居住区景观排水设计探析

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摘要:排水设计对于居住区整体景观的塑造影响很大,从目前城市居住区景观排水存在的问题入手,就居住区景观排水设计要点进行了详细分析,阐述了居住区景观排水的注意事项,以及作为景观设计师在排水设计方面需要具备的专业水平。

关键词:居住区;景观;排水

中图分类号:TU992

文献标识码:C

文章编号:1674-9944(2010)07-0037-05

1 引言

排水对于景观的重要性,类似于结构和建筑的关系。道路积水会影响车辆行人通行和路基安全;住宅区积水会影响居民生活;绿地积水会影响植被生长;驳岸区积水会影响防洪设施结构安全;绿化下车库顶板上积水会影响地下车库结构安全等等。以往我们有些景观设计师在设计居住区景观排水系统时,过多的引用土木或水利工程师建议,缺乏景观专业设计师的看法,有时造成过度功能化,排水系统设计粗糙,和整体景观发生整合不佳等问题,影响环境的品质。近年来越来越多景观专业人员意识到排水设计对居住区景观的塑造的重要性,在解决实际高程排水问题的同时,既要满足场地排水的功能性要求,又要更好地将环境品质和整体景观效果融合,使排水工程设计更具有美感或生态上的价值。

2 居住区景观排水设计流程

2.1 资料收集

首先必须收集和整理所在地区的水文、地质、降雨等方面的资料,了解基地高程及排水基本资料,同时要查看设计区域内的平面布置,竖向设计及的雨水管线分布,有利于做出合理的排水布局。这些基础资料对场地的排水设计都是非常重要的。

2.2 划分流域

排水设计要依据地形、竖向规划、土壤条件、河流情况等因素划分排水流域,进行管渠定线,各专业规范都明确规定最小地面排水坡度为0.3%,但在平原地区要确保0.3%的地面排水坡度会有困难,最小地面排水坡度可降至0.2%,但当地面排水坡度小于0.2%时,用地宜采用多坡向或特殊措施组织排水。通常居住区景观排水系统会沿建筑外墙和道路进行划分,在原建筑排水设计的基础上进行。在国内,目前很多居住区都以道路边沟或者雨水口的形式排除雨水――在主干道路上设置路牙形成一条止水带,阻止道路上的雨水漫流到绿地中去,因为路牙的阻挡和道路坡度的影响,雨水分段通过雨水口和管道排出。一些人行道和绿地上的支路,则基本上不设路牙,路面高出绿地, 雨水直接漫流到绿地,排入绿地中的洼地、池塘或者经雨水管道排除。

2.3 地表径流的管理

地表径流一般是指由降水或冰雪融化形成的、沿着流域的不同路径流入河流、湖泊或海洋的水流。居住区的地表径流管理的主要方式就是利用生态净化手段,科学有效的收集雨水,采用地表径流净化系统和人工湿地,待水质达到排放要求再放入居住区中的人工水系统中,因此,以地表径流管理为目标的人工水系营造是真正体现自然生态伦理的景观营造模式。

在地表径流的收集过程中,国内目前主要采用两种方式――道路湿地雨水收集净化系统和人工湿地地表径流净化系统。道路雨水进入道路旁的雨水明沟,流过雨水净化池,经过系统中的湿地植物和特殊铺设的混合砂基的净化,能有效的将水质较差的地表雨水收集起来,进行初次净化。人工湿地和人工湿地岛屿(包括人工湿地浮岛)则是人工湿地地表径流净化系统最主要的表现形式,也是作为水质净化最有效的手段。

2.4 管道铺设

居住区中低洼的草地,广场及休息场所,建筑物周围的积水、污水的排除,需要或只能利用敷设管道的方式排出。利用管道排水的优点是不妨碍地面活动的,既卫生、美观,排水效率又高。

居住区中雨水管道系统通常由雨水口、支管、干管和检查井组成,依据汇水区域划分水流方向及附近城市雨水干管分布情况等,确定管道走向以及雨水口检查井的位置。在设计上,首先管道排水的坡度要恰当,硬质地面确定好横坡和纵坡,大部分雨水可沿内向0.5%~3%的横坡流向硬质地面两侧的雨水收集处,通过管道系统排走。少部分雨水就近流入检查井与雨水井盖排走。其次给检查井编号并求其地面的标高,标出各段管长。景观上一般用重力流排水,排水管径DN400,一般坡度可做成0.3%,排水管径DN300,一般坡度可做成0.4%,具体要看现场情况,然后计算出雨水井、检查井的井底标高、排水标高和地面标高,一般雨水管的管长不应超过40M,遇到过路管时,需要增加雨水管的强度,目前国内很多的做法是过路管采用镀锌钢管。关于雨水口间距的计算,《城市道路设计规范》规定为25~50m,《排水工程》上规定为30~80m,均较简单,实际情况可按照现场需要在每段道路坡度的最低点设置雨水口。

