城市公園雨水利用技術(shù)研究進(jìn)展

張麗宏，劉艷紅，王思瑤

（1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西晉中030801；2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，山西晉中030801）

0 引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)很多城市頻繁遭受暴雨襲擊，出現(xiàn)“城市看?！?、“街上游泳”、“路邊捉魚(yú)”、“汽車變船”、“地庫(kù)泡水”等現(xiàn)象。一方面，由于暴雨頻發(fā)和有限的排水系統(tǒng)，城市飽受內(nèi)澇之困，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展受到了不同程度的負(fù)面影響，最重要的是給市民出行帶來(lái)極大不便，甚至威脅到生命安全。內(nèi)澇災(zāi)害也造成河流湖泊污染嚴(yán)重，難以有效治理和恢復(fù)。另一方面，城市用水短缺已成為制約城市長(zhǎng)期發(fā)展的短板之一。在水資源緊缺的條件下，城市園林綠地作為城市用水的客觀主體，每年都需要通過(guò)大量的澆灌才能夠滿足園林綠地的生長(zhǎng)需求。國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)表明，城市公園具有雨水資源管理、凈化和再利用等多重功能，對(duì)解決城市雨水問(wèn)題至關(guān)重要。目前已有很多學(xué)者對(duì)城市公園雨水利用進(jìn)行了局部的探索和研究，但并未受到足夠重視。實(shí)際管理中，仍有很多城市公園忽視了對(duì)雨水資源的利用。部分城市公園雨水直接由市政排水管網(wǎng)排出，這樣不僅增加了市政排水管道的壓力，浪費(fèi)大量的雨水資源，而且容易引發(fā)嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，產(chǎn)生徑流污染。

筆者從城市公園內(nèi)的鋪地、綠地、水景、建筑等基本要素入手來(lái)研究城市公園的雨水利用技術(shù)。并且依據(jù)該分類方法對(duì)城市公園雨水利用技術(shù)的概念、功能、應(yīng)用范圍和國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展進(jìn)行歸納分析。以期通過(guò)上述內(nèi)容的綜述，為進(jìn)一步開(kāi)展城市公園雨水利用研究工作的學(xué)者們提供一定的參考，為城市公園建設(shè)提供重要依據(jù)。

1 城市公園雨水利用技術(shù)

1.1 概述

城市公園內(nèi)收集利用雨水是通過(guò)采用一定的技術(shù)手段和工程措施完成的。收集到的雨水經(jīng)儲(chǔ)存凈化后可以直接使用，也可以借助城市公園內(nèi)的池塘、濕地、下凹綠地等自然或者人工水體對(duì)雨水徑流進(jìn)行合理地調(diào)蓄和凈化，或通過(guò)滲透設(shè)施補(bǔ)充地下水源[1]。20世紀(jì)六七十年代，國(guó)外的很多國(guó)家就開(kāi)始研究城市雨水的收集、儲(chǔ)存和凈化技術(shù)。其中包括日本[2]、德國(guó)[3-4]、美國(guó)[5]、英國(guó)[6]等，這些國(guó)家大力修建蓄水池和地下蓄水系統(tǒng)用于雨水收集，或者通過(guò)軟化技術(shù)處理一些硬質(zhì)的市政設(shè)施，如嵌草磚和透水鋪裝的運(yùn)用，增加雨水的入滲。因此，目前國(guó)內(nèi)城市綠地雨水利用技術(shù)主要包括雨水集蓄利用和雨水滲透[7]。

1.2 研究的意義

城市公園對(duì)雨水的合理有效利用，是減少城市洪澇災(zāi)害、緩解城市水資源短缺的重要方法。同時(shí)，政府及相關(guān)的管理部門通過(guò)這一方法因地制宜，對(duì)雨水進(jìn)行科學(xué)調(diào)控和管理，將會(huì)產(chǎn)生廣泛的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

