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海绵城市视角下山水园林山形水系布局与营造
——以城市绿心森林公园雨洪区工程实践为例

2022-11-19孙京京

现代园艺 2022年6期
关键词:水系海绵营造

孙京京

(北京市园林古建设计研究院有限公司,北京 100000)

1 山水园林与海绵城市概念解析

山水园林是对中国传统园林的形象表达,广义的山水园林是取山水形式之精髓[1],挖湖堆山,以山水地形构建全园骨架,形成具有诗意的园林环境。其中挖湖堆山、筑山理水是山水园林营造过程中非常重要的一部分。

海绵城市是从西方国家引入的概念,是从城市雨洪管理角度描述的一种可持续的城市建设模式[2],近年来对城市建设产生了重大影响。它要求城市像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将储蓄的水释放并加以利用[3]。园林绿地作为海绵城市中重要的一部分,更应结合城市雨洪管网,承担起调蓄雨水径流及峰值流量的重要职责。

2 传统山水园林中蕴含的海绵智慧

传统山水园林以尊重自然为前提,不仅营造了优美的景观环境,还蕴含了巧妙的海绵智慧。所谓“挖湖堆山”,最初的功能就是防洪蓄水,解决城市内涝、场地雨水调蓄等问题;“虽由人作宛自天开”的传统园林意境则是基础功能之外更高的艺术追求。以《园冶》及传统山水园林为例,简析传统山水园林中蕴含的海绵智慧。

2.1 遵从自然、因地制宜

《园冶》有云“相地合宜、构园得体”“得景随形”,景观营造要以自然条件为依托,遵从自然,因地制宜。中国传统山水园林中但凡涉及大型水体或水池,山形水系布局必定会结合周边地形地貌做出合理布局。以颐和园、圆明园等传统山水园林为例,其建设之初从周边场地条件着手,选址于区域最低处,并充分结合京西山形水系条件,通过合理疏浚,在满足防洪蓄水功能的基础上,打造著名的园林胜景。

2.2 山环水抱、诗画意境

《园冶·题词》中描述的传统园林山水形态关系是“水得潆带之情、山领洄接之势”,反映了古代风水思想中讲求“山环水抱”的山水模式[4]。这一模式不但是模拟自然山水,更体现古老的海绵智慧。“山环”的目的,一方面是模拟自然山形条件、增加景观层次;另一方面,便于雨水沿山脊线有组织的排放。“水抱”是指蜿蜒的水系围绕山形建设,有利于就近收集山坡上自然排放的雨水。蜿蜒的水系结合自然山石驳岸同时具有降低流速、净化雨水的作用。“山环水抱”的山形水系布局方式与现代海绵城市理论中的蓄水、净水有着共通之处。

2.3 疏源去由、水系丰富

传统山水园林在水系营造上,不仅追求意境,更注重“疏源之去由、察水之来历”“入奥疏源、就低凿水”,保证园区水系流通、安全顺畅,达到防洪蓄水的目的。以颐和园为例,其营造之初就是一个大规模的水系疏浚工程:开拓疏浚西湖为昆明湖,作为最大的景观湖,以承接更大水量,防止京城洪涝灾害的发生;在昆明湖西北玉泉山以南开凿养水湖、高水湖,将两者通过玉河与昆明湖相接,作为昆明湖的辅助水库,蓄积自身场地周边天然之水,最终汇入昆明湖;昆明湖西北角另开河道往北接长河,作为昆明湖的溢洪干渠。至此,颐和园形成了玉泉山——玉河——昆明湖——长河多种水体协同作用的雨洪调蓄工程。

3 项目背景

3.1 项目概况

雨洪区位于北京市通州区城市绿心森林公园的东南角,东临规划宋梁路,与现状通州大运河森林公园隔路相望,南接规划玉带河支沟,西、北两侧紧邻规划市政路,南北长约1100m,东西向宽约500m,总面积为51.6hm2。雨洪区现状主要用地包括张辛庄拆迁遗址、苗圃、林地等。场地平坦低洼,现存大量建筑渣土,整体呈地势北高南低之势。

3.2 上位条件

城市绿心森林公园总体结构为“一核、两环、三带、五区”,雨洪区为五大功能组团之一。按上位海绵规划要求,城市绿心公园红线范围内3~10a 重现期雨水自行存蓄,50 年一遇涝水待机排放。目前城市绿心公园共形成了东西两大排水通道,实现区域内雨水自排。

雨洪区位于城市绿心森林公园东侧排水分区的下游,承载着排涝通道、雨洪蓄滞及错峰排放的重要功能,在雨季需要承载8 万m3瞬时雨水。面对如此巨大的储水压力,在场地内挖湖,形成巨大的储水空间成为了必然选择。另外,考虑到场地现状地势平坦,场地内几乎无景可用,为了消纳村庄拆迁渣土、平衡挖湖土方,在场地内堆筑地形,营造山水相依的山形水系,是最佳的方案。

