城市雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀設(shè)計(jì)
——以延慶創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)為例

劉東云 邵韋平 李淦 呂娟 王詩鑫 / LIU Dongyun, SHAO Weiping, LI Gan, LV Juan, WANG Shixin

1 引言

隨著我國(guó)城市化的進(jìn)程，我們開始全面考察全球化時(shí)代所面臨的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境方面的問題。在城市雨水基礎(chǔ)設(shè)施方面，頻發(fā)的城市水環(huán)境危機(jī)已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)發(fā)展模式提出質(zhì)疑。構(gòu)建安全、可持續(xù)、符合城市長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)的城市雨水基礎(chǔ)設(shè)施，尋求以知識(shí)、技術(shù)和領(lǐng)導(dǎo)力為依托的城市發(fā)展道路已成為城市發(fā)展迫切需要解決的重大策略問題。

2 基礎(chǔ)設(shè)施景觀

城市基礎(chǔ)設(shè)施是城市生存和發(fā)展所必須具備的工程性基礎(chǔ)設(shè)施和社會(huì)性基礎(chǔ)設(shè)施的總稱①。常見的城市基礎(chǔ)設(shè)施分為3類：一類是確保工業(yè)化經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)作的“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”，如城市道路、橋梁、鐵路、市政管線、污水處理廠、垃圾處理廠等；其次是為城市居民提供新鮮空氣、食物、體育、游憩、安全庇護(hù)以及審美等生態(tài)服務(wù)的“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”，如城市綠地系統(tǒng)、農(nóng)林系統(tǒng)、自然保護(hù)地系統(tǒng)等；第三類是社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施，如教育、科技、醫(yī)療衛(wèi)生、體育、文化等社會(huì)事業(yè)。

基礎(chǔ)設(shè)施景觀（Landscape of Infrastructure）是將城市基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行和自然生態(tài)過程、城市公共生活需求結(jié)合并作為重要的公共景觀，以在圍繞城市發(fā)展、城市公共政策、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展等議題的爭(zhēng)論中發(fā)揮更大的作用（Waldheim，Charles，2006）。基礎(chǔ)設(shè)施景觀是在景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域與傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域間尋找契合點(diǎn)，對(duì)未來景觀的發(fā)展方向和內(nèi)容進(jìn)行有意義的拓展。

2.1 多學(xué)科性

基礎(chǔ)設(shè)施景觀首先強(qiáng)調(diào)當(dāng)代城市基礎(chǔ)設(shè)施不再是單純的技術(shù)問題，它綜合了傳統(tǒng)的市政工程學(xué)、景觀設(shè)計(jì)學(xué)、建筑學(xué)和城市設(shè)計(jì)學(xué)，并融入生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、城市經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的原理，在城市公共領(lǐng)域積極尋求融合自然生態(tài)、社會(huì)功能和基礎(chǔ)設(shè)施功能的新型景觀。

圖2 園區(qū)雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀設(shè)計(jì)原則

2.2 系統(tǒng)性

系統(tǒng)的概念由貝塔朗菲（Ludwig von Bertalanffy）最先提出，指由協(xié)同完成某個(gè)任務(wù)的相關(guān)組成部分的整體②。基于系統(tǒng)原理，城市基礎(chǔ)設(shè)施景觀化將復(fù)雜的城市公共環(huán)境分解成若干相互耦合的系統(tǒng)要素，通過各專業(yè)和領(lǐng)域的共同參與，依賴多元整合的組織形式，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

2.3 多目標(biāo)性

基礎(chǔ)設(shè)施景觀不僅是對(duì)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施單一功能和技術(shù)化模式的反思，它更致力于將城市基礎(chǔ)設(shè)施作為首要的規(guī)范秩序，并放在大都市環(huán)境和政治、經(jīng)濟(jì)約束中來考慮，從而形成城市形態(tài)發(fā)展和演變的框架和城市多功能的載體。

