城市綠色雨水基礎設施建設的景觀化探析

摘 要：面對城市化進程中帶來的各種雨洪問題，人們開始反思城市基礎設施建設與自然環境之間的關系。在不斷的實踐中發現，傳統的灰色雨水基礎設施的建設對自然生態具有破壞性，而且后期維護不易、成本高昂。綠色雨水基礎設施對恢復城市良性水循環、構建景觀美學起著至關重要的作用。各種尺度的綠色雨水基礎設施都能夠以景觀化的方式表達，并且國內外已有眾多相關案例可供借鑒和參考。

關鍵詞：景觀化；綠色雨水基礎設施；風景園林；雨洪管理

中圖分類號 TU992 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）14-0103-05

Exploration and Analysis of Landscaped of Urban Green Rainwater Infrastructure Construction

Yuan yuan

（College of Civil Engineering and Architecture，Jishou University，Zhangjiajie 427000，China）

Abstract：With respect urbanization brought various stormwater problem，people began to explore the relationship between the urban infrastructure and ecosystem. Traditional Grey Stormwater Infrastructure have become too damaging，inefficient and costly to persist. Green Stormwater Infrastructure plays a vital role in restoring a healthy hydrological cycle and establishing landscape aesthetics. The facilities of each scale can be expressed in a landscaped way，and there are many related cases at home and abroad for reference.

Key words：Landscaped；Green stormwater infrastructure；Landscape architecture；Stormwater management

城市化進程帶來不透水面積的增加，導致大地吸納雨水的功能喪失、城市土地上原本存在的河渠、沖溝、坑塘、洼地、濕地等匯聚雨水的功能在城市化過程中被忽視而遭填平，城市雨洪災害頻發。單純依賴灰色基礎設施（管網工程設施）的傳統雨洪管理理念的弊端已經凸顯，在國外先進的雨洪管理理念中，強調采用生態和近自然的雨洪生態管理“軟排水”模式，充分發揮城市自然生態系統在調蓄雨洪、涵養水源、水質改善、雨水資源利用等方面的價值。同時，作為城市綠色基礎設施中的一部分，綠色雨水基礎設施的藝術性和景觀化需求也需要被關注和重視。

傳統給排水以“盡快排除雨水”作為建設理念，利用“灰色”基礎設施組織排水，造成雨水資源大量流失、水資源污染、地下水位下降、下游洪澇等風險的增加等諸多問題。雨水基礎設施根據組成材料的不同分為綠色雨水基礎設施和灰色雨水基礎設施。綠色雨水基礎設施主要是指由軟質植物材料所組成的基礎設施，主要包括綠色屋頂、雨水花園、淺草溝、植被緩沖帶、人工濕地、低勢綠地與生物島等；灰色雨水基礎設施主要有硬質材料雨水集蓄設施、雨水滲透設施與雨水過濾設施等。

城市雨洪管理措施開始由灰色雨水基礎設施逐步向綠色雨水基礎設施轉變（如圖1所示）。景觀設計作為城市建設中的重要組成部分，將景觀設計應用到雨水基礎設施中，既可以保證城市生態系統功能的有效運轉，又能夠美化環境，創造宜人的生活環境。在我國，綠色雨水基礎設施作為城市綠色基礎設施中的一部分，逐步應用于解決雨洪問題的項目中，但是其景觀性并沒有得到很好的發揮。城市景觀作為城市雨水重要的承載體，可以利用城市現有綠色體系，加以規劃設計，結合相關工程措施，將雨水與城市景觀相結合，在汛期將雨水攔截滯蓄，使雨水成為可供綜合利用的水資源。

圖1 基礎設施概念的演進

1 綠色雨水基礎設施的含義與構成要素

1.1 含義 發達國家也經歷了城市發展過程中帶來的各種雨洪問題，在雨洪管理的過程中，他們從開始大力推行灰色基礎設施的建設，到認識到生態系統對人類生存的重要性，通過結合自然生態系統的運作流程來管理雨洪問題，把自然的系統與灰色基礎設施相結合，模擬自然，以期構建良性的水文循環系統。

目前國內外針對“綠色雨水基礎設施”還沒有統一的定義，但是從各種相關的理念本質來看，都是將可持續發展的理念應用到雨水基礎設施建設中。

1.2 構成要素 與傳統雨水管道直接排放雨水不同，綠色雨水基礎設施從雨水的源頭、匯流、輸送、收集、排放等各個環節進行控制。每個環節盡可能的降低城市發展對原有的水文循環的破壞，減少徑流產生、降低水質污染、提高雨水綜合運用效率。根據應用范圍等因素，綠色雨水基礎設施的主要技術措施可分為場地、土地利用功能單元、區域（或流域）等不同應用層次[1]。分別對應著綠色雨水基礎的微觀尺度、中觀尺度及宏觀尺度。

