生態(tài)雨水花園景觀營造探析

宗夢蝶，孟 瑾

（天津城建大學(xué) 建筑學(xué)院，天津 300384）

1 研究背景與目的

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，大面積的硬質(zhì)鋪裝使得生態(tài)環(huán)境遭到破壞.水環(huán)境危機(jī)越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致水資源短缺、地下水位下降、干旱等.由于持續(xù)降雨或暴雨襲擊，城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)老舊，雜物堵塞，排水壓力增加，致使雨洪災(zāi)害、城市內(nèi)澇現(xiàn)象頻發(fā)，進(jìn)而引起交通阻滯、建筑被淹、設(shè)施破壞等，增加了安全隱患，并影響到城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)，加之不完善的城市基礎(chǔ)設(shè)施和不合理的開發(fā)建設(shè)，由此造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡.

“海綿城市”是基于國家的生態(tài)建設(shè)、綠色城鎮(zhèn)化、建設(shè)美麗中國等一系列戰(zhàn)略背景下提出的，在應(yīng)對城市水環(huán)境問題方面具有重要的戰(zhàn)略意義[1].“海綿城市”建設(shè)是根據(jù)我國的實(shí)際情況提出的綠色雨水管理措施，其中的生態(tài)雨水花園是雨水資源的最佳管理方式之一，能夠適應(yīng)環(huán)境變化，并形成自然優(yōu)美的生態(tài)景觀效果，對解決我國現(xiàn)階段的城市環(huán)境問題和水資源化管理提供了新的思路.

在暴雨情況下，市政排水設(shè)施滯后、調(diào)蓄雨洪和應(yīng)急管理能力不足，使城市陷入癱瘓.雨水花園是通過資源化管理對雨水進(jìn)行收集與循環(huán)利用，能夠在一定程度上緩解城市部分空間的內(nèi)澇問題，因而雨水花園在我國具有廣闊的應(yīng)用前景.筆者分析了雨水花園的景觀化建設(shè)和生態(tài)化處理，研究生態(tài)雨水花園在城市中的景觀營造，使之成為緩解城市雨洪問題的主要措施；同時(shí)它是城市與自然之間理想而生動(dòng)的溝通媒介，也可為動(dòng)植物提供豐富的生態(tài)棲息地.

2 相關(guān)概念解析

2.1 海綿城市

“海綿城市”建設(shè)是將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)[2].自提出“海綿城市”理念后，各城市在規(guī)劃和改造中也融入了“海綿體”的建設(shè).

2.2 雨水花園

雨水花園是人工營建或自然構(gòu)成的淺灘綠地景觀，能夠匯集周圍屋頂和路面的雨水，通過土壤的過濾和植物根系的吸附作用來凈化雨水，從而充分循環(huán)利用.雨水花園是以生態(tài)滯留池為主要表現(xiàn)形式的較小尺度的綠地景觀[3]，是最接近自然的凈化系統(tǒng)，同時(shí)也是城市雨洪處理的終端（見圖1）.作為自然的凈化系統(tǒng)，既能涵養(yǎng)地下水，也可補(bǔ)給綠化用水，是收集、凈化、造景功能三位一體的雨水資源化管理設(shè)施.

圖1 雨水花園結(jié)構(gòu)示意

2.3 生態(tài)雨水花園

生態(tài)雨水花園是在雨水花園的基礎(chǔ)上植入微循環(huán)模式的一種雨水收集系統(tǒng).運(yùn)用餐廚垃圾就地資源化的生態(tài)技術(shù)，將處理完的原料滋養(yǎng)植物，既能節(jié)省垃圾運(yùn)輸成本，避免環(huán)境問題，也能讓土壤恢復(fù)自主呼吸功能，從而更好地過濾雨水，并收集利用.因此，生態(tài)雨水花園是依據(jù)微降解理論形成雨水微循環(huán)的綠色生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施.

3 生態(tài)雨水花園案例分析

3.1 中新天津生態(tài)城

中新天津生態(tài)城位于濱海新區(qū)，占地30 km2.在水資源規(guī)劃中，通過滲透、滯留、調(diào)蓄、凈化、利用、排放等多種低影響開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市的良性水循環(huán).

