城市非常规水资源的景观利用

'城市非常规水资源的景观利用汪霞1曾坚2李跃文3非常规水资源是指在传统水利观念下复水生及滨水生态系统及栖地；●保护并摘要/文章针对日益加剧的水资源压力，提出了非常规水资源景观利用的理念，并概括和归纳了相应的措施、方不被列为开发利用对象的供水水源类型。提高水体的景观和休闲价值；●增加城市亲一般包括：雨水、洪水、废污水等。[1]在城水和近自然空间；●提高水资源的利用效法和关键原则。指出将雨水、洪水、污废水等的管理和利用纳入城市规划设计，不仅有助于缓解水资源短缺、改市规划设计中给予高度的关注，巧妙的利率，增强节水意识。善生态环境，同时还能够创造出多功能的水域空间和景用它们日益成为缓解景观水源短缺、改善观。水环境和水景观的有效途径之一。2雨水资源化的景观利用关键词/非常规水资源景观利用雨水景观利用需从下列四方面着手：ABSTRACT/Aimingattheincreasingwaterresourcespres-1非常规水资源的景观利用尽量降低区域的不透水面积；增加集流时suredaybyday,theplanneringeniouslybringsthecontrol非常规水资源景观利用是指：为了尽间；提供滞洪、滞留空间及增加地表入渗的andutilizationofrainwater,floodwater,sewageandwaste-waterintourbanplanninganddesign.Itcouldbenotonly量减少城市发展对水环境、水生态的影响，功能，并达到下列五项目的：抑制径流体helpfulforeasinguptheshortageofwaterresources,but有目的地采用各种措施对雨水资源、洪水积、衰减尖峰流量、缩短高流量延时、改善alsoimprovingecologicalenvironmentandcreatingmulti-资源、工业或生活污废水等进行收集、储存水质、维持自然生态景观和环境。雨水景观functionalwatersspaceandlandscape.和净化后运用到景观创造和建设中，将改利用的两种形式，一是大面积雨水汇集利KEYWORDS/unconventionalwaterresources,landscapeutilization善水环境、防洪、水质控制、栖地保护、亲用产生水景观；另一种是雨水就地利用，楼水空间创造等与城市规划设计、风景园林前屋后因地制宜。规划设计相结合，促进水环境与水景观的2.1大面积集雨产生水景观共同持续发展。例如，奥姆斯特德1)屋面雨水利用景观(Olmsted)设计的波士顿“翡翠项链”通过屋面雨水汇集系统和屋顶绿化系(EmeraldNecklace)，是世界上最著名的城统收集雨水。屋面雨水汇集系统是将屋顶市水处理湿地系统，这个设计如此完美以作为集雨面，通过汇集—输水—净水—储至于很少有人能想到它是人工构造出来的。存等多种渠道利用雨水。屋顶绿化具有储非常规水资源景观利用就是需要这种能够水功能和景观效果。大面积建筑屋面雨水将艺术和设计、社会理解力和洞察力与水的蓄集和利用是解决城市绿化用水、打造处理的方法及技术革新结合起来的创造力，水体景观的重要手段之一。例如，美国波特从而生成灵动、自然的水景观。兰(Portland)俄勒冈会议中心(Oregon在“非常规水资源景观利用”的概念ConventionCenter)屋顶收集从2万m2屋中，城市规划设计、风景园林营造和城市水面汇集来的雨水径流，然后通过土壤、植被务管理、水生态科学之间存在着密切关联。和卵石保持并过滤雨水。不仅净化了雨水，上述“翡翠项链”城市水处理湿地系统很好也为鸟类和当地的植物创造了生活环境，地诠释了这种关联。使办公楼得以和当地动植物共生(图1)。