集约型收集装置在城市公共空间中存在的重要性
——以雨水收集装置为例
【内容摘要】我国多数城市面临的水资源短缺、水污染和洪涝灾害的问题已经严重影响了城市环境的可持续发展。而在我国，多数人的想法还停留在雨水排放就是污水排放的认识上，所以我们要加强对雨水可持续利用的宣传，使人们意识到雨水收集装置的重要性。雨水收集装置不是字面意义上的雨水的收集，它还要包括雨水收集利用的一系列工程，即雨水的收集、循环和再利用，所以城市需要建设完善的雨水收集利用的系统。雨水的可持续资源利用非常适用于我国当前城市的建设，将雨水收集、处理和再利用的工程结合起来，实现雨水资源的可持续利用。
关键词：城市水资源短缺 雨水可持续利用 雨水排放 雨水收集装置
一、引言
由于我国城市化迅速发展，高楼林立，道路四通八达，地面铺装还大多采用了不透水铺装，不具备良好的渗水性，雨季降雨量大的时候，雨水无法排出，造成了地面积水，严重会容易造成洪灾。然而，现在的城市为了缓解环境污染问题，不断地增加绿化面积，这就使得水资源短缺形式更加严峻了，再加上地下水的严重超采，也进一步加深了水资源短缺的问题。我国多数城市面临的水资源短缺、水污染和洪涝灾害的问题已经严重影响了城市的环境和社会经济的可持续发展。水是支撑人们生存和发展的一种资源，而在我国，城市雨水却成为了被长期忽视的一种资源，多数人的想法还停留在雨水排放就是污水排放的认识上。实现社会生态环境可持续发展的重要保证是水资源的可持续利用。前几年国家对雨水的可持续利用还没有引起足够的重视，但我相信随着全国人民环境保护意识的不断增强，我国的雨水利用会逐步发展起来。雨水的可持续利用不仅可以解决部分城市的水资源的问题，也为水资源的长期可持续发展提供了一个有效途经。
二、城市公共空间雨水收集装置景观设计研究
2.1 雨水收集装置提出的缘由
2.1.1 当前城市环境的现状
在中国，很多城市都有着一系列的水资源问题，包括水资源短缺和水污染。人们离不开水，不管是在生活方面或是在城市发展方面，尽管这样水资源浪费的现状还是没有得到缓解。在一些城市中，水资源被严重透支，生态环境得不到平衡。在气候干旱的北方城市，水资源短缺的问题尤为严重，生活用水方面不能和景观用水进行循环，所以城市用水效率较为低下；然而在南方的大多数多雨地区则面临着水污染的问题，这些问题都严重影响了社会的可持续发展。并且，由于现在城市现代化的迅速发展，很多地区的地面都是不透水硬化铺装，这样也导致了雨水资源的浪费，还影响了城市的生态环境。同时，城市绿化面积的增加也导致了城市水资源供不应求。这些问题都导致了水资源短缺形式更加严峻，因此，我从可持续发展观出发提出了在城市公共空间中雨水收集装置存在的重要性并提出了“集约型雨水收集装置”的设计与应用。
2.1.2 国内外的雨水收集装置的现状
现代意义上的集约指的是以最小的成本获得最大的回报；而收集装置则是指对资源进行回收利用的一种设施。所以集约型收集装置就是对资源进行回收再利用，从而使其发挥最大的作用。在当前的城市公共空间中，也存在着很多集约型收集装置，例如图书收集装置、垃圾回收再利用装置、雨水收集装置和风力收集装置等等。由于我国城市水资源短缺和水污染的环境现状，我提出了“集约型雨水收集装置”存在的重要性。
图1：湿地水处理系统示意图图2：椰绒毯
