關(guān)于公園雨水收集技術(shù)設(shè)計(jì)方法探討
——以天津侯臺(tái)公園為例子
天津是一座臨水而建，因河而興的城市。河流和池塘相關(guān)的浸水型濕地生態(tài)系統(tǒng)縱橫交錯(cuò)是城市的重要特征。從上世紀(jì)，由于城市化、外來(lái)水流童減少和濫采地下水，天津濕地面貌發(fā)生了根本變化。近年來(lái)，我國(guó)已將“可持續(xù)發(fā)展”納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，但是在現(xiàn)實(shí)生活中，與地區(qū)資源脫節(jié)、與機(jī)遇脫節(jié)的城市建設(shè)仍在發(fā)生。本文將展示在天津侯臺(tái)公園這一項(xiàng)目中，如何利用“可持續(xù)”的設(shè)計(jì)方法應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)，打造城市發(fā)展美好愿景。
1.城市的可持續(xù)規(guī)劃背景
1.1城市化和水源的危機(jī)
城市化使主要景觀的濕地區(qū)域填充化、破碎化，進(jìn)而導(dǎo)致本地植被消失、水質(zhì)惡化、生態(tài)多樣性弱化，濕地面積從20世紀(jì)初的45.9%銳減至21世紀(jì)初的14.5%m。開(kāi)發(fā)范圍和速度日益提升、自然水資源的相應(yīng)萎縮對(duì)天津的濕地造成根本性破壞同時(shí)，城市不斷膨脹的人口導(dǎo)致相應(yīng)的用水需求大幅增加，也造成水資源總體匱乏。這一問(wèn)題不僅源于天津自身用水需求、降水量稀少，而且源于其地處首都北京供水系統(tǒng)的下游末端。由于城市長(zhǎng)期面臨缺水導(dǎo)致地下水長(zhǎng)期超采，進(jìn)而引發(fā)區(qū)域性水位下降，地面沉降等次生災(zāi)害。簡(jiǎn)言之，天津處于嚴(yán)重的水危機(jī)之中。(圖l)
1.2機(jī)遇來(lái)源于危機(jī)
區(qū)域濕地面積的日益萎縮和水資源的日益匾乏為天津發(fā)展敲響了警鐘。作為應(yīng)對(duì)，天津自2005年起，已將建設(shè)生態(tài)城市作為城市重要發(fā)展目標(biāo)，并從戰(zhàn)略層面提出保護(hù)水源與生態(tài)的行動(dòng)框架，具體包括:促進(jìn)區(qū)域性濕地群落和生態(tài)廊道的保護(hù)和恢復(fù)，改善城市區(qū)生
態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)水源涵養(yǎng);沿城市外圍建設(shè)城市休閑公園與郊野公園。改善河道以及建立綠色城市發(fā)展框架等。以生態(tài)為綱的城市發(fā)展策略無(wú)疑為最大程度延緩城市水危機(jī)的蔓延與加劇提供了重要的行動(dòng)支持。同時(shí)也為促進(jìn)城市協(xié)調(diào)快速城市化與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)平衡起到積極作用。(圖2)
2012年，天津市政府啟動(dòng)了天津侯臺(tái)公園地區(qū)的城市再開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，在城區(qū)西部侯臺(tái)地區(qū)建設(shè)一座以“水’為主題的城市休閑公園，并圍繞其形成繁榮、多元的城市區(qū)域。作為天津城市綠色愿景的重要組成部分一一侯臺(tái)公園占地190公頃。現(xiàn)狀為少量工業(yè)廠房和污染的水塘，規(guī)劃口標(biāo)是將曾經(jīng)的廢棄地轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸巳嗣谰暗臑I水地區(qū)，從而轉(zhuǎn)變地區(qū)的破舊形象，使公園周邊欠開(kāi)發(fā)地區(qū)獲得新生。同時(shí)，侯臺(tái)公園還將成為城市西部的“綠色樞紐’。城市內(nèi)外的自然環(huán)境將會(huì)在此交匯和連通，為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的綠地系統(tǒng)起到舉足輕重的作用。
