浅议海绵城市理念在居住区景观设计中的应用.pdf

建设科技 45实 践 应 用1 研究背景与意义1.1 研究背景国内提出海绵城市的背景可以追溯到我国面临的水资源和环境问题，以及城市化进程的加速。我国是一个水资源相对匮乏的国家，水资源分布不均衡，加上过度开采和污染问题，导致水资源短缺和水环境恶化。城市化进程加快，对水资源的需求不断增加，而传统的城市排水系统难以应对雨水的快速排放和处理，导致洪涝等水环境问题加剧。随着人们对环境保护和可持续发展的认识提高，人们对宜居环境、绿色生活和生态平衡的需求逐渐增加，需要一种可持续发展的居住模式来解决环境和社会问题。浅议海绵城市理念在居住区景观设计中的应用王艺憬（四川省建筑设计研究院有限公司，成都 610000）摘要 本论文旨在探讨海绵城市在居住区景观设计中的应用，介绍了海绵城市概念及其原理，分析其在居住区景观设计中的重要性和潜力。通过对海绵城市技术的研究，结合实际案例，揭示海绵城市在居住区景观设计中的可行性、优势以及其中面临的挑战。在实现可持续城市发展目标的同时，海绵城市的应用将为居民创造更加健康、舒适和可持续的生活环境。关键词 居住区景观设计；海绵城市；原理；应用；问题与挑战；展望Application of Sponge City Concept in Residential Landscape DesignWang Yijing（Sichuan Architectural Design and Research Institute Co.,Ltd.,Chengdu,610000）Abstract:This paper aims to explore the application of Sponge City in residential landscape design,introduces the concept and principle of Sponge City,and analyzes its importance and potential in residential landscape design.Through the research of Sponge City technology,this paper takes actual cases as examples,and reveals the feasibility,advantages and challenges of Sponge City in residential landscape design.While achieving the goal of sustainable urban development,the application of Sponge City will create a more healthy,comfortable and sustainable living environment for residents.Keywords:residential landscape design,Sponge City,principle,application,problems and challenges,prospect1.2 研究意义居住区是城市的重要组成部分，是人民生活的重要场所，在城市中无论是土地使用上的占比还是人们时间使用上的占比都有着举足轻重的地位。因此，海绵城市在居住区景观设计中的应用具有现实意义，主要体现在以下几个方面：（1）改善居住环境质量；（2）实现雨水资源的合理利用；（3）增加生态系统功能；（4）提升城市形象和品质；（5）推动可持续发展。2 海绵城市理念与居住区景观设计2.1 海绵城市理念俞孔坚（2016年）研究中认为，“海绵城市实际上是个综合性的平台。”