2 城市公園雨水利用技術(shù)研究

2.1 結(jié)合鋪地的雨水利用

城市公園中鋪裝作為重要組成要素，是進(jìn)行雨水收集利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[8]。由于面積較大且雨水集中較快，使得鋪地成為主要的雨水匯集面。而且當(dāng)雨水徑流流過(guò)鋪地時(shí)，容易與鋪地上的灰塵等污染物結(jié)合，產(chǎn)生徑流污染。劉揚(yáng)亮[9]主要從透水鋪地和非透水鋪地2個(gè)方面進(jìn)行了公園內(nèi)鋪地的雨水利用探索，其中，透水鋪地是通過(guò)雨水入滲和雨水收集來(lái)達(dá)到利用雨水的目的，不透水鋪地是通過(guò)雨水收集和雨水引流措施來(lái)進(jìn)行雨水利用。

2.1.1 透水鋪地的雨水利用 所謂透水鋪地就是指雨水透過(guò)鋪裝直接滲入地下，并還原成地下水的人工鋪筑的地面[10]。根據(jù)國(guó)外已有的研究得出，滲透地面的成本比傳統(tǒng)的不透水地面成本要高出10%左右，但是利用滲透地面可以減少地表徑流量，延長(zhǎng)地面集流時(shí)間從而縮短雨水管道長(zhǎng)度、縮減管徑，因此利用滲透地面的雨水系統(tǒng)的總投資比不透水地面減少12%～38%，同時(shí)能夠產(chǎn)生較大的環(huán)境及社會(huì)效益[11]。所以城市公園在滿足功能等要求的前提下，應(yīng)盡可能采用透水鋪地。

早在20世紀(jì)80年代初期日本就開(kāi)發(fā)和應(yīng)用了透水性鋪裝，研究表明東京市區(qū)使用透水鋪裝后大大提高了雨水資源利用率[12]。陳家明[13]從鋪地的面層材料、鋪地的構(gòu)造、豎向設(shè)計(jì)、鋪裝方式、使用面積等方面研究了具有生態(tài)效應(yīng)的鋪地環(huán)境設(shè)計(jì)方法和手段。王波等[14]系統(tǒng)地研究了透水鋪裝的構(gòu)造特點(diǎn)及其維護(hù)和保養(yǎng)，為透水鋪裝的應(yīng)用提供了借鑒。侯立柱等[15]認(rèn)為透水磚鋪裝地面的應(yīng)用極大地減少城市地面淹水頻次和澇災(zāi)程度。王萊[16]在研究透水透氣性材料在園林中的應(yīng)用時(shí)，對(duì)透水鋪地的應(yīng)用類型做了分類，為透水透氣性材料在園林中的應(yīng)用提供了有益的參考。趙飛等[17]提出一定面積的不透水鋪裝產(chǎn)生的雨水徑流能夠被相等面積的透水鋪裝較好地消納。位于美國(guó)華盛頓洲的High Point住宅區(qū)采用了自然開(kāi)放式的雨水處理方式，其街道和停車場(chǎng)都使用了透水性鋪裝材料[18]。賴娜娜等[19]將透水鋪裝鋪設(shè)于北京中山公園的古樹(shù)下，既補(bǔ)充了地下水，又解決了古樹(shù)的透氣問(wèn)題，改善了根部的生態(tài)環(huán)境。

2.1.2 不透水鋪地的雨水利用 考慮到透水鋪地的局限性，城市公園內(nèi)不能全部使用透水鋪地，必要時(shí)也需要用到不透水鋪地。不透水鋪地又稱為硬化地面，其構(gòu)造層的面層、基層都不透水，或者僅面層不透水，這類鋪地方法采用地面排水的形式來(lái)處理雨水。不透水鋪地可以通過(guò)雨水的收集或?qū)伒厣系挠晁刖G地，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的利用[20]。

