浅谈城市景观雨水处理及雨水景观营造以德国柏林波茨坦广场为例大学论文.doc

浅谈城市景观雨水处理及雨水景观营造
——以德国柏林波茨坦广场为例
摘要：当今的城市化进程使得水问题有逐渐恶化的趋势，在城市公共空间的景观营造中，可将雨水的回收再利用和景观设计结合在一起，不仅解决雨水流失的问题，更重要的是解决了人工水景及灌溉、养护等方面的水源问题。其中德国柏林波茨坦广场在景观空间的营造中通过利用建筑屋顶排水、道路透水、绿地渗透、水景循环等收集雨水,通过一系列循环储存设备将雨水收集，再分散连接至景观所需的各个取水点，从而达到可持续的循环应用理念。
关键词：雨水收集再利用 雨水景观 城市公共空间
引言：
在传统的水资源开发方式已无法再增加水源时，回收利用雨水成为一种既经济又实用的水资源开发方式。雨水作为非传统资源的利用具有多重功能：节约用水，缓解水资源危机；通过渗透增加地下水，改善生态环境；减少和减缓雨水排水量，减低城市雨洪灾害。以城市为中心的地下水水位持续下降，城市建设的发展，不透水地面面积的增大，城市地表径流系数大大提高，排水设施压力不断增大，汛期一遇到暴雨就积水成灾，影响城市居民生活，堵塞交通。因此把城市雨水作为重要水资源加以收集利用，是城市发展中急需解决的关键问题之一。

景观是一种艺术，自然是打造环境艺术的土壤，而水系则是自然带来的生活之源泉，将景观空间与节约用水、合理利用雨水有机结合，是现代城市景观值得追求的目标。可是当今社会超负荷发展的同时，必定会带来了诸多问题，水资源的过度消耗是人类面临最严峻的问题之一。在大力提倡建设节约型社会的今天,雨水如何有效的回收再利用，已成为景观领域迫在眉睫的课题。

一、城市景观雨水处理现状
1. 城市景观雨水处理及利用现状
现代我国雨水资源利用是从20世纪80年代发展起来的。国内城市收集利用起步较早的首推北京市。总体来说，我国城市景观雨水利用总的技术还较落后，缺乏系统性。20世纪90年代以后，我国特大城市的一些建筑物已建有雨水收集系统，但是没有处理和回用系统。在技术和资金缺乏的情况下，收集后的雨水未经任何处理直接排入水体，对城市水体水质造成了很大的影响。
2.存在问题
目前，我国很多城市的公共空间为方便居民使用，往往采用大面积不透水的表面硬化设计，而在降雨的情况下，这类城市公共空间极易产生区域径流，极端情况下甚至发生城市雨洪。传统的解决方案多为集中汇集、集中排放，但这种处理方式不仅没有做到雨水资源的综合利用，而且改变和破坏了界面原有的自然水文过程、容易诱发城市面源污染等一系列城市问题。这不仅为人们的生活带来不便，也影响了自然界的水循环。
二、雨水的收集再利用与措施
1. 雨水回收再利用的经济和生态意义
雨水回收再利用系统具有生态可持续、运行可持续、经济可持续。具有很重要的生态和经济效益。能够减轻城市管网压力，解决城市自来水过度消耗的压力，有利于自然界的水循环, 补偿地下水，符合生态循环；雨水再利用为景观用水以节约维护成本，建立可持续的运行系统，满足当今客户对于管理的需求，创造了更加绿色生态的景观微环境，最终达到城市生态体系及资源可持续愿景。
2. 雨水资源利用的基本途径
雨水资源利用可分为直接利用、间接利用、综合利用等几类。雨水资源利用的用途应根据区域的具体条件而定。雨水经过一般处理后可用于城市卫生、消防、备用水源、环境绿化、回灌地下水、水面景观等。有以下几种方式：
（1）直接利用。把将落到房屋、道路、庭院中的雨水收集起来，经净化后加以利用，在一定程度上可缓解城市水资源紧缺的问题。
（2）间接利用。将雨水下渗回灌地下，补充地下水资源，用以解决超采地下水引发的地面沉降、地下水降落漏斗等问题。另外，汛期雨水通过渗沟（井）、透水地面等渗入地下，可以减轻雨洪对城市的危害。
（3）综合利用。为城市提供更多的湿地、增加生物栖息环境、改善城市景观和水生态环境等。

