潘云凡 徐雨杉
摘 要:雨水花園是一種生態可持續的雨洪管理以及雨水利用設施,具有低成本、高效能、建造簡單等優點。以筆者在一次對于北京林業大學校園場地再設計的過程中,探索雨水花園,以及北京地區對于暴雨時節雨水的管理,展示研究過程及成果,闡述北京市降雨特點、雨水花園及雨洪管理的基本概念,最后,針對中國現狀,就雨水花園如何在國內發展提出了建議。
關鍵詞:雨水花園;雨洪管理;海綿城市;景觀設計;生態設計;北京降雨分析
雨水花園最初于20世紀90年代起源,是一種新興的景觀類型,其目的是有效利用雨水資源并合理分配。在景觀配置中有效利用雨水花園,可以很大程度上減少城市各級管網壓力,減少水資源浪費,緩解暴雨時期的洪澇和少雨時期的干旱。針對北京市目前降雨以及雨洪管理的現狀,結合設計課題,從風景園林設計角度出發,進行了相關探討。
1 雨水花園的概念
雨水花園是自然形成或人工造景的淺凹綠地,被用于匯聚并吸收來自房屋屋頂或地面的雨水,通過植物、沙土的綜合作用凈化雨水,并使之逐漸滲入土壤,涵養地下水資源,或使之補給景觀用水、廁所用水等部分的城市用水。是一種生態可持續的雨洪控制與雨水利用設施。
2 雨洪管理與北京氣候現狀
我國城市化進程正處在快速發展時期。在此背景下,伴隨著城市人口激增和城市規模的擴張,城市水系統和自然水過程受到影響,水生態系統退化嚴重,自然水體水質惡化,水患問題日益突出,這對于城市雨洪管理提出了一定要求。城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面,需要具有良好的“彈性”(這也是海綿城市的概念)。
對于北京市來說,這一問題依舊突出。北京在全國氣候區劃中劃歸暖溫帶半濕潤季風大陸性氣候區,其主要特點是四季分明。春季溫和干旱,夏季炎熱多雨,秋季秋高氣爽,冬季干燥寒冷;風向具有明顯的季節變化,冬季盛行西北風,夏季則盛行東南風。
北京的降水集中在夏半年(4~9月),占全年雨量的90%以上。冬半年(10~3月)雨量不足全年的10%。其中,7、8月降水占夏季降水量的80%以上,故 7月下旬~ 8月上旬為降雨高峰。降水的季節分布不均勻,為城市排水帶來了很大壓力,也對農業生產造成了一定范圍的不利影響。
北京市是我國的首都,因城市發展需要,城市內部硬質地面占比非常大,可以調蓄洪水,凈化水源的軟質下墊面不足以滿足城市需要。經過多年的使用以及城市局部的改建,部分地下管網沒有辦法滿足城市排水需要。由于北京市的氣候,城市有“雨季內澇,旱季缺水”的特點。本課題主要是對于暴雨時內澇問題進行探索并提出解決的設想。
3 場地概況
場地范圍主要為第一教室樓、第二教室樓、學研大廈以及校園東圍墻圍合形成,總面積約8000m2。
4 設想
在提出相應解決方案時,雖然設計場地本身具有邊界,但是考慮到其功能,以及與外部城市的交流,故而借鑒了海綿城市的理念,即利用植草溝、滲水磚、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”的方法來組織城市排水,以“慢排緩釋”和“源頭分散”為主要的規劃設計理念,下雨時可以吸水、蓄水、滲水、凈水,干旱時將蓄存的水釋放并盡量加以利用。
雨水花園作為海綿城市的重要組成部分,其設計對于功能性具有很強的要求。舉例如下:
4.1 生態滯留區
生態滯留區與雨水花園不同,其土壤對于工程技術的要求相當苛刻,對于土壤以及工程排水措施也都有確定的要求,并且依據所處位置的不同可分為生態滯留帶、生態樹池、生態滯留池等。
4.2 植草溝