2 國外雨水處理景觀化發展

為了解決城市化所帶來的雨洪問題，發達國家進行了很多的探索，到20世紀末期，多樣化的可持續雨洪管理的理念和技術得到大范圍的應用和實踐。這些理念是城市化背景下的產物，雖然定義上略有不同，但本質都是期望尋找一種能緩解城市水患，改善城市水環境的新型技術體系。

2.1 德國 德國是歐洲開展雨洪利用最為成功的國家。從規劃到設計，將雨水與景觀設計結合，已經形成了一套完善的技術體系。不僅在居住小區、獨居庭園和大型建筑物進行雨水收集與利用，河流流域的水資源開發也極其重視雨水的匯集、凈化與利用。

2.2 美國 美國改變過去單純解決雨水排放問題的觀念，利用雨洪資源以提高場地的天然入滲能力為宗旨。美國建有地下隧道蓄水系統，推廣建筑屋頂集雨蓄水技術和由綠地坑塘、透水路面組成的地表回灌系統。

2.3 日本 日本是亞洲重視城市雨洪管理的最典型的國家。日本提倡雨水多功能調蓄，城市雨洪管理技術的發展得到民間和企業的大力支持，有力推動了其快速發展，有效地補充地下水，恢復河川基流，改善環境和生態。

3 景觀化的綠色雨水基礎設施

西方國家的雨洪管理理念比我國更早產生，經歷了由采用純工程方法轉向與非工程方式相結合，從大型集中處理到分散式就地處理的過程，從對水的恐懼到將其作為珍貴資源加以收集利用。在綠色雨水基礎設施的建設中，加強景觀元素的融合，在傳統的雨水管理模式中引入景觀工程，形成模擬自然生態的雨水管理體系，在雨洪資源得到有效綜合利用的同時營造優美的城市空間和景觀環境。

從微觀尺度、中觀尺度和宏觀尺度上，綠色雨水基礎設施均有成熟案例可供研究和探討，這些不同的設計內容在重要的雨水利用場所發揮不可或缺的作用，也為我國在建設和完善雨洪管理體系的過程中提供可借鑒的經驗。

3.1 微觀尺度

3.1.1 綠色屋頂 為改善城市生態環境，通過屋頂綠化擴大城市綠色空間是城市綠化建設的重要途徑。綠色屋頂作為綠色雨水基礎設施的一部分，對雨洪管理過程有著重要的源頭截蓄作用，在延緩徑流峰值，減少徑流等方面扮演著舉足輕重的角色。

建筑在城市當中量大面廣，且都是硬質不可吸收水分的材料，當降雨發生時，城市中的建筑物將產生大量的雨水徑流。利用綠色屋頂存儲和凈化雨水的能力，可以截留吸收大部分降落在屋頂上的雨水，超過綠色屋頂雨水收集能力的雨水才會形成徑流，通過屋頂溝槽和管道輸送到附近的雨水處理場所。（圖2、圖3）。

除了綠色屋頂可以收集和滯納雨水之外，雨水管作為建筑屋排放和收集雨水的重要構件，在雨水基礎設施中有著不可或缺的作用，隨著綠色雨洪管理設施的不斷改進，雨水管對于建筑美觀的影響也開始被關注，對于屋面徑流的傳輸設施不僅僅局限于傳統的雨水管直接連接屋頂于地面的方式，而是逐漸有了藝術化的設計[2]（圖4）。

3.1.2 雨水花園（下沉式綠地） 雨水花園是自然形成的洼地或人工挖掘的下沉式綠地，被用于匯集并吸收來自屋頂或地面的雨水，能消納小面積匯流的雨水，減小徑流量，延緩洪峰，“柔化”城市雨水，是一種生態可持續的雨洪控制與雨水利用設施（如圖5所示）。這些徑流匯入雨水花園中的洼地，通過場地中植物的降解、沙礫的過濾使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養地下水。雨水花園因其設計形式多樣，布置靈活，可以小點形式分散設置于雨水的源頭、輸送、收集、排放等各個環節中，在綠色雨水基礎設施的景觀化過程中具有較強的可操作性。

3.2 中觀尺度

3.2.1 綠色街道 城市中道路面積大，且污染物的組成較為復雜和難處理，城市道路中大量受污染徑流最近的接收器就是城市道路沿線的道路綠化帶及街旁綠地。道路綠化帶采取下沉式是解決道路雨水回歸自然循環系統的一個最簡單有效的方式。在降雨條件與土壤滲透條件適宜的地區可采用綠化帶下沉的方式構建“綠色街道”（如圖6所示）。“綠色街道”有效地減輕了市政排水的壓力，雨水被匯集到道路中的綠化帶中，經植物凈化滲入土壤，減少了徑流量，延緩了洪峰到來的時間，降低了污染物含量。

