許馨月
云南城建設計院股份有限公司,中國·云南 昆明 650100
城市化之前,由于土壤出色的涵水緩沖能力,雨水無法在短時間內影響地表水系的水位,而伴隨著城市化進程的迅猛推進,道路建設和基礎設施也得到了大規模的更新發展,這必然會導致由瀝青、混凝土等汲水性極差的材料組成的地面不透水層面積擴大,雨水無法進入地下水系從而只能流入地表水系,因此極易在暴雨天氣出現城市內澇的現象,使城市排水系統壓力陡增,十分考驗城市資源環境的承載能力。海綿城市的建設靈感源自于生態環境的自我調節功能,強調生態系統的彈性特點,而這離不開風景園林的規劃設計,風景園林可以從不同的角色定位參與海綿城市的建設,在海綿城市的理念下,通過風景園林的科學規劃,可以最為直接有效地提高城市的生態效益[1]。
城市水資源危機與城市內澇問題并存的矛盾局面,再加上城市雨水徑流污染嚴重的推波助瀾,導致了雨水資源管理的種種問題,在這背后的根本原因是城市的不合理規劃。由于投入城市建設的土地資源有限,用地緊張,很多城市在擴大發展時會采取圍湖造地的規劃方案,尤其是水敏城市圍湖造地的過程中,常常選用硬質鋪裝,忽略了風景綠植對雨水的管理能力。為了應對由于城市規劃不合理、雨水管理功能不完善導致的水資源匱乏、城市內澇、地表水污染等水資源問題,提出了海綿城市的概念。
海綿城市,即城市擁有海綿涵水的物理機能,突出強調了自然排水、自然積存、自然滲透、自然凈化等功能,對于自然降水、地表水和地下水通過積存、滲透和凈化,以達到水資源可持續利用的最終目的。
海綿城市的核心功能是對城市地面雨水徑流的管功功能,這強調了對自然雨水的吸收積存和凈化利用。為了實現這一核心功能,海綿城市的設計要素有以下六大要素:滲、蓄、滯、凈、用、排。
①滲:通過增加土壤面積或設計土壤反滲透設施,增強地表的汲水能力以最大程度的避免雨水徑流,并且雨水滲透土壤可以補充地下水系的水量,反過來地下水系通過土壤可以一定程度上凈化雨水。
②蓄:通過自然地貌使地面雨水自然分布,降低峰值流量的同時蓄住雨水,是后續雨水利用的前提條件。
③滯:盡可能延緩地表徑流的匯集速度,降低雨水徑流量,通過“滲”“蓄”的配合,降低城市內澇出現的概率,反過來又配合“蓄”留住雨水。
④凈:通過“滲”即土壤滲透,使雨水參與地下水循環,受地下水生態的調節能力的影響,減輕雨水污染。還可以通過綠地植被等涵養雨水,凈化雨水。
⑤用:在以上要素的影響下,最終收集到凈化后的雨水和處理后的污水,將其再利用。
⑥排:強調城市排水系統與自然水系相結合,地上排水與地下汲水相結合,在實現常規雨水排放的同時,對超量雨水排放也有較強的承載能力,避免出現城市內澇現象[2]。
海綿城市的構建是人與自然和諧發展的必然產物,符合可持續發展的理念,在有效避免城市洪澇等自然災害發生的同時,平衡了城市的水資源生態,緩解了一系列水資源危機。相信隨著海綿城市理念的推廣和應用,城市化進程將得到更利于人類命運共同體發展的道路。同時海綿城市在水利方面的一系列推動措施直接決定了其所帶來的經濟效益,降低城市內澇導致的財產損失,減輕排水系統的壓力,水資源的可持續利用等,以上幾項都是海綿城所帶來的經濟效益的直接體現[3]。在生態方面,海綿城市的建設就意味著城市與自然的有機結合,綠植數量上升,綠化面積增加,風景園林規劃規模擴大,城市面貌更為和諧自然,地表可用于涵水的土壤面積增加,地下水系的平衡調節能力大大加強,水生態環境得到改善。
