那些一提景觀就經(jīng)常聽到的“雨水花園”、“海綿城市”等看似高深的名詞,背后往往是常見但容易被我們忽略的細(xì)節(jié)和技法,所以這一系列將向大家重點(diǎn)介紹景觀中常見又簡便易懂的技術(shù)。可以幫助大家快速補(bǔ)充必要的景觀基礎(chǔ)知識。

簡單說,景觀是基于對土地的研究,建立在規(guī)劃/建筑/生態(tài)學(xué)等的理論基礎(chǔ)之上,去協(xié)調(diào)自然環(huán)境與人居環(huán)境的學(xué)科。

而景觀生態(tài)學(xué)作為景觀學(xué)最重要的基本理論之一,宏觀來看為我們提供了大格局的規(guī)劃原則,從細(xì)微處講,又是我們進(jìn)行細(xì)節(jié)開發(fā)的技術(shù)依據(jù)。所以,該系列的文章將分成兩個(gè)主要方向——自然生態(tài)景觀技術(shù)&人文生態(tài)景觀技術(shù)。

自然生態(tài)技術(shù)將分成7個(gè)類別,主要針對常見的生態(tài)問題講解相對應(yīng)的解決策略,包括雨洪管理,熱島效應(yīng),垃圾處理,污染治理,人工河道與水庫,工業(yè)遺址再利用,及其他領(lǐng)域的交叉與應(yīng)用。

人文生態(tài)技術(shù)中將提到古村落的修復(fù)與保護(hù),歷史遺跡的再利用,生態(tài)旅游的經(jīng)營手段等3個(gè)主要話題。

第一季,我們將從自然生態(tài)方向入手,為大家解讀其中非常重要的一環(huán)——雨洪管理措施。

01- 雨洪管理的“昨天”與“今天” -

“水”作為人類懶以生存的基本元素,從公元前6世紀(jì)的古羅馬大型水運(yùn)輸通道,到古巴比倫空中花園的精妙供水系統(tǒng),人們一直嘗試著通過不同的手法干預(yù)自然,開渠引水,克服艱苦的自然環(huán)境,也創(chuàng)造了許多令人驚嘆的景觀。

但隨著到現(xiàn)在城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,大面積的硬質(zhì)鋪裝代替了荒原與野草,筆直的城市漕運(yùn)河道代替了蜿蜒的自然河流,隨之而來的是暴雨侵襲/城市內(nèi)澇/地下水緊缺/水源污染/供水補(bǔ)給不足等問題的出現(xiàn)。

針對城市中的雨水問題,其實(shí)早在3000BC(Burian & Edwards, 2002) 開始,就已經(jīng)引起了大量規(guī)劃師/景觀設(shè)計(jì)師/建筑設(shè)計(jì)師們的關(guān)注,并通過不斷的調(diào)研與實(shí)驗(yàn),提出了應(yīng)對不同雨洪問題的管理措施。

可是如今一提到雨洪問題,大多數(shù)同學(xué)都覺得雨水花園就是等同于雨洪管理措施,是解決城市內(nèi)澇現(xiàn)象的唯一方式,而忽略了解決雨洪問題其實(shí)完全可以用更多元的手段。

其實(shí),雨水花園只是雨洪管理的其中一種手段,除此之外還有生態(tài)植草溝(grass swale/bio swale),蓄滯池(detention basin/retention basin),人工濕地(wetland),濾層排水(filter drains)等生態(tài)技術(shù),它們都可以滿足緩解瞬時(shí)暴雨、凈化地表徑流水質(zhì)、為動(dòng)物提供生態(tài)棲息地的需求。

這些生物技術(shù)共同構(gòu)成了(城市)雨洪管理體系,從源頭/運(yùn)輸/排滯/終點(diǎn)等階段分別進(jìn)行處理,并進(jìn)行循環(huán)再利用,以達(dá)到合理利用水資源的目的。

各國家針對雨洪安全分別提出了相應(yīng)的術(shù)語和設(shè)計(jì)規(guī)范,曾經(jīng)的很多名詞和政策都對當(dāng)今的雨洪管理措施產(chǎn)生了巨大的影響。

