(畢業(yè)論文)雨水花園設(shè)計研究初探

雨水花園設(shè)計研究初探3.1雨水花園概念213.2雨水花園的產(chǎn)生及發(fā)展233.2.1第一階段)生存之需-二,233.2.2第二階段)生活之需253.2.3第三階段)生態(tài)之需273.3雨水花園的效益283.3.1生態(tài)效益2蓄留雨水回補地下水功能-,2減少污染,,2緩解城市熱島效益保護生物多樣性綜合利用非傳統(tǒng)水資源33.3.2經(jīng)濟效益使周邊環(huán)境增值節(jié)省能源消耗33.3.3社會效益313.3,3.1重要的社交場所-3依靠科技建立節(jié)水型社會313.4雨水花園的分類313.4.1以建造目的分類3以控制徑流污染為目的的雨水花園3以控制徑流量為目的的雨水花園323.4.2以滲透速率分類3直接滲透型雨水花園3攜蓄水池型雨水花園3局部浸潤型雨水花園3攜凈水設(shè)施的局部浸潤型雨水花園333.5雨水花園構(gòu)造-333.5.1具體構(gòu)造二,3覆蓋層3植被及種植土層3人工填料層3礫石層二,353.5.2雨水花園與普通花園濕地的區(qū)別3土壤結(jié)構(gòu)35雨水花園設(shè)計研究初探4.1.1.LowImPactDesign原則434.1.2功能第一原則434.1.3景觀美化原則444.1.4安全原則,,-444.2以控制徑流污染為目的雨水花園設(shè)計444.2.1土質(zhì)要求444.2.2結(jié)構(gòu)及深度的確定-454.2.3表面積的確定4確定處理徑流量4確定處理表面積474.3以控制徑流量為目的的雨水花園設(shè)計474.3.1土質(zhì)要求474.3.2結(jié)構(gòu)及深度的確定,,484.3.3表面積的確定484.4估算法-49第五章雨水花園的景觀營造二二..515.1雨水花園的景觀特征515.1.1生態(tài)性515.1.2參與性515.1.3過程性525.1.4藝術(shù)性525.2植物因子建設(shè)535.2.1.植物在雨水花園中的作用535.2.2植物的選擇原則5抗逆性5凈化效能5具有較高的觀賞價值和經(jīng)濟價值5易于管理5生態(tài)安全性545.2.3植物配置原則5根據(jù)群落特性分析5根據(jù)植物的去污特點配置5根據(jù)植物對養(yǎng)分的需求類型來配置555.2.3.礴根據(jù)景觀美學(xué)價值來配置555.3水因子建設(shè)56目錄植物選擇353.6影響雨水花園效益的主要因素353.6.1降雨特性353.6.2選址3雨水可自動匯集快速下滲之處3可提高建筑外觀之處3雨水源無嚴重污染之處3陽光充足之處3附近無陡坡之處363.6.3雨水花園形態(tài)營造3大小3深度3土壤結(jié)構(gòu)3朝向3邊緣線3坡度393.6.4周邊環(huán)境設(shè)計393.7雨水花園凈化水質(zhì)機理43.7.1植物的去污機理43.7.2土壤基質(zhì)的凈化機理43.7.3微生物的凈化機理43.8雨水花園的后期維護43.8.1必要性檢查413.8.2常規(guī)性檢查4防堵塞4防旱413.8.3植物的維護性檢查4植物栽種初期的管理4控水二,4及時收割植物4做好日常護理4暴風(fēng)雨后的維護4冬季對植物的處理41第四章雨水花園的設(shè)計及應(yīng)用434.1雨水花園設(shè)計原則43摘要二第一章緒論1.1研究背景11.2研究內(nèi)容和方法11.2.1研究的內(nèi)容第一部分對城市雨水利用的認識第二部分雨水花園的相關(guān)研究21.2.2研究的方法2第二章對雨水利用的認識32.1雨水與環(huán)境,32.2雨水利用的概念,42.3雨水利用研究的現(xiàn)實意義42.3.1保持自然水循環(huán),解決城市缺水與城市排水系統(tǒng)的矛盾42.3.2有利于保持城市河湖水環(huán)境減少污水處理的壓力52.3.3雨水連帶生態(tài)效益巨大62.4雨水利用的可行性72.4.1雨水利用的技術(shù)可行性72.4.2雨水利用的潛力估算72.5現(xiàn)代雨水利用方式和途徑82.5.1滲滲水鋪裝生態(tài)溪溝植物淺溝和低勢綠地地面滲透池濕地巧2.5.2蓄屋頂花園蓄水陶土182.5.3排182.6現(xiàn)代風(fēng)景園林的發(fā)展及雨水利用19第三章雨水花園21雨水花園設(shè)計研究初探圖表索引13個人簡介二111導(dǎo)師介紹113致謝115緒論第一章緒論當你談到水的時候,記住要敘述過程,后敘述效果")赫伯特德萊塞特爾1.1研究背景上世紀60年代,蕾切爾卡遜出版了寂靜的春天,從而開啟了現(xiàn)代環(huán)保主義和環(huán)境運動的先河"書中深刻地揭示了人與自然的內(nèi)在關(guān)系,給予人類警戒,呼喚對自然資源的保護"至此,環(huán)境惡化資源枯竭等對人們生存嚴重威脅的環(huán)境問題開始備受世人關(guān)注"這一風(fēng)暴的影響下,人們?yōu)橹亟ㄅc大自然和諧共生的協(xié)調(diào)關(guān)系,逐漸衍生出生態(tài)保護生態(tài)設(shè)計綠色建筑技術(shù)等概念"隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和實施生態(tài)綠色的概念已經(jīng)成為當今景觀設(shè)計與研究領(lǐng)域的一個熱點和趨勢"縱觀整個人類社會的發(fā)展,雨水利用一直以來幾乎貫穿其幾千年的歷史"傳統(tǒng)的城市規(guī)劃理念是雨水快來快走,隨著市政強大的排水系統(tǒng)將雨水和污水一起迅速排入下游水系,濱河地區(qū)則偏重于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),忽視對城市自然調(diào)節(jié)功能的保留和培育,這樣就形成一種悖論:一方面是城市的嚴重缺水,地下水過量開采,地下水位逐年下降;另一方面大量地排放雨水又帶來生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化等一系列嚴重的環(huán)境問題,致使雨水不能合理利用,造成巨大浪費"雨水在利用開發(fā)的過程中暴露出的問題也一直是學(xué)界討論和批判的熱點"其中,雨水利用在規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)實踐過程中對景觀的營造與表達的忽視是眾所垢病的一個主要內(nèi)容"很多項目雨水利用設(shè)計趨同現(xiàn)象明顯,缺乏地域特征和文化內(nèi)涵,更不用提綠色和生態(tài)"筆者所研究的雨水花園是在這樣的背景下,期望著眼與在謀求社會經(jīng)濟發(fā)展的同時,如何盡量減少雨洪水所造成的災(zāi)害損失,并探尋雨水利用與風(fēng)景園里設(shè)計的結(jié)合可行性"這意味著與傳統(tǒng)的城市雨水處里方式核心排字所區(qū)別,其核心主要體現(xiàn)在利用.夕生態(tài)等關(guān)鍵詞上"1.2研究內(nèi)容和方法1.2.1研究的內(nèi)容本文致力于將雨水這一非傳統(tǒng)水資源的利用納入到城市景觀的范疇中加以探討,并研究雨水花園中雨水滯流凈化雨水的結(jié)構(gòu)以及所隱藏的景觀可能性"針對城市內(nèi)澇雨水流失和地下水位下降等問題,解析了其如何利用雨水營造雨水景觀的系列成功案例,在此基礎(chǔ)上提出了雨水花園是利用園林景觀的手段雨水花園設(shè)計研究初探和材料加強城市雨水蓄滯能力,提高雨水下滲量的最佳自然型景觀途徑"第一部分對城市雨水利用的認識著力于從對雨水資源利用的概念及相關(guān)研究,挖掘城市發(fā)展與水的密切關(guān)系,積極借鑒國內(nèi)外城市雨水利用建設(shè)實踐取得的經(jīng)驗,反思國內(nèi)近年來在城市雨水利用的可行性和可能出現(xiàn)的問題及原因"第二部分雨水花園的相關(guān)研究首先,著力于對雨水花園相關(guān)理論的研究,縱向思路上試圖理清雨水花園在國內(nèi)外發(fā)展的歷史成因及過程,橫向思路上則側(cè)重于歸納雨水花園的概念效益營造技術(shù)分類等,企圖通過雨水花園展現(xiàn)當代雨水利用與景觀相結(jié)合的成功造景手法,主要通過三部分逐一論述,在論文的第三章討論雨水花園的基本概念功能分類及相關(guān)影響其構(gòu)造的主要因素;在論文的第四章討論雨水花園的設(shè)計原則及針對性設(shè)計思路;在論文的第五六章介紹雨水花園的相關(guān)景觀營造手法和國內(nèi)外成功案例,并探討了其應(yīng)用前景"以上兩個部分組成了本論文的主要研究內(nèi)容,依托城市雨水利用實踐的研究和雨水景觀化的研究,逐步深入,在以第一部分為重點的基礎(chǔ)上,對當代雨水利用的景觀營造實踐作了一定的分析和思考"1.2.2研究的方法文獻綜合在寫作的過程中,盡可能獲取關(guān)于雨水利用和有關(guān)其景觀營造兩部分內(nèi)容相關(guān)的文獻資料,其中大量風(fēng)景園林城市給排水和文化藝術(shù)的文獻和論著提高了本人在相關(guān)問題上的認識深度和理論水平"理論分析景觀營造與實際工程相結(jié)合是風(fēng)景園林學(xué)科一個重要的內(nèi)容,在這樣一個感性和理性抽象和具象綜合的專業(yè),有關(guān)具有實踐性的依據(jù)和理論的總結(jié)必須上升到理性思維的高度,特別是在對待文獻的問題上"大量文獻本身是當前規(guī)劃設(shè)計行業(yè)中各種思潮的反映,正誤兼有是非混雜,更要在理性分析的基礎(chǔ)上進行去粗取精,去偽存真的理性分析"通過對文獻綜述和對文獻的理