淺析美國華盛頓特區(qū)海綿城市建設(shè)景觀策略

梁發(fā) 劉潔

1 特區(qū)水環(huán)境治理背景

美國華盛頓特區(qū)面積177 km2，人口約60萬，其中有10.16%的地區(qū)是水域，屬于Chesapeake灣流域。特區(qū)有1/3中心區(qū)域是雨污合流區(qū)，每年有32億加侖的溢流水。

1. 喬治城濱水公園google影像截圖

特區(qū)雨水管理主要為了Chesapeake灣的水質(zhì)保護和改善，有以下四個管理目標：一是控制有毒物質(zhì)；針對海灣周邊（Anacostia河）的工業(yè)污染企業(yè)的勘察和評估。二是合流區(qū)污染控制；針對1/3合流區(qū)，采用深隧（直徑7 m，約14.5 km2，水面30 m以下）儲存輸送至污水處理廠處理，將原來的溢流次數(shù)65次減少至2次，目前即將建成。三是分流區(qū)的雨水徑流控制；針對43%的不透水地面進行綠色設(shè)施的建設(shè)，控制1.2英寸的降雨。州政府要求超過600 m2的建設(shè)項目，必須建設(shè)綠色設(shè)施。四是上游流域的外來資源控制。來自馬里蘭、特拉華、巴爾的摩等區(qū)域的污染。經(jīng)過近40年來一系列項目的實施，Chesapeake灣及支流水質(zhì)明顯改善，海灣區(qū)水域中藍蟹的數(shù)量明顯增加[1]。

2 特區(qū)海綿城市建設(shè)總思路

海綿城市也叫低影響開發(fā)，很大程度上與國際上流行的一些其他的雨洪管理理念和方法異曲同工，如綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施、水敏感性城市設(shè)計等[2,3]。華盛頓特區(qū)海綿城市的建設(shè)并非只是簡單的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而是新的城市開發(fā)建設(shè)和運營模式，它不僅需要在城鎮(zhèn)化過程中建立生態(tài)治理的理念，同時也需要一系列規(guī)劃、制度和政策保障海綿城市建設(shè)和長期維護，例如特區(qū)的雨水收費制度及雨水指標的市場交易政策、中小學教育宣傳政策等[4]。

華盛頓特區(qū)的海綿城市建設(shè)以雨水功能為導向，對于下凹綠地、雨水花園、植草溝等的景觀表現(xiàn)形式，并不像國內(nèi)部分文章和報道中宣傳照片一樣唯美。通過實地踏勘了諸多類型的海綿城市建設(shè)項目，并與當?shù)卦O(shè)計師和管理者的溝通得知，他們認為低維護、低影響的海綿城市建設(shè)是可持續(xù)的，但在公園、綠地等傳統(tǒng)綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)海綿城市，功能和景觀往往不可兼得。海綿設(shè)施主要以控制徑流峰值、徑流水量為主要功能，以達到控制面源污染的主要目的，對于景觀的表現(xiàn)形式并不是特別重視。

3 特區(qū)各類地塊海綿城市建設(shè)實例

3.1 公園綠地

喬治城濱水公園（圖1）南側(cè)臨近大型湖泊水體，整體地勢北高南低，整個場地的徑流組織由北側(cè)排向場地南側(cè)4 m寬主園路旁的植草溝，植草溝收集后的雨水傳輸?shù)礁鲄R水分區(qū)內(nèi)的雨水花園，通過雨水花園的下滲、過濾后的雨水再通過滲透管收集至市政管道，再通過市政管道傳輸，集中排入南側(cè)的湖泊水體，從排口的水質(zhì)目測來看，湖水清澈見底（圖2）。雨水花園的面積與收集雨水區(qū)域的面積比估算為1∶30左右，雨水花園下凹深度為0.5 m左右。由于面層主要為5～8 cm厚的有機覆蓋物滿鋪，雨水花園內(nèi)植物以觀賞草為主，在高處種植木本灌木，與周邊大面積草坪景觀融合度較低。根據(jù)當?shù)匮芯咳藛T介紹，雨水花園內(nèi)有機覆蓋物能最大化地凈化面源污染，保證過濾后的水質(zhì)能達到理想的排湖水質(zhì)標準，因此海綿設(shè)施主要體現(xiàn)海綿的凈化和蓄積功能。在雨水花園中上部種植的紅瑞木、鳶尾等植物僅從一定程度上美化了雨水花園的表現(xiàn)形式，但仍然難以達到海綿城市建設(shè)前的景觀整體優(yōu)美度。

