城市公共空间雨水资源利用的景观途径研究

王思元/WANGSi-yuan
王向荣/WANGXiang-rong

摘要：近年来，城市公共空间雨洪事件频繁发生，风景园林设计师开始思考在对其进行规划设计时，除了满足日常功能与美观外，对雨水资源的管理和利用。分析雨水利用环节，提出公共空间景观结合雨水资源利用的设计原则，并选取建筑物、场地、道路与城市河道4种类型的城市公共空间，从可持续发展的角度探讨雨水资源利用的不同景观途径。指出为实现雨水可持续利用的目标，需要政府与各部门的合作，通过健全法律、法规、政策以及公众教育等方式来对其进行管理。
关键词：风景园林；城市公共空间；雨水资源；景观途径
基金项目：中央高校基本科研业务专项资金(编号BLX2012052)资助

Abstract: In recent years, rainwater events happened in urban public space frequently. They made landscape designers begin to review the rainwater resource management and utilization of public spaces except the functional and aesthetic design. The paper analyzes the rainwater runoff process, puts forward the public space landscape combine with the design principle of rainwater resource utilization and selects four types of urban public space, which are building, ground, road and urban river to explore the ways the landscape from the perspective of rainwater resource utilization for sustainable development. It points out to achieve the goal of sustainable use of rainwater requires cooperation with various government departments through improve laws, regulations, policies and public education to carry on the management.
Key words: landscape architecture; urban public space; rainwater resource; landscape way

城市公共空间(UrbanPublicSpace)是指面向城市居民开放，供其使用和享受的场所和空间[1]。广义上包括各种提供公共生活场所的建筑物以及建、构筑物垂直界面与水平界面围合而成的城市外部空间[2-4]。

目前，我国很多城市的公共空间为方便居民使用，往往采用大面积不透水的表面硬化设计，而在降雨的情况下，这类城市公共空间极易产生区域径流，极端情况下甚至发生城市雨洪。传统的解决方案多为集中汇集、集中排放，但这种处理方式不仅没有做到雨水资源的综合利用，而且改变和破坏了界面原有的自然水文过程、容易诱发城市面源污染等一系列城市问题。

本文从风景园林规划设计层面，结合生态理念，探讨城市公共空间雨水资源综合利用的景观途径，为城市雨水资源管理提供灵活多样的对策。

1 雨水资源利用环节分析及景观化设计原则

城市公共空间的雨水资源主要来自于该部分空间下垫面不透水面的径流过程。目前，已有众多学者针对城市建成区的雨水径流过程做了深入的研究，一致认为这一过程基本可分为3个环节，即源头环节、过程环节和终端环节[5-7]。因此，城市公共空间的雨水资源利用应围绕这3个环节进行不同的设计和管控。其中，对于源头环节的管控可通过对降雨承接面的设计，将雨水资源就地滞留或消纳；过程环节的管控可围绕雨水径流的疏导路径进行设计，实现雨水资源综合利用、削减雨洪峰值、降低面源污染的形成风险等；终端环节的控制措施可以通过对受纳水体的再设计，降低其受污染程度和实现雨水资源蓄存的生态化。

针对以上3个环节，在进行景观化设计时，应本着“低影响开发”“塑造多功能场地”和“恢复或模拟自然水文过程”的原则进行。其中，“低影响开发”原则是指在进行景观设计初期，尽可能尊重场地的原有属性，在保留完整的场地水文条件下，充分优化场地雨水截留空间，同时形成具有一定特色的景观效果。“塑造多功能场地”原则是指通过景观设计赋予场地多重功能，使其在满足对雨水资源调控的同时，充分挖掘场地景观化效果的附加功能，最终实现土地集约使用的目的。“恢复或模拟自然水文过程”的原则是指对于水文功能已被破坏的场地，在景观设计时应利用景观设计手法模拟自然水文过程，将场地的各个水文环节景观化，这样既有效地恢复了场地原有的水文功能，景观化的场地也可作为科普场所向城市居民展示水文知识。

2 雨水资源利用的景观途径

以下结合雨水径流过程，探讨城市建成区内4类常见城市公共空间：建筑物、场地、道路、城市河道的雨水资源利用的景观途径。

2.1 建筑物

从建筑物产生雨水资源的环节来看，主要包括截留环节、疏导环节和末端蓄集环节。

2.1.1 截留环节

雨水降落下来后，首先接触到的是建筑物的屋顶表面。传统的屋面处理并没有考虑雨水的收集和利用，而只是将其直接疏散排导。从当今节约资源的角度来看，显然不尽合理。该环节的景观途径应充分考虑雨水资源的收集利用，在保证建筑物安全使用的同时，提高建筑物的景观附加值，将源头环节的雨水资源合理利用。

