城市綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的景觀化探析

摘 要：面對(duì)城市化進(jìn)程中帶來的各種雨洪問題，人們開始反思城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與自然環(huán)境之間的關(guān)系。在不斷的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對(duì)自然生態(tài)具有破壞性，而且后期維護(hù)不易、成本高昂。綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)恢復(fù)城市良性水循環(huán)、構(gòu)建景觀美學(xué)起著至關(guān)重要的作用。各種尺度的綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施都能夠以景觀化的方式表達(dá)，并且國內(nèi)外已有眾多相關(guān)案例可供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：景觀化；綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施；風(fēng)景園林；雨洪管理

中圖分類號(hào) TU992 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(jìn)程帶來不透水面積的增加，導(dǎo)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(zāi)害頻發(fā)。單純依賴灰色基礎(chǔ)設(shè)施（管網(wǎng)工程設(shè)施）的傳統(tǒng)雨洪管理理念的弊端已經(jīng)凸顯，在國外先進(jìn)的雨洪管理理念中，強(qiáng)調(diào)采用生態(tài)和近自然的雨洪生態(tài)管理“軟排水”模式，充分發(fā)揮城市自然生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)蓄雨洪、涵養(yǎng)水源、水質(zhì)改善、雨水資源利用等方面的價(jià)值。同時(shí)，作為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的一部分，綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的藝術(shù)性和景觀化需求也需要被關(guān)注和重視。

傳統(tǒng)給排水以“盡快排除雨水”作為建設(shè)理念，利用“灰色”基礎(chǔ)設(shè)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(fēng)險(xiǎn)的增加等諸多問題。雨水基礎(chǔ)設(shè)施根據(jù)組成材料的不同分為綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施和灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施。綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施主要是指由軟質(zhì)植物材料所組成的基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)施主要有硬質(zhì)材料雨水集蓄設(shè)施、雨水滲透設(shè)施與雨水過濾設(shè)施等。

城市雨洪管理措施開始由灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施逐步向綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變（如圖1所示）。景觀設(shè)計(jì)作為城市建設(shè)中的重要組成部分，將景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用到雨水基礎(chǔ)設(shè)施中，既可以保證城市生態(tài)系統(tǒng)功能的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，又能夠美化環(huán)境，創(chuàng)造宜人的生活環(huán)境。在我國，綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施作為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的一部分，逐步應(yīng)用于解決雨洪問題的項(xiàng)目中，但是其景觀性并沒有得到很好的發(fā)揮。城市景觀作為城市雨水重要的承載體，可以利用城市現(xiàn)有綠色體系，加以規(guī)劃設(shè)計(jì)，結(jié)合相關(guān)工程措施，將雨水與城市景觀相結(jié)合，在汛期將雨水?dāng)r截滯蓄，使雨水成為可供綜合利用的水資源。

圖1 基礎(chǔ)設(shè)施概念的演進(jìn)

1 綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的含義與構(gòu)成要素

1.1 含義 發(fā)達(dá)國家也經(jīng)歷了城市發(fā)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(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，到認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類生存的重要性，通過結(jié)合自然生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)作流程來管理雨洪問題，把自然的系統(tǒng)與灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，模擬自然，以期構(gòu)建良性的水文循環(huán)系統(tǒng)。

目前國內(nèi)外針對(duì)“綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施”還沒有統(tǒng)一的定義，但是從各種相關(guān)的理念本質(zhì)來看，都是將可持續(xù)發(fā)展的理念應(yīng)用到雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。

1.2 構(gòu)成要素 與傳統(tǒng)雨水管道直接排放雨水不同，綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施從雨水的源頭、匯流、輸送、收集、排放等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。每個(gè)環(huán)節(jié)盡可能的降低城市發(fā)展對(duì)原有的水文循環(huán)的破壞，減少徑流產(chǎn)生、降低水質(zhì)污染、提高雨水綜合運(yùn)用效率。根據(jù)應(yīng)用范圍等因素，綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的主要技術(shù)措施可分為場地、土地利用功能單元、區(qū)域（或流域）等不同應(yīng)用層次[1]。分別對(duì)應(yīng)著綠色雨水基礎(chǔ)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(fā)展