中新生態(tài)城原址為灘涂地，淡水匱乏的荒地，因此規(guī)劃對該區(qū)域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行維護(hù)與修復(fù).另外，對城市原有生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，留有足夠涵養(yǎng)水源，能應(yīng)對較大強(qiáng)度降雨的林地、草地、湖泊、濕地，以維持城市開發(fā)前的自然水文特征[4].中新生態(tài)城規(guī)劃多個(gè)不同大小的雨水花園（見圖2），充分將“海綿”理念融入規(guī)劃當(dāng)中.綜合應(yīng)用透水鋪裝的慢行道路系統(tǒng)、綠化屋頂、雨水花園、下沉式植草溝、人工濕地、生態(tài)廊道等，打造全方位的海綿城市.

圖2 中新天津生態(tài)城雨水花園規(guī)劃分布[5]

3.2 生態(tài)雨水花園分析

中新天津生態(tài)城服務(wù)區(qū)內(nèi)有一處雨水花園，利用“微循環(huán)”模式將寸草不生的鹽堿地改造成植物繁茂的生態(tài)花園（見圖3），而這個(gè)利用垃圾“微降解”與雨水“微循環(huán)”管理模式相結(jié)合營建的景觀叫做生態(tài)雨水花園，它能有效地修復(fù)鹽堿地、緩解城市內(nèi)澇和垃圾無害化處理，成為生態(tài)城市未來發(fā)展的新趨勢.

3.2.1 垃圾“微循環(huán)”模式

垃圾“微循環(huán)”是基于就地處理的垃圾微降解模式.它是把有用的東西分類回收，再將有機(jī)垃圾和廚余垃圾收集后就地降解，就地回收，盡可能實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用[6].我國的垃圾處理方式仍是以填埋方式為主，存在環(huán)境污染和安全隱患.利用微降解循環(huán)模式處理垃圾，可以避免對大氣、水體和土壤的二次污染，同時(shí)減少運(yùn)輸?shù)某杀竞凸芾砩系睦щy.利用微循環(huán)理念將餐廚垃圾處理成有機(jī)粉末，其過程不加熱，沒有污水、噪音和臭氣排放，最終轉(zhuǎn)變成營養(yǎng)材料，用于花草樹木或農(nóng)田的肥料，甚至可以作為動(dòng)物的飼料，實(shí)現(xiàn)綠色能量的微循環(huán).

圖3 中新天津生態(tài)城的生態(tài)雨水花園

圖4 在生物技術(shù)作用下的水體

3.2.2 水資源“微循環(huán)”模式

雨水花園是實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用的管理設(shè)施，通過植物和土壤對雨水的層級凈化，消除雨水中的污染物.中新天津生態(tài)城的生態(tài)雨水花園，是將垃圾微循環(huán)模式植入雨水管理中，形成真正實(shí)現(xiàn)資源有效循環(huán)的體系.目前，傳統(tǒng)的雨水收集系統(tǒng)不僅造價(jià)高，而且易造成滋生蚊蠅、惡臭氣味等環(huán)境負(fù)影響，而生態(tài)雨水花園能夠很好解決水質(zhì)問題.其原理是通過對餐廚垃圾進(jìn)行微生物降解、發(fā)酵和分解等方式處理，以此作為養(yǎng)料提供給生態(tài)雨水花園內(nèi)的植物，從而修復(fù)土壤，并恢復(fù)自主呼吸功能；同時(shí)在微生物的特殊作用下，使得收集后的雨水在存儲過程中保證了水質(zhì)，并且利用微生物的特殊作用，可以使河水在冬季時(shí)仍然保持清澈且不結(jié)冰的狀態(tài)（見圖4）.在植物配置上，選用了金魚藻、浮萍、蘆葦、香蒲、狗尾草、地膚、臭椿、檉柳等植物，在空間層次和季相變化上合理搭配，形成豐富多樣的植物群落.在綜合作用下凈化雨水，構(gòu)建微循環(huán)的綠色生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)一處自然淡水景觀濕地（見圖5）.

圖5 中新天津生態(tài)城的景觀生境

3.3 生態(tài)雨水花園的效益

中新天津生態(tài)城的生態(tài)雨水花園為鹽堿地修復(fù)、垃圾無害化處理、城市內(nèi)澇等方面提供了重要的生態(tài)措施.由于其建設(shè)和維護(hù)成本低、滲透效率高、能有效控制水體污染、資源化循環(huán)利用等特點(diǎn)，成為一處生態(tài)景觀小生境.