目前比较成功的屋顶景观途径为屋顶花园。这种做法既可以保证减少屋面产流速度和径流量，也可使源头雨水被植物净化，增加建筑物的景观生态效益，提高城市公共空间的绿量，改善人居环境质量。

2.1.2 疏导环节

经过屋顶截留后过剩的雨水资源，还需要被疏导至最终的收纳空间。针对这一环节中雨水资源的景观途径，应从疏导路径和结构方面进行景观设计，适当加入景观节点，从水流声、形等方面实现景观化。如在疏导过程中，局部加入消力池或小型汇水槽，并对该设施进行造型设计，或结合地形设计以及植物栽植，形成导流渠、导流花园等形式，这样既可以降低疏导过程中雨水径流流速，也可以提升疏导沿程的景观效果；还可将小型建筑物的竖向疏导设计为各色形质的雨水链，既可以实现竖向疏导过程中雨水的听觉效果，也大大增加了疏导措施对建筑物本身的装饰效果。

2.1.3 末端蓄集环节

雨水资源在经过截留环节、疏导环节后，最终要进入一个合适的末端蓄集场地。因此对末端蓄集场地的景观化设计，是该环节景观途径的重要手段。具体设计中应根据可能的降雨径流量，在建筑物周边合理布置末端蓄集场地，如雨水花园、雨水庭院、景观水池等，实现符合建筑物室内外需要的各种景观效果，提升建筑周边空间的环境质量(图1)。

德国柏林波茨坦广场区域是公共建筑及景观结合雨水利用的典范，它所有的景观用水都是来自雨水收集后的再利用。设计师将适宜建设绿地的建筑屋顶全部建成绿色屋顶(截留环节)。对于不宜建设绿地的屋顶和绿色屋顶消化不了的剩余雨水，通过专门设计的带有一定过滤作用的落水管道进入主体建筑及广场地下的总蓄水箱(疏导环节)。经过初步过滤和沉淀后，再经过地下控制室的水泵和过滤器，将一部分水汇入建筑的中水系统用于冲刷厕所、浇灌屋顶的花园草地；另一部水被送往地上的人工溪流和水池中的植物和微生物的净化生境，进行二次净化和过滤，最终形成地面的不同水景(末端蓄集环节)。整个过程通过计算机进行监控，确保水量的稳定(图2)。

2.2 场地

城市中具有大量硬质铺装场地，阻隔了雨水的自然下渗过程，在面临暴雨时容易形成大量的地表径流，若疏导不畅，便形成了场地积水。这不仅为人们的生活带来不便，也影响了自然界的水循环。因此，场地的雨水疏导与管理至关重要，在规划设计过程中，可从以下3个方面进行考虑。

2.2.1 控制不透水铺装面积在设计时，可根据使用者的需求量，合理地设计不透水铺装的面积，通过缩减道路宽度、控制活动场地铺装面积、增加植被等方式来减少地表径流量，这是一种最直接的方式。

2.2.2 使用透水铺装

透水铺装属于多孔介质材料，其较强的孔隙渗透能力，为控制自身及周边不透水面积的雨水径流提供了条件，可以应用在停车场、街道、广场等硬质场地上。它能够有效减少雨水径流量，补充地下水，同时能够通过垫层收集系统回收入渗雨水，减轻城市排水系统的负担。研究表明，透水铺装径流削减能力为40%~90%，比无收集措施时提高约10%，洪峰削减能力在20%~80%[8]。此外，透水性铺装有利于植物的生长，植物能够在铺装间未硬化的缝隙中成活，适用于较少使用的铺装广场。因此，在设计时，可以考虑更多地使用透水铺装，虽然最初造价较高，但从长远角度来看，更加生态环保。

2.2.3 创造具有多重功能的弹性景观

在场地的景观设计中，可以结合园林工程，利用雨水的变化形成弹性景观，即在旱季时，场地能够满足人们不同的日常活动需求，雨季时，场地可作为短期蓄洪使用，实现单一场地的多功能化。在设计时，要充分了解设计地块的水文条件及季节变化，挖掘能够被人类活动所利用的过程和要素；将场地的水源进行净化，溢水口与城市雨水管网连接，确保场地内雨水的质量、截污与饱和后的排放；设置不同水深的安全提示，确保使用者的安全；也可以通过景观设计放大雨水利用的不同环节，如过滤、净化等过程，起到科普教育作用。

