雨水花园设计研究综述

（扬州大学广陵学院225009）

纪昊青 （扬州大学园艺与植物保护学院 225009）

一、前言

现代意义上的雨水花园是雨水资源生态净化、防止城市雨洪的重要方法，它发源于90年代的美国（白洁，2014）。雨水花园建植和管理相对简单，景观效果和生态效益兼备，因此受到了园林行业越来越多的重视（万映伶，2011）。我国水资源地域分布不平衡，大多地区尤其是西北缺水严重，地下水资源是许多城市用水的主要来源，但城市中因有大量的硬质地面，其透水性差，导致大量雨水不能及时下渗回补地下水，造成水资源大量浪费（王淑芬，2009）。另外，我国城市污染也相对严重，污染物经过雨水冲刷四处扩散。以“快速、高效”为唯一目标的排水管线已经不能满足新的要求，在这种背景下，先进的雨水花园技术进入了人们的视野并日益得到关注。

二、雨水花园概述

1.雨水花园与海绵城市

现代城市的发展造成地面硬质铺装面积不断增多，结果雨水不能及时渗入地下，地表径流显著增大，加重了城市排水系统的负担，易形成内涝（车生泉等，2008；杜建康等，2012）。如何解决城市水体污染，减少雨洪内涝危害成了现代城市发展的一个生态关键性问题（尹澄清，2006）。于是，综合人类在城市雨水利用和管理方面长期的经验，发明了可以有效对雨水进行自然“存积、渗漏、净化”的海绵城市技术。海绵城市综合了风景园林设计、雨洪调蓄渗技术和城市规划三门学问，是实用主义、美学范畴、生态理念的完美统一。

海绵城市的构建程序可以分为“水生态系统功能主体保护与修复”和“水生态源头管理及调控”。它主要分为三种技术：①截留：通过材料结构本身特性，增大汇集雨水面积，减缓地表径流，它又包括植物冠层截流和绿色屋顶；②促渗：通过地表铺装新材料的应用改善其下渗功能，使得雨水快速回渗，并且在下渗过程中对雨水具有一定的过滤净化能力，它包括生态停车场、透水铺装以及生态街道；③调蓄：储存一定量汇集的雨水，同时利用植物对其进行水质净化。当雨水超过设施的储存量时，多余的水会溢流入地下排水管道。设施内储存的水也是周围绿地灌溉用水来源，包括生态沟、多功能调蓄池和雨水花园（车生泉，2015）。

2.雨水花园与绿色空间网络

雨水花园有学者认为是一种利用浅凹绿地的生态设施，汇聚、储存、吸收多余的雨水以补充回灌地下，同时可作为城市景观补充用水，做到节水灌溉，发挥控制雨洪、提高水资源利用效率。也有学者认为雨水花园就是简单通过植物、砂石土层的综合作用对雨水进行净化，属于一种生物滞留设施。城市中被分割的绿色空间可以相互联系形成网络，进而构成一个有机的生态整体。雨水花园借助城市绿色空间网络框架，可以形成群体效应，更好地发挥出群体的生态优势，取得更佳的生态效益（杨锐等，2011）。

3.国内外雨水花园的发展

（1）国外雨水花园的发展

前人对雨水花园的起源与历史进行了研究和归纳，提出了真正意义上的雨水花园是起源于美国马里兰州的乔治王子郡（黄兆平，2011）。国外在20世纪90年代开始对雨水花园进行实践应用，21世纪初进行了雨水花园有关于的理论探索，并取得了一系列成果，相关文献主要分布于期刊、学位论文及专著中。

伴随人们生态意识的不断加强，雨水花园这一新颖的生态设施得到了越来越多的认可，目前世界各地已广泛开展相关技术的研究和应用，尤其以美国、日本、澳大利亚、德国等国发展最为迅速，建成了许多优秀的案例，获得巨大的成功。最为经典的有美国的唐纳德溪水公园、波特兰绿色街道以及德国汉诺威Kronsberg的雨水花园等（孙奎利等，2014）。

（2）国内雨水花园的发展

我国雨水利用的历史悠久，而城市雨水现代意义上的生态利用，最早开始于上世纪90年代初，首先在个别大中城市如北京、上海、大连、杭州、苏州和西安等得到应用实践。尽管我国城市雨水的生态利用还多处于起步阶段，但已初步显示出良好景观效果和生态效益，取得了可喜的进步。

