低影響開(kāi)發(fā)低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)在城市公園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

低影響開(kāi)發(fā)低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)在城市公園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

國(guó)際雨洪管理始于1973年，1978年正式開(kāi)始舉辦“城市雨洪管理國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)”。低影響開(kāi)發(fā)(Lowimpactdevelopment,LID)是20世紀(jì)90年代末發(fā)展起的雨洪管理方法,它通過(guò)分散的小規(guī)模源頭控制來(lái)達(dá)到對(duì)暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制,使開(kāi)發(fā)地區(qū)盡量接近于自然的水文循環(huán)。與傳統(tǒng)的城市雨水處理方式核心——“排”字所不同的是,其核心主要體現(xiàn)在“截污、減排、滯留、利用、生態(tài)”等關(guān)鍵詞上。作為最新的雨洪管理策略,LID在美國(guó)、澳大利亞、日本和歐洲等地發(fā)展迅速,不斷涌現(xiàn)出了眾多優(yōu)秀案例,如:美國(guó)西雅圖的HighPoint住宅區(qū)、波特蘭會(huì)展中心雨水花園;德國(guó)柏林Potsdamer廣場(chǎng)、漢諾威市康斯伯格生態(tài)城區(qū)、奧斯菲爾德恩的沙毫塞爾公園等。我國(guó)學(xué)術(shù)界對(duì)于雨洪管理的研究開(kāi)始于20世紀(jì)90年代?，F(xiàn)今,各大城市都已相繼展開(kāi)雨洪管理的相關(guān)實(shí)踐,典型案例有:北京中關(guān)村生命科學(xué)園中央水體規(guī)劃設(shè)計(jì)、北京奧林匹克公園、杭州蔣村西溪里小區(qū)雨水水環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)、成都萬(wàn)科雙水岸雨洪控制利用水環(huán)境設(shè)計(jì)等。整體看來(lái),LID在我國(guó)仍舊處于起步探索階段,在與城市景觀的有效結(jié)合上還有較大空間,有待建筑、規(guī)劃、景觀、市政、環(huán)境、水利等專業(yè)人員的多視角研究與推動(dòng)。作為城市建成環(huán)境中最大的綠色生態(tài)系統(tǒng),城市公園是LID的主要載體。公園的水系統(tǒng)包括給水和排水兩大系統(tǒng)。長(zhǎng)期以來(lái),給水系統(tǒng)負(fù)責(zé)向公園供水,滿足其服務(wù)設(shè)施、綠化養(yǎng)護(hù)和景觀水體的用水需要;排水系統(tǒng)負(fù)責(zé)將服務(wù)設(shè)施產(chǎn)生的污水和雨水排出公園。這樣的給排水模式使得具有較高利用價(jià)值的雨水直接排放造成暴雨季市政排水壓力的同時(shí),大量的自來(lái)水、中水補(bǔ)給造成了城市水資源的大量消耗。如何節(jié)約用水已經(jīng)成為城市公園建設(shè)管理中的一個(gè)突出的問(wèn)題。如能將LID作為設(shè)計(jì)指導(dǎo),不僅可以節(jié)約造價(jià)昂貴的市政雨水管道設(shè)施;同時(shí)還可以補(bǔ)給地下水源、儲(chǔ)存后用來(lái)雨水澆灌園林植物及營(yíng)造人工水景等,達(dá)到節(jié)約水資源以及恢復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)的目的。1影響技術(shù)創(chuàng)新的主要應(yīng)用模式選取如下四種適用于城市公園的低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)應(yīng)用模式進(jìn)行詳細(xì)介紹:可滲透路面、植草溝、雨水花園、儲(chǔ)水人工濕地。1.1多孔材料的鋪設(shè)為多孔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)可滲透路面可有效降低不透水面積、增強(qiáng)雨水滲透,對(duì)溶解性和顆粒污染物都有較好的去除效果。它由均勻的碎石床構(gòu)成基礎(chǔ),表面由多孔瀝青、多孔混凝土或水泥孔磚、塑料網(wǎng)格磚等各種多孔結(jié)構(gòu)的材料鋪設(shè)。這些鋪面材料使用效果各不相同,不同的材料組合、色彩搭配、鋪設(shè)方式變換都能產(chǎn)生獨(dú)特、多樣的藝術(shù)場(chǎng)景,景觀設(shè)計(jì)中可根據(jù)場(chǎng)地特征進(jìn)行搭配。