既有住区海绵设施与景观系统有机融合技术
0 引言
在生态文明建设的时代背景下,海绵城市的相关研究呈蓬勃发展之势。我国于2014年发布《海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建(试行)》,并在全国范围内大力开展海绵城市建设。目前已有两批30个城市进行国家级试点建设,约200多个城市进行省级海绵城市试点建设,取得了一定的成效,但已建成的海绵城市建设设施(以下简称海绵设施)部分存在景观效果不佳、公众接受度较低等问题。目前对海绵城市概念、理论、实践都有着广泛的研究,但较多关注城市层面的市政、道路、集中绿地等,对城市建设中占比最高的住区研究较少[1,2,3,4],尤其是配套老旧、功能欠缺的既有住区。同时在海绵设施景观提升方面,亦缺乏系统性的研究和技术指引。
目前我国正在广泛开展老旧小区的升级改造,也更加注重以人为本的住区规划和更新美化技术[5],海绵化是其更新改造的重要方面,这就为海绵城市的建设提供了良好的契机。海绵设施不仅发挥着功能性作用,还可以成为场地景观的有机组成部分,发挥塑造特色、体现文化、激发活力等作用。海绵与景观系统的有机融合成为提升海绵整体品质的有效途径。
多专业的耦合设计过程是一个双向甚至多向互动的过程,本研究立足于既有住区的海绵化升级改造,从海绵设施与景观系统有机融合的角度出发,在海绵建设中融入景观设计的艺术思维,在满足其功能的同时追求美观和人性化。针对当前海绵建设中的相关问题与不足,寻求统筹雨水资源与住区景观的有效途径,为可持续的雨洪景观提供新的设计思路,从而发挥海绵设施的多重效益,为高品质的海绵城市建设贡献智慧。
1 现存问题
在海绵城市不断推广的过程中,设计者主要将重心放在海绵设施的工程建设上,与景观设计的结合度不高,造成整体景观效果不佳,公众认可与接受度低,主要问题体现在以下方面:
1.1 空间布局欠合理
海绵城市建设中,往往以建设具体的海绵设施为目的而忽略设施间的协同布局,如雨落管和缓冲设施与绿地分隔,雨水不能直接汇入绿地。此外,由于海绵设施与景观系统出于不同需求考虑,道路布局、竖向设计、绿地广场位置的选择常会出现不一致的情况,从而直接影响雨水管理效果。
1.2 复合功能未发挥
海绵城市建设中,重点关注海绵设施的工程性建设及雨水管理能力,而对休闲游憩、科普宣教、体验互动等其他功能考虑不足,致使海绵设施的可利用性较差,居民接受度不高。
1.3 外观形象待提升
海绵城市建设中,由于设计、施工、管理等各方面原因,许多建成风貌不甚理想,如海绵设施形式化,材料单一生硬化,与环境不协调孤岛化。同时,海绵城市建设中常出现不尊重场地肆意改动的情况,造成对现有景观的建设性破坏。
2 海绵设施与景观系统有机融合方法
针对海绵设施的现存问题,从景观设计的艺术思维出发,对海绵设施进行美观化和人性化的改良,是实现其雨洪管理功能与品质兼具的有效途径。海绵设施与景观系统有机融合应以问题为导向,首先从住区的空间布局入手,其次在发挥绿地功能和雨洪管理功能之上,丰富使用功能,同时融入艺术设计,使海绵设施呈现良好的景观效果。重点包括以下3方面。
2.1 空间布局耦合(见图1)
(1)系统设计。各地区的地理、气候、城市形态具有差异,在海绵城市建设手段的选择上需要因地制宜。既有住区在海绵化改造前,应详细梳理现状场地及周边竖向关系,调查记录场地易积水点分布,分析其成因,并结合竖向分析、汇水区划分、径流过程分析、土壤渗透性测定等,有针对性地选择灰绿基础设施的组合[6]。结合场地改造条件合理布局海绵设施,使道路、铺装雨水产流进入植草沟、下沉式绿地或雨水花园等生态设施,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和水循环。
(2)道路布局。结合道路功能与场地条件,充分考虑场地周边用地、地形、地物、河流、绿地等,根据水文地质、施工条件及养护管理便捷等因素,因地制宜科学地进行场地道路布局。在现状道路绿化基础上尽量形成连续绿化带,以减少道路红线范围内的径流面积,同时在满足道路荷载前提下,最大化应用透水铺装材料。
(3)开放空间。合理布局公园绿地、城市广场、建筑外环境、雨水湿地等开放空间,兼顾游憩活动、景观及排水防涝的多重目标需求。景观水体宜具有雨水调蓄功能,利用雨水湿地、生态堤岸等设施提高水体自净能力;广场有水景设计需求时,宜结合雨水储存或调蓄设施共同设计;设置下沉式绿地、雨水花园、植被缓冲带等,形成与景观有机结合的、顺畅的雨水排放路径。
图1 空间布局耦合示意
Fig.1 Schematic diagram of spatial layout coupling
2.2 功能使用复合
景观化的海绵城市不仅是解决城市雨洪安全和水资源循环利用问题的途径,更是人与自然环境相融合的桥梁,因此海绵设施与景观系统在功能上有诸多可复合利用的方面。