美國首先提出了最優(yōu)管理措施BMP(Best Management Practice),并在1999年提出了低影響開發(fā)模式LID(Low Impact Development )——這也是海綿城市的另一個(gè)名字。

1996年,美國首先在波特蘭嘗試了大尺度的生態(tài)草溝系統(tǒng)設(shè)計(jì),在城市雨水排入Willamette河之前利用植草溝減少了50%的徑流污染。

波特蘭作為較早應(yīng)用雨水管理系統(tǒng)的城市,從1990s開始大量的公路和社區(qū)中都設(shè)置了完整的生態(tài)排水體系[1],草溝作為BGI(Blue-Green Infrastructure)的較小構(gòu)成單元,通過對雨水的初步收集和過濾,以減緩城市中大面積硬質(zhì)鋪裝所造成的雨水排放壓力。

英國在1997由JimConlin在BMP系統(tǒng)基礎(chǔ)上提出了針對暴雨管理(stormwater management)的SUDS系統(tǒng),并從2003年開始,在蘇格蘭大部分新建設(shè)的城市開發(fā)項(xiàng)目中強(qiáng)制實(shí)施。

02- 高效雨洪問題處理設(shè)施—生態(tài)植草溝 -

生態(tài)植草溝(又叫植被淺溝/生物溝,以下簡稱植草溝),是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統(tǒng),主要用于雨水前期處理、雨水運(yùn)輸,用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溝渠排水系統(tǒng)[2]。

相較于排水體積一定的傳統(tǒng)排水模式,植草溝能夠通過植被的滯留/過濾/吸附功能,減緩徑流流速,去除徑流中的污染物,利用彈性的排蓄空間降低雨水對城市排水造成的壓力和污染。

生態(tài)草溝的概念經(jīng)常被誤解成雨水花園,生態(tài)草溝是由草坡或者自然的坡度引流雨水并加以過濾。簡單來說,生態(tài)植草溝更加針對于雨洪處理的收集與運(yùn)輸階段,它可以是雨水花園的輸入與輸出通道。其設(shè)計(jì)既要滿足生態(tài)排水的技術(shù)要求,又要滿足公眾審美的美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

植草溝可以按照地表徑流流入的方式,進(jìn)一步劃分為3種類型:標(biāo)準(zhǔn)傳輸型植草溝,干植草溝,和濕植草溝[3]。

植草溝的主要作用是去除地表徑流中的污染物,在華盛頓長度為60m的植草溝實(shí)驗(yàn)中,對于SS去除率可達(dá)60%,碳?xì)浠衔锶コ士蛇_(dá)75%,金屬污染物去除率可達(dá)67%,也就是說,大部分污染物可在60-75m的距離中去除[4]。

此外,植草溝又經(jīng)常被設(shè)置在大面積的硬質(zhì)鋪裝邊,如高速公路、步行道路和停車場等,用以快速疏散聚集的雨水。

在Shandas(2015)的研究中還指出[5],擁有生態(tài)草溝的社區(qū)居民對于環(huán)境的滿意度更高,社區(qū)變得更適宜步行,也能夠通過社區(qū)性的維護(hù)活動(dòng)拉近鄰里距離,促進(jìn)社區(qū)認(rèn)同感的營造。

 03- 植草溝的常見結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要領(lǐng) -

植草溝能高效緩解雨洪排蓄,又能處理徑流污染,同時(shí)它的結(jié)構(gòu)簡單,占地面積小,容易維護(hù),所以植草溝是可以大量在城市景觀設(shè)計(jì)中被復(fù)制的生態(tài)技術(shù)。

植草溝的設(shè)計(jì)原則,首先要滿足排水的需求,其次是其觀賞價(jià)值,在植草溝的設(shè)計(jì)中尤其要注意以下幾點(diǎn):