在北京，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃得最科學(xué)、最周密的部分要數(shù)故宮博物院。在紫禁城中，除了有多條排水管道和支溝，古代設(shè)計(jì)者還巧妙地利用地形坡度形成地面排水，太和殿院內(nèi)中間高，四邊低，北高南低，水順坡流入溝槽匯流[21]。鄧卓智等[22]在研究北京奧林匹克公園雨水利用工程時(shí)指出，公園內(nèi)雨水利用的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是完全不透水鋪裝、半透水鋪裝和全透水鋪裝相結(jié)合的雨水利用收集技術(shù)。英國(guó)諾丁漢的一個(gè)旅社將建筑物附近的地面做成蓄水地面，在車行道、停車場(chǎng)、小廣場(chǎng)、人行道等地方把地面改為透水性好的地面，地面下鋪設(shè)基底蓄水層，利用蓄水池來(lái)收集雨水，最后通過(guò)凈化等措施將雨水用于綠地澆灌、生活雜用等[23]。

2.2 結(jié)合綠地的雨水利用

城市公園中綠地作為重要組成部分，在其經(jīng)過(guò)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)后，不但可以接納綠地周邊建筑、鋪地上的雨水徑流，而且還能有效利用綠地內(nèi)的雨水，從而加大雨水入滲量。當(dāng)今世界在城市公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)中著重強(qiáng)調(diào)生態(tài)性，而結(jié)合綠地的城市公園雨水利用是體現(xiàn)城市公園生態(tài)性的重要方面，更是必然要求。

田仲等[24]詳細(xì)地研究了城市公園雨水徑流后得出了城市草坪綠地降雨量、降雨強(qiáng)度和徑流量的關(guān)系，以及不同地面條件下降雨徑流的關(guān)系。王沛永[25]在研究北京地區(qū)園林綠地的雨水利用時(shí)提出，利用城市綠地儲(chǔ)存雨水不僅可以增加汛期雨水對(duì)地下水的入滲補(bǔ)給，還能節(jié)約草地灌溉雨水。路毅和董艷桐[26]通過(guò)研究得出，城市綠地的雨水利用不僅能夠有效解決城市綠地大量浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象，還能緩解城市用水的供需矛盾。關(guān)卓今等[27]通過(guò)研究得出，綠地對(duì)雨水的凈化是通過(guò)其自身的生化作用、物理作用以及綠池的截獲儲(chǔ)存作用達(dá)到的。

2.2.1 下凹式綠地 下凹綠地在雨水調(diào)蓄中起著重要作用。城市公園內(nèi)下凹式綠地的使用有利于周邊道路或者廣場(chǎng)上的雨水匯集進(jìn)入綠地內(nèi)，從而充分蓄集下滲雨水、削減洪峰流量、減輕地表徑流污染，達(dá)到有效增加雨水下滲時(shí)間的目的[28]。相關(guān)研究表明，不透水鋪裝區(qū)的徑流匯入下凹綠地后，雨水下滲效果最好[29]。

北京奧林匹克公園內(nèi)的綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)全部采用的是下凹式綠地或者帶增滲設(shè)施的下凹式綠地形式進(jìn)行雨水利用[30]。陳闖[31]研究了蓄水池和下沉式綠地2種雨水利用措施，得出了不同的降雨水平年在不同雨水資源利用方案下的利用潛力，為城市公園雨水利用的研究提供了參考。

2.2.2 雨水花園 雨水花園是指在園林綠地的低洼區(qū)域中種植植物，這些區(qū)域通常覆蓋了樹(shù)皮或其他地被植物。因此，雨水花園又稱作生物滯留區(qū)域(bioretention area)[32]。雨水花園不僅可以通過(guò)滯留雨水使雨水下滲，從而補(bǔ)充地下水，降低暴雨發(fā)生期地表徑流的洪峰，而且還可以通過(guò)吸附、降解、揮發(fā)和離子交換等過(guò)程來(lái)減少污染[33]。