3.雨水收集与利用
首先，要考虑雨水如何收集与存储；雨水如何通过人工湿地净化使用；如何过滤分级的水质处理？雨量不足时如何保证循环的补水方式？通过何种方式与渠道达成统一有序的系统设计？这些都是设计前需要考虑的问题。
对于雨水的回收利用，国外的经验较为悠久且技术成熟，国内目前尚未形成。雨水收集利用是针对因建筑屋顶、路面硬化导致区域内径流量增加而采取的对雨水就地收集、入渗、储存、处理、再利用等措施。主要包括收集、储存和净化后的直接利用；利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用；通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下，补充地下水资源，从而改善城市水环境和生态环境。
景观设计中可以设计雨水或其他降水的回收系统。雨水收集的实质就是在景观设计中设置雨水的收集系统，包括汇水系统、管网布设的输水系统、蓄水系统、过滤系统以及配水系统。汇水系统即水源项，主要是指采集、收集水源的方式。如建筑屋面雨水径流、开放绿地和地面材料渗透水，经弃流装置和过滤器过滤后直接进入储水罐，雨水多余部分溢流至市政雨水管网，径管线至用水场地，供水景、灌溉、养护、清洁及景观其它用水，进而达到对雨水的回收再利用。还有包括弃流装置、溢流、补水措施及市政配合。以上共同构筑形成总体雨水回收利用系统。

4.雨水收集的方式
雨水收集主要包括屋顶雨水、广场雨水、绿地雨水和污染较轻的路面雨水。
（1） 、屋面雨水收集方式按雨水管道的位置分为外收集系统和内收集系统。普通屋面雨水外收集系统由檐沟、收集管、落水管、连接管等组成；屋面内收集系统是指屋面设置雨水斗，建筑内部有雨水管道的雨水收集系统。在屋面雨水收集系统沿途中可设置一些拦截树叶等大的污染物的截污装置或初期雨水的弃流装置。
（2）、广场雨水收集及路面雨水收集的方式相似，都可采用雨水管、雨水暗渠、雨水明沟等。
（3）、值得一提的是，低绿化雨水收集方式和道路两侧的低绿地或有植被的自然排水浅沟的收集方式，因雨水浅沟通过一定的坡度和断面自然排水，表面植被能拦截部分颗粒物，小雨或初期雨水会部分自然下渗，使收集的径流雨水水质沿途得以改善，可起到雨水收集与截污的效果。
5.雨水的再利用及雨水景观的营造
景观设计师们应努力创新探索雨水收集和利用，要让雨水美化环境，满足人类不断扩展的生活需求。优秀的设计将雨水利用和运用雨水本身所形成的融合建筑体验的“场所创造”联系在一起，雨水所蕴含的艺术潜能是表达出雨水在整个设计中的独特动感之美。
雨水资源与景观设计的融合，应有科学的工程设计方案，在采用的处理工艺进行科学及实用的优化后，不仅可令雨水回收利用的出水水质达到景观用水工程的水质标准要求，同时还兼具占地面积小、美观且实用的水处理功能。必然会产生因科学环保、节能设计而带来可观的环境效益与经济效益。
在场地的景观设计中，可以结合园林工程，利用雨水的变化形成弹性景观，即在旱季时，场地能够满足人们不同的日常活动需求，雨季时，场地可作为短期蓄洪使用，实现单一场地的多功能化。在设计时，要充分了解设计地块的水文条件及季节变化，挖掘能够被人类活动所利用的过程和要素；将场地的水源进行净化，溢水口与城市雨水管网连接，确保场地内雨水的质量、截污与饱和后的排放。
三、案例分析：德国柏林波茨坦广场
1. 设计理念

