未来科技城规划及设计探析范文

摘要:节水型绿地规划与设计是目前通过雨水资源涵养达到场地生态恢复的主要手段。以北京未来科技城滨水森林公园为例，探析湿地与景观水系水质和谐发展的构建关系。通过滨水公园行道树渗集自灌系统、辐射井消峰回补地下水系统、雨水花园滞蓄净化系统以及路面广场高承载透水性铺装设计的4种节水型绿地及道路雨水回收利用技术的分析，探究大型高科技园区如何在规划与设计中通过节水型绿地技术达到场地水资源以自然为本的新空间布局模式。

关键词:北京未来科技城滨水公园;雨水;节水型技术;生态恢复

北京未来科技城项目是国家实施“”的重大科技项目工程，所以滨水森林公园项目规划与设计定位要结合大型高科技园区未来城市的特征，探索如何通过规划与设计营造以自然为本的创新、低碳、共生的布局理念，秉承自然寄存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”指导思想，围绕温榆河这一“绿核”建立“山水城市”，通过绿地道路将周围社区串联成便捷的慢行交通网络，构建城郊慢行体验空间，并要求具有一定的示范和科技教育展示功能。未来科技城滨水森林公园位于北京市昌平区未来科技城区中部，项目规划总面积为314公顷，其中生态保护性绿地约占为276公顷以上面积，包括园区内温榆河沿岸水系及湿地。公园定位为区域性综合公园，作为北京温榆河沿岸绿道区段，主要功能表现在以下几个方面:一是通过土壤修复，使未来科技城园区的土壤具有良好的生态基础;二是雨水净化生态系统覆盖整个园区一半以上，通过雨水生态沟和湿地进行雨水收集，使园区形成生态景观同时具有雨水自然回收、净化的功能，塑造实用而自然的城郊景观;三是增加场地与周边社区的联系，提供休憩和娱乐功能［1］。可持续设计是一种构建及开发可持续解决方案的策略设计活动［2］。作为首批“北京市绿色生态示范区”未来科技城滨水公园的规划与设计，必须在充分考虑河道管理、人为活动、景观需求的基础上，保存现有的生态环境，对现有植被、景观原生态进行保护与修复;利用自身场地优势解决水与土的问题。此外，还要充分运用最新节能降耗技术改造环境。

一、雨水收集净化的生态恢复设计

整个项目构建以“一核”温榆河河道为中心，建设具有“海绵城市”特色的雨水净化生态系统区域。设计总目标是要建设具有雨水收集利用系统的道路占到园区总数量的一半左右。园区内道路雨水生态沟总长度约为16000米，南北区之间共计约30公里，由14条道路构成，其中有8条次干路贯穿两区之间，基本实现在园区内所有交通网络建立雨水生态沟系统实现全覆盖性。公园雨水生态恢复设计充分利用场地原有地形特点，原生生态特征进行调研和分析，通过挖湖堆山来实现“山水城市”的设计理念。由于早期上游河道管网不完善，污水收集系统较差，雨污合流未经排污处理导致水质严重污染，所以在项目设立之初，除通过“植被浅沟-湿地-雨水花园”构建雨水收集、净化及利用循环系统，还将园区内湿地、坑塘作为涵养水源，采取潜流湿地、表流湿地和水生植物等生物修复法去除初雨带来的温榆河道水体污染，使所收集的雨水在满足景观用水及灌溉的需要外，还用以恢复园区内温榆河水质和沿岸植被生态。这种自然循环式生态景观将公园内的动态区域与静态区域紧密而有效地衔接起来。这种“植被浅沟－湿地－雨水花园”雨水生态网络不仅恢复了因城市扩张而被破坏的生态多样性环境，同时通过雨水收集系统用于园区内植物景观场所的灌溉，形成的实用而自然的功能性景观［2］。

二、湿地构建与景观水系水质

针对滨水公园景观水体的特点，通过水质保障关键技术的示范工程建设，形成离线强化处理与原位生态处理相结合、生态工程与水体循环共同作用的水质保障模式，保障该景观水系水质维持在景观用水标准。未来科技城森林公园沿温榆河两岸路段土壤由于农业污染，自然植物生态遭到严重破坏，早期多为水土保持能力差的排水黏性土壤，在雨季水土流失严重。太阳能曝气潜流湿地面积1000平方米，由焦炭、生物质焦、沸石、火山岩、砾石等作为基质填充材料构成湿地单元，达到土壤慢速渗透的设计，最终湿地与地下排水系统相连，避免出现土壤饱和，无法吸收净化作用［3］。这些湿地单元由于以上生物质的填充，为植物和微生物创造了基本的再生条件，通过种植植物富集作用和微生物分解、降解大大降低了污水中的病原体、悬浮物等污染物，并避免了对于温榆河道的二次污染，高效率的加强了水质净化功能［4］。园区内主要以太阳版吸收太阳能转化为动力驱动风机对湿地系统进行微曝气，通过湿地系统内填料、植物、微生物的共同作用去除水体污染物。景观生态塘通过布设水体生动植物、多功能立体浮床太阳能曝气等水质保障措施，以原位生态修复手段改善水质。其中，太阳能潜流湿地组合系统是通过填料过滤、微生物降解、植物吸收、风机曝气等共同作用，使出水水质满足景观用水需求。而多功能立体生物浮床是在普通生物浮床根系吸收、吸附的基础上，增加水下纤维填料，通过附着在表面的微生物膜强化降解水中的污染物。浮床对原有产品进行了改进，可实现安全越冬，浮床上的水生植物为水鸟等水生动物提供了一个良好的营巢环境，这种多功能立体生物浮床在净化水质的同时也满足生物生态栖息地需求，构建了良好的景观功能和生态功能。

