南京金港科創(chuàng)園雨水管理與藝術(shù)設(shè)計(jì)

程堅(jiān)敏 馬建武

摘要 基于生態(tài)自然雨水管理的景觀設(shè)計(jì)，主張通過模擬自然雨水蒸發(fā)、入滲的徑流管理過程，結(jié)合低影響、生態(tài)化、藝術(shù)化的雨水管理工程措施，達(dá)到景觀設(shè)計(jì)與雨水管理的藝術(shù)化的有機(jī)結(jié)合。結(jié)合實(shí)例，探究了南京金港科創(chuàng)園雨水管理與藝術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中低影響開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用，以該項(xiàng)目作為典型案例，介紹了結(jié)合低影響開發(fā)技術(shù)雨水管理理念的藝術(shù)化設(shè)計(jì)手法。

關(guān)鍵詞 風(fēng)景園林；雨水管理；低影響開發(fā)

中圖分類號 TU984.18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）06-0173-04

Stormwater Management and Art Design of Jingang Science & Technology Venture Center in Nanjing

CHEN Jian-min，MA Jian-wu* （Gold Mantis School of Architecture，Soochow University，Suzhou，Jiangsu 215123）

Abstract Based on the management of ecological and natural rainwater，the landscape design is mainly to copy the evaporation of natural rainwater and the management of infiltrating runoff so as to achieve the artistic organic combination of landscape design and rainwater management，combined with low-impact，ecological and artistic measures of rainwater management.Through the examples，this paper explored the application of the rainwater management of Nanjing Jingang Science and Technology Park and the low-impact development technology in art design projects.Taking the project as a typical case，this paper also introduced the artistic design of the concept of rainwater management which is combined with the low-impact development technology.

Key words Landscape；Stormwater management；Low-impact development

城市化過程中，由于城市人口和建筑密度的增大導(dǎo)致道路、屋頂?shù)炔煌杆婷娣e增多，集水區(qū)自然條件的持久改變導(dǎo)致徑流形式不斷改變[1]。土地原有的水文循環(huán)遭到破壞，土地自然滯蓄滲透能力銳減，地下水含量減少，并導(dǎo)致雨水資源流失，雨水徑流污染及雨水造成的洪澇災(zāi)害頻發(fā)。雨水是自然界的寶貴資源，隨著城市化腳步越來越快，城市的雨水收集利用已成為值得探討研究的一大話題。很長一段時(shí)間以來，傳統(tǒng)的雨水管理方式是將雨水產(chǎn)生的徑流直接排到城市下水道中。這不僅造成了水資源的浪費(fèi)，更造成了雨水沖刷，導(dǎo)致管道堵塞加劇，以致造成了城市內(nèi)澇的危害。借鑒并應(yīng)用更為先進(jìn)的雨水管理方式方法是解決這一類問題的關(guān)鍵。

以往我國與風(fēng)景園林學(xué)相關(guān)的景觀設(shè)計(jì)一般很少融入雨水管理理念。2014年在我國大力推行“海綿城市”的大背景下，低影響開發(fā)技術(shù)正逐步走進(jìn)國人的視野，這一措施下的雨水管理相比傳統(tǒng)雨水管理有著多方面的優(yōu)點(diǎn)。筆者基于生態(tài)自然雨水管理的景觀設(shè)計(jì)，探究了南京金港科創(chuàng)園雨水管理與藝術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中低影響開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用，通過模擬自然雨水蒸發(fā)、入滲的徑流管理過程，結(jié)合低影響、生態(tài)化、藝術(shù)化的雨水管理工程措施，達(dá)到對景觀設(shè)計(jì)與雨水管理的藝術(shù)化的有機(jī)結(jié)合。該項(xiàng)目是結(jié)合了低影響開發(fā)技術(shù)雨水管理理念的藝術(shù)化設(shè)計(jì)的典型案例。

