[J].參政論壇,2006(9):7-8.

[4] 張學軍,李舉鋒.美麗鄉村建設視角下農村生態環境現狀與對策[J].農村經濟與科技,2015(3):37-39.

[5] 金紹兵,黃祚繼.美麗鄉村建設中的水文化研究[J].安徽農業大學學報（社會科學版）,2014(3):132-136.

[6] 潘云峰,胡耀華.美麗鄉村與農村水環境治理[J].農民致富之友,2013(3):97,222-223.

[7] 何麗芳.基于旅游發展導向的“美麗鄉村”建設探討[J].國土與自然資源研究,2004(3):59-60.

[8] 盧淵,李穎,宋攀.鄉土文化在“美麗鄉村”建設中的保護與傳承[J].西北農林科技大學學報（社會科學版）,2016(3):69-74.

[9] 王淑芬,楊樂,白偉嵐.技術與藝術的完美統—：雨水花園建造探析[J].中國園林,2009(2)5:54-57.

[10] 張鋼.雨水花園設計研究[D].北京：北京林業大學,2009：22-22.

[11]ROGER B,ELLEN C.Rain Gardens：A How to Manual for Homeowners[M].Wisconsin:University ofWisconsin Extension,2003:9-10.

[12] 韓羽,王楠,赫天緣,等.城市雨水花園綜述[J].城市建筑,2015(11):327,337.

[13] University ofWisconsin Extension andWisconsin Department of Natural Resources Rain Gardens:A Household Way to Improve Water Quality in Your Communit[M].Wisconsin：UniversityofWisconsin Extension,2002:6-7.

[14]PrinceGeorge'sCounty.DesignManual forUseofBioretention in StormwaterManagement[M].Prince George's County:MD Departmentof Environmental Protection,1993:3-4.

[15]DAVID A P,SHARMA H,SHOKOUHIAN M.Laboratory Study of Biological Retention for Urbanstormwater Manage-ment[J].Water Environment Research,2001,73(1):5-14.

[16] 陳巖.人工濕地對保護水環境的影響研究與討論[J].資源節約與環保,2016(4):160-160.

[17] 于魯翼,李瑤瑤,呂曉燕,等.河流生態修復技術研究進展[C]//湖泊保護與生態文明建設:第四屆中國湖泊論壇.合肥:中國科學技術協會,2014:271-280.

[18] 李裕紅.美麗鄉村建設背景下河流濕地的科學保護和恢復[J].海峽科學,2015(6)：42-46.

（責任編輯：馮起國）

Application of Low Impact Development Concept in the Beautiful Countryside Construction——Taking Rain Garden Improving Water Environment for Example

LIN Jiqin
(Jinshan College,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002)

The construction of beautiful countryside is important to the objectives and direction of the construction of rural ecological civilization．Water environment is an important landscape element in beautiful countryside construction ．This article revealed the present situation and problems existing in the construction of beautiful countryside，expressed the meaning of improving beautiful countryside water environment，studied the application of rain garden in the construction of beautiful countrysidewater environment，and classified rain garden into three types in spatial scale:Point rain garden,Line rain garden,Plan rain garden.Make active exploration for improving the beautiful countrysidewater environment.

lowimpact development;rain garden;beautiful countryside;water environment

X52

A

1674－2109(2017)07－0076－07

2016-06-30

林繼卿（1982-），女，漢族，講師，主要從事傳統園林、園林設計方面的研究。