論分析,論文分別闡述了雨水花園景觀營造的相關(guān)內(nèi)容"實例探討實例探討的目的在于探討景觀營造在雨水花園中的表達方式和類型,希望能夠因此總結(jié)出可借鑒的方法和思想,而在此之前的研究過程中總結(jié)出的一些觀點和結(jié)論,也需要在眾多風(fēng)景園林設(shè)計師的創(chuàng)作實踐中去尋求驗證"因而,在分析過程中結(jié)合實例的運用,可以促進筆者的研究工作進一步深化和完善"本人選取了國內(nèi)外的一些典型案例,同時也思考在中國目前的狀況下雨水花園設(shè)計實踐的現(xiàn)實意義"對雨水利用的認識第二章對雨水利用的認識2.1雨水與環(huán)境在自然界中,水在太陽照射和地心引力等的作用和影響下不停地運動,不斷地轉(zhuǎn)化,不斷地循環(huán)"如圖2一1一2所示,云團聚集形成降雨,雨水到達地面之后,通過徑流至江河湖海水庫等,或徑滲流至地層,圖2一1自然界水循環(huán)簡圖或是通過蒸發(fā)至大氣Fig.2一1watercircle中,以這樣的方式循環(huán)不止,這就構(gòu)成自然界中水的循環(huán)"自然界循環(huán)的水量只占地球總水量的31%,其中雨水約占3%"在數(shù)量上,雨水是微不足道的,但卻是生態(tài)循環(huán)中必不可少的條件之一"雨水可以凈化空氣還能通過入滲變成地下水,對人類的活動影響關(guān)系極大"圖2一2水在自然界的循環(huán)過程Fig.2一2Watereyeleinnature目錄5.4邊界空間建設(shè)56第六章雨水花園相關(guān)案例二,二二,二..,,二.一,,.596.1以控制徑流量為目的的雨水花園596.1.1波特蘭雨水花園5目的和功能景觀體系616,1.1.3教育意義626.1.2波特蘭MouniTabor中學(xué)雨水花園636.1.3加利福尼亞索諾瑪石邊農(nóng)場656.1.4波特蘭NESiskiyou綠色街道676.1.5馬里蘭州Brookside雨水花園696.16波特蘭StePhenEPlerHall716.1.7波特蘭TannersPringsPark736.1名西雅圖StrectEdgeAltemative756.1.9華盛頓PugetsoundRainG盯dens766.1.1芝加哥St.MargaretMarySchoolNativeGarden二,776.2以控制徑流污染為目的的雨水花園786.2.1華盛頓sidwellFriendSMiddieSchool786.2.2波特蘭GlencoeElementarySchool816.2.3華盛頓GrassLawnPark一866.2.4波特蘭NWEverettSt.&NW16thAve886.2.5巴黎ParcduCheminde川e96.2.6北卡羅來納州HighPofni雨水花園926.3小結(jié)94第七章雨水花園發(fā)展的趨勢及展望一,.,,二,,.957.1風(fēng)景園林設(shè)計與雨水利用的和諧共存957.2雨水花園的發(fā)展趨勢展望957.2.1注重功能的綜合二957.2.2技術(shù)的進步957.2.3注重節(jié)能和雨水的綜合利用957.2.4形式更趨向多元化96第八章結(jié)語,,,..,,二,,,97參考文獻,,,99匕-雨水花園設(shè)計研究初探2.2雨水利用的概念雨水利用,也可以被稱為雨水的資源化,是指人們通過各種技術(shù)措施或手段將雨水資源加以保護和利用并轉(zhuǎn)化為能夠直接利用的水資源的過程,也是雨水資源轉(zhuǎn)化為其他形式水資源過程,使雨水滲入地下,補充地下水等"在這個過程中,雨水會帶來一系列積極的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益"雨水在形成運移轉(zhuǎn)化過程中,部分雨水資源由于灑落到植被上,或者入滲到農(nóng)田,能夠被植物直接利用"但并不是所有階段和所有的雨水都可以被直接利用,例如,在雨水的空中水階段,雨水是無法被人直接利用的"所以本文將降水過程中,雨水資源不被人為干預(yù),直接轉(zhuǎn)化為其他形式水資源,產(chǎn)生經(jīng)濟和生態(tài)效益的過程,定義為雨水資源的天然利用或雨水資源的自然利用"該過程人們未采取特殊的行為來改變雨水資源的形成轉(zhuǎn)化過程途徑和量的分配,雨水資源處于自然循環(huán)和平衡狀態(tài)"為了滿足某種需要,人們采取了專7]的技術(shù)措施,改變了雨水資源的形成條件,或者改變了雨水資源產(chǎn)生過程,或者改變雨水資源的轉(zhuǎn)化途徑,使雨水資源的分配方式,分配途徑改變而產(chǎn)生經(jīng)濟和生態(tài)效益的過程,定義為雨水資源的人為利用"該過程人們改變了雨水資源產(chǎn)生運移轉(zhuǎn)化的途徑時間及數(shù)量,改變了小范圍水循環(huán)規(guī)律"2.3雨水利用研究的現(xiàn)實意義隨著城市化的進一步加速,城市缺水的矛盾也進一步加深,環(huán)境與生態(tài)問題也同步擴展"為了解決缺水環(huán)境生態(tài)等一聯(lián)串的矛盾,人們把注意力放到雨水的收集和利用"這一課題正好是解決了缺水環(huán)境生態(tài)這一聯(lián)串的問題"可以使人們認識到雨水的收集和利用解決的并不僅僅是缺水的問題,它還可以減輕地下水沉降等問題,對水土流失河水污染雨季路面積水等問題也有一定的緩解作用"2.3.1保持自然水循環(huán),解決城市缺水與城市排水系統(tǒng)的矛盾受季風(fēng)影響,我國降水時間分配上呈現(xiàn)明顯的雨熱同期,基本上是夏秋多冬春少"總體表現(xiàn)為降水量越少的地區(qū),年內(nèi)集中程度越高,因此容易形成春旱夏澇"在雨季時,水資源量中大約有23左右圖2一3城市大面積硬質(zhì)鋪裝Fig.2一3Citieslargeareaofhardsurfacing對雨水利用的認識是洪水徑流量,且大多以暴雨形式出現(xiàn),極易形成超滲產(chǎn)流"以北京地區(qū)為例,年平均降水量6mm中7%都集中在夏天"而且北京有大約2%一3%的地表是密封或硬化覆蓋的(圖2一3),城市道路樓房廣場等大量人工建筑使大面積的透水地面減少,不透水地面增加,自然氣候加之人工建設(shè)阻隔了雨水通過地表下滲土壤,正逐漸越來越也嚴重地干擾和破壞了正常的水循環(huán)體系,導(dǎo)致城市雨洪災(zāi)害問題日益嚴重"(圖2一4,2一5)F19.2一4FloodFig.2一5Flood2.3.2有利于保持城市河湖水環(huán)境減少污水處理的壓力雨水徑流具有一定的污染性,特別是初期徑流"大量初期的雨水對河流水體構(gòu)成了嚴重污染,造成整個城市的生態(tài)環(huán)境日趨惡化"我國許多城市的排水系統(tǒng)多為雨污合流方式,暴雨徑流往往和污水一起排放到城市河湖水中,造成污染,造成一定的污染"據(jù)北京地區(qū)實測,日降水小于2mm的均勻降水,雨水通過污水管網(wǎng)進入污水處理廠;日降水大于2mm或小于2mm但強度較大時,雨水混合污水排入河道,造成河湖水體污染"而北京市日降水2mm左右的降水出現(xiàn)的降水出現(xiàn)頻率較高,通過雨水利用可以大大緩解降水強度和降水量增大對和湖水環(huán)境的壓力"雨水花園設(shè)計研究初探2.3.3雨水連帶生態(tài)效益巨大可以預(yù)見的是,雨水利用所帶來的連帶效益巨大"雨水所擁有的優(yōu)勢包括最廉價量大易于收集利用等,決定了雨水資源的收集利用是最好體現(xiàn)生態(tài)效益的途徑"城市園林綠地用水(包括景觀用水植物澆灌用水道路噴灑用水管理用水等)量大(圖2一6至1),且園林綠地用水水質(zhì)要求不高,根據(jù)用水的功能性質(zhì)不同,可選擇多種非傳統(tǒng)水源"我國傳統(tǒng)利用方式采用自來水和地下水灌溉城市綠圖2一6雨水可利用途徑)噴泉Fig.2一6Thewayofrainwaterutilizatlon)Fountain地,成本太高,不利于水資源的可持續(xù)利用,同時也會造成水資源的浪費"考慮到園林綠地的性質(zhì),不但為雨水的收集凈化和利用帶來便捷,后續(xù)的雨水補充地下水資源即地下水回灌更是帶來最經(jīng)濟的生態(tài)效益,不僅可以提高地下水水位阻止或延緩地面下沉,還可以補給土壤含水層加快了滲濾速度改善生態(tài)環(huán)境"圖2一7雨水可利用途徑)植物噴灌Fig.2一7Thewayofrainwaterutilization圖2一8雨水可利用途徑)植物噴灌Fig.2一8ThewayofrainwaterutilizationIrrigation而gation圖2一9雨水可利用途徑)水景圖2一1雨水可利用途徑)水景Fig.2一9ThewayofrainwaterutilizationFig.2一1ThewayofrainwaterutilizationWaterseaPeWaterseaPe對雨水利用的認識2.4雨水利用的可行性雨水利用歷史悠久,從無意識的自然利用,到現(xiàn)代的開發(fā)優(yōu)化利用,經(jīng)歷了漫長的時間"在這漫長的雨水利用過程中,人類不斷地克服困難,利用各種技術(shù)措施,提高雨水資源的利用效率,為人類的生存和發(fā)展服務(wù)"目前,雨水利用已經(jīng)從雨水利用的基本理論基本技術(shù)以及雨水利用的環(huán)境效應(yīng)等多個方面開展研究,從單純的生活用水農(nóng)工業(yè)用水發(fā)展到生態(tài)用水可持續(xù)用水等,也就是說雨水利用逐漸發(fā)展成為一門的新的學(xué)科,逐漸形成一個完整的生態(tài)學(xué)科體系"2.4.1雨水利用的技術(shù)可行性1.