未來科技城規(guī)劃及設計探析范文

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摘要:節(jié)水型綠地規(guī)劃與設計是目前通過雨水資源涵養(yǎng)達到場地生態(tài)恢復的主要手段。以北京未來科技城濱水森林公園為例，探析濕地與景觀水系水質(zhì)和諧發(fā)展的構建關系。通過濱水公園行道樹滲集自灌系統(tǒng)、輻射井消峰回補地下水系統(tǒng)、雨水花園滯蓄凈化系統(tǒng)以及路面廣場高承載透水性鋪裝設計的4種節(jié)水型綠地及道路雨水回收利用技術的分析，探究大型高科技園區(qū)如何在規(guī)劃與設計中通過節(jié)水型綠地技術達到場地水資源以自然為本的新空間布局模式。

關鍵詞:北京未來科技城濱水公園;雨水;節(jié)水型技術;生態(tài)恢復

北京未來科技城項目是國家實施“千人計劃”的重大科技項目工程，所以濱水森林公園項目規(guī)劃與設計定位要結合大型高科技園區(qū)未來城市的特征，探索如何通過規(guī)劃與設計營造以自然為本的創(chuàng)新、低碳、共生的布局理念，秉承自然寄存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”指導思想，圍繞溫榆河這一“綠核”建立“山水城市”，通過綠地道路將周圍社區(qū)串聯(lián)成便捷的慢行交通網(wǎng)絡，構建城郊慢行體驗空間，并要求具有一定的示范和科技教育展示功能。未來科技城濱水森林公園位于北京市昌平區(qū)未來科技城區(qū)中部，項目規(guī)劃總面積為314公頃，其中生態(tài)保護性綠地約占為276公頃以上面積，包括園區(qū)內(nèi)溫榆河沿岸水系及濕地。公園定位為區(qū)域性綜合公園，作為北京溫榆河沿岸綠道區(qū)段，主要功能表現(xiàn)在以下幾個方面:一是通過土壤修復，使未來科技城園區(qū)的土壤具有良好的生態(tài)基礎;二是雨水凈化生態(tài)系統(tǒng)覆蓋整個園區(qū)一半以上，通過雨水生態(tài)溝和濕地進行雨水收集，使園區(qū)形成生態(tài)景觀同時具有雨水自然回收、凈化的功能，塑造實用而自然的城郊景觀;三是增加場地與周邊社區(qū)的聯(lián)系，提供休憩和娛樂功能［1］。可持續(xù)設計是一種構建及開發(fā)可持續(xù)解決方案的策略設計活動［2］。作為首批“北京市綠色生態(tài)示范區(qū)”未來科技城濱水公園的規(guī)劃與設計，必須在充分考慮河道管理、人為活動、景觀需求的基礎上，保存現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，對現(xiàn)有植被、景觀原生態(tài)進行保護與修復;利用自身場地優(yōu)勢解決水與土的問題。此外，還要充分運用最新節(jié)能降耗技術改造環(huán)境。

一、雨水收集凈化的生態(tài)恢復設計

整個項目構建以“一核”溫榆河河道為中心，建設具有“海綿城市”特色的雨水凈化生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域。設計總目標是要建設具有雨水收集利用系統(tǒng)的道路占到園區(qū)總數(shù)量的一半左右。園區(qū)內(nèi)道路雨水生態(tài)溝總長度約為16000米，南北區(qū)之間共計約30公里，由14條道路構成，其中有8條次干路貫穿兩區(qū)之間，基本實現(xiàn)在園區(qū)內(nèi)所有交通網(wǎng)絡建立雨水生態(tài)溝系統(tǒng)實現(xiàn)全覆蓋性。公園雨水生態(tài)恢復設計充分利用場地原有地形特點，原生生態(tài)特征進行調(diào)研和分析，通過挖湖堆山來實現(xiàn)“山水城市”的設計理念。由于早期上游河道管網(wǎng)不完善，污水收集系統(tǒng)較差，雨污合流未經(jīng)排污處理導致水質(zhì)嚴重污染，所以在項目設立之初，除通過“植被淺溝-濕地-雨水花園”構建雨水收集、凈化及利用循環(huán)系統(tǒng)，還將園區(qū)內(nèi)濕地、坑塘作為涵養(yǎng)水源，采取潛流濕地、表流濕地和水生植物等生物修復法去除初雨帶來的溫榆河道水體污染，使所收集的雨水在滿足景觀用水及灌溉的需要外，還用以恢復園區(qū)內(nèi)溫榆河水質(zhì)和沿岸植被生態(tài)。這種自然循環(huán)式生態(tài)景觀將公園內(nèi)的動態(tài)區(qū)域與靜態(tài)區(qū)域緊密而有效地銜接起來。這種“植被淺溝－濕地－雨水花園”雨水生態(tài)網(wǎng)絡不僅恢復了因城市擴張而被破壞的生態(tài)多樣性環(huán)境，同時通過雨水收集系統(tǒng)用于園區(qū)內(nèi)植物景觀場所的灌溉，形成的實用而自然的功能性景觀［2］。

