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基于低影响开发理念的城市公共空间景观设计研究

2023-01-09郭乘伸

大观 2022年11期
关键词:雨洪植草净化

◇郭乘伸

一、城市公共空间景观设计概述

城市公共空间是城市中满足人的活动需求的场所。由建筑物、景观构筑物、植物等垂直界面和地面、水面等水平界面围合的城市公共空间,是城市规划建设中必不可少的空间类型。城市公共空间为人们提供了交流、娱乐、休闲、运动的开放性场所,城市街道、广场、公园、绿地等都属于城市公共空间的范畴。城市公共空间的景观设计在满足人们的生理和心理需求的基础上还需要满足绿色、生态、可持续发展的社会需要。而将空间的基本休憩娱乐功能与低影响开发理念充分融合,对于提升城市形象与加快生态文明建设具有重大意义。

低影响开发是一种基于生态理念的雨洪管理理念,侧重于以生态、绿色的基础工程管控雨水风险,通过源头分散的小型控制设施与软质工程管控雨水,从而构建一个生态化、多样化、低成本的雨水管理系统。此系统能有效地缓解灰色基础设施大规模建设造成的洪峰雨量增加、径流污染严重等问题。通过低成本、优质景观效果的低影响开发技术措施,完善城市公共空间使用功能的同时优化城市水循环系统,削减洪峰径流量、净化径流水质,从而恢复城市自然水循环,增强城市蓄洪、抗洪能力。

二、基于低影响开发理念的城市公共空间设计原则

(一)系统性原则

将低影响开发理念融入城市公共空间景观设计需进行全局性考虑,系统、整体地进行规划设计,把植物、水景、建筑、铺装等与雨水管控设施结合,因地制宜设计,利用自然,综合利用低影响开发技术实现雨洪管控。雨水管控设施不仅要与城市公共空间内部道路交通系统联系,同时要紧密联系市政排水系统,从而加强生态雨洪管控设施的相互联系。此外,要充分考虑与市政管渠的衔接问题,使得面对强暴雨侵袭时,雨水能通过多种渠道实现下渗、储存与排放。

(二)地域性原则

低影响开发理念下的城市公共空间景观设计提倡以生态手段实现雨洪管理,因此在设计中应根据不同城市、区域的自身特点,结合场地使用功能需求,综合考虑气候、土壤、地形等条件,因地制宜地选择合适的设计策略和设计方法,降低开发与后期维护成本。在植物选择上也应该以适生的乡土品种为主,维护场地景观地域性、生态可持续性。

(三)生态可持续性原则

基于低影响开发理念的城市公共空间景观设计是一个模拟自然水循环的过程,力求通过生态技术手段恢复城市水文,重塑生态健康环境。面对城市化给生态环境带来的严峻考验,要以恢复生态保护功能为前提条件,以低影响开发理念为基础进行城市公共空间景观设计。

此外,城市公共空间主要的社会效益是满足城市居民的生活需求,同时为其带来一种自然生态、休闲舒适的生活体验。因此,城市公共空间在恢复生态保护的基础上,还需要注重对景观功能的打造,要满足市民对空间审美的需求。在具体设计实施时,需结合场地现状,破除连续的不透水地面,注重景观元素多重运用的同时,扩大自然种植区域,丰富植被色彩,加强植物群落的层次打造,从而恢复场地生态条件,营造良好的景观环境。

三、基于低影响开发理念的城市公共空间设计方法

低影响开发理念下的空间设计除了满足基本的使用功能以外,还将场地本身改造为雨洪管理的载体,注重地表径流与雨水水质净化、回收利用的效果。

(一)增加透水地表面积

城市公共空间中基础设施的增加导致不透水地表面积与日俱增,因此地表径流无法及时下渗,所以当遇到暴雨侵袭时极易引发雨洪问题。在满足空间功能的前提下,要减少不透水地表面积,增加空间中的绿植面积,以此达到增加透水地表面积的目的。在铺装种类的选择上可多元化,选用嵌草砖、卵石组合、木质平台、透水混凝土等材料,既能营造不同空间使用体验也有利于雨水的下渗。

(二)因地制宜地分类管控

根据场地自然现状分析,确定以绿植区域为载体的雨洪管控设施的比例与布局后,要充分考虑其服务半径与搭配组合。小尺度公共空间可结合地形,分段、分级对雨水进行自然管控,以场地现状为基础规划径流路径,将雨水引入技术设施,经过层层过滤净化雨水。大尺度公共空间可根据实际情况划分成不同属性的生态单元,每个单元根据其相应的功能需求、生态属性、土地特性制定不同的设计策略与场地布局方案,以满足不同时间、空间、人群的需求。

(三)空间功能的多元化设计

城市公共空间为城市居民提供了休闲、娱乐、运动、交流的场所,在具体的方案设计中空间的使用功能较为单一,因而基于低影响开发理念的空间功能设计要结合城市公共空间的特点,将空间中的安全设施、标识设施、休憩设施、活动设施等与雨水管控设施充分结合,利用丰水期与枯水期不同的技术表现,打造多元化空间,让空间既能满足使用者的基本功能需求,又能满足雨水管控的技术需要,营造具有复合功能的单元空间。

(四)立体式综合设计

基于低影响开发理念的城市公共空间景观设计,除了考虑水平界面上技术设施的运用以外,还要充分结合场地地形与围合建筑的特点进行立体式综合设计,即在垂直界面上设计屋顶花园、垂直绿化墙面等不同形式的雨洪管控设施。在不破坏场地原有建筑、地形高程的基础上采用立体式布局,有利于实现雨洪管理,减少开发成本,提升雨水管理效率,也有利于提高立体空间的使用效率,增大绿化面积,从而达到低影响开发的目的。