如果比起調蓄下滲的徑流,更迫切的是收集、輸送和排放雨水的話,則可以設計布置植草溝。植草溝是橫截面呈三角形或梯形的帶狀下凹式綠地,適用于道路兩側綠化帶等地。由于水的流速相對較快,在植草溝內應石子鋪底從而防止土壤侵蝕。
4.3 人工濕地
其與滲透池的規模相近但功能不同,主要是對雨水調蓄和凈化的部分。可以集中凈化雨水花園、植草溝等部分收集的雨水,與其他手法共同作用,形成多功能的雨水系統,打造怡人的綠色景觀。
4.4 透水鋪裝
除了設置于綠地的措施,在硬質區域可以通過透水鋪裝、透水混凝土等實現雨水滲透,或通過明渠和溝槽將雨水引流至附近的滯留地中,凈化的雨水最好就地消化,打造互動的親水景觀。
綜上提出解決設想:通過景觀設計,解決場地內直接的雨水來源,通過阻滯、儲蓄雨水的手段,避免暴雨期間大量雨水直接排入城市管網,從而達到緩解城市內澇,實現科學的雨洪管理的目的。
5 參考案例
本次設計參考位于北京市海淀區學院路5號768創意園的阿普貝思雨水花園,主要參考方向為設計尺度、功能布置、植物配植及場地設計細節。
屋頂雨水經由落水管,經臺地的阻滯溢流,生物水處理,進入蓄水池中儲存,硬質路面地表徑流經由微地形進入蓄水池。蓄水池中儲存的雨水,既可以在泄洪高峰期后排入城市管網,亦可以進行二次利用,用于景觀、生態等方面。
6 設計結論
場地中主要的雨水來源有:地表徑流,一教樓頂排水,二教樓頂排水。(學研大廈采取內排水,故不計入在內)。
針對場地雨水流向,進行了景觀設計,具體方案如下。
在主要屋頂雨水來源的第一教學樓及第二教學樓處,設置了生物滯留池,雨水經過落水管排入生物滯留池,進行第一步的阻滯、凈化和曝氧。滯留池內種植具有凈化功能的鄉土水生植物,易于后期維護。
生物滯留池承載量不能滿足現狀時,多余的水可以通過明(暗)溝排入調蓄能力更強的軟質場地,即綠地內。
主要干道采用透水磚鋪裝,最大程度上使得落在地表的雨水下滲而不匯集成地表徑流,多余的雨水借由高差流入東側綠地。
綠地中設置一條貫穿南北的旱谷,作為主要的雨水收集儲蓄場所。旱谷在晴朗天氣干涸,雨天匯集徑流,進行雨水的凈化和儲存。內部植物選擇株形較為低矮,抗性強,耐干旱水濕的多年生鄉土草本植物。
南部有一水廣場,在硬質地面基礎上設置架高石板,下部為20cm厚水面,在具有觀賞游憩價值的同時可調蓄小部分雨水。
大面積的草坪本身作為一種軟質鋪裝,自身可以滿足大部分范圍內雨水的下滲,多余的雨水滲流到旱谷和南部的水廣場內。
以上即為最終方案設計中雨水花園部分的成果。通過這些手段,可以在滿足景觀需求的同時,留住暴雨期間場地內的水,減輕城市管網壓力。
7 由小場地引申出的對于城市尺度的探索
本次設計針對場地為校內一個局部,設計出發點是解決場地自行消化雨水問題,延伸到城市尺度上,可以借鑒“海綿城市”中“細胞”的概念,通俗來說,將城市視作一個細胞,而各個組成地塊被視為細胞器,彼此聯動密不可分。各個“細胞器”在暴雨來襲時做到內澇自行消化,就可以有效解決城市“逢雨必澇”問題。
采用雨水花園的景觀手段,還可以將暴雨時積攢的洪水儲備起來,用于生產生活,間接解決了“無雨必旱”的問題。
8 結語
在國家大力提倡環境友好型、資源節約型社會的今天,水資源的節約與利用成為一個熱門的課題。“雨水花園”作為一種利用雨水資源的技術,具有結構簡單、造價低、維護簡單而又效果明顯的優點,同時將景觀與功能性結合,對于景觀設計發展也是一個非常具有潛力的方向。
參考文獻:
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