居住区水景的自然化设计

■ 刘 颂 Liu Song 丁晴 Ding Qing

自古以来,水景就是园林设计的重要组成部分,“仁者乐山,智者乐水”，依山傍水而憩是人类非常自然而又古老的,发自内心而神往的生活意境。随着国民经济发展水平的不断提高，人们对居住环境的要求也越来越高，人造水景对居住区生活品质的提升具有重要的现实意义。

1 人造水景的自然化

纵观我国古典园林，都是经过工匠的精心设计达到了“虽为人作婉如天工”的效果。以拙政园和留园为例，水域面积最大的拙政园,始建于明代正德年间,该园造景山水并重,水面占全园的五分之三,总体布局也以水池为中心,各类建筑皆临水而立。在理水方面,历代设计者都是在自然基础之上,借用了原有自然的环境并且达到了非常好的设计效果。留园水景从面积上远远小于拙政园,但经过设计师的巧妙设计,景观丰富且小中见大（图1）。其选址缘由无从考证,其水景是就近引溪水而入,并且在池塘之底挖有几口深井,深度达到和地下水网相通,因此,毫无疑问留园之水依然是活水,所以能达到很好的自然平衡。可见，苏州园林水环境设计,主要是受惠于江南水乡,雨水丰沛,自然环境的得天独厚,经过文人墨客和工匠“巧夺天工”的共同努力达到的一种文化意境。这样的条件对于我们今天已经很难找到了,并且水量受地域的限制极大。因此相比苏州园林对自然之水的借用来说,我们现代住宅小区水环境的建造要困难得多。但随着人们对自然规律认识的不断加深以及建造设计水平的提高，要达到在居住区中重建或恢复自然的水环境，依然可以依靠设计手段实现。

水景的自然化设计即在居住区的范围内通过建立仿生湿地系统,运用水景内部体系的自循环达到水体的自然活水效果,同时控制水体总量平衡, 结合现代生物菌净化技术建立起在相对封闭环境下的具有一定的自净化功能的人工仿生环境的水景系统。

2 居住区水景设计定位的影响因素

任何居住区都有其特定的存在环境，一个可持续性的水景设计,既不能是建设者一时兴起,也不能是设计者的自我表现，而必须是经过科学系统论证的结果。实践表明，项目环境、气候条件、经济实力、文化传统等,决定了居住区水景的整体定位和特色,同时也决定了水景环境的规模和形式。

2.1 气候条件一定程度上影响和限制了水景设计

气候包括四季变化和温度、湿度、太阳辐射、风、气压和降水量等因素。自然气候条件的优劣直接影响了水景的设计。温度和湿度过低,一年四季变化过大,水景的建设就非常困难。太阳辐射也是一个重要的指标,比如温度和湿度都属于热带性气候,但是常年太阳辐射过大,就对湿地植物的生长产生影响,或者非常难以存活，而居住区水景中湿地植物一般占很大面积。风、气压和降水量这些因素对水质的清洁度有着直接的影响。风量适中对水景水质有一定的好处,当然对特殊地区特殊季节,比如季节性的台风也是要有所考虑。如果在某段季节内气压非常之低,水质污浊速度将迅速加快。而降水量对水景的影响则更加直接,降水带来水景水量的增加,而且降水一般含氧量充足,问题在于自然雨水中的杂质含量各处不同,又加之自然降水有偏酸雨的成分,因而导致了自然降水量对水景有利有弊,在两者兼而有之的情况下,哪个占主导地位,就需要具体情况具体分析了。只有仔细分析后才能在设计阶段采取正确的应对措施。

气候因素对人体健康的关系极为密切，气候的变化会直接影响到人们的感觉、心理和生理活动。在居住区这个有限空间范围内,水景必然会受到自然大环境的影响,同时,对于居住区本身,水景在微气候中又扮演了举足轻重的角色。在实际工程中检测表明,较大型水体,在居住区中对环境小气候有非常大的影响，同样的居住区环境,水景建成前后所产生的诸如环境温度、湿度、风和气压等微气候指标完全不同。因而,水景与大环境气候的相互作用是密不可分的,它扮演的既是接受者同时又是施与者。所以,项目所在地的自然气候条件是论证定位设计阶段一项非常重要的考虑因素,充分考虑到气候条件的变化,针对性地设计方案,对日后水景的良好运行有着重要的作用。