其实近年来，我国的雨水资源化利用和管理已经在逐步发展起来了。在我国，过去的人们创造了水窖、水池等的小型和微型蓄水装置；而在现代社会，我国也有了较为先进的雨水收集系统，例如西安大明宫的太液池，人们把周边的绿地作为太液池补水的水源。还有北京的奥林匹克森林公园，作为国内第一个采用雨水收集系统的大型城市广场，让我们充分感受到了“绿色奥运、人文奥运和科技奥运”的深刻涵义。它将雨水收集系统与公园中的重要景观、各种透水地面以及绿地进行了融合，这样的设计不仅可以缓解北京水资源短缺的问题，还减轻了奥林匹克公园的排水压力（图1）。在奥林匹克森林公园中部区域的下沉广场中，建设了一个隐形水库，并将草坪设计成下凹式，雨水渗透到地下再引导到隐形水库；而在公园的广场内，地面铺装都使用了透水砖。而且公园的排水沟和主湖岸边使用的地铺都是椰绒毯（图2）。这种地铺是由椰子壳打碎以后做成的，这种材质覆盖路面不仅可以防止水土的流失，还可以辅助雨水收集系统向湖中进行排水。另外椰绒毯在经过变成肥料养护土地和植物，这能促进绿化的生长，是一种很环保的材料。这样的雨水收集系统为奥林匹克公园有效节约了水资源，这对公园以及周边地区的生态循环具有着重要意义。
而在国外关于雨水收集的案例也是更为丰富多样，例如洛杉矶的屋顶蓄水池，芝加哥的蓄洪隧道和地下水库工程，澳大利亚墨尔本的爱丁堡雨园等等。德国是世界上雨水利用最先进的国家之一，其中德国的柏林波茨坦广场就是雨水回收再利用的典范，波兹坦广场的全部用水都来自于雨水收集之后的再利用。波兹坦地区水面占广场总面积的19％（图3、图4），它将屋顶和地面的雨水进行收集，并且将这片商业区的适宜建设绿地的建筑屋顶都建成了屋顶花园，从而利用绿地改善生态环境。而对于不适宜建设绿地的屋顶，则设置了通道使雨水汇集到地下的总蓄水池，经过过滤后，通过水泵和过滤器，一部分水资源用于各大楼冲刷厕所和浇灌屋顶花园等等；另一部分则被送往水景观（图6）以及人工湖（图7），当水面下降时，系统就自动会用蓄水池中的水进行补充。德国柏林波茨坦广场就是这样形成了一个雨水收集循环再利用的系统（图5），这样的设计从生态环境这方面来说，使得商业区用水不会增加地下水的补给量；从设计方面来说，“室内水的特色”使波茨坦地区成为了一个独特的室外空间。
图3：广场总平面图图4：水循环系统布局示意图图5：有关水的系统设计
图6：索尼中心大楼前的水景观图7：三角形人工湖
就目前的情况看，我国的雨水利用的科学研究与国外发达国家相比还相对落后，还需要多多学习和借鉴国外先进的雨水收集利用的理念。我相信我国的雨水利用系统会随着人们的环境保护意识的不断加强而逐步发展起来。
三、雨水收集装置在城市公共空间中的运用
雨水收集装置能促进城市可持续发展，西方国家已经较早地意识到了雨水收集装置存在的重要性，但是显然我国对重视雨水资源的认识还不够，大多人的想法还停留在雨水排放就是污水排放的认识上，大多数地区还没有设置雨水收集装置，所以我国需要加强对雨水可持续利用的宣传，使人们意识到雨水收集装置的重要性。
雨水收集装置不是字面意义上雨水的收集，它还要包括雨水收集利用的一系列工程，即雨水的收集、循环和再利用。所以城市需要建设完善的雨水收集利用的系统，例如通过雨水的渗透进行对水资源的过滤，再收集起来，之后用于景观小品、景观绿化的灌溉、清洗衣服或车辆等等。
各个地区的降雨特点和水资源需求是不同的，所以要针对不同的区域对雨水收集装置进行改造设计。从大方面来说，我国南方大多降水较多，北方降水较少，所以雨水收集装置还要结合各个地区不同的降水特点和地形地质条件进行设计。从小方面来说，城市社区、商业区和学校等地用水需求是不同的，例如社区水资源大多用于清洗和灌溉，商业区和学校大多用于植物灌溉、景观小品（喷泉等）和道路的冲洗等。