1 研究區(qū)基本情況分析

改革開放以來，南京市城市化的腳步越來越快，城市化率從1978年的48.6%上升到了2013年的80.5%，位居江蘇省第一。預(yù)計(jì)到2020年，南京市將建成全國現(xiàn)代化建設(shè)示范區(qū)，城鎮(zhèn)化水平穩(wěn)定保持在83.0%左右[2]。

降雨情況方面，南京市屬北亞熱帶濕潤氣候，年平均降雨量為1 082.5 mm，最大年降雨量1 825.8 mm，最小年降雨量647.9 mm[3]，常年平均降雨117 d，在我國年降雨量在800 mm以上的即為濕潤地區(qū)，可以得出南京市降雨量充沛，濕潤型的地區(qū)氣候十分適合植物生長和雨水收集與管理。

南京市在每年5—9月為汛期，汛期降雨量占全年的60%左右，特別是梅雨時(shí)節(jié)，雨量較大，曾出現(xiàn)過24 h降雨274 mm，2 d降雨320 mm，7 d降雨396 mm的記錄[4]。硬質(zhì)化地面較多的城市由于梅雨的原因較易發(fā)生雨水的洪澇災(zāi)害，所以對于城市綠地進(jìn)行雨水管理，使其在暴雨情況下調(diào)蓄雨水，具有雨水收集管理功用，顯得越來越重要。

土壤情況方面，南京市土壤基本類型為地帶性土壤和耕作土壤2種。研究顯示，隨著南京城市化進(jìn)程的加快，城市土壤被不同程度地壓實(shí)，造成了土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度和孔徑的變化，導(dǎo)致南京市城市土壤的入滲率、初始與穩(wěn)定入滲率之間的差異增大[5]。其中一些土壤壓實(shí)嚴(yán)重的地區(qū)出現(xiàn)了水分入滲的限制層，這些地區(qū)土壤的入滲率顯著下降，直接導(dǎo)致地表徑流的增加，易造成自然災(zāi)害。

南京地下水情況方面，資料顯示，南京市地下水天然補(bǔ)給資源總量為每年7.27億t，可開采量為每年3.79億t，在現(xiàn)狀條件之下，南京市的地下水資源開發(fā)利用壓力較小，地下水量豐富，但地下水的分布很不均勻。在很多地區(qū)，由于城市建設(shè)及人類活動(dòng)導(dǎo)致地下水污染較為嚴(yán)重。根據(jù)江蘇省水環(huán)境監(jiān)測中心2010—2015年15個(gè)監(jiān)測井主要污染物的監(jiān)測數(shù)據(jù)，南京市境內(nèi)監(jiān)測井地下水氨氮普遍超標(biāo)，污染物濃度波動(dòng)較大，2010—2013年污染逐漸惡化，15個(gè)監(jiān)測井的氨氮含量已全部超過了《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 1484—93）II類水標(biāo)準(zhǔn)[6]。其主要原因有工業(yè)廢水和生活污水的隨意排放，地表水污染導(dǎo)致的地下水污染加劇。

以上情況反映出，對南京市進(jìn)行雨水綜合管理，措施上應(yīng)通過各種技術(shù)手段增加土壤雨水的下滲力，減少雨水徑流導(dǎo)致的地表水污染，減輕城市排水系統(tǒng)壓力，使得雨水利用、防洪減災(zāi)、景觀規(guī)劃、改善環(huán)境等功能融為一體。

2 項(xiàng)目介紹

2.1 區(qū)位及項(xiàng)目規(guī)劃范圍 南京金港科技創(chuàng)業(yè)中心成立于2000年10月，2004年12月被國家科技部認(rèn)定為國家級高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心。中心位于南京市東北部的棲霞區(qū)，科創(chuàng)園地處仙林大學(xué)城和國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的中間地帶，交通便利、環(huán)境優(yōu)美，是南京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展的重要基地（圖1）。