從海綿城市的設計要素可以看出,風景園林的專業工作內容與其有著密不可分的聯系,尤其是風景園林的綠地面積是海綿城市的重要組成部分,也是海綿城市發揮其水敏功能的重要載體。同時,海綿城市強調的水資源管理需要多方面、全方位的專業內容完成規劃設計,而風景園林將海綿城市的功能需求落實到確切的點。如同導演指導主演如何表現劇本,海綿城市理念提出功能需求,明確技術環節,塑造角色定位,從而根據這些進行風景園林的規劃設計,通過專業知識、社會考量、美學影響等對風景園林專業內容里的物質空間進行規劃設計,甚至進行藝術創作,使綠地空間在海綿城市中為水資源管理服務的同時,又能滿足城市化進程的多種需求,從而以風景園林作為一根杠桿,實現由點集合線,由線形成面的過程。
“點”即是風景園林;“線”則是水利、水文、生態等多個學科提供的雨水資源管理的科學技術支持;“面”則是海綿城市的構建。
屋頂花園是海綿城市在風景園林規劃設計中的重要應用之一,也是實現海綿城市對雨水滲、滯、蓄、凈的重要途徑。屋頂花園的設計,不僅增加了綠地面積,改善城市生態環境,并且也完美的體現了風景園林為雨水資源管理服務的同時,所擁有的社會功能——為人們提供休閑娛樂的綠色場所,是園林藝術與建筑科學的有機結合。其實現對雨水的緩沖作用的途徑主要有以下幾點。
4.1.1 植被層截水
植被層的設計也是屋頂花園設計的主要內容,植被厚度需達到100mm 及以上的標準,預計載留50mm 或更多的雨水。
4.1.2 土壤層汲水
屋頂栽培綠植的土壤基質也有相關標準,同時土壤空隙以100mm 為標準,預計最多滲透吸收100mm 的雨水。
4.1.3 排水蓄水系統
在完成綠地空間的規劃設計后,還要輔以排水蓄水系統,由綠植過濾凈化后的雨水由專用排水板引導,經管道排入雨水蓄水池儲存,實現對水資源的管理和可持續利用[4]。
雨水花園通過植物載留和土壤的滲透過濾來實現雨水管理,在有效減少雨水徑流量的同時,對地面徑流實現初步凈化。如果出現暴雨天氣,過量的雨水通過花園頂部的溢流管進入到雨水花園的水生態循環中,通過收集、過濾、凈化,使雨水補充為景觀用水或其他用水。雨水花園擁有合理的綠植規劃,適宜的小環境氣候,不僅可以對雨水進行高效的滲透吸收,還能夠截留消化雨水徑流中的有害污染物,同時給人以極佳的視覺感受。
下沉式綠地又稱低勢綠地,顧名思義是一種地勢面低于周邊路面的綠地,下沉式綠地的應用早有開展,主要是利用其較低的地勢面引導承接雨水,降低城市地上的雨水徑流量。下沉式綠地既可以儲存地表水源,雨水滲透地下后又可以涵養地下水系,地上地下水系的涵水量大大增加,灌溉用水也隨之減少,做到節約用水。隨著雨水的沖刷,城市地表和空氣中的各種污染物集中匯集到下沉式綠地中,使河流湖泊幸免于難,同時將這些污染物集中沉降,通過綠地的微生物生態循環,促進污染物的沉淀降解,土壤肥力隨之增長[5]。
中國的海綿城市建設是個長期過程,這關系到觀念和生活方式的轉變,需要持續不斷地改造更新。中國目前的城市現狀是綠地面積大量減少,硬質鋪裝普遍,地表水污染嚴重,這給風景園林的規劃設計帶來相當巨大的困難,綠地的負載能力與實用設計如何找到一個平衡的闕值,值得每個風景園林師深思。同時構建海綿城市的過程中,風景園林方面的相關措施不能僅限于花園設計、下沉式綠地和透水鋪裝等,平衡水利水文和景觀設計,實現滲、蓄、滯、凈、用、排等設計要素、完善功能的同時,如何更有創意更加美觀地進行海綿式水體單元構建,也是海綿城市理念給風景園林專業帶來的一個挑戰。