打造创新型城市生态水景观

　　第六章 当代城市水景观设计模式研究

　　6.1 打造创新型城市生态水景观。

　　现今世界的城市化进程越来越快速，城市水环境遭到了一定的破坏，从而引发了一系列问题，例如水资源与防洪排涝等问题。城市中的水资源处于供不应求的形势中，随着城市化的飞速发展，人们对于生产生活用水的需要日益增加，造成了城市生态环境中用以循环净化的水资源被占用，加之人口增长等问题，水环境的压力越发严峻；不合理的城市发展和建设使河流逐渐干涸，地面沉降，许多低洼湿地萎缩，水环境容量逐渐减少；城市中水系统雨洪承载量有限，防洪排涝难度加大。基于上述城市水环境问题，水资源在城市中变得极为珍贵。城市水资源的浪费，往往由于人们对于水资源重要性的认知不足，或者在水环境建设上的技术不达标而造成的。随着今年各种灾害频繁发生，人们对于水资源的保护和利用也逐渐重视起来，同时也发现其具有非常重要的现实意义与实际价值，打造创新型的城市生态水景观（例如加强城市雨洪利用、打造生态驳岸以及人工湿地）来改善城市水资源紧缺、生态环境恶化等问题，现如今已经成为了城市水景观设计的一个必然趋势。

　　6.1.1 雨水的利用。

　　6.1.1.1 雨水利用的措施。

　　雨是造福人类的重要资源，也是一个地区进行生态循环的重要组成部分之一。在中国，绝大多数城市对于雨水资源的利用都不够重视，造成了与水资源的严重浪费，有些城市对于雨水的利用率甚至不到十分之一。利用雨水资源，可以节省许多城市用水，例如灌溉绿地，清洗城市建筑，将雨水资源汇集打造城市水景等。雨水经过净化处理，用于设计城市水景观，在很大程度上减少了对洁净水资源的浪费，通过雨水的利用，景观用水得到了充分的自给自足。城市生态水景观的建设，一直关注与如何充分同时合理的利用雨水资源，最大利用率地收集城市雨水，同时减少雨水资源的流失。对城市雨水资源的回收再利用，有以下几点好处：第一，能够在很大程度上改善城市水资源匮乏的问题，同时可以起到调节城市气温、湿度，使土壤的水分含量增加等作用，从而改善城市生境。第二，城市的雨水管理需要很大的容量，同时还需要巨大的管理费用，利用雨水进行水景观设计，有效的减缓了雨水储存的压力，并减少了雨水管理系统的运行费用。第三，可以有效控制城市中洪涝灾害，同时也可对城市水体污染起到一定的改善作用。综上所述，雨水可以说是城市水景观建设的理想水源。

　　城市雨水有三种利用的方式：直接利用、间接利用以及直接-间接利用。直接利用是将雨水收集贮存起来，直接营造出水景观的效果；间接利用是通过雨水的渗透，营造出保水景观的效果。

　　（1） 屋面集水。

　　屋面集水是指将雨水汇聚，通过在屋顶设置的生态系统加以利用。根据目的，屋面集水包括屋面雨水收集以及屋顶绿化。屋面雨水汇集和屋顶绿化。屋面集水的原理是将建筑物的屋顶打造成一个生态的汇水面，将收集来的雨水输送到净化系统中进行净化，继而作为洁净水进行贮存，高效合理地利用了雨水资源。不同地区的降雨量不尽相同，因此可根据实际情况选择单个或者一组建筑的屋顶进行集水系统的建造，合理设置集水系统。屋顶绿化现今也成为一个趋势，屋顶绿化具有很多功能，如降低城市热岛效应，调节城市气温与湿度，增加城市的绿色覆盖率，美化建筑外观，同时屋顶绿化也具有集水的功能，对城市空间的排水系统具有一定的分担效果，减少路面积水。

　　（2）生态调节池。

　　生态调节池也可称为雨水花园，雨水花园系统的净化原理是：保留原有水池底部的天然土，种植一些吸附污染物能力很高的水生植物，当地表径流流过时，天然土和植被都可以对水体中的污染物进行吸附沉降，这些污染物有的可以作为植物的肥料进行再利用，有的土壤与植物无法利用的污染物会被排入到下游。雨水花园不可以改善水资源水质，同时也可以调节地表径流。

　　（3）渗透性铺装。

　　现代城市经常设置大量的硬质铺装，这种硬质铺装多数是不透水的，这样的设计使城市中的污水得不到有效的处理，产生了很多负面影响。土壤得不到雨水的渗透，造成地下水的严重缺失，从而影响生态系统的水量平衡。设置渗透性铺装的做法有效的解决了这一问题，雨水可以经由渗透性铺装被土壤吸收，渗透进入地下，与此同时也缓解了城市排水的问题。