二、濕地構建與景觀水系水質(zhì)

針對濱水公園景觀水體的特點，通過水質(zhì)保障關鍵技術的示范工程建設，形成離線強化處理與原位生態(tài)處理相結合、生態(tài)工程與水體循環(huán)共同作用的水質(zhì)保障模式，保障該景觀水系水質(zhì)維持在景觀用水標準。未來科技城森林公園沿溫榆河兩岸路段土壤由于農(nóng)業(yè)污染，自然植物生態(tài)遭到嚴重破壞，早期多為水土保持能力差的排水黏性土壤，在雨季水土流失嚴重。太陽能曝氣潛流濕地面積1000平方米，由焦炭、生物質(zhì)焦、沸石、火山巖、礫石等作為基質(zhì)填充材料構成濕地單元，達到土壤慢速滲透的設計，最終濕地與地下排水系統(tǒng)相連，避免出現(xiàn)土壤飽和，無法吸收凈化作用［3］。這些濕地單元由于以上生物質(zhì)的填充，為植物和微生物創(chuàng)造了基本的再生條件，通過種植植物富集作用和微生物分解、降解大大降低了污水中的病原體、懸浮物等污染物，并避免了對于溫榆河道的二次污染，高效率的加強了水質(zhì)凈化功能［4］。園區(qū)內(nèi)主要以太陽版吸收太陽能轉化為動力驅動風機對濕地系統(tǒng)進行微曝氣，通過濕地系統(tǒng)內(nèi)填料、植物、微生物的共同作用去除水體污染物。景觀生態(tài)塘通過布設水體生動植物、多功能立體浮床太陽能曝氣等水質(zhì)保障措施，以原位生態(tài)修復手段改善水質(zhì)。其中，太陽能潛流濕地組合系統(tǒng)是通過填料過濾、微生物降解、植物吸收、風機曝氣等共同作用，使出水水質(zhì)滿足景觀用水需求。而多功能立體生物浮床是在普通生物浮床根系吸收、吸附的基礎上，增加水下纖維填料，通過附著在表面的微生物膜強化降解水中的污染物。浮床對原有產(chǎn)品進行了改進，可實現(xiàn)安全越冬，浮床上的水生植物為水鳥等水生動物提供了一個良好的營巢環(huán)境，這種多功能立體生物浮床在凈化水質(zhì)的同時也滿足生物生態(tài)棲息地需求，構建了良好的景觀功能和生態(tài)功能。