整個(gè)科創(chuàng)園總用地約為160 000 m2，按建設(shè)工期分區(qū)，金港創(chuàng)業(yè)中心主要區(qū)域包括金港一期場地、金港二期場地。其中一期面積為101 300 m2，二期面積為58 700 m2。景觀設(shè)計(jì)范圍即金港科創(chuàng)園二期入口景觀帶，對設(shè)計(jì)場地進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，整個(gè)設(shè)計(jì)場地面積為11 035 m2（包括一期二期建筑旁綠地、中央分車帶綠地），其西南方向?yàn)榻鸶鄱诮ㄖ海瑬|北方向?yàn)榻鸶鄱谌肟诘缆?。?guī)劃場地位置介于科創(chuàng)園一期與二期之間。與科創(chuàng)園相鄰的西南方向的仙新路與一、二期場地存在一定高差，致使每逢雨季，整個(gè)科創(chuàng)園就要遭受嚴(yán)重的雨水洪澇災(zāi)害，使得園區(qū)內(nèi)出現(xiàn)積水區(qū)域，而設(shè)計(jì)場地即為科創(chuàng)園地勢最低處，是雨水匯流的主要區(qū)域，極易造成積水（圖2）。

2.2 雨水徑流量計(jì)算分析 整個(gè)科創(chuàng)園除設(shè)計(jì)場地外，其他用地主要匯水面包括建筑、綠地、道路、硬質(zhì)廣場4個(gè)區(qū)域，經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算得知，其中建筑面積共約48 594 m2，綠地面積共約33 439 m2，硬質(zhì)廣場面積共約10 107 m2，道路面積約占56 825 m2。根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB50400—2006）[7]，取南京金港的建筑屋面徑流系數(shù)0.85、硬質(zhì)廣場徑流系數(shù)0.50、道路徑流系數(shù)0.80、綠地徑流系數(shù)0.15進(jìn)行雨水徑流量計(jì)算。

金港科創(chuàng)園雨水徑流總量可以用公式W=hψF，其中h為降雨厚度，即降雨量（m），通過南京市的汛期降雨量（5—9月、降雨量652.7 mm）及非汛期降雨量（10月—次年4月、降雨量429.8 mm）得出金港科創(chuàng)園各類匯水面的雨水徑流量及不透水面徑流量比，得出建筑屋面年雨水徑流量為44 712.55 m，硬質(zhì)廣場年雨水徑流量為5 470.41 m，道路年雨水徑流量為49 210.45 m ，綠地年雨水徑流量為5 429.66 m。年雨水徑流總量達(dá)104 823.07 m。

分析表1看出，金港科創(chuàng)園的不透水面產(chǎn)生的雨水徑流量在汛期和非汛期都近95%，占了很大的雨水徑流量比例，建筑屋面、硬質(zhì)廣場和道路是科創(chuàng)園雨水徑流的主要產(chǎn)生源，加之科創(chuàng)園綠地規(guī)劃保持傳統(tǒng)方式，未將綠地用于雨水管理，科創(chuàng)園內(nèi)的雨水徑流直接排入雨水管道，并沒有采取一定的收集管理措施。在雨水量大的雨汛期，由于雨水不能及時(shí)排放，常常在科創(chuàng)園硬質(zhì)面匯集形成積水，使得寶貴的雨水資源白白浪費(fèi)，同時(shí)也給行人造成行動(dòng)不便。所以，如何收集管理這些不透水面的雨水徑流是科創(chuàng)園雨水管理的切入口，也是防澇減災(zāi)的關(guān)鍵。