3 雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀

作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，雨水基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于城市的健康發(fā)展起著非常重要的作用。自1990年代以來，發(fā)達(dá)國(guó)家首先意識(shí)到城市發(fā)展中的雨洪問題，逐漸形成系統(tǒng)的雨洪管理方法。美國(guó)低影響開發(fā)理論（Low Impact Development，LID）和基于微觀尺度景觀控制的最佳管理實(shí)踐（Best Management Practices，BMPs），模擬自然水文狀態(tài)并維持自然水文過程，以分散式小規(guī)模措施對(duì)雨洪進(jìn)行管理；澳大利亞的水敏感性城市設(shè)計(jì)（Water Sensitive Urban Design，WSUD），強(qiáng)調(diào)通過城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)的整體分析方法將雨洪管理、供水和污水管理一體化，減少對(duì)自然水循環(huán)的負(fù)面影響并保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的健康；英國(guó)的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)（Sustainable Urban Drainage System，SUDS），由傳統(tǒng)的以“排放”為核心的排水系統(tǒng)上升到維持良性水循環(huán)的可持續(xù)排水系統(tǒng)，綜合考慮城市環(huán)境中水質(zhì)、水量和地表水舒適宜人的娛樂游憩價(jià)值（車伍 等，2009；張偉 等，2011；王思思 等，2014）。

城市街道是展示城市形象和城市景觀的核心，其中的雨水基礎(chǔ)設(shè)施承載著雨水收集與排放的功能。城市雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不僅要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的城市雨洪管理，減少洪澇災(zāi)害帶來的危害，維持城市良性的水循環(huán)體系；還應(yīng)該超越單一市政工程設(shè)施的界限，將其作為一種未被完全開發(fā)的城市公共空間資源進(jìn)行重新定位，在城市的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

4 延慶創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀設(shè)計(jì)

4.1 園區(qū)概況

延慶創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)西距縣城2km，規(guī)劃總用地面積21.02萬m2，總建筑面積約14.5萬m2，按照全程綠色設(shè)計(jì)的原則，著力打造集創(chuàng)作、培訓(xùn)、科研、成果展示、文化交流于一體的文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)聚落，并成為北京市創(chuàng)新型生態(tài)環(huán)保園區(qū)的典范（圖1）。園區(qū)所在地延慶多年平均降水量為493mm，降水量年內(nèi)分布不均，6～8月份降水量占全年總降水量的72%，屬水資源缺乏型城市。園區(qū)周邊無市政排水條件，場(chǎng)地內(nèi)地勢(shì)北高南低，雨水沿地勢(shì)排入南側(cè)媯河。媯河為城市二級(jí)保護(hù)區(qū)。

圖3 園區(qū)道路布置平面

圖4 市政路和非市政路剖面

圖5 雨水基礎(chǔ)設(shè)施綜合技術(shù)方案

圖6 雨水自然循環(huán)過程

4.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

如前文所述，傳統(tǒng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在滿足高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的同時(shí)，正變得越來越工程化。創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀設(shè)計(jì)摒棄了以排放為單一目標(biāo)的傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)建設(shè)模式，在遵循場(chǎng)地、生態(tài)、社會(huì)、過程和技術(shù)等方面質(zhì)量控制的原則下，力圖構(gòu)建城市良性水文循環(huán)體系，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的生態(tài)園區(qū)建設(shè)目標(biāo)，并增強(qiáng)園區(qū)活力（圖2）。

4.3 技術(shù)方案

4.3.1 街道布局和剖面設(shè)計(jì)

按照?qǐng)@區(qū)總體規(guī)劃，園區(qū)道路體系共分為兩級(jí)：市政路和非市政路。市政路寬15m，采用“三縱一橫”布局形式，南北向3條，東西向1條。其中南北向道路均與媯河垂直，以獲得最佳視角，東西向市政路將南北向市政路串聯(lián)起來。市政路雙向2車道寬7.5m，道路橫坡1.5%；兩側(cè)綠化帶1.75m，人行道寬2m。非市政路寬9m，車行道單向?qū)?m，道路橫坡為單坡1.5%，兩側(cè)人行道各寬2m （圖3、4）。

4.3.2 雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀綜合技術(shù)