非常规水资源的景观利用可以缓解城2)公共空间雨水利用景观市发展对自然水循环的负面影响。在规划在大面积城市公共空间建设时，应结设计中通过采用适当的措施可以达到以下合开发地段非常规水资源实际，将雨水利目的：用作为提升开发地段品位的组成部分。例●维持和恢复自然水循环平衡；●保护如，德国柏林波茨坦广场(Potsdamer和提高土壤和植被的水土保持能力；●减少Platz)的雨水利用。广场总用地面积19％被地表径流，降低水患对城市的危害；●减少规划为水面(图3)，可收纳周边屋面和地面河南省自然科学基金项目(511050700)污染源、提高河川及地下水的水质；●减少的雨水约15000m3。雨水在注入广场水体之作者单位：1郑州大学建筑学院(郑州，450001)2天津大学建筑学院(天津，300072)对水道、斜坡与水岸的侵蚀；●减少新建和前，先要经过种植有水生植物和培养在上3河南省电力勘测设计院(郑州，450007)收稿日期：2006-11-28维护城市排水基础设施的费用；●保护和恢面的净化微生物构成的净化水塘，完成水15ARCHITECTURALJOURNAL20070.6建筑学报 城市规划与设计CITYPLANNINGANDURBANDESIGN1美国俄勒冈会议中心屋顶花园(左：配置得当的植物和石块、卵石以及清澈的水池看起来自然舒适；右：雨水从2万m2的屋顶南面，分四股流入水渠，形成小小的“雨水瀑4植草沟布”）2建筑后院的雨花园3波斯坦广场水景观规划平面5布法罗河蓄滞洪区湿地恢复(上：蓄滞洪区湿地恢复前的状况；下：蓄滞洪区湿地恢复后的景观)的净化和二次过滤，保证水体有清洁健康以芝加哥大型集水盆地之一的梅尔维纳集与径流，雨停后再慢慢排去，除有减洪功能的品质。广场的水面与南部紧邻的运河结水区为例，暴雨季节可以贮存雨水；在盆地外，还提供其它使用空间，如公园、高尔夫合为一个整体水网生态系统，为身处闹市底部设置有游戏、排球、篮球等活动场地用球场及停车场等。中的人们创造了一个以水为主题的都市生以在无雨季节供人们娱乐休闲之用；冬季，生态调节池通常又被称作“雨花态景观环境。[2]盆地一角的土质护岸则成为滑雪、速降等园”，是将池底部覆以土壤并种植污染物吸3)建筑小区的雨水利用景观运动的场所，盆地入口处的一个很大范围附性高的湿生植物，利用自然生态反应沉建筑小区雨水利用系统是利用生态学、内的铺装表面上，其蓄积的雨水在冬季成降、稀释或移除污染，具有径流调节与改善水工学等的原理，通过人工净化和自然净为滑冰的乐园。[3]集水区的规划设计除了具水质的双重功能(图2)。化的结合，雨水集蓄利用、渗透与园艺水景有洪泛控制、水质净化的功能外，还为城市檐下渗井檐下渗井是建筑物屋边以观等相结合的综合性设计，从而实现建筑、的休闲娱乐、空气净化、动物栖息、城市绿渗透带替代水沟。屋基边一圈圈的菜畦与园林、景观和水系的协调统一，实现经济效地等做出了贡献，从而实现了水域空间价花圃最为常见，但有时为了防止雨水打到益和环境效益的统一。例如，德国曼海姆市值的最大化。泥土而溅到房基，而改以碎石铺设的做法，(wallstadt)的曼海姆小区，是一借助雨水利在严重缺水的新加坡，建立了专门搜这种锱铢必较的储水做法，无外乎是对珍用工程保持和改善生态环境的小区。小区集雨水的中央集水区和麦里芝(MacRitchie)贵雨水资源利用的重视。中部构造了两条贯穿东西的明渠。这里所蓄水池等，它们在补给城市水源的同时，给植草沟植草沟是植被覆盖的集水、有雨水均通过一定造型的地面宽浅式明沟高度都市化的人们一个接近大自然的去处，排水渠，主要用于疏散暴雨径流以及移除进入明渠。明渠模仿天然河流修建，局部地在地狭人稠的小岛上，给野生动物及植物污染物，提升水质。可尽量保留天然植被、段兴建涌泉或造型建筑物，渠边种植水生提供了保护及栖息空间。维护景观品质，能提供生物栖息的空间。