在城市社区对雨水进行回收利用中，我们可以利用小区屋顶作为一个集水的设施。屋顶绿化（图8、9）不仅能够降温、保湿，还可以缓解“城市热岛效应”，这对于生态环境的发展具有重要意义。我们可以在绿地底下建设一个蓄水池，然后雨水经过屋顶的收集，通过输水管的导向，流入地下的蓄水池。当然在蓄水池中要设置过滤的仪器，这样更能方便水资源的再利用。
图8：屋顶绿化图9：屋顶绿化
当前城市的建筑物面积不断扩大，非透水性硬化铺装比比皆是，城市空间中的绿化相对减少。而这样的环境问题破坏了生态平衡，影响了城市的可持续发展。那么，针对城市道路的雨水收集和利用，我们可以通过对道路铺装的改善来进行雨水收集，我们可以采用雨水可渗透的铺装来进行雨水收集，例如透水砖、透水混凝土路面等等（图10、图11）。渗透型地面（图12）是将地面的积水通过铺装的间隙渗透排入到地下，从而对地下水进行补给。一般的地面透水铺装都是利用加大孔隙来进行过滤收集的，这样的透水铺装可以吸附城市污染物。而且透水铺装还可以有效地防止地表径流现象，在下雨天以及雨后，垃圾也不会顺着地面的积水四处扩散到城市的各个地方。但是由于城市现代化的迅速发展，城市的许多地区地面采用的是不透水铺装。所以在部分地区降雨量大时，地面容易造成积水，这样不仅严重影响了人车出行，还影响了城市的生态环境。所以我们还需要在路面的边缘布置能够集水的雨水口，例如箅子。雨水通过雨水口汇集到地下的蓄水池之中，在蓄水池中设置滤网，雨水经过过滤之后通过绿化带下的地下排水系统实现植物灌溉和绿化储水（图13）。
图10：透水铺装图11：透水砖
图12：渗透型地面结构示意图图13：雨水利用示意图
而我们小组的毕设就是针对了当前城市水资源的现状进行的雨水可持续利用的设计。广场的雨水收集系统是利用广场地铺、景观廊架和景观座椅来进行雨水收集的，在经过地下蓄水池的过滤之后，再通过输水管将雨水进行二次利用，可以为广场水景供水，还可以对植景进行灌溉。这样的雨水收集系统有效地节约了水资源还合理利用了雨水资源。我们的毕业设计中利用了蜂窝的元素，我们将蜂窝融合进地铺的设计，由六边形形状组合拼接的有趣地铺还能够形成较多的缝隙，这样的可渗透型铺装更利于雨水的渗透收集。我们还做了一个带有蜂窝元素的廊架（图14），整体形状是围绕了我们的两个圆形广场的，使两个广场具有连接性。廊架的顶部是由各种大大小小玻璃制的六边形构成，错落有致，并且制成廊架的柱子也是由不透明度较高的玻璃制成。雨水可以从上方的蜂窝状廊架进行雨水收集，蜂窝上有镂空的小洞可以渗透雨水，经过柱子的导向流入地下的蓄水池中。所以这个廊架使用玻璃制作，也是为了让人们近距离接触雨水收集的整个流程，不仅具有趣味性，能吸引人们驻足观察欣赏，还能有效的进行对雨水可持续利用的宣传。我们还在广场中特地设计了伞状的景观座椅（图15），雨水沿着伞状的顶部往装置的中心流淌，通过“伞柄”一直流入地下蓄水池。在蓄水池中收集的雨水经过过滤之后，能为广场水景观提供水资源，还可以为广场大面积植景进行灌溉。
图14：蜂窝元素廊架
图15：伞状景观座椅
四、结论与建议
雨水的可持续资源利用非常适用于我国当前城市的建设，我们要加强对雨水可持续利用的宣传，使人们意识到雨水收集装置的实施对于生态环境是有益的。雨水收集装置绿色环保，在水患频发的地区，可以将雨水进行回收过滤再利用，能有效的节约水资源；并且，在部分北方干旱缺水地区，雨水收集装置可以减少雨水的排放，将其收集起来，可以在紧急情况下能有水可取，例如火灾等等。将雨水收集、循环和再利用的工程结合起来，从而可以实现雨水资源的可持续利用。
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