1海绵城市是一种城市规划和DOI:10.16116/ki.jskj.2023.14.01046 建设科技特 别 关 注The Special Focus宜 居 住 房 和 环 境 治 理设计理念，旨在通过模仿自然生态系统的原理，有效管理和利用城市的水资源，减少洪涝灾害风险，改善城市生态环境，并实现可持续发展。让城市能够像海绵一样对流经土地的雨水经行吸附，同时在该区域内消纳掉流经的雨水，避免雨水的快进快排带来的洪涝干旱等水环境问题。2.2 居住区景观设计居住区景观设计是指在城市居住区域内，通过对公共空间、绿地、景观元素和景观特色等进行规划、设计和管理，以提升居住环境的美观性、舒适性和功能性的过程。它旨在创造一个宜人、可持续的居住环境，提供居民休闲、娱乐和社交的场所。3 居住区景观中的海绵城市设计措施在居住区景观设计中，海绵城市概念的应用可以采取多种措施。下面分别介绍这些海绵措施的形式、原理及作用。3.1 绿色屋顶（1）形式：绿色屋顶是在建筑物屋顶上覆盖植被的设计形式，分为两种类型：承重绿化屋顶和浮动绿化屋顶。承重绿化屋顶是直接在屋顶结构上种植植物，而浮动绿化屋顶则是将种植层和保护层浮放在屋顶上。（2）原理：绿色屋顶通过植被吸收和蒸发雨水，减少雨水径流和排水系统的负荷。（3）作用：绿色屋顶可以减少雨水径流和洪水风险，改善城市的水文状况。还可以隔热、隔音、吸收空气污染物。3.2 雨水花园（1）形式：雨水花园是将雨水收集系统与绿地相结合的设计形式。通常通过构建雨水花园和雨水收集系统来实现。（2）原理：雨水花园通过收集和利用雨水，减少雨水径流和洪水风险。（3）作用：雨水花园可以改善城市的水文状况，增加自然水循环的效率，提供生态功能和美观的景观空间。3.3 下沉绿地（1）形式：下沉绿地是位于低地的绿化设施，通常由透水性的土壤、植被和排水系统组成。（2）原理：下沉绿地利用透水性的土壤和植被，将雨水引导到地下进行储存、渗透和净化。（3）作用：下沉绿地可以汇集周边楼宇汇流而来的雨水，并在这里进行渗透，达到设计溢出水平时可通过溢水口自动排入管道2。通过地下土壤储存雨水，下沉绿地可以补充地下水资源，有利于维持地下水位稳定。3.4 植草沟（1）形式：植草沟是在道路或人行道旁设置的带有植被的水沟，通常由防渗透材料和植被层构成。（2）原理：植草沟通过植被的根系和土壤的过滤作用，可以滞留和净化雨水。植草沟还能够增加绿化面积，提供生态功能，并减少雨水径流。（3）作用：植草沟可以减少雨水的排放和洪水风险。它们也可以改善城市的水环境质量，增加绿化覆盖率。3.5 透水铺装（1）形式：透水铺装是一种具有透水性能的路面或人行道材料，如透水砖、透水混凝土等。（2）原理：透水铺装通过其透水性能，使雨水能够渗透到土壤中，减少雨水径流。它们通常由透水材料和透水层构成，允许雨水在其表面渗透。（3）作用：透水铺装可以减少不透水面积，改善水文状况，降低洪水风险。此外，透水铺装还能提供更好的行人舒适性和可达性。“控制城市不透水面积比例，最大限度地减少对城市原有水生态环境的破坏”3。能够推动城市水自然循环体系的有效运转，最大程度上减少对城市水生态环境破坏。4 理论与实践的结合：以遂宁市金色海岸老旧小区海绵改造项目为例4.1 现状及问题分析金色海岸小区位于遂宁市老城区，嘉禾西路北侧，小区于2005年建设完毕，小区占地面积5.7万平方米，其中：建筑占地面积2.7万平方米，硬地面积2.1万平方米，绿化面积0.9万平方米。改造前，小区地面的铺地大部分为传统的硬质铺地，雨水自然渗透净化能力弱，积水情况严重，排水管网标准低，雨水管道设计重现期仅为一年一遇，局部地方存在雨污合流的问题。小区绿化品质不高，植物品种单一，整体环境较差。4.2 改造措施本次海绵城市建设工程主要改变传统雨水排水方式，采取了微调道路竖向、断接屋面雨水的方式，采用源头减排、过程控制、末端调蓄等措施。