而植物，形成景观。2.2雨水就地利用的主要景观措施且草沟设置及维持保养的费用低于传统的4)集水区的规划设计雨水利用的主要景观措施有：屋面集地下管线(图4)。对于地表上任何一个地势相对较低的水、滞留池、生态调节池、植草沟、人工湿卵石渗滤槽卵石渗滤滞蓄调节是利地点而言，凡是落在它邻近地势相对较高地等。用卵石、碎石等空隙为雨水提供滞蓄空间的区域内的雨水，经过不断汇聚和流动都滞留池和滞洪池结合池塘、洼地予的方法，在地面设卵石沟或卵石槽，导引地会流到这个地点，这个雨水降落和汇流的以设置滞留池，因有池塘与洼地维持少量表径流至卵石间的孔隙，其上部则利用为区域就称为该地点的“集水区”。在芝加哥，的水位，除有集水功能外尚可维持水生生绿地或运动场等。集水区的规划设计是城市建设的一个重要态系统的稳定性，若能有效的连续供应，开渗透性铺装采用渗透性地面铺装是部分。在城市的很大范围内设置了集水盆放的水域还能提供亲水及视觉美化的效果。让雨水回归大地，解决地下水回灌问题。具地，用以在暴雨到达城市排水系统之前集滞洪池，是将调整机能限定在一定期限内有入渗、滞留的能力，有减洪、水质净化与流雨水。集水区的设计考虑到了多种功能，的调节暂时贮存径流，在下雨时贮存雨水地下水涵养、生态复育的优点。建筑学报20070.6ARCHITECTURALJOURNAL16 生产再生水的水处理厂处理公园的污水悉尼奥林匹克公园来自屋顶、道路和停车场的雨水首先通过处理池以去除营养物和污染物雨水污水再暴雨水砖循生头环水水二级出水处坑理砖厂头二坑级的出水水砖头坑(Brickpit)水处理厂进一步净化用来存储处理过的来自砖头坑的水和雨水和污水再生水处理厂的水水处理厂6布法罗河水域空间的雨洪综合利用景观概念示意7悉尼奥林匹克公园废水的再生利用3洪水资源化的景观利用湿地大量消失，被改造成农田或城市复，防止河水的洪水泛滥及对河流两岸土3.1洪水资源化用地，分洪阻力与分洪风险增大。如果在蓄地的冲刷。洪水资源化是指在保障防洪安全的前滞洪区中恢复部分湿地，不仅可以降低分4)水系连通、河渠互济提下，利用水库工程、保水工程、自然洼地、洪阻力，而且有利于生态环境的恢复。例水系连通、河渠互济，调蓄洪水资源。人工湖泊、水库等拦蓄洪水，以及延长洪水如，美国休斯敦市布法罗河的景观规划。在在流域水系中，河渠是水库与蓄滞洪区联在河道、渠道、湖泊洼淀和蓄滞洪区等的滞原渠道化的河道上人为造滩、营造湿地、培合调度运用的联系纽带，充分利用其自身留时间，尽量多引、多提、多拦、多蓄水，育水生物种以求形成类似于自然状态的的槽蓄能力，可实现各河系之间的洪水与恢复河流、湖泊、洼地的水面景观，补充地“近自然河川”(图5)。地表径流的互济调节。把各个河系之间及下水，改善人类居住环境。[4]最大可能地把2)河道梯级开发拦截洪水资源主要灌溉、排水骨干渠道串联在一起，利用汛期不可利用的水量转换为水资源可利用充分发挥河道天然蓄滞洪水的作用，洪水特别是小洪水的不同步特性，实施河量，以满足社会经济和生态环境保护的用沿河修建梯级拦河闸，层层拦截，形成多道系联合调度，最大限度地把洪水蓄留在河水需求。其本质是实现由灾害水向资源水人工湖面。既可直接美化环境，也可减少下道中。延长水流在河道里的滞留时间，是解和环境水的转化。游防洪压力、补充地下水，改善周边环境。决河道生态问题的一项有效措施。3.2洪水资源化的景观措施例如，2005年汛期，北京市充分利用潮白5)雨洪综合利用与水患对抗的结果让人慢慢了解到水河9个梯级拦河闸、凉凤灌渠、通惠灌渠三雨水景观利用与洪水的景观利用并不患的产生无可完全避免。因此，需要一个更个城区雨洪蓄滞区拦蓄洪水，这些水面的是独立的两个过程，在利用过程中将两方宏观、更可持续的洪水应变策略，“与洪水建成，极大的改善了沿河特别是城市的景面有效地结合起来，形成雨洪利用的完整共生”(LivingwithFlood)的概念，改变观。