在使用過(guò)程中,對(duì)于透水瀝青/混凝土路面的堵塞問(wèn)題,可使用真空吸引器定期清除,或通過(guò)更換填充物來(lái)進(jìn)一步提高滲透率。1.2雨洪徑流ss植草溝一般沿道路、廣場(chǎng)、商業(yè)/工業(yè)園區(qū)和公園布置,也可作為連接不同徑流管理節(jié)點(diǎn)的紐帶,它可以傳送雨水、促進(jìn)下滲、減少?gòu)搅魉坎⑦^(guò)濾掉雨水徑流中93%以上SS和部分其它類型的污染物,是一種經(jīng)濟(jì)的替代常規(guī)雨水管道的疏導(dǎo)雨洪徑流設(shè)施。具有造價(jià)低、環(huán)境適應(yīng)性好、設(shè)計(jì)變通性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在具有緩坡的小型排水區(qū)域效果更佳。根據(jù)雨洪徑流在其中的傳輸方式,常分為干、濕兩種。濕植草溝(圖1)利用停留時(shí)間、土壤下滲和自然生長(zhǎng)力來(lái)減少洪峰流量排放,并在雨水進(jìn)入下游之前將其處理。相比而言,干植草溝(圖2)則可以從質(zhì)和量上提高雨洪滲透力,泄洪和除污能力更強(qiáng)。1.3園林景觀設(shè)計(jì)雨水花園利用花園的形式來(lái)吸收一部分由暴雨帶來(lái)的降水并過(guò)濾掉污染物質(zhì),它通過(guò)入水口導(dǎo)入雨水徑流進(jìn)入生物滯留區(qū),由土壤、微生物、植物的一系列生物、物理、化學(xué)過(guò)程實(shí)現(xiàn)雨洪滯留和水質(zhì)處理。視實(shí)地情況,還可設(shè)置溢出口或鋪設(shè)底層導(dǎo)水設(shè)施和暗溝等。具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)依據(jù)城市公園所在地的土壤類型、環(huán)境狀況和土地利用方式確定。一般設(shè)置于停車(chē)場(chǎng)、道路邊、小廣場(chǎng)等活動(dòng)場(chǎng)地或公園管理處附近排水良好的土壤中,距離建筑基礎(chǔ)至少2.5m,遠(yuǎn)離供水系統(tǒng)或水井周邊,且處于陽(yáng)面。為提高雨水花園的觀賞性,可考慮結(jié)合其他園林要素進(jìn)行設(shè)計(jì),如當(dāng)?shù)氐氖^,裝飾用的圍欄、小徑、座椅等,給雨水花園營(yíng)造更加整潔和美麗的外觀。作為公園景觀的一部分,雨水花園在植物選配上應(yīng)綜合考慮植物的姿態(tài)、色彩、質(zhì)感、花期及植株大小,以本土植物為主,選用既耐旱又能耐短暫水濕且根系較發(fā)達(dá)的植物,還應(yīng)選擇部分香花性植物,以吸引昆蟲(chóng)等生物。雨水花園建議植物見(jiàn)表1。1.4水量不大,工藝簡(jiǎn)單,適用受儲(chǔ)水人工濕地基本形態(tài)是一個(gè)連續(xù)的水塘或淺水濕地(平面布置圖3、剖面圖4),主要由前池、中池和后池三部分組成,它們各自的功能分別為沉淀、凈化及儲(chǔ)水(考慮到水體凈化功能的滿足及景觀營(yíng)造的需求,中池占的面積百分比最大,為50%,前池、后池分別占20%與30%),具有緩沖容量大、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn),適用于處理水量不大并有一定管理水平的城市公園。儲(chǔ)水人工濕地在公園水系統(tǒng)中主要承擔(dān)三個(gè)方面的功能:將收集的雨水進(jìn)行儲(chǔ)存、進(jìn)一步凈化和全園水系調(diào)蓄。雨季,公園雨水匯集至此,通過(guò)進(jìn)水口、分割堰的過(guò)濾、前池(沉淀池)的沉淀、中池(人工濕地)的凈化,最終流入儲(chǔ)水池進(jìn)行存儲(chǔ)并作為公園景觀用水的補(bǔ)給水源。植物選擇上盡量以當(dāng)?shù)靥烊粷竦刂参餅橹?挑選凈化能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、年生長(zhǎng)期長(zhǎng)、抗逆性相仿、生長(zhǎng)量小、便于管理的水生植物。儲(chǔ)水人工濕地建議植物見(jiàn)表2。儲(chǔ)水人工濕地在使用過(guò)程中要注意雨水侵蝕和沉積物控制,可利用一些碎木屑、卵石等物覆蓋在地表之上控制水土流失,同時(shí)通過(guò)分散、延長(zhǎng)徑流排泄通道以最大控制沉積物,此外,還可以在各進(jìn)、出水口設(shè)置石料、攔網(wǎng)或植被緩沖區(qū)等以進(jìn)一步控制沉積物。儲(chǔ)水人工濕地由于具有調(diào)蓄水量的作用,水位控制是需要景觀設(shè)計(jì)師著重考慮的因素,水量平衡計(jì)算必不可少,并依此確定儲(chǔ)水人工濕地的面積大小。