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摘要:節(jié)水型綠地規(guī)劃與設(shè)計是目前通過雨水資源涵養(yǎng)達到場地生態(tài)恢復(fù)的主要手段。以北京未來科技城濱水森林公園為例，探析濕地與景觀水系水質(zhì)和諧發(fā)展的構(gòu)建關(guān)系。通過濱水公園行道樹滲集自灌系統(tǒng)、輻射井消峰回補地下水系統(tǒng)、雨水花園滯蓄凈化系統(tǒng)以及路面廣場高承載透水性鋪裝設(shè)計的4種節(jié)水型綠地及道路雨水回收利用技術(shù)的分析，探究大型高科技園區(qū)如何在規(guī)劃與設(shè)計中通過節(jié)水型綠地技術(shù)達到場地水資源以自然為本的新空間布局模式。

關(guān)鍵詞:北京未來科技城濱水公園;雨水;節(jié)水型技術(shù);生態(tài)恢復(fù)

北京未來科技城項目是國家實施“千人計劃”的重大科技項目工程，所以濱水森林公園項目規(guī)劃與設(shè)計定位要結(jié)合大型高科技園區(qū)未來城市的特征，探索如何通過規(guī)劃與設(shè)計營造以自然為本的創(chuàng)新、低碳、共生的布局理念，秉承自然寄存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”指導(dǎo)思想，圍繞溫榆河這一“綠核”建立“山水城市”，通過綠地道路將周圍社區(qū)串聯(lián)成便捷的慢行交通網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建城郊慢行體驗空間，并要求具有一定的示范和科技教育展示功能。未來科技城濱水森林公園位于北京市昌平區(qū)未來科技城區(qū)中部，項目規(guī)劃總面積為314公頃，其中生態(tài)保護性綠地約占為276公頃以上面積，包括園區(qū)內(nèi)溫榆河沿岸水系及濕地。公園定位為區(qū)域性綜合公園，作為北京溫榆河沿岸綠道區(qū)段，主要功能表現(xiàn)在以下幾個方面:一是通過土壤修復(fù)，使未來科技城園區(qū)的土壤具有良好的生態(tài)基礎(chǔ);二是雨水凈化生態(tài)系統(tǒng)覆蓋整個園區(qū)一半以上，通過雨水生態(tài)溝和濕地進行雨水收集，使園區(qū)形成生態(tài)景觀同時具有雨水自然回收、凈化的功能，塑造實用而自然的城郊景觀;三是增加場地與周邊社區(qū)的聯(lián)系，提供休憩和娛樂功能［1］。可持續(xù)設(shè)計是一種構(gòu)建及開發(fā)可持續(xù)解決方案的策略設(shè)計活動［2］。作為首批“北京市綠色生態(tài)示范區(qū)”未來科技城濱水公園的規(guī)劃與設(shè)計，必須在充分考慮河道管理、人為活動、景觀需求的基礎(chǔ)上，保存現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，對現(xiàn)有植被、景觀原生態(tài)進行保護與修復(fù);利用自身場地優(yōu)勢解決水與土的問題。此外，還要充分運用最新節(jié)能降耗技術(shù)改造環(huán)境。

一、雨水收集凈化的生態(tài)恢復(fù)設(shè)計

整個項目構(gòu)建以“一核”溫榆河河道為中心，建設(shè)具有“海綿城市”特色的雨水凈化生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域。設(shè)計總目標(biāo)是要建設(shè)具有雨水收集利用系統(tǒng)的道路占到園區(qū)總數(shù)量的一半左右。園區(qū)內(nèi)道路雨水生態(tài)溝總長度約為16000米，南北區(qū)之間共計約30公里，由14條道路構(gòu)成，其中有8條次干路貫穿兩區(qū)之間，基本實現(xiàn)在園區(qū)內(nèi)所有交通網(wǎng)絡(luò)建立雨水生態(tài)溝系統(tǒng)實現(xiàn)全覆蓋性。公園雨水生態(tài)恢復(fù)設(shè)計充分利用場地原有地形特點，原生生態(tài)特征進行調(diào)研和分析，通過挖湖堆山來實現(xiàn)“山水城市”的設(shè)計理念。由于早期上游河道管網(wǎng)不完善，污水收集系統(tǒng)較差，雨污合流未經(jīng)排污處理導(dǎo)致水質(zhì)嚴(yán)重污染，所以在項目設(shè)立之初，除通過“植被淺溝-濕地-雨水花園”構(gòu)建雨水收集、凈化及利用循環(huán)系統(tǒng)，還將園區(qū)內(nèi)濕地、坑塘作為涵養(yǎng)水源，采取潛流濕地、表流濕地和水生植物等生物修復(fù)法去除初雨帶來的溫榆河道水體污染，使所收集的雨水在滿足景觀用水及灌溉的需要外，還用以恢復(fù)園區(qū)內(nèi)溫榆河水質(zhì)和沿岸植被生態(tài)。這種自然循環(huán)式生態(tài)景觀將公園內(nèi)的動態(tài)區(qū)域與靜態(tài)區(qū)域緊密而有效地銜接起來。這種“植被淺溝－濕地－雨水花園”雨水生態(tài)網(wǎng)絡(luò)不僅恢復(fù)了因城市擴張而被破壞的生態(tài)多樣性環(huán)境，同時通過雨水收集系統(tǒng)用于園區(qū)內(nèi)植物景觀場所的灌溉，形成的實用而自然的功能性景觀［2］。