以下3個(gè)項(xiàng)目對(duì)于分析雨水花園在不同場(chǎng)地類型中的應(yīng)用具有一定的代表性[34]。

首先位于波特蘭市的塔博爾中學(xué)雨水花園是最成功的暴雨管理項(xiàng)目。設(shè)計(jì)師將一個(gè)不能物盡其用的瀝青停車場(chǎng)改造成一個(gè)既有教育意義，又有藝術(shù)和生態(tài)功能的創(chuàng)新性雨水花園[35]。圖1是塔博爾中學(xué)瀝青停車場(chǎng)改造前后對(duì)比圖。

圖1 改造前的瀝青場(chǎng)地和改造后的雨水花園

該設(shè)計(jì)的雨洪管理手段是把雨水花園原理與園林手法相結(jié)合，將場(chǎng)地周圍不透水面上匯集的雨水引流入雨水花園中，實(shí)現(xiàn)雨水的就地管理。場(chǎng)地中的植物配置充分考慮了不同植物的顏色和紋理的搭配，同時(shí)也允許雜草在其中生長(zhǎng)，進(jìn)而減少未來(lái)頻繁的養(yǎng)護(hù)。

其次是美國(guó)波特蘭市中心的西南第12大道的綠街工程，這個(gè)工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中將一個(gè)超現(xiàn)代的城市街區(qū)打造成一條園林化的綠色人行通道。為了避免雨水徑流直接從地下水道流入城市河道，該工程對(duì)街道中的雨水徑流實(shí)施就地管理[36]。圖2是西南第12大道綠街工程平面圖。

該設(shè)計(jì)沿街道一側(cè)設(shè)置了4個(gè)連續(xù)的雨水收集池，每個(gè)收集池長(zhǎng)5.4 m、寬1.5 m，通過(guò)預(yù)制混凝土板圍合邊界。雨季時(shí)，來(lái)自740 m2面積的雨水徑流順著下坡（2%的坡度）和現(xiàn)有路道牙流人雨水收集池。圖3是該場(chǎng)地雨水收集平面示意圖。圖4是道牙開(kāi)口引導(dǎo)街道徑流進(jìn)入雨水收集池。每一個(gè)雨水收集池同時(shí)也是種植池，其中密集地種植了平展燈心草和多花藍(lán)果樹(shù)。

最后是米勒工廠的外環(huán)境——萬(wàn)人工廠停車場(chǎng)的生態(tài)設(shè)計(jì)。由于工廠需要，設(shè)計(jì)師在場(chǎng)地的主體建筑周邊布置了總面積為4 hm2的大型停車場(chǎng)。這一項(xiàng)目利用地形來(lái)分散引導(dǎo)雨水，盡量減少使用硬質(zhì)排水設(shè)施。圖5為場(chǎng)地雨水收集的剖面示意圖。

圖2 西南第12大道綠街工程平面圖

圖3 人行道雨水收集平面示意圖

圖4 道牙開(kāi)口與雨水收集池

該場(chǎng)地中沒(méi)有路道牙、管道和人工井等設(shè)施，在5%坡度的地形上，雨水能迅速流入周邊的草地、池塘和濕地。高一級(jí)的濕地匯集的雨水達(dá)到最大蓄水量時(shí)就會(huì)溢出，流入下一級(jí)濕地，直至超出所有濕地容量，雨水才匯入場(chǎng)地外的河流。分布在停車場(chǎng)周圍的濕地對(duì)于停車場(chǎng)范圍內(nèi)的雨水處理起到了關(guān)鍵作用。

對(duì)上述3個(gè)雨水花園項(xiàng)目的場(chǎng)地類型、屬性和形態(tài)，下墊面，雨水引導(dǎo)方式和雨水花園形式及植被特征等加以總結(jié)和比較，具體如表1[34]所示。

由表1可以得出，小面積內(nèi)向型的場(chǎng)地，雨水花園應(yīng)設(shè)置于場(chǎng)地中心，雨水經(jīng)排水溝和管道匯入雨水花園。如果場(chǎng)地為線型空間，應(yīng)按場(chǎng)地線型，在人行道和路道牙之間布置雨水收集池，一定的道路坡度和雨水收集池閘口將雨水引流進(jìn)入雨水收集池。如果是大面積外向型的場(chǎng)地，雨水花園多為分散式雨水滯留池，雨水也是利用場(chǎng)地坡度流入滯留池。雨水花園中，宜選擇既耐濕又耐旱的植物，還要能過(guò)濾雜質(zhì)、吸附有害物質(zhì)。

