集雨型植物园规划设计研究

周慧霞

集雨型植物园规划设计研究

周慧霞

我国从2011年开始城镇化率就已经超过了50%，最近几年以来随着城市化建设的迅速发展直接导致了我国城市从数量和规模都呈现出迅速扩张的势头。城市化的迅速发展在推动我国社会经济高速发展进步的同时也带来了一系列的生态环境问题。其中，水生态危机就是一个典型的问题。一方面，一些城市长期遭受水资源短缺的困扰，另一方面许多城市又饱受洪水灾害的破坏，传统的城市雨水排水系统建设已经给自然的水环境造成了巨大的破坏，因此引发的大量大雨和洪涝灾害更是频发。例如，今年我国许多地方出现的“城中看海”就是最真实的写照。这表明我国城市正面临着严峻的水环境问题，这也警示我们仅仅依靠基础设施来管理雨洪水的传统方式急需改变，寻求一种新的，具备更多生态和社会功能效益的可持续发展方式，更加有利于雨洪水资源的管理和利用。海绵型城市理念的提出，为从风景园林领域拓展我国城市雨洪水的管理途径提供了现实的可行性。以雨洪管理为目标，在有限的城市空间区域内，合理规划设计集雨型植物园，利用城市山地公园，其它绿地等植物园的设计对雨水径流进行留置、储蓄、传输、渗透和合理利用，从而调节城市水循环，减少城市旱涝灾害的发生。

一、相关概念阐述

1.植物园的涵义

植物园这一称谓是伴随近代欧洲植物学的兴起而产生的一个专业术语，就我国来说，植物园这一称谓实际上是一个外来的术语。这一术语产生以后，在世界各地产生了不同的解释和含义。虽然人们对其含义和解释不尽相同，当前对其定义的认同中，由国际植物园保护组织提出的：“拥有活植物收集区、并对收集区内的植物进行记录管理、使之可用于科学研巧、保护、展示和教育的机构。”这一定义最为受到人们的认同。根据这一定义，我们可以看出，植物园实际上具有非常丰富的内涵，是集公益性、科普性、艺术性、以及科学性等多重属性于一身的一种准研究机构。

2.海绵城市概述

海绵城市指的是城市能够像海绵一样，在应对自然灾害和适应环境变化方面具有良好的“水资源弹性”，换言之就是在下雨时能够蓄水、集水、净水、渗水，并在需要的时候将蓄、集、净化的水资源释放并进行利用的雨洪管理理念。前国家住建部副部长仇保兴在《海绵城市（LID）的内涵、途径与展望》一文中指出：“海绵城市的本质是改变传统城市建设理念，实现与资源环境的协调和发展”。按照海绵城市的内涵和理念，其建设主要突出三个特征，一是保护原有的水生态系统；二是对已被破坏的水生态加以修复；三是采取低影响开发措施建设城市生态环境。海绵城市从本质上来说在于实现人与水生态、水环境、水资源、水循环的和谐共处。

3.集雨型绿地涵义

所谓的集雨型绿地指的是通过因地制宜的规划设计，对雨水利用的相关技术和设施进行合理安排，从而在一定降水量下消纳绿地自身产生的雨水径流，或者聚集一定量的绿地本身范围之外的雨水的绿地类型。简言之，就是通过利用海绵城市的技术使得此类绿地在满足原有绿地基本功能的前提下，强化绿地管控自身范围内以及一定范围外的雨水的能力。从功能上来说，集雨型绿地的功能主要分为三个。一是使得绿地范围内的季节性降水下渗以补偿地下水；二是通过采用低影响开发措施对屋顶以及绿地范围外的道路、广场雨水径流进行收集；三是对蓄存的雨水进行利用。

二、海绵城市系统视角下的集雨型植物园规划设计相关理论探讨

1.植物园的功能定位

首先，综合性功能。植物园的功能从定位上来说主要追求全面性，也即是突出综合性功能。一般来说，在规划设计中，植物园除了要具有收集、引种、展示植物（尤其是湿生、水生植物）这一传统植物园的功能之外，还要具有一定的水资源弹性，能够创造出可以有效平衡枯水期和丰水期带来的景观矛盾的最近似于自然的湿生和水生环境，进而实现植物园内部水资源的收集、净化以及利用。

其次，主旨性功能。主旨性功能比较简单，就是在植物园的规划设计之初，根据实际情况确定植物园相应的主题特色园以及主题园组群。就集雨型植物园来说尤其需要注意的是要有专门的区域展示植物在低影响开发设施下的生长状态。

最后，其他功能。集雨型植物园的规划设计除了要满足消纳园内一定量的雨水外，还要满足消纳园外一定量的广场和建筑雨水径流的需求，经过院内的低影响开发设施特殊的种植池的净化以后可以对吸收的雨水加以利用。

