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对华北地区雨水花园及雨洪管理的探索

2019-09-10潘云凡徐雨杉

成长 2019年6期
关键词:生态设计海绵城市景观设计

潘云凡 徐雨杉

摘 要:雨水花园是一种生态可持续的雨洪管理以及雨水利用设施,具有低成本、高效能、建造简单等优点。以笔者在一次对于北京林业大学校园场地再设计的过程中,探索雨水花园,以及北京地区对于暴雨时节雨水的管理,展示研究过程及成果,阐述北京市降雨特点、雨水花园及雨洪管理的基本概念,最后,针对中国现狀,就雨水花园如何在国内发展提出了建议。

关键词:雨水花园;雨洪管理;海绵城市;景观设计;生态设计;北京降雨分析

雨水花园最初于20世纪90年代起源,是一种新兴的景观类型,其目的是有效利用雨水资源并合理分配。在景观配置中有效利用雨水花园,可以很大程度上减少城市各级管网压力,减少水资源浪费,缓解暴雨时期的洪涝和少雨时期的干旱。针对北京市目前降雨以及雨洪管理的现状,结合设计课题,从风景园林设计角度出发,进行了相关探讨。

1 雨水花园的概念

雨水花园是自然形成或人工造景的浅凹绿地,被用于汇聚并吸收来自房屋屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综合作用净化雨水,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水资源,或使之补给景观用水、厕所用水等部分的城市用水。是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。

2 雨洪管理与北京气候现状

我国城市化进程正处在快速发展时期。在此背景下,伴随着城市人口激增和城市规模的扩张,城市水系统和自然水过程受到影响,水生态系统退化严重,自然水体水质恶化,水患问题日益突出,这对于城市雨洪管理提出了一定要求。城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面,需要具有良好的“弹性”(这也是海绵城市的概念)。

对于北京市来说,这一问题依旧突出。北京在全国气候区划中划归暖温带半湿润季风大陆性气候区,其主要特点是四季分明。春季温和干旱,夏季炎热多雨,秋季秋高气爽,冬季干燥寒冷;风向具有明显的季节变化,冬季盛行西北风,夏季则盛行东南风。

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月上旬为降雨高峰。降水的季节分布不均匀,为城市排水带来了很大压力,也对农业生产造成了一定范围的不利影响。

北京市是我国的首都,因城市发展需要,城市内部硬质地面占比非常大,可以调蓄洪水,净化水源的软质下垫面不足以满足城市需要。经过多年的使用以及城市局部的改建,部分地下管网没有办法满足城市排水需要。由于北京市的气候,城市有“雨季内涝,旱季缺水”的特点。本课题主要是对于暴雨时内涝问题进行探索并提出解决的设想。

3 场地概况

场地范围主要为第一教室楼、第二教室楼、学研大厦以及校园东围墙围合形成,总面积约8000m2。

4 设想

在提出相应解决方案时,虽然设计场地本身具有边界,但是考虑到其功能,以及与外部城市的交流,故而借鉴了海绵城市的理念,即利用植草沟、渗水砖、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”的方法来组织城市排水,以“慢排缓释”和“源头分散”为主要的规划设计理念,下雨时可以吸水、蓄水、渗水、净水,干旱时将蓄存的水释放并尽量加以利用。

雨水花园作为海绵城市的重要组成部分,其设计对于功能性具有很强的要求。举例如下:

4.1 生态滞留区

生态滞留区与雨水花园不同,其土壤对于工程技术的要求相当苛刻,对于土壤以及工程排水措施也都有确定的要求,并且依据所处位置的不同可分为生态滞留带、生态树池、生态滞留池等。

4.2 植草沟

如果比起调蓄下渗的径流,更迫切的是收集、输送和排放雨水的话,则可以设计布置植草沟。植草沟是横截面呈三角形或梯形的带状下凹式绿地,适用于道路两侧绿化带等地。由于水的流速相对较快,在植草沟内应石子铺底从而防止土壤侵蚀。