三、绿地及道路雨水综合回收利用技术

在未来科技城滨水公园内的雨水渗透利用系统工程中，设置了人工湿地雨水净化回收与透水铺装结合的行道树渗集自灌系统，雨水经过净化进入清水池，构成上层泄水下渗的辐射井系统和滞蓄型雨水花园。将收集储存起来的雨水形成地下涵养水源，可用于绿地浇灌，水景补水等，替代自来水资源的消耗［5］。景观改造雨水处理区的树木以本土的落叶植物为主，坡地多位常绿植物与落叶植物混合种植，水土的恢复和保持为植被提供了多样性的生存环境［6］。通过潜水泵将清水管道连接雨水回收系统，雨水回收水质为COD＜50mg•L－1，氨氮＜5mg•bL－1，总磷＜0.5mg•bL－1，悬浮颗粒物＜10mg•bL－1，指标略超出地表Ⅲ类水质标准要求，用以公园日常的绿地、冲厕的需求。这些技术通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等手段的设计出水达到城镇污水排放一级A标准和生活杂用水标准。通过径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用及排放过程，促进了“区域海绵”功能的维持和提升。(1)行道树渗集自灌系统是一种结合路面透水铺装雨水收集循环利用的节水型根部浇灌系统，这种方法直接将收集储存的雨水通过储水箱内低压渗管网对所在区域植被根系进行灌溉，从而降低土壤面浇灌用水的浪费。这种方法将路面透水铺装下渗的雨水，结合沿坡地表径流导向，通过渗排水板及渗透管进行收集，汇集到行道树底部的PP模块储水箱内。(2)辐射井消峰回补地下水系统主要功能是促进上层滞水下渗。由于滨水公园植被土壤表层多为粘土层，使上层雨水滞水不能自然快速的渗透到地下区域，从而导致雨水大量被蒸发，储存利用效率极低。辐射井消峰回补系统通过下凹式的植被浅沟，沿坡面向下至中心井布有穿孔集水管，用以对土壤面及下渗的雨水收集，将雨水导入中心井后，再由下层辐射管渗透至周边土壤，实现就地截流，回渗入地下，最大化的将雨水进行储存，在旱季用井内提升设备将储存雨水提升用于周边绿化浇灌。(3)雨水花园滞蓄净化利用是在滨水公园内下沉式绿地地下设有储水模块，通过底部的集水井收集周边区域地表径流并将其存储在储水模块中，通过提升设备将其用于道路清洗和绿化浇灌。这种滞储净化一体的雨水花园系统完善景观水体的各项生态功能，结合挺水水生植物形成优质的视觉景观效果［7］。(4)路面广场的高承载透水性铺装设计。雨水渗透利用是指通过地表渗透或辅助设施使雨水下渗至浅层土壤以及地下水层，使雨水得以利用的方式［3］。初雨快速下降中容易在路面过程中形成雨水径流，这个雨水渗透过程中如何雨水去污和收集是最复杂的问题。为了避免降雨条件下雨水避免形成地表径流，又可去污快速渗透至土壤层以减轻管网排水压力，滨水公园内道路利用高透水性和高承载力的露骨料作为道路铺装，总面积约为15000平方米，即满足大型车辆通行功能，也满足集水和净化的功能。除道路外，园区内的广场设计也最大化的利用原有废弃石料，总计约为21立方米。

四、结语

北京未来科技城滨水公园是立足于城市土地水文循环失衡而一起雨水径流污染以及水资源匮乏等现实问题，通过节水性绿地雨水收集利用的景观设计和实施的成功案例。这个案例除集水节约型绿地实践设计技术方面之外，还包括生物质焦良、公共绿地碳汇研究等前沿方面的设计与思考，集中探索了大型高科技园区如何在规划中通过自然环境的营造、新空间模式的创造实现以自然为本、以人和创新为本的规划建设目标［8］。

参考文献:

［1］刘虎，丁可．美国伯利恒钢铁厂景观再生的经验与启示［J］．天津大学学报:社会科学版，2016(4):382-383．

［2］梁町，曼梓尼．持续之道:中国可持续生活模式的设计与探讨［M］．广州:岭南美术出版社，2006:49．

［3］刘虎．丁可．基于雨水利用的生态景观设计研究:以北京未来科技城滨水森林公园为例［J］．建筑与文化，2016(9):149-150.

［6］宗净．城市的蓄水囊:滞留池和蓄水池在美国园林设计中的利用［J］．中国园林，2015(3):51-55．

［7］刘虎．丁可．基于低技术开发下的可持续性景观设计策略:以美国伯利恒钢铁厂景观改造为例［J］．建筑与文化，2016(6):179-180．

［8］刘峰．持续之道:中国可持续生活模式的设计与探讨［J］．北京规划建设，2016(4):49-51．

作者：刘虎；刘丹丹 单位：北京林业大学园林学院