4 海绵智慧指导下的山形水系布局

雨洪区山形水系营造以传统山水园林海绵智慧为依托,形成因地制宜、山环水抱的总体山形水系布局形式。

4.1 因地制宜的山形水系总体布局

雨洪区整体地势平坦,北侧现状地形比南侧高3m,略呈南高北低之势。北侧现状为张辛庄拆迁地,存有建筑渣土约3hm2。作为东侧排水分区的下游,雨洪区需要承接自北侧地块而来的雨水,并在场地内调蓄利用,最终排入南侧玉带河支沟,场地内部水系走势为自北向南。

考虑到城市绿心森林公园其余地块没有条件营造大面积景观水面,在地势最低的本地块集中营造大面积景观湖面的意向初步形成。本着尊重现状地形走势,就近消纳拆迁村庄建筑渣土的原则,在北侧堆山南侧挖湖的山水结构为最经济节约因地制宜的山形水系布局模式。

4.2 山环水抱的多重山水空间营造

雨洪区山形营造中,利用建筑渣土和挖湖土方,以西北侧主山为最高点,场地中部为次高点,营造连绵不断的山形脉络。主湖区面积约8hm2设置在园区最南端,其余景观水系呈蜿蜒曲折状,与山形充分融合。园区内部以主山山形脉络为骨架,结合多个微地形景观,形成多重山水空间。

场地山形脉络围合形成南北2 个大空间:主山高15m,山脉分别沿东向、南向延展,形成L 形脉络,与次峰围合,形成北侧围合空间;次峰高7m,沿东西向延展,地形走势向南微收,与大湖沿岸东北侧地形形成南侧围合空间。园区水系围绕地形设计,形成山环水抱之势。北侧空间以开阔的景观草坪为主景结合蜿蜒曲折的景观水系,南侧空间以开阔的景观大湖为主景形成湖光山色美景。

2 个大空间中又以微地形、建筑分别围合“园中园”空间层次:北侧围合空间中以竹轩竹亭、围合感较强的竹子,结合小面积景观水面,在开阔草坪空间外侧形成一处静谧清幽的竹轩竹亭“园中园”;南侧围合空间中以东西向次峰脉络向南微收,形成“C”形空间,与南侧明清风格的古典建筑形成大湖北岸的一组临水院落式樱花庭院“园中园”。

多层次的山水空间营造形成了不同类型的景观空间,打造了无限的空间层次,同时为雨水就近收集提供了条件。

5 生态高效的海绵体系水系营造

山形营造为园区打造了层次丰富的景观骨架,而水系营造则是园区最重要的核心体系,是园区海绵理念的集中体现。

从上位规划的角度分析,雨洪区水系设计应满足4个条件:(1)保证地块南北水系贯通,向南与玉带河支沟通过水闸相接,确保东侧汇水分区的连贯性。(2)自行消纳3~10 年一遇雨水,即在雨季额外存蓄上游和地块内收集的8hm2雨水。(3)当极端天气来临时,蓄滞50 年一遇水位线下雨水并错峰排放。(4)高效调配并合理运用场地内的雨水,起到科普教育的功能。

基于以上条件,全园形成了以南侧景观大湖为核心,溪流跌水、下凹绿地、潜流湿地、雨水边沟、蓄洪景观草坪等多个海绵设施,构建了具有调蓄滞洪体系、雨水收集体系、水质净化体系的海绵体系,实现了上位规划海绵指标。

5.1 调蓄滞洪体系

调蓄滞洪是雨洪区的首要功能。为保证极端天气下场地有足够的储蓄空间,园区不但设计了用于日常雨水储蓄的常水位区域,还设计了高水位及蓄洪草坪区域。

5.1.1 常水位区域。园区以景观大湖为核心,结合上游潜流湿地、景观小水面、溪流跌水等,共形成了面积约9.38hm2常水面的景观水系,这是园区调蓄滞洪体系的主体。水系北端起始于主山南侧半腰,向南蜿蜒迂回,最终汇入景观大湖,共分潜流湿地、景观小水面、溪流跌水、景观大湖4 个自然段落。

第一段落为潜流湿地段,高差4.5m,形成多个过滤池,相邻过滤池以山石点缀,形成自然山石跌水。第二段落为景观小水面段,水面西侧为主山次峰,高5.5m,水面东侧为竹轩、竹亭、竹廊结合挺拔的早园竹,水面东西向宽50m,南北向长65m。第三段落为溪流叠水段,自景观小水面起始,向南经次山北侧往西萦绕至场地西侧,最终汇入大湖。该段落以自然石山驳岸为主,岸线蜿蜒曲折,结合地形高差,设计多个自然山石跌水和自然汀步。第四段落为南侧景观大湖面积约8hm2,东西宽约500m,南北宽约250m。水面被2 条自然堤岸划分为3个水面空间,西侧水面面积较小,面积约2000m2,东侧湖面约2 万m2,中部湖面约6 万m2。2 条堤岸分别长220m 和90m,堤岸上分别设1 座古建亭桥和石拱桥,为湖面空间平添了丰富的景观层次。