2低影響技術(shù)在城市公園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.1儲(chǔ)水人工濕地的組合應(yīng)用在城市公園的景觀設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)將上述技術(shù)與公園景觀統(tǒng)籌考慮,通過(guò)景觀修飾的組合應(yīng)用,營(yíng)造具有生態(tài)節(jié)水功能的視覺(jué)美感場(chǎng)所。相關(guān)技術(shù)在城市公園設(shè)計(jì)中的組合應(yīng)用方式如下:參考場(chǎng)地地形標(biāo)高及分區(qū),將儲(chǔ)水人工濕地設(shè)置于全園標(biāo)高最低處(如公園有湖,可結(jié)合設(shè)置,但前、中、后池面積比例分配需依實(shí)際情況重新調(diào)配),根據(jù)需要在各區(qū)分布適量雨水花園,硬質(zhì)上盡量使用可滲透\漏鋪面,通過(guò)植草溝將這三者進(jìn)行連接。雨水降落后一部分滲入地下,一部分就近排入植草溝并匯入各區(qū)雨水花園,多余的雨水繼續(xù)順著植草溝匯入全園最低處——儲(chǔ)水人工濕地,為公園景觀用水進(jìn)行水源儲(chǔ)備(圖5、圖6)。2.2關(guān)容量和尺寸的估算步驟將上述技術(shù)組合應(yīng)用,且能夠最大程度的進(jìn)行地表徑流資源實(shí)現(xiàn)的前提條件是城市公園的水量平衡分析。相關(guān)容量和尺寸的估算步驟如下:一、確定城市公園可收集的年雨水總量;二、確定公園年景觀用水總量(包括植被澆灌、噴泉和其它水景等);三、對(duì)儲(chǔ)水人工濕地的年滲漏量、蒸發(fā)進(jìn)行估算;四、根據(jù)儲(chǔ)水人工濕地的年滲漏量、蒸發(fā)量、公園雨水收集總量、公園設(shè)計(jì)年補(bǔ)水量和公園景觀用水總量確定儲(chǔ)水人工濕地的面積。2.2.1公園年度雨水收集總額1.降水量估算的一般法參考PeteMelby在《可持續(xù)性景觀設(shè)計(jì)技術(shù)》一書(shū)中提供的估算法則,平均降水量為1厘米的降雨落在100平方米的表面所得的水量是960升,40升考慮為不可預(yù)計(jì)的損失量,即通常情況下,可將不可預(yù)計(jì)的損失量按照4%進(jìn)行估算。2.面積面積—公式公園年雨水收集總量=公園地表徑流系數(shù)*設(shè)計(jì)降雨量*公園總面積*估算法則(96%)(公園地表的徑流系數(shù)一般為0.1-0.2,設(shè)計(jì)降雨量以五年一遇的暴雨徑流計(jì)算。)以上公式只在一定假設(shè)下成立,即公園只管理了自身接受的雨水。2.2.2設(shè)計(jì)年補(bǔ)水量、濕地滲流量、年蒸發(fā)量假設(shè)理想狀態(tài)下,全年雨水分布均衡,徑流的雨水全部匯入儲(chǔ)水人工濕地,存儲(chǔ)的雨水加上設(shè)計(jì)年補(bǔ)水量剛好滿足公園景觀用水的年需求量,則:設(shè)計(jì)年補(bǔ)水量+公園年雨水收集總量=儲(chǔ)水人工濕地年滲透量+儲(chǔ)水人工濕地年蒸發(fā)量+公園景觀用水年需求量?jī)?chǔ)水人工濕地面積=(設(shè)計(jì)年補(bǔ)水量+公園年雨水收集總量-公園景觀用水年需求量)/(儲(chǔ)水人工濕地年單位滲透量+儲(chǔ)水人工濕地年單位蒸發(fā)量+儲(chǔ)水人工濕地設(shè)計(jì)水深)3城市地下水的利用低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)在公園設(shè)計(jì)中的組合應(yīng)用,充分發(fā)揮了雨水的再利用價(jià)值,能在一定程度上緩解污水處理廠對(duì)雨水徑流的處理和自來(lái)水/中水的供水壓力,此外,滲透性的構(gòu)造既豐富了城市公園的景觀效果,又對(duì)城市地下水進(jìn)行了補(bǔ)注。這種根據(jù)場(chǎng)地特征選擇相應(yīng)的LID技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法,可逐步推廣到建筑單體、居住區(qū)、道路和其它類型的公共綠地中,實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展與環(huán)保的雙贏。在實(shí)際應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題如下:1、滿足公園觀賞特性除了上文中提到的水量平衡分析外,這四種LID技術(shù)在公園中的組合應(yīng)用,還應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況制定相應(yīng)的雨季泄洪、旱季補(bǔ)水和水質(zhì)保障措施,以滿足公園水景的觀賞特