基于自然和谐观的微型雨水花园构建
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2024年05月31日 17:28:43
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基于自然和谐观的微型雨水花园构建 文/河北工程大学建筑与艺术学院  王海燕  郑白璐 河北工程大学水利水电学院  简新平 0 引言 城镇化进程加快是我国经济社会发展的必然趋势,同时也伴随自然灾害频发。城市化快速发展所造成的水系萎缩、地面硬化面积增加等一系列问题导致内涝频发,由此引发河流洪峰流量增加。除此之外,由于产业、人口密度高,导致我国传统城市出现水体污染、水资源短缺等问题,这些问题迫切需要通过雨洪系统管理解决。在我国华北地区,经济社会用水远超当地水资源承载力,尤其是地下水严重超采导致水位不断下降、地面沉降等问题。众多问题屡次出现,严重制约我国城市发展速度,并导致城市居民生活环境恶化。


基于自然和谐观的微型雨水花园构建


文/河北工程大学建筑与艺术学院  王海燕  郑白璐

河北工程大学水利水电学院  简新平


0 引言

城镇化进程加快是我国经济社会发展的必然趋势,同时也伴随自然灾害频发。城市化快速发展所造成的水系萎缩、地面硬化面积增加等一系列问题导致内涝频发,由此引发河流洪峰流量增加。除此之外,由于产业、人口密度高,导致我国传统城市出现水体污染、水资源短缺等问题,这些问题迫切需要通过雨洪系统管理解决。在我国华北地区,经济社会用水远超当地水资源承载力,尤其是地下水严重超采导致水位不断下降、地面沉降等问题。众多问题屡次出现,严重制约我国城市发展速度,并导致城市居民生活环境恶化。

2013年12月,中央城镇化工作会议提出“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”,2014年10月,住房和城乡建设部正式起草《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》。2015年,我国以试点的方式正式启动全国性海绵城市建设。各方学者结合国内现状提出下沉式绿地、绿色屋顶、雨水花园等理论,但经过多年城市实践,当前我国海绵城市建设仍存在以下问题。

1)我国海绵城市建设通常局限于城市地域范围,建设者寄希望于单一尺度的海绵城市建设以解决城市雨洪问题,多角度、全尺度的海绵体建设并未得到关注。

2)各地海绵城市建设大多照搬国外技术路线,欠缺人文特色和理念支撑,使海绵城市建设沦为技术空壳,城市易出现“水土不服”的情况。

3)我国海绵城市建设多注重工程技术性建设,在评估管理体系、法律监管体系等非工程性建设方面存在不足。

4)我国海绵城市建设通常局限于单一的城市管理部门,实际上海绵城市建设与实践需从农业、水利、园林等多角度进行解读,需多部门协调才能推进。

由此可见,当前海绵城市理论研究与实践大多应用于大型城市公园、大学校园等大尺度空间,对以微空间为关键尺度的雨洪管控研究较少。基于这一现实,本文将城市中被遗漏的小型场地和微型空间作为城市的微型雨水花园进行设计,可对雨水进行最大限度的收集利用,在避免水资源浪费的同时缓解城市用水压力,从而积攒巨大的生态水文价值。在方法论上,微型雨水花园构建应因地制宜,结合当代生态观和我国传统生态观等理论体系,探索中国特色微型雨水花园设计方法,以重塑我国“人与自然和谐”的雨洪管理体系及价值观。 


1 微型雨水花园概述

??理论阐述

海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面存在“弹性”:下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,在需要时“释放”蓄存的水并予以利用。海绵城市建设要遵循生态优先原则,采取自然与人工措施相结合的方式,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度实现城市区域的雨水积存、渗透和净化,促进雨水资源利用和生态环境保护。

在海绵城市建设中,雨水花园是关键模块和具体建构环节。雨水花园是一种有效的雨水自然净化与处理技术,通过在低洼区域种植植物,不仅能通过植物根系与土壤的过滤作用净化雨水,而且能将雨水短时滞留随后缓慢渗透进土壤以减少峰值流量,是最佳管理措施(BMPs)中的一项重要技术手段。

微型雨水花园是指在雨水花园的基础上,从微观尺度出发,着眼于步行道旁、道路边沟、树坑、房前屋后等小场地及微空间,对其进行因地制宜的雨水花园构建与运营,并取得较好的景观效果,从而形成城市特有的微型雨水花园网络,以填补海绵城市建设在微观尺度的空白。