我国最早开展城市雨水生态利用的城市是北京市，到2010年北京市城区雨水利用工程已有1200多处，雨洪水的利用量超过了昆明湖蓄水量的22倍。进入新世纪，我国政府和相关部门陆续发布了一些包含雨水收集利用的规划和标准，如2001年的《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》，2007年的《建筑与小区雨水利用技术工程规范》等。总体来说雨水花园的研究与实践在我国当前还是一个新鲜事物，多处于探索阶段，研究和应用多集中在小面积绿地、建筑外小环境、个别小区植物景观等，而对城市全区域、大范围、综合性的雨水花园，无论是工程技术，还是适宜建设雨水花园的建筑材料和植物材料，这些点和面的研究还远远不够（张钢，2010）。

三、雨水花园的作用及构造原理

1.雨水花园的作用

城市传统的排水方式多为雨水管线，这种排水方式旨在于最短的时间内将雨水排出城市范围。该方法的弊端非常明显：①雨水不经过净化而排出城市会造成城市污染物的加速扩散；②对于雨水资源严重浪费，加重城市缺水程度，制约城市发展；③易形成地表径流造成内涝；④城市排水管线复杂，必须屡屡升级（张钢，2010）。雨水花园体系的逐步建立将柔化城市雨洪（ThomasN.Debo.AndrewJ.Reese，2002），较好规避以上不足。雨水花园的作用主要体现在如下几个方面：①调节城市雨洪，减少内涝；②净化水质，提高雨水资源的利用效率；③补充涵养地下水资源，恢复水生态循环。

2.雨水花园的构造原理

雨水花园的构造大致分为5层结构（图1）：①蓄水层。供临时蓄水之用，沉淀部分固体颗粒，有利于去除附着在沉淀物上的金属离子和有机物。蓄水层深度一般为10～25 ㎝，具体根据当地降水情况和周围地形等因素而确定。②覆盖层。一般采用树皮进行覆盖，厚度多为5～8 ㎝。覆盖层可以有效保持土壤良好的渗透性，减缓地表雨水径流的侵蚀，营造一个良好微环境，加速有机物微生物降解，提升其生态效应。③植被栽培基质层。常用沙子加泥炭土进行混合，其比例3：1。草本植物栽培基质厚度约为25 ㎝，栽植灌木时约为50㎝，栽植乔木则不少于100㎝。④人工填料层。依据雨水花园的面积大小结合当地的降水情况以确定其厚度，一般在50～120 ㎝之间。其质地多选用渗透性较强的材料，注意人工填料层应与上层栽培基质的质地一致或相近。⑤砾石层。砾石直径一般≤50 mm，平铺20～30 ㎝厚。为了便于下渗的雨水排放或收集，可在砾石层中埋放直径约10 ㎝的穿孔管，雨水通过穿孔管汇集到附近的河流或城市市政地下排水管道（向璐璐）。为了防止上层土壤细小颗粒进入下面的砾石层将穿孔管堵塞，可以在人工填料层和砾石层之间铺一层土工布，或者在它们之间铺设15㎝厚的一层砂，起到阻滞过滤土壤细小颗粒的作用，保持穿水孔排水通畅且通气效果较好，有利植物生长。

图1：建造结构

雨水花园中的水管一般会有溢水管和穿孔管两种（张钢，2010）。穿孔管埋于砾石层之中，经过过滤的雨水会被其收集并进入其他排水系统，而满足净化水再利用的要求；溢水管则是为了防止雨水收集量超过雨水花园承载极限，而将多余的雨水就近排出，溢水管口通常设置在雨水花园顶部（图2）。

图2：溢水管

四、雨水花园植物选择与应用

1.植物选择和应用的原则

雨水花园既是雨水管理系统，也是园林景观设施，所以植物的选择上要同时满足净水需要和美观要求，植物选配的原则主要有：

（1）首选乡土植物，适当配植其他植物

乡土植物长期以来对当地的生态环境，如气候、土壤、主要病虫害等有良好的适应能力，可以发挥更好的生态净化能力。同时乡土植物来源丰富，价格相对便宜，在降低雨水花园建造成本的同时，其景观还能显现出独特的地域特色（刘佳妮，2010）。考虑到植物种质资源交流日益频繁，结合最新的研究和应用实践，可适当引用国内、国外适用于雨水花园的植物，但注意要因地制宜，谨防生态入侵。

（2）选用根系发达，茎叶茂盛，净化能力强的植物

由于特殊的生境，如旱湿、冷热环境变化，降雨期水体流动冲刷，水质污染复杂、易滋生病虫害等，所以雨水花园植物要求有较深的根系且须根发达、生长快速、茎叶肥大、抗逆性强，以提高植物的适应性和保持良好的净化能力。（刘佳妮，2010）。