三、綠地及道路雨水綜合回收利用技術

在未來科技城濱水公園內(nèi)的雨水滲透利用系統(tǒng)工程中，設置了人工濕地雨水凈化回收與透水鋪裝結合的行道樹滲集自灌系統(tǒng)，雨水經(jīng)過凈化進入清水池，構成上層泄水下滲的輻射井系統(tǒng)和滯蓄型雨水花園。將收集儲存起來的雨水形成地下涵養(yǎng)水源，可用于綠地澆灌，水景補水等，替代自來水資源的消耗［5］。景觀改造雨水處理區(qū)的樹木以本土的落葉植物為主，坡地多位常綠植物與落葉植物混合種植，水土的恢復和保持為植被提供了多樣性的生存環(huán)境［6］。通過潛水泵將清水管道連接雨水回收系統(tǒng)，雨水回收水質(zhì)為COD＜50mg•L－1，氨氮＜5mg•bL－1，總磷＜0.5mg•bL－1，懸浮顆粒物＜10mg•bL－1，指標略超出地表Ⅲ類水質(zhì)標準要求，用以公園日常的綠地、沖廁的需求。這些技術通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等手段的設計出水達到城鎮(zhèn)污水排放一級A標準和生活雜用水標準。通過徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用及排放過程，促進了“區(qū)域海綿”功能的維持和提升。(1)行道樹滲集自灌系統(tǒng)是一種結合路面透水鋪裝雨水收集循環(huán)利用的節(jié)水型根部澆灌系統(tǒng)，這種方法直接將收集儲存的雨水通過儲水箱內(nèi)低壓滲管網(wǎng)對所在區(qū)域植被根系進行灌溉，從而降低土壤面澆灌用水的浪費。這種方法將路面透水鋪裝下滲的雨水，結合沿坡地表徑流導向，通過滲排水板及滲透管進行收集，匯集到行道樹底部的PP模塊儲水箱內(nèi)。(2)輻射井消峰回補地下水系統(tǒng)主要功能是促進上層滯水下滲。由于濱水公園植被土壤表層多為粘土層，使上層雨水滯水不能自然快速的滲透到地下區(qū)域，從而導致雨水大量被蒸發(fā)，儲存利用效率極低。輻射井消峰回補系統(tǒng)通過下凹式的植被淺溝，沿坡面向下至中心井布有穿孔集水管，用以對土壤面及下滲的雨水收集，將雨水導入中心井后，再由下層輻射管滲透至周邊土壤，實現(xiàn)就地截流，回滲入地下，最大化的將雨水進行儲存，在旱季用井內(nèi)提升設備將儲存雨水提升用于周邊綠化澆灌。(3)雨水花園滯蓄凈化利用是在濱水公園內(nèi)下沉式綠地地下設有儲水模塊，通過底部的集水井收集周邊區(qū)域地表徑流并將其存儲在儲水模塊中，通過提升設備將其用于道路清洗和綠化澆灌。這種滯儲凈化一體的雨水花園系統(tǒng)完善景觀水體的各項生態(tài)功能，結合挺水水生植物形成優(yōu)質(zhì)的視覺景觀效果［7］。(4)路面廣場的高承載透水性鋪裝設計。雨水滲透利用是指通過地表滲透或輔助設施使雨水下滲至淺層土壤以及地下水層，使雨水得以利用的方式［3］。初雨快速下降中容易在路面過程中形成雨水徑流，這個雨水滲透過程中如何雨水去污和收集是最復雜的問題。為了避免降雨條件下雨水避免形成地表徑流，又可去污快速滲透至土壤層以減輕管網(wǎng)排水壓力，濱水公園內(nèi)道路利用高透水性和高承載力的露骨料作為道路鋪裝，總面積約為15000平方米，即滿足大型車輛通行功能，也滿足集水和凈化的功能。除道路外，園區(qū)內(nèi)的廣場設計也最大化的利用原有廢棄石料，總計約為21立方米。

四、結語

北京未來科技城濱水公園是立足于城市土地水文循環(huán)失衡而一起雨水徑流污染以及水資源匱乏等現(xiàn)實問題，通過節(jié)水性綠地雨水收集利用的景觀設計和實施的成功案例。這個案例除集水節(jié)約型綠地實踐設計技術方面之外，還包括生物質(zhì)焦良、公共綠地碳匯研究等前沿方面的設計與思考，集中探索了大型高科技園區(qū)如何在規(guī)劃中通過自然環(huán)境的營造、新空間模式的創(chuàng)造實現(xiàn)以自然為本、以人和創(chuàng)新為本的規(guī)劃建設目標［8］。

參考文獻:

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［2］梁町，曼梓尼．持續(xù)之道:中國可持續(xù)生活模式的設計與探討［M］．廣州:嶺南美術出版社，2006:49．

［3］劉虎．丁可．基于雨水利用的生態(tài)景觀設計研究:以北京未來科技城濱水森林公園為例［J］．建筑與文化，2016(9):149-150.

［6］宗凈．城市的蓄水囊:滯留池和蓄水池在美國園林設計中的利用［J］．中國園林，2015(3):51-55．

［7］劉虎．丁可．基于低技術開發(fā)下的可持續(xù)性景觀設計策略:以美國伯利恒鋼鐵廠景觀改造為例［J］．建筑與文化，2016(6):179-180．

［8］劉峰．持續(xù)之道:中國可持續(xù)生活模式的設計與探討［J］．北京規(guī)劃建設，2016(4):49-51．

作者：劉虎；劉丹丹 單位：北京林業(yè)大學園林學院