雨水花园

1.城市道路的雨洪现状
城市道路是承担城市交通的重要载体，其通常程度是制约城市正常运转的关键因素。

然而，随着城市暴雨的日趋增加，城市道路的积水问题越来越严重，已经对居民的正常生活，甚至生命安全造成了威胁。

城市道路的雨洪问题主要有：1）城市道路积水点分布范围广、数量多。

积水点是指城市中降雨强度小于50mm/h，雨后路面积水深度超过30cm，且雨后1小时内未能排除积水的地段。

2）城市道路积水点主要分布于低洼空间与城市之路。

2.城市广场的雨洪现状
城市广场是城市中重要的公共空间，人流量大，空间使用效率高，尤其具有疏散作用的商业广场和交通广场，对于城市步行交通的组织具有重要的作用。

城市广场雨洪问题的主要原因有1）广场中不透水面积过大，2）广场空间地势较低，3）广场及其周边场地内排水设施不完善。

3.城市住宅区的雨洪现状
城市住宅区是城市面积中面积最大的城市空间，在城市中占有重要的地位，也是居民生活的重要场所，但同时，城市住宅区也是城市雨洪泛滥的重要空间。

在城市现有的部分住宅区中，有积水严重，久排不出的现象，有些甚至还有雨水倒灌的现象，给居民的出行和生活带来严重的影响。

究其原因在于管道排水能力不足和住宅区地势低洼。

一、雨水花园设计与建设的理论基础
雨水花园指在城市地势较低的地方种植乔木、灌木和花草等植物的一种工程设施，其雨水利用院里是将雨水通过植物的截流与土壤的下渗作用过滤、净化雨水，以达到消减雨水径流量的作用。

它是城市暴雨最佳管理措施中的一项集技术，近年来在许多发达国家被广泛地用于雨洪控制与径流污染控制系统，也可作为一种生态型的雨水间接利用设施。

最早的雨水花园出现在上个世纪90年代的美国马里兰州的乔治王子郡，该区每一栋住宅都配建有30~40平方米的雨水花园。

它的建造被证明是高效而又节约的。

建成后对其进行了数年的追踪监测，结果显示雨水花园平均减少了75~80%地面雨水径流量。

从城市可持续发展角度来看，雨水利用是未来城市发展的重要课题，一方面，城市水资源短缺日益严重，过多开采地下水以及雨水的污染造成了城市生态环境的破坏；另一方面，在多雨季节很多城市洪水泛滥成灾，给人民生活和财产造成严重的威胁和损失。

抓住水资源短缺与城市雨洪灾害这些主要矛盾，实现雨水资源的收集与再利用，同时改善城市水循环，保护城市生态环境，不仅能有效地缓解城市的雨洪灾害，变害为利，而且能够实现雨水资源的再利用，促进和改善城市的生态环境。

雨水花园作为一种生态型的雨水控制与利用措施，是从可持续发展理论的角度出发，将雨水资源的可持续利用与改善城市生态环境相结合，是城市水资源可持续发展的重要措施。

在生态规划设计理论的倡导下，要求规划设计充分尊重自然的肌理，保护城市生态环境，实现自然资源的再利用与再循环。

雨水花园就是利用了生态规划设计的基本原理，结合当地的自然条件，利用乡土植物与土壤的截留、净化与渗透雨水的作用，将城市的雨水资源有效的收集与利用，改善城市的水循环，实现城市雨水资源的再利用。

在传统的发展模式和“灰色基础设施”的作用下，城市雨水难以渗入地下，形成了开发后远高于城市开发前的雨水径流总量和径流速度，导致了城市雨洪灾害的发生。

在绿色基础设施理论的指导下，一系列城市绿色雨水基础设施应运而生，这些措施是模仿自然的生态方法进行工程的规划与建设，通过集蓄、下渗、截留、调蓄、蒸发、蒸腾等原理及人工技术支
持进行雨水的控制与利用，缓解了城市的雨洪灾害、净化了城市雨水径流污染、保护了城市水环境、维护了城市的生态平衡，实现了城市雨水的可持续利用。

雨水花园与传统的依赖管网的“灰色基础设施”相比，不仅投资和维护成本低廉，还为城市水循环的改善提供了更有效的途径，并且与景观规划设计相结合，同时实现生态、环境和美学等多种功能。