城市雨洪利用通過國內(nèi)外實踐證明是行之有效的,己經(jīng)形成了成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化"某些發(fā)達國家已經(jīng)通過制定一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī),建立完善的屋頂蓄水和由入滲池井草地透水組成的地面回灌系統(tǒng),收集雨水用于沖廁所洗車澆灌植物景觀用水洗衣服以及回灌地下水"2.我國科研工作者在雨水利用的主要技術(shù)及設(shè)備問題,如雨水的集蓄技術(shù)與設(shè)施初期雨水的棄流量控制技術(shù)與設(shè)施雨水的凈化技術(shù)設(shè)備設(shè)施集成化雨水利用設(shè)施相關(guān)標準高層建筑物安裝雨水利用設(shè)施的法律法規(guī)等方面,都已經(jīng)取得一定的經(jīng)驗與成果"3.我國現(xiàn)在很多城市盲目地進行快速城市化開發(fā),城市表皮硬質(zhì)化,建筑物道路等不透水鋪裝面徑流系數(shù)高達.9,致使雨水無處下滲,這是造成暴雨徑流的最大成因"因此需要合理地采用透水地面增加下滲蓄積渠道等相關(guān)技術(shù),減少地表徑流,增加入滲量,才能安全合理地將剩余徑流排出"2.4.2雨水利用的潛力估算如表2一l所示,若草地入滲系數(shù)按.2計算,則全國現(xiàn)有綠地面積降雨入滲量約為15x18m3;隨著城市建成區(qū)的擴大和城市綠地覆蓋率的增加,綠地降雨入滲量還要增加,23年和25年將分別達到38xlosm,和47xlosm3"另外,現(xiàn)狀全國城市雨洪水量lllx18m3,按4%利用率計算,可用雨洪水量為44x18m3"城市面積增加之后,雨洪水量量將隨之增加,23年和25年城市雨洪水量將分別達到283xl8m3和384x18m3,仍按4%利用率計算,則可利用雨洪水量分別為113Xlosm,和139xlosm3"對雨水利用的認識滲水鋪裝雨水滲濾系統(tǒng)由透水面層透水墊層及基層土壤組成(圖2一12)"透水面層可以是透水材料鋪裝路面有透水孔隙的不透水材料鋪裝路面綠化草地樹陣樹坑等形式;透水墊層包括透水混凝土墊層粗砂墊層或碎石墊層等形式"降落在透水面層的雨水,經(jīng)過透水材料的孔隙或不透水材料邊緣的溝槽下滲到透水墊層,墊層中的雨水還可以進一步入滲至基層土壤;同時墊層面層及邊緣溝槽縫隙還能夠存儲大量的入滲雨水,延長其下滲時間,使其達到滯蓄雨水緩慢入滲的效果"下滲的雨水通過面層墊層的多重過濾凈化,能夠有效去除大量的污染物,凈化水質(zhì)"透水材料透水孔隙透水邊溝緣化草地樹陣樹坑,透透水淮凝土墊層粗砂砂墊墊層碎石墊層一一.二護護卜卜存攤,::::存赫,:肖門次八.滲入存儲二"Fig.降降雨雨透透水面層層透透水墊層層基基層土墩墩圖2一12雨水滲透系統(tǒng)流程2一12StormwaterinfiltrationsystemProeesses可滲透地面不僅僅能收集雨水吸收揚塵,還能方便保存下來的雨水蒸發(fā)出來增加城市的濕度和舒適感"2世紀8年代以來,國際上流行使用的滲透鋪裝諸如透水瀝青路面透水性地磚以及鵝卵石鋪地嵌草鋪裝等透水路面覆蓋硬化地面等,這些透水性的鋪裝在材質(zhì)上具有較多的孔隙,一般滲透率大于自然泥土的滲透率,而嵌草磚和疏松粒料也有利于植物的生長,具有較好的生態(tài)效果"透水性地磚(圖2一13,2一14):在技術(shù)上,透水磚短時透水率高時效長,能抵御15mm24小時的大暴雨,有效將雨水滲透地下直接補充地下水"透水磚為倒梯型,磚與磚的連接處可用透水型填充材料拼接"這類材料適合于公園自行車道和步行道路的鋪筑"28年奧運會之際,水立方外環(huán)境及奧運景觀大道均使用了砂基透水磚,總鋪裝面積達到了46萬平方米"雨水花園設(shè)計研究初探圖2一13透水性地磚Fig.2一13PermeablePaving圖2一14透水性地磚Fig.2一14PermeablePaving嵌草路面(圖2一15,16):一般分為兩種類型"一種是在塊料鋪裝時,在塊料之間留出空隙,其間種草;另一種是制作成可以嵌草的各種紋樣的混凝土鋪裝磚"這2種類形的鋪裝可以很好地與植被相結(jié)合,使綠地具有一定連貫性,因而是我國傳統(tǒng)園林中經(jīng)常使用的一種鋪裝形式"嵌草鋪裝綠葉可以掩蓋混凝土層柔化硬質(zhì)鋪裝邊界"既有較好的裝飾效果,也有良好的透水作用"圖2一巧嵌草鋪裝Fig.2一15EmbeddedgrassPavemeni圖2一16嵌草鋪裝Fig.2一16EmbeddedgrassPavement卵石碎石木屑等松散粒料鋪裝(圖2一17至2):有較好的透水性,但附著性差,不易管理,在開放性公園里應(yīng)慎重使用"這種鋪裝類型在庭院中應(yīng)用較多,適用于居民區(qū)周邊的小步行道校園和公園的步行道填充種植池"對雨水利用的認識圖2一17碎石鋪裝圖2一18卵石鋪裝Fig.2一17PavingStoneFig.2一18PebblePaving圖2一19卵石鋪裝Fig.2一19PebblePaving圖2一2卵石鋪裝Fig.2一2PebblePaving多孔瀝青多孔混凝上(圖2一21,2一22):這幾種材料對于道路及大型室外公共空間來說是一種理想的雨水滲透鋪裝材料"磚孔中以腐殖土填上,雜草生長于其間,可使雨水順利滲透,其地面的熱反射大大低于全硬化地面"對于功能需求更復(fù)雜的大面積鋪地來說,此二種材料的質(zhì)感是良好的背景材料,運用得當將于周邊環(huán)境完美結(jié)合"雨水花園設(shè)計研究初探表2一12任一25年城市雨水利用潛力計算Tab.2一1Caleulationofurbanrainwaterutilizationbetween2and25213j196Zj.42339292.537.92j2.73.3283113225436腸.731137.3384139.3陰2.375919規(guī)劃年份城市人均綠地面積〔二2)綠地總面積(18二2)綠地入滲補給量(l"3〕城市不透水面雨洪水量(1eo3)綠地雨洪水量〔13)城市雨洪總水量(13〕城市雨洪利用潛力(1oern為23212816.611.613.312449.多2.5現(xiàn)代雨水利用方式和途徑根據(jù)國內(nèi)外的文獻及工程實例,將雨水資源化歸結(jié)為滲蓄排三種途徑"(圖2一11)降雨圖2一11雨水利用系統(tǒng)Fig.2一11Rainwaterutilizationsystem2.5.1滲現(xiàn)代的雨水利用技術(shù)己發(fā)展到雨水綜合利用階段,建立與多學(xué)科相結(jié)合的雨水利用設(shè)施就地消減雨洪,是現(xiàn)代雨水利用的發(fā)展趨勢"考慮到在園林中,綠地所占比例較大,建筑等構(gòu)筑物所占比重較少,植被相對復(fù)雜,建立以植被自然滲透為主的雨水滲透利用體系,輔助使用投資較少的分散式雨水集蓄設(shè)施一方面可以節(jié)約成本,另一方面也更有適宜于雨水滲透利用設(shè)施與景觀結(jié)合"對雨水利用的認識地面滲透池濕地在城郊園林中,可以利用天然的低勢綠地或人工洼地建立滲透池,可以形成具有野趣的濕地(圖2一29至32)"這樣的滲透池一般具備3個組成部分:滲透性池底軟質(zhì)駁岸植物凈化系統(tǒng)(圖2一33)"滲透池分為常年充水和季節(jié)性充水"較大的滲透池也可兼有蓄水池的作用"季節(jié)性的滲透池水位隨季節(jié)變化較大,深度不宜過大,在植物選擇上應(yīng)注意選擇抗性較強的植物,如蘆葦燈芯草等"常年充水的滲透池一般占地面積較大,應(yīng)注重管理,防止水體的富營養(yǎng)化"洲{礴通券越彝添參對李移護~價-圖2一29濕地Fig.2一29W己tland圖2一3濕地Fig.2一3Wetland圖2一31濕地Fig.2一3Iw已tland圖2一32濕地Fig.2一32W己tland植物凈化滲透性池底圖2一33人工濕地系統(tǒng)剖面圖Fig.2一33Seetionofeonstruetedwetlandsystem雨水花園設(shè)計研究初探地則是一種比柏油路面和人行道低的綠化帶"如圖2一28所示,這樣在降雨時,地面徑流后首先流向低勢綠地暫存,當降雨量小于這些雨水暫存處的容量時,排水系統(tǒng)不運行,由這些雨水暫存處保存雨水,發(fā)揮雨水向地下滲透的功能"低勢綠地還有一個重要的組成部分是生態(tài)雨水口的設(shè)置"生態(tài)雨水口設(shè)在綠地內(nèi),且高于綠地高程而低于硬化路面高程,便于道路建筑物等硬化面上的雨水徑流流入綠地"只有當綠地蓄滿雨水之后,才會形成新的徑流,產(chǎn)生新的徑流稱其為二次徑流"二次徑流通過設(shè)置于綠地內(nèi)的生態(tài)雨水口排入雨水管網(wǎng)"這樣的設(shè)計可以達到一般小的降雨不會在地面上形成徑流,大的降雨由于有城市綠地系統(tǒng)這樣蓄水的地方,也會大大減輕城市排水系統(tǒng)的壓力,以求做到可持續(xù)發(fā)展"低勢綠地具有透水性好節(jié)省投資便于雨水引入等優(yōu)點;同時對雨水中的一些污染物具有一定的截留和凈化作用"可以在住區(qū)道路旁設(shè)計部分或全部低勢綠地,以增加雨水滲透量,減少綠化用水并改善居民區(qū)環(huán)境"但是低勢綠地的設(shè)計會受到土壤滲透系數(shù)暴雨重現(xiàn)期住區(qū)綠化率綠地下凹深度地下水位和周邊建筑物地基與基礎(chǔ)等條件的制約"設(shè)計時需要針對具體情況,在雨水水量平衡分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)低勢綠地的幾個主要影響因