屋顶雨水资源收集系统模式探讨

胡定杰 徐进

摘 要：随着人们对于水的需求与日俱增。媒体对于全球变暖和日益严重的夏季干旱的关注也在逐步升级。雨水园的概念意味着人类对于雨水处理理念的转变。而雨水园显著的减少雨水径流，降低雨水环境对城市发展的不利影响。本文探究将雨水从建筑上收集并储存的不同方法，并如何在景观园林中加以利用。水资源的利用管理方式决定了设计要素的不同构建方式。本文会参考中国海绵城市理论以及美国波特兰，唐纳泉水公园等实际案例来证实这一概念如何应用于各个景观之中。

关键词：雨水资源；水资源利用；收集系统

我国的部分地区水资源匮乏，部分地区却也存在大雨洪涝的情况。如何解决城市水资源短缺以及防止洪涝一直是景观设计中的重点话题。雨水利用是解决这一问题的有效途径。参考国外雨水园的相关案例可知，雨水链的构成以及植物种植是雨水园设计的重点。

一、雨水链的概念

雨水链是的指屋顶雨水槽与地面相连接的链条。它的主要作用是将雨水导流至地面需要的地方。虽然水资源的利用是基于植物来完成的，但是水处理的关键还在于雨水链的基本设计构成。雨水链包括三个主要的设计构成部分，一是减少地表径流的雨水储存设施部分，二是将雨水从降落地引导至储存地，为减缓雨水径流流速的雨水疏导设施。三是临时贮存径流，促进渗透或者蒸发雨水且贮存，然后以适当速率释放的滞留池设施。这个雨水链的形成通常以建筑作为起始，比如主楼，花园等。链条的终端往往是花园的最地处。花园植被和雨水设施则成为这条雨水链的中间环节。雨水径流量会在这个“运输”过程中不断蒸发和溅出而逐渐减少。

二、雨水储存设施

美国当地有很多屋顶种植了绿色植物，不但美观，同时它们还具备很强的蓄水能力。景观设计学中称它们为绿色屋顶。绿色屋顶是指被绿色植被所覆盖的屋顶。（《雨水园》，奈杰尔·邓尼特，2013）原理虽然只是简单利用植物对雨水的储存作用。但是能够有效减少中型暴雨时的雨水径流总量，也能减少雨水流失的比率。这种屋顶的应用范围可以非常的广泛，比如学校、教学楼、工厂屋顶，小型的屋顶比如花园凉亭、棚屋、阳台、车库等等均有发展绿色屋顶的潜力。而且小型的绿色屋顶利用效果往往比大场地更好。富有创意的绿色屋顶無疑是雨水园的焦点。将屋顶进行绿化不仅能提高其观赏性，也能提高实用性。而且这种理念是将现代社会与之野生动植物合二为一为基础的。绿色屋顶不仅能加强对雨水资源利用，同时也有在冬季为房屋设施保温的作用。夏季也能隔离太阳直射，降低室内温度。一定程度上也可以削弱噪音。绿色屋顶所需灌溉极少，也不需要维护管理，是一种很适宜雨水花园使用的方式。

参考波特兰雨水园的绿色屋顶构成。其垫层往往用景天科的植物，铺设在基质层或者排水层上。其结构包括防水层、排水层、过滤层、生长介质或者基质以及植被层。

防水层不仅要防水还要能够防根穿刺。防止泄露。排水层在防水层上面，作用是将多余的水排出屋顶。排水层多用定制的多孔硬泡板，能与排水出口相结合。过滤层防止种植土壤被雨水带入排水层，该层多用土工布或玻纤毡，可透水，也能阻止泥土流失。生长基质是一种人工“土壤”。常见的多由混合材料制成，如可再生碎砖或者瓦片，轻微膨胀黏土颗粒，混合少量有机物质，如绿色堆肥等。

三、雨水疏导设施

无论如何进行绿化，绿色屋顶都会有过量的水流出，这主要还是植物的蓄水作用的局限性以及降雨量过大两方面因素造成。重要的是，很多城市都将这部分水资源引入了排水沟或者地下水道，将其视为废水。这些水该如何引导及利用，是雨水园中雨水链的重要环节之一。以下举例几种处理这些雨水资源的途径：