二、濕地構(gòu)建與景觀水系水質(zhì)

針對濱水公園景觀水體的特點，通過水質(zhì)保障關(guān)鍵技術(shù)的示范工程建設(shè)，形成離線強化處理與原位生態(tài)處理相結(jié)合、生態(tài)工程與水體循環(huán)共同作用的水質(zhì)保障模式，保障該景觀水系水質(zhì)維持在景觀用水標(biāo)準(zhǔn)。未來科技城森林公園沿溫榆河兩岸路段土壤由于農(nóng)業(yè)污染，自然植物生態(tài)遭到嚴(yán)重破壞，早期多為水土保持能力差的排水黏性土壤，在雨季水土流失嚴(yán)重。太陽能曝氣潛流濕地面積1000平方米，由焦炭、生物質(zhì)焦、沸石、火山巖、礫石等作為基質(zhì)填充材料構(gòu)成濕地單元，達到土壤慢速滲透的設(shè)計，最終濕地與地下排水系統(tǒng)相連，避免出現(xiàn)土壤飽和，無法吸收凈化作用［3］。這些濕地單元由于以上生物質(zhì)的填充，為植物和微生物創(chuàng)造了基本的再生條件，通過種植植物富集作用和微生物分解、降解大大降低了污水中的病原體、懸浮物等污染物，并避免了對于溫榆河道的二次污染，高效率的加強了水質(zhì)凈化功能［4］。園區(qū)內(nèi)主要以太陽版吸收太陽能轉(zhuǎn)化為動力驅(qū)動風(fēng)機對濕地系統(tǒng)進行微曝氣，通過濕地系統(tǒng)內(nèi)填料、植物、微生物的共同作用去除水體污染物。景觀生態(tài)塘通過布設(shè)水體生動植物、多功能立體浮床太陽能曝氣等水質(zhì)保障措施，以原位生態(tài)修復(fù)手段改善水質(zhì)。其中，太陽能潛流濕地組合系統(tǒng)是通過填料過濾、微生物降解、植物吸收、風(fēng)機曝氣等共同作用，使出水水質(zhì)滿足景觀用水需求。而多功能立體生物浮床是在普通生物浮床根系吸收、吸附的基礎(chǔ)上，增加水下纖維填料，通過附著在表面的微生物膜強化降解水中的污染物。浮床對原有產(chǎn)品進行了改進，可實現(xiàn)安全越冬，浮床上的水生植物為水鳥等水生動物提供了一個良好的營巢環(huán)境，這種多功能立體生物浮床在凈化水質(zhì)的同時也滿足生物生態(tài)棲息地需求，構(gòu)建了良好的景觀功能和生態(tài)功能。

三、綠地及道路雨水綜合回收利用技術(shù)