素的分析綜合確定"綠化帶綠化帶IIILLLLL一戶戶圖2一27現(xiàn)今普遍推行的城市綠化帶Fig.2一27Urbangreenbelt下凹綠地下凹綠地7777二二洲洲洲洲從從機動車路接誠蓄池或滲透設(shè)施或滲透設(shè)施接調(diào)蓄池或滲透設(shè)施了了了了或滲透設(shè)施圖2一28低勢綠地Fig.2一28Coneave腳enbelt對雨水利用的認識態(tài)溪溝籠徑流引導(dǎo)管道引蓄-注二--巨地面滲透池滲透渠與滲透溝渠滲透管地下滲透池圖2一24生態(tài)溪溝體系Fig.2一24Ecologiealgullysystem植物淺溝和低勢綠地植被淺溝和低勢綠地(圖2一25,2一26)都是利用植被凈化消納雨水的一種天然滲透設(shè)施,在城市常常可以見到"圖2一25植物淺溝圖2一26低勢綠地Fig.2一25PlantshallowtrenehFig.2一26Concavegreen植被淺溝是指在地表溝渠中種有植被的一種雨水處理措施,一般通過重力流收集處理徑流雨水"當雨水流經(jīng)時,在沉淀過濾滲透吸收及生物降解等共同作用下,徑流中的污染物被去除,在完成輸送排放功能的同時滿足雨水的收集及凈化處理要求"它一般適用于城市園區(qū)道路的兩側(cè)不透水地面的周邊大面積綠地內(nèi)等,可以同雨水管網(wǎng)聯(lián)合運行,也可代替雨水管網(wǎng)"低勢綠地作為一種天然的滲透設(shè)施,在城市道路綠地雨水間接利用方面起著重要的作用"現(xiàn)在的城市道路中心綠化帶,一般都比行車道路和人行道高,如圖2一27所示"在降雨時道路綠化帶它只能接受它自身面積內(nèi)的降雨,則鮮少有積水的狀況發(fā)生"由于排水口處于最低處,當降雨在路面形成徑流時,很快就經(jīng)地面的排水系統(tǒng)排走,這樣降雨經(jīng)地面滲透到地下的雨水就很少"低勢綠雨水花園設(shè)計研究初探孔瀝青蓄水層原土壤圖2一21多孔瀝青地面構(gòu)造Fig.2一21PorousasPhaltstrueture圖2一2奧林匹克公園采用的多孔混凝土Fig.2一22PorouseonereteinOlymPiePark實心磚:用實心磚鋪路,但磚與磚之間留出一定的空隙,給天然草以生長的空間,這樣的地面可以有35%的綠化率"適用于居民區(qū)公園"考慮到透水材料與非透水材料的合理搭配,在道路廣場周邊設(shè)計集水系統(tǒng),通過豎向變化,將地表徑流匯集到集水溝中,再回灌地下"生態(tài)溪溝伴隨著生態(tài)主義園林的發(fā)展,近年來在雨水滲透利用技術(shù)上出現(xiàn)了生態(tài)溪溝的提法,生態(tài)溪溝是指在雨水滲透利用設(shè)計中運用新型材料,在雨水管道系統(tǒng)設(shè)計中考慮雨水滲透,設(shè)置穿孔管或用透水材料做成管道(圖2一23),匯集的雨水通過透水性管渠進入碎石層,再進一步向四周土壤滲透,碎石層具有一定的貯水調(diào)節(jié)作用"也可以在碎石層外鋪設(shè)一層防滲膜,將溝渠的雨水收集起圖2一23生態(tài)溪溝施工現(xiàn)場Fig.2一23Eeologieal即llyeonstrUetionSite來作為景觀水的補水水源"生態(tài)溪溝的做法既充分地利用雨水,涵養(yǎng)地下水源,還可以控制面源污染,降低雨水中的污染物"主要有徑流引導(dǎo)與管道引蓄兩方面的設(shè)計(圖2一24)"(27,王瑾瑜)雨水花園設(shè)計研究初探蓄水陶土蓄水陶土是一種在東南亞廣泛應(yīng)用的雨水蓄積器具,它的內(nèi)在結(jié)構(gòu)是類似蜂窩狀的顆?；虬鍓K,密集分布著直徑.5一smm的小氣孔"一般將其掩埋在綠地植被之下,當雨水流入這些小氣孔時,小氣孔就會像蓄水池一樣極力蓄水;而當?shù)孛娓稍飼r,這些蓄滿雨水的小氣孔便像人體的毛細血管或者植物的細胞一樣,將雨水放出,自動送入植物根部"城市降雨可迅速從城市地表進入植被和種植土層,并通過它們進入下面的蓄水陶土儲水層,以毛細孔水和粒間水的形式被儲存于蓄水陶土層中"旱期時,上層植被便可通過儲存在蓄水陶土中的雨水以毛細作用得到供水"與此同時,城市降雨也會在經(jīng)過植被和種植層時被濾去雨水中的懸浮物進入陶土層,蓄水陶土作為介質(zhì),可吸附水中的CODTNN和P對雨水進行凈化"并通過種植層及其陶土層中的微生物降解和植物的吸收作用,把吸附在蓄水陶土中的NP和有機質(zhì)轉(zhuǎn)移到綠地植被中去"這樣的生物轉(zhuǎn)移過程做到既營養(yǎng)了城市綠地,又再生了蓄水陶土的吸附能力,使蓄水陶土具備可持續(xù)使用功能"據(jù)蕭勁東等介紹,若在45公頃的區(qū)域內(nèi),按總面積鋪設(shè)平均厚度1cm的蓄水陶土,一次降雨量為5mm的降雨過程,就能存儲近25.25萬t可利用的水資源"(29顏二繭)2.5.3排任何事物都有兩面性,雨洪水既是一種災(zāi)害性自然現(xiàn)象,又是保持自然生態(tài)平衡所不可少的生態(tài)過程"只是人們更多地關(guān)注了其災(zāi)害性的一面"傳統(tǒng)的城市規(guī)劃理念是雨洪水速排,建立大量堤壩防洪渠將雨水和污水一起迅速排入下游水系(圖2一4),濱河偏重于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),忽視對城市自然調(diào)節(jié)功能的保留和培育,這樣不僅造成雨水難以下滲,而且下游水系洪峰流量的增加,使下游水系遭到污染,致使雨水得不到合理利用,造成資源圖2碑三峽大壩Fig.2一4ThreeGorgesDam的巨大浪費"可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)應(yīng)該著眼與在謀求社會經(jīng)濟發(fā)展的同時,如何盡量減少雨洪水所造成的災(zāi)害損失,而又盡力保持其在自然生態(tài)環(huán)境中所能發(fā)揮的保護和改善水質(zhì)補充地下水維持湖沼改良土壤等協(xié)調(diào)與環(huán)境的對雨水利用的認識關(guān)系的作用"為此,許多國家都開展了緩排技術(shù),就是在雨水最終進入城市河道與湖泊等水體前,用過濾帶滯留池截留塘人工湖或人工濕地系統(tǒng)等將來自透水輸送系統(tǒng)的雨水儲存起來"緩排可減輕城市非點源污染,并營造水體景觀與生物棲息地"2.6現(xiàn)代風(fēng)景園林的發(fā)展及雨水利用經(jīng)過數(shù)十年的研究與發(fā)展,城市雨水利用(UrbanstormwaterManagemenO,已經(jīng)形成一個復(fù)雜而龐大的科學(xué)體系,主要涵蓋的子體系有:雨水徑流污染控制雨水資源利用洪澇調(diào)蓄控制可持續(xù)排水系統(tǒng)水環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)保護與修復(fù)土地的多功能利用等"這些子系統(tǒng)密切關(guān)聯(lián),實際應(yīng)用通常都根據(jù)項目具體條件通過綜合性的技術(shù)與管理措施組合,共同實現(xiàn)綜合性的功能應(yīng)用"與傳統(tǒng)的城市雨水處里方式核心是一個排字所不同的是,新時代的雨水利用核心主要體現(xiàn)在截污減排滯留生態(tài)等關(guān)鍵詞上"其核心的徑流污染控制系統(tǒng)主要包括源頭中途和末端污染控制與徑流削減的多層次措施;雨水利用系統(tǒng)包括收集調(diào)蓄和凈化后的直接利用,通過各種人工和自然水體池塘濕地或下凹綠地和雨水花園等對雨水徑流實施滯蓄凈化和利用,通過各種人工或自然滲透設(shè)施使雨水滲入地下,補充地下水源,維持良性的水循環(huán)"雨水利用系統(tǒng)結(jié)合其他子系統(tǒng)可以從根本上實現(xiàn)節(jié)水水資源涵養(yǎng)與保護控制城市水土流失和水澇減輕城市排水和處理系統(tǒng)的負荷減少水污染與改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境營造城市生態(tài)景觀等目標"國內(nèi)外眾多的研究與工程實踐已表明,現(xiàn)代的雨水利用與風(fēng)景園林設(shè)計有密切關(guān)系,雨水利用已經(jīng)不單單是一種節(jié)水設(shè)施孤立地存在,它豐富的設(shè)計理念和控制利用措施都可以或應(yīng)該被景觀設(shè)計師運用和采納"筆者試圖通過表概要地表述它們之間的關(guān)系"但需要說明,表2一2只是一種簡化直觀和平面的表達方式,而且是按單一措施建立關(guān)系,并沒有列出雨水利用涉及的所有措施,不能完全反映出雨水利用系統(tǒng)全貌及其與景觀設(shè)計多層次立體的復(fù)雜關(guān)系"雖然表中一些措施與風(fēng)景園林設(shè)計的直接關(guān)系較小,但在雨水利用系統(tǒng)實施方案中常常是多種措施組合并由此與景觀產(chǎn)生密切的間接聯(lián)系"由表也大致可見雨水利用主要子系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系"(28,車伍,周曉兵)對雨水利用的認識和利用檐水收集"種植層和植被的選擇是屋頂花園的關(guān)鍵,種植層土壤必須要有一定的滲透性并能滿足植被生長的需要"雨水經(jīng)屋頂匯集,通過管道導(dǎo)流,使之流入設(shè)在地面的沙礫石層,過濾后沿輸水管道進入蓄水池,因此蓄水池可分為兩層,上部蓄水池直接接納輸水管道的雨水,再由分隔層)大孔隙混凝土層再次過濾后流入地下蓄水池"一般情況下屋頂花園占地面積不大,且屋頂形體復(fù)雜,利用復(