在缺少行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的情況下，景觀設(shè)計(jì)師利用一切可能的條件，規(guī)劃設(shè)計(jì)了一套完整的雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀綜合技術(shù)（圖5），實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。

根據(jù)該技術(shù)方案，按照最大限度減少雨水排放的原則，設(shè)計(jì)師充分利用綠地及人行道使雨水盡可能地滯留下滲。人行道設(shè)計(jì)為透水混凝土材質(zhì)，綠化帶設(shè)計(jì)為下凹式，低于道路5～10cm。地表雨水先就近排入下凹綠地，并通過滲排一體化系統(tǒng)就地下滲；多余的雨水溢流至雨水暗溝，通過主路上的雨水管排入雨水花園，實(shí)現(xiàn)最大程度的滯留。雨水經(jīng)過滲透、溢流和物理凈化后，最終溢流排入媯河（圖6）。

雨水排放總量按照暴雨強(qiáng)度公式：

其中：t—降雨歷時(shí)，min ；P—設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，y ；qj—設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度，L/s·hm2。

設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為5年，綜合徑流系數(shù)取0.5，園區(qū)雨水排放總量約為4 219.7L/s。根據(jù)計(jì)算，道路兩側(cè)設(shè)置寬400mm的雨水暗溝，滲排一體化系統(tǒng)按照道路雨水口密度設(shè)置在下凹綠地中。

圖7 市政路雨水基礎(chǔ)設(shè)施剖透視

圖8 非市政路雨水基礎(chǔ)設(shè)施剖透視

圖9 雨水花園

通常街道上的行道樹被種植在獨(dú)立的種植池內(nèi)。在本項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)師將市政路的樹池精心分組，每組連在一起形成帶狀下凹綠地，設(shè)置雨水收集口，讓車行區(qū)域的雨水通過道路橫坡匯集到下凹綠地內(nèi)。雨水在下凹綠地中滯留、沉淀并被植物和碎石凈化后下滲，余量溢流進(jìn)入雨水暗溝。非市政路由于沒有行道樹，景觀設(shè)計(jì)師創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了雙道牙，雙道牙之間填充碎石，碎石內(nèi)設(shè)置滲排水管。雨水在滲入地下的同時(shí)，多余的雨水經(jīng)滲排水管排入市政路下的雨水暗溝。非車行區(qū)域均采用透水混凝土鋪裝，雨水能快速滲入地下（圖7、8）。所有道路除柏油路面和道牙、水池等收邊外，其余均為透水區(qū)域。

下凹綠地豎向設(shè)計(jì)要求比車行道低，以匯集路面雨水，減少地面雨水徑流量；地被植物不僅耐水濕，植物、沙石的綜合作用還能夠去除徑流中的部分懸浮顆粒和污染物等有害物質(zhì)。合理的植物配置，同時(shí)為昆蟲提供良好的棲息環(huán)境，植物的蒸騰作用還可以調(diào)節(jié)街道景觀中空氣的濕度與溫度，改善局部小氣候環(huán)境。

園區(qū)部分雨水滲入地下，多余的雨水溢流進(jìn)入雨水暗溝。由于場(chǎng)地北高南低，本項(xiàng)目在南側(cè)設(shè)置第2層匯水區(qū)——雨水花園，以消納雨水暗溝收集的雨水，在進(jìn)一步滯留、下滲回灌的同時(shí)，多余的地表雨水被雨水花園凈化后排入媯河。雨水花園的規(guī)模大小不等，按照5層構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)。最上層是為暴雨提供的暫時(shí)儲(chǔ)存空間，雨水中的部分沉淀物在該層沉淀；往下是樹皮覆蓋層，樹皮幫助保持土壤濕度，避免表層土壤板結(jié)而造成滲透性能降低，從而在樹皮土壤界面上營(yíng)造了一個(gè)微生物生長(zhǎng)和降解的環(huán)境；第3層是種植土層，采用滲透系數(shù)較大的砂質(zhì)土壤，為植物根系吸附以及微生物降解碳?xì)浠衔?、金屬離子、營(yíng)養(yǎng)物和其他污染物提供了良好的場(chǎng)所；第4層為土工布、細(xì)砂層，可防止土壤等顆粒物進(jìn)入下層；第5層為礫石層，由直徑不超過50mm的礫石組成，厚度200～300mm，在其中埋置穿孔管，經(jīng)過滲濾的雨水由穿孔管進(jìn)入媯河（圖9）。