　　6.1.1.2 利用雨水打造流动水景观。

　　设计师在营造城市生态水景观时，要将气温、气候与地形地貌结合起来考虑。

　　第一、在进行城市流动水景观设计之前，设计师应对场地进行充分的调研，掌握雨水径流的路线以及雨水循环的方式，有效合理的设置雨水渗透路线，不能违背原有的自然条件，整个设计过程中必须确保雨水能够顺利的进行渗透。具体做法可以在城市中设置渗透沟渠和渗水井等，并将城市中的一些硬质铺装更换为透水材质。第二、雨水循环系统中的排水部分要充分的发挥当地的地形条件，宜选取靠近水源、地势低洼的地方进行设置，水流可依据地势由高至低顺流排入水源中。

　　例如在鲁尔有这样的一条街道，它距离赫坦中心区大约有一公里，这条街道的雨水由屋顶和街道流入设置的排水沟渠中，引向城市的草地或者农田，使雨水得以充分利用，除此之外也有汇集在蓄水池中的，可供人们日常用水。

　　利用雨水营造水景观时，我们要将当地的自然条件充分的考虑进去，将城市雨水与城市原本的水系统结合到一起去，在原有的基础上对雨水进行充分合理的运用，不能大兴土木破坏原有的生态系统，这是一种得不偿失的做法，要将人工水景和雨水系统统筹兼顾，完美融合。在打造城市流动水景观的过程中，要充分利用当地地形的落差，使雨水可以直接排入城市水景的源头，借助地形的高差，由上至下，营造出水面缓缓流淌的效果，过多的人为干预会使水景观显得生硬不自然，所以设计师在规划中要尽量减少人工痕迹，保留原有的状态加之合理的调整，使水能够顺利的排出。雨水景观不仅在视觉上可以达到美学效果，在听觉与光影效果中也能使人产生美的愉悦，层层叠叠水流而下的水击打岩石发出的声响，阳光照在水面上粼粼的波光，都能给人以美的享受。雨水流动景观不仅给城市的生态系统提供良性循环的保证，也使水景观增添了趣味性和科普性。

　　6.1.1.3 建设雨水收集系统水景观。

　　欧洲的一些地区，雨水收集非常普遍，人们利用雨水收集解决了许多城市用水问题，但凭建筑屋顶的收集，就可以解决城市绿化清洁用水的问题。在建筑屋顶设置雨水收集系统，不仅可以有效地利用屋顶这个城市的灰色地带，增加城市绿化面积，使雨水得到充分的利用，同时也可以减少排入路面的雨水，从而为城市的地下排水减轻负担，减少这方面的投资。

　　屋顶绿化，也被称为"屋顶花园",屋顶花园可设置在几乎所有城市建筑上，例如写字楼、住宅、工厂、商场等，充分利用了屋顶，增加了城市的绿化面积。同时，人们在室内透过窗户也能感受到绿色的空间，仿佛置身于大自然之中，代绿色替了原来沉闷的灰色，除此之外也调节了温度，给人们带来视觉和感官上的双重享受。一些称重能力比较强的建筑，还可将屋顶花园开放给游客，高空中的花园，远离城市的喧嚣和污染，没有忙碌的人群与汽车鸣笛的声音，只有属于观者自己的宁静。现在有许多设计者，将空中花园改变为空中菜园，种植一些有机蔬菜，药材及茶叶，带来一定的经济效益。屋顶花园不仅具有审美价值，还有社会价值，例如调节建筑周边微气候，调节屋顶温度，改善热岛效应，充分利用水资源等等。

　　芝加哥市政厅绿色屋顶是屋顶花园建造的一个成功的案例，无论是从雨水处理的方面还是从经济效益的方面，都获得了极大的成功。市政厅屋顶堪称一座"空中花园",屋顶上面积将近 1900 平方米，依次铺上支撑层、水蒸气控制层、隔热层、隔水层、排水层和过滤膜，最上面是植被生长的土壤层，土壤层由密集式、中度密集式、粗放式三种组合而成，建造成一个完整的雨水收集利用系统。芝加哥年平均降雨量差不多等于平均蒸发量，再加上屋顶风力大，植物生长可能遭遇干旱，种在这座屋顶花园内的植物多为本地土生、喜干、喜光，能够适应当地气候环境，经得住风雨的品种。这座屋顶花园是一个真正的生态系统，它不仅充分利用了雨水资源，还节约了城市市区地面，形成立体绿化。