國內(nèi)關(guān)于類似雨水花園的建設(shè)總是在雨水花園內(nèi)布置景石、景觀小品、種滿各種花卉植物以呼應(yīng)“花園”的概念[5]，對面源污染的去除效果不夠理想，對后期的維護較少關(guān)注，對于雨水花園服務(wù)的匯水面積，下墊面的結(jié)構(gòu)做法及后續(xù)結(jié)構(gòu)墊層的下滲速率的維護等與雨水功能有關(guān)的內(nèi)容也很少關(guān)心（圖3）。

2. 濱水公園建設(shè)實景圖

3.2 市政道路綠化

在華盛頓現(xiàn)狀商業(yè)中心旁的人行道，結(jié)合現(xiàn)狀喬木種植靈活布置生物滯留設(shè)施，雨水花園內(nèi)部的植物長勢一般，但是攔截的面源污染的雜質(zhì)較多，缺乏及時的清理維護，從整體景觀來看，效果較差，與周圍簡潔的商業(yè)環(huán)境格格不入，內(nèi)部有機覆蓋物流失較多，各種垃圾雜質(zhì)滿布花壇，但是該海綿設(shè)施對下游河流面源污染的攔截，起到了源頭控制的作用。

該處人行道改造的雨水花園處理較為靈活，不像國內(nèi)很多市政項目，被要求以指標為導向，而將其全部改為下凹綠地或者雨水花園，根本不符合項目所處的立地環(huán)境和地塊所承載的其他功能；該雨水花園的主要目的是控制面源污染，故較少去關(guān)注花壇內(nèi)的植物應(yīng)表現(xiàn)得如何漂亮；該花壇如果設(shè)置在國內(nèi)較重要的商業(yè)街上，估計會被很多人指責為不夠精致美觀（圖4）。

3.3 建筑外環(huán)境綠化

位于華盛頓商業(yè)區(qū)中心的一處LEED認證的公共建筑，是特區(qū)商業(yè)區(qū)內(nèi)設(shè)計較為精細的示范綠色建筑。在雨水處理方面，該建筑通過對屋面雨水管、市政人行道及建筑退線區(qū)域內(nèi)鋪裝的雨水進行收集，在建筑退線區(qū)內(nèi)設(shè)置幾處下沉式花壇較好的示范來說明問題，設(shè)置如下：花壇通過不同標高控制雨水；該雨水花園是華盛頓特區(qū)內(nèi)處理較為精細化的海綿設(shè)施；花壇通過疊石的處理手法對建筑落水管進行遮掩裝飾，形成疊石中流水的趣味景觀；在一級低位花壇內(nèi)以卵石滿鋪的方式過濾初期雨水雜質(zhì)，二級高位花壇內(nèi)通過種植豐富的花卉植物美化花壇，從遠處只能看到高位花壇的花卉景觀；同時對高位花壇的溢流管進行精細化外形設(shè)計，在滿足功能的前提下，盡量做到環(huán)境的美化（圖5）。

國內(nèi)對于這類建筑海綿改造的案例大多停留在標準圖上的高位雨水花壇，很少結(jié)合建筑及周邊的匯水區(qū)一起做成精細化海綿景觀。

3.4 公共停車場配套綠化

在華盛頓特區(qū)遍布著各種社區(qū)的停車場，以硬質(zhì)瀝青路面為主，在該停車場設(shè)置了幾處公共綠地，均改造成雨水花園的形式，在雨水花園上部種植遮陰喬木，在下部以常規(guī)灌木加有機覆蓋物為主，雨水花園的結(jié)構(gòu)與前文提到的常規(guī)結(jié)構(gòu)一樣，雨水花園的面積與匯水面積比例將近1:50以上，所有硬質(zhì)下墊面的雨水均通過雨水花園的下滲過濾后再排入市政管道，對停車場的面源污染雨水進行了較好的控制（圖6）。

國內(nèi)停車場的海綿改造大多數(shù)都是將雨水導入下凹綠地，由于較多的都是要求種植遮蔭喬木，綠化帶的面積又很有限，因此大多數(shù)未對綠地內(nèi)的下墊層結(jié)構(gòu)進行改造，對于停車場這種面源污染較大的下墊面的污染控制效率，應(yīng)該多采用雨水花園的形式，更好地從源頭控制面源污染。