fù)雜的屋頂檐水收集凈化設(shè)施并不經(jīng)濟,在這種情況下,可以在建筑屋檐落水下的地面上只簡單設(shè)置截流溝,將雨水收集后導(dǎo)入附近的綠地中或蓄水池中"如圖2一35所示"屋頂花園一方面可延緩徑流的產(chǎn)生,起到防洪作用:另一方面增加雨水的蒸發(fā),起到增加空氣濕度改善環(huán)境的作用"對不宜建設(shè)綠地的屋頂,可將屋頂雨水通過雨漏管并經(jīng)過濾后引入地面蓄水池,構(gòu)造水景觀"圖2一36加拿大埃華街屋頂花園Fig.2一36IvyStreetRoofGarden圖2一37加拿大埃華街屋頂花園Fjg.2一37IVyStreerRoofGarden{丫}乍夢了譽獵一獷-黝黝黝{橇蒸蒸_攏圖2一38華盛頓互惠銀行的第17層屋頂花園F19.2一38WashingtonMutualBank,the17thfloorroofgarden圖2一39華盛頓互惠銀行的第17層屋頂花園Fig.2一39W自shingtonMutualBank,the17thfloorroofgarden一亙爽莎園設(shè)計研究初探2.5.2蓄蓄指減少進入輸送通道及城市水體的雨水量,利用天然或人工構(gòu)筑的匯流面截留雨水并收集雨水,建設(shè)配套的儲水系統(tǒng)或儲水設(shè)施(圖2一34)將收集的雨水儲存起來,這樣做可以很大程度減少輸送到城市水體中的徑流量,拖延徑流峰值形成時間,減輕洪水對城市的威脅,并有利于城市涵養(yǎng)水源,改善城市生態(tài)環(huán)境"特別是北方干旱少雨地區(qū),由于降雨是隨機事件,往往難以與用水同步,所以更需要需要將來自不同區(qū)域上的降雨徑流收集起來備用"在雨水資源化過程中常用的蓄有屋頂花園蓄水陶土等措施"圖2一34雨水收集罐Fig.2一34RainwaterHarvestingContainter屋頂花園屋頂花園主要是指利用主體建筑物的屋頂平臺陽臺窗臺女兒墻和墻面等開辟綠化場地,并使之具有園林藝術(shù)的感染力的場地(圖2一36至39),一般由防護層排水層過濾層種植層和植被組成"屋頂花園不僅僅能在美化城市方面起到極大的推動作用,還能在暴雨時及時吸納雨水,在消,減城市雨水徑流方面起到積,水七極的作用"屋頂花園雨水利用主要有2種方法:利用屋面植被綠化之獷獲補一鑫之月譯戮井卜-_:j公成分產(chǎn)金少5來了氣-廠二_.一_尹長介_圖2一35屋頂花園排水結(jié)構(gòu)圖Fig.2一35RoofGardenDrainageChart雨水花園第三章雨水花園3.1雨水花園概念雨水花園(圖3一l)是指在地勢較低區(qū)域的種有各種灌木花草以及樹木等植物的專類的工程設(shè)施,主要通過天然土壤或更換人工土和植物的過濾作用凈化雨水減小徑流污染,同時消納小面積匯流的初期雨水,將雨水暫時蓄留其中之后慢慢入滲土壤來減少徑流量"雨水花園是一種行之有效的雨水自然凈化與處置技術(shù),是一種模仿自然界雨水滲濾功能的現(xiàn)代風(fēng)景園林的發(fā)展方式,它是運用了生物滯留的原理的旱地生態(tài)系統(tǒng)"雨水花園從形態(tài)上來看更類似于一個隨機出現(xiàn)的雨水滲透盆地,它建造費用低,面積大小不一(圖3一2至3一5),運行管理簡單,具有較好的生態(tài)效益和景觀作用,其凈化消納雨水的作用己被國際公認是城市暴雨最佳管理措施(BMPs)中的一項技術(shù),近年來在歐美澳等許多發(fā)達國家被推崇采用,廣圖3一l美國西雅圖Mil一ereekeanyonEarthworks雨水花園Fig.3一1MillCreekCanyonEarthworksRainPark泛地用于雨洪控制與徑流污染控制系統(tǒng),也可作為一種生態(tài)型的雨水間接利用設(shè)施"(28,向璐璐,李俊奇)一般來說,雨水花園的適用范圍很廣,包括城市公共建筑住宅區(qū)商業(yè)區(qū)以及工業(yè)區(qū)的建筑停車場道路等的周邊,有時還被利用于處理和利用別墅區(qū)旅游生態(tài)村等分散建筑和新建村鎮(zhèn)的雨洪徑流"雨水花園設(shè)計研究初探圖3一2不同面積的雨水花園)HelenGordonChildDeveloPmentCenterFig.3一2Raingardenindifferentsizes一HelenGordonChildDeveloPmentCenter圖3一3不同面積的雨水花園)美國梅普爾伍德市的雨水花園Fig.3一3Raingardenindifferentsizes一RaingardenineityofMaPewood圖3一不同面積的雨水花園)美國波特蘭綠色街道Fig.3一Raingardenindifferentsizes一GreenstreetinPofland圖3一5不同面積的雨水花園)希臘Maeedonia雨水花園Fig,3一5Raingardenindifferentsizes一Maeedoniaraingarden雨水花園3.2雨水花園的產(chǎn)生及發(fā)展3.2.1第一階段)生存之需雨水利用可以追述到公元前6多年前的瑪雅文化時期,雨水就已經(jīng)被當時地處干旱少雨區(qū)的人們用以解決生存之所需"現(xiàn)在還可以看到在墨西哥秘魯和南美的安第斯山脈上,建有大片梯田和數(shù)百公里綿延的渠道的遺跡,證實當時數(shù)十萬的印加人和馬丘比丘城人得以在此生活"3多年前,在哥倫比亞厄瓜多爾蘇里南沿海地區(qū)和秘魯南部高原等南美地區(qū),村民為了求雨,成功地利用不同地形蓄集雨水,修筑臺地種植耐旱農(nóng)作物,在溝底種植水稻等需水性農(nóng)作物"古代日本人是用漏斗狀的集雨道把雨水集中用于種植農(nóng)作物(圖3一6),科羅拉多人則是建造數(shù)以千計的小堤壩截留雨水種植蔬菜"古代阿拉伯人身住少雨干旱地區(qū),他們宮廷園藝師巧妙的利用宮殿檐壁收集雨水用以生活之用(圖3一7)"在利比亞地區(qū)的旱季,人們會用堤壩涵管等途徑把高原的水引致干燥河道的河底使用"同樣身處干旱地區(qū),古代埃及人用圖3一6日本古代集雨道Fig.3一6AncientrainroadinJanPan集流槽收集雨水"現(xiàn)代人甚至從衛(wèi)星照片上發(fā)現(xiàn)了埃及北部的徑流收集系統(tǒng)和非洲撒哈拉東南部存在的集水灌溉系統(tǒng)"2多年前,在降雨僅1mm的內(nèi)蓋夫(Negev)沙漠,阿拉伯閃米特部族的納巴泰人,創(chuàng)造了徑流收集系統(tǒng),利用極少量的雨水種出了莊稼,后世人稱之為納巴泰方法"在古羅馬,人們通常用水池石堤水壩水窖等形式收集雨水用于生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn),如圖3一8所示"圖3一7阿拉伯宮殿里而的集水池圖3一8古羅馬庭院與該中心水池F19.3一7BasilieaCisteminIstanbulFig3一8AneientRomaneourtyardwithPoolintheeenter雨水花園設(shè)計研究初探表2一雨水利用與風(fēng)景園林設(shè)計簡化關(guān)系Tab.2一2SimPlerelationshiPbetweenrainwateruseandlandseaPe兩洪控料彬用主贊相關(guān)子系統(tǒng)主贊翔云?？貍?cè)利用相施與風(fēng)景圈林說計的關(guān)系主葵功能及與風(fēng)筑茜林設(shè)計的結(jié)合截污掛舞海水截污井過泌設(shè)施韌期兩水棄沈襲班生態(tài)爆岸生物浮島植被峨沖帶下凹式像地雨水姍漪水漫地對拜水的限處理對薄水的預(yù)處理縫水質(zhì)凈化對形水的帶處理構(gòu)透演水帶錄艱獲建可采用,挽凈化瀟水及水體水質(zhì)營造生戀景觀澳水地帶可采用,能凈化兩水肖遞住宅等綠地可采用,能滋留凈化掩水,補究地下水構(gòu)透水呆時可梁尾,簇滯留尹瀚蓄j利用兩水,凈化水質(zhì),曹造生態(tài)撰現(xiàn)新建j改灘建筑麟頂可采用麟滋留雨水凈化水質(zhì)改薯哭化環(huán)境連接建筑兩水管,雨水消能凈化水質(zhì)街頭綠地住宅緣地討采用潛徽兩水凈化水質(zhì)構(gòu)透生態(tài)泉現(xiàn)街頭緣地住宅聳地可采用.能傳輸滲遴瀟水凈化水質(zhì)兩水滲透娜水滲透經(jīng)流q經(jīng)制技冷染未{鋪裝路面時可采辮,趁含,下滲策水設(shè)計公共空潤時可粱用,庵秘帳洪,減娜久游亥寨,改婆沐境謂蓄了知凡浦水姑開l一川冉摘水留例說明:撇粼表示不宜接月于汀于雙示岌挽滿于口.與風(fēng)母.林設(shè)計關(guān)搖密切i二習(xí)與風(fēng)偏組林沒計關(guān)系一艘Ci蜀與風(fēng).