雨水花園設(shè)計研究綜述

（揚州大學(xué)廣陵學(xué)院225009）

紀(jì)昊青 （揚州大學(xué)園藝與植物保護學(xué)院 225009）

一、前言

現(xiàn)代意義上的雨水花園是雨水資源生態(tài)凈化、防止城市雨洪的重要方法，它發(fā)源于90年代的美國（白潔，2014）。雨水花園建植和管理相對簡單，景觀效果和生態(tài)效益兼?zhèn)洌虼耸艿搅藞@林行業(yè)越來越多的重視（萬映伶，2011）。我國水資源地域分布不平衡，大多地區(qū)尤其是西北缺水嚴(yán)重，地下水資源是許多城市用水的主要來源，但城市中因有大量的硬質(zhì)地面，其透水性差，導(dǎo)致大量雨水不能及時下滲回補地下水，造成水資源大量浪費（王淑芬，2009）。另外，我國城市污染也相對嚴(yán)重，污染物經(jīng)過雨水沖刷四處擴散。以“快速、高效”為唯一目標(biāo)的排水管線已經(jīng)不能滿足新的要求，在這種背景下，先進的雨水花園技術(shù)進入了人們的視野并日益得到關(guān)注。

二、雨水花園概述

1.雨水花園與海綿城市

現(xiàn)代城市的發(fā)展造成地面硬質(zhì)鋪裝面積不斷增多，結(jié)果雨水不能及時滲入地下，地表徑流顯著增大，加重了城市排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，易形成內(nèi)澇（車生泉等，2008；杜建康等，2012）。如何解決城市水體污染，減少雨洪內(nèi)澇危害成了現(xiàn)代城市發(fā)展的一個生態(tài)關(guān)鍵性問題（尹澄清，2006）。于是，綜合人類在城市雨水利用和管理方面長期的經(jīng)驗，發(fā)明了可以有效對雨水進行自然“存積、滲漏、凈化”的海綿城市技術(shù)。海綿城市綜合了風(fēng)景園林設(shè)計、雨洪調(diào)蓄滲技術(shù)和城市規(guī)劃三門學(xué)問，是實用主義、美學(xué)范疇、生態(tài)理念的完美統(tǒng)一。

海綿城市的構(gòu)建程序可以分為“水生態(tài)系統(tǒng)功能主體保護與修復(fù)”和“水生態(tài)源頭管理及調(diào)控”。它主要分為三種技術(shù)：①截留：通過材料結(jié)構(gòu)本身特性，增大匯集雨水面積，減緩地表徑流，它又包括植物冠層截流和綠色屋頂；②促滲：通過地表鋪裝新材料的應(yīng)用改善其下滲功能，使得雨水快速回滲，并且在下滲過程中對雨水具有一定的過濾凈化能力，它包括生態(tài)停車場、透水鋪裝以及生態(tài)街道；③調(diào)蓄：儲存一定量匯集的雨水，同時利用植物對其進行水質(zhì)凈化。當(dāng)雨水超過設(shè)施的儲存量時，多余的水會溢流入地下排水管道。設(shè)施內(nèi)儲存的水也是周圍綠地灌溉用水來源，包括生態(tài)溝、多功能調(diào)蓄池和雨水花園（車生泉，2015）。

2.雨水花園與綠色空間網(wǎng)絡(luò)

雨水花園有學(xué)者認(rèn)為是一種利用淺凹綠地的生態(tài)設(shè)施，匯聚、儲存、吸收多余的雨水以補充回灌地下，同時可作為城市景觀補充用水，做到節(jié)水灌溉，發(fā)揮控制雨洪、提高水資源利用效率。也有學(xué)者認(rèn)為雨水花園就是簡單通過植物、砂石土層的綜合作用對雨水進行凈化，屬于一種生物滯留設(shè)施。城市中被分割的綠色空間可以相互聯(lián)系形成網(wǎng)絡(luò)，進而構(gòu)成一個有機的生態(tài)整體。雨水花園借助城市綠色空間網(wǎng)絡(luò)框架，可以形成群體效應(yīng)，更好地發(fā)揮出群體的生態(tài)優(yōu)勢，取得更佳的生態(tài)效益（楊銳等，2011）。

