雨水景观设计在海绵城市建设中的运用研究

2022-12-31张蕊

中华建设 2022年9期

张蕊

本文首先介绍了海绵城市的功能与特点，阐述海绵城市建设背景下雨水景观设计的主要功能，最后从透水铺装、雨水花园和屋顶绿化等三个方面，分析雨水景观设计在海绵城市建设中的运用策略，旨在推进海绵城市建设成效，实现水资源利用效率的提升。

水是生命之源，在当前强调可持续发展的社会背景下，关于生态保护与水资源的循环利用成为社会发展中所关注的重点。而海绵城市正是针对防涝防洪，提升水资源利用率的城市建设理念，在海绵城市建设中引入雨水景观设计，实现了观赏性和实用性的双重发挥，促进生态型城市的建设与发展。

一、海绵城市的功能及特点

海绵城市是现代化城市的一种前沿发展理念，属于一种新型城市雨洪管理理念，根据字面意思可以知道，这种城市建设理念指的是城市可以符合海绵的功能，具有弹性的环境适应性，在面对雨水带来的自然灾害面前，可以主动调控雨水去向，实现城市内部水循环，在下雨的时候对雨水进行收集与储存，在需要水资源的时候，加以利用所储存的水资源，减少雨水洪灾对城市所造成的影响，还能提升水资源的利用效率，有效改善城市生态环境。传统的城市发展并没有将水资源循环利用纳入城市规划当中，城市建设重点往往为经济发展，但是这样的城市建设理念在遇到自然灾害时往往无力抵抗，造成较大的而经济损失。针对以上问题，为加快建设生态型城市，提升水资源利用率，我国于2015年正式发布了《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作的通知》，并公布了首批海绵城市建设试点名单，中央财政部拨款十个亿来支持海绵城市建设工作的开展。根据海绵城市的定义与功能，总结其特点包括这样几个方面：第一是硬化土地大幅度减少，绿化面积增加，众所周知绿植具有存水蓄水功能，要想实现海绵城市雨水管理功能，保证雨水的有效渗透，就应该减少硬化土地的存在，减少地表径流防止内涝出现，即使在交通出行方面需要硬化土地的存在，也尽量选择使用吸水砖来代替混凝土砖；第二是缓解城市热岛效应与雨岛效应，海绵城市特有的雨水管理系统，可以实现雨水的循环使用管理，对城市生态环境进行修复，防止城市内涝的出现，构建平衡的生态体系；第三是增加城市美观程度，为达成雨水渗透和循环管理，在城市建设中采用了透水铺装、雨水花园和绿色屋顶等技术，形成独特的雨水景观，能够提升城市美观度。

二、雨水景观设计概述

雨水景观设计，顾名思义就是利用雨水设计出的景观，在海绵城市建设的背景下，利用雨水除了可以平衡生态环境之外，还可以用来开展景观设计，以此美化城市、调节气候，充分改善城市居民的精神风貌。目前雨水景观设计的类型多种多样，早在一些雨水比较充沛的国家与城市，就利用雨水进行了多种景观设计。比如德国的柏林波茨坦广场，就设计了大量的雨水景观，包括雨水花园、绿色屋顶和净化水塘等，一些发达国家已经开始制定关于海绵城市雨水景观设计的法律法规，形成完善的法治体系，加强对雨水景观设计的利用。总的来说，雨水景观设计的出现不仅能够提升水资源利用率，调节生态平衡，还可以美化城市，有效解决城市湖泊河流的污染问题。

三、雨水景观设计在海绵城市建设中的运用

在现代化海绵城市设计当中，从源头开始实现雨水的收集，并结合城市实际情况，在场地上对雨水进行渗透和净化处理，这样的雨水景观设计被称为集水景观，主要包括透水铺装、雨水花园、绿色屋顶和下凹式绿地等，这些雨水景观设计有着各自的功能与特征，并依托城市建设特点，有效促进城市经济发展，具体的雨水景观设计体现在以下几个方面：

1.透水铺装

透水铺装指的是利用透水混凝土等材料铺设到园林或者人行通道中，形成透水铺装景观。常见的透水铺装材料包括透水混凝土和透水砖等，这些透水材料具有良好的渗透性，在下雨的时候，雨水可以通过透水材料极快的渗透至地底下，配合下水井，路面上基本不会存在积水。当然，园林镶嵌的鹅卵石等也属于透水铺装，是利用材料之间的缝隙形成透水效果，实用性并不强。目前对于透水砖的研究开始成熟起来，但是仍旧存在一些问题，主要包括强度问题和稳定性问题，普通透水砖的材质为普通碎石的多孔混凝土材料经压制成形，多用于人行道铺装当中，强度与稳定性不如传统的花岗岩，具有一定的潜在性风险，在这种情况下，就需要根据所铺装的区域进行实地考察，因地制宜，采取美观又实用的设计方法。比如上海陆家嘴环路的透水铺装景观设计，在步行街道中采用组合式的透水铺装模式，为提升整体硬度，满足步行街的实际需求，以透水铺装材料与不透水铺装材料相互结合，并在街道上组成不同铺装图案，从点、线、面的铺装构成来达到生态透水的目的，同时也满足景观需求，人们在行走到街道上的时候，可以有一种赏心悦目的感觉。