在修復(fù)土壤方面，生態(tài)雨水花園利用垃圾處理技術(shù)滋養(yǎng)土壤，有效地改良鹽堿地，并提高自主呼吸能力，讓生態(tài)城的鹽堿地變成生態(tài)綠洲；在水體方面，利用微生物的特殊作用，可以使河水在冬季時(shí)仍然保持清澈且不結(jié)冰的狀態(tài).而微生物的改造技術(shù)使得園中繁花盛開、魚群結(jié)隊(duì)，營造了生物多樣性和生態(tài)穩(wěn)定的自然景觀.除此之外，生態(tài)雨水花園還能有效地調(diào)節(jié)微氣候，濕潤空氣，降低霧霾塵埃顆粒，對當(dāng)下霧霾空氣起到凈化作用.經(jīng)過多年的實(shí)踐證明，利用此項(xiàng)生態(tài)技術(shù)，每平方公里能有效減少30%的PM2.5，并維持環(huán)境平衡發(fā)展.

中新天津生態(tài)城的生態(tài)雨水花園面積雖小，卻能有效吸納周邊匯集的雨水，緩解水資源危機(jī)，補(bǔ)充地下水，其生態(tài)技術(shù)能夠讓城市自主呼吸，為城市帶來經(jīng)濟(jì)利益和生態(tài)效益.

4 生態(tài)雨水花園的景觀營造

雨水花園是微型的自然生態(tài)景觀，由于面積小、造價(jià)低廉、不受場地約束、能營造豐富的自然景觀、維持生物多樣性等特點(diǎn)，能夠很好地融入城市各個(gè)空間中.生態(tài)雨水花園可充分將雨水的吸納、蓄滲、利用等工程設(shè)施應(yīng)用到城市綠地景觀中，同時(shí)緩解了部分城市問題，從而形成生態(tài)景觀效果.

4.1 彈性景觀營造

“彈性”景觀一方面強(qiáng)調(diào)空間對外來沖擊的預(yù)防和適應(yīng)能力，另一方面也強(qiáng)調(diào)應(yīng)對外部挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化能力和可持續(xù)發(fā)展能力[7].生態(tài)雨水花園就是采取彈性方式應(yīng)對雨洪災(zāi)害，同時(shí)兼具旱季和雨季的雙重景觀特征，在運(yùn)作中能充分利用植物和雨水資源，建設(shè)水環(huán)境的休憩空間和生物棲息地，達(dá)到優(yōu)美的自然生境.在花園與道路交界處可鋪設(shè)卵石或石籠（見圖6），對初期雨水徑流具有良好的滲透性和過濾性，同時(shí)石縫中長期堆積的雜質(zhì)會生長出自然植物，形成豐富的生態(tài)景觀效果.雨季時(shí)，花園內(nèi)能滯留一部分雨水，并通過土壤和植物根系吸收、過濾雨水，飽和的雨水通過溢水口排入市政管道或周邊河流，起到緩解城市內(nèi)澇的作用；旱季時(shí)，生態(tài)雨水花園內(nèi)的植物景觀為人們營建親近自然的空間環(huán)境，儲存的水源用來補(bǔ)給水景提供戲水體驗(yàn)，同時(shí)可以調(diào)節(jié)濕潤、降低溫度、改善微氣候，創(chuàng)造宜居的生活環(huán)境（見圖7）.

圖6 石籠

圖7 運(yùn)用存儲的水源營造水景

4.2 生態(tài)景觀營造

營建生態(tài)型雨水花園景觀不僅能收集雨水，還能避免水質(zhì)惡臭、垃圾污染等環(huán)境問題.建設(shè)時(shí)應(yīng)針對場地環(huán)境的特點(diǎn)制定雨洪調(diào)蓄目標(biāo)，選擇適宜的綠地環(huán)境建成下凹綠地，結(jié)合空間尺寸和綠地條件采取相應(yīng)的營造措施；同時(shí)將周圍城市居住區(qū)和校園內(nèi)的廚余垃圾采用就地微降解處理模式，以滋養(yǎng)生態(tài)雨水花園內(nèi)的植物，保證水質(zhì)環(huán)境.這種應(yīng)用生物、化學(xué)及物理多種方式共同作用，利用植物截留、砂石過濾、土壤凈化等調(diào)蓄方式，使凈化后的雨水可循環(huán)利用，不斷優(yōu)化雨水資源.

4.3 空間景觀營造

在當(dāng)下環(huán)境中，城市空間應(yīng)將生態(tài)雨水花園融入規(guī)劃建設(shè)和區(qū)域改造中，結(jié)合實(shí)際條件將工程治水結(jié)合生態(tài)治水綜合運(yùn)用，打造濕地小生境，改善流域環(huán)境.