除了管道排水以外,有些居住区还会利用明沟、盲沟等设施进行排水,某些居住区建筑物密度较高,可采用加盖明沟,工程费用低,维护方便,而在乡村和城市化地区比较开阔的自然式住区中,可采取植草沟的方式。景观设计师可以在明沟的盖板和植草沟的形式上发挥其创意性。可结合场地需要设计有个性的盖板和植草沟。

3 居住区景观排水专项分析

3.1 硬质景观排水设计

硬质景观主要是指道路、铺地、墙体、景观构筑等,通常是人造的,硬质景观排水设计主要是指硬铺面的排水。硬质铺地长期积水会使路基的强度降低,甚至会使路基整体破坏,为了避免铺面的过早损坏,就需要迅速及时的排除路面积水。

硬质景观排水设计原则有:

(1)景观排水系统在原建筑排水设计的基础上进行。

(2)景观道路明沟排水就近接至雨水井,统一排至市政雨水系统排除。

(3)主要道路两边排水坡度为1.5%~2%,宅间景观铺面道路两边排水坡度为≥1%,2m宽以下景观园路单边排水坡度≥1%,景观小广场铺面排水坡度≥1%。

(4)地下车库出入口需设截水沟。

(5)车库建筑顶板排水采用找坡再在最低线设排水沟。

(6)建筑雨(污)水井等在涉及到景观铺面时,建议井盖材料尽量与景观铺面相协调,可作化妆盖板。

硬质景观排水设施的设计也是景观设计师发挥创意性最主要的场所。

3.1.1 路牙设计

通过路牙上预留的排水口结合路边排水沟,将雨水汇集到排水沟中,排水沟设计成一个过滤的沉淀池,利用植物,过滤和净化雨水。如图1美国波特兰州的NE Siskiyou Green Street,它减少了原有的路旁的两个停车位,改为种植湿生植物槽。每逢遇到暴雨天气,雨水会通过路牙上预留的排水口流入湿生植物区,通过该区域使暴雨径流速度减缓,同时通过其内部的土壤和植栽渗透和过滤,净化暴雨水质,然后流入雨水系统。

图1 美国波特兰州的NE Siskiyou Green Street

3.1.2 入渗沟盖板设计

排水入渗沟盖设计跟地景艺术结合。居住区设计中排水入渗沟盖经常碰到的就是明沟盖板,如图2所示,通常的做法就是和周边铺地材质相结合,处理方式比较简单,视觉效果还不是很好,比较好的方式是和周边的环境相结合,形成具有景观美感的地景艺术。如图3所示的荷兰海牙排水及树格栅巧妙的艺术化设计,把树穴排水和场地排水以及树穴盖板的样式有效的融合在一起,形成兼具观赏性和功能性的地景艺术。

图2 明沟盖板

图3 荷兰海牙排水及树格栅巧妙的艺术化设计

3.1.3 雨水口井盖设计

雨水口和井盖位置的设计,也要合理安排。我们经常有这样的感受,一出门没走几步,就看到好几个井盖,不仅影响视觉,居民出行的安全也会有所担忧。所以景观设计师在安排雨水口雨水井的位置时必须谨慎。往往要和铺面设计相结合。如图4所示的雨水口,位置放置在铺装的节点部位,虽然形式比较简单,但和周边的环境相融合,具有不错的视觉效果。有些情况下雨水口的位置设计的比较不合理,出现在路的中央,这种情况下,就需要结合道路铺装的形式,做成化妆盖板,让其和周围铺装相结合。

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图4 雨水口放置在铺装节点上

3.1.4 渗水铺装材料的设计

场地不透水铺面易产生雨水径流、冲刷、水灾、水污染,产生热岛效应,而透水铺面通过人工铺筑的多孔性铺装面层,引导地表径流直接从路基渗入土壤,从而保证地下水的补注,此类铺装主要利用地下渗透和表面蒸发的方式处理铺装面层的地表径流水,不仅为地下生物提供生存空间,而且在景观上还有很好的美化作用,能减少大块面铺地给人生硬感受,丰富铺装机理。

如图5所示,在停车场的景观设计的案例中,硬质铺装强调可渗透性,植草砖、砾石和留有草缝的路面一方面可以减少径流量,一方面可以通过表层的植物根系对地表径流进行初步的过滤,去除大颗粒的污染物和杂质。不仅起到有效净化水质的作用,同时提升整体的环境品质。

图5 停车场渗水铺装

3.2 绿地排水

绿地排水可以有效延缓暴雨形成的地表径流速度,减轻对市政雨水管网的压力。

水在地上或土中保持的时间越长,对人类越有利。同直接将水排走相比,在水循环的陆地阶段将其过程延缓,在某些情况下将水布洒于陆地表面,并允许其渗入土壤,补充地下水,是更有价值,更可取的。有数据显示:在一个土地平坦树木繁茂的景观中,其开阔的沙质壤土中,地表径流约为10%。同样条件的重黏土,其地表径流可能达40%。当地形变陡峭时,地表径流率会升高。坡度在10%~30%,沙质的山地,其地表径流系数约为30%,而当其黏土含量高时,系数会加倍。景观设计解决排水问题时,采用适当地形,将地表径流安全有效的排至安全地点是比较合理的解决方式。

