【摘要】:近年來武漢市頻繁遭遇外洪內澇的雙重壓力,習近平總書記在中央城鎮化工作會議上提出了建設海綿城市的方針政策,武漢成功申報為海綿建設試點城市。本文針對武漢城市綠地的特點,結合海綿城市建設的實踐,對雨水花園在國內外的發展、應用等方面進行了簡要的分析和研究,并說明了雨水花園在當今武漢海綿城市發展的重要作用,并重點探析了雨水花園建設設計要點。
【關鍵詞】:海綿城市;雨水花園;設計要點
雨水花園是一種在城市中自然形成的或人工挖掘的地勢低的地方種植樹木、灌木和花草等植物,利用沙土和植物根系之間的綜合作用吸收并過濾來自屋頂或地面的雨水,使之逐漸滲入土壤補給地下水,也可使雨水得到凈化作為城市用水。雨水花園最早形成于20世紀90年代美國馬里蘭州的一名地產開發商建住宅區的時候,為每棟住宅都配建了40平米的雨水花園,結果雨水花園平均減少了80%地面雨水徑流量。海綿城市是未來城市的發展方向,而建造雨水花園是實現打造海綿城市的一個重要技術與設計手段。
通過雨水花園的構建能夠能夠為昆蟲與鳥類提供良好的棲息環境,如武漢市圓博園作為武漢市海綿城市的一個實驗試點,成功的吸引了珍惜鳥類的停留與棲息。與傳統的草坪相比,雨水花園還能夠給人耳目一新的視覺感受。
為響應國家建設海綿城市的號召,武漢于2015年4月,武漢獲得全國首批16個海綿城市建設試點城市之一,首先在青山區和漢陽四新地區試點。這將是一個新的挑戰與機遇。然而基于武漢的城市特點,對于建設海綿城市也出現一定的挑戰性,主要存在以下幾點劣勢:
(一)武漢擁有中國南方城市的典型特征:雨量充沛、風景優美。但是優于水也“憂”于水,尤其是每年的雨汛同期使得武漢飽受外洪內澇的雙重壓力。造成地勢較低的街道和小區是逢雨必淹,居民出行困難,交通癱瘓,嚴重影響生活和工作。
(二)武漢土壤以粘質為主,再加上近幾年城市建設的迅速發展,土地硬化程度加速,城市幾乎采用灰色管網排水系統,不利于急汛期的排水與下滲。
(三)城市污染較為嚴重,霧霾日多,初期雨水中有大量的污染物,隨著雨水直接滲入綠地,不僅影響植被生長,而且影響地下水的安全。
(四)城市主干道道路綠帶相對較窄、樹木規格相對較小。街頭綠地公園分布不均衡,公園多依靠湖泊山體,道路綠化空間不足。
對于出現的這些問題,該如何建設節約友好型的海綿城市呢? 在當下的情況里,有這個必要提倡構建雨水花園。因為雨水花園雖然在國內算是一種新型的生態技術,但此項技術在國外得到了廣泛的應用,并且已經成為了城市建設中的一個重要組成部分,有著成熟的經驗可供借鑒,可從以下幾點進行設計分析。
一、雨水花園的位置選擇
雨水花園的設計要做到低影響、低維護,以自然地形為主,將對場地的改造與破壞降到最低。
(一)在選址前,對土壤土質進行分析,避免將雨水花園建設于土質滲透性差且保水量低的場地上,雨水大量聚集在雨水花園中,雨水不能及時下滲,既對植物生長不利又容易滋生細菌,影響城市環境。
(二)城市道路、停車場、廣場等空間等城市低洼地帶、易積水區設置雨水花園。規劃場地應具有足夠的聚水面積,能容納短時驟增的雨水量。根據排水數據計算場地內的雨水徑流量,需根據場地結構設計專門的底部排水管網以便于發揮對雨水的控制作用。
(三)在居住區旁的雨水花園,應距離建筑基礎應至少3米,防止下滲雨水影響建筑地基,來自建筑物屋頂的雨水可采用落水管引導雨水進入雨水花園;不能對場地建筑以及其他基礎設施造成損害。