而且还为颐和园、紫竹院等公园补充了体系，更能充分地利用非常规水资源，可以了过去一昧抵御洪水的思想，重新检讨城生态环境用水。更好地减洪免涝、增水添优、保护水面、还市的土地政策、开发思维、规划设计才是减3)设计遵从自然水文模式水于城。在城市规划时，应积极重视保留市低灾害的根本之道。自20世纪90年代起，泰伦恩河(TuolumneRiver)公园门户内原有河流、湖泊、洼地及排水通道，尽可普遍接受的新思路是：尽量恢复自然形态区被台地化，在最低的台地上种植非常适能恢复原有河道的拦蓄空间，甚至退堤，恢的水滨空间，堤防后退扩大“河流的空间”。宜潮湿环境的植被，这一级年年都受到洪复漫滩。并重视其利用，制造以水和绿为空利用与景观设计结合的滞、蓄洪生态设施，水的侵袭；第二级台地用来适应1.5-5年间基质的亲水环境(图6)。及相应的堤岸和步道设计，使城市河流近一遇的洪水；第三级台地用来适应5-20年岸区在洪水到来时成为有一定滞、蓄洪能一遇的洪水；第四级台地用来适应20-1004污废水处理所产生的水景观力的泛洪区，而在平时则为景观与环境良年一遇的洪水。公园的设计和河流的自然4.1人工湿地处理污水好的供市民休闲娱乐的公共活动空间。水文模式相匹配，既可以使河流与它的洪在污水处理中，人工湿地作为一种生1)蓄滞洪区恢复湿地主动分洪泛区相连通，也能够使水滨的植被得到恢态处理方式，因其自身显著的优势和作用，17ARCHITECTURALJOURNAL20070.6建筑学报 城市规划与设计CITYPLANNINGANDURBANDESIGN逐渐成为城市污水处理重要的发展模式和理，将雨污对环境的危害降到最低。性。研究方向，伴随人工湿地建设所产生的水5.3向自然学习和借鉴5.7发挥景观的科普教育功能域空间也正成为城市绿色空间的研究范畴。尊重场地环境原有的多样性，模拟自非常规水资源的景观利用不仅应是塑一些城市还将湿地污水处理技术与湿地园然、尽可能选用简单安全的、非结构工程的造高质量环境的重要途径，还要发挥景观林造景技术相结合建成了人工湿地生态公方法。在完成排水防涝任务的基础上，达到环境的感染力，注重先进的科学技术手段园，可以缓解市区的单调景观，改善水体水接近自然、廉价并保持景观美。不只消极的与方法的运用，通过有目的地加强景观的质，并成为居民提供休憩、娱乐、教育的场保护，更应积极的使场地水文功能再生，维教育功能，形成人与环境互相感应的景观，所。[4]持水环境多样性及其水域生态系统平衡，对人们进行自然熏陶和生态教育。4.2废水再利用产生水景观并逐渐恢复自然状况，创造出水与绿的生例如，在德国杜伊斯堡景观公园的建废水的再生利用从系统形式上区分，态景观。设中，对于公园内的污废水道及工厂污废可分为来源子系统与再利用子系统。来源5.4减少地表径流以防止水患水景观，设计师彼得·拉茨(PeterLatz)没子系统主要有：工业生产排水、都市生活排城市本身并不只是水患的受害者，它有使用移土填平的作法，也没有直接换上水、雨水贮留和农业灌溉回归水，再利用子其实也是加剧水患的元凶。大量不透水铺干净的水。他认为这种工厂污废水景观，已系统主要有：城市景观利用、环境休闲利面形成的径流易酿成水患。传统的“管道排是当地百年来工业发展的历史见证，应该用、含水层补助利用和河湖涵容维持利用。水”思维只是治标而不治本。要通过建设蓄让它存在，但是他通过一些简易的周边环污废水的再生利用，宜根据它们的来滞洪池、人工湿地等，最小化城市不透水面境改善，如设置坡道和可以让雨水下渗式源与规模，尽可能按照就地处理、就地回用积，降低径流量和洪峰流量，才是减少城市的地表，再汇集雨水引入废河道，让污河慢的原则，合理采用相应的再生水处理技术水患发生的根本。