（3）选用对旱、涝有良好适应能力的植物

雨水花园是特殊的造景形式，下雨时雨水聚集干旱时无水，存在水、旱交替的现象，尤其在一些年降水时间分布不均的地区，这种情况更加极端，所以雨水花园中的植物需要同时具备耐旱和耐涝的性能（王佳等，2007）。

（4）进行合理的植物混合种植

单一植物对水质的生态净化能力远远不及多种植物的合理配植。前人研究表明，在复合式植物种植床中，将根系泌氧性强、弱差异的植物混合栽植，可以在植物根部创造出含氧量有差别、相互共存的微区环境，从而加速水体中污染物如总氮的降解（代红艳，2007）。雨水花园植物配置形式可以多样，主要考虑要兼顾观赏性和生态性，比如常绿类与落叶类，草本与木本类，水生与旱生类等。具体配置时还需注意植物的不同体量、形状、色彩，观花和观叶以及观赏季节等（刘佳妮，2010）。

2.雨水花园植物的具体应用

植物在雨水花园中的生境恶劣，比其他地方园林植物承载了更加重要、复杂的功能，既要适应雨水花园中严苛的生长环境，又要有良好的生态净化能力，同时还要像其他园林植物一样，起到美化环境、丰富园林景观、优化植物群落的作用。

雨水花园植物栽植区域根据水淹的不同程度，一般分为蓄水区、缓冲区和边缘区3个（图3）。由于不同区水分情况的差异，这3个区植物配植要精心设计区别对待。①边缘区。不能储水类似于旱地，选用一般的旱生植物即可。②缓冲区。在雨水多时可少量储水，属于半湿地，该区的植物在抗旱的同时还要有一定的耐水淹能力；另外缓冲区是半坡地形，植物需要有较深的根系以提高对雨水冲刷的抵抗能力。③蓄水区。就是一个湿地，是雨水净化的主要区域，植物必须有良好的净化能力，同时具备抗污染、耐水淹和一定的耐干旱能力（王佳等，2010）。

图3：雨水花园蓄水区分区示意图

从净水效果方面考虑，高密度的植物根茎有助于延长雨水从中通过的时间，并提高净水效果。但要注意密度并非越高越好，还要注意植物的相互竞争和化感作用，要确保植物的健康生长。景观效果方面，遵循的原则与普通园林植物配置大致相似，手法上可以分为自然式和规则式。鉴于维护的方便程度，目前较多采用的是自然式。

目前雨水花园都是应用于城市，由于雨水花园应用地点周边环境各异，雨水花园建造中可采用防渗和不防渗种两种方法。如果其周围环境开敞、下方无地下设施，就要采用不防渗的做法，以减少建造成本，提高地下水回灌效率；如果雨水花园附近有建筑物，或者下面有地下设施时，必须采用防渗做法，同时应尽量选用浅根性的植物，以防止防渗层被根系所破坏（向璐璐等，2008）。

3.雨水花园的适用植物

经过多年的探索与应用，人们总结出适合我国雨水花园种植的一些植物种类和品种。常用的有：①耐水湿的木本植物：湿地松、水杉、池杉、落羽杉、垂柳、枫杨等；②竹类植物：菲白竹、菲黄竹、箬竹、凤尾竹、慈孝竹等；③耐水湿草本花卉：芦苇、芦竹、香根草、香蒲、菖蒲、再力花、梭鱼草、水葱、美人蕉、姜花、石菖蒲、旱伞草、茨菇、千屈菜、黄菖蒲、凤眼莲、睡莲、荇菜等；④草坪草及观赏草类：狗牙根、马蹄金、早熟禾、雀稗、苔草、细叶莎草、斑叶芒、细叶芒、蒲苇、花叶燕麦草、细叶针茅、棕叶苔草、金叶苔草等。

五、结语

雨水花园作为一种经济适用的生态滞留渗滤设施，具有较强的生态功能，但是目前我国雨水花园研究处于初步阶段，技术尚且不完善，应用也处于一种零散状态，不仅耗资大、维护不便，在景观效果和生态效益上也存在诸多不足。所以在技术领域上还需要多参考国外的成功案例，并根据我国国情，量体裁衣，构建城市绿色设施网络，设计出能发挥出最大效益、具有中国景观特色的雨水花园，促进城市生态环境的持续改善（杨锐等，2011）。随着经济的发展和城市化进程的加快，生态文明建设的不断推进，雨水花园等新型的生态景观理念一定会有广阔的发展和应用空间。