4.3 人工湿地

其与渗透池的规模相近但功能不同,主要是对雨水调蓄和净化的部分。可以集中净化雨水花园、植草沟等部分收集的雨水,与其他手法共同作用,形成多功能的雨水系统,打造怡人的绿色景观。

4.4 透水铺装

除了设置于绿地的措施,在硬质区域可以通过透水铺装、透水混凝土等实现雨水渗透,或通过明渠和沟槽将雨水引流至附近的滞留地中,净化的雨水最好就地消化,打造互动的亲水景观。

综上提出解决设想:通过景观设计,解决场地内直接的雨水来源,通过阻滞、储蓄雨水的手段,避免暴雨期间大量雨水直接排入城市管网,从而达到缓解城市内涝,实现科学的雨洪管理的目的。

5 参考案例

本次设计参考位于北京市海淀区学院路5号768创意园的阿普贝思雨水花园,主要参考方向为设计尺度、功能布置、植物配植及场地设计细节。

屋顶雨水经由落水管,经台地的阻滞溢流,生物水处理,进入蓄水池中储存,硬质路面地表径流经由微地形进入蓄水池。蓄水池中储存的雨水,既可以在泄洪高峰期后排入城市管网,亦可以进行二次利用,用于景观、生态等方面。

6 设计结论

场地中主要的雨水来源有:地表径流,一教楼顶排水,二教楼顶排水。(学研大厦采取内排水,故不计入在内)。

针对场地雨水流向,进行了景观设计,具体方案如下。

在主要屋顶雨水来源的第一教学楼及第二教学楼处,设置了生物滞留池,雨水经过落水管排入生物滞留池,进行第一步的阻滞、净化和曝氧。滞留池内种植具有净化功能的乡土水生植物,易于后期维护。

生物滞留池承载量不能满足现状时,多余的水可以通过明(暗)沟排入调蓄能力更强的软质场地,即绿地内。

主要干道采用透水砖铺装,最大程度上使得落在地表的雨水下渗而不汇集成地表径流,多余的雨水借由高差流入东侧绿地。

绿地中设置一条贯穿南北的旱谷,作为主要的雨水收集储蓄场所。旱谷在晴朗天气干涸,雨天汇集径流,进行雨水的净化和储存。内部植物选择株形较为低矮,抗性强,耐干旱水湿的多年生乡土草本植物。

南部有一水广场,在硬质地面基础上设置架高石板,下部为20cm厚水面,在具有观赏游憩价值的同时可调蓄小部分雨水。

大面积的草坪本身作为一种软质铺装,自身可以满足大部分范围内雨水的下渗,多余的雨水渗流到旱谷和南部的水广场内。

以上即为最终方案设计中雨水花园部分的成果。通过这些手段,可以在满足景观需求的同时,留住暴雨期间场地内的水,减轻城市管网压力。

7 由小场地引申出的对于城市尺度的探索

本次设计针对场地为校内一个局部,设计出发点是解决场地自行消化雨水问题,延伸到城市尺度上,可以借鉴“海绵城市”中“细胞”的概念,通俗来说,将城市视作一个细胞,而各个组成地块被视为细胞器,彼此联动密不可分。各个“细胞器”在暴雨来袭时做到内涝自行消化,就可以有效解决城市“逢雨必涝”问题。

采用雨水花园的景观手段,还可以将暴雨时积攒的洪水储备起来,用于生产生活,间接解决了“无雨必旱”的问题。

8 结语

在国家大力提倡环境友好型、资源节约型社会的今天,水资源的节约与利用成为一个热门的课题。“雨水花园”作为一种利用雨水资源的技术,具有结构简单、造价低、维护简单而又效果明显的优点,同时将景观与功能性结合,对于景观设计发展也是一个非常具有潜力的方向。

参考文献:

[1] 王淑芬,杨乐,白伟岚.技术与艺术的完美统一——雨水花园建造探析[J].中国园林,2009.

[2] 张宏伟.城市雨洪管理发展及思考.中国水利,2015(11).

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