3.國內(nèi)外雨水花園的發(fā)展

（1）國外雨水花園的發(fā)展

前人對雨水花園的起源與歷史進行了研究和歸納，提出了真正意義上的雨水花園是起源于美國馬里蘭州的喬治王子郡（黃兆平，2011）。國外在20世紀(jì)90年代開始對雨水花園進行實踐應(yīng)用，21世紀(jì)初進行了雨水花園有關(guān)于的理論探索，并取得了一系列成果，相關(guān)文獻主要分布于期刊、學(xué)位論文及專著中。

伴隨人們生態(tài)意識的不斷加強，雨水花園這一新穎的生態(tài)設(shè)施得到了越來越多的認(rèn)可，目前世界各地已廣泛開展相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，尤其以美國、日本、澳大利亞、德國等國發(fā)展最為迅速，建成了許多優(yōu)秀的案例，獲得巨大的成功。最為經(jīng)典的有美國的唐納德溪水公園、波特蘭綠色街道以及德國漢諾威Kronsberg的雨水花園等（孫奎利等，2014）。

（2）國內(nèi)雨水花園的發(fā)展

我國雨水利用的歷史悠久，而城市雨水現(xiàn)代意義上的生態(tài)利用，最早開始于上世紀(jì)90年代初，首先在個別大中城市如北京、上海、大連、杭州、蘇州和西安等得到應(yīng)用實踐。盡管我國城市雨水的生態(tài)利用還多處于起步階段，但已初步顯示出良好景觀效果和生態(tài)效益，取得了可喜的進步。

我國最早開展城市雨水生態(tài)利用的城市是北京市，到2010年北京市城區(qū)雨水利用工程已有1200多處，雨洪水的利用量超過了昆明湖蓄水量的22倍。進入新世紀(jì)，我國政府和相關(guān)部門陸續(xù)發(fā)布了一些包含雨水收集利用的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，如2001年的《21世紀(jì)初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》，2007年的《建筑與小區(qū)雨水利用技術(shù)工程規(guī)范》等。總體來說雨水花園的研究與實踐在我國當(dāng)前還是一個新鮮事物，多處于探索階段，研究和應(yīng)用多集中在小面積綠地、建筑外小環(huán)境、個別小區(qū)植物景觀等，而對城市全區(qū)域、大范圍、綜合性的雨水花園，無論是工程技術(shù)，還是適宜建設(shè)雨水花園的建筑材料和植物材料，這些點和面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠（張鋼，2010）。

三、雨水花園的作用及構(gòu)造原理

1.雨水花園的作用

城市傳統(tǒng)的排水方式多為雨水管線，這種排水方式旨在于最短的時間內(nèi)將雨水排出城市范圍。該方法的弊端非常明顯：①雨水不經(jīng)過凈化而排出城市會造成城市污染物的加速擴散；②對于雨水資源嚴(yán)重浪費，加重城市缺水程度，制約城市發(fā)展；③易形成地表徑流造成內(nèi)澇；④城市排水管線復(fù)雜，必須屢屢升級（張鋼，2010）。雨水花園體系的逐步建立將柔化城市雨洪（ThomasN.Debo.AndrewJ.Reese，2002），較好規(guī)避以上不足。雨水花園的作用主要體現(xiàn)在如下幾個方面：①調(diào)節(jié)城市雨洪，減少內(nèi)澇；②凈化水質(zhì)，提高雨水資源的利用效率；③補充涵養(yǎng)地下水資源，恢復(fù)水生態(tài)循環(huán)。