2.3 結(jié)合水景的雨水利用

城市水系調(diào)蓄容量的大小是城市能否有效避免內(nèi)澇的關(guān)鍵因素。城市公園中的水體是蓄存雨水的重要設(shè)施。目前，城市公園內(nèi)常見(jiàn)的水景有自然水景和人造水景2種類型。其中，自然水景主要利用特有的地勢(shì)或者土建結(jié)構(gòu)建成的根據(jù)自然景觀設(shè)計(jì)的水景[37]，例如疊水、瀑布、人工湖、溪流、泉涌等，這些自然水景在中國(guó)傳統(tǒng)園林中比較常見(jiàn)；人造水景是一種將雨水利用與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合的措施，一般用于現(xiàn)代園林中，如噴泉、旱噴等。人造水景技術(shù)通過(guò)人工設(shè)計(jì)的方法，充分發(fā)揮水生植物或土壤的自然凈化作用，有效實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的和諧與統(tǒng)一[38]。

車伍等[39]認(rèn)為將雨水利用和水量平衡分析運(yùn)用于水景設(shè)計(jì)中，有利于實(shí)現(xiàn)在水資源日益緊缺的形勢(shì)下水景建設(shè)的正常發(fā)展。王俊嶺和許萍[40]對(duì)傳統(tǒng)雨水排放管系和雨水景生態(tài)設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，發(fā)現(xiàn)水景生態(tài)設(shè)計(jì)雖然投資大，但充分利用了雨水資源，有不可估量的長(zhǎng)期效益。李璇和曹磊[41]以德國(guó)城市公園為例，研究了如何將城市公園集雨措施與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合來(lái)有效利用雨水。在這一研究中提到了城市公園雨水收集的景觀要素，主要有地表明溝、透水鋪裝、景觀洼地、景觀調(diào)蓄池等。設(shè)計(jì)師們把雨水收集與景觀設(shè)計(jì)巧妙結(jié)合，設(shè)計(jì)出了一個(gè)個(gè)公眾喜歡并樂(lè)于參與其中的戶外場(chǎng)所。陳睿智和陳巖峰[42]在研究成都市武侯祠景區(qū)的雨水利用時(shí)，提出了景觀化雨水管理方法的優(yōu)勢(shì)以及用此方法進(jìn)行雨水收集利用的可行性。設(shè)計(jì)師在德國(guó)的波茨坦廣場(chǎng)結(jié)合藝術(shù)效果合理地設(shè)計(jì)了其生態(tài)水景，使廣場(chǎng)成為充滿生命活力又具有濃厚自然氣息的城市開(kāi)放空間[43]。王慧紅[44]通過(guò)研究得出了適宜居住區(qū)的自然式人工水景的營(yíng)造特點(diǎn)，并從水源的選擇、施工技術(shù)、植物配置、地域特色等幾個(gè)方面進(jìn)行了論證。

圖5 雨水收集剖面示意圖

表1 雨水花園案例橫向比較

2.3.1 人工湖的雨水利用 人工湖作為綜合的雨水利用系統(tǒng)，既可以直接利用雨水，也能貯存雨水。通常人工湖依靠城市供水系統(tǒng)，或周圍河流、湖泊等自然水源進(jìn)行補(bǔ)水，導(dǎo)致人工湖工程投資成本高且造成水資源浪費(fèi)等現(xiàn)象。朱曉風(fēng)和魯海平[45]認(rèn)為人工湖作為生態(tài)水環(huán)境，應(yīng)當(dāng)通過(guò)匯集天然雨水來(lái)補(bǔ)充水量，這樣既可以節(jié)約自來(lái)水，在晴天時(shí)還能維持一定水位。施朝陽(yáng)[46]提出城市人工湖從設(shè)計(jì)階段就應(yīng)重視雨洪資源的利用，通過(guò)水質(zhì)凈化增加城市可用水量。