2.2 项目环境决定了水景的定位

场地的自然地理条件比如地势的起伏,地下水位的高低,周边是否有自然河道的流经等等都是水景设计考虑的重要因素，同时楼盘总平面的布局从空间上也限制了水景的平面布局和走向。水景精致的程度,以及其品质则要依据建设方的项目定位。

2.3 经济实力的论证

经济实力的论证一般不在设计师的考虑范围内,但却是水景设计方案实施与可持续的保证。经济实力论证可分为：建设实力论证和维护成本论证。水景大概的建设成本,通过大的设计思路圈定设计范围，然后做一个概算是比较方便的，而经济实力论证的难点在于维护成本论证。水景的维护成本大体可分为,水体的维护成本和非水体维护成本。水体的维护成本包括：水的更换费用,预计一年内水体更换的次数,保持水体洁净所用的生物菌净化剂的年总量,若干水检测成本等。非水体维护成本包括：用电量测算,水生植物的维护成本(包括更换和修剪费用),人员工资成本,清淤的运输成本,设备维护成本等。对经济实力的正确估算，也能帮助设计师正确定位水景的一些技术指标。

2.4 文化传统也是水景设计定位的重要一个因素

地域的不同产生了不同的文化,文化传统常常影响了水景形式的趋向。不同地域、不同的信仰、不同的国家,对水景形式的喜爱差别非常大。例如：欧洲古典人工水景,以法国凡尔塞皇宫前规则的长方型水池,加以华丽的人物雕像,配合喷水组合造型为经典范例。而伊斯兰教的水景虽然也是人工化很强的水景,但它又与欧洲古典水景相似但还是略有不同,伊斯兰教国家一般处于干旱缺水的地区,做水景可谓成本极其高昂,所以伊斯兰教的水景一般水非常浅,而滩的地域面积比较大,犹如一面镜子,最有代表性的是印度的泰姬马哈陵水景,还有西班牙格拉纳达阿尔罕布拉宫内的狮子宫水景等。我国苏州园林的水景,之所以在世界文化之林独树一帜，在于“虽为人作,宛如天工”近自然特色。

总之,只有客观地分析居住区所处的自然条件、地理特征、地域文化以及开发运用经济基础，才能科学地论证水景建设的可行性和可能性，水景设计融入地方特色，才是体现其与自然和谐统一的基础。

3 水源与活水——水景设计中要考虑的两个问题

3.1 水的来源问题

通常解决居住区水景的水源问题有多种途径：就近自然水体（自然湖泊、河流等）的引流；自然雨水的收集；地下水补给等。但前者往往受到自然水体季节性变化和水质变化的影响，雨水的收集量受到地区和气候变化，水量少且不可控，而地下水的过度开采必然会导致地面沉降，带来安全隐患。因此目前大多数的居住区水景供水基本依靠自来水系统，虽然自来水清洁并且有保障, 但是无论是经济成本还是作为稀缺的资源成本来说都是极其昂贵的, 这就要求设计师必须采取一定的措施加强水的循环利用，节约水资源，并且降低使用过程中的成本。

3.2 封闭环境里的“活水”问题

“问渠哪得清如许，为有源头活水来。”俗话说：“流水不腐” 。这里“活水”应该有两层含义：首先它是流动的,水的流转既是活力和生命的体现, 又是带来了生物的多样性,保持水生植物的旺盛生命。第二层含义是水的清澈干净,犹如涓涓的山泉。水在动力状态垂直流动的过程中,经过充分与空气结合增加了水中的氧气,水中的氧气增加有利于抑制有害细菌的生长,满足了分解有害细菌的微生物充氧,并且有利于沉水草本植物和水中鱼类的生长。人造水体既要保持水体的清澈度又不能频繁地更换,这成为水景设计的瓶颈。 现代城市住宅小区水环境区域,往往是相对封闭的独立水系统,受气候和温度的影响水体非常容易变质,如果小区环境水质一旦富营养化,便成了蚊蝇滋生之地,不仅不能对环境状况带来好的改善,反而使本以脆弱的城市生态环境更加恶化。如何将“死水”变为“活水”,在不更换的情况下,保持水的长久清澈,成为了环境水系建造和运营成功与否的关键。