在小区新建透水铺装、碎石渗透带、植草碎石沟、雨水花园、蓄水池等雨水下渗、收集、存储设施，同时完善小区排水设施，利用现有雨水系统进行雨水的溢流排放和错峰排放。雨建设科技 47实 践 应 用水排放主要路径有：（1）屋面排水立管消能井植草碎石沟碎石渗透带雨水管道。（2）道路雨水植草碎石沟雨水花园碎石渗透带雨水管道。（3）道路雨水雨水沟碎石沟蓄水池雨水利用。（4）道路雨水透水混凝土路面碎石渗透带雨水管道。（5）道路雨水透水混凝土路面碎石过滤带蓄水池雨水利用。采用“海绵”的改造理念，修缮小区花池，提高小区绿化品质，更新照明设施，修补低洼破损路面，改善小区的居住环境。4.3 建设效果4.3.1 实现了“小雨不积水”的改造目标（1）透水混凝土、植草碎石沟、雨水花园、透水铺装等海绵设施将75%（25.7mm）的雨水就地消纳，超过此标准的雨水溢流进入市政管网。（2）实施源头减排以后，在市政管网未做改造的前提下，排水标准由一年一遇提高到三年一遇，与管道提标的传统做法相比较，避免大开大挖，节约造价约20%，同时削减了面源污染。图1 西侧排水分区雨水峰值对比图4.3.2 实现雨污分流重新组织雨水径流，雨水通过溢流方式进入雨水管道系统，污水通过原有管道系统进入市政污水管道，实现雨污分流。4.3.3 雨水资源利用在雨水的径流环节上进行了滞蓄并就近利用，小区内两座雨水蓄水池共350立方米，年利用雨水量3500立方米，供给绿地灌溉及道路浇洒，实现本区域雨水的径流控制及雨水的合理利用。4.3.4 环境整体提升本项目在实施过程中，与居委会和业主代表多渠道进行了沟通，在设计和施工过程中广泛征求了相关意见，通过海绵城市改造，在达到海绵改造目标的同时，也解决了小区自身存在的道路破损、绿化凌乱、照明不足等问题，受到了居民一致好评。5 面临的挑战与未来展望5.1 实施、政策和规划层面的挑战虽然海绵城市的理念在逐渐应用于居住区景观设计，并初步取得一些成效，但实施过程中的现实问题依然存在。这也是居住区景观设计践行海绵城市理念所必须直面的挑战。（1）技术和知识问题：海绵城市概念相对较新，需要掌握相关的技术和知识才能有效实施。缺乏专业人员和技术团队的支持成为问题。（2）资金投入和经济问题：实施海绵城市概念需要大量的资金投入。对于一些财政状况较差的地区或社区来说，缺乏资金支持会成为问题。（3）土地利用和空间限制：一些居住区面临土地利用和空间限制，例如高密度建筑和有限的土地可用性。限制了海绵城市设施和绿地的规模和布局。（4）市场认知和需求问题：居民和开发商可能对海绵城市的概念和价值缺乏认知。他们可能更关注传统的建筑和景观设计，缺乏对海绵城市的需求和支持。（5）运营和维护问题：海绵城市设施需要定期的运营和维护，包括雨水收集系统、绿地管理和植被保护等。缺乏适当的管理和维护机制可能影响其长期的有效性和可持续性。5.2 新技术在海绵城市景观设计中的应用前景新技术在海绵城市景观设计中的应用前景也让人看到更多推广实施的可能性，这些新技术为实现可持续性和韧性的城市环境提供了巨大的潜力。（1）智能感知和监测技术：随着物联网和传感器技术的不断发展，智能感知和监测技术为海绵城市景观设计提供了新的前景。这些技术可以实时监测雨水流量、土壤湿度、温度等参数，并通过数据分析提供准确的决策支持。例如，通过智能雨水收集系统，可以根据降雨预测和水需求自动调整水资源的分配和利用，提高雨水的收集效率。（2）绿色能源技术：利用绿色能源技术，如太阳能和风能，为海绵城市景观提供动力和能源供应，有望实现更加可持续和自给自足的设计。太阳能板和风力发电机可以集成到景观元素中，例如雨水花园的遮阳结构或公园的照明设施，从而实现能源的产生和利用，48 建设科技特 别 关 注The Special Focus宜 居 住 房 和 环 境 治 理减少对传统能源的依赖。（3）数字化工具和模拟技术：数字化工具和模拟技术如三维建模、虚拟现实和仿真软件等，可以帮助景观设计师更好地理解和评估海绵城市景观设计方案。