(四)雨水花園的選址盡量設置于南向,遠離高大喬木根系;場地高差系數小,減少人為施加土方量;控制周邊污染源,保障雨水水質中等,降低對雨水花園內植物的影響。如建筑屋面、附屬庭院、中小學校、居住小區等,構造相對簡單,造價低廉,無須設計專門的底部排水管網。
總之,雨水花園設計的選址首先要考慮的是能夠便捷并充分收集場地周邊雨水的區域。應該坐落于雨水徑流的源頭和它在景觀中自然結束的區域之間,在雨水徑流達到最遠點前盡可能多的收集雨水,而徑流的最遠點往往意味著區域匯水能力強但排水性能差。
二、雨水花園植物景觀的設計
由于雨水花園很少是平坦地形的,都是具有梯形坡度的。不同區域有著不同的雨水承載情況,如雨水花園的邊緣區基本不可能存在被淹沒或很潮濕的狀態。植物的種植應根據相應區域的水淹條件選擇生長習性不同的植物。依據濕度梯度的不同區域,雨水花園的種植區大體上可分為蓄水區、緩沖區和邊緣區。其中邊緣區無蓄水能力,種植植物應考慮選取耐旱植物;緩沖區有一定的雨水調蓄功能,需要植物有一定的耐淹有耐旱及耐雨水沖刷能力,而灌木與喬木較多種植于緩沖邊緣區域;蓄水區為對植物的耐淹能力要求最高,也是雨水凈化的主要區域,需要耐水淹及具有凈化功效的植物,較多種植的為花卉與草本植物。以鄉土植物為主,選擇根系較為發達的植物。特別是冠大蔭濃的行道樹品種的選擇,如:懸鈴木、重陽木、楓楊、垂柳、旱柳、大葉女貞、來樹、意楊、烏柏等。
在進行雨水花園景觀設計時可以采取階梯式種植、下沉式綠地、植草溝巧妙穿插,同時結合弧形景觀橋及木質休閑平臺,吸引人群停留賞景。既能在雨季收集雨水,又能在旱時用雨水灌溉植物,雨旱均能保持優美的景觀效果。
階梯式種植植物可在種植槽表面覆蓋礫石,使水流經過時層層過濾雜質,最終滲入地下集水坑,以備綠化灌溉。同時,雨水聚集于下沉式綠地中,形成小型濕地,改善區域生態環境。整個花園以石籠墻做邊界,有效過濾雨水,且防止水土流失,呈現出更加天然的景觀氣勢。
三、雨水花園設施設計
當雨水從場地周邊區域向雨水花園匯集的過程中,除了場地豎向設計上的引導外,還需要一定的雨水輸送設施來確保對水流的有序控制。雨水的截流、凈化等功能的實現都需要在場地中分布各類設施來實現。相對于水體和植被,設施是雨水花園中少有的具有固定形態和材質的構造物。因而設施的設計重點要關注設施構造的形態設計和建造材料的選擇。諸如引水設施的設計可選用當地本土材料,體現地域性的同時起到降低建造成本的作用。設施形態的設計上,要結合雨水花園的整體景觀表現來設計。例如在具有鄉野氣息的雨水花園中,引流設施可以設計為細小卵石鋪設的徑流路徑,而較為規則式的雨水花園,其引流設施可以設計為線性感較為強烈的渠道。
四、雨水花園景觀材料的選擇
雨水花園構建的一個主要因素便是路面材料的選擇。經過綜合考慮,路面常用的透水性鋪裝可采用透水瀝青、透水混凝土、透水磚、嵌草石板、植草磚、植草板、木塑地面、碎石路等。雖然國內外對于透水鋪裝也存在著一些應用上的問題,但是在人行道、公園綠地中應用相對成功,城鎮道路、停車場、廣場、小區道路,可采用基層半透水型路面。
總之,國家正努力創建環境友好、資源節約型社會,并大力提倡海綿城市建設的今天,水資源的節約與利用成為當今城市建設熱門話題。雨水花園可有效控制洪澇災害和雨水再利用,具有結構簡單、造價低、效果明顯、易維護等優點,正是對這一理念實現的有效措施,所以雨水花園將會有一個美好的發展前景并將受到越來越多的人們關注。
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2016年湖北省教育廳人文社會科學項目:創建海綿城市背景下武漢市居住區雨水花園的構建,編號16G178