2.植物园规划原则

首先，低影响原则。植物园的设计最核心的命题在于协调好人与自然水生环境之间的关系。因此，在植物园的规划设计之初，应该对场地的自然状况进行深入的调查和评估，具体来说植物园规划设计初期要注意场地范围内各项水体，也即是能够及时涵养和渗透水源的区域。而在规划设计后期则要注意因地制宜保护区域内的自然排水特征，在此基础上对园区不同功能需求的区域采取针对性的雨水管理措施。

其次，科学性原则。集雨型植物园的科学性主要集中在科学的规划设计、科学的大众植物知识的普及教育，以及科学的植物学研究等方面。其规划设计的科学性原则就是要在规划设计中按照这些要求开展规划设计工作，确保植物园能够满足植物学研究、植物知识科普的需要。

再次，艺术性原则。植物园最终是要向公众开放的，因此，要强调游览时的趣味性和观赏性。因此，植物园的规划设计要遵循一定的艺术原则，无论是院内的植物搭配、建筑、各种场地的位置均需要对虚实、疏密等加以考虑，以实现远景、近景的协调。

最后，地域性原则。地域性特色则要求植物园规划设计时尽可能考虑当地的文化地域特色，在构景中突出本土特色。例如，本土特色植物，现有建筑等。

3.植物园低影响开发措施

首先，渗透系统。渗透系统的作用在于引导地表雨水径流向下流动，其主要涉及到地表径流汇集、土壤基质的吸水和透水功能等。因此，在规划设计时要根据场地的现场地勘报告，因地制宜开展渗透系统规划设计。

其次，净化系统。植物园对雨水的净化主要是通过生物生态法来实现的，也即是通过人工湿地来实现。根据污水在湿地床中的流动方向，湿地可以分为水平潜流湿地、表流湿地、以及垂直潜流湿地，水平与垂直潜流湿地的净化效果最为明显。

再次，传输系统。传输系统所起的作用是将雨水汇集到处理雨水的其他系统设施中。常见的传输系统设施有植被渠、植被沟。此类传输系统相对于传统的混凝土的明、暗渠而言具有成本低、可减缓雨水径流速度的优势。

最后，存蓄与回用系统。存蓄与回用系统指的是在丰水期将雨水进行处理和预处理后暂时储存起来，并在之后适时、适地加以回用的系统。存储系统主要分为地上和地下两种，地上主要是可以与屋顶连接的雨水桶，地下主要是大型储水箱体。

三、海绵城市系统视角下的集雨型植物园规划设计案例——两个个集雨型植物园案例简介

1.上海辰山植物园规划设计分析

首先，项目基本概况。辰山植物园地处上海市松江区余山山系中的辰山，因此得名辰山植物园，该园由上海市政府、国家林业局和中国科学院共建，是一座集科研、游赏、科普等功能为一体的综合性植物园，其占地总面积为207公顷，距上海市中心区的距离大约为35公里（总体规划如图1所示）。

图1 上海辰山植物园总体规划平面图（图片来源于网络）

其次，植物园的功能定位。在功能定位上辰山植物园突出了综合性原则。植物园整体功能定位比较全面，没有偏向于某一主体功能定位，而是将其定位于游赏、科普、科研为一体的集雨型植物园，功能定位上突出综合性。

再次，突出科普性。在植物园的规划设计中，在绿环围绕的中心设计了中心植物专类园区，其中以水生类植物、湿生类植物为专类园区的主要植物，同时也是辰山植物园主要的展示区，植物专类园区在突出江南水乡植物主题的同时也强调了科普性，在该园的特殊水生植物园的科普池中，就收集种植了诸如水稻等对人类有较大影响的水生植物。

第四，规划设计的艺术性。规划设计的艺术性是辰山植物园的一大特色，也是集雨型植物园规划设计的一个重要原则。规划设计的艺术性主要着眼于提高植物园的可观赏性，同时也兼顾解决一定的生态问题。辰山植物园规划设计中，在对场地进行地勘和评估的基础上，提取了三个最突出的设计元素：植物、山、水，分别对应园区的中心植物专类园区、辰山、以及专门用于引种外来植物的绿环这三个最为重要的空间设计要素，对这三个设计要素的合力规划产生了明显的效果，不仅使得园区的观赏性大大增加，同时还有效解决了场地中存在的水质低劣、土壤碱性偏重、以及地形不丰富造成的生境单一等问题。

第五，优秀的水循环以及雨水管理规划设计。水循环和雨水管理规划设计是辰山植物园规划设计中一大亮点。在植物园的西北侧有集中处理污水的设施；园区内的东湖、南湖、西湖等几个水体之间均相互连通，当丰水期园区水位过高时可以将多余的水排出园区，而在枯水期园区水源不足时则由净化后的水加以补充，这就在很大程度上实现了对院内水位的调控。而对雨水的管理辰山植物园则主要通过控制雨水径流污染和径流量来实现。在径流量的控制方面，绿环带区域地形变化的丰富性以及断面结构保证了雨水能够及时下渗，在经过地表和地表下的碎石层之后，雨水经由铺设在地下的渗管汇集到地下蓄水池中，这些被汇集起来的雨水在经过绿环的初步净化以后可以作为园区植物枯水期的灌溉用水加以回收利用。此外，辰山植物园内的温室等建筑物顶也对雨水的滞留起着一定的正面作用，与地表对径流的控制一起形成对雨水循环的有效控制。在径流污染的控制方面，植物园规划设计时通过对集雨面进行分层设计，很好地实现了对地表径流污水的水质改善。雨水在经过植被层、透水层、腐殖层、渗水层、透水层、储水层、以及土工布等之后得到较好的改善，达到较好的水质状态，从而改善植物园内的水体水质。