(1)斷面缺口

為了避免路面積水,植草溝通過斷面的缺口設(shè)計(jì)將雨水快速導(dǎo)入其中,常見的做法是將其直接與街道景觀結(jié)合,作為分割機(jī)動(dòng)車與步行道路之間的綠化帶,同時(shí)利用植物對機(jī)動(dòng)車路面的污染(油污、顆粒物等)進(jìn)行過濾和沉淀。

NE Siskiyou Green Street作為波特蘭比較著名的綠色街道,曾在2007年獲得了ASLA專業(yè)組的通用設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。該設(shè)計(jì)將原有街道的社區(qū)停車空間改建為生態(tài)草溝,創(chuàng)造了利于步行的步道體系,同時(shí)緩解了該地區(qū)經(jīng)年的暴雨積水問題。

(2)彈性的儲(chǔ)水空間

相較于人工溝渠式的草溝,自然草溝能夠提供更大的彈性空間,草坡的滲透率更有利于雨水的快速下滲和導(dǎo)流,草坡面積越大越能更好地凈化水體。

但要注意一點(diǎn),在植草溝設(shè)計(jì)中需要結(jié)合場地本身的空間限制條件選擇適合的做法,以便達(dá)產(chǎn)生最大生態(tài)效益。比如,利用缺口形成的人工草溝更加節(jié)省空間,同時(shí)植物種類更豐富,能夠提供多樣化的棲息空間。

(3)系統(tǒng)性排水網(wǎng)絡(luò)

植草溝的設(shè)計(jì)往往不是單獨(dú)存在的,而是依存于完整的排水體系。由于植草溝的儲(chǔ)水能力有限,所以收集的雨水需要快速地排入儲(chǔ)存能力更強(qiáng)的雨水管理設(shè)施,如蓄水池,雨水花園等。

因此在設(shè)計(jì)中,除了需要考慮每一段草溝之間的鏈接以外,還需要完善植草溝與其他雨洪設(shè)施之間的配合。

(4)季節(jié)性景觀

雨洪管理的措施都會(huì)涉及到季節(jié)性的設(shè)計(jì)問題,當(dāng)有暴雨產(chǎn)生的時(shí)候,我們需要考慮植物是否適應(yīng)有水的環(huán)境,水流是否會(huì)形成具有觀賞價(jià)值的景觀等。

同時(shí)也需要考慮,在旱季的時(shí)候,沒有了水元素,草溝只是作為一般性的景觀元素存在時(shí),是否也具有欣賞性。

(5)關(guān)于植物種類的選擇

植物在植草溝的設(shè)計(jì)中扮演著重要的角色,其種類的選擇能夠直接影響植草溝的生態(tài)效益:

1. 植物根莖能夠減緩水流的速度,使徑流中的固體顆粒逐漸沉淀。

2. 通過植物根系與土壤的作用,吸收徑流中的營養(yǎng)物質(zhì)(氮磷鉀和部分金屬元素),并為微生物提供了良好的棲息場所,加強(qiáng)污染元素的吸收與沉淀。

3. 多樣性的植物組合,能夠?yàn)槌鞘兄械膭?dòng)物提供小型的棲息地。

4. 結(jié)合周邊環(huán)境,提供美學(xué)價(jià)值。

04- 總結(jié)與啟發(fā) -

綜上所述,植草溝作為雨洪管理措施中較小的構(gòu)成單元,經(jīng)常在生活中被大家忽略。但植草溝具有較強(qiáng)的凈化能力和疏導(dǎo)能力。

同時(shí),植草溝具有占地小,好維護(hù)等優(yōu)勢,也讓其越來越多地出現(xiàn)在社區(qū)街道,停車場等場所。幫助形成綠色街道(Green Street)體系和綠色基礎(chǔ)設(shè)施(Green Infrastructure)等緩解城市雨洪壓力的生態(tài)措施。

同學(xué)們在景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,如遇到城市雨洪問題,可以思考和利用今天講到的植草溝設(shè)計(jì),更好地形成系統(tǒng)性的雨洪管理模式;在大尺度的場地設(shè)計(jì)中,也可以應(yīng)用植草溝設(shè)計(jì),作為具有生態(tài)效益的技術(shù)節(jié)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)表達(dá)。