北京林業大學林業樓南側道路于2015年5月經過改造重新開通，改造完成的林業樓南側道路路面雨水按照本項目的設計，順著高差直接排入兩側綠地，并通過坡溝走向與排水設施相結合，做到自然集雨，兩側綠地在保護原有懸鈴木的基礎上，增加了20余種植物進行配置，與設計的微地形相輔相成，形成良好的道路景觀（如圖7所示）。學校將該條改造完成的道路定義為步行景觀路，該項目是通過景觀化的手法對綠色雨水基礎設施的具體實踐。

3.2.2 濕地 濕地作為城市之腎，是城市綠地生態系統的重要組成部分。重建和恢復城市濕地景觀，可以為生物提供更多的生存空間，為城市生活增加生態教育場所，同時濕地能夠發揮其優秀的泄洪防洪能力，對于維護城市生態環境具有重要作用[4]。

佩塔盧馬濕地公園是一個將基礎設施性的廢水處理廠變成休閑性濕地公園的項目（如圖8所示），是灰色雨水基礎設施向綠色雨水基礎措施轉變的成功案例。佩塔盧馬水處理廠示范了如何利用生物處理對污水進行第3次處理以達到加州標準。濕地公園利用食物鏈——在細菌、水藻、植物、昆蟲、魚、鳥、爬行動物以及一些小陸棲動物的幫助下——將污水轉化成凈水。這個公園與能同時處理城市污水和雨水徑流的埃利斯河水處理廠結為一體，不僅為野生動植物創造了棲息地，也為人們提供了一個將污水轉化為飲用水的可視性演示。

3.3 宏觀尺度

3.3.1 城市范圍 城市水系應具備足夠的雨水調蓄與排放能力。美國費城在面對城市河流大量消失，排水渠道淤塞導致傳統排水系統壓力增大的情況，致力于平衡“水——陸基礎設施”來實現其流域管理目標。

2006年美國費城針對城市老舊的合流制的下水系統造成的城市內澇、河流污染、水系減少等日益嚴重的城市雨洪管理問題，制定了費城綠色城市計劃（GreenPlan Philadelphia）[5]。該規劃計劃在2006—2028年間，對城市范圍內的綠色基礎設施進行綜合性的改良（如圖9所示）。

同樣開始于2006年，費城水務局開始實行“綠色城市，潔凈水源”項目，其目的是期望通過綠色基礎設施的建造來進行雨水管理，整個項目實施周期為25年（2006—2035）。

3.3.2 流域范圍 德國埃姆舍流域管理實行流域整體規劃。埃姆舍河全長70km，流域面積達865km2，覆蓋了魯爾工業區大部分地區（圖10）。由于工業開采過度，導致該地區河床嚴重破壞，地面發生沉降，出現河流改道、堵塞、倒流等現象，同時污染嚴重。面對急劇惡化的生態環境問題，地方政府決定成立埃姆舍河協會負責治理埃姆舍河及其支流的污染[6]，上世紀80年代末，埃姆舍河協會對流域進行治理規劃，項目計劃于2025年完工，采用雨水沉淀池、雨水凈化塘和地表徑流人工濕地對雨水進行處理（圖11）。新埃姆舍水系的主要規劃要點為：（1）雨污分流改造。（2）拆除河流沿岸硬質設施，恢復河流的自然狀態，提高水體自凈能力。

4 結語

在城市建設中，基礎設施投資和影響巨大，雨洪管理設施與園林建設結合，形成能夠解決雨洪問題的綠色雨水基礎設施[7]。景觀化的雨洪管理措施不僅能夠降低建設成本，還能使藝術與工程緊密結合，創造出讓人賞心悅目的城市風景，提高城市基礎設施建設的品質。在繼承古人優秀工程技藝的基礎上，借鑒國外先進方法經驗，總結分析優秀案例，結合自身的情況，明確不同類型設施的基本特征以及所發揮的雨洪管理效益，平衡工程技術、造景美學與養護成本之間的關系，有利于營造出兼具生態技術與景觀美學的綠色雨水基礎設施。

參考文獻

[1]張偉，車伍，王建龍，等.利用綠色基礎設施控制城市雨水徑流[J].中國給水排水，2011，27（4）：22-27.

[2]孟永剛，王向陽.應用綠色雨水基礎設施構建創新的雨水景觀[J].生態經濟，2015，31（02）：192-196.

[3]陶一舟.城市街道雨水的管理與利用——美國波特蘭市“綠色街道”改造設計[J].園林，2007（06）：22-23.

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[7]袁媛. 基于城市內澇防治的海綿城市建設研究[D].北京：北京林業大學，2016. （責編：王慧晴）