2.3.2 濕地的雨水利用 濕地是比較常見(jiàn)的城市公園水景。濕地具有多種特性，包括分布廣泛性、類型多樣性、面積差異性、淹水條件的易變性以及濕地邊界的不確定性等。因此目前濕地尚無(wú)統(tǒng)一的、普遍認(rèn)可的定義[47]，人工濕地也一樣。美國(guó)Hammer[48]定義人工濕地為，為了人類的利益，設(shè)計(jì)師通過(guò)模擬自然濕地，人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水植物與沉水植物、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體。相關(guān)研究中，朱寶英等[49]對(duì)國(guó)外人工濕地雨水利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)其設(shè)計(jì)的內(nèi)容和理念做了詳細(xì)介紹。趙薇和張艷橋[50]通過(guò)研究得出雨水人工濕地是一種值得推廣和應(yīng)用的新型雨水處理技術(shù)，該技術(shù)具有投資低、好管理、適應(yīng)強(qiáng)等特點(diǎn)。

2.3.3 其他水景雨水利用 城市公園為了增加公園景觀內(nèi)容、活躍公園氣氛，設(shè)計(jì)了噴泉、瀑布、溪流、泉涌等水景。這些景觀存在的最主要問(wèn)題是需水量較大，處理成本高，管理維護(hù)困難等。

楊光[51]在北極寺公園中將集水池景觀與周圍的植物配植相結(jié)合，極大地提高了水體的生態(tài)功能和自凈能力，同時(shí)構(gòu)建了完善的群落結(jié)構(gòu)。張孟瑜和張廷廷[52]在江蘇省老年公寓水景設(shè)計(jì)中，將屋面、道路和綠地中收集的雨水，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾凈化后用作景觀水體，充分體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的宗旨。

2.4 結(jié)合建筑的雨水利用

城市公園中，建筑作為基本構(gòu)成要素對(duì)公園內(nèi)雨水的收集利用至關(guān)重要。筆者主要從2個(gè)方面展開(kāi)對(duì)城市公園內(nèi)結(jié)合建筑的雨水利用研究，包括屋面雨水的收集和引流入滲及屋頂綠化。

屋面雨水收集利用方面，徐軍紅和劉舜[53]對(duì)屋面雨水的收集方案和處理工藝流程做了介紹，并且討論了屋面雨水回收中的若干問(wèn)題和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，此外探討了屋面雨水的綜合利用方案。屋頂收集的雨水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾和凈化主要用作非飲用水，包括沖廁、清洗、灌溉等日常用水工作，能夠顯著節(jié)約自來(lái)水資源[54]，削減城市地表徑流[55]。德國(guó)柏林的Daimler Chrysler Potzdamer Platz地區(qū)，地下大型儲(chǔ)水箱每年收集3500 m3的雨水，這些雨水來(lái)自總面積為3.23.2萬(wàn)m2的建筑屋頂，收集到的雨水能夠占到該地區(qū)總降雨量的58%[55]；在日本，每年落在Fukuoka大型圓屋頂建筑場(chǎng)館上的雨量為5.283萬(wàn)m3，大約有75%的雨水能夠被收集利用[56]。中國(guó)早在古代就有建筑和蓄積雨水相結(jié)合的案例，例如揚(yáng)州的一些老宅子建筑都建有天井，實(shí)現(xiàn)了雨水的“就地消化”[57]。

