小型花園生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計與施工
——以荷蘭 NITA 設(shè)計集團中國總部生態(tài)花園為例

文·圖 ◎ 劉波 季翔

小型花園生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計與施工
——以荷蘭 NITA 設(shè)計集團中國總部生態(tài)花園為例

文·圖 ◎ 劉波 季翔

真正意義上的雨水收集形成于 20 世紀(jì)90 年代，在美國馬里蘭州的喬治王子郡（Prince George'sCounty），一名地產(chǎn)開發(fā)商在建住宅區(qū)的時候有了一個新的想法，就是希望用一個生態(tài)滯留與吸收雨水的場地來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雨洪最優(yōu)管理系統(tǒng)（BMPs）。在該郡環(huán)境資源部的協(xié)助下，最終使雨水花園在薩默塞特地區(qū)被廣泛地建造使用。該區(qū)每一棟住宅都配建有30～40平方米的雨水收集場地。它的建造被證明是高效而又節(jié)約的。建成后對其進(jìn)行了數(shù)年的追蹤監(jiān)測，結(jié)果顯示雨水花園平均減少了 75%～80%地面雨水徑流量。此后，雨水收集的理念在世界各地被廣泛運用。

生態(tài)雨水收集系統(tǒng)能夠有效地去除徑流中的懸浮顆粒、有機污染物、重金屬離子以及病原體等有害物質(zhì)；通過合理的植物配置，凈化水體中的有害物質(zhì)；通過植物的蒸騰作用調(diào)節(jié)環(huán)境中空氣的濕度與溫度，改善小氣候環(huán)境；建造成本較低，且維護與管理簡單；與傳統(tǒng)的景觀相比，能夠給人以新的景觀感知與視覺感受。中國的雨水利用基本處于探索與研究階段，主要運用于大型市政示范工程和部分建筑屋面。如何將這個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)融入到100 平方米以下的花園中，在國內(nèi)案例少之又少。在小型雨水花園中最難的應(yīng)該是雨水過濾，因為花園的面積小，所以這個生態(tài)水池不會很大，如何合理地設(shè)計過濾結(jié)構(gòu)是整個生態(tài)水池的關(guān)鍵?；谶@種現(xiàn)實狀況，荷蘭 NITA 設(shè)計集團作為行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，承擔(dān)起推廣和實踐新型雨水收集系統(tǒng)的任務(wù)，在中國總部的花園設(shè)計和施工中進(jìn)行了有益的嘗試。

生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的組成和施工

蓄水系統(tǒng)、凈水系統(tǒng)、回用系統(tǒng)是組成生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的三大要素。從荷蘭NITA設(shè)計集團中國總部自行設(shè)計的成功案例，來了解小型生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)成和施工要點。

蓄水系統(tǒng) 在花園所有種植區(qū)域以及透水路面以下50厘米的深度敷設(shè)軟式透水管（圖1）。下雨時，雨水通過土壤以及透水路面向下滲透，由于滲透壓力的不同，大部分的雨水會滲透到就近的軟式透水管中，軟式透水管能有效地將泥土與雨水分離，再將收集來的雨水匯集到指定的雨水收集井中，得到雜質(zhì)較少的雨水。不僅如此，軟式透水管的敷設(shè)能夠收集所需要的雨水外，也是整個花園汛期的排水系統(tǒng)?？紤]到上海氣候濕潤，雨水豐富，故在收集蓄水池時，在設(shè)計常水位以上設(shè)置了溢水口，讓多余的雨水自動排入市政雨水管網(wǎng)，保證雨水較豐富的時候不會溢出。

凈水系統(tǒng) 凈水系統(tǒng)的特點是一個無污染、無能耗、多元化的緩慢過程。凈水系統(tǒng)的組成由物理凈水系統(tǒng)和生物凈水系統(tǒng)所組成。

1. 物理凈水系統(tǒng)的構(gòu)造（圖2）

（1）礦石過濾層：通過鋪設(shè)麥飯石、納米珠、火山巖，過濾水中不同的雜質(zhì)元素。

麥飯石：用當(dāng)今先進(jìn)的生物技術(shù)精細(xì)加工而成。該產(chǎn)品能釋放出多種對人體有益的微量元素并會吸附水中有害重金屬離子以及放射性元素和有機污染物，凈化飲用水質(zhì)。

納米珠：含多種礦物質(zhì)、微量元素，可快速吸附水中氨離子、亞硝酸，去除有毒物質(zhì)之功能，并可穩(wěn)定 PH 值，平衡營養(yǎng)水，具有強力凈化水質(zhì)之功能，也可以吸附硝化細(xì)菌凈化水質(zhì)。

