干旱区水景设计与维护研究干旱地区城市水景营造以二连浩特奥林匹克文化公园为例

干旱区水景设计与维护研究干旱地区城市水景营造以二连浩特奥林匹克文化公园为例

近年来，随着城市建设的快速发展，北方干旱城市的园林建设中出现了大量的水生景观。然而，由于设计师和决策者缺乏考虑，在水上景观的建设和维护中浪费水资源和维护费用非常高。如何在满足功能的前提下实现节水,是一个亟待解决的问题。因此,研究干旱区水景设计对于发展干旱区城市园林有非常积极的作用。水景的营造是干旱区城市居民所热情期盼的,以二连浩特为例,在针对水景向城市居民进行的问卷调查中,结果显示市民对于水景的喜爱程度高达83%,而选择动态水景亲水意愿的达98.8%。由此可见,在干旱区城市中,市民普遍表现出强烈的亲水愿望,而动态水景和静态水景比较而言,前者在可参与性方面更具优势。干旱区水景建设面临严重的洪水危机国内一般用年平均降水量250毫米以下的标准来划定干旱区,二连浩特年平均降水量仅142毫米,蒸发量却高达2662.3毫米,是典型的干旱城市。城市无地表径流,城市用水完全依赖远距离输水供给,面临严重的缺水危机,建设大面积的人工水景一定程度会造成水资源浪费。中国的干旱区有83%分布在西北地区,所以大部分干旱区都有漫长而寒冷的冬季,这对于水景建设来说是一个巨大的挑战。以二连浩特市为例,其年平均气温3.4℃,全年中有5个月平均气温在0℃以下。如何处理长达5个月的水景消极期的景观问题和各种维护工作,必须纳入前期的考虑中。国内现在已经有一些比较成熟的节水技术,如中水雨水再利用,节水材料等,但是在实际操作中,经常会受限于经济成本和缺乏长远发展意识等原因,加上干旱区特殊的气候,这些节水措施的推广使用会遭受很大的阻力。二公园用地现状二连浩特市位于内蒙古自治区锡林郭勒盟西北部,北侧紧邻国境线与蒙古接壤,是为对蒙最大的陆路口岸。奥林匹克文化公园位于市中心,是二连浩特市最重要的市民公园之一。公园用地原来是1985年起陆续种植的城市防护林,后随着城市的扩张,纳入到市区范围内,成为城市硬质格局中的一块绿洲,2006年基本确定了现状布局,并对公众开放。公园内现有一处占地5290平方米、平均深度为0.8米的人工湖,是二连浩特市内规模最大的人工水景(图1),年水耗大约为3600吨。此外园内还有一处占地100平方米的水池喷泉,年水耗约为800吨。项目任务是对现有的公园格局和设施进行相关的升级和改造,使之成为有人气、有品质、有特色的城市新绿洲。水的景观设计方法1.水景的小型设计在单体水景设计中,应有预见性地考虑到可能遇到的水量和养护问题,选择适宜的宽度和深度。在干旱区,较之生态代价巨大、单纯追求视觉效果的大型水景,小型水景在节约用水、设施维护、安全性等方面会更胜一筹,而且应用形式也更为灵活。项目在设计之初就有意识去控制水景的规模,除了应设计条件要求保留现状遗留的人工湖以外,新增三组小型水景面积控制在300平方米以内。而在水景布局上,本项目提出了“可识率”和“利用率”最大化概念,即水景的布局应该位于显而易见的位置上,而且应该方便被利用。所以新增的水景设计在公园入口、重要活动节点区域以及园区内主要道路周边。2.水景设计类型公园设计可以选择的水景类型有很多种,可归纳为三大类:静态水景、动态水景和意向型水景。静态水常以规则式或自然式水池与湿地的表现形式出现;动态水则常常采用流水、跌水、喷泉等表现形式。在干旱地区,耗水量大、蒸发量大的静态水景应尽量避免,而且动态水景除了相对减少蒸发量,可人工控制开放时间以减少水资源的浪费,同时具有更强的参与性和互动性。在本项目中,在节水前提下,在不同的功能分区设计了不同的水景类型。公园内原有的自然山水区内,现状的静态人工湖、周边地形,以及城市中难得一见的茂密植被都被保留了下来。改造后的公园紧邻城市干道的入口区,涌泉、跌水以及旱喷等动态水景则成为最好的设计选择,不仅减少耗水量和蒸发量,也能吸引人气,增加互动(图2、3)。