2.雨水花园

雨水花园是海绵城市建设中一种典型的雨水景观设计。通常利用自然形成或人工挖掘的凹地，用来汇集来自屋顶或者地面上的水，形成小型人工湿地，这样的雨水景观设计不仅可以改善生态环境，实现生态平衡，也可以使雨水得到净化，雨水在汇集到凹地的过程中，经过植物根部和沙土的过滤作用实现雨水净化，并逐渐渗透低下来涵养地下水。这种设计方法对当地生态环境的影响较低，通常作为低影响开发设计手段，在不同城市特征与建设功能的影响下，雨水花园呈现出不同的设计形式，狭义上的雨水花园规模较小，蓄水能力有限，一般只有小型结构简单的凹地，适用于小区或者别墅的雨水景观设计，广义上的雨水花园具有较大规模，同时也包括强大的蓄水净水功能，是一项城市建设中不可缺少的下沉式绿化设施。最为经典的是澳大利亚墨尔本爱丁堡雨水花园，此雨水花园于2012年设计完成，占地700m2，建设的主要目的是为了给公园园林绿植提供充足的水分，以此减少人力灌溉，在保证绿植正常生长的情况下减少人力成本，提升雨水利用率，也为公园提供装饰性作用，是一个人们放松休闲娱乐的绝佳场所，墨尔本公园长期存在的干旱问题也迎刃而解，在总体的设计中，整个雨水花园预计每年激昂吸收16000公斤固体悬浮颗粒，并利用植物生长吸收营养盐等植物垃圾，经过植物过滤形成的地下水资源达到200千升，每年能够为公园植物灌溉提供60%的水资源。国内具有代表性的雨水花园为哈尔滨群力雨水公园，也被称为雨洪公园，该雨水公园占地34公顷，主要设计策略为将公园中间场地作为自然演替区进行保留，围绕中心区域填挖出大大小小的凹地与土丘，与城市中心中间形成天然的过滤网，在这些凹地附近设置雨水收集管道，对地面径流的雨水进行收集，在经过沉淀过滤后流入到公园中央区域，中间水泡上增添亭台楼阁等休憩景观场所，形成生态平衡的体验空间，该雨水公园是城市雨洪管理和景观城市主义设计的优秀典范。

3.屋顶绿地

海绵城市是一个立体化的设计理念，所以在实际设计的时候不仅应该考虑地面设计，同时也需要涵盖城市顶层设计。当前城市现代化建设程度不断加深，建筑密度持续增大，在这样密集的城市建筑环境中，应充分重视屋顶排水设计。将雨水景观设计理念融入屋顶排水当中，最佳的设计方式就是打造屋顶花园，在屋顶设计雨水的收集、净化、储存装置，可以帮助减少地表径流，同时满足人们对景观的实际需求，除此之外，屋顶绿化的生态价值还体现在去除污染等方面，造成屋顶污染的主要因素包括雨水降落前屋顶所含的污染物，另外还有雨水降落之后形成的二次污染，而利用屋顶绿化的方式，能够以土壤的渗透作用净化雨水中的杂质，以此来达到去除污染的目的。为达到良好的雨水回用效果，屋顶绿化的排水设施与基质材料需要合理选择，防止出现植物涝死和屋顶承载过大的问题，所以屋顶本身的防水设施应当做全做好，在屋顶雨水收集设施方面，主要包括分流井、截污挂篮沉淀装置、雨水渗透井、雨水弃流过滤装置、复合流过滤器等，雨水在经过这些设施处理之后，到达PP模块蓄水池，完成整个蓄水流程。在屋顶绿化的基质选择上也需要充分注意，护根层一般由松木或者杉木碎块组成，其目的在于保持种植层的湿度，减少土壤对热量的吸收，也能防止植物根茎受到霜冻的危害，抑制杂草生长，使整个种植层一直保持松软状态，对于种植层的基质选择来说，直接影响屋顶荷载与排水功能，目前最常见的种植层基质包括多孔黏土和多孔页岩等，并在其中加入一定比例的细砂和腐殖层，这样的搭配不仅能够保证屋顶荷载始终处于平衡状态，还可以保证植物扎根的稳定性，防止雨水冲刷导致土壤流失问题的出现。

另外，对于一些年限较长，整体破旧的建筑来说，屋顶实际荷载和面积已经无法实现屋顶绿化，在这样的情况下，可以在屋顶上设计生物滞留池，并在建筑上设计创意型的排水管道，屋顶积水可以通过管道流入生物滞留池中进行净化储存，这样不仅可以实现对雨水资源的收集利用，同时还有着美观的建筑视觉效果。