荷兰鹿特丹雨水广场，在设计的时候充分考虑场地多功能属性的开发，其在满足传统公共空间功能的基础上，增加了对社区雨水的收集和利用，使得场地可容纳该社区范围内1000m3的暴雨。它由运动场和山形游乐设施构成，下沉约1m，周边被草地与乔木围合。旱季时，雨水广场是一个干爽的休闲空间；在常规的降雨时，雨水将渗入土壤或被泵入排水系统，确保场地的干燥；当遭遇强降雨时，广场变成了暂时储存雨水的场地。从社区收集的雨水经过过滤，通过特定的入水口流入广场，整个过程完全可视化。进入广场的水汇成溪流与池塘，供孩子们戏水游乐。若降雨持续的时间更久，广场将逐渐浸泛，直到被淹没，多余的雨水从溢水口排入城市管网中。为确保人们的使用安全，设计师通过颜色指示灯、设置边界护栏等方式，告知使用者水的深度和防止儿童坠入[9](图3)。

2.3 城市道路

传统城市街道的路面材料透水性较差，道路标高低于城市其他界面。在降雨时，道路汇集雨水，将其排入城市雨水管网，再排入城市及其附近的水体中。在这个过程中，容易引发雨水管网系统过载，造成城市局部内涝，雨水携带着大量来自城市道路、建筑表面等的污染物，成为城市水体最大的面源污染源之一。在进行道路雨水管理时，可以通过景观结合技术的手段，把重点放在控制径流系数和削减径流中的污染物方面，削弱和解决道路雨水问题。

2.3.1 合理引导水流方向

在进行道路设计与改造时，可以通过开放式路牙以及竖向设计增强道路与绿地的连通性，利用道路两侧的附属绿地进行分流。降雨发生时，将道路的雨水引入绿地当中，当绿地内的雨水饱和，通过溢水口(雨水溢流井)重新流入城市管网中。水流方向的改变，延长雨水汇入城市雨水管网的时间，控制瞬时径流系数。

2.3.2 利用植物进行生态净化

雨水种植池是由植物、土壤、砂石等自然造景元素和必要的景观建造技术建造的具有良好的景观效果和能够用于暴雨管理功能的绿地景观，也叫雨水花园。它能够作为城市道路建设的基本单元，承担雨水管理的作用。当道路雨水进入雨水种植池后，雨水和池中的自然景观元素发生吸收、滞留、减速、净化和下渗等过程，进而被净化和削弱。根据规模可以有雨水种植沟、种植池、路牙扩展池和雨水渗透园[10]等设计形式。

波特兰市西南12号大街是波特兰绿色街道项目之一，是“以自然方法管理街道雨水”的示范性工程。它将步行道与车行道之间的绿化带结合道路的坡向，设计成由4个不同深度的雨水种植池组成的道路雨水自然管理系统，利用雨水种植池里的自然景观元素来滞留雨水径流、减缓雨水径流的流速、净化雨水和促进雨水的自然下渗。项目完成后，街道能够收集附近780m2范围的雨水，每年近720m3的雨水得到了有效管理[10-11](图4、5)。

2.4 城市河道

穿越城市的区域性骨干河流，具有抵御城市外围洪水侵犯的功能，而城市内部河道多被用来解决城市的排涝问题。早年间，人们更多地重视河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等方面，出现了城市河道成笔直封闭的形式，河道断面型式单一、护坡结构坚硬。这导致当城市面源污染伴随雨水进入河湖，河道因缺乏生物和微生物的环境而失去其自净能力，城市河湖水生态环境恶化。在进行城市河道规划设计和改造时，可从以下几点出发。

2.4.1维护和恢复河流的自然生态能力

城市河道具有维护陆地生态系统连续性和完整性的重要作用，应维护和恢复其自然水文过程，通过设计具有渗透性的河岸护坡，如利用原有河底的底泥和黏土，或者是透水性好的卵石、砂土、植被等天然材料，使得排入城市河流的雨水能够与周边土地进行水量交换，减缓洪峰流量和延长洪水汇流时间，有效防止洪水泛滥，补充地下水，维持生态环境的平衡。

2.4.2截污与提升河流的自净能力

城市河道中水的质量对水域生态环境有巨大的影响，城市污水直接排入河道是对水源的重要危害，而降水形成的地表径流汇入河道，也会使城市河道中的水质下降。因此，可以通过有效截流污水的工程措施，包括水源截流净化、污水再利用、人工曝气强化技术等，控制城市污染物的排入和加强河流水体的自净能力。