火山巖具有活水、穩(wěn)水、吸附、硝化細(xì)菌培養(yǎng)的作用。

活水：火山巖可以使水中的離子活躍（主要是增加了氧離子的含量），并且可以輕微釋放a射線和紅外線。

穩(wěn)水：這里又包含了兩個部分，一方面PH的穩(wěn)定，它可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)過于酸或者過于堿的水自動調(diào)整到接近中性；另一方面礦物質(zhì)含量的穩(wěn)定，火山石有釋放礦物質(zhì)元素和吸收礦物質(zhì)元素的雙重特性，當(dāng)過少或過多的時候，它的釋放和吸附作用就會產(chǎn)生。

吸附：火山巖具有多孔，表面積大的特點，可以吸附水中的有害細(xì)菌和對生物體產(chǎn)生影響的重金屬離子如鉻、砷等，甚至包括一些水中殘留的氯。

硝化細(xì)菌的培養(yǎng)：火山巖的高表面積同樣是培養(yǎng)水中硝化細(xì)菌的良好溫床，并且其表面是正電荷有利于微生物固著生長，親水性強。

（2）土壤層：為栽植水生植物提供必要條件。

（3）無織布（隔絕層）：用透水布料將碎石層與土壤層分隔。水可以通過隔絕層滲透至碎石層，并排入下一個濾水池。

（4）碎石過濾層：為池底管材以外的區(qū)域填充，并且過濾大顆粒雜質(zhì)。是整個生態(tài)水池的結(jié)構(gòu)層、濾水層。

在物理凈水系統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計者不希望收集來的雨水只通過水池表面徑流產(chǎn)生的過濾效果來實現(xiàn)。這個凈水系統(tǒng)的周期運轉(zhuǎn)，更希望雨水在表面徑流的同時不通過任何外界能源幫助的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)垂直徑流，通過垂直徑流的雨水穿過不同的媒介，產(chǎn)生不同的凈化效果。因此，如圖3所示，通過碎石網(wǎng)使水面不斷抬高來控制水面高度，使水體在凈化系統(tǒng)中有一個復(fù)雜的徑流過程，從而產(chǎn)生更好的凈化效果。

2. 生物凈水系統(tǒng)

通過對水生植物和益生菌的培養(yǎng)，制造出可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境。水生植物對水體有著多元化的凈化作用。首先，水生植物根系發(fā)達(dá)，利于吸收水中的有害物質(zhì)，特別是對于凈化富營養(yǎng)化的水體有著明顯的效果。其次，水生植物能有效地吸附水體中的重金屬及懸浮顆粒物，凈化水質(zhì)。第三，水生植物的光合作用，為水體提供充足的養(yǎng)分，為生物的生存提供有利的環(huán)境。

池體表面的礦石過濾層不但可以過濾水中的雜質(zhì)，而且也為水中的有益菌提供了有效的生存環(huán)境。有益菌的生長，有效地抑制了水體富營養(yǎng)化的過程，保證水體的清澈。

3. 回用系統(tǒng)

凈水系統(tǒng)的體量大小完全取決于生態(tài)凈水系統(tǒng)的設(shè)計目的。荷蘭NITA設(shè)計集團中國總部生態(tài)凈水系統(tǒng)的目的在于為花園景觀水池補水。因為設(shè)計景觀水池水容積為5立方米，所以設(shè)計的生態(tài)凈水池水容積也應(yīng)該與景觀水池水容積相接近。如果生態(tài)凈水池太小，一次無法滿足景觀水池完全換水的水量；如果生態(tài)凈水池太大，有部分凈化過的雨水殘留在生態(tài)池中，起不到循環(huán)作用，容易使整個生態(tài)池的水質(zhì)受到影響。通過生態(tài)凈水系統(tǒng)14天為一個周期的凈化過程，為景觀水池補水提供充分的生態(tài)水資源。

結(jié)論

小型生態(tài)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計，是一個目的明確、成本低廉、功能齊全且可持續(xù)的專項設(shè)計，是未來庭院景觀、辦公空間景觀、小型設(shè)計綠地景觀的主要景觀設(shè)計元素之一，也是未來城市生態(tài)發(fā)展的方向。通過對小空間的生態(tài)景觀設(shè)計，逐步滲透到景觀設(shè)計的各個方面，成為未來打造綠色生態(tài)城市的重要元素。