在未來科技城濱水公園內(nèi)的雨水滲透利用系統(tǒng)工程中，設(shè)置了人工濕地雨水凈化回收與透水鋪裝結(jié)合的行道樹滲集自灌系統(tǒng)，雨水經(jīng)過凈化進入清水池，構(gòu)成上層泄水下滲的輻射井系統(tǒng)和滯蓄型雨水花園。將收集儲存起來的雨水形成地下涵養(yǎng)水源，可用于綠地澆灌，水景補水等，替代自來水資源的消耗［5］。景觀改造雨水處理區(qū)的樹木以本土的落葉植物為主，坡地多位常綠植物與落葉植物混合種植，水土的恢復(fù)和保持為植被提供了多樣性的生存環(huán)境［6］。通過潛水泵將清水管道連接雨水回收系統(tǒng)，雨水回收水質(zhì)為COD＜50mg•L－1，氨氮＜5mg•bL－1，總磷＜0.5mg•bL－1，懸浮顆粒物＜10mg•bL－1，指標(biāo)略超出地表Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，用以公園日常的綠地、沖廁的需求。這些技術(shù)通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等手段的設(shè)計出水達到城鎮(zhèn)污水排放一級A標(biāo)準(zhǔn)和生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)。通過徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用及排放過程，促進了“區(qū)域海綿”功能的維持和提升。(1)行道樹滲集自灌系統(tǒng)是一種結(jié)合路面透水鋪裝雨水收集循環(huán)利用的節(jié)水型根部澆灌系統(tǒng)，這種方法直接將收集儲存的雨水通過儲水箱內(nèi)低壓滲管網(wǎng)對所在區(qū)域植被根系進行灌溉，從而降低土壤面澆灌用水的浪費。這種方法將路面透水鋪裝下滲的雨水，結(jié)合沿坡地表徑流導(dǎo)向，通過滲排水板及滲透管進行收集，匯集到行道樹底部的PP模塊儲水箱內(nèi)。(2)輻射井消峰回補地下水系統(tǒng)主要功能是促進上層滯水下滲。由于濱水公園植被土壤表層多為粘土層，使上層雨水滯水不能自然快速的滲透到地下區(qū)域，從而導(dǎo)致雨水大量被蒸發(fā)，儲存利用效率極低。輻射井消峰回補系統(tǒng)通過下凹式的植被淺溝，沿坡面向下至中心井布有穿孔集水管，用以對土壤面及下滲的雨水收集，將雨水導(dǎo)入中心井后，再由下層輻射管滲透至周邊土壤，實現(xiàn)就地截流，回滲入地下，最大化的將雨水進行儲存，在旱季用井內(nèi)提升設(shè)備將儲存雨水提升用于周邊綠化澆灌。(3)雨水花園滯蓄凈化利用是在濱水公園內(nèi)下沉式綠地地下設(shè)有儲水模塊，通過底部的集水井收集周邊區(qū)域地表徑流并將其存儲在儲水模塊中，通過提升設(shè)備將其用于道路清洗和綠化澆灌。這種滯儲凈化一體的雨水花園系統(tǒng)完善景觀水體的各項生態(tài)功能，結(jié)合挺水水生植物形成優(yōu)質(zhì)的視覺景觀效果［7］。(4)路面廣場的高承載透水性鋪裝設(shè)計。雨水滲透利用是指通過地表滲透或輔助設(shè)施使雨水下滲至淺層土壤以及地下水層，使雨水得以利用的方式［3］。初雨快速下降中容易在路面過程中形成雨水徑流，這個雨水滲透過程中如何雨水去污和收集是最復(fù)雜的問題。為了避免降雨條件下雨水避免形成地表徑流，又可去污快速滲透至土壤層以減輕管網(wǎng)排水壓力，濱水公園內(nèi)道路利用高透水性和高承載力的露骨料作為道路鋪裝，總面積約為15000平方米，即滿足大型車輛通行功能，也滿足集水和凈化的功能。除道路外，園區(qū)內(nèi)的廣場設(shè)計也最大化的利用原有廢棄石料，總計約為21立方米。

四、結(jié)語

北京未來科技城濱水公園是立足于城市土地水文循環(huán)失衡而一起雨水徑流污染以及水資源匱乏等現(xiàn)實問題，通過節(jié)水性綠地雨水收集利用的景觀設(shè)計和實施的成功案例。這個案例除集水節(jié)約型綠地實踐設(shè)計技術(shù)方面之外，還包括生物質(zhì)焦良、公共綠地碳匯研究等前沿方面的設(shè)計與思考，集中探索了大型高科技園區(qū)如何在規(guī)劃中通過自然環(huán)境的營造、新空間模式的創(chuàng)造實現(xiàn)以自然為本、以人和創(chuàng)新為本的規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)［8］。

參考文獻:

［1］劉虎，丁可．美國伯利恒鋼鐵廠景觀再生的經(jīng)驗與啟示［J］．天津大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2016(4):382-383．

［2］梁町，曼梓尼．持續(xù)之道:中國可持續(xù)生活模式的設(shè)計與探討［M］．廣州:嶺南美術(shù)出版社，2006:49．

［3］劉虎．丁可．基于雨水利用的生態(tài)景觀設(shè)計研究:以北京未來科技城濱水森林公園為例［J］．建筑與文化，2016(9):149-150.

［6］宗凈．城市的蓄水囊:滯留池和蓄水池在美國園林設(shè)計中的利用［J］．中國園林，2015(3):51-55．

［7］劉虎．丁可．基于低技術(shù)開發(fā)下的可持續(xù)性景觀設(shè)計策略:以美國伯利恒鋼鐵廠景觀改造為例［J］．建筑與文化，2016(6):179-180．

［8］劉峰．持續(xù)之道:中國可持續(xù)生活模式的設(shè)計與探討［J］．北京規(guī)劃建設(shè)，2016(4):49-51．

作者：劉虎；劉丹丹 單位：北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院