二、雨水花园的类型与结构
雨水花园的类型雨水花园根据不同的控制目标可以分为以控制径流污染为目的的雨水花园和以控制径流量为目的的雨水花园两种类型。

表雨水花园的类型
类型以控制径流污染为目的以控制径流量为目的
主要功能①处理污染较严重的初期雨水。

②塑造城市景观。

③净化雨水、改善城市水循环①减少区域雨水径流量。

②塑造城市景观。

③净化雨水、改善城市水循环
适用范围一般适用于径流污染比较严重的城
市空间，如：停车场、城市广场、城
市道路一般适用于处理雨水水质相对较好、汇流面积较小的城市空间，如：屋面雨水、庭院、学校、居住小区
特点结构比较复杂，需要设计专门的底部
排水沟渠①结构相对比较简单、无需设计专门的底部排水沟渠。

②造价低。

③施工管理简便
雨水花园是通过植物截留和土壤的渗透作用来净化初期的雨水径流污染、快速减少雨水径流量以及收集地面雨水。

其结构主要分为蓄水层、覆盖层、植被及种植土、人工填料层、砾石层五个部分，详细见雨水花园结构图。

雨水花园结构图雨水花园的各组成部分具有不同的雨水控制作用，以及相应的技术要求，具体内容见下表。

堵塞穿孔管，还能起到通风的作用。

②在雨水花园的顶部还设有溢流口，通过溢流管将过多的雨水排入其他的排水系统
三、雨水花园与城市排水系统的衔接
雨水花园是通过植物与土壤的截留与下渗作用对城市雨洪进行控制的一种生态型雨洪利用措施。

降雨时，雨水首先通过地形的作用或雨水口的设计将场地周边的雨水引入到雨水花园中，通过雨水花园中的蓄水层、滞水层、种植土层和人工填料层等组成部分截流与下渗雨水，多余的雨水被贮存在雨水的蓄水空间中，当雨水持续增加，径流量超过雨水花园的承载能力时，雨水将通过溢流装置排入到城市的排水管道中。

溢流装置的断面示意图
在我国的小城镇和大城市的旧城区中多采用雨污合流制的排水系统，而大城市的新建城区中则采用雨污分流制的排水系统。

对于合流制的排水系统，雨水花园能削减合流制管道暴雨时的雨水流量，对城市的雨洪问题有一定的缓解作用，当暴雨来临时，雨水首先集蓄在雨水花园中，减缓了雨水径流的流速与流量，能有效的缓解城区积水问题，起到了源头控制作用；在分流制的排水体系中，雨水花园不仅能作为源头控制的雨洪利用措施，同时，可以作为终端控制的雨洪利用措施，雨水进入排水管道之后，一部分初期雨水被弃流，另一部分雨水通过管道排入城市的低洼地雨水花园中，通过植物的净化过滤作用，将雨水进行收集利用。

四、雨水花园在雨水利用规划中的作用
在《21 世纪初期首都水资源可持续利用规划》和《北京城市总体规划》（2004 年——2020 年）中，要求把城市的雨水利用与城市建设、绿地规划和生态建设相结合，将透水铺砖、渗沟、渗井、雨水调蓄池等雨水利用设施纳入到城市规划建设中来，在满足防洪要求的前提下，最大限度的将雨水就地截留利用。

城市的雨水系统由三个相互联系的过程组成：首先是雨水的产生，它是指城市中雨水降落的过程，雨水落到地面如果没有相关设施的处理将形成雨水径流。

其次是雨水的移动，它是指雨水从场地中经过开发设计的引导进入到城市的排水管道中的过程。

最后是雨水的传输，它是指雨水通过城市管道排入到城市河流水体中的过程，按照此过程，城市的雨水利用规划应该从整体出发，将整个城市作为研究对象，利用各种雨水收集系统在城市的各个区域进行雨水收集，然后通过城市排水管道最终汇集到城市低洼处的公园水面，进行统一的过滤与净化，最终利用于城市的清洁，园林的绿化等非生活用水。

城市的雨水利用规划可以分为两大部分，第一部分是利用城市原有的地形地貌，以原有水系为基础，进行城市的绿地系统规划，通过将雨水利用设施与城市绿地规划相结合，借助于自然的力量有效的收集城市雨水；第二部分是在城市居住区、商业区等各功能区中设置相对独立的雨水收集系统，收集的雨水一部分进行再利用，一部分排入城市的排水管道，最终将其汇集到在城市低洼处规划的公园中，在公园中进行统一的处理。