　　有些公建的屋顶面积非常大，在设计中要配合地形优势，将其收集的雨水引入需水量较大的水景观中，例如城市滨水景观或者水上游乐景观等。一些面积较大的公共建筑，例如图书馆、博物馆以及大型商场中，可以将屋顶收集的雨水引入室内，利用屋顶与室内地面的高差打造跌水的效果，甚至可以设计为天然的小瀑布景观，合理的规划水流路线，能营造出天然的落水景观，使屋顶花园的形式更具有多样性。

　　位于德国柏林的波茨坦广场，利用雨水收集打造了其最具特色的水景观，人们在这样一个商业广场中也能体验到自然的气息，满足了人们对水的喜爱和对自然的追求。广场上坐落着大型商场、电影院、餐馆以及剧院等建筑，这些建筑的屋顶均设有雨水收集系统，整个面积达到了 5 万平方米，这些建筑屋顶收集到的雨水全部经过净化变成建筑内部的清洁用水与生活用水。理性地融合生态的原则设计水景观，结合水的流动净化水质促进水生植物的生长。利用水体的流动性建造冲击力强，装饰性的多个视角水景观。

　　6.1.2 人工湿地景观。

　　湿地生态系统（wetland ecosystem）是指地表过湿或常年积水，生长湿地植物的地区。湿地具有物理、化学、生物等综合效应功能，由保水基质、挺水或沉水植物、动物和开放水域组成的复合系统。可以净化、改善水质；调蓄防洪，防止自然灾害，调节区域气候。城市人工湿地就是城市中模仿自然湿地人工建造的湿地系统。人工湿地的建设可以补偿城市建设破坏的天然湿地，艺术的再现自然湿地景观为人们提供亲近自然的场所。不但处理了污水，同时为动植物提供一个栖息地，从而改善城市内过于单一化的生态系统，节约资源，是人类与水生生物协调发展的自然景观，可以促进城市的保育功能，孕育生态资源，创造一个良性的生态环境。所以不论是从自然环境的角度还是社会、经济角度，利用适当的土地和水源营造人工湿地景观，把它融入城市开放空间和绿色网络中都是有必要的。

　　6.1.2.1 湿地景观与污水处理结合。

　　城市每天都有非常大的用水量，而现代城市的污水处理能力远远不能满足城市截污的需要。根据城市大中型民用建筑、工业建筑和建筑小区易形成规模效益的特点，应当将污水处理、中水利用和小区生态环境美化通过湿地建设结合起来，达到创造景观同时保护自然生态的效应，实现污水处理利用和生态建设的统一。

　　在小区、污水处理厂附近建造湿地景观，美化环境的同时充分发挥湿地系统净化污水的功能，通过湿地生态系统中的生物、物理和化学的三重协同作用，即过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等相互作用实现对污水的高效净化。

　　例如：北京中关村生命园区的水景观设计就引入了湿地景观的概念，根据湿地湿地系统的循环净化特性进行空间的布局和绿地景观设计。园区内的湿地有两部分组成：外围是处理生活污水的湿地，中部是景观、休闲湿地。园区的循环系统从收集所有建筑产生的污水开始，先将污水送入处理温室，经处理后进入围绕园区的线状湿地系统，缓慢绕园一周经过湿地的净化功能使水成为干净的水源，再注入以挺水植物为主的中央湿地。对于降雨情况下形成的径流直接流入湿地系统，当需要时可以从湿地系统直接取水灌溉绿地。建筑群周围的湿地走廊枝状延伸，其间的栈道纵横穿越，形成独特的湿地休闲景观。

　　6.1.2.2 打造城市迷你湿地景观。

　　由于城市寸土寸金，要找大面积土地建设湿地通常是很难的，不过可以发展一些小型的人工湿地，也可以说是生态池。就是通过生态设计与自然净化方式结合，营造的功能完整的迷你生态湿地系统，它是兼具生态教育意义和景观功能的水景观，既美化环境又可以供生物栖息的小型生态空间，这种城市小空间和湿地的结合，可以提升城市空间的生态价值和优化城市环境。

　　6.1.3 生态驳岸。

　　近年来流行"生态驳岸"一说。从字面上看，"生态"一词是很诱人的，尤其在今天都市里的人们，因久困钢筋混凝土丛林长期呼吸废气，对大自然的怀念与向往是不言而喻的。

　　现在我们所见的传统人工驳岸基本都是硬质驳岸，是用钢筋和混凝土统一浇注在一起的，不仅破坏了原有天然美观的生态驳岸，而且使水体和陆地被划分成了两个部分，随着时间推移，这些人工驳岸在自然生态上的缺陷也渐渐被暴露，传统的驳岸只强调水系的灌溉、水运、防洪等功能，忽略了驳岸在艺术上和生态再生上的要求，并不能达到人们心理上和生理上的需求，使人和水分离开来。