四、基于低影响开发理念的城市公共空间设计技术方法

(一)渗透技术

1.透水性铺装

透水性铺装指的是透水性能良好、组成结构空隙较高的人工材料所铺设的地面。路面铺装设计是城市公共空间中满足居民需求的基本要素,也是雨洪管控的关键。地表径流通过面层渗入具有一定储水能力的基层,再下渗至铺装内部的排水管或土壤,有效地削弱了地表径流流量,补充地下水。在具体选择过程中要结合空间的使用功能,灵活选择不同的铺装材质与样式,在人流量较大的空间可选择稳定性更好的半透水性铺装;当下层土壤透水能力不强时,应在透水基层内设置排水设施,保证雨洪管控效果。

适用条件:针对透水性铺装的结构特点,结合城市公共空间的类型,主要用于步行道、广场、停车场等区域。

2.屋顶花园

屋顶花园是利用屋顶空间进行一定的植被覆盖和绿化的技术工程,它具有缓解城市热岛效应、净化空气、改善微气候、增加植被面积以及削弱雨水径流流量、降低污染负荷等多重功效。城市公共空间的围合界面大部分由建筑以及构筑物构成,所以屋顶花园的推广对雨水管控具有重大意义。屋顶花园的典型构造由植物、基质层、过滤层、排水层、保护层以及防水层组成。其中,保护层与防水层可有效地将雨水与建筑隔离,排水层可通过碎煤、陶粒等净化过滤雨水,过滤层多用土工布来防止泥沙冲刷侵蚀,基质层需选用渗透性好、空间稳定性高的种植土壤,其覆盖深度宜根据植物的需求与屋顶荷载确定。在顶层植物的选择上应以适应性强、净化能力强、生长缓慢的乡土植物为主,尽量选择轻质的地被、灌木与小乔木,少用大型乔木,以减轻屋顶荷载,缩减后期养护成本。

适用条件:适用于各类满足屋顶荷载能力与防水条件的平屋顶或坡度不大于15 度的屋顶建筑,尤其是高密度建筑覆盖的城市公共空间。

(二)储存技术

1.雨水池

雨水池主要用于提供雨水暂存空间,作为一种简易的收集设施,技术简单,可有效地存储雨水资源,削弱峰值流量。在单体建筑中,可选择塑料、木材等简易材料围合的小型雨水罐,通过雨水管将屋顶雨水收集至罐中。在大型社区,可在地下设置砖砌、混凝土或者玻璃钢结构的雨水池,以回收利用雨水。设计时,可结合基地条件与经济状况选择合适的技术类型。经过收集的雨水可通过简单的弃留设施和沉淀后,作为生活用水用于绿化灌溉、清洁路面、冲洗厕所等。

2.湿塘

湿塘是指具有雨水调蓄与净化功能的多功能调蓄水体,常结合绿地建于具有一定空间条件的公共空间中,以雨水为主要补充水源。湿塘平时作为景观水体正常发挥景观休闲、娱乐功能,在暴雨时发挥调蓄功能,这就是多功能利用城市有限的土地资源。前置塘为预处理设施,一般池底为硬质平底结构,便于沉淀大颗粒污染物。在具体建设时,需设置护栏、警示牌等避免发生危险。

(三)净化技术

雨水花园一般会选择在场地内地势较低的区域建设,旱季为自然绿地,可通过植物造景手法与周边景观融为一体;雨季时可以暂时积攒雨水,经过植物与土壤的过滤净化后慢慢下渗至地下,控制地表径流峰值,净化水质的同时有效补充地下水资源。因此,雨水花园下层宜选择如砂土等渗透性较好的土壤。在植物选择上也应该以耐淹、具有净化功能的本地物种为主。为保证雨洪管控效果,在具体建设时应根据当地降雨情况,设置溢水口,以便过溢雨水排入市政管道。

(四)传输技术

1.植草沟

植草沟因种有植被,且具有一定的雨水净化功能,主要被用于收集、输送和排放径流雨水。一般可结合地形建设在道路或广场周边的绿植区域,与雨水花园、人工湿地等雨水管控单项设施或城市雨水管渠系统衔接,增强雨水管控效果。除了传输型的植草沟,以控制径流总量为目标的干式植草沟与以径流污染管控为目标的湿式植草沟也常用于公共空间建设。植草沟运用卵石、植物等延长雨水在沟渠内的停留时间并将其净化,主要目的是输送而不是储存雨水,因此在具体建设时植草沟断面应采用三角形、梯形或者倒抛物线形,边坡不宜大于1∶3,纵坡不大于4%。同时可适当增加植被种植密度,设滤网、砾石垫层等,保证雨水管控效果。

2.生态树池

为了营造舒适自然的空间环境,乔灌木在公共空间设计中会占一定比例,因此生态树池的作用不可忽视。生态树池可以看作为雨水花园的缩小改善版本,上层由透水塑料板盖住,经过过滤、下渗等有效地控制、净化雨水。不同于传统树池设计,在竖向设计上生态树池的土壤标高要低于路面,以便地表径流流入。经过一系列生物作用后,可将过溢的雨水通过渗透集水管统一送至排放地。在不影响树木观赏性与实用性的同时,有效管控雨水,缓解城市排水压力。

五、结语

基于低影响开发理念的城市公共空间景观设计应以场地现状为基础,合理规划竖向关系,根据不同类型空间的特点,针对性地选用适宜的设计方法,实现对雨水的全流程管理。在设计实践中结合空间使用需求合理地选用透水性铺装、屋顶花园、雨水池、湿塘、雨水花园、植草沟、生态树池等技术,相比于传统的城市公共空间设计,其景观效果更加生态,建设成本更加低廉,场地功能更加全面。

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