慢自清净化，并逐渐变成被用来浇灌周遭和输配技术用于城市水景观。例如，20005.5增加美学价值同时将开发成本降到最植物的活水，最后使其成为一条生态景观悉尼奥林匹克公园建立了有效的污废水重低的河流。而这个概念也呈现出另一个重要复利用系统、雨水收集系统和植物浇灌系在非常规水资源景观利用的过程中，意义，就是他让该河道被净化、复活的过统，不仅每年可节约8.5亿升水，还为公园运用恢复生态学、生态工程学的理论和技程，完全被保留在时间、空间里，并被民众的水景观提供了可重复利用的水源(图7)。术，使之既能防止洪涝又可维持其原有的深刻地体验。当参观者随着污废水道穿过，水文循环，增加水景观的美学价值同时将都会学到有关湿地、雨水处理和环境艺术5非常规水资源景观利用的关键原则开发建设成本降到最低。确保在此过程中方面的知识，不由自主地感到神秘和惊喜。5.1水处理工艺与生态景观艺术的结合产生的影响最小，自然资源环境获得最大污水处理、雨水利用、洪水资源化等方的保护。着重于进行开发行为时，能够同时6结语面不仅有工程工艺要求，它作为城市外部维持生态系统和水文功能，整合绿色空间、在水资源日益珍贵的今天，将非常规空间，也是景观设计领域、艺术美学领域的原生地景和自然水文功能的关系。在非常水资源利用与城市规划、风景园林、建筑设研究对象。在揭示自然净水秘密的过程中规水资源利用合理化和水环境维护管理成计有机结合，越来越显示出它的兴利势头，运用艺术手段演示景观生态净化功能和生本最低化上取得最佳平衡。是21世纪水资源可持续利用的有效辅助手态环境价值，沟通人和自然环境的联系，是5.6创造多功能的景观段之一。非常规水资源的景观利用不仅需设计师的重要任务。典型的例子是成都的合理的运用非常规水资源景观利用的要多学科和部门相互的配合，同时仍需加活水公园。它是一座展示先进的“人工湿地规划设计方法，城市中的许多地方，无论是强对非常规水资源管理和利用的深入研究系统处理污水”的城市生态环保公园，模拟街道、停车场、开放空间还是屋顶，都可能与普及推广。■和再现了自然环境中污水是如何由浑变清成为包含了景观美学、生态净化、创造栖地的全过程。当人们一路走过厌氧池、水流雕等多功能的场所。塑、兼氧池、植物塘床系统、养鱼塘、戏水例如，美国华盛顿州雷通(Renton)的池，陶醉在大自然的美妙和谐中时，便在不水花园就是一个将系统的处理功能、湿地经意间阅读了大自然关于清水再生的“自的自然过程和生态艺术合为一体的多功能述”。的非常规水资源景观利用项目。该项目应参考文献[1]姜文来．水资源管理学导论[M]．北京：化学工5.2在源头上控制雨污用自然的方法回收雨污水，水被收集注入业出版社，2005．在源头上就地处理雨水、污水，从以末11个梯田式的池塘以沉淀污染物，然后再[2](德)赫伯特·德莱塞特尔(HerbertDreiseitl)[M]．端治理为主转变为以源头控制为主的综合进入下面的湿地系统，通过湿地植物后得德国生态水景设计：规划、设计和建筑中水资源的利用[M]．任静，赵黎明译．沈阳：辽宁科学技术出治理战略，并将之景观化，可以使受污染的以完全的过滤。水潺潺流过，途经5个种植版社，2003．水经过净化再进入河流、水道或渗入地下，一些大型开花植物的花园空间，它们展示[3]杨冬辉.因循自然的景观规划[J].中国园林，有效地保护了河流水道和地下水的水质。了水净化的循环过程：不纯净、处理、神秘、2002(3):12-15．[4]程晓陶，吴玉成，王艳艳．洪水管理新理念与防因此，应按“源头控制减量化、回收利用资美丽和生命的持续，代表着水通过净化得洪安全保障体系的研究[M]．北京：中国水利水电出源化、净化降解无害化”原则进行设计、管到的再生，体现了自然系统的组织和能动版社，2004．建筑学报20070.6ARCHITECTURALJOURNAL18'