屋頂雨水資源收集系統(tǒng)模式探討

胡定杰 徐進

摘 要：隨著人們對于水的需求與日俱增。媒體對于全球變暖和日益嚴重的夏季干旱的關注也在逐步升級。雨水園的概念意味著人類對于雨水處理理念的轉變。而雨水園顯著的減少雨水徑流，降低雨水環(huán)境對城市發(fā)展的不利影響。本文探究將雨水從建筑上收集并儲存的不同方法，并如何在景觀園林中加以利用。水資源的利用管理方式決定了設計要素的不同構建方式。本文會參考中國海綿城市理論以及美國波特蘭，唐納泉水公園等實際案例來證實這一概念如何應用于各個景觀之中。

關鍵詞：雨水資源；水資源利用；收集系統(tǒng)

我國的部分地區(qū)水資源匱乏，部分地區(qū)卻也存在大雨洪澇的情況。如何解決城市水資源短缺以及防止洪澇一直是景觀設計中的重點話題。雨水利用是解決這一問題的有效途徑。參考國外雨水園的相關案例可知，雨水鏈的構成以及植物種植是雨水園設計的重點。

一、雨水鏈的概念

雨水鏈是的指屋頂雨水槽與地面相連接的鏈條。它的主要作用是將雨水導流至地面需要的地方。雖然水資源的利用是基于植物來完成的，但是水處理的關鍵還在于雨水鏈的基本設計構成。雨水鏈包括三個主要的設計構成部分，一是減少地表徑流的雨水儲存設施部分，二是將雨水從降落地引導至儲存地，為減緩雨水徑流流速的雨水疏導設施。三是臨時貯存徑流，促進滲透或者蒸發(fā)雨水且貯存，然后以適當速率釋放的滯留池設施。這個雨水鏈的形成通常以建筑作為起始，比如主樓，花園等。鏈條的終端往往是花園的最地處?；▓@植被和雨水設施則成為這條雨水鏈的中間環(huán)節(jié)。雨水徑流量會在這個“運輸”過程中不斷蒸發(fā)和濺出而逐漸減少。

二、雨水儲存設施

美國當?shù)赜泻芏辔蓓敺N植了綠色植物，不但美觀，同時它們還具備很強的蓄水能力。景觀設計學中稱它們?yōu)榫G色屋頂。綠色屋頂是指被綠色植被所覆蓋的屋頂。（《雨水園》，奈杰爾·鄧尼特，2013）原理雖然只是簡單利用植物對雨水的儲存作用。但是能夠有效減少中型暴雨時的雨水徑流總量，也能減少雨水流失的比率。這種屋頂?shù)膽梅秶梢苑浅５膹V泛，比如學校、教學樓、工廠屋頂，小型的屋頂比如花園涼亭、棚屋、陽臺、車庫等等均有發(fā)展綠色屋頂?shù)臐摿?。而且小型的綠色屋頂利用效果往往比大場地更好。富有創(chuàng)意的綠色屋頂無疑是雨水園的焦點。將屋頂進行綠化不僅能提高其觀賞性，也能提高實用性。而且這種理念是將現(xiàn)代社會與之野生動植物合二為一為基礎的。綠色屋頂不僅能加強對雨水資源利用，同時也有在冬季為房屋設施保溫的作用。夏季也能隔離太陽直射，降低室內溫度。一定程度上也可以削弱噪音。綠色屋頂所需灌溉極少，也不需要維護管理，是一種很適宜雨水花園使用的方式。

參考波特蘭雨水園的綠色屋頂構成。其墊層往往用景天科的植物，鋪設在基質層或者排水層上。其結構包括防水層、排水層、過濾層、生長介質或者基質以及植被層。

防水層不僅要防水還要能夠防根穿刺。防止泄露。排水層在防水層上面，作用是將多余的水排出屋頂。排水層多用定制的多孔硬泡板，能與排水出口相結合。過濾層防止種植土壤被雨水帶入排水層，該層多用土工布或玻纖氈，可透水，也能阻止泥土流失。生長基質是一種人工“土壤”。常見的多由混合材料制成，如可再生碎磚或者瓦片，輕微膨脹黏土顆粒，混合少量有機物質，如綠色堆肥等。

三、雨水疏導設施

無論如何進行綠化，綠色屋頂都會有過量的水流出，這主要還是植物的蓄水作用的局限性以及降雨量過大兩方面因素造成。重要的是，很多城市都將這部分水資源引入了排水溝或者地下水道，將其視為廢水。這些水該如何引導及利用，是雨水園中雨水鏈的重要環(huán)節(jié)之一。以下舉例幾種處理這些雨水資源的途徑：

