馮 雪
(衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000)
海綿城市理念來源于美國、英國、澳大利亞等發達國家為解決城市內澇問題而提出的低影響開發理念(即基于微觀尺度的場地設計策略),理論與技術措施已經相當完善,有很多成功的設計案例,使之很好地與城市景觀和綠地基礎設施規劃相結合,充分發揮了自然資源系統與城鎮化的協調發展。以“花園與水之城市”著稱的新加坡早在建國之初就致力于水利基礎設施的建設,挖掘水資源的潛力,注重人為景觀與自然環境的協調統一,建立廣泛的排水管網,實現了城市可持續的雨洪管理。90年代起,日本已經將雨水滲溝、滲塘及透水地面納入城市總體規劃中[1]。20世紀初,國內開始對海綿城市理念進行探索,在城市公園、道路、居住區、建筑等區域轉變傳統的排水防澇思想,利用透水鋪裝、植草溝、下凹綠地、雨水花園等景觀元素實現對雨水的吸納、緩釋作用,并呈現出較好的發展勢頭。
隨著城市化進程的不斷加快,農村大量人口涌入城市中,導致居住區的需求增長過快,城市市域范圍內用地緊張,城市中的居民生活的舒適度逐漸降低。在這樣的城市建設背景下,如何利用海綿城市技術手段提升小區景觀空間環境是當前居住區綠地規劃亟待解決的問題。
海綿城市是指建立在生態基礎設施之上的生態型城市,融合國際最先進的雨洪管理技術,以自然積存、自然滲透、自然凈化為特色,運用生態學思想和景觀生態設計方法,協調自然與人工景觀,實現城市水資源的保護以及區域生態環境的改善,進而促進城市的可持續發展。隨著城市居住用地面積不斷增加,城市自然地表被居住區域的不透水硬質材料代替,雨水自然下滲、凈化和收集面臨很大挑戰[2]。海綿城市理念如雨后春筍,像海綿一樣用吸、蓄、排等措施對雨水進行吸納與利用,從而形成居住區“彈性”景觀,使人工與自然水循環保持協調與平衡。
城市低層傳統居住區以不透水性硬質鋪裝為主,小區綠化面積小,而道路兩側路牙往往高出地面10~20 cm,使得降雨時雨水只能通過地下管渠排出,如遇大雨排水管網堵塞會導致路面積水,甚至內澇發生,嚴重影響居民的出行安全。
近年來,城鎮化的發展使得目前住宅區的建設多以高層住宅為主,居民生活水平的提高使得私家車數量也在日益增多,為滿足居住區停車問題,多在小區下層建1~2層地下車庫,因此,居住區綠地景觀往往建在小區地庫頂板之上。由于小區內的綠地未能直接與地下土壤相接,會造成蓄水能力較差。再者,小區內的硬質鋪裝面積較大,雨水大多會通過排水管道流出,造成水資源的浪費。此外,在道路兩側或綠地內鋪設如污水管道、自來水管道、燃氣管道等工程管線,遇到暴雨襲擊時只靠單一的排水管道通常造成小區大范圍的積水,嚴重時甚至導致地下車庫大水漫灌,造成洪澇災害。
海綿城市理論主要是通過“吸、蓄、滲、凈”等途徑,運用低影響開發技術,充分發揮居住區綠地、道路、停車場對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,利用透水鋪裝、植被滲溝、下凹綠地和生態樹池等景觀元素,在充分利用地形、地貌、水體、原有構筑物等現狀條件的基礎上,實現居住區可持續性的生態設計,增強綠地的雨水利用效能。
3.1 居住區綠地。居住區游園、組團綠地、宅旁綠地等小區集中成片的公共綠地中可引入雨水花園的設計理念,結合場地的實際情況,利用生物滯留池實現雨水的收集、處理和綜合利用,不僅滿足了雨水的調蓄功能,也豐富了小區整體的綠地景觀環境。種植層的厚度通常大于12 cm,保持植物根系能正常生長[3]。另外,要設置雨水溢流管道,當雨水過大來不及下滲時,可以通過溢流管輸送到市政排水。
結合小區的場地特性和周圍環境,在小游園的廣場上可以設置形式各樣的生態樹池,四周路牙進行開口式設計,用來收集、滯留廣場上的雨水,實現雨水的科學滲透保留。