　　以自然生态驳岸为主，增种水生植物、亲水植物以及喜水植物，利用植物自身的生物净化功能净化水体。这种做法不但保证水体的景观效果，同时可以提高水系统的水体质量。水中释放的负氧离子净化场地中的空气，在城市滨水景观设计中营造生态驳岸，不仅舒适还使游人更加贴近了自然。

　　生态驳岸就是指恢复后的自然河岸或是具有自然河岸"可渗透性"功能的人工驳岸，生态驳岸的可渗透性可以满足水体与水岸之间水分的调节和交换，除了具有防洪护堤的基本功能之外，对水体水文过程、生物过程有增强水体自净、创造生物生存环境的功用。

　　6.1.3.1 生态驳岸处理方式。

　　生态驳岸以生态防护为目的，以植物培养为主要手段，在建造过程中采取自然形态的驳岸处理方式。

　　（1）选用适于地区生长的湿生植被稳固驳岸，对于冲刷不大的区域，用碎石垒砌，植物根系和碎石盘结在一起固定表土层。对于冲刷稍大处，抛置碎石和较大石块，种植湿生固土植被。

　　（2）对于人们活动频繁或是临近建筑处的驳岸处理可以采用干垒石墙的方法，与建筑结合处要加栓桩。

　　6.1.3.2 生态驳岸功能。

　　（1）补储、调节水位。

　　生态驳岸就是采用自然材料，形成一种可渗透的界面：在水量充沛时期，江、河水渗透到堤岸外的地下水层并储存，缓解洪灾；在水位下降、枯竭时期，地下水通过堤岸反渗入河，同时起到滞洪补枯和调节水位的作用。另外，生态驳岸上都会种有大量植被，也具有蓄涵水分的作用。

　　（2）增强水体的自净作用。

　　生态驳岸把堤内植被与湖泊内的植被统一成整体，构成一个完整的滨水生态系统，植物自身具有生物净化功能可以净化水体。生态驳岸的岸堤上修建的各种鱼巢、鱼道，水体流动会形成流速带和水的紊流，这样空气中的氧就会溶入水中，从而促进水体净化。

　　（3）繁养生物。

　　生态驳岸的坡脚处设计有高空隙率，流速变化多、生物生长带多、鱼类巢穴多，可以为鱼类等水生动物和其他两栖类动物提供栖息、繁衍和避难场所。生态驳岸上树木繁茂、绿草丛生不仅为陆上昆虫、鸟类等提供了觅食、繁衍的场所，而且这些植物的枝叶、根系进入水中的也为鱼类产卵、避难、觅食提供了条件，形成一个水陆复合型生物共生的生态系统。

　　6.1.3.3 河道生态驳岸的设计。

　　通过河道生态驳岸改善河道生态功能，在保证防洪的前提下，沿河岸、水边大量栽种植物，因地制宜地选择适宜当地生长的乔木、灌木、地被及湿地和水生植物，改善河道生态环境。将原本较窄的河道红线放宽，设置主河道、次河道、及泄洪通道等不同区域，用高程适当的台地将三种不同形式的河道隔开，每隔一定距离，在横断面上，将三条河道沟通，并设置滚水坝，使各条河道存有一定水量，滋养各台地上生长繁育的物种。丰水季节水位上涨，下层台地短暂被淹，这里是水生生态系统和陆生生态系统交替控制的过渡地带，是一类特殊的湿地生态系统。受到水生生态系统和陆生生态系统的交替控制，干湿交替导致土壤中氧化还原的交替和不同微生物群落的周期性交替，加快有机质的降解和腐质化，具有拦截和过滤污染物净化水体的功能，同时是部分鱼类繁育的场所。但这一区域只能生长同时适应陆生、湿生和水生生境的植物群落，生态系统稳定性较低。通过这种生态型的河道设计，将水域和陆地两个完全不同的环境有机地衔接起来，这里生存着水域里的贝类、鱼类等，也生存着陆地的鸟类、昆虫类、哺乳类以及在水陆两栖动物，形成了丰富的生态系统。由于次河道及泄洪通道常年处于静水域或干湿交替状态和主河道动水域的水边植物形态不同，构成不同的景观。在滨河路、泄洪区与台地之间，可用架空步道横向联系，方便游人在旱季观赏不同区域的景观。