居住区中排除雨水的方式主要采用自然放坡结合管道系统排放,在汇水处设置草地排水井如图6所示,或者地下设盲管排除雨水,为了便于组织用地向周边道路下的雨水管渠排除地面雨水,用地高程最好高于周边道路,但在困难情况下,必须保证用地高程至少比周边道路的最低路段高程高出0.2m,防止用地成为“洼地”。

绿地排水设计原则有以下几点。

(1)注意控制地面坡度,使之不至于过陡,否则应另采取措施以减少水土流失。

(2)同一坡度的坡面不宜延伸过长,应当有起伏变化,以阻碍缓冲径流速度。

(3)通过加强绿化,合理种植,用植被覆盖地面防止地表水土流失。

(4)在过长的汇水线上以及较陡的出水口处,地表径流的速度很大,则需利用工程措施进行护坡。

图6 草地排水井详图

绿地排水除了排除雨水外,比较重要的作用还有不影响人们生活的条件下在场地中保有更多的水,这成了景观设计师需要仔细研究的课题。目前国内在使土壤中保有更多的水上上,主要有3种处理方式。

(1)排水路线设计,将排水的路线设计成蛇形,让水流域或范围变大,增加地面径流入渗,以此增加区域内地下水。

(2)使用透水式盲沟,将雨水存储,慢慢地渗透到地下,等盲沟内水满载时再排出基地外。

(3)使用卵石排水沟,卵石排水沟可利用卵石间的透水与多孔性,把部分水导入土壤,底层泥土可以吸收大量的水份,降水渗透到地下。

通常情况下,需要依据现场的实际情况,灵活的地采取合适的方式。

3.2.1 人工湿地

绿地排水中有一种方式是通过人工湿地储存和净化水质。生态净化技术体现了植物在水质处理方面的价值,可渗透性构造还原了自然地表水系统中的地表水与地下水的关系。经研究各种人工湿地处理一天后的出水水质会有显著的改善。

居住区中雨水通过初步净化流入人工湿地,遵循水体生态系统的自然规律,通过土壤一植物系统,利用物理过程中的过滤、吸附,化学反应和沉淀以及微生物的代谢作用将有机物分解,达到净化水质的作用,同时也能塑造水系周边的整体环境,景观价值较高。

如图7所示,合肥陶冲水库,通过合理的生态系统的设计,处理好淘冲湖的生态水环境,建立符合生态多样性要求的公共绿地系统。

图7 合肥陶冲水库

3.2.2 屋顶花园排水

居住区中的屋顶花园不仅是建筑屋面绿化,还包括室外车库顶板绿化。屋顶花园绿化不仅不占用绿化用地,而且是在有限的城市空间里提高绿色覆盖率的最有效方式之一。它不但能有效地减轻光、声污染,吸废排氧,调节气候,更可以使屋顶减轻热胀冷缩,延长屋顶的使用寿命,丰富城市绿化景观,营造城市的第二“绿肺”的作用!屋顶花园设计的技术要点就是要求迅速排水,因为加到土壤、铺装和植物中水的重量增加了建筑结构的压力。这种条件下表面铺装的坡度应比通常的要大。在种植床中应当采用至少2英寸厚的轻型多孔渗水土壤,同时设置地下排水沟排除多余水分。

在屋顶花园排水材料中,排水板如图8所示,是比较常用的排水设施,排水板是一种采用特殊工艺将塑料板材压出封闭突起的柱状壳体,形成凹凸状膜,壳连续,具有立体空间和一定支撑高度。它重量轻、抗压力特强,能有效地降低建筑物的荷载,具有高排水量、降低水压,提高防水系统,省时、省力又节能、节资的优点。在壳体顶部覆盖土工布过滤层,用于渗水、疏水、排水和蓄水的产品。

屋顶花园排水板铺设注意事项:

(1)清理铺设现场的垃圾、水泥找平,使现场没有明显凹凸处,有0.2%~0.5%找坡。

(2)铺设排水板时必须注意泥土、黄沙、水泥等垃圾不能进入排水板正面空间,确保排水板的空间畅通。

(3)排水板铺设时做好保护措施,层面及时回填土;回填土若是粘性土,在土工布上面铺3~5cm的沙砾,有利于土工布的滤水。

(4)可配多孔渗水管使用,这样能把排水板中排出的水集中排到附近的下水管或附近城市下水道。

图8 排水板安装示意图

4 结语

居住区的景观排水设计是居住区景观设计的必须要做的基础工作,随着排水材料产品将越来越多元化,排水设计对环境美化和居住区整体景观效果将起越来越重要的作用,作为一名合格的景观设计师,我们应当充分发挥自身的特长,为居住区的景观多尽一份力,把自己的家园建设得更加美好。

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