2.3 科創(chuàng)園規(guī)劃場地雨水管理與藝術(shù)設(shè)計(jì) 金港科創(chuàng)園二期與一期存在一定高差，二期場地整體高于一期場地，而規(guī)劃區(qū)域位于科創(chuàng)園一期與二期之間，為其地勢的最低處，是雨水徑流匯流的主要區(qū)域，也是科創(chuàng)園的主要入口景觀帶。在未引入雨水管理理念的金港科創(chuàng)園二期景觀建設(shè)方案中，其景觀策略主要是通過地形高差在二期建筑與綠地之間布置臺地景觀，在建筑旁綠地中主要設(shè)計(jì)了硬質(zhì)道路鋪裝及硬質(zhì)小廣場。該設(shè)計(jì)雖然具有一定的游賞性，卻沒有體現(xiàn)景觀的自然生態(tài)化，也沒有發(fā)揮綠地雨水管理的功用。

融入雨水管理的方案首先改變了二期建筑雨水管線的流向（圖3），將原先直接排入市政雨水管道的雨水分3個(gè)入水口進(jìn)入二期旁的綠地中，設(shè)計(jì)將整個(gè)入口景觀帶（包括二期的建筑旁一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)這3個(gè)塊區(qū)綠地，道路中央分車帶，一期建筑旁綠地）分散布置具有雨水管理功用的低影響開發(fā)技術(shù)工程性設(shè)施，使得整個(gè)入口景觀帶成為一個(gè)雨水管理系統(tǒng)，其收集的雨水可作為綠地、垂直綠化的灌溉用水，也能通過園區(qū)內(nèi)雨水管道將多余的雨水用蓄水池蓄積起來或者排入城市雨水管道中去，從而達(dá)到對園區(qū)雨水的資源化利用，并達(dá)到了控制徑流總量、徑流污染的作用。通過木平臺布置、疊水景觀的應(yīng)用以及假山石的堆疊，使其具有藝術(shù)欣賞價(jià)值，增加場地的參與性，從而提高整個(gè)場地的景觀吸引力（圖4）。

2.4 場地雨水管理方案及具體措施 低影響開發(fā)是通過一系列分散的、小規(guī)模的生態(tài)工程化措施將場地規(guī)劃與設(shè)計(jì)同供水、污水、雨水等處理設(shè)施結(jié)合起來，盡可能將來自于建筑物的暴雨徑流引入規(guī)劃場地中的雨水處理方式[8]。它以生態(tài)處理技術(shù)為基礎(chǔ)，對雨水進(jìn)行滲透、轉(zhuǎn)輸、過濾、貯存等，盡可能模仿自然，達(dá)到自然生態(tài)的目標(biāo)。

在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，將低影響開發(fā)技術(shù)措施運(yùn)用于藝術(shù)化的雨水處理手法。與傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)相比，藝術(shù)化的雨水管理理念不僅注重管理設(shè)施的數(shù)量，更重視其質(zhì)量和娛樂性[9]，將雨水管理的各個(gè)過程作為景觀的一個(gè)部分，使得景觀具有多方面的價(jià)值。一個(gè)開放的雨水管理設(shè)施具有多種價(jià)值：美學(xué)價(jià)值、生物學(xué)價(jià)值、動(dòng)物學(xué)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值、野生生物價(jià)值、娛樂價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、技術(shù)價(jià)值、文化價(jià)值、環(huán)境價(jià)值、歷史價(jià)值以及進(jìn)而產(chǎn)生的公共關(guān)系價(jià)值[10]。

具體各個(gè)區(qū)域應(yīng)用的低影響開發(fā)技術(shù)及方法如下：

一區(qū)綠地：該塊綠地主要布置有截流池、集水溝、雨水花園、垂直綠化、透水鋪裝。通過二期與一期之間的高差，營造疊水景觀，并在疊水最高處設(shè)置入水口，當(dāng)降雨時(shí)二期的1號、2號、3號樓建筑屋頂雨水通過雨水管道進(jìn)入該區(qū)的入水口，進(jìn)而在該區(qū)截流池、集水溝進(jìn)行雨水的收集過濾與凈化沉降。雨水花園、透水鋪裝則主要收集了道路雨水，并將雨水匯入集水溝之中。通過地下布置的雨水管線將一區(qū)收集過剩的雨水導(dǎo)入二區(qū)（圖5）。