2.雨水花園的構(gòu)造原理

雨水花園的構(gòu)造大致分為5層結(jié)構(gòu)（圖1）：①蓄水層。供臨時蓄水之用，沉淀部分固體顆粒，有利于去除附著在沉淀物上的金屬離子和有機物。蓄水層深度一般為10～25 ㎝，具體根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓闆r和周圍地形等因素而確定。②覆蓋層。一般采用樹皮進行覆蓋，厚度多為5～8 ㎝。覆蓋層可以有效保持土壤良好的滲透性，減緩地表雨水徑流的侵蝕，營造一個良好微環(huán)境，加速有機物微生物降解，提升其生態(tài)效應(yīng)。③植被栽培基質(zhì)層。常用沙子加泥炭土進行混合，其比例3：1。草本植物栽培基質(zhì)厚度約為25 ㎝，栽植灌木時約為50㎝，栽植喬木則不少于100㎝。④人工填料層。依據(jù)雨水花園的面積大小結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕邓闆r以確定其厚度，一般在50～120 ㎝之間。其質(zhì)地多選用滲透性較強的材料，注意人工填料層應(yīng)與上層栽培基質(zhì)的質(zhì)地一致或相近。⑤礫石層。礫石直徑一般≤50 mm，平鋪20～30 ㎝厚。為了便于下滲的雨水排放或收集，可在礫石層中埋放直徑約10 ㎝的穿孔管，雨水通過穿孔管匯集到附近的河流或城市市政地下排水管道（向璐璐）。為了防止上層土壤細(xì)小顆粒進入下面的礫石層將穿孔管堵塞，可以在人工填料層和礫石層之間鋪一層土工布，或者在它們之間鋪設(shè)15㎝厚的一層砂，起到阻滯過濾土壤細(xì)小顆粒的作用，保持穿水孔排水通暢且通氣效果較好，有利植物生長。

圖1：建造結(jié)構(gòu)

雨水花園中的水管一般會有溢水管和穿孔管兩種（張鋼，2010）。穿孔管埋于礫石層之中，經(jīng)過過濾的雨水會被其收集并進入其他排水系統(tǒng)，而滿足凈化水再利用的要求；溢水管則是為了防止雨水收集量超過雨水花園承載極限，而將多余的雨水就近排出，溢水管口通常設(shè)置在雨水花園頂部（圖2）。

圖2：溢水管

四、雨水花園植物選擇與應(yīng)用

1.植物選擇和應(yīng)用的原則

雨水花園既是雨水管理系統(tǒng)，也是園林景觀設(shè)施，所以植物的選擇上要同時滿足凈水需要和美觀要求，植物選配的原則主要有：

（1）首選鄉(xiāng)土植物，適當(dāng)配植其他植物

鄉(xiāng)土植物長期以來對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，如氣候、土壤、主要病蟲害等有良好的適應(yīng)能力，可以發(fā)揮更好的生態(tài)凈化能力。同時鄉(xiāng)土植物來源豐富，價格相對便宜，在降低雨水花園建造成本的同時，其景觀還能顯現(xiàn)出獨特的地域特色（劉佳妮，2010）。考慮到植物種質(zhì)資源交流日益頻繁，結(jié)合最新的研究和應(yīng)用實踐，可適當(dāng)引用國內(nèi)、國外適用于雨水花園的植物，但注意要因地制宜，謹(jǐn)防生態(tài)入侵。

（2）選用根系發(fā)達，莖葉茂盛，凈化能力強的植物

由于特殊的生境，如旱濕、冷熱環(huán)境變化，降雨期水體流動沖刷，水質(zhì)污染復(fù)雜、易滋生病蟲害等，所以雨水花園植物要求有較深的根系且須根發(fā)達、生長快速、莖葉肥大、抗逆性強，以提高植物的適應(yīng)性和保持良好的凈化能力。（劉佳妮，2010）。

（3）選用對旱、澇有良好適應(yīng)能力的植物

雨水花園是特殊的造景形式，下雨時雨水聚集干旱時無水，存在水、旱交替的現(xiàn)象，尤其在一些年降水時間分布不均的地區(qū)，這種情況更加極端，所以雨水花園中的植物需要同時具備耐旱和耐澇的性能（王佳等，2007）。

（4）進行合理的植物混合種植

單一植物對水質(zhì)的生態(tài)凈化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及多種植物的合理配植。前人研究表明，在復(fù)合式植物種植床中，將根系泌氧性強、弱差異的植物混合栽植，可以在植物根部創(chuàng)造出含氧量有差別、相互共存的微區(qū)環(huán)境，從而加速水體中污染物如總氮的降解（代紅艷，2007）。雨水花園植物配置形式可以多樣，主要考慮要兼顧觀賞性和生態(tài)性，比如常綠類與落葉類，草本與木本類，水生與旱生類等。具體配置時還需注意植物的不同體量、形狀、色彩，觀花和觀葉以及觀賞季節(jié)等（劉佳妮，2010）。