人们对整个波茨坦广场寄予很高的期望，这里曾是欧洲最大的建设场地，复杂的场地特征给设计带了巨大的挑战。除了办公之外，人们还期望在波茨坦广场打发休闲时光。在高楼大厦的阴影中营造一个富有活力的城市空间是非常富有挑战性的。
该项目要求较高的生态水准。收集雨水用于厕所冲洗和绿地浇灌的建议正迎合了这一标准。另一个设计理念是用蓄积在地下雨水收集罐中的雨水来供给景观用水，包括场地北部狭窄的水池，广场中的主水景，还有场地南部具有净化功能的水景。在那里，水经过机械过滤设施和生物净化群落得到净化，无需添加任何化学剂。另外，这样的设计提供了建造阶段不降低地下水位、且能够适当收集建筑体滑落雨水、填充附近运河的可行性。
2. 雨水收集系统分析
由于柏林地下水位较浅，为了防雨水成涝，要求商业区建成后既不能增加地下水的补给量，也不能增加雨水的排放量。为此，开发商对雨水利用采用了如下方案：（一）、将适宜建设绿地的建筑全部建成“绿顶”，利用绿地滞蓄雨水。一方面防止雨水径流的产生，起到防洪作用，另一方面增加雨水的蒸发，起到增加空气湿度、改善小气候的作用。（二）、对不宜建设绿地的屋顶，或者“绿顶”消化不了的剩余雨水，则通过专门的带有一定过滤作用的雨漏管道进入主体建筑及广场地下的总蓄水箱，经过初步过滤、沉淀后，再经过地下控制室的水泵和过滤器，一部分进入各大楼的中水系统用于冲刷厕所、浇灌屋顶的花园草地；另一部分被送往地上人工溪流和水池的植物和微生物的净化生境（清洁性群落生境），形成雨水循环系统，完成二次净化和过滤。

（三）、而地下总蓄水池又设有水质自动监测系统，当水面因蒸发而下降时，自动系统便会用蓄水箱中的水进行补充。这里值得一提的是应用计算机模拟水池中水的流动来确定植物净化生境的布置，以及进出水口位置以避免死角的出现。

3. 雨水再利用的“水景系统”
雨水净化的景观展示途径由北侧水面、音乐广场前水面、三角形主水面和南侧水面4部分水景系统共同完成。通过人工水系将都市生活与自然元素融为一体，不仅净化了雨水，同时还为这个喧嚣拥挤的城市增添了亲近自然的公共空间：其中索尼中心大楼前水柱四溅的喷泉周围是最聚人气的地方。位于戴姆勒-克莱斯勒公司总部大楼前的三角形人工湖，是广场的中心区域，路过的游人无不留连歇足。而柏林电影节“电影宫”前错落有致的阶梯状水流，对深居都市的人们来说更是好比大自然久违的抚慰。

结语：
城市公共空间是体现城市面貌与形象的媒介，除了其日常功能的满足与外表的美观外，也要注重其作为城市基础设施的实用性。城市景观空间的雨水处理应从传统的以“排”为主发展到“排、渗、蓄、滞”相结合的处理方式，再到综合利用城市景观系统，形成更加生态、低成本、高效的可持续发展方式。
参考文献：
1.《城市公共空间雨水资源利用的景观途径研究》
王思元 王向荣
2.《上海世博园区雨水生态化处理技术分析》
张青萍、张绿水 南京林业大学学报 2011、7
3.《利用雨水收集系统解决景观用水问题》
刘滨谊、许珊 中国园林 2008/1-6
4.《雨水收集与利用的景观途径》案例之：德国柏林波茨坦广场
翟俊 建筑学报 2014
5.《促进人与自然和谐发展节约型园林》
朱建宁 中国园林 2009/1-6