二區(qū)綠地：該綠地中布置有集水溝、雨水花園、透水鋪裝。其中集水溝通過入水口收集二期的6號、7號樓建筑屋頂雨水，并納入一區(qū)過剩的雨水，進(jìn)而將這些雨水傳輸至二區(qū)尾端，多余的雨水同樣通過地下布置的雨水管線導(dǎo)入三區(qū)綠地集水溝繼續(xù)過濾凈化（圖6）。

三區(qū)綠地：該塊綠地主要布置了截流池、集水溝、雨水花園、透水鋪裝，蓄水池，并在停車場區(qū)域設(shè)置了生物滯留池用來收集停車場區(qū)域的雨水。截流池將一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)的雨水以及疊水景觀最高入水口流下來的3號、4號、5號樓建筑雨水進(jìn)行收集匯合，最后將3個(gè)區(qū)過剩的雨水通過雨水管道導(dǎo)入三區(qū)設(shè)置的蓄水池中存儲用于園區(qū)生活、灌溉用水，超出蓄水容量的雨水則排入城市排水管道中去（圖7）。

道路分車帶綠地：在道路分車帶，通過分車帶內(nèi)土地營造5°的高差改造，并設(shè)置道牙口，使得道路雨水徑流通過牙口進(jìn)入分車帶綠地中部。分車帶中部改造成為寬6 m左右的下凹式綠地，對進(jìn)入道路分車帶的道路雨水徑流進(jìn)行過濾凈化。最終通過管道將雨水輸送至二期主要的區(qū)域綠地的集水溝之中。

一期建筑旁綠地：一期建筑旁綠地同樣設(shè)置集水溝，使得一期建筑旁3、4、5、6號樓旁的綠地成為一條收集雨水的整體，收集利用建筑及道路產(chǎn)生的雨水徑流。最后，收集的雨水匯入二期綠地集水溝中。

2.5 雨水管理預(yù)期效果 整個(gè)規(guī)劃綠地面積為11 035.0 m2，雖然僅占整個(gè)金港科創(chuàng)園面積的6.9%，但在綠地中融入了雨水管理的理念，通過一系列的低影響開發(fā)技術(shù)措施的串聯(lián)連接，使得該處綠地具有雨水管理的功用，其中集水面積包括集水溝、截流池1 589.5 m2，雨水花園209.2 m2，道路帶下凹式綠地907.0 m2，生物容納池102.0 m2，蓄水池110.0 m2，總集水面積2 917.7 m2。其作用主要是收集了二期整個(gè)建筑匯水面11 972.0 m2面積的雨水徑流，二期下沉廣場3 122.0 m2面積的雨水徑流，以及二期道路匯水面24 355.0 m2面積的雨水徑流。按照雨水徑流計(jì)算，該規(guī)劃綠地通過雨水管理預(yù)計(jì)可收集管理雨水總徑流量為29 660.2 m2，使得整個(gè)科創(chuàng)園近30%的雨水徑流可用于補(bǔ)充地下水資源或作為園區(qū)的生活、灌溉用水。低影響開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)施工的低成本降低了項(xiàng)目開發(fā)的費(fèi)用，同時(shí)也營造了更為生態(tài)自然的環(huán)境。

3 結(jié)語

城市化進(jìn)程的加快使得傳統(tǒng)的雨水管理逐漸顯露出不足，而采用低影響開發(fā)技術(shù)的雨水管理手段顯然能夠更好地解決雨水管理的問題，有效緩解了不透水面增加導(dǎo)致的洪峰流量增大、雨水徑流系數(shù)增加、非點(diǎn)源污染加重等城市化的雨水問題，并通過藝術(shù)化的景觀處理手法提高其景觀美學(xué)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值等，從而提高其綜合價(jià)值。

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