口林俊針盆接關(guān)琪小城市是一個人造的系統(tǒng),它改變了太多的自然過程,其中對于雨水自然循環(huán)規(guī)律的破壞是城市對于區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境破壞的主要也是影響巨大的一個方面"從上圖可以得知,雨水利用與風(fēng)景園林設(shè)計的關(guān)系主要是通過土地水環(huán)境等自然要素來實現(xiàn),或者說,雨水利用的科學(xué)性和合理性必須建立在生態(tài)的基礎(chǔ)上來實現(xiàn),從而達到景觀美的效果"主要途徑如表2一2中所示的與風(fēng)景園林設(shè)計關(guān)系密切的有生態(tài)堤岸生物浮島雨水塘雨水花園等等,其中,現(xiàn)代雨水花園的建設(shè)是雨水景觀化營造一個非常好的范例"2雨水花園3.2.2第二階段)生活之需國際研究的共識是:雨水利用將成為解決21世紀水資源短缺的重要途徑"從2世紀6年代起,發(fā)達國家開始重視雨水利用的研究,并且制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)"現(xiàn)代國外雨水集蓄技術(shù)的應(yīng)用可分為兩方面:生活方面和農(nóng)業(yè)灌溉"發(fā)達國家如德國日本澳大利亞加拿大等,發(fā)展中國家如泰國印度尼圖3一巧德國家庭雨水收集系統(tǒng)Fig.3一15HouseholdrainwatereolleetionsysteminGernlany泊爾斯里蘭卡孟加拉等國都在發(fā)展這一技術(shù)"這些地區(qū)的年降雨量從32mm到2mm不等,其雨水集蓄的主要目的是解決城市和農(nóng)村的人民生活用水"德國在2世紀8年代末,就把雨水的管理與利用列為%年代污染控制的三大課題之一,修建了大量的雨水池用于截留處理或利用天然地形以及人工設(shè)施滲透雨水"目前,已形成了比較成熟和完整的雨水收集處理控制和滲透技術(shù)以及配套的法規(guī)體系,并做到了真正意義上的雨水利用深入家庭(圖3一15),德國成為國際上雨水資源利用技術(shù)最為先進的國家之一"日本是在城市中開展雨水利用規(guī)模最大的國家,所集蓄的雨水主要用于沖洗廁所澆灌草坪,也用于消防和發(fā)生災(zāi)害時應(yīng)急使用"日本是個水資源比較缺乏的國家,所以開展現(xiàn)代雨水收集起步早,日本政府除了采取開源措施和提高水的利用率鼓勵全社會利用循環(huán)水外,還十分重視對雨水的利用"從6年代收集利用路面雨水開始,演變?yōu)樾拗髅媸占晁?近年來開展了對城市雨水利用與管理的研究和對雨水設(shè)施建筑物的研究"美國的雨水利用著力于提高天然入滲能力和相應(yīng)的法律法規(guī)對雨水的利用,上世紀9年代全國大范圍爆發(fā)洪災(zāi)之后,美國政府建立了包括屋頂蓄水和入滲池井草地透水地面在內(nèi)組成的地表回灌系統(tǒng),既利用了雨洪水的生態(tài)環(huán)境能力,同時減輕了其他地區(qū)的防洪壓力,實現(xiàn)強制的就低滯洪蓄水"在澳大利亞,據(jù)南澳大利亞的一項抽樣問卷調(diào)查表明,使用雨水的居民比用城鎮(zhèn)集中供水系統(tǒng)的要多,雨水是家用水資源的主要來源之一"在澳大利亞處處可見收集屋頂雨水的圓形水倉,并在地下建蓄水池以供應(yīng)家用熱水和廁所用水,其余的水則運用于灌溉花園和清洗"根據(jù)調(diào)查,用這種方式在示范小區(qū)雨水花園設(shè)計研究初探收集處理的雨水能夠滿足室內(nèi)熱水和沖洗廁所用水5%的需求1%花園灌溉需求1%的汽車清洗需求"泰國是農(nóng)村開展雨水收集規(guī)模最大的國家,廣泛開展的泰缸(Taijar)工程,建造了12多萬個家庭集流水泥水缸,解決了3多萬農(nóng)村人口的飲用水問題"加勒比海地區(qū)的雨水收集也相當成功,夏威夷群島八成以上的居民用水來自雨水收集系統(tǒng)(圖3一16)"在非洲肯尼亞,雨水存儲罐是農(nóng)村供水和衛(wèi)生項目的一個重要內(nèi)容"這種技術(shù)后被推廣到博茨瓦納納米比亞坦桑尼亞等同處干旱少雨的沙漠地區(qū),從而帶動了非洲雨水集蓄工程的發(fā)展"雨水集蓄在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用一直是該項技術(shù)發(fā)展的推動力"2世紀中葉以來,國外興起了對雨水利用與農(nóng)業(yè)結(jié)合研究和實踐,稱之為徑流農(nóng)業(yè)(RunoffA幼eulture),意思是降雨產(chǎn)生的徑流進行收集儲存和利用,發(fā)展農(nóng)圖3一16夏威夷集雨箱Fig.3一16HawaiirainwaterharVestingtank業(yè)生產(chǎn)的措施"聯(lián)合國有關(guān)組織把發(fā)展適合當?shù)貤l件的徑流農(nóng)業(yè)技術(shù)作為援助非洲的一項重要內(nèi)容,組織發(fā)達國家科技人員在非洲作了大量試驗示范及推廣"以色列政府制定了為期3年的徑流農(nóng)業(yè)計劃,期望在內(nèi)蓋夫地區(qū)建立可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)"以色列通過多年努力,重新起用和改進了古代的納巴泰系統(tǒng),并被中東非洲及美洲一些國家的干旱地區(qū)競相學(xué)習(xí)效仿"在雨水集蓄技術(shù)方面集流面材料及相應(yīng)的集流效果也取得了一定的進步"巴西的Petrolina地區(qū)進行了利用田間土垅富集雨水的試驗和示范,對比試驗表明,此種措施可使作物增產(chǎn)一7%一58%"印度對AndhraPradesh地區(qū)8.9hm2的小流域研究認為,修建6處由1hmZ集流面3m,蓄水池組成的系統(tǒng),即可為該流域農(nóng)田提供充足的補充灌溉用水"在印度許多省份,采取修建小型水池塘壩谷坊等攔蓄雨水進行灌溉"在墨西哥,采用淤地壩谷坊等來收集儲存雨水"肯尼亞萊基比亞(Laikipia)地區(qū)示范項目在年雨量6mm的情況下,資助居民修建容積為1m的地下水池,其中25m用于家庭生活及牲畜飲水,75m3用于灌溉庭院,雨水收集面為鐵皮屋頂"項目收到很好效果,玉米產(chǎn)量從項目實施前的12k留畝提高到18k留畝,增產(chǎn)5%"由于糧食的增加和有了水的保證,畜牧業(yè)也得到了發(fā)展"修整梯田臺地水平溝等,可以有效攔截雨水,增加土壤含水量,雨水花園設(shè)計研究初探我國雨水的收集和利用也自古有之,雨水利用的思想具有悠久的歷史"我國自然災(zāi)害時有發(fā)生,距今41年夏朝的后翟便開始推行區(qū)田法,高低畦種植法和塘壩,25多年前,安徽省壽縣修建了大型平原水庫)芍破(圖3一9,3一1),攔蓄雨水,用于灌溉"秦漢時期,在漢水流域的丘陵地區(qū)還修建了串聯(lián)式塘群,對雨水進行攔蓄與調(diào)節(jié),至明代出現(xiàn)樂水窖"我國西北干旱半干旱地區(qū)通過長期的生產(chǎn)實踐,創(chuàng)造了許多雨水集蓄利用技術(shù),建造了如坎兒井(圖3一H至3一14)土窖大口井等多種蓄水設(shè)施,對當?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了十分重要的作用,這些都是古代雨水利用的典范"圖3一9芍破F19.3一9Shaobei圖3一1芍破Fig.3一1Shaobei圖3一11新疆坎兒井Fig.3一11KarezinXinjiang圖3一12新疆坎兒井Fig.3一12KarezinXinjiang圖3一13新疆坎兒井圖3一14新疆坎兒井Fig,3一13KarezinXinjiangFig.3一14KarezinXinjiang雨水花園在中東和北非有著廣泛的應(yīng)用"該方法是沿著山坡修建淺的溝網(wǎng),把洪水引入干旱河谷"在河谷中修筑梯田,或者修建小水壩堰,把土地截成小塊,以攔蓄引過來的雨洪"伊朗北部阿塞拜疆省在年降水25mm的條件下,修建水平溝和臺地,植樹種草,增加植被,取得了一定效果"在布基納法索試驗了一種用植物障礙攔截雨洪的方法,可以增加在障礙前后的土壤含水量,由于植物障礙的透水性,又不致于造成上游被水淹沒"而當代我國真正意義上的城市雨水收集與利用率還很低,近年在西北缺水少雨地區(qū)開展了系列的雨水資源的開發(fā)利用實驗與推廣,但這些工程主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè),集中于干旱半干旱地區(qū)的人蓄飲水和集雨灌溉問題上,而城市水資源則主要聚集在地表水和地下水的開發(fā)利用,忽視了對城市雨水的利用"部分城市建筑物雖有較完善的雨水收集系統(tǒng),但卻沒有處理和回用系統(tǒng)"城市雨水工程還停留在管道排除上,城市雨水資源化和利用由于缺乏系統(tǒng)研究,在收集雨水及綜合利用方面更談不上系統(tǒng)規(guī)劃和工程設(shè)施的建設(shè)"與發(fā)達國家相比,研究與應(yīng)用理論與現(xiàn)實脫節(jié),雨水這種非傳統(tǒng)水資源都沒有得到很好的開發(fā),目前也尚無有效的設(shè)施來大規(guī)模地利用這種非傳統(tǒng)水資源,呈現(xiàn)出遲遲不能與國際接軌的狀態(tài)"3.2.3第三階段)生態(tài)之需雨水利用發(fā)展到上世紀9年代已不滿足于僅僅是通過設(shè)施和管道等滿足城市建設(shè)和生活的需要,在全球生態(tài)綠色的大趨勢下,雨水利用將逐漸由生活所需改變?yōu)樯鷳B(tài)所需,以最小的人工影響干預(yù)自然水循環(huán)"生態(tài)并不是說要將雨水利用設(shè)施強硬地改造成符合大眾的審美需求的形態(tài),而是要將雨水利用設(shè)施與過程展示與眾,把這種設(shè)施與歷程納入現(xiàn)代景觀系統(tǒng)之中,使城市公園與花園的功能更為豐富景觀特征更為多樣"雨水花園就是作為一種模仿自然界雨水滲濾功能的現(xiàn)代風(fēng)景園林的發(fā)展方式,人工安排上壤的浸潤和雨水下滲,為植物凈化雨水徑流提供一個新的思路"現(xiàn)代雨水花園的起源開始于美國馬里蘭州的PrinceGeorge縣"當?shù)丨h(huán)境項目的負責(zé)人LarryCoffman為了改善當?shù)鼗S池系統(tǒng)和雨水處理設(shè)施的質(zhì)量,他的團隊提出了bioretention構(gòu)思"Bioretention是一種個體極小的可自動代謝的蛋白質(zhì),LarryCofthlan希望通過類似Bioretention的小型旱地生態(tài)系統(tǒng)可自動通過植物體系過濾下滲雨水,創(chuàng)造綠色空間"最后,他們的團隊創(chuàng)造了RalnGarden的術(shù)語"在實踐的過程中,LarryCoffman及他的團隊發(fā)現(xiàn)該設(shè)計沒有任何文獻可供參考,他們后期開發(fā)的雨水花園設(shè)計原則及設(shè)計標準皆從零開始,并嘗試如何模仿森林或草甸的功能通過植物和上壤成功地進行廢水處理,他們的嘗試將林業(yè)科學(xué)土壤學(xué)和風(fēng)景園林專業(yè)結(jié)合起來"雨水花園設(shè)計研究初探第一個雨水花園的雛形出現(xiàn)在1993年,1997開始Larrycoffman及他的團隊開始與馬里蘭州大學(xué)合作,開始對一系列的雨水花園實驗園進行檢測(圖3一17,3一18),以測定土壤結(jié)構(gòu)植物配置等對污染物去除的效果,以便于優(yōu)化設(shè)計"圖3一17馬里蘭州雨水花園圖3一18馬里蘭州私人雨水花園Fig.3一17RaingardeninMarylandFig.3一18PrivateraingardeninMaryland3.3雨水花園的效益雨水花園是一種新型的雨水節(jié)流旱地生態(tài)系統(tǒng),與以往的純物理化學(xué)水處理手法不同,它把水作為有利的因素引入,通過土壤與植物的物理化學(xué)及生物作用來處理雨水,從城市到自然,不以損害人們的生活環(huán)境作為代價,反而美化了生活環(huán)境,它將具有一系列明顯可知的生態(tài)效益經(jīng)濟效益和社會效益"雨水花園并不是人們突發(fā)奇想建造起來的或是可以隨意被丟棄的偶然的裝飾品"從它們的設(shè)計購買材料建造到它建成后的養(yǎng)護,均需要花費一定的費用,恰恰是雨水花園所帶來的收益大大超出了其投資花費才有了使它有廣闊的發(fā)展空間"3.3,1生態(tài)效益蓄留雨水回補地下水功能我國水資源分布南方水多北方水少,東部多西部少,山區(qū)多平原少"全國年降水量的分布由東南的超過3毫米向西北遞減至少于5毫米"而我國北方地區(qū)(長江流域以北)面積占全國63.5%,人口約占全國的46%耕地占6%GDP占44%,而水資源僅占19%"而且受全球性氣候變化等影響,近年來我國部分地區(qū)降水發(fā)生變化,北方地區(qū)水資源明顯減少"近北方部分流域雨水花園設(shè)計研究初探緩解城市熱島效益雨水花園對于消減城市熱島效應(yīng)具有一定的作用"由于雨水花園的植被層改變了下墊面的性質(zhì),從而影響地表的熱量平衡狀況,綠地因反射和吸收部分太陽輻射,使得地表所得凈輻射減少,而所得凈輻射又有大部分用于植物蒸騰耗熱和在光合作用中轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,使增加環(huán)境溫度的熱量大大減少,降低周圍環(huán)境氣溫,提高城市居住環(huán)境的舒適性"保護生物多樣性當雨水花園能夠得到系統(tǒng)的實施,可望在城市增加大綠地的面積和提高城市的自然度,雨水花園營造的小生態(tài)環(huán)境可以為各種鳥類昆蟲等野生動物提供生境良好的棲息地,增加野生動物的個體數(shù)量和種類"只要通過合理設(shè)計可控制雨水滯留時間,避免孽生蚊蠅,雨水花園將具有很好的景觀和生態(tài)效果,有利于加強對生物多樣性的保護及促進水體景觀娛樂等生態(tài)功能的發(fā)揮"綜合利用非傳統(tǒng)水資源雨水作為一種新型非傳統(tǒng)環(huán)境用水,可以在城市綠化凈化及回補地下水河湖滲漏蒸發(fā)損失等的方面發(fā)揮巨大的生態(tài)作用,雨水花園也將為城市生活及生產(chǎn)用水提供必要的費用低廉的補充水源"3.3.2經(jīng)濟效益3.3,2.1使周邊環(huán)境增值雨水花園最明顯的經(jīng)濟收益是作為一個有價值的設(shè)施,它們會使雨水花園所在的周邊環(huán)境升值"因為雨水花園的存在,周邊建筑的主人可以對租賃空間收取更高的租金"類似的,周邊旅館也可以對直接面對雨水花園的房間或者是能看到雨水花園風(fēng)景的房間收取更多的費用"節(jié)省能源消耗雨水花園具有良好的降溫效果,據(jù)統(tǒng)計,在夏季的高溫天氣,植被地面較水泥裸露地面溫度可低4.soC"(如表3一2)雨水花園己從周期性的水資源短缺轉(zhuǎn)變成絕對性短缺"這樣的自然條件造成了目前地下水超采嚴重,水位不斷下降的惡性循環(huán),據(jù)報道一個世界最大的地下水降落漏斗區(qū)已在華北形成"回補地下水的問題迫在眉睫"雨水花園建造正是針對這一問題產(chǎn)生的,它具有積極的自然協(xié)調(diào)能力"可以斷言的是,降雨下滲和人工回灌雨水是補充地下水源最快效率最高的辦法"而雨水花園的核心生態(tài)效益在于就近解決雨水下滲,以最小的影響進行自然干預(yù)回補地下沉降水面"城區(qū)雨水可以通過雨水花園植被的截留作用種植土的吸收儲存作用以及土壤的滲透作用,回灌地下水,涵養(yǎng)地下水源,保證一方的地下水位,可起到阻止緩解和逐漸恢復(fù)地面沉降和地裂縫作用,還可減少地面徑流和洪水量,降低城市洪水壓力和排水管網(wǎng)負荷,減少城市洪水發(fā)生概率,規(guī)避可能的風(fēng)險"減少污染人類正面臨越來越嚴重的全球性空氣污染問題"雨水花園作為城市綠化得重要組成部分,通過滲透植物吸收土壤吸附微生物作用去除污染物,有效去除徑流中部分的懸浮固體顆粒重金屬離子以及有機污染物重金屬離子油類物質(zhì)及病原體等(如表3一l),有利于減輕城市地表徑流的非點源污染"其地表的植被在吸附塵埃抑止揚塵吸收空氣中的有害氣體保持空氣氧平衡方面也有重要的作用意義"據(jù)統(tǒng)計,1平方米的雨水花園植被年滯留粉塵約為16一22千克,降低大氣含塵量25%"表3一1雨水花園對部分污染物的去除效果Tab.3一1RemovaleffeetofPullutantsbyraingardenTPTN重金屬病原體去除率8%6%5%45一95%7一1今-雨水花園的植被還可以有效的消耗城市噪音污染,吸收部分城市噪音,降低噪音對城市生活的干擾"由于城市生活生產(chǎn)交通工具造成的各種噪音,給人體健康帶來了不利的影響,嚴重的甚至使人失去聽力"所以噪音也是一種環(huán)境污染,而且己成為一種嚴重的社會公害"積極增大綠地面積,能有效地減輕這種社會公害"與同距離空地相比,喬灌木草地結(jié)合的綠地可減低噪音8一1分貝"雨水花園設(shè)計研究初探以控制徑流量為目的的雨水花園以控制徑流量為目的的雨水花園的主要功能是減少區(qū)域雨洪徑流量,它一般適用于處理水質(zhì)相對較好的小匯流面積的雨水,如公共建筑或小區(qū)中的屋面雨水污染較輕的道路雨水城鄉(xiāng)分散的單戶庭院徑流等"由于污染較輕,該類雨水花園在景觀方面往往有更大的優(yōu)勢"3.4.2以滲透速率分類直接滲透型雨水花園這種類型的雨水花園(圖3一19,3一2)是用于指所有流入的徑流直接滲透至地下水"直接滲透型雨水花園對土壤滲透率要求較高,一般地下滲透率需大于3llunh,花園內(nèi)積水可在一小時內(nèi)迅速滲透至底層土壤"全面滲透型雨水花園可以很好地為大型溢流需要提供良好的排水"圖3一19直接滲透型雨水花園Fig.3一19DireetPenetratingraingarden圖3一2直接滲透型雨水花園Fig.3一2DireetPenetratingraingarden攜蓄水池型雨水花園攜蓄水池型雨水花園是指在雨水花園的底部安裝有蓄水池以便將雨水收集凈化另作他用的一類雨水花園"該類雨水花園滲透率為巧mmh,具有高效滲透可將雨水收集等的特點,地表積水能夠迅速通過土壤層中,慢慢地滲透到附近的蓄水池中(圖3一21)"這類雨水花園的出現(xiàn)為雨水溢流提供了更大的選擇性"圖3一21攜蓄水池型雨水花園Fig3一21FullInfiltrationwithReservoir雨水花園局部浸潤型雨水花園局部侵潤型雨水花園的滲透速率大于l.ommh比15mm爪少"雨水較慢地滲透到最底層的土壤,這個過程中任何盈余的溢流則需利用附近的溢流管排出(圖3一22)"這種類型的雨水花園在考慮建造地點的時候要與其滲透率相匹配"攜凈水設(shè)施的局部浸潤型雨水花園這類雨水花園由于上壤滲透率其滲透速率低于lmm小"為了彌補滲透率的缺失,其新增加的功能是通過一個小引流口將水引入簡易的凈化池中幫助凈化"這類雨花園式的特點就是可以提供部分的水質(zhì)處理和局部滲透"圖3一22局部浸潤型雨水花園Fig,3一22PartialInfiltrationwithFlowRestrietor3.5雨水花園構(gòu)造3.5.1具體構(gòu)造雨水花園的構(gòu)造主要有4部分(如圖3一23):覆蓋層植被及種植土層人工填料層及礫石層"其中在填料層和礫石層之間可以鋪設(shè)一層砂層或土工布"根據(jù)雨水花園的具體要求可以采用防滲或不防滲兩種做法"當有蓄積要求或要排入水體時還可以在礫石層中埋置集水穿孔管"最大蓄水高度--一蓄水池設(shè)計__平均水深雨水花顯深度--一一少止忿,二--一樹皮覆蓋層自一種植土層纂哪繆甲\呱一一人工填料層-一砂層一礫石層圖3一23雨水花園構(gòu)造Fig3一23RaingardenStrueture雨水花園設(shè)計研究初探覆蓋層覆蓋層材料一般是由樹皮構(gòu)成(圖3一24),它對雨水花園起著十分重要的作用,一方面它可以保持土壤的濕度,避免表層土壤板結(jié)而造成滲透性能降低,另一方面它在樹皮土壤界面上營造了一個微生物環(huán)境,有利于微生物的生長和有機物的降解,同時還有助于減少徑流雨水的侵蝕"其最大深度一般為5一8mm"植被及種植土層種植土層為植物根系吸附以及微生物降解碳圖3一24覆蓋層Fig.3一24Cover氫化合物金屬離子營養(yǎng)物和其他污染物提供了一個很好的場所,有較好的過濾和吸附作用"一般選用滲透系數(shù)較大的砂質(zhì)土壤,其主要成分中砂子含量為6%一85%,有機成分含量為5%一1%,粘土含量不超過5%"種植土層厚度根據(jù)植物類型而定,當采用草本植物時一般厚度為25mm左右"種植在雨水花園的植物應(yīng)是多年生的喬灌木,可短時間耐水澇耐旱,如大花首草景天等"考慮到雨水花園的自給自足性,并不建議使用化肥與農(nóng)藥(28,向璐璐,李俊奇)"圖3一25展示的就是美國波特蘭地區(qū)街道兩邊雨水花園植被種植的過程"圖3一25植被Fig.3一25Vegetation雨水花園表3一2不同路面表面日平均最高最低溫度的比較Tab.3一2Differentroadsurfaee,theaveragedailymaximumandminimumtemPeratureeomPared日期氣溫水泥路面覆土路面植被覆蓋面26.24.829.228.823.633324289.