（1）径流可以通过草坪或者类似于滤土带的种植区进行分层。

（2）径流可以通过低洼地分别进入滞留池或雨水花园

（3）径流可以临时贮存在雨水桶或者贮水池中。

虽然以上方式可以有效疏导多余的雨水，但是实际情况不得而知，建议雨水园保留落水管道，雨水园必须有足够的空间和种植区域来承载这些雨水也是必要条件之一。

（一）雨水桶

雨水桶和集雨桶是非常流行于雨水园的一种雨水设施。什么是雨水桶？就是收集和储存雨水用作小规模非饮用功能的水桶。这种方式对于花园来讲并不新鲜。直到如今，人们还常用传统的木桶、金属桶或者塑料桶来蓄水。然而，现在的雨水桶花样繁多、造型美观，其外形同样也为雨水园锦上添花。相对于小桶，与房屋建筑相连接的偏平大桶更为实用。直接将雨水导流进桶内，再由水桶分流阀将水引流至所需要水的植物地域。在日本，收集家庭屋顶雨水的雨水链由来已久，他们将雨水从屋顶导流至地面，并且汇入一个大桶供家庭利用。日本的寺庙就有大量这种雨水链引入设计中。雨水桶的储存量想当可观。举例而言，一座110平方米的屋顶，在房屋四角分别配置一个容量250升的雨水桶，其储存量相当于一场中雨（《芝加哥之城》，2003年）。雨水一旦盛满，可进流雨水桶链流至另一个雨水桶。这样算是雨水疏导的第一步。

（二）浅水沟

现代建筑周围往往有一些硬质铺装，包括人行横道、停车场等。为了冬季安全起见，这些场地通常要排水良好且不积水。在雨水园中，来自屋顶的雨水一定会经流这些铺装表面，但不能简单地将其导入传统地下排水系统。此时要用浅沟缓引排水，这样的好处是维护方便。浅沟不仅常见而且引用广泛，建造水沟的方式有很多种，很多城市可见硬质铺装均包括标准的排水浅沟，能将排水导入排水网。流动的浅水不仅安全，也增加了雨水园的趣味性，人具有很强的亲水性，尤其是儿童。水沟可以供给孩子玩乐，玩具小船比赛的场地。西班牙清真寺的花园中，水通过渠道引导至露台上的橘子树是一个很好的例子。波特兰雨水园同样也有这样的排水系统，比如它的叠水系统，层层叠叠的石头做成的水沟，将水很好的导流经过每一片植物区域，很好的减少了雨水的径流量，同时叠水小景为花园锦上添花，增加了美观性。

（三）雨水种植池

雨水会以流动方式进入雨水种植池，这是能够截取雨水的地面种植容器。它利用了土壤渗透、水的蒸发蒸腾作用，以达到减少雨水径流的目的，同时减少一些污染物质。这种设施首创于俄勒冈州波特兰雨水园。实质上就是一些箱子，在植物生长的地方填种植土。它们还能够调节来自建筑的雨水总量和流速。这种设施所占面积小，与建筑可以很好的融合。还有一个重要作用是它对雨水径流的缓冲作用，即水流在经过雨水种植池后，如果水流速率超过了土壤的渗透速率，积水就会漫过种植地，这无疑能起到减缓水流的作用。多余的水最后就可以流入花园的最低土壤处，或者进入传统的排水系统。

四、结语

在水资源话题成为热点的今天，雨水收集和利用管理研究具有极高的重要意义。参考欧美发达国家30余年的研究和方案，我国在雨水园林的实践探索中也取得了不少成就，比如武汉湿地花园、杭州西溪湿地公园等等。但雨水资源的利用研究上，多地區仍然处于落后状态，现阶段我们应该将雨水资源的先进设计理念和中国景观实际情况相结合，以解决雨水的可持续利用乃是当务之急。

参考文献：

[1]黄明金.园林艺术与技术的完美统一——波特兰雨水花园设计分析[J].现代园艺，2016，（6）.

[2]微信公众号：景观中国—全球15款精选雨水花园案例[第636期].

[3]黄涛.城市雨水的收集和利用[J].萍乡高等专科学校学报，2009，（3）.

[4]刘志成，席茹阳.基于低影响开发的城市园林绿地雨水管理系统新常态[J].建筑与文化，2016，（5）.

[5]王淑芬，杨乐，白伟岚.技术与艺术的完美统一——雨水花园建造探析[J].中国园林，2009，（6）.

[6]罗红梅，车伍，李俊，奇汪，洪玲，孟光辉，何健平.雨水花园在雨洪控制与利用中的应用[J].中国给水排水，2008，（6）.

[7]周玉文.关于城市雨洪利用问题的探讨[J].给水排水，2007，（7）.

[8]武炜瑶.居住区雨水利用景观设计研究[D].西安建筑科技大学，2015.

[9]奈杰尔·邓尼特.《雨水园》.中国建筑工业出版社，2011，9

[10]王晓刚.结合雨水利用的景观所涉及[J].科技视界，2014，17

作者简介：胡定杰（1993—），男，湖北黄石人，研究生在读，主要研究方向：艺术设计。

（指导教师：徐进）