2.可持續(xù)性的公園設(shè)計(jì)項(xiàng)目挑戰(zhàn)內(nèi)容
經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)前期分析，項(xiàng)目挑戰(zhàn)包含四個(gè)方面:
2.1可持續(xù)的水資源系統(tǒng)
用地現(xiàn)狀內(nèi)大片開(kāi)闊水面，其中一條排水河橫穿而過(guò)，將項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)分為東西兩個(gè)部分�，F(xiàn)場(chǎng)的露天水域?yàn)榈[石開(kāi)挖形成，由于地下水位低于露天水注地，地下水源無(wú)法滲人，因此現(xiàn)場(chǎng)的水源主要是來(lái)自周邊區(qū)域地表徑流和排水河引水。排水河中主要作為處理的廢水和鄰近區(qū)域的雨水、溢流污水的排水出路，，因此基地內(nèi)水質(zhì)不佳。同時(shí)，水體受年降雨量、蒸發(fā)量、地面滲透量等因素影響，水位也不穩(wěn)定。未來(lái)如何為公園提供穩(wěn)定、清潔的景觀水源是設(shè)計(jì)中首要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。(圖3)
2.2可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)
場(chǎng)地現(xiàn)有的開(kāi)闊水域和植被區(qū)域?yàn)楹蝤B(niǎo)和城市留鳥(niǎo)提供了食物、水源和棲息地。但目前缺乏植被多樣性和植物群落類型(草本植物、灌木和森林)對(duì)生態(tài)功能性造成了限制。
2.3可持續(xù)的交通系統(tǒng)
公園毗鄰?fù)猸h(huán)線及快速路及主干路，對(duì)外交通便利。但僅僅考慮小汽車作為單一交通方.式已不是現(xiàn)代城市交通發(fā)展趨勢(shì)。如何借助城市公交，地鐵及慢行等交通方式，提升公園可達(dá)性，強(qiáng)化其“公共生活目的地“的定位，也是必須考慮的問(wèn)題。
2.4可持續(xù)的城市活力
侯臺(tái)公園作為一個(gè)全新的城市公園，應(yīng)充分世界其他優(yōu)秀公園的經(jīng)驗(yàn)，考慮在公園內(nèi)融人新的功能，打造成為多元化、復(fù)合型的城市綠色開(kāi)放空間。
3.設(shè)計(jì)—座“匯”的概念公園
3.1恢復(fù)自然水循環(huán)
在未發(fā)生變化的自然景觀中，99%的降雨(補(bǔ)給)滲人地表，或被植物吸收，或自然蒸發(fā)。當(dāng)我們?yōu)闈M足日益增長(zhǎng)的人口需求而修建社區(qū)時(shí)，自然水循環(huán)隨之發(fā)生了改變。夭然土壤被無(wú)滲透性能的硬質(zhì)路面替代，如公路、屋面、車道和草地，降雨無(wú)法滲人到下面的土壤。相反，大部分降雨落在了無(wú)法滲透的地表，進(jìn)人雨水排水道，然后排人最近的水體。城市地區(qū)的徑流受到較大污染，比天然區(qū)域的徑流量要大，同時(shí)導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，如滋流、侵蝕、水污染、地下水補(bǔ)給和生境的損失。因此侯臺(tái)公園不僅是公眾享受的美麗環(huán)境，其設(shè)計(jì)還應(yīng)為收集、存儲(chǔ)、凈化周邊雨水不川灰復(fù)脆弱的自然平衡提供機(jī)會(huì)。(圖4)
3.2以“匯”為主題