雨水花园可以利用于城市的绿地系统规划中，同时也可以作为城市各功能区中雨水收集系统的一部分，是城市雨水利用规划中一项重要的措施。

根据雨水收集利用的过程，雨水花园属于雨水利用第一阶段的应用措施，即源头控制类，设置在雨水径流传输过程中的起始区，对场地雨水进行控制的效率较高。

该类雨洪利用措施的特点是能有效的减少初期的雨水污染物，通过雨水就地下渗的方法快速的处理初期的雨水径流，对于城市雨水的收集与利用具有重要的作用。

五、低洼地雨水花园
利用城市现有的低洼地，形成面积较大的雨水花园。

其主要的雨水收集方法将雨水花园周边设计为缓坡，可以使场地周边的雨水通过重力的作用流入到雨水花园中，也可以通过排水管道的设计将周边建筑、广场等空间的雨水排入到雨水花园中。

在此集蓄的雨水可以有充足的时间下渗到土壤中，也可以在其底部设计专门的排水沟渠，收集的雨水可以进行非生活用水的再利用。

该类雨水花园有三个特点。

第一，雨水花园的面积较大，因此，在城市暴雨强度较大、降水量较多的情况下可以迅速、大量的收集雨水，对场地内及其周边的雨洪灾害均有较大的缓解。

第二，该类雨水花园可以有效的补充城市地下水、保护城市的生物多样性、实现城市水资源的可持续利用。

第三，在景观塑造方面，该类雨水花园可以创造雨季与旱季不同的景观效果，为周边的居民提供休闲、散步的好去处。

根据低洼地雨水花园的这些特点，可以将其运用到城市公园、居住区、城市道路周边的大面积绿地等城市空间中。

例如图中的雨水花园就是在小区最低洼的地形位置上，设计为全小区的雨水汇集池，不仅可以有效的对小区进行雨水的控制与利用，同时也改善了小区的环境，对其微气候的调节具有重要的意义。

六、下凹式雨水花园
主要应用于城市中地势较平坦的地方。

其主要的方法是将城市中的绿地建造成下凹式的空间模式，一般用于雨水初期径流的入渗与净化。

当降雨过程开始时，雨水主要集蓄在下凹空间中；当集蓄的雨水超过雨水花园的渗透能力时，雨水将随地下铺设的排水管道流入地下储水装置中；随着雨量的不断增大，多余的雨水随着管道排入下一级的雨水收集设施中。

该类雨水花园的特点是规模较小、建造容易、维护简单，应用灵活、广泛，可以作为城市排水管道前期的阀门，缓解城市排水管道的压力，避免城市雨洪灾害的发生。

同时其占地面积小的特点，比较适用于以下三种情况：第一，可以适用于城市旧城区的改造。

在城市旧区中绿地多呈点状布置，空间较小，缺乏统一的规划，分布上比较零散，但对于分散式的雨洪管理措施，这些小的绿地空间恰恰适用进行下凹式雨水花园的改造；第二，可以适用于功能受限制的城市街道绿地，城市道路绿地中绿化面积较小，但雨洪问题尤为突出，因此适宜建设下凹式的雨水花园；第三，可以适用于不透水面积较大的停车场、城市广场和学校空间的改造。

另外，还可以用于屋顶绿化和庭院绿化。

七、雨水花园的规划设计要点
雨水花园的位置选择十分重要，在规划时应考虑以下几点：（1）雨水花园的选址不能对建筑和其他城市基础设施造成威胁雨水花园在建设前，应对场地周边现状条件进行调研，以免对周边城市设施造成影响。

例如，在居住区雨水收集系统中，从屋面收集的雨水被雨水管输送到地面，进入雨水花园中继续净化与过滤。

这种雨水花园的选址要求距离建筑物至少3 米的距离，以免浸泡地基。

（2）场地内应具有一定的汇水面积，能汇集足够的雨水量规划前，应该对城市雨洪泛滥区域进行调查研究，根据该地区的相关规范计算开发场地的雨水径流量，将雨水花园建设在城市易积水区。

例如，城市道路、城市广场、低洼地等城市空间，以便于发挥其雨水控制与利用的作用。

（3）规划前必须对场地进行适宜性评价雨水花园在选址时应对场地内土壤的渗透性进行评估，避免将雨水花园选址于土壤渗透性差的场地上，以免产生长时间积水的现象，既对植物生长不利，同时又容易滋生蚊虫，对城市环境产生负面影响。