2.雨水花園植物的具體應(yīng)用

植物在雨水花園中的生境惡劣，比其他地方園林植物承載了更加重要、復(fù)雜的功能，既要適應(yīng)雨水花園中嚴(yán)苛的生長環(huán)境，又要有良好的生態(tài)凈化能力，同時還要像其他園林植物一樣，起到美化環(huán)境、豐富園林景觀、優(yōu)化植物群落的作用。

雨水花園植物栽植區(qū)域根據(jù)水淹的不同程度，一般分為蓄水區(qū)、緩沖區(qū)和邊緣區(qū)3個（圖3）。由于不同區(qū)水分情況的差異，這3個區(qū)植物配植要精心設(shè)計區(qū)別對待。①邊緣區(qū)。不能儲水類似于旱地，選用一般的旱生植物即可。②緩沖區(qū)。在雨水多時可少量儲水，屬于半濕地，該區(qū)的植物在抗旱的同時還要有一定的耐水淹能力；另外緩沖區(qū)是半坡地形，植物需要有較深的根系以提高對雨水沖刷的抵抗能力。③蓄水區(qū)。就是一個濕地，是雨水凈化的主要區(qū)域，植物必須有良好的凈化能力，同時具備抗污染、耐水淹和一定的耐干旱能力（王佳等，2010）。

圖3：雨水花園蓄水區(qū)分區(qū)示意圖

從凈水效果方面考慮，高密度的植物根莖有助于延長雨水從中通過的時間，并提高凈水效果。但要注意密度并非越高越好，還要注意植物的相互競爭和化感作用，要確保植物的健康生長。景觀效果方面，遵循的原則與普通園林植物配置大致相似，手法上可以分為自然式和規(guī)則式。鑒于維護的方便程度，目前較多采用的是自然式。

目前雨水花園都是應(yīng)用于城市，由于雨水花園應(yīng)用地點周邊環(huán)境各異，雨水花園建造中可采用防滲和不防滲種兩種方法。如果其周圍環(huán)境開敞、下方無地下設(shè)施，就要采用不防滲的做法，以減少建造成本，提高地下水回灌效率；如果雨水花園附近有建筑物，或者下面有地下設(shè)施時，必須采用防滲做法，同時應(yīng)盡量選用淺根性的植物，以防止防滲層被根系所破壞（向璐璐等，2008）。

3.雨水花園的適用植物

經(jīng)過多年的探索與應(yīng)用，人們總結(jié)出適合我國雨水花園種植的一些植物種類和品種。常用的有：①耐水濕的木本植物：濕地松、水杉、池杉、落羽杉、垂柳、楓楊等；②竹類植物：菲白竹、菲黃竹、箬竹、鳳尾竹、慈孝竹等；③耐水濕草本花卉：蘆葦、蘆竹、香根草、香蒲、菖蒲、再力花、梭魚草、水蔥、美人蕉、姜花、石菖蒲、旱傘草、茨菇、千屈菜、黃菖蒲、鳳眼蓮、睡蓮、荇菜等；④草坪草及觀賞草類：狗牙根、馬蹄金、早熟禾、雀稗、苔草、細(xì)葉莎草、斑葉芒、細(xì)葉芒、蒲葦、花葉燕麥草、細(xì)葉針茅、棕葉苔草、金葉苔草等。

五、結(jié)語

雨水花園作為一種經(jīng)濟適用的生態(tài)滯留滲濾設(shè)施，具有較強的生態(tài)功能，但是目前我國雨水花園研究處于初步階段，技術(shù)尚且不完善，應(yīng)用也處于一種零散狀態(tài)，不僅耗資大、維護不便，在景觀效果和生態(tài)效益上也存在諸多不足。所以在技術(shù)領(lǐng)域上還需要多參考國外的成功案例，并根據(jù)我國國情，量體裁衣，構(gòu)建城市綠色設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計出能發(fā)揮出最大效益、具有中國景觀特色的雨水花園，促進城市生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善（楊銳等，2011）。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進，雨水花園等新型的生態(tài)景觀理念一定會有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。