2.4.3营造舒适的滨水绿地空间

研究结果表明，河岸植被的宽度至少在30m以上时才能有效发挥其生态功能，包括降温、过滤、控制水土流失、提高生境多样性等作用；河岸植被在60m的宽度，则可以满足动植物迁移和生存繁衍的需要，并起到生物多样性保护的功能[12]。因此，利用城市河道两侧的绿化隔离带营造舒适的城市滨水开放空间，不仅能够提高环境生态质量，同时也能为城市居民提供休憩场所，提供更多亲近大自然的机会。在设计时，结合生态驳岸与高程变化，创造不同区域景观和具有多重功能的场地，实现过滤雨水、科普教育、亲水活动等多重目的。

加冷(Kallang)河位于新加坡中部，西接Peirce水库，东入Marina海湾，是新加坡最长的一条城市河道。其上游曾是一条城市的混凝土水渠，自2006年起，政府对该段进行改造。德国戴水道公司(AtelierDreiseitl)将河道恢复成自然形态，并融入了雨水管理设计。河道的驳岸采用生态驳岸的形式，将植物与天然材料(石笼、土工布、芦苇卷、筐、土工布)相结合，在加固河岸的同时，防止水土流失。位于该段北侧的碧山公园也结合河道的改造，通过补种植被增加生物多样性、增设不同的亲水娱乐空间、结合水位的变化增设安全信号灯和语音通报系统等方式，成为受到周边居民喜爱的滨水活动空间。当遇到特大暴雨时，碧山公园作为河流两侧的防护绿地，起到了洪水管理与缓冲的作用(图6、7)。

3 城市管理层面的几点建议

3.1 将公共空间的雨水管理纳入城市规划阶段

不论是旧城改造，还是新城建设，城市公共空间的雨水管理都应从一开始就作为城市规划的一部分，结合传统的巿政给排水规划，在预留足够的地下排水、储水、净水等城市基础设施建设的基础上，加强雨水管理技术措施与城市公共空间的景观建设结合，从源头上削减径流量、控制径流污染。

3.2 结合不同部门与专业构建生态雨水资源管理网络

城市公共空间的雨水问题已经成为一个融合生态、环境、景观、市政、水利等多方面内容的建城、治城与管城的复合性问题。它的解决需要进行系统的管理与灵活的部署，同时也要多部门、多专业的合作来实现。首先，要建立有力的中央政府宏观调控管理机构，再由地方政府部门具体实施。其次，建立有效的协调机制，加强政府各个部门与专业学科之间的沟通协作。第三，建立雨水网络智能化监控平台，从总体控制到日常的维护管理都实现信息智能化管理。

3.3 政府部门将雨水管理纳入法律法规，规范城市建设单位和居民的行为

政府部门需要针对城市公共空间新建和改建出台系列的规章制度，并且要有具体的量化指标，来规范和约束开发商对用地进行雨水管理，从而减轻市政的雨水管理总负荷量。此外，也要通过多种手段，如媒体、互联网、现场授教等，加强社会宣传和教育，出台一系列奖惩制度来约束污染的输出，实现从下至上、全民协作的雨水资源管理。

4 结语

城市公共空间是体现城市面貌与形象的媒介，除了其日常功能的满足与外表的美观外，也要注重其作为城市基础设施的实用性。城市公共空间的雨水管理从传统的以“排”为主发展到“排、渗、蓄、滞”相结合的处理方式，再到综合利用城市景观系统，形成更加生态、低成本、高效的可持续发展方式，无疑不是一种进步。城市公共空间雨水管理也需要政府部门给予足够的支持，进行宏观调控与出台相应的政策法规，形成从上到下的管理网络与从下至上的全民参与，才能够实现真正的城市雨水资源的生态可持续。

注：文中图片除注明外，均由王思元绘制或拍摄。

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[9]《雨水收集与利用的景观途径》案例之：荷兰鹿特丹 雨水广场[EB/OL]. [2012-04-25]. http：//blog.sina.com.cn/ s/blog_659b3be901012kcx.html.
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[12] 邬建国.景观生态学：格局、过程、尺度与等级[M].北 京：高等教育出版社，2007.

作者简介：

王思元/1986年生/女/黑龙江人/博士/北京林业大学园林学院讲师/研究方向为风景园林规划设计与理论(北京100083)

王向荣/1963年生/男/博士/北京林业大学园林学院副院长、教授/北京多义景观规划设计事务所主持设计师/研究方向为风景园林规划设计/本刊副主编(北京100083)