天津地處渤海之濱，華北平原的五大水系在天津市區(qū)匯流④，使天津又有“川可下梢”的美稱。豐富的河流水系曾使天津成為中國(guó)歷史上重要的槽運(yùn)樞紐，并造就了數(shù)百年“帆影林立，百炯轉(zhuǎn)衛(wèi)”的繁華景象。近代天津也是中西文化薈萃之地。從1860年開(kāi)埠至1902年，先后有英、法等九國(guó)在天津設(shè)立租界。隨著商業(yè)的繁榮和開(kāi)埠通商，近代的西方文化和古老的東方文明在這里碰撞、融合，形成了城市中西合璧，古今交融的獨(dú)特風(fēng)格。“匯”成為天津這座城市獨(dú)特的城市文化，這深厚的文化底蘊(yùn)也為本次公園設(shè)計(jì)提供了創(chuàng)作靈感。
侯臺(tái)公園作為一座全新的中央公園，以“匯”為主題，力求打造成為水、陸、自然和人類活動(dòng)的交匯之地，它通過(guò)三維的形態(tài)對(duì)城市特征—“匯”予以新的傳承和診釋，成為體現(xiàn)人工與自然和諧的獨(dú)特景觀。(圖5, 6 )
4.水匯—雨水資源匯集及利用的方法
公園的核心理念在于景觀水源解決方案。設(shè)計(jì)緊扣公園的地形特征—廣闊的湖面和互相聯(lián)通的水系，利用先進(jìn)的水資源整合策略，盡可能將公園周邊區(qū)域的地表徑流和周期性雨水外流收集起來(lái).重新注人公園水體，形成景觀水源。與此同時(shí)，公園以水與陸地最佳的融合方式—“島嶼”作為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，增加水陸邊界線，從而增加凈化植被群落的數(shù)量，使收集的雨水得以利用場(chǎng)地的自然群落實(shí)現(xiàn)凈化和過(guò)濾，并重新生成最珍貴的地球資源—凈水。這種保護(hù)和重新利用水資源的方法可為公園水體和河流生態(tài)系統(tǒng)提供支持。這種整合策略還有助于減少公園周邊地區(qū)地表徑流，避免雨季城市內(nèi)澇，從而成為未來(lái)城市開(kāi)發(fā)和自然排水設(shè)計(jì)結(jié)合的典范。
4.1雨水收集利用
公園地勢(shì)低洼，南北各有超過(guò)6平方公里的建設(shè)區(qū)，并且都有雨水管通向公園。公園正是設(shè)置中央雨水收集區(qū)的理想位置。項(xiàng)目區(qū)北部和南部的雨水下水道系統(tǒng)(非污水)負(fù)責(zé)收集城市化鄰近地塊的雨水排人公園集水池，作為待處理的景觀用水。根據(jù)兩套方案模擬測(cè)算，公園周邊雨水收集后，足以滿足公園景觀用水量。(圖7, 8 )
收集的雨水通常含有大量污染物(漂浮物、油脂、沉淀物和營(yíng)養(yǎng)物)，需進(jìn)行處理，以確保園區(qū)濕地與河塘系統(tǒng)的水質(zhì)。水流進(jìn)人場(chǎng)地前，先要經(jīng)過(guò)先進(jìn)的分離處理裝置，通過(guò)油/水分離器收集雨水中的漂浮物(塑料袋、瓶子等)和油脂。油/水分離器位于設(shè)有檢修人孔的地窖內(nèi)。分離器的水將排放到初步處理池 “沉淀物灣”，雨水內(nèi)的固化物(固化物、金屬、街道砂礫)沉人到池底。在進(jìn)人主池系統(tǒng)前，經(jīng)淺水段濕地植被過(guò)濾，形成清潔的景觀水源。如有條件，設(shè)計(jì)還建議考慮將公園周邊道路改造為設(shè)置雨水滲透帶的綠色街道，遵循低影響開(kāi)發(fā)原則，在城區(qū)收集、存放并處理雨水，從而改良進(jìn)人場(chǎng)地的雨水水質(zhì)。(圖9)
4.2雨水水循環(huán)
為保持湖內(nèi)水質(zhì)，在公園內(nèi)設(shè)計(jì)安裝空氣擴(kuò)散器，提供二次水循環(huán)模式。設(shè)計(jì)建議通過(guò)泵輸送空氣和水，因?yàn)楸幂斂諝夂?jiǎn)單，操作和管理頻率最低。此方法避免水停滯，通過(guò)冷熱水混合，調(diào)節(jié)水溫，減少藻花，維持一個(gè)健康的水生生態(tài)系統(tǒng)。
4.3排污河的處理