（1）徑流可以通過草坪或者類似于濾土帶的種植區(qū)進行分層。

（2）徑流可以通過低洼地分別進入滯留池或雨水花園

（3）徑流可以臨時貯存在雨水桶或者貯水池中。

雖然以上方式可以有效疏導多余的雨水，但是實際情況不得而知，建議雨水園保留落水管道，雨水園必須有足夠的空間和種植區(qū)域來承載這些雨水也是必要條件之一。

（一）雨水桶

雨水桶和集雨桶是非常流行于雨水園的一種雨水設施。什么是雨水桶？就是收集和儲存雨水用作小規(guī)模非飲用功能的水桶。這種方式對于花園來講并不新鮮。直到如今，人們還常用傳統(tǒng)的木桶、金屬桶或者塑料桶來蓄水。然而，現(xiàn)在的雨水桶花樣繁多、造型美觀，其外形同樣也為雨水園錦上添花。相對于小桶，與房屋建筑相連接的偏平大桶更為實用。直接將雨水導流進桶內，再由水桶分流閥將水引流至所需要水的植物地域。在日本，收集家庭屋頂雨水的雨水鏈由來已久，他們將雨水從屋頂導流至地面，并且匯入一個大桶供家庭利用。日本的寺廟就有大量這種雨水鏈引入設計中。雨水桶的儲存量想當可觀。舉例而言，一座110平方米的屋頂，在房屋四角分別配置一個容量250升的雨水桶，其儲存量相當于一場中雨（《芝加哥之城》，2003年）。雨水一旦盛滿，可進流雨水桶鏈流至另一個雨水桶。這樣算是雨水疏導的第一步。

（二）淺水溝

現(xiàn)代建筑周圍往往有一些硬質鋪裝，包括人行橫道、停車場等。為了冬季安全起見，這些場地通常要排水良好且不積水。在雨水園中，來自屋頂?shù)挠晁欢〞浟鬟@些鋪裝表面，但不能簡單地將其導入傳統(tǒng)地下排水系統(tǒng)。此時要用淺溝緩引排水，這樣的好處是維護方便。淺溝不僅常見而且引用廣泛，建造水溝的方式有很多種，很多城市可見硬質鋪裝均包括標準的排水淺溝，能將排水導入排水網(wǎng)。流動的淺水不僅安全，也增加了雨水園的趣味性，人具有很強的親水性，尤其是兒童。水溝可以供給孩子玩樂，玩具小船比賽的場地。西班牙清真寺的花園中，水通過渠道引導至露臺上的橘子樹是一個很好的例子。波特蘭雨水園同樣也有這樣的排水系統(tǒng)，比如它的疊水系統(tǒng)，層層疊疊的石頭做成的水溝，將水很好的導流經過每一片植物區(qū)域，很好的減少了雨水的徑流量，同時疊水小景為花園錦上添花，增加了美觀性。

（三）雨水種植池

雨水會以流動方式進入雨水種植池，這是能夠截取雨水的地面種植容器。它利用了土壤滲透、水的蒸發(fā)蒸騰作用，以達到減少雨水徑流的目的，同時減少一些污染物質。這種設施首創(chuàng)于俄勒岡州波特蘭雨水園。實質上就是一些箱子，在植物生長的地方填種植土。它們還能夠調節(jié)來自建筑的雨水總量和流速。這種設施所占面積小，與建筑可以很好的融合。還有一個重要作用是它對雨水徑流的緩沖作用，即水流在經過雨水種植池后，如果水流速率超過了土壤的滲透速率，積水就會漫過種植地，這無疑能起到減緩水流的作用。多余的水最后就可以流入花園的最低土壤處，或者進入傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)。

四、結語

在水資源話題成為熱點的今天，雨水收集和利用管理研究具有極高的重要意義。參考歐美發(fā)達國家30余年的研究和方案，我國在雨水園林的實踐探索中也取得了不少成就，比如武漢濕地花園、杭州西溪濕地公園等等。但雨水資源的利用研究上，多地區(qū)仍然處于落后狀態(tài)，現(xiàn)階段我們應該將雨水資源的先進設計理念和中國景觀實際情況相結合，以解決雨水的可持續(xù)利用乃是當務之急。

參考文獻：

[1]黃明金.園林藝術與技術的完美統(tǒng)一——波特蘭雨水花園設計分析[J].現(xiàn)代園藝，2016，（6）.

[2]微信公眾號：景觀中國—全球15款精選雨水花園案例[第636期].

[3]黃濤.城市雨水的收集和利用[J].萍鄉(xiāng)高等?？茖W校學報，2009，（3）.

[4]劉志成，席茹陽.基于低影響開發(fā)的城市園林綠地雨水管理系統(tǒng)新常態(tài)[J].建筑與文化，2016，（5）.

[5]王淑芬，楊樂，白偉嵐.技術與藝術的完美統(tǒng)一——雨水花園建造探析[J].中國園林，2009，（6）.

[6]羅紅梅，車伍，李俊，奇汪，洪玲，孟光輝，何健平.雨水花園在雨洪控制與利用中的應用[J].中國給水排水，2008，（6）.

[7]周玉文.關于城市雨洪利用問題的探討[J].給水排水，2007，（7）.

[8]武煒瑤.居住區(qū)雨水利用景觀設計研究[D].西安建筑科技大學，2015.

[9]奈杰爾·鄧尼特.《雨水園》.中國建筑工業(yè)出版社，2011，9

[10]王曉剛.結合雨水利用的景觀所涉及[J].科技視界，2014，17

作者簡介：胡定杰（1993—），男，湖北黃石人，研究生在讀，主要研究方向：藝術設計。

（指導教師：徐進）