上海市辰山植物园的规划设计是集雨型植物园规划设计的一个典范之作，无论是从整体规划设计层面，还是雨水的收集管理等方面，植物园对细节的考虑与规划设计都是超前的、科学的，是目前国内植物园中比较符合海绵城市理念的集雨型植物园，对今后我国海绵城市建设过程中，集雨型植物园的规划设计有极强的借鉴意义。

2.哈尔滨群力国家城市湿地公园规划设计剖析

首先，项目基本情况介绍。哈尔滨群力国家城市湿地公园（下文简称群力湿地公园）地处哈尔滨市群力新区内，占地面积大约为34公顷，建成于2010年11月。其总体规划图如下图2所示。

图2 哈尔冰群力国家湿地公园规划示意图（图片来源于网络）

其次，湿地公园规划设计的自然性原则。该湿地公园所在区域原本是片被保护起来的湿地，在公园项目开工建设以前，为了恢复这一区域的生态，花了一年的时间进行先期整治。在项目规划设计中，该公园的规划设计者们充分按照集雨型植物园规划设计的自然性原则，最大限度地对原有湿地进行保留，减少人工对湿地水体的加工程度。项目规划中保留了原有湿地的绝大部分作为确保湿地生境演替的基础，这种遵循自然的规划设计理念一方面降低了项目的工程量和成本，另一方面用自然力量来塑造景观本身更加凸显了公园的自然性。这与周围城市充满了人工元素的环境相比形成了巨大的反差，为人们提供了可供游览的一个理想的自然之地，无形中体现了公园的可观赏性。

再次，公园规划设计的艺术性。规划设计的艺术性是群力国家湿地公园的一个突出特点，该公园以周围的过滤净化带作为设计的重点和核心，采取艺术性的设计手法塑造了观赏性极强的景观。通过地形塑造形成了高低不同且错落有致的山丘，以及面积和水深不同的水泡，这两种空间设计元素的不但大大丰富了公园周边的景观层次，为广大公众提供观赏游玩的空间和场所，同时外围的净化过滤渗透设计有效地将城市周围的雨水径流在汇入公园内部自然湿地前进行了一定的净化处理。而不同深度的水泡不仅为不同种类的水生、湿生植物的生长提供了适宜的生境，同时也为游客在游览过程中参与亲水活动提供了平台。

最后，公园较高的可游览性。群力国家湿地公园的位置决定了其一个重要的功能就是为人们提供休闲游览的理想场所，因此其在规划设计上着重体现了公园景观的可游览性。整个公园的游线安排、以及路网的规划设计和上下层流线的穿插使得游客可以采取多种方式游览公园增加了游览的趣味性；穿梭于山林水泡之间、创造出一种贴近自然的游憩体验；而空中栈桥、观鸟塔等建筑的融入，使人可远眺全园的美景，体会湿地带给人的舒适与震撼。

在经过一连串的低影响开发系统的规划设计之后，不仅使得群力湿地公园这块城市自然湿地的自然生态系统得到了恢复，同时还在城市雨洪管理中发挥了重要的积极作用，不但可以收集、涵养、存储和利用雨水，甚至还可以补偿地下水。与此同时，本土的生物多样性在这里得到了最大限度的保全，园内种植植物多是以呈现植物的野外自然状态为主。此外，公园内的道路铺装也采用了有利于雨水下渗的材料，园区的建筑景观小品等也主要采用的是原生态材质来进行建造，整体景观形态在充满现代感的同时也体现出了对自然的敬意。

四、结语

在当前城市化进程中水资源危机频发、旱涝灾害频繁的严峻形势下，基于集雨型植物园所具有的对地表径流和生物调节方法，是其它任何人工工程措施难以企及的。以集雨型植物园规划设计作为突破口，在城市绿色景观设计中突出海绵城市建设的理念和要求，将城市绿地景观打造成观赏性和生态环保性统一的新型城市绿地，是当前集雨型植物园规划设计的基本取向。本文中上海辰山植物园和哈尔冰群力国家湿地公园的规划设计是集雨型植物园规划设计的杰出案例，对其进行深入系统的研究分析，不仅可以了解集雨型植物园规划设计的相关原则和理念，同时还有利于推动海绵城市建设的快速发展，为我国城市绿地建设和城市整体建设的协调推进提供可供借鉴的案例。

（作者单位：北京建工建筑设计研究院）