通過(guò)局部調(diào)整園內(nèi)排水河的位置，在不影響排水功能的前提條件下，將公園水體劃定為處理能力相近的雨水收集區(qū)。通過(guò)在排水河下設(shè)置的地下涌管聯(lián)將南北水體貫通，從而使東西水面保持一致的水位。為了避免雨季排污河道系統(tǒng)的特殊氣味，設(shè)計(jì)建議采用積極的處理措施，如設(shè)計(jì)為漂浮型濕地，既減少了污水河對(duì)公園環(huán)境的影響，同時(shí)可以提升公園的親水性和趣味性。(圖10)
5.功能、景觀與交通設(shè)計(jì)
5.1功能匯——功能的組織與布局
公園設(shè)計(jì)依托周邊的城市社區(qū)和文教機(jī)構(gòu)，打造成為匯集休閑、文化、商業(yè)、科普等功能組成的綜合性活力區(qū)域。這使得公園不僅是聯(lián)通城市內(nèi)部與外部綠色走廊系統(tǒng)的匯合點(diǎn)，也是集休閑、娛樂(lè)和美景于一身的公共活動(dòng)目的地。公園內(nèi)由若干島嶼組成，劃分為閑、康、藝、然、氣、食、樂(lè)七個(gè)主題區(qū)域，滿足不同人群休閑康體親近自然和餐飲娛樂(lè)等活動(dòng)的需
求和目的。
5.2自然匯——生態(tài)多樣性的規(guī)劃
候臺(tái)公園對(duì)本地開(kāi)放空間體系極為重要，它連接外環(huán)綠化帶、城市公園和規(guī)劃城市綠軸，將周圍綠地納入網(wǎng)絡(luò)化開(kāi)放空間體系。公園設(shè)計(jì)通過(guò)融合豐富的綠色植物和使用功能，打造了一片綠色、自然的動(dòng)感區(qū)域，為本區(qū)乃至全市居民服務(wù)。公園與水生生態(tài)系統(tǒng)的交匯支持棲息地多元化。貫穿場(chǎng)地的水、陸交錯(cuò)公園設(shè)計(jì)提供了各類棲息地，包括:高地森林、水岸
森林、灌木濕地和漂移水景等，為公園游客和野生物種提供庇護(hù)。棲息地提供有著多樣季節(jié)性特色和本地化的多重植被，形成生動(dòng)、豐富的公園景觀.為天津打造了隔離喧囂城市生活的綠色緩沖帶。
5.3城匯—改善可達(dá)性和流通性
公園道路及交通被視為場(chǎng)地整體體驗(yàn)的一部分。為與城市連為一體。設(shè)計(jì)鼓勵(lì)增加人行通道和公共交通(地鐵和公交)提升公園的可及性，并規(guī)劃了貫穿整個(gè)公園的自然走道與自行車綜合網(wǎng)絡(luò)。因主干道將公園與周邊城市環(huán)境割離開(kāi)來(lái)，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了眾多精巧的人行天橋橫穿公園環(huán)路上方，將開(kāi)放空間與周邊城市銜接起來(lái)。諸多人行通道點(diǎn)分散設(shè)置于公園周邊，形成地域性街區(qū)的門(mén)戶。(圖13)
6.結(jié)語(yǔ)
公園是城市中環(huán)境優(yōu)美的游憩空間，是城市中的綠洲，它是城市居民進(jìn)行文化休息以及其他活動(dòng)的重要場(chǎng)所，對(duì)美化城市面貌和平衡城市生態(tài)環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣等均有積極作用。粗暴地利用自然必然會(huì)受到自然的報(bào)復(fù)，而可持續(xù)的發(fā)展理念將成為城市發(fā)展的基本立足點(diǎn)和最終歸宿。建立人與自然關(guān)系協(xié)調(diào)與和諧的生態(tài)型公園，可以有效解決環(huán)境污染、生態(tài)破壞等一系列問(wèn)題。侯臺(tái)公園作為一次全新公園的實(shí)踐，基于生態(tài)城市建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，為探索可持續(xù)城市雨水資源管理方法做出積極嘗試。我們?cè)覆粩嗉訌?qiáng)所有利益相關(guān)者之間的緊密協(xié)作，使最具創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)圖紙付諸實(shí)現(xiàn)，成為真正造福城市及其居民的成功公園典范。