現(xiàn)代屋頂綠化一般由植被層、種植基質(zhì)層、過(guò)濾層、排（蓄）水層、隔根層和防水層組成[58]。屋頂綠化可以美化環(huán)境，增加城市綠量，此外，還具有降溫[59-60]、節(jié)能截流[61-62]、環(huán)保等生態(tài)功能[63-64]。徐尚玲和李海燕[65]從城市屋頂綠化的意義出發(fā)，分析了屋頂綠化與雨水回用技術(shù)，并通過(guò)實(shí)踐案例論述了其可行性。劉葆華[66]對(duì)重慶市屋頂綠化雨水利用功能已經(jīng)做了比較詳細(xì)的闡述，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析論證了屋頂綠化對(duì)不同降雨量下的降雨吸收利用情況，并得出了夏季降雨量與蒸發(fā)量之間的關(guān)系，為屋頂綠化的雨水利用提供了分析的依據(jù)。

3 城市公園中各雨水利用技術(shù)比較分析

在城市公園內(nèi)的各類雨水利用技術(shù)所對(duì)應(yīng)的雨水利用目的以及各自的優(yōu)劣勢(shì)有所不同，而且不同區(qū)域氣候條件、降雨量、地質(zhì)條件等都會(huì)影響公園內(nèi)的雨水利用。此外，建設(shè)用地的性質(zhì)對(duì)雨水的收集利用也有很大影響。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體需求因地制宜，合理選擇。

如前文所述，城市公園中結(jié)合鋪地的雨水利用分為2種。一種是透水鋪裝利用鋪裝孔隙使雨水入滲補(bǔ)充地下水，或者在鋪裝的透水層下鋪設(shè)管網(wǎng)以收集雨水。另一種是在不透水鋪地上設(shè)置合理的排水坡度，將雨水引流至預(yù)設(shè)的收集管道或者植被淺溝。結(jié)合鋪地的雨水利用要注意保持路面清潔，保證空隙通透。城市公園中結(jié)合鋪地對(duì)雨水進(jìn)行收集利用，不僅減少了雨后的道路積水和地表徑流、減輕了城市排水壓力，使地下水得到補(bǔ)充，而且適用范圍較廣，在公園道路、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等區(qū)域都適用。

在綠地中收集利用雨水，一方面可以將雨水引流至綠地得到過(guò)濾、凈化和下滲，另一方面還可以利用綠地的滲透性，在綠地下鋪設(shè)管網(wǎng)收集雨水。這種雨水利用技術(shù)對(duì)土壤的滲透性和綠地內(nèi)的植物要求高，且占地面積較大。結(jié)合綠地的雨水利用技術(shù)不僅可以利用入滲雨水補(bǔ)充地下水，還可以消減洪峰量，減輕徑流污染。

城市公園內(nèi)的水景在雨水收集利用方面舉足輕重。人工湖內(nèi)水的補(bǔ)充有不同的方法。第一，匯水面的雨水經(jīng)雨水口流入灌渠，由灌渠引流至人工湖以補(bǔ)充水量。第二，人工湖周邊布置微地形，利用植被淺溝匯集雨水。人工湖既可以儲(chǔ)存雨水，也可以凈化雨水。人工湖和人工濕地適用于濕潤(rùn)地區(qū)城市公園內(nèi)的濱水空間，對(duì)種植植物要求既能抗?jié)秤帜芸购?，適應(yīng)水位變化。利用人工湖收集雨水充分發(fā)揮出土壤和植被的自然凈化作用。但是，人工湖和人工濕地內(nèi)容易造成污染物的匯集和沉積形象，影響其滲透功能，因此人工湖和人工濕地必須定期維護(hù)和管理保證其滲透性[67]。其他水景的雨水利用技術(shù)，如結(jié)合地形營(yíng)造半自然水景或者通過(guò)雨水的回收實(shí)現(xiàn)純?nèi)斯に暗纫话悴贾迷趨R水線上?？傊?，結(jié)合水景的雨水利用能夠有效解決公園內(nèi)水景的耗水問(wèn)題。

