潘 雨(上海市建筑科學研究院有限公司, 上海 201100)
海綿城市建設是推動綠色建筑建設、低碳城市發展、韌性城市形成的重要工作,是綠色、低碳、健康、可持續發展的重要表現形式。雨水花園是海綿城市重要的“細胞體”。作為一種有效的雨水凈化與處置技術,雨水花園在處理城市地表徑流、收集雨水、凈化雨水、促進雨水下滲以及水循環再利用等方面發揮巨大的優勢。同時,雨水花園還能與景觀節點相結合,增強場地功能的多樣性,形成良好的雨水景觀效果。
國外對雨水花園的研究主要集中在基于方程和軟件的模擬土壤水文滲透能力、對污染物的滯留能力、植物對土壤水文影響的差異性以及雨水花園建造及其應用研究上。國內對雨水花園的研究則主要集中在雨水花園的起源與發展研究、國外優秀案例介紹、雨水花園設計營造、場地試驗及模型構建以及雨水花園實踐研究。近幾年的工程實踐發現,目前國內雨水花園及海綿城市的設計在規劃上存在系統性意識不強,在建設上存在建造次序混亂、施工水平不到位,在后期運行管理上存在著資金投入缺乏、專業維護人員不足、驗收和評估機制不健全等問題。并且,海綿城市建設策略大多聚焦于大尺度、跨流域的生態保護區,國家級或區域級濕地公園的規劃設計上,中小尺度的城市空間場所(如建筑與小區)對雨洪管理所起到的作用并未得到重視。
因此,本文聚焦于小尺度的住宅小區景觀設計,以雨水花園為海綿化景觀設計的載體,在總結工程實踐的基礎上,針對 4 種不同布局的住宅小區提出雨水花園全流程景觀設計策略,涵蓋雨水花園的布局設計、邊界設計、構造設計以及植物設計等內容,從而為更好地指導住宅小區雨水花園的景觀化設計實踐提供參考。
雨水花園的設計需遵循以下原則。
(1)系統規劃。雨水花園的設計應遵循系統規劃的原則,以徑流總量及徑流污染控制為目標的前提下,統籌場地對雨水資源的綜合利用方案及排水系統規劃進行整體性設計。
(2)因地制宜。雨水花園設計過程中應充分考慮地域特征,綜合當地的氣候、降雨、水文、土壤等情況,結合場地的面積、形狀、朝向、水資源可利用條件、鄉土材料及植物選用等要素,創造性利用雨水資源進行雨水花園的靈活設計。
(3)安全為重。在雨水花園設計實踐中,應確保雨水花園的布局安全、構造安全及場地與周邊環境的安全,并考慮老人、兒童等特殊人群在使用雨水花園時的人身安全。
(4)功能性與景觀性相結合。雨水花園在具備雨水滯留、凈化、滲透、收集等功能的前提下,還應融入地形、植物、材料等景觀美學元素,結合多樣的造景手法增加雨水花園的趣味性,并通過適宜的植物配植設計,營造層次豐富的雨水景觀。
2.1.1 場地下墊面分析及匯水區劃分
對住宅小區進行海綿化景觀設計時,首先應對整個場地進行綜合分析,通過微地形設計引導雨水排放方向。按照建筑布局、綠地分布、場地豎向、道路排水方向等條件進行匯水區劃分,并分析各匯水分區下墊面特性,根據各匯水分區實際需要控制雨水徑流量及雨水徑流路徑進行雨水花園的合理設置。當場地較為平整、排水坡度單一時,應適當增加坡向和匯水點,靈活設置雨水花園以分散大量雨水徑流壓力;當場地坡度、坡向較復雜時,應整合場地豎向,集中布局雨水花園以提高其徑流控制能力。雨水花園的地形坡度適宜控制在 1%~5%。
2.1.2 雨水花園布局形式及規模
各匯水分區內雨水花園的布局應根據場地現狀及功能需求,利用微地形設計,協調考慮周邊環境適宜性,盡量選擇地勢平坦、通風向陽、雨水易匯集、土壤滲透性高、植物生長環境好、觀賞條件優越的位置。雨水花園的規模主要與其有效容量、處理的雨水徑流量及其滲透性有關。
考慮我國大部分地區年徑流總量控制率 70%~80% 的目標,以及其對應的設計降雨量范圍為 20~30 mm,針對不同匯水分區下墊面特征,按照單位面積雨水花園的調蓄容積為 0.20 m3進行估算。單個雨水花園的規模宜為 30~40 m2,則相應的匯水分區應控制在 300~1 300 m2范圍內。基于下墊面特征的雨水花園建設規模分析如表 1 所示。