日最高溫度(C)日最低溫度(C)日振幅(C)日均溫(C)日最高溫度(C)日最低溫度(C)日振幅(C)日均溫(C)34.926.18,725.8.2936.635.624.21182934.826.68,43.13123.67.426.911q63.3.3社會效益重要的社交場所雨水花園在很大程度上擴展了城市綠化,是城市綠地的重要組成部分"它在不斷惡化城市環(huán)境中發(fā)揮著重要的社會效益,一方面,雨水花園能夠美化城市環(huán)境,提高城市的自然度和舒適性;另一方面,在喧囂的城市硬質(zhì)景觀中,人們可以在設(shè)計建造雨水花園的過程中交流暢談放松身心緩解生活壓力,為人們提供重要的社會交往的機會"依靠科技建立節(jié)水型社會資源經(jīng)濟社會環(huán)境生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展是節(jié)水型社會的基本目標,是水資源工程由工程水利向資源水利的根本轉(zhuǎn)變過程"雨水花園就是通過非傳統(tǒng)水資源的可持續(xù)利用,部分解決社會生產(chǎn)生活生態(tài)的用水需求,從而能夠?qū)崿F(xiàn)資源經(jīng)濟社會環(huán)境生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展和水資源宏觀優(yōu)化配置和微觀的高效率高效益利用,即以新型生態(tài)非傳統(tǒng)的雨水資源的回收利用支持人類社會可持續(xù)發(fā)展"3.4雨水花園的分類3.4.1以建造目的分類以控制徑流污染為目的的雨水花園以控制徑流污染為目的的雨水花園也被稱作生物滯留區(qū)域,其主要功能是控制初期雨水徑流污染,一般適用于污染較嚴重的區(qū)域,例如停車場廣場道路的周邊"可利用雨水花園的植物土壤等形成的生物滯留區(qū)域處理污染較嚴重的初期雨水"雨水花園人工填料層人工填料層位于種植層的下層,區(qū)別于適合植物生長的種植層,人工填料層的結(jié)構(gòu)主要是便于下滲,因此多選用滲透性較強的天然或人工材料,其厚度應(yīng)根據(jù)當?shù)氐慕涤晏匦杂晁▓@的服務(wù)面積等確定,多為.5一1.2m"當選用砂質(zhì)土壤時,其主要成分與種植土層一致"當選用爐渣或礫石時,其滲透系數(shù)一般不小于1一5耐s"礫石層礫石層是雨水花園結(jié)構(gòu)的最下層,主要由直徑不超過5mm的礫石組成,厚度多為2一3mm"可在其中埋置直徑為IOOmm的穿孔管,經(jīng)過滲濾的雨水由穿孔管收集進入鄰近的河流或其他蓄積系統(tǒng)"通常在填料層和礫石層之間鋪一層土工布是為了防止土壤等顆粒物進入礫石層,但是這樣容易引起土工布的堵塞"也可在人工填料層和礫石層之間鋪設(shè)一層15mm厚的砂層,不僅可以防止土壤顆粒堵塞穿孔管,還能起到通風(fēng)的作用"3.5.2雨水花園與普通花園濕地的區(qū)別土壤結(jié)構(gòu)雨水花園要求雨水在短時期之內(nèi)下滲凈化,因此土壤結(jié)構(gòu)較普通花園滲水性強,一般1至4小時之內(nèi)下滲完畢"與濕地相比,雖都有積水的過程,雨水花園并不含有基質(zhì)中不透水的水成土,而水成上是判斷濕地的重要標志"因此,不管從雨水下滲時間還是土壤結(jié)構(gòu),雨水花園跟濕地是有本質(zhì)區(qū)別的"植物選擇雨水花園是植物的花園,植物的選擇將決定雨水花園的壽命和效率"雨水花園特殊的功能性和后期的自給自足性決定了其選擇的植物必須具有一定的抗逆性,可以經(jīng)受長期的干旱和短期的水澇"這也是雨水花園與普通花園濕地的重要區(qū)別之一"3.6影響雨水花園效益的主要因素3.6.1降雨特性全年降水量的多少及雨強的大小影響到集流效率"隨著降雨量和雨強的增加,激流效率也增加"在多年平均降水量越小的地區(qū),全年的集流效率也就越低,也就是說,越是干旱的年份,全年的集流效率也就越低"雨水花園設(shè)計研究初探3.6.2選址雨水可自動匯集快速下滲之處雨水花園的建造理念是LowImpaetDesi助,以極小的人工影響加強自然水循環(huán),所以雨水花園的選址最好是雨水可自動匯集的低矮洼地,使其具有穩(wěn)定的雨水源(圖3一26),方便捕捉一個或多個地區(qū)的雨水徑流,并能在一兩個小時之內(nèi)下滲"但是有三種情況不予考慮:一是土壤滲透性太差而會造成長時間積水的地方,否則需要采取其他防止積水的措施;二是地勢較高之處,雖然有可能用泵降水抽到高處,但是這樣就會增加成本,增加維修的不便;三是選擇的洼地需離建筑管道基礎(chǔ)3米之內(nèi),必要的損失和危險"可提高建筑外觀之處圖3一26雨水要有穩(wěn)定的來源Fig.3一26Stablewatersouree這樣會浸泡地基,造成不在國外雨水花園一般為私人擁有,較普遍地存在于自家房前屋后"房主建造雨水花園的目的除了響應(yīng)綠色生態(tài)節(jié)水的社會發(fā)展之外,主要是為了提高自家家宅的外觀"擁有了雨水花園的建筑會在景觀的層次上擁有更大的可塑性,可提供道路或鄰里極大的吸引力及視覺美"圖3一27展示的是同一棟私家建筑在雨水花園建造前及建造后不同的建筑外環(huán)境"雨水源無嚴重污染之處雨水花園雖然具有一定的凈化能力,但也是針對污染物較為單一,污染程度較輕的初期雨水徑流,凈化能力有限"這就需要雨水花園的選址上游沒有嚴重的污染源,例如化糞池等"如果實在無法避免,陽光充足之處圖3一27雨水花園可提高建筑外觀Fig.3一27RaingardenseanimprovetheaPPearanceofbuilding則需要提供2米以上的安全距離"雨水花園由于積水的原因,容易短時間內(nèi)產(chǎn)生蚊蟲滋生和惡劣氣味的困擾"為了加快雨水下滲,則需要雨水花園的位置選在陽光充足至少無遮蔽之處"附近無陡坡之處如果雨水花園附近有陡坡,雨水對雨水花園的浸泡可能會導(dǎo)致山體滑坡"雨水花園一般來說雨水花園附近的斜坡應(yīng)小于巧%,這樣也可以減少修建時產(chǎn)生的土方量"如有特別需要的可以跟巖土地質(zhì)專家進行商榷"3.6.3雨水花園形態(tài)營造大小雨水花園最常出現(xiàn)的形態(tài)是尺寸較小并分布較為隨機,大小從幾十平米到幾公頃有有先例(圖3一28)"但據(jù)國外數(shù)據(jù)顯示,具有最佳的排水凈化系統(tǒng)的雨水花園通常為25平方米,面積較大時會由于水流滯緩容易發(fā)生局部堵塞"雨中花園的長寬的選擇:較一長面應(yīng)面對上坡,即雨花園的一長度應(yīng)垂直于斜坡"這樣,花園捕獲盡可能多的水"國外較多的經(jīng)驗是雨水花園應(yīng)約兩倍長(垂直于斜坡)"圖3一28不同尺度的雨水花園Fig.3一28Raingardenindifferentsizes深度一個典型的雨水花園是應(yīng)該是1cm至2cm深"如果雨水花園深度超過2cm,則可能由于深度較深對景觀上有較大影響,并對幼兒產(chǎn)生一定的危險性"如果雨水花園小于1cm,則可能會因為滲水體積的不足需要外接蓄水池"土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)對雨水花園的構(gòu)建也起著重要作用,為了防止滋生蚊蟲或不良氣味的產(chǎn)生,雨水下滲的時間一般為l至4小時"砂土(圖3一29)有助于使水直接滲入地下水,并有利用植物根和根莖穿透而將水帶入更下層,因而常用砂土來購置在雨水花園的下層"而粘土(圖3一3)滲水性和透氣性都較差,不適合作為雨水花園的基質(zhì)土壤"雨水花園設(shè)計研究初探圖3一29硬且容易碎裂的砂土Fig.3一29Sandy511feel幼ttyandcrumble圖3一3質(zhì)感平滑,橡皮泥般塑形的粘土Fig.3一3easilySie勺,smoothandeanbemoldedlikemodelingelay土壤基床是雨水花園雨水滯留凈化的重要組成部分,土壤的特性直接影響某些污染物質(zhì)的去除和雨水花園的滲水效率,土壤物理性能一般要求為粘性土質(zhì),滲透性為慢到中等為宜,土壤滲透率.25一l.scm小為宜"表3一3展示的是在不同降水條件下各類土質(zhì)的滲透效率,通過該表可以更清楚對雨水花園的土質(zhì)進行調(diào)整配搭"表3一3不同降水條件下各類土質(zhì)的滲透效率表(clll八1)Tab.3一3Differentrainfalleonditions,theeffieieneyofvarioust鄧esofsoilinfiltration(clll月1)平均降水量(mnl)自然土坡混凝土粘土砂土壤土2()186325144