（4）场地内应具有足够的地面或地下空间雨水花园的规模要依据场地内的水量平衡分析进行设计，对于不同现状条件和不同规划目标的项目，雨水花园的建设规模也不同。

因此，场地内应具有足够的地面与地下空间，以便于规划与建设。

（5）雨水花园的建设对周边环境的相关要求雨水花园的使用与维护对周边的环境也有一定的要求。

例如，雨水花园的建设应尽量选址于阳面，避免设置在大树下；建设时，应尽量选址于地势较平坦的场地内，以便于减少土方量；场地内的雨水水质没有受到严重的污染，以避免影响雨水花园内植物的正常生长。

雨水花园的规模在进行雨水花园的选址之后，应该对雨水花园的规模进行量化的分析与计算，以便于指导雨水花园的规划与实践。

雨水花园的表面积可以通过水量平衡分析的方法进行计算，即对于一场降雨中雨水花园收集、下渗雨水整个过程的相关要素进行平衡，从而用数学的方法推算雨水花园的表面积。

该方法是确定雨水花园规划规模的重要手段，也是雨水花园规划建设的重要依据，设计方案经济性与合理性的重要保证，在雨水花园的规划中具有重要的意义。

水量平衡分析法是综合考虑拟建区的雨水径流量、汇流面积、雨水花园的蓄水量、下渗量和空隙间的存水量等影响因素，利用其相互关系计算雨水花园的面积，从而确定其规模的数学方法。

在分析时，假定拟建区的雨水径流首先汇入雨水花园，当水量超过其集蓄和下渗能力时，开始从雨水花园中溢流。

根据这一过程，在一段时间内雨水花园中的各水文要素之间存在着一定的水量平衡关系。

经过对其中各种相关要素的计算与分析，可以得出雨水花园的面积计算公式如下：
A f=A d Hφd f/60KT(d f+h)+h m(1-f v)d f+nd f2（3-1）
式中Af——雨水花园的表面积，单位：m2；
A d——汇流面积，单位：m3；
H——设计降雨量，单位：m3；
φ——径流系数。

d f——雨水花园的深度，单位：m；
K——砂质土壤的渗透系数，m/s；
T——计算时间，单位：min。

h——蓄水层设计平均水深，单位：m；
h m——最大蓄水高度，单位：m；
fv——植物横截面积占蓄水层表面积的百分比。

n——种植土和填料层的平均空隙率。

通过以上的方法可以计算出雨水花园的面积，借以指导雨水花园的设计规模，以量化的方式确定雨水花园在规划中消减雨水洪峰量的效果。

八、雨水花园在现有绿地道路中的改造
在我国现有的城市道路绿地规划中，绿地建设呈现出不科学性，其做法多以绿地标高高于地面标高的空间模式进行建设。

这种模式对于雨水的排蓄极为不利。

当暴雨来临时，雨水只能顺势排入到城市的排水管道中，而无法通过绿地下渗与集蓄。

然而我国的城市正面临快速发展的时期，且气候变化等因素的影响又使得城市中降雨量不断增加，径流速度不断增大，城市中的大部分道路排水管道设计标准较低，已经跟不上时代发展的步伐。

同时，由于城市基础设施的维护成本高，难度大，使得部分城市的排水设施不能及时的修缮，造成城市的排水能力越来越低。

因此，每当降雨时，大量的雨水只能集蓄在道路中，从而引发城市的雨洪灾害。

因此，为了缓解这一现状，可将城市的道路绿地建造为雨水花园，其具体的做法是降低现有的城市道路绿地标高，并在两侧路缘石上设置雨水流入孔，将道路中的雨水引入到雨水花园中。

降雨时，道路雨水径流从两侧路缘石预设的雨水孔优先进入到雨水花园中，通过园中植物的截留与土壤的渗水作用，使雨水迅速的下渗。

当雨水达到一定的设计深度时，其水量达到了雨水花园的容量极限。

随后，多余的雨水将通过雨水花园中预留的雨水溢流口流入到城市的排水管道中。

道路绿化是指路侧带、中央分隔带、两侧分隔带等道路用地范围内的绿化空间。

将道路绿化带建造成雨水花园的空间模式如下图所示。

在道路用地范围内的人行道空间中，我国现有的规划模式如下图所示，其空间中的人行
道及其绿化带标高均高于城市道路，不利于道路雨水的及时排出。

同时，在我国城市建设中，道路铺砖多采用不透水材料，造成路面积水严重。

因此将其进行改造，在人行道与城市道路之间的绿化空间中，设计多个雨水花园，其间预留满足人行的空间，同时，在路缘石中设计豁口，使道路雨水和人行道雨水都能流入到雨水花园中，从而缓解城市道路的雨洪问题，同时对于道路的景观塑造有一定的帮助。