為了解決城市化所帶來的雨洪問題，發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了很多的探索，到20世紀(jì)末期，多樣化的可持續(xù)雨洪管理的理念和技術(shù)得到大范圍的應(yīng)用和實(shí)踐。這些理念是城市化背景下的產(chǎn)物，雖然定義上略有不同，但本質(zhì)都是期望尋找一種能緩解城市水患，改善城市水環(huán)境的新型技術(shù)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(guī)劃到設(shè)計(jì)，將雨水與景觀設(shè)計(jì)結(jié)合，已經(jīng)形成了一套完善的技術(shù)體系。不僅在居住小區(qū)、獨(dú)居庭園和大型建筑物進(jìn)行雨水收集與利用，河流流域的水資源開發(fā)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(tǒng)，推廣建筑屋頂集雨蓄水技術(shù)和由綠地坑塘、透水路面組成的地表回灌系統(tǒng)。

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(diào)蓄，城市雨洪管理技術(shù)的發(fā)展得到民間和企業(yè)的大力支持，有力推動(dòng)了其快速發(fā)展，有效地補(bǔ)充地下水，恢復(fù)河川基流，改善環(huán)境和生態(tài)。

3 景觀化的綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施

西方國家的雨洪管理理念比我國更早產(chǎn)生，經(jīng)歷了由采用純工程方法轉(zhuǎn)向與非工程方式相結(jié)合，從大型集中處理到分散式就地處理的過程，從對(duì)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(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中，加強(qiáng)景觀元素的融合，在傳統(tǒng)的雨水管理模式中引入景觀工程，形成模擬自然生態(tài)的雨水管理體系，在雨洪資源得到有效綜合利用的同時(shí)營造優(yōu)美的城市空間和景觀環(huán)境。

從微觀尺度、中觀尺度和宏觀尺度上，綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施均有成熟案例可供研究和探討，這些不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容在重要的雨水利用場所發(fā)揮不可或缺的作用，也為我國在建設(shè)和完善雨洪管理體系的過程中提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

3.1 微觀尺度

3.1.1 綠色屋頂 為改善城市生態(tài)環(huán)境，通過屋頂綠化擴(kuò)大城市綠色空間是城市綠化建設(shè)的重要途徑。綠色屋頂作為綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，對(duì)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(dāng)中量大面廣，且都是硬質(zhì)不可吸收水分的材料，當(dāng)降雨發(fā)生時(shí)，城市中的建筑物將產(chǎn)生大量的雨水徑流。利用綠色屋頂存儲(chǔ)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(huì)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(gòu)件，在雨水基礎(chǔ)設(shè)施中有著不可或缺的作用，隨著綠色雨洪管理設(shè)施的不斷改進(jìn)，雨水管對(duì)于建筑美觀的影響也開始被關(guān)注，對(duì)于屋面徑流的傳輸設(shè)施不僅僅局限于傳統(tǒng)的雨水管直接連接屋頂于地面的方式，而是逐漸有了藝術(shù)化的設(shè)計(jì)[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(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)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(yǎng)地下水。雨水花園因其設(shè)計(jì)形式多樣，布置靈活，可以小點(diǎn)形式分散設(shè)置于雨水的源頭、輸送、收集、排放等各個(gè)環(huán)節(jié)中，在綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的景觀化過程中具有較強(qiáng)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(fù)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(huán)系統(tǒng)的一個(gè)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(qū)可采用綠化帶下沉的方式構(gòu)建“綠色街道”（如圖6所示）?！熬G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(jīng)植物凈化滲入土壤，減少了徑流量，延緩了洪峰到來的時(shí)間，降低了污染物含量。

北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)樓南側(cè)道路于2015年5月經(jīng)過改造重新開通，改造完成的林業(yè)樓南側(cè)道路路面雨水按照本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，順著高差直接排入兩側(cè)綠地，并通過坡溝走向與排水設(shè)施相結(jié)合，做到自然集雨，兩側(cè)綠地在保護(hù)原有懸鈴木的基礎(chǔ)上，增加了20余種植物進(jìn)行配置，與設(shè)計(jì)的微地形相輔相成，形成良好的道路景觀（如圖7所示）。學(xué)校將該條改造完成的道路定義為步行景觀路，該項(xiàng)目是通過景觀化的手法對(duì)綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的具體實(shí)踐。