表1 基于下墊面特征的雨水花園建設規模分析表
2.1.3 雨水花園景觀設計效果
以雨水花園為載體的住宅小區海綿化景觀,應根據不同的建筑和綠地布局形式進行因地制宜的設計。本文針對片塊式布局、圍合式布局、軸線式布局和集約式布局的住宅小區分別提出雨水花園景觀設計策略。住宅小區雨水花園景觀化設計示意如圖 1 所示。

圖1 住宅小區雨水花園景觀化設計示意圖
(1)片塊式布局—線狀雨水花園。此布局是針對綠地均勻分布于建筑宅間的片塊式布局,宜根據建筑及道路排水方向設置線狀雨水花園,形成多個景觀組團節點。針對道路雙坡排水,宜結合綠地形式設計“串珠式雨水花園”,并讓這些雨水花園分散布置于道路綠化兩側。針對道路單坡排水,宜考慮設計“鏈式雨水花園”,結合其他景觀手法形成連續式雨水景觀。雨水花園設置間距宜根據雨水口間距設置為 25~30 m。
(2)圍合式布局—面狀雨水花園。此布局是針對綠地集中位于場地中央的圍合式布局,宜根據四周建筑及道路排水方向設置面狀雨水花園,引導形成主要的雨水景觀節點。宜通過微地形設計引導周邊道路雨水匯入綠地內海綿設施消納,在集中綠地的四個邊角設計腎型、馬蹄形、新月形、橢圓形等非直線型雨水花園,有機融入集中綠地的景觀組團設計。
(3)軸線式布局—帶狀雨水花園。此布局是針對綠地集中、成片式位于建筑宅間的軸線式布局,宜根據建筑及道路排水方向設置帶狀雨水花園,構建軸線式集中化雨水景觀。宜結合建筑屋面雨水斷接設計,在集中綠地內設計馬蹄形、橢圓形、腎型等多種雨水花園,引導屋面及道路雨水徑流匯入集中雨水花園中進行消納和凈化。設計時可融入其他的景觀元素如小品、亭臺和坐凳等,增加集中綠地的景觀價值和休憩作用。
(4)集約式布局—點狀雨水花園。此布局是針對綠地零星分布于建筑宅間的集約式布局,宜根據建筑及道路排水方向設置形式靈活的點狀雨水花園,鑲嵌式融入景觀綠化中。根據景觀軸線和視線引導,結合其他景觀手法打造間隔式雨水花園,亮化雨水景觀的視覺焦點。
適宜的邊界設計不僅能夠限定和保護雨水花園的空間格局,對雨水花園滯留雨水的時間、土壤的含水量和滲透性等也尤為重要。
雨水花園與周邊場地銜接時不宜采用生硬的邊界處理形式,應根據周邊綠地空間是否充足選擇合適的形式進行邊界設計,以保證邊界穩固并與周邊場地順利銜接,確保雨水花園的布局安全、場地與周邊環境的安全。周邊綠地空間充足時,宜設計自然放坡式邊界;周邊綠地空間不足時,宜根據場地現狀條件,靈活應用鋼板護坡式、石籠護坡式、杉木樁護坡式等多種邊界設計形式。具體的邊界設計要點如表 2 所示。

表2 雨水花園邊界設計要點
凈化調蓄型雨水花園主要由 5 部分組成,從上至下依次是蓄水層、覆蓋層、種植土層、過渡層及排水層。雨水花園結構層設計要點如表 3 所示。針對濱海鹽堿化地區,可增設隔鹽層形成隔鹽型雨水花園。隔鹽層主要采用沸石、河沙等材料,可增設于種植土層與排水層之間,厚度宜設計為100~150 mm。

表3 雨水花園結構層設計要點
凈化調蓄型雨水花園適用于大部分地區,通常設置于建筑宅間、公共綠地以及輕荷載型人行道、園路綠地內,主要用于消納徑流污染較輕的建筑屋面、道路及綠地雨水徑流。隔鹽型雨水花園適用于雨水徑流量大且污染較嚴重的中、重度鹽堿地區,通常設置于車流密度較高的硬質鋪裝場地、停車場及道路周邊綠地內,主要用于消納徑流污染較嚴重的道路雨水徑流。
雨水花園的結構剖面如圖 2 所示。

圖2 雨水花園的結構剖面圖
(1)植物選擇。植物的合理選擇與配置是長期維持雨水花園性能的關鍵因素之一。植物選擇應結合雨水花園的不同分區合理設計。邊緣區無蓄水能力,一般選擇耐旱植物;中心蓄水區選擇耐淹、耐旱、抗污能力強的植物,在蓄水和邊緣的緩沖區選擇具有一定耐淹、耐旱、耐雨水沖刷的植物。
(2)植物配置。雨水花園的植物配置應充分考慮場地坡度、坡向、水文、邊界、尺寸等條件,從色彩、形態、花期、植株大小及季節觀賞效果等方面對植物進行平立面布局和配置,既滿足雨水花園對土壤結構的要求,又確保植物配置的科學性和觀賞性。植物配置宜采用組團式種植方式,多選用植株高度較高、觀賞性較好的草本及灌木植物,避免大面積種植低矮地被植物,并在常規植物種植密度的基礎上提高 20%,保證土壤不裸露。同時植物配置應具有層次感,局部可選用灌木球、亞喬木、景石等進行點綴,并在一定程度上豐富植物品種,增加常綠植物比例,保證冬季景觀效果,點綴開花植物或色葉植物。此外,針對卵石、石籠等邊界以及溢流口周邊,宜種植植株茂盛的草本、灌木植物進行遮擋,柔化邊界過渡。雨水花園的植物配置主要分為喬木+草本、灌木+草本、喬木+灌木+草本以及喬木+灌木+草本+水生植物 4 種配置模式。植物配置效果如圖 3 所示。應根據雨水花園的布局位置及功能選擇適合的植物配置模式。

圖3 雨水花園的植物配置效果圖
(1)用于消納徑流污染較輕的建筑屋面、道路及綠地雨水徑流的調蓄凈化型雨水花園,植物配置可選擇喬木+草本、灌木+草本或喬木+灌木+草本形式,如建筑宅間雨水花園宜選擇模式 1 (喬木+草本)或模式 2 (灌木+草本),園路綠地內雨水花園宜選擇模式 3 (喬木+灌木+草本)。
(2)用于消納雨水徑流量大且污染較嚴重的道路雨水徑流的隔鹽型雨水花園,其植物配置宜選擇模式 4(喬木+灌木+草本+水生植物);如集中綠地內雨水花園或停車場周邊雨水花園。
從低影響開發的視角研究了兼具生態和景觀價值的雨水花園設計策略。通過雨水花園的布局設計、邊界設計、構造設計以及植物設計的全流程設計策略,融入實際的工程實踐經驗,以期為住宅小區海綿化景觀設計提供具體的參考和指導。在今后的海綿化景觀規劃設計項目中,可參考本文提出的雨水花園設計策略進一步拓展,使海綿化雨水景觀設計更加科學合理。雨水花園作為海綿城市低影響開發的源頭控制技術措施,在加強城市雨水徑流控制及面源污染削減方面具有重要的作用,在未來的海綿城市建設過程中應更加重視海綿設施功能性與景觀性的有機融合,提升雨水花園等海綿設施的建設質量,打造高品質的低碳景觀環境。