下凹綠地和雨水花園選擇鄉(xiāng)土植物，并綜合考慮植物的姿態(tài)、色彩、質(zhì)感、花期的搭配，形成色彩鮮明的景觀，品種包括各類景天植物、荷蘭菊、狼尾草、紫菀、馬藺、黃菖蒲等。

4.3.3 交通緩流和豎向處理

交通緩流措施是將機(jī)動(dòng)車的速度降低到“理想”程度，減少機(jī)動(dòng)車行駛對(duì)街道景觀造成不利影響的交通工程實(shí)踐。西方國(guó)家的實(shí)踐證明，交通緩流措施在有效改變駕駛員的行為、降低街道事故發(fā)生率的同時(shí)，大幅提高了行人過街的安全感和舒適感（沃特森 等，2006）。景觀設(shè)計(jì)通過抬升道路交叉口標(biāo)高，改善行人的步行環(huán)境，從而達(dá)到以人為本。原本道路具有縱坡，抬高道路交叉口車行區(qū)域至人行道標(biāo)高，從道路轉(zhuǎn)彎弧線起點(diǎn)需要向兩側(cè)找小的坡道與兩側(cè)道路銜接。由于道路縱坡的存在，每個(gè)道路交叉路口有2個(gè)局部最低點(diǎn)，需要設(shè)置雨水收集口，將車行區(qū)域的雨水導(dǎo)入下凹綠地（圖10）。

4.3.4 實(shí)施建設(shè)

目前園區(qū)仍處于建設(shè)階段。作為首期建設(shè)的工程之一，街道雨水基礎(chǔ)設(shè)施景觀于2013年得以實(shí)施。在實(shí)施后至今1年多的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)多次進(jìn)行項(xiàng)目回訪發(fā)現(xiàn)，在此期間，無局部積水情況，排水效果良好；下凹綠地和雨水花園植物生長(zhǎng)旺盛，吸引了蜜蜂蝴蝶等各類昆蟲，逐漸展示出預(yù)期的景觀效果（圖11）。

圖10 道路交叉口豎向處理

圖11 建成后效果

5 討論

完善的雨水設(shè)施景觀建設(shè)不僅可以替代傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)排放的模式，在保證城市水系統(tǒng)循環(huán)延續(xù)性的同時(shí)，還能夠極大地豐富城市景觀的內(nèi)涵。值得注意的是，本案例城市街區(qū)尺度較小，道路系統(tǒng)基本上屬于城市支路和小區(qū)道路級(jí)別。因此，本技術(shù)方案對(duì)于較大規(guī)模的城市建設(shè)和較高等級(jí)的城市街道雖具有一定參考意義，但仍需按照嚴(yán)格的水力學(xué)計(jì)算，對(duì)其安全性和可靠性進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

注釋

① 參考百度百科中“基礎(chǔ)設(shè)施”的定義。來源：http://baike.baidu.com/view/211721.htm?fr=aladdin。

② 參考百度百科中“系統(tǒng)”的定義。來源：http://baike.baidu.com/view/25302.htm?fr=aladdin。

[1] 車伍, 呂放放, 李俊奇, 等.發(fā)達(dá)國(guó)家雨洪管理體系與啟示[J].中國(guó)給水排水, 2009（10）.

[2] 張偉, 車伍, 王建龍, 等.利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施控制城市雨水徑流[J].中國(guó)給水排水, 2011 （11）.

[3] 王思思, 蘇義敬, 車伍, 等.景觀雨水系統(tǒng)修復(fù)城市水文循環(huán)的技術(shù)與案例[J].中國(guó)園林, 2014（1）.

[4] 沃特森, 布拉特斯, 謝卜利編著.城市設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].劉海龍 等,譯.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

[5] Waldheim, Charles.The Landscape Urbanism Reader(C).New York: Princeton Architectural Press, 2006.