??我国古代的和谐共生智慧

在适应旱涝灾害的漫长过程中,人类对水环境的适应力显著增强,这得益于我们祖先积累的大量具有朴素生态价值的生存智慧与经验。2016年,俞孔坚在《海绵城市——理论与实践》一书中指出从汉代总结的“四亩田一亩塘”的经验,以及早在秦朝就广泛使用的低堰和鱼嘴分水技术、陂塘技术,无论是官方大型水利工程还是小型民用水利工程,我国古代无处不在的“海绵城市”,均为当代海绵城市的建设带来了启示。俞孔坚同时研究了位于黄泛平原的古代城镇中用于防洪排涝的景观遗产,并归纳“城包水”“水包城”“阴阳城”等传统古城景观形式,这些形式均体现了古人的治水智慧。其中河湖库渠等自然水体与陂塘、水井、堤坝等人工景观要素共同构成我国古代的“海绵城市”。像古时的“水城”菏泽在历史上城内曾有大量坑塘,水面占城市面积的30%,而到2000年,水坑和池塘面积减少一半,菏泽市面临着“水城”消失、洪涝风险增加的局面。为解决这一问题,菏泽市制定了一系列规划以恢复数千年的“水城”景观,这种由古至今的差异,反映了古人在严峻的自然环境下与洪涝灾害和谐共处的智慧,正是这种“生存的艺术”,形成了黄泛平原美丽的自然景观。

从对我国传统的雨水治理实例中可发现,古人积累了大量雨洪管理经验,在南方等湿润地区,着重于污水排放、雨水疏导等防洪排涝措施;在北方降雨少的半干旱地区,注重调蓄和压沙田、代田的耕作方式;在陕西等水土流失严重的地区,以快排和滞蓄利用相结合为主。虽然各地区的措施各有千秋,但其内涵无一不体现自然统一、和谐共生、因地制宜、综合利用等思想。

??国外雨洪管理体系

目前,欧美国家关于雨水管理以最佳管理措施(BMPs)、可持续城市排水系统(SUDS)、低影响开发(LID)和水敏感性城市设计(WSUD)等技术体系为主。其中,最佳管理措施(BMPs)是雨水处理的末端处理方式,主要是运用各类雨水处理设施进行雨水吸纳与净化利用;可持续城市排水系统(SUDS)强调水质、水量和地表水舒适宜人的娱乐游憩价值;低影响开发(LID)更强调源头、分散式的雨水处理技术;水敏感性城市设计(WSUD)主要是通过城市规划手段,将开发活动对水循环的负面影响降到最低,同时创造一个宜人的社区居住环境。

对比发现,欧美各国的雨洪管理体系虽在技术层面有所创新,但缺乏人文关怀,忽视了人与自然的和谐相处,这是以“技术中心主义”为指导的海绵城市理论发展的必然结果。我国专家指出:“我们不能只依赖某一种因素,而要采用综合的方式,再结合科学、技术、政策和社会等因素”“海绵城市建设要避免‘万能论’与‘无用论’和‘灰色派’与‘绿色派’的极端误区”。因此,我国构建雨洪管理体系必须基于自然和谐观的可持续发展理念,充分吸收古人治水智慧,通过积累微空间效应,创造巨大的生态价值。


2 构建方法

雨水花园主要由蓄水层、覆盖层、种植土层、人工填料层及砾石层构成。为解决目前海绵城市建设存在的问题,本文所述微型雨水花园的构建则在引用已有学者对海绵城市相关研究的基础上,以我国自然和谐生态观为基础,将现代科技、传统文化与山水自然境界、我国古典造园方法精髓相结合,实现微型雨水花园的独特形式,集水生态文明、人文、景观、教育及社区文化于一体。

??自然和谐的构建理念

目前,城市广场、居住区、道路等硬质铺装代替原来可使雨水自然下渗的土地,生态为经济发展让步,城市绿地越来越少,雨水难以下渗的情况愈发严重。与此相反,自古以来中华文明所孕育的城市中人们对自然充满热爱,对田园生活充满向往,这是中华人文思想的延续和传承。随着城市建设的发展,越来越多的现代城市居民闲暇时向往寄情山水、体验自然的田园生活,完全可借鉴我国古代和谐共生的思想,创造我国特有的海绵城市理念体系。只有这样,微型雨水花园才能作为区别于道路、桥梁等灰色基础设施的绿色基础设施,成为城市居民体验自然山水之乐的场所。

本文所述的微型雨水花园借鉴古代“天人合一”传统思想及“人与自然和谐相处”的生态观,为海绵城市建设提供理论支撑,再辅以当代社会人文主义价值观,从微观角度建设海绵城市,但构建时也应结合周边环境、地域文化、生态保护、科学技术、植物要素等整体考虑。城市中微型雨水花园网络的建设不仅可缓解城市旱涝灾害,显著改善社区微气候,减轻城市居民用水压力,为城市居民提供亲近自然、休闲游憩的场地,而且有助于加深市民对海绵城市的认识,提高海绵城市建设的公众参与度,对我国海绵城市建设具有积极意义。