3.5 公建區(qū)配套綠化

位于華盛頓郊區(qū)的天主教墓地雨水花園改造是在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)狀地形，將傳統(tǒng)的截水溝改造為帶狀雨水花園，并對有雨水沖刷的區(qū)域滿鋪碎石，減少雨水對海綿設(shè)施的破壞，雨水花園內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚度達到1.2 m深，較好地蓄積了雨水（圖7）。降雨過后三天，雨水花園內(nèi)的滲管仍在緩慢排放。雖然雨水花園內(nèi)部的植物長勢一般，但是該項目的植物設(shè)計師表示春季觀賞草及花灌木長出后會非常漂亮。對于這種雨水花園的形式和尺度設(shè)計師關(guān)注更多的是外在的景觀表現(xiàn)形式，更多的是雨水花園的結(jié)構(gòu)、形式、面積、寬度、后續(xù)維護措施等關(guān)于徑流組織的海綿功能。

3.6 高速公路綠化

美國是一個極度依賴汽車和公路的國度，到處分布著各種等級的公路系統(tǒng)，公路占據(jù)了較多的國土面積，是屬于面源污染比較大的一種硬質(zhì)下墊面。因此，在美國公路沿線的雨水并不是散排，而是通過收水溝、植草溝等雨水傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)窖鼐€立交區(qū)域內(nèi)的大型滯留塘內(nèi)；對于沿線坡度較陡，存在水土流失的區(qū)域，采用碎石滿鋪、有機覆蓋物滿鋪等盡量控制沿線的水土流失問題；將沿線收集到的初期雨水在立交區(qū)域內(nèi)通過前置塘對雨水雜質(zhì)進行過濾沉淀，再漫流至大型雨水濕塘；濕塘內(nèi)過量的雨水則通過大型的溢流管排入市政管道，再排入周邊的河流。

國內(nèi)也有大量的高速公路，城區(qū)內(nèi)也遍布著各種市政道路的立交區(qū)域，但是基本上都沒有考慮利用綠化用地對雨水的源頭收集與處理，對于硬質(zhì)下墊面的面源污染處理控制的海綿思想還未完全融入城市建設(shè)的各個環(huán)節(jié)中。

3. 常規(guī)雨水花園結(jié)構(gòu)圖

4. 人行道局部改造雨水花園實景圖

5. 人行道結(jié)合建筑局部改造雨水花園實景圖

6. 停車場造雨水花園實景圖

7. 墓地海綿改造實景圖

4 經(jīng)驗總結(jié)及思考

華盛頓特區(qū)作為美國聯(lián)邦政府所在地，是世界上重要的政治中心，屬于公共投入較高的城市，但是通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于當?shù)厝苏J為雨水花園是需要較高投入和維護的雨水設(shè)施，他們將更多精力放在優(yōu)化雨水設(shè)施的凈化功能、降低海綿功能衰退的速率方面，海綿城市的建設(shè)目標主要圍繞雨水的削峰和控制雨水排放體積，進而對面源污染進行控制。在建設(shè)項目中因地制宜地設(shè)置海綿設(shè)施，更加關(guān)注海綿設(shè)施的后期維護成本和經(jīng)濟的可持續(xù)性，強調(diào)雨水花園的水質(zhì)改善效率。

反觀國內(nèi)關(guān)于海綿城市的景觀介紹，更多的是各種美麗的鳥語花香效果，以旱溪、草花、景石、小橋流水的美麗景觀去宣傳海綿城市建設(shè)的各種好處，因而經(jīng)常誤導了設(shè)計人員和管理人員，將目光更多停留在雨水花園的面積指標是否達標，雨水花園的植物配置是否漂亮，而較少有人去關(guān)注每個雨水花園對應(yīng)的匯水面積及徑流路徑控制是否合理，雨水花園的結(jié)構(gòu)做法是否符合當?shù)孛嬖次廴镜娜コ始斑^濾下滲功能維持的年限，雨水花園凈化后的水質(zhì)能達到什么目標，雨水花園的后續(xù)維護成本和過濾功能如何維持等等。

當設(shè)計師在景觀形式和滿足指標要求為主要目的去設(shè)計海綿城市、雨水花園的時候，總是能在剛完工驗收的時候得到較多的贊許，但是過一段時間去回訪的時候就會發(fā)現(xiàn)雨水花園成了破敗的黃土裸露地塊，花園衰敗，下滲功能基本喪失，水質(zhì)也沒得到任何改善。筆者以為原因在于對海綿城市設(shè)計定位的偏差，以及對施工及管理維護能力和精力的預判不足，導致低影響可持續(xù)開發(fā)成了不可持續(xù)或高維護的工程建設(shè)。本文以華盛頓特區(qū)各種類型的海綿城市建設(shè)為例，希望能幫助國內(nèi)同行更好地辨識海綿城市設(shè)計的主要目的和持續(xù)性的設(shè)計模式，理性地認識海綿城市建設(shè)，理解雨水花園的重點在雨水而不在花園。

8. 高速公路立交區(qū)海綿建設(shè)實景圖