一方面,海绵设施可以与景观的游赏、休闲、生态、文化、艺术等功能相结合,如海绵设施可结合座椅等休闲设施的构建来丰富其功能性,满足休闲游憩的需求;另一方面,海绵设施可作为文化展示的平台,如结合雨水循环利用过程进行科普教育等。景观系统与海绵设施的多功能复合,可促进海绵城市建设更好地被大众所接受。
2.3 外观形象融合
景观化的海绵设施是指海绵设施构件本身的造型要富有美感,能够体现城市或区域的文化特色,主要从尺度、材料、表现形式等方面把握。
2.3.1 尺度适宜
景观设计的核心是协调人与自然的关系,因此尺度的把握尤为重要,尺度合宜的海绵设施让人们有更好的使用体验,是实现美观化的基础。
2.3.2 材料协调
海绵设施要富有美感,包括从色彩、造型、图案乃至安放位置上,均需与周边建筑和环境相协调[7]。海绵设施与周边景观在材质方面协调统一,能够有效避免景观破碎化,强化空间整体性。
2.3.3 表现形式多元
(1)隐蔽性设计。工程化的海绵设施与景观构成要素诸如建筑、地形、水体、植物、道路、铺装等合而为一进行设计,从而实现隐蔽或融入环境的目的,使海绵设施成为景观的一部分。
(2)植物景观营造。尽可能选择适应性强的乡土植物,其存活率较高,能够更好地实现海绵设施的相关功能,且独具地域特色,从而提升海绵设施的丰富性。
(3)特色化艺术化表达。千城一面、特色缺失是海绵城市和景观设计所面临的共同问题,在海绵设施建设中应结合自然气候条件、地域差异、文化背景等,因地制宜进行设施设计与景观营造,恰当使用本土材料,融入地域文化和风貌特色,与自然相融、与文脉相通,实现海绵城市的地域性设计。
3 海绵设施与景观系统有机融合途径
景观环境艺术与海绵城市技术要素的依附基础都具有自然属性,这成为两者能够融合的有效前提与途径。《海绵城市建设技术指南》列出了17项主要海绵设施,包括:透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、调节池、植草沟、渗管/渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施和人工土壤渗滤。其中,地下设施或工程性设施如渗井、蓄水池等与景观结合点有限,在此不做考虑。此外,本研究补充了各地海绵城市建设中的各类设施,从与景观融合的角度进行评估,共筛选出22项海绵设施,研究其与景观系统有效融合的途径。
在总体统筹“源头-中途-末端”雨水径流控制各环节基础上,以景观系统各要素为突破口,是海绵设施与景观系统融合的重要途径。住区景观要素包括建筑、地形、道路广场、水系、小品、通用设施和植被七大类。本文重点探讨海绵设施与住区六大景观要素的融合途径与设计要点(见图2)。
3.1 与建筑融合
住宅建筑往往是既有住区中占比最高的要素,建筑屋顶雨水径流是雨水径流生成、转移以及污染的重要场所[8]。改造中根据现状建筑布局和屋檐形式,结合绿色屋顶净化雨水,将屋面汇集的雨水通过雨落管导入地面,雨落管可进行艺术化的设计以提升整个建筑的美观,与高位花坛、缓冲导流设施连接,最后流入周边绿地,可实现雨水的有效收集利用(见表1)。
图2 海绵设施与景观系统有机融合途径
Fig.2 The way of organic integration of sponge facility and landscape system
表1 海绵设施与建筑有机融合途径
Tab.1 Ways of organic integration of sponge facilities and architecture
3.2 与绿地融合
既有住区可布局海绵设施的空间有限,对现有绿地进行改造,是消纳住区雨水最好的载体。地形是构成整个园林景观的骨架,在住区海绵设计中,应充分利用现有的自然地形条件安排坡向。着重结合现状积水点塑造导流地形来疏导地表径流,尽量延长雨水在地表的滞留时间,增加雨水渗透量,保证不出现地形的局部洼地。同时考虑场地的自然排水状况、土地雨水下渗率及场地尺度的使用功能,在雨水径流传输中可与植被浅沟等结合,还可利用地形与雨水花园、下凹绿地结合,实现雨水储存利用(见表2)。
表2 海绵设施与绿地有机融合途径
Tab.2 Ways of organic integration of sponge facilities and green space
3.3 与道路广场融合
景观中道路广场与海绵设施融合的主要载体包括透水铺装、道牙开口、排水沟、导流槽、透水格栅、生态停车场等。铺装场地应充分考虑透水材料的使用,以满足雨水渗透的要求。既有住区中铺装场地利用率高,其变化给居民带来的感受非常鲜明,因此透水铺装应结合空间氛围,选择不同的形式、色彩,营造丰富的视觉效果。同时在雨水径流各阶段,通过住区道路横坡、绿化带浅沟、周边绿地下凹等形式,融入景观化雨水利用措施(见表3)。