在居住區綠地中引入下凹式綠地的類型,能較好地消減地表徑流,增加雨水的利用效率。與平式綠地相比,下凹式綠地對雨水的蓄積可高達80%以上[4]。注意居住區游園綠地或組團綠地內的雨水口高程要低于路面高程,將周圍地面的雨水徑流盡可能引入綠地中。另外下凹綠地的深度要根據綠地面積或土壤類型等綜合考慮。總之,利用植被、土壤的滲透、凈化作用,有效過濾初級雨水并截留硬質場地中的污染物,使水質得到有效控制,還可以營造多樣化的綠地景觀。
游園綠地中可以分散布置若干滲透井裝置,通過碎石或礫石空隙將過多的雨水收集在井內,井側壁和池底均做成透水的,便于向四周綠地內擴散。井蓋可以根據綠地景觀設置,例如各式各樣的鐵箅子,既美觀又利于雨水滲透。
3.2 居住道路綠地。主要聯系居住區內部交通的組團級道路,可以采用透水鋪裝,有效吸納路面上的積水,下滲的雨水通過地面蒸發增加小環境的空氣濕度。透水鋪裝路面的設計要滿足路基路面強度和穩定性的要求,面層材料采用多孔水泥混凝土路面或多孔瀝青混凝土路面,以及現在常見的高分子樹脂膠結而成的碎石路面,孔隙度在20%左右即可。居住區組團道路兩側路牙在不同方位可做開口處理,結合宅旁綠地中植草溝或生物滯留池布置,能夠快速吸收路面的雨水徑流,減少排水管網的壓力。生物滯留池的蓄水層深度一般為200~300 mm,取決于植物耐水性能和土壤滲透性能[2]。
3.3 居住區停車場。居住區地上停車場可以鋪設植草磚,做成透水地面,能夠快速地下滲雨水,還能增加小區綠化面積,美化環境。另外,在地上停車場周圍可以設置生物滯留池,配置耐水濕、觀賞效果好的園林植物,不僅可以有效滯留汽車尾氣等污染物、凈化空氣,而且也起到了良好的景觀效果。
3.4 屋頂綠化。建設綠色屋頂,通過雨水收集、凈化、存儲和回用等途徑,從源頭上控制雨水徑流的發生。在建筑周圍設置蓄水設施收集屋頂、墻面、陽臺等地方的雨水,用于居住區植物綠化用水,另外結合下凹式綠地將溢流出的屋頂雨水消納,補充日常植物的澆灌。
在綠色屋頂設計中,防水材料能有效的保護建筑表層結構,防止老化。同時,多樣化的植物種植設計還可以吸收建筑表面的輻射熱量,調節居住區的小氣候環境,緩解城市熱島效應。
在考慮屋頂荷載的前提下,綠色屋頂綠化可以與居住區綠地景觀設計相結合,根據不同綠地類型的功能需求,設計成環境宜人的屋頂花園,增加居民的活動空間。屋頂的坡度也有一定要求,坡度宜大于2,以便于收集雨水到蓄水設施中,但坡度也不宜過大,防止植被土壤的滑落。土壤層盡量選用輕質透水性好的配方土,減少建筑屋頂荷載,并且具有一定的保水保肥能力,能夠為屋頂植物生長創造良好的條件。
海綿城市理念所營造的“彈性”景觀主要通過多樣化的植物配置來實現。生物滯留池中要選擇具有一定耐水濕、根系發達,能忍受干旱,并且維護成本低的觀賞性植物,如鳶尾、黃菖蒲、狼尾草、花葉蘆竹、水蔥、莎草、千屈菜等。菖蒲、萍蓬草等凈化水體能力強,可用于下凹式綠地中,有效凈化雨水徑流中的污染物。
綠色屋頂綠化宜選擇低矮耐貧瘠的植物,保證植物的良好生長,盡量減少維護管理成本,考慮屋頂抗風性,避免冠幅較大的喬木引起的風力破壞。屋頂綠化植物要配備專人定期進行澆水、施肥、疏枝等養護管理工作,保證長期的植物景觀效果[5]。
海綿城市理念在居住區規劃設計中的應用是城鎮化發展的必然結果[6]。海綿技術的引入可以增加居住區綠化面積,為居民營造獨特舒適的空間及景觀效果。居住區中引入的生物滯留池、生態樹池等海綿城市設施需要定期進行維護管理,清除雜草和枯枝落葉等,滿足居住區的景觀綠化效果。海綿城市理念中綠色屋頂的建設首先要考慮屋頂承重問題,繼而考慮屋頂雨水收集系統,而且要考慮其蓄水池出水口因重力勢能對地面的沖刷,避免破壞宅旁綠地周圍的綠化環境。
另外,應該盡快建立海綿城市理念管理保障實施機制,通過制定各種法律法規、強化管理等措施,使之管理標準更加規范化。海綿城市理念作為一種新型的城市建設模式,國內還處于理論探索階段,在居住區綠地綠地規劃設計時可以根據不同地域特色制定具體化的實施策略,建設低影響開發的雨水控制與利用系統,提高居住區水系吸收、凈化雨水的能力。