（1）在道路環(huán)境中，由于部分排水設(shè)施不夠完善，造成城市道路積水嚴(yán)重，車輛通行困難.將生態(tài)治水理念融入城市道路中，根據(jù)道路徑流方向?qū)⑤^低一側(cè)的綠化帶改造成帶狀生態(tài)雨水花園（見圖8），在徑流末端設(shè)置雨水收集設(shè)施.綠化帶空間不足的道路可采用透水鋪裝、降低樹池或綠化帶的種植土高度、將周邊綠地空間設(shè)計(jì)為生態(tài)雨水花園等方法，從而過濾匯流的初期雨水.但道路徑流雨水需要經(jīng)過專業(yè)的凈水工藝過濾后再用于道路清洗、植物養(yǎng)護(hù)等[9].

（2）在居住區(qū)和校園環(huán)境中，部分地區(qū)地勢較低或排水管道老舊，導(dǎo)致排水不暢，易形成逢雨必澇.尤其是針對老舊社區(qū)改造，由于空間條件有限造成一定的困難.因此可根據(jù)綠地情況設(shè)置多個(gè)小型“海綿體”，利用宅前綠化、社區(qū)花壇、空閑綠地改造成生態(tài)雨水花園（見圖9）.景觀空間營建過程中，在立面上可采用階梯式下沉空間形成豐富的豎向空間，同時(shí)過濾并凈化雨水；平面上可根據(jù)使用情況設(shè)置活動(dòng)空間和休閑平臺，結(jié)合生態(tài)雨水花園的植物景觀營造充滿活力的居住環(huán)境，并在其中設(shè)置溢水口，在綠地土壤水分飽和的情況下，多余的雨水將從溢水口排出.在有效吸納雨水的同時(shí)解決居民廚余垃圾問題，并利用微降解模式滋養(yǎng)園內(nèi)植物，避免水質(zhì)惡臭.除此之外，校園內(nèi)的生態(tài)雨水花園也具有一定的教育意義，是良好的生態(tài)展示平臺和示范園.

圖8 道路雨水花園的應(yīng)用[8]

圖9 清華大學(xué)勝因院中的雨水花園

（3）在公園和廣場的生態(tài)雨水花園景觀營造中，地形是最重要的基礎(chǔ)要素，降低地形營建下凹式綠地，滿足雨水匯集和空間圍合，并在其中種植不同高度的植物或擺放石塊，在有景可賞的地方利用坡面設(shè)置座椅、平臺和臺階，豐富景觀效果.然而，一些用水景觀設(shè)施營建成本高，水源和水質(zhì)問題成為景觀的難題，所以許多水池噴泉只有在節(jié)假日才開啟，失去了水環(huán)境的意義，而生態(tài)雨水花園的營建可以緩解水源和保證水質(zhì)，形成完善的雨水循環(huán)體系.在改造時(shí)應(yīng)注意公園綠地原有的社會游憩、生態(tài)景觀、防災(zāi)避險(xiǎn)等功能，在此基礎(chǔ)上將雨水滲透功能結(jié)合其中，并通過植物搭配營造旱季和雨季兼具的景觀效果.

4.4 綠色景觀營造

城市的綠色景觀應(yīng)具有地域性、生態(tài)性和資源性，生態(tài)雨水花園是城市生態(tài)治水的綠色景觀體現(xiàn)，也是采用自然做功的方式達(dá)到雨水資源化的管理.

一方面，城市綠地空間中生態(tài)雨水花園的應(yīng)用須充分考慮植物的功能特性及景觀特性，根據(jù)生態(tài)雨水花園的分區(qū)選配適宜植物，形成多樣的生物群落和豐富的植物層次；在植物景觀營造中應(yīng)選用耐旱、耐澇、凈化能力強(qiáng)、低維護(hù)的植物，如蘆葦、千屈菜、細(xì)葉芒、美人蕉等濕生植物；植物配置過程中采用對比和襯托的手法，利用植物的高低、姿態(tài)、葉形葉色表現(xiàn)一定的藝術(shù)構(gòu)思，襯托出植物美的景觀效果.同時(shí)提高生態(tài)雨水花園的種植密度，可以減緩雨水的徑流速度，從而延長其滯留時(shí)間.另外，選用當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土樹種、濕生植物構(gòu)成水綠交融的生態(tài)景象.

