低影响开发雨水利用的乡村景观设计研究

低影响开发雨水利用的乡村景观设计研究

一、水资源污染现状随着生产力的提高，人们对生态系统的追求越来越多，导致了一系列生态循环问题，尤其是水资源问题。我国正面临着水资源短缺的现状,造成这一现状的主要原因包括人类对水资源的破坏,致使水资源污染现象严重,尤其是近年来地下水位的不断下降,出现了淡水资源短缺、用水危机等问题。2014年10月住房和城乡建设部发布的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》中指出,低影响开发(LowImpactDevelopment,简称LID)是指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征,也称为“低影响设计”或“低影响城市设计和开发”,其核心是维持场地开发前后水文特征不变,包括径流总量、峰值流量、峰现时间等。从水文循环角度,要维持径流总量不变,就要采取渗透、储存等方式,实现开发后一定量的径流量不外排;要维持峰值流量不变,就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。二、生态循环不良发展经济的高速发展使得我国正经历人类最大规模的乡村环境改造进程。乡村景观设计中大规模硬化和不考虑场地因素的造景设计导致乡村环境面临的雨水现状(如内涝频繁、水资源污染严重和饮用水资源短缺等)都比较严峻,对人们的生产生活造成了威胁,构成了生态循环的不良发展。1.洼地、土壤基肥赵黄庄行政村所处的豫东平原,地势低洼、土壤肥沃,是重要的粮食产地。在雨季,内涝频繁发生,不仅影响正常的交通秩序,也使人们的生产生活受到制约。2.对雨水的污染水资源的污染不仅来自工业和生活生产污染,雨水对于水资源的污染也是不容忽视的。雨水对于水资源的污染主要表现在以下几个方面:首先,大量的雨水导致排水系统崩溃,进而产生雨水污染,使雨水的水质受到影响,有害细菌成倍增加,雨水的有害物超标。其次,雨水对工业用水的污染,致使被污染的水用于工业生产,造成工业原材料的污染,间接对生产生活用具造成污染。最后,雨水污染水资源对建筑和植被的影响重大。3.饮用水资源短缺雨水对地表径流和江河湖海的污染,致使饮用水有害物质超标,污染严重,使得饮用水资源短缺,而居民饮用水的质和量制约着整个乡村社会经济的发展。三、“耕地”与“村庄绿化”相结合,以农业为“粮田”为主赵黄庄行政村辖五个自然村,项目村地处平原,西邻省道S206,北临汾泉河,南近清龙河。辖区耕地面积为5280亩,村庄生态绿化率为38%,是河南省高标准永久性粮田创建基地。项目村的经济与产业是良种繁育、板材加工、民艺编织、林业养殖。(图1、2)毗邻的汾泉河、清龙河以及村落中遍布的坑塘都带有传统劳动生产痕迹,其农业生产劳动精神集中体现在丰富的水系自然景观中。1.优化地表径流设计沟渠是一种乡村常见的小型农业灌溉设施,沟渠洼地可用于排水——从低洼地或沿公路、田野排水,或者将水从较远的地方引来灌溉作物。结合沟渠优化地表径流设计,主要是通过对乡村道路的横向改造,优化雨水地表径流路径,有机地引导雨水资源化,使之合理化地汇入坑塘、河流等,以此来缓解村庄雨水内涝的压力。减缓地表径流有助于80%固体污染物滞留在沟渠与花园内,达到“低影响开发”雨水资源合理利用。通过结合沟渠优化地表径流的设计不仅满足雨水排水设计,还能避免污染物影响地表水质和生物生长,促使雨水有效地补充地下水资源,缓解饮用水资源的压力。2.