通过这些工具，设计师可以模拟雨水的流动路径、洪水风险和绿色基础设施的效果，以优化设计方案并预测其在实际环境中的性能。（4）垂直绿化和生物多样性增强技术：垂直绿化技术，如垂直绿化墙和屋顶绿化，可以将植被引入城市垂直空间，提供生态系统服务和生物多样性。这些技术有助于改善城市热岛效应、降低能耗，并增强城市空气质量。通过结合自动灌溉和光线调节系统，垂直绿化可以在城市环境中创造适宜的生长条件，使得植物能够有效地在建筑立面上生长。（5）可再生材料和可持续建筑技术：在海绵城市景观设计中采用可再生材料和可持续建筑技术，如可降解材料、再生材料和低碳建筑技术，有助于减少资源消耗和环境影响。5.3 发展适用于居住区景观设计的综合评估指标发展适用于居住区景观设计的海绵城市综合评估指标可以涵盖多个方面，以下是一些常见的评估指标：5.3.1 雨水管理指标（1）雨水收集率：评估居住区内雨水收集设施的效率和覆盖范围。（2）雨水渗透率：评估居住区内透水铺装和绿地的渗透能力。（3）雨水利用率：评估收集的雨水在居住区内的利用程度。5.3.2 绿化和生态指标（1）绿地覆盖率：评估居住区内绿地的面积占比。（2）植被多样性：评估居住区内植物种类和数量的多样性。（3）生态功能：评估绿地和植被对生态系统的贡献，如空气净化、温度调节和生物栖息地保护等。5.3.3 水质和水体保护指标（1）水体质量：评估居住区内水体的水质状况，包括污染物浓度和水生生物健康情况。（2）水资源保护：评估居住区内对水资源的合理利用和保护程度。5.3.4 灾害风险管理指标（1）暴雨洪水应对能力：评估居住区内雨水管理设施对暴雨洪水的处理能力。（2）极端气候适应性：评估居住区内景观设计对极端气候事件的适应性和减灾能力。5.3.5 社会参与和满意度指标（1）居民参与度：评估居住区内居民对景观设计和海绵城市概念的参与程度。（2）居民满意度：评估居住区内居民对景观设计和海绵城市设施的满意程度。这些综合评估指标能够帮助评估居住区景观设计中海绵城市概念的实施效果，从而指导规划和设计的决策，并促进可持续、生态友好的居住区发展。具体的评估指标可以根据当地的实际情况进行调整和补充。5.4 未来方向：展望海绵城市理念在居住区景观设计中的前景与发展方向（1）创新技术与设计方法：随着科技的进步和创新，可以不断开发新的技术和设计方法来支持海绵城市理念在居住区景观设计中的应用。（2）多功能性与整合性设计：在居住区景观设计中，可以将海绵城市理念与其他设计概念相结合，实现多功能性和整合性设计。（3）社区参与与教育宣传：提高居民对海绵城市理念的认知和理解，鼓励他们参与景观设计过程，可以促进海绵城市在居住区的广泛应用。（4）可持续性与适应性设计：海绵城市理念在居住区景观设计中的应用应注重可持续性和适应性。考虑气候变化、资源利用和环境保护等因素，设计具有长期可持续性的景观设施，并灵活适应不同地区和不同需求的变化。（5）综合规划与区域联动：海绵城市理念的实施需要综合规划和区域联动。通过制定综合规划策略，将居住区景观设计与城市整体规划相协调，实现整体性的海绵城市发展。6 结论海绵城市概念在居住区景观设计中具有巨大的潜力与重要性。在居住区景观设计中，海绵城市概念的应用将为居民创造更加健康、舒适和可持续的生活环境。它将不仅仅关注建筑的质量和档次，更注重自然生态环境的保护与提升。海绵城市概念的重要性在于它能够与居住区景观设计相结合，促进城市的可持续发展，并为人们创造宜居的居住环境。因此，继续研究和推广海绵城市在居住区景观设计中的应用，对于实现可持续城市发展目标具有重要的意义。参考文献1 俞孔坚.海绵城市M.北京:中国建筑工业出版社,2016：11.2 弓亚栋.建设海绵城市的研究与实践探索D.西安：长安大学20153 蔡强.宋鸣笛.诗意、画意、情意现代住区水环境设计J.城市环境设 计,2004,(03):70-79.C