3.2.2 濕地 濕地作為城市之腎，是城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。重建和恢復(fù)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(tài)教育場所，同時(shí)濕地能夠發(fā)揮其優(yōu)秀的泄洪防洪能力，對(duì)于維護(hù)城市生態(tài)環(huán)境具有重要作用[4]。

佩塔盧馬濕地公園是一個(gè)將基礎(chǔ)設(shè)施性的廢水處理廠變成休閑性濕地公園的項(xiàng)目（如圖8所示），是灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施向綠色雨水基礎(chǔ)措施轉(zhuǎn)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(duì)污水進(jìn)行第3次處理以達(dá)到加州標(biāo)準(zhǔn)。濕地公園利用食物鏈——在細(xì)菌、水藻、植物、昆蟲、魚、鳥、爬行動(dòng)物以及一些小陸棲動(dòng)物的幫助下——將污水轉(zhuǎn)化成凈水。這個(gè)公園與能同時(shí)處理城市污水和雨水徑流的埃利斯河水處理廠結(jié)為一體，不僅為野生動(dòng)植物創(chuàng)造了棲息地，也為人們提供了一個(gè)將污水轉(zhuǎn)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(yīng)具備足夠的雨水調(diào)蓄與排放能力。美國費(fèi)城在面對(duì)城市河流大量消失，排水渠道淤塞導(dǎo)致傳統(tǒng)排水系統(tǒng)壓力增大的情況，致力于平衡“水——陸基礎(chǔ)設(shè)施”來實(shí)現(xiàn)其流域管理目標(biāo)。

2006年美國費(fèi)城針對(duì)城市老舊的合流制的下水系統(tǒng)造成的城市內(nèi)澇、河流污染、水系減少等日益嚴(yán)重的城市雨洪管理問題，制定了費(fèi)城綠色城市計(jì)劃（GreenPlan Philadelphia）[5]。該規(guī)劃計(jì)劃在2006—2028年間，對(duì)城市范圍內(nèi)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行綜合性的改良（如圖9所示）。

同樣開始于2006年，費(fèi)城水務(wù)局開始實(shí)行“綠色城市，潔凈水源”項(xiàng)目，其目的是期望通過綠色基礎(chǔ)設(shè)施的建造來進(jìn)行雨水管理，整個(gè)項(xiàng)目實(shí)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(shí)行流域整體規(guī)劃。埃姆舍河全長70km，流域面積達(dá)865km2，覆蓋了魯爾工業(yè)區(qū)大部分地區(qū)（圖10）。由于工業(yè)開采過度，導(dǎo)致該地區(qū)河床嚴(yán)重破壞，地面發(fā)生沉降，出現(xiàn)河流改道、堵塞、倒流等現(xiàn)象，同時(shí)污染嚴(yán)重。面對(duì)急劇惡化的生態(tài)環(huán)境問題，地方政府決定成立埃姆舍河協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)治理埃姆舍河及其支流的污染[6]，上世紀(jì)80年代末，埃姆舍河協(xié)會(huì)對(duì)流域進(jìn)行治理規(guī)劃，項(xiàng)目計(jì)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(duì)雨水進(jìn)行處理（圖11）。新埃姆舍水系的主要規(guī)劃要點(diǎn)為：（1）雨污分流改造。（2）拆除河流沿岸硬質(zhì)設(shè)施，恢復(fù)河流的自然狀態(tài)，提高水體自凈能力。

4 結(jié)語

在城市建設(shè)中，基礎(chǔ)設(shè)施投資和影響巨大，雨洪管理設(shè)施與園林建設(shè)結(jié)合，形成能夠解決雨洪問題的綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施[7]。景觀化的雨洪管理措施不僅能夠降低建設(shè)成本，還能使藝術(shù)與工程緊密結(jié)合，創(chuàng)造出讓人賞心悅目的城市風(fēng)景，提高城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的品質(zhì)。在繼承古人優(yōu)秀工程技藝的基礎(chǔ)上，借鑒國外先進(jìn)方法經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)分析優(yōu)秀案例，結(jié)合自身的情況，明確不同類型設(shè)施的基本特征以及所發(fā)揮的雨洪管理效益，平衡工程技術(shù)、造景美學(xué)與養(yǎng)護(hù)成本之間的關(guān)系，有利于營造出兼具生態(tài)技術(shù)與景觀美學(xué)的綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施。

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