5.1.2 高水位及蓄洪草坪区域。考虑到上位规划海绵指标,园区水系常水位以上1m 处设高水位,这一区间用于接纳场地内外3~10 年一遇雨水,可蓄水容积在8hm2以上。为保证园区南北蓄洪通道畅通,自场地最北侧,以雨水渗井结合多段干湿两宜的旱溪,向南与景观水面连接,形成连续的排洪通道。另外,将水位在19.8m 以下的绿地区域作为调蓄草坪区域,共同纳入调蓄滞洪系统,保证50 年一遇洪水错峰24h 排放,缓解下游玉带河支沟排洪压力。

5.2 雨水收集体系

园区山体坡度控制在1/3~1/6,地形避免形成圆包状,以山脊线、坡度等控制地形造型,形成不同的汇水坡面,打造自流排水地形。坡度陡峭区散置自然山石,减缓雨水冲刷。坡脚及园路边缘设计草沟、旱溪等雨水传导系统。园区雨水一部分下渗至绿地中,大部分汇集至雨水传导系统中,并就近导入景观水系中。

园区景观水系结合山形布局就近营造,以蜿蜒曲折的溪流、叠水、景观小水面等,迂回在景观地形之间,最终与南侧的景观大湖衔接。这样的水系布局,一方面便于结合景观地形,山环水抱,营造山水相映的景观小环境;另一方面,便于高效收集雨水,并快速及时疏导,减少雨洪灾害。

5.3 公园水系净化体系

园区雨水收集后,一部分用于园区灌溉,一部分用于景观水系。为保证水系水质设计了多样的水系净化体系净化雨水。具体包括植草沟、旱溪、下凹绿地生态处理,水生态循环体系、水下森林体系等。

5.3.1 植草沟、旱溪、下凹绿地。园区植草沟与旱溪就近分布在园路场地周边,就近收集园路、铺装场地、绿地内无法及时下渗雨水。全园分散布置多个下凹绿地,与植草沟、旱溪串联布置。当雨量较小时,雨水就近下渗;雨量过多时,雨水通过植草沟、景观旱溪就近流入下凹绿地,并最终传导至景观水面。草沟与旱溪断面坡度较缓,并段落式布置景石,结合植物搭配,起到沉沙滞污的作用。雨水经植草沟、旱溪一级沉沙,传导至下凹绿地进行二次沉沙,最终进入景观水面。

5.3.2 水生态循环体系。园区水系充分利用场地北高南低的地势特点,结合场地高差,形成自北向南的多层景观叠水。通过山石叠水、局部景观水循环、涌泉等景观措施,让园区内部水体活动起来,对水体曝气充氧,防止局部水体恶化。

园区水系池底均采用膨润土防水毯形式,达到生态蓄水目的。因北京气候干旱多风,蒸腾量大,园区水系除雨季收集雨水外,日常还需要中水补给。补给水源设计在主山南侧半山腰,水源之下结合高差设计山石叠水潜流湿地。潜流湿地采用上行排水方式,结合山石布置,形成外观为山石叠水,实际为生态净水的山石叠水的潜流湿地。潜流湿地的设计,不但丰富景观层次,同时净化补给中水,形成一处可观可赏的生态科普景点。

潜流湿地以南,结合周边地形,形成多层自然山石跌水。景观大湖及樱花庭院区域各设多个涌泉点,增加水体含氧量,防止水体恶化。

5.3.3 水下森林体系。园区水系岸线全部采用生态驳岸形式,除自然的草坡入水驳岸形式外,重点段落还以自然山石点缀,增加自然古朴之感。生态驳岸的设计为大量种植湿生水生植物提供了条件。

因园区水系高水位与常水位相差1m,水生植物种植与以往项目略有不同。常水位下设计水藻、浮水植物,例如狐尾藻、金鱼藻、荷花、睡莲等,增加水体活力。常水位下50cm 内种植有一定高度的水生植物,例如水葱、芦苇、花叶芦竹等,确保雨季洪峰来临时,植物不会有“灭顶之灾”。常水位至高水位之间,则设计干湿两宜的湿生植物,例如千屈菜、黄菖蒲、芦苇等。多样的水生、湿生植物结合景观水藻,共同构建了园区水下森林系统,保证了园区水生态系统的水质稳定。

6 结语

海绵是一种功能,山水园林是一种形式,用山水园林的形式承载海绵城市的功能,建设具有中国社会特色的山水城市,这是一种“有道有艺”的创作理念[4]。雨洪区山形水系的营建创造了良好的山水骨架,营造了无限的空间意境,也完成了上位规划海绵指标,是山水园林艺术与海绵城市理论结合的工程实践。建成后的景观效果基本实现了设计初衷,打造了碧波万顷、湖光山色的优美景色,为市民提供了一处可游可赏的山水园林景观。

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