??构建要点

景观设计

目前,我国各大城市中大片无遮荫的草坪、三季无用的水景,花坛、树池等瓷砖铺贴泛滥,导致城市热岛效应日益严重,常出现“有雨就产流、小雨就成灾”的现象,而古时诗人却有“水光潋滟晴方好,山色空蒙雨亦奇”的意境。究其根本,是我国古典园林一贯追求“虽由人作,宛若天开”的境界,如江南私家园林就创造了“咫尺山林”“以小见大”的艺术特色。微型雨水花园作为城市的 “小海绵体”,完全可借鉴古人智慧,古为今用,在景观设计中融合我国传统园林造园手法,如以小见大、巧于因借、动态景观、道路蜿蜒、分隔空间等,再将现代生态滞留设施,如下沉式绿地、植被缓冲带、生态透水树池、人工湿地等融入其中,创造具有特色的微型雨水花园景观。利用亭台楼阁、山石小品、水池、植物、园路等景观元素,将错落有致、别有格调的景观空间呈现在市民面前。另外,要注重传承中华传统文化,展现文化形式的多样性。

在景观植物配置方面,雨水花园有特殊需求,需种植根系发达且具有较强的去污和净水能力的植物,所以应尽量选择抗病虫害、生存能力强的乡土树种,不仅更容易存活、节约成本,而且符合自然和谐的生态观。

   

微型雨水花园景观

生态技术

雨水花园中的景观生态设施分为水景、绿化两方面。常见的景观生态设施包括人工湿地、生态驳岸、蓄水池、下凹式绿地、生态树池、透水铺砖等。而要在路边沟渠、房前屋后、树池等小场地构建雨水渗透体系,则需以点带面,连点成线,从而实现城市雨洪管理微网络。

1)道路上的雨水含有大量的沥青、汽油等污染物质,可在道路边设置生态沟渠,对雨水进行净化后再排入绿地。路边沟宽60~100cm,可根据道路宽度设置。生态边沟下为砾石层,上部为粗砂,既可种植植物,又可净化雨水,雨水沿边沟流入雨水花园收集系统。

2)可将石砖等不透水铺装材料改为透水铺装,将原有沥青混凝土路面改为透水沥青路面,人行道采用透水烧结砖,而停车场和活动场地等可改为嵌草砖或散铺砾石地面。

3)宅前或街边绿地可采用下凹式绿地做法,下凹式绿地下部为砾石层,上部为粗砂,绿地大小根据原有面积确定。在规划设计中,可汲取古人智慧,采用梯田、桑基鱼塘、陂塘等适应性景观,结合古典造园艺术,在其间设计蜿蜒回环的曲形游线或以生态透水树池创造漏而不透、隔而不断的空间景象,再利用人工湿地打造古人游山玩水的画面,方寸之间,再现自然山水之美,让生活在城市中的市民体验自然之美。如武汉五里界生态新城规划中,场地上原有为农业所用的大小不一的蓄水池塘,在规划中被改建成以水为主的生态基础设施,通过雨洪滞留和净化系统解决了水资源问题。另一个典型案例是沈阳建筑大学的稻田校园,将稻田引入校园,与雨洪处理系统相结合,将收集的雨水用于种植和灌溉,将农田与城市景观系统相结合,实现生产和观赏双丰收。稻田景观自建成十多年来,已成为沈阳建筑大学校园内重要的风景线。

   

生态沟渠与雨水花园结合

   

杨浦滨江雨水花园

以人为本

从人本尺度构建雨水花园,需考虑人的生理和心理需求,如交往尺度、私密性、空间开放性与封闭性等。对弱势人群,如社区内老年人,其活动范围一般在小区周边,可对其舒适圈内的微空间进行适老化雨水花园构建,在微型雨水花园中适当增加座椅、健身器材、景观小品、自种菜园等,从而活化老年人休闲空间,增强邻里互动,改善老年人社交体验。另一方面,在目前隔代育儿大行其道的社会背景下,适老化空间与儿童友好空间之间的密切性尤为重要,针对儿童,在设计时可利用雨水花园特点,置入生态沙坑、生态型鱼池、透水树池等娱乐空间,使儿童充分亲近自然。同时,应与老年人空间有密切联系,以方便照看儿童,也可增强代际交流互动。


3 结语

目前,关于雨水花园的研究正在进一步深入。本文主要探讨了如何从人与自然和谐相处的角度构建微型雨水花园,旨在解决城市中小微空间雨水处理被忽视的问题,并针对问题提出相应策略,为微型雨水花园构建提供参考。希望微型雨水花园在给市民提供闲暇时亲近自然好去处的同时,能够改善城市热岛效应,减轻城市洪涝灾害带来的影响。


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*河北省水生态文明及社会治理研究项目:基于自然和谐观的微型雨水花园构建及运营方式研究(SZX201911)


作者信息

王海燕 ,河北工程大学建筑与艺术学院副教授

郑白璐 ,河北工程大学建筑与艺术学院硕士研究生(通信作者)

简新平 ,河北工程大学水利水电学院副教授

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