建筑與雨水收集利用結(jié)合的技術(shù)主要包括2個(gè)方面，分別為收集利用屋頂?shù)挠晁臀蓓斁G化。將雨水收集利用與建筑相結(jié)合不僅能夠緩解城市公園遭遇大雨時(shí)雨水收集和排放的壓力，還能消減洪峰量。需要注意的是，收集屋頂雨水的管道與其他管道不能共用，而且每個(gè)集雨區(qū)域的排水路徑都應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，以方便集水管的清理維修。此外，在設(shè)計(jì)屋頂綠化時(shí)，應(yīng)考慮屋頂?shù)某休d力及所用植物根系對(duì)建筑的破壞。

表2是對(duì)各類雨水利用技術(shù)的雨水利用方式、原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)和注意事項(xiàng)進(jìn)行的分類規(guī)劃和總結(jié)。

4 城市公園雨水利用技術(shù)研究中存在的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展方向

將城市的“雨水”問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q城市水資源短缺的突破口，是改善城市水環(huán)境的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本研究旨在運(yùn)用有效的途徑與措施，實(shí)現(xiàn)城市公園的雨水利用。筆者參考國(guó)內(nèi)外研究和城市公園雨水利用實(shí)踐，分析了城市公園雨水利用技術(shù)措施的影響因素及適用條件等。

表2 城市公園雨水利用技術(shù)分析比較

續(xù)表2

目前，隨著國(guó)家對(duì)海綿城市的大力推行，在城市公園內(nèi)收集利用雨水循序漸進(jìn)，但仍存在一些問(wèn)題。首先，城市公園中透水鋪地的利用較多，但是不同地區(qū)或者同一城市公園的不同功能區(qū)所鋪設(shè)的透水鋪裝結(jié)構(gòu)沒(méi)有區(qū)別，這將導(dǎo)致鋪裝因氣候、承載力、雨水徑流等因素經(jīng)常有不必要的損壞。而且在關(guān)于透水鋪地的研究中，沒(méi)有重視透水鋪地后期管理和清潔，實(shí)際使用中很容易造成透水鋪地的孔隙堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致不透水現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)在城市化的環(huán)境下很難找到一塊滲透率高且平坦連續(xù)的場(chǎng)地。其次，城市公園中利用綠地進(jìn)行雨水的收集和入滲往往因土壤滲透率低再加上管理不善導(dǎo)致水質(zhì)惡化，池底堵塞、滲透能力下降。進(jìn)行雨水收集的綠地低洼處，忽略了設(shè)置排水管，雨水泛濫后容易對(duì)威脅游人安全及環(huán)境污染。另外，結(jié)合水景的雨水利用技術(shù)應(yīng)因地制宜設(shè)置，否則不僅不能收集利用雨水，還會(huì)因保證水景的觀賞性導(dǎo)致耗水問(wèn)題的出現(xiàn)。最后，在道路雨水收集方面，需更深入地研究道路綠地布置形式的各種方式、植物配植、土壤、道路施工等工作與雨水收集和利用的聯(lián)系，以便道路綠地雨水收集系統(tǒng)建立得更加準(zhǔn)確、精細(xì)。

隨著海面城市的提出，國(guó)內(nèi)外關(guān)于城市公園雨水利用的定性研究已經(jīng)深入細(xì)致，這些研究成果亟需定量化?？萍嫉牟粩噙M(jìn)步為學(xué)者提供了大量的數(shù)據(jù)和工具，便于學(xué)者建立雨水利用模型以定量研究城市雨水利用。近幾年越來(lái)越多的雨水管理模型將20世紀(jì)90年代末發(fā)展起的低影響開(kāi)發(fā)措施作為開(kāi)發(fā)的方向，例如MOUSE、MUSIC、SLAMM、StormTac、SWMM模型等，這些模型軟件成為實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)區(qū)域規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)以及運(yùn)行管理的必要工具。此外，社會(huì)的不斷發(fā)展使得人們對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)越來(lái)越濃厚。為保證城市的和諧發(fā)展，收集利用雨水時(shí)不僅要體現(xiàn)生態(tài)性和人居環(huán)境的舒適性，還要將各種雨水利用技術(shù)有機(jī)結(jié)合，綜合運(yùn)用，有效解決城市雨水問(wèn)題。

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