除静态水景和动态水景之外,造园艺术中有一种“水景旱作”之法,类似于日本园林中的“枯山水”。在无水的环境中通过地形营造和卵石、砂石、置石等材料的运用,搭配观赏植物,通过内涵抽象的形式表现海洋、瀑布或溪流,可产生“无水而有池意”的雅致意境。通过研究发现当地的“砂石田”农业种植模式和“水景旱作”有异曲同工之妙,这是一种通过在土壤表层铺设覆盖层,以求保水保墒的传统耕作方式,也从一个侧面证明了这类意向型水景在北方缺水城市景观设计中运用的可行性。本项目将此方法运用在公园东侧一系列下沉广场中。除此之外,意向型水景另一种常见形式是通过特色的雕塑小品等手段来表现。公园的主题雕塑的不锈钢材质表面很好地描摹了水流动的形态和光泽,而雕塑的曲线形态更凸显了水的婀娜与灵动(图4)。3水景的使用方式任何景观会随时间而呈现不同的状态,植物如此,水景也是如此。在北方干旱区,冬季或旱季常常将池水排尽,部分大型的喷泉也只有在节假日才会开放。现状公园也是相同的情况,人工湖在11月和次年4月进入冰面季,而使用旺季只有6~9月的四个月时间。中央水景喷泉只有在6~10月中的节假日开放,每天4~6小时。所以在一年的大部分的时段里,干涸的池底和裸露的喷水设施既不美观,又不安全。因此,水景设计必须注意旱季和冬季的景观效果和使用。儿童活动区的戏水池采用薄水设计,利用水底铺装图案的装饰效果增加水池的美感。在无水的冬季不会因为水池的高差过大而具有潜在的危险,从而演变成四周围合、铺装色彩鲜艳的下沉活动区。在中央水景区也采用薄水设计,水底则采用了砾石,在冬季无水时也可有不错的铺装景观(图5)。滨水建筑周边利用景石、栈桥、植被、卵石滩等园林要素搭配溪流,夏季流水潺潺,在枯水的冬季也可以保持自然野趣的景观观赏效果。南侧主入口的旱喷通过调查当地游人量的季节变化和一日内游人高峰期确定喷水时间,既节水也保证人们与水的充分接触。反之不开放时也不影响入口广场的整体景观效果(图6)。4.材料的材料再生干旱区要减少水景的耗水量,对应途径除了减少人工补给和水景蒸发外,防渗是很重要的一环。原有的防渗漏处理是采用钢筋混凝土搭配土工布防渗层,仅防渗效果差,甚至会产生因为承载过高而硬质水底断裂的现象,而且难以发觉和补救。项目改造中在常水位以下采用膨润防水毯替换原本的土工布(图7)。膨润防水毯是一种专门用于人工湖泊水景防渗漏的土工合成材料,其密实性可以更有效防止水的渗漏,造价也更为低廉。水生植物是水体生态系统重要部分,其生长可以美化景观效果,增强水池自身的自净化能力。在本项目中,将人工湖现状的垂直混凝土驳岸改造成缓坡驳岸,既增强了游人安全性,同时也为水生植物生长提供了种植空间,搭配置石形成优美自然的生态驳岸(图8)。5.水景中的地形作用本文所说地形空间不仅是指狭义的堆石造山,也指用建筑物所营造出的空间。一般来说地形在水景营造中作用主要有三点:二是合理的地形设计可以配合水景营造出宜人的小气候。夏季朝北的坡向可以为人们提供纳凉场所,更重要的是,在寒冷的冬季可阻挡北风吹袭,这在二连浩特尤为重要。这个地形设计大大提高公园在冬季的使用率(图11)。成本过高造成林分密度过高很多人认为,通过建立良好的中水和雨水管理措施,可以减轻水景对于市政供水的依赖。而在本项目的实际操作中,其实很难实现。首先,中水利用的难点在于前期较高的投资和成本。前面有学者以江苏省一居住小区(5000人)内比较成熟的中水处理项目为例,采用250立方米/天的小型处理设备,综合前期投资及运行成本等,最终中水运行成本为1.23元/立方米·天,一年的成本是11.2万多。高昂的成本对于二连浩特来说是巨大的阻力。在项目进行过程中,我们作为设计团队向政府推荐了中水方案,却终因成本问题被搁置。其次,雨水的利用难点在于其资源有限。通常雨水和水景的结合主要有直接补充和收集净化雨水两种途径。但是这两种途径的前提条件都是要保证一定的降雨量,二连浩特市年降水量仅142毫米/年,用雨水代替或部分代替水景