另一方面，城市建設(shè)屋頂花園可以提高城市綠化覆蓋、增加綠量，從而緩解城市熱島效應(yīng)，形成豐富的綠色景觀效果.因此，將屋頂花園與雨水收集設(shè)施相結(jié)合應(yīng)用到建筑屋頂設(shè)計(jì)中，能夠疏導(dǎo)雨水，形成最小干預(yù)的雨水循環(huán)處理方式.目前，建筑屋頂?shù)挠晁ǔＳ晌菝鎱R集后排入雨水管，最后直接排放到建筑周邊，造成雨水大量浪費(fèi)；而屋頂雨水花園可以使雨水落入屋頂，被植物和生長基質(zhì)等結(jié)構(gòu)系統(tǒng)吸收，過飽和的水分經(jīng)過濾層和排水層過濾后儲存，再流經(jīng)建筑物周邊雨水花園等設(shè)施進(jìn)行滲透凈化，多余雨水通過綠地滲透系統(tǒng)進(jìn)行下滲，補(bǔ)充地下水[10]，從而達(dá)到循環(huán)利用雨水，并減少中水使用，提升建筑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、景觀美化、生態(tài)環(huán)境（見圖10）.

圖10 建筑屋頂綠化雨水花園示意[11]

5 存在的問題與建議

生態(tài)雨水花園的發(fā)展在我國還處于剛剛起步階段，但隨著“海綿城市”建設(shè)理論的迅速推廣，很多城市已經(jīng)建設(shè)了多個(gè)“海綿體”試點(diǎn)，由于相應(yīng)技術(shù)和理論的建立還不夠完善，國內(nèi)實(shí)踐過程中存在經(jīng)驗(yàn)不足，很多案例只是停留在試點(diǎn)建設(shè)的意義上，并沒有達(dá)到理想的效果.因此，我國的生態(tài)雨水花園營建還需要借鑒國外成功案例，分析不足之處，結(jié)合地方雨水情況和城市發(fā)展來改善和提高雨水管理體系的建設(shè).

目前主要存在的問題：①生態(tài)雨水花園中易生雜草，部分植物生長速度較快，導(dǎo)致破壞了整體植物景觀效果；②生態(tài)雨水花園在雨季時(shí)植被或覆蓋層易受到破壞，結(jié)構(gòu)設(shè)施易受到?jīng)_擊（見圖11-12）；③生態(tài)雨水花園的建設(shè)忽略了其藝術(shù)景觀形態(tài)，旱季時(shí)景觀效果較差.

圖11 植物后期管理不善

圖12 設(shè)施維護(hù)不善

針對有關(guān)問題建議：

（1）在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用根系發(fā)達(dá)、凈化能力強(qiáng)的植物，并考慮其季節(jié)性更替所呈現(xiàn)的景觀效果.合理的植物配置能夠?qū)χ車h(huán)境起到凈化空氣、降低熱量、改善微氣候等作用，從而充分發(fā)揮其生態(tài)效益.同時(shí)根據(jù)地域情況，選擇本土適宜植物進(jìn)行合理搭配，提高生物多樣性和穩(wěn)定性，并做好維護(hù)雨水花園的后期管理.

（2）暴雨的沖擊對生態(tài)雨水花園內(nèi)的植物和設(shè)施造成一定的影響，需要通過跟進(jìn)調(diào)研和分析生態(tài)雨水花園的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)清理淤積的泥土和雜質(zhì)，對生長的雜草植物定期進(jìn)行清除，從而改善和維護(hù)雨水資源化管理設(shè)施.

（3）生態(tài)雨水花園的建設(shè)應(yīng)根據(jù)地域環(huán)境的水文特性，綜合考慮季節(jié)性的景觀效果，設(shè)計(jì)結(jié)合景觀、藝術(shù)和功能等形式，依據(jù)地勢環(huán)境營造多樣化和空間層次豐富的景觀生境，維持生態(tài)雨水花園的景觀觀賞性.

6 結(jié)語

通過對生態(tài)雨水花園的“微循環(huán)”模式進(jìn)行探析，歸納出生態(tài)雨水花園的景觀營造方法：主要采用雨水花園的措施，輔之以垃圾管理的模式，將生態(tài)雨水花園的彈性工程與生態(tài)工程結(jié)合應(yīng)用于城市綠地空間中，形成新的可持續(xù)生態(tài)治水理念；同時(shí)對城市面臨的環(huán)境問題和未來發(fā)展提供更多的思考，指導(dǎo)城市在建設(shè)中對各層級進(jìn)行雨水資源規(guī)劃，使之形成完整的雨水循環(huán)體系，并在城市發(fā)展和自然生態(tài)之間尋找新的平衡點(diǎn).

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