4 水体的仿生环境营造

4.1 湿生植物配置

人造水景仿生系统,应从造型上提供多样的、富有层次的植物生存环境，同时植物起到净化水体的作用。水生植物的合理应用不仅丰富了景观环境,更重要的是其巨大的生态效益（图2、3）。因此水景的设计以及水生植物的配置是仿生水景的关键环节,设计师在考虑景观效果的同时,更应该注重植物对污染物的吸纳能力。成都活水公园就是一个很好的案例，它的人工湿地塘床系统中的大型水生植物群落是人工湿地生态系统的骨架,起着支撑系统的作用,同时还发挥着净化、美化、绿化环境的作用；大型水生植物群落的建立显示出了优胜劣汰、适者生存的自然选择规律的作用,并发生了适应性变化。各单元中逐渐形成了各自的生物种群。人工湿地塘床系统是经过人为模仿自然净化过程并进行优化配置进而强化了的具有处理污水功能的生态系统,对污水的逐级净化过程由生态系统各级层层过滤,人工湿地塘床系统就是一座生态滤池。并且,其出水具有一定的生物安全性,这种自然化的做法不仅对人类是必要的,对水生态系统也是有益的。

水体环境可分为水下环境、水中环境、湿地环境和池水旁坡地环境。由于水岸设计一般形式多样,空间大小不同,所处的地域气候条件也不同，所以植物的选用应因地制宜。以我国江南地区为例，对于水下环境：常见的沉水植物有苦草、水车前、海花菜、黑藻等。水中环境可以选用的植物范围要宽泛些,睡莲、萍蓬草、荷花等等,就其环境空间大小,可以多品种适当点缀。而在湿地环境所选用植物,就应该着重以吸纳污染物的能力优先。一般动态的水,跌水瀑布引的池塘内泛起波澜,污染物随波逐流容易在池塘边,角落里停留,鸢尾、黄菖蒲、千屈菜、水葱、风车草、香蒲等都是不错的选择。另外,池水旁坡地环境对于水环境也非常重要。常见的岸边植物对与防止水岸边泥土的滑坡,水土的流失、池水的保洁等均起到很好的作用。常见的岸边植物有：软枝黄蝉、蒲桃、蔷薇、垂柳、迎春花、木芙蓉、落羽杉等等。

图3 水生植物的运用

4.2 池底池壁的设计

池底和池壁是湿生植物生长的基床，在住宅小区人造水系建造过程中,“池壁”采用钢筋混凝土现浇的方式是最常见的,尤其是地下水位低、气候比较干旱地区更加合适。一般池底和池侧壁设计为300mm厚,双向双层直径为10mm的钢径间隔为150mm (当然如果仅仅考虑景观水池水深仅90～100cm水的荷载，则不需要如此厚的池壁)。

为了摆脱僵化的驳岸,设计中一般采取将垂直池壁置于水面以下的做法： 垂直挡墙的高度一般置于设计水面以下15～20cm处，同时在水底离开挡墙以外的1m左右,由池底构筑向上的斜坡，角度与水平方向夹角20°～30°为宜,在斜坡与垂直墙之间填埋泥土，为湿地植物群落的生长创造仿生的环境。这样可以实现形式多样的钢筋混凝土“池壁”,仿生自然的水岸,同时还很好的兼顾了安全性。

需要注意的是，“池泥”往往是人造水景建设中最容易忽视而恰恰最为关键的一个环节。“污泥浊水”,一旦池底使用的是污泥虽然种上水草,也能生长得很好，但是水体用不了多久就会变得混浊不堪,再来想方设法换水甚至添加生物试剂都将无济于事。随着新型材料的不断出现，目前还有一种人造的泥块可以用来放于池底便于水草生长，相信借助不断提高的科技实力和投资规模水平，在不远的将来这个问题应该能够很好得到解决。

5 结语

水环境设计是绿色住区规划的重要内容之一，但一个可持续水景设计方案的实现需要设计师充分考虑居住区所处的自然条件、开发的经济条件和后期运营管理进行科学分析和定位，继而在设计中解决人工水景的水源和活水问题，湿生植物的配置以及池底池壁的设计是营造自然化清洁水景的关键。