3.4 与水系融合
水往往是既有住区的景观焦点,同时水系本身又是重要的海绵设施,将雨水管理与水景观结合,是发挥其功能美和形式美的核心。雨水设施水体主要来源于自然雨水,存在雨季和旱季两种状态,因此需重点考虑有水和无水两种状态下,住区水景观都能呈现良好的景观效果。海绵设施中与水系融合的主要载体为干塘和湿塘,可结合植物的配置及游览设施做出丰富的变化(见表4)。
3.5 与小品融合
将景观小品结合雨水的处理转换成新的海绵型环境艺术设施,亦是海绵与景观融合的重要途径,其主要载体包括假山置石、雕塑、构筑物等,使雨水处理的功能隐于其艺术的外观之下,更好地与周边环境融为一体(见表5)。
3.6 与通用设施融合
既有住区海绵城市建设在具体实施中会运用到大量传统市政设施,如雨水篦子、生态树池、绿化覆盖层、缓冲导流设施等,对这类设施进行艺术化改造升级,能极大提升海绵城市的景观风貌,如雨水篦子的景观造型以及与植物遮挡结合是住区中最常见的形式(见表6)。
表3 海绵设施与道路广场有机融合途径
Tab.3 Ways of organic integration of sponge facilities and road&square
表4 海绵设施与水系有机融合途径
Tab.4 Ways of organic integration of sponge facilities and water system
4 小结
海绵城市不是单个工程措施的简单累积,而是创造性的多系统综合。海绵设施与景观系统的有机融合,是探索防涝减灾、雨水利用、景观营造和提升场地品质的综合解决策略。本文从空间布局耦合、功能使用复合、外观形象融合三方面着手,探讨在海绵城市建设中,充分考虑其与景观中的建筑、绿地、道路广场、水系、小品及通用设施的融合,在传统景观设计中融入海绵雨水处理的功能,在海绵城市建设中融入生态景观的思想,为住区景观综合效益的发挥提供了很好的实现路径。
海绵与景观两大系统的融合,是充分发挥多学科协作优势建设海绵城市的重要创新。通过专业协同合理布局,结合滞蓄雨水、净化水质、改善环境等目标,既不破坏场地原有水文过程,又能营造宜人宜居的生态景观,更加人性化、特色化、艺术化实现海绵功能。在海绵城市建设的具体推进中,应正视既有住区落实海绵化改造的困难,目前亟需构建系统高效的管理体制,将住建、水利、园林、城管、物业等相关部门纳入综合管理体系,明确责任主体,构建多方参与机制。同时应以存量规划背景下的城市更新、老旧小区改造为契机,将海绵城市建设与住区改造充分结合,争取政策鼓励与资金支持,理顺实施路径和保障机制,将海绵设施与景观系统的融合切实落实到海绵社区建设中。
表5 海绵设施与小品有机融合途径
Tab.5 Ways of organic integration of sponge facilities and landscape ornaments
表6 海绵设施与通用设施有机融合途径
Tab.6 Ways of organic integration of sponge facilities and general facilities
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沈丹
[1] 刘利刚,吴凡.多专业视角下的“海绵城市”规划设计策略探索———基于迁安市海绵城市规划设计课的思考[J].风景园林,2017(12):117-124.
[2] JOHN R F,DAVID J S,LAURIE J F.Residential stormwater methods for decreasing runoff and increasing stormwater infiltration[J].Journal of Green Building,2012,7(2):15-30.
[3] 张帆,张春杰.既有住区海绵型改造适宜性探讨[J].建筑经济,2019,40(2):101-105.
[4] 许建超.基于雨洪管理的西安住区雨水景观生态设计手法研究[D].西安:西安建筑科技大学,2018.
[5] 杨青娟,向月.海绵城市视角下的建筑与景观结合设计研究[J].南方建筑,2018(3):40-45.
[6] 刘海龙.海绵校园———清华大学景观水文设计研究[J].城市环境设计,2016(2):134-141.
[7] 蒙小英,张红卫,孟璠磊.雨水基础设施的景观化与造景系统[J].中国园林,2009,25(11):31-34.
[8] 赵卉,张明顺,潘润泽.海绵城市背景下的绿色建筑水评价标准研究[J].给水排水,2020,56(7):163-167.