雨水花园设计赵黄庄结合坑塘的雨水花园设计,将原有的独立坑塘与道路间的区域设计成若干个种植池收集雨水,收集池能够容纳的水深为6-10厘米,如果雨量过于密集,水将从雨水收集池的缺口溢出,汇入坑塘河流。首先,种植池中密集种植灯芯草和狗尾花,利用植物的耐湿耐旱特点,可有效阻挡杂质和沉积物,减少水土流失,缓解“低影响开发”的雨水压力。植物发达的根系也可尽量留住雨水。这种结合坑塘的雨水花园设计具备相当强的水土保持能力,尤其是对雨水的吸附能力必须要高于其他植物,以此来达到吸附雨水中的有害污染成分的目的。将大量的污染成分吸附下来,在一定程度上净化雨水,降低了雨水中污染物的含量。其次,结合坑塘的雨水花园设计可有效保证污染物在被吸附的同时,不被下行淋洗。也就是说,雨水中的污染物成分必须要保持稳定的状态,不能被活化吸收,不能因为被植物吸附而形成另外一种污染物,再次污染植被,造成环境的二次污染,对于整个生态系统循环造成伤害。结合坑塘的雨水花园具有以下功能:通过滞蓄削减洪峰流量,减少雨水外排,保护下游管道、构筑物和水体;利用植物截流、土壤渗滤净化雨水,减少污染;充分利用径流雨量涵养地下水,也可对处理后的雨水加以收集利用,缓解水资源的短缺;经过合理的设计以及妥善的维护来改善乡村的环境,为鸟类、蝴蝶等动物提供食物和栖息地,达到良好的景观效果。(图3)3.生态驳岸的设计,丰富乡村景观生态驳岸设计有其特定的调节功能,尤其是对于水资源的循环能形成良好的诱导作用。生态驳岸设计从生态平衡的角度,进一步强调了水对于动植物生存发展的重要意义,从而引导人们更加珍惜水资源,有利于雨水资源的科学合理利用,进一步完成对于雨水资源的规划,充分肯定雨水资源化发展的重要意义。在中原的乡村,人民习惯在门口、路边、坑塘、沟渠边种植蚕豆、芝麻、向日葵等农作物。赵黄庄生态驳岸设计结合农作物种植习惯,把驳岸建设成为可种植的一米宽的梯田,用于农作物种植,丰富乡村景观。这种结合主要有以下几个辅助作用:首先,生态驳岸设计非常有利于水中的淤泥附着在其纹理上,这些淤泥对于水中微生物生长的环境是非常有利的。在淤泥附着的地方,微生物可以形成一定的群落,成为微生物栖息的场所。在生态驳岸设计的过程中,可以保证雨水对于河流的及时补充,促进自然生态水资源的良性循环。其次,生态驳岸设计培育了较完善的水体生态系统。水体生态系统与“低影响开发”雨水的利用现状密不可分,尤其是在长期的暴雨侵袭中,雨水的利用技术可以有效缓解“低影响开发”雨水消化的压力,建立生态雨水循环的系统,使得低影响开发雨水的利用可以更加顺利地进行。4.增强水体的透明度水生植物修复技术主要用于修复污染的水体,而造成坑塘、河道污染的主要原因是雨水的大量冲刷、暴雨的冲击作用等。雨水的污染致使整个乡村的水质下降。针对乡村水体的生态问题,赵黄庄的坑塘在初期大量采用水生植物,可以很好地治理雨水污染的水体,对于水体的净化能力较强。增强水体的透明度是水生植物特有的功效。设计中采用的水生植物有石菖蒲、马蔺、鸳尾,挺水植物有芦苇、香蒲、水葱、千屈菜等,沉水植物有金鱼藻、轮藻等,浮水植物有水花生、凤眼莲等。这些水生植物不仅能对水中的污染物及有害物质进行吸收、过滤、分解及转化,还能美化乡村景观环境。水生植物修复技术的应用主要有两方面的内容。一方面,水生植物修复技术,是一种标本兼治的雨水污染治理技术,可以实现对雨水污染的水体短期和长期的修复治理,保证整个水体水质的透明度和营养成分的均衡发展,而且能够实现淤泥的有效沉降,进而加快水体的治理进度。另一方面,水生植物修复技术除了净化雨水径流的功能以外,还可以自行分解出氧分,为动植物的生存提供生物氧,增加营养。(图4)水生植物修复技术可以标本兼治地治理雨水污染问题,将雨