其空间模式如下图所示。

九、雨水花园在交通岛与立交桥下空间规划建设
交通岛与立交桥下绿地空间中具有自身面积大，受道路功能限制小的特点，并且，其在整个城市道路面积中占有的比例较大，因此，这些空间在雨水花园的建设上具有一定的优势。

规划时，可将交通岛规划为下凹式的雨水花园，通过地形的作用将雨水集聚在园中，慢慢下渗。

而在立交桥下绿地空间的应用中有两种模式：第一，可以采用低洼地雨水花园，将绿地周边的道路雨水迅速的集蓄在绿地中，一方面通过自然的力量排除雨水，一方面可以在其底部设计排水管道，将收集的雨水进行街道的清洁以及绿化的浇灌。

第二，对于一些具有休闲、游憩功能的立交桥绿地空间，可以将其设计为微地形绿地，不仅可以利用地形收集雨水，缓解城市道路的雨洪灾害。

同时，还可以创造良好的城市道路景观。

十、雨水花园在停车场空间中规划建设
在我国现有的城市停车场规划中，设计者多采用不透水的铺面材料进行停车场的空间设计，并且，由于停车场一般面积较大，因此，在降雨时容易形成大量的地表径流，是城市中容易造成雨洪灾害的地方。

在我国的室外停车场中大致分为两种，分别为集中式的停车场和规划于路边的小型停车场，多为行列式。

在集中式的停车场中，可以将部分沥青路面改造为雨水花园，如果本身有绿地的停车场，可以将其进行改造，具体的方法是降低其绿地标高，建设为下凹式的雨水花园，并在其中设
计雨水溢流口，将超过最大容量的雨水排入城市排水管道中。

根据经验，停车场最小绿带覆盖面积应占停车场面积的5%。

对于不同气候条件的地区，设计时应根据其当地的降雨设计标准进行雨水花园容量的计算，以此确定其停车场雨水花园的面积。

具体的空间模式如下图所示。

对于规划于路边的小型停车场，在规划时可以将部分停车位改造为雨水花园。

此种停车场形式多出现于城市级别较低的道路上，其道路用地比较紧张，没有道路绿地空间，同时，其基础设施级别也较低，排水能力不足，是所有城市道路中雨洪问题比较突出的地方，因此对其停车空间的改造，有利于改善整个道路空间的排水情况，具体空间形式如下图所示。

东北西斯基尤绿色街道工程就是该种停车场空间改造的典范。

该街道为波特兰一个80 年的老街，为了改善其道路雨水的问题，规划师利用了街道两侧的部分停车位空间，将其改造为雨水花园。

事实证明，其建设几乎可以使该区全年的雨水通过该系统全部下渗。

同时，该项目中很好的实现了城市街道更新过程中新旧元素的结合，创造了全新的街景环境，这一点在城市旧区街道雨水花园的改造中值得借鉴。

另外，公众参与是该项目中一个值得关注的问题，由于东北西斯基尤绿色街道工程是当地的首个试点项目，因此，社区居民都积极的响应并参与到其中，对于植物的选择，停车位的消减等问题都得到了居民广泛的意见。

事实证明，良好的公众参与成为了该项目顺利实施与评价满意度较高的重要原因。

十一、雨水花园在城市公园空间内规划建设
城市公园基本是以树木、花草组成的自然景观为主的城市公共绿地，同时也是人们游憩、休闲、进行户外健身的场所，是城市中面积较大的绿地空间。

城市公园在兼具改善生态环境，提供灾害避难场所等功能的同时，还应具有雨洪控制与利用的功能。

在城市公园的空间规划中，包括了道路、绿地、水域等多种空间形式，这些空间都可以进行雨水花园的建设。

首先，在公园道路的规划中，可以结合雨水花园的思想对园路两侧的绿地进行建设，由于其园路周边绿地面积较大，因此可以采取开放式的规划设计，具体的空间设计模式有两种：第一，将园路周边的绿地标高降低，设计为缓坡绿地，靠近园路的部分种植耐水性强的地被植物，坡下种植乔灌木，形成乔、灌、草不同层次的植被群落。

降雨时，园路雨水沿着缓坡流入绿地中，进行充分的下渗，可以有效的排除园路雨水。

另外，在设计时，应注意其坡度不小于0.3%。

第二，将园路两侧设计为浅沟，在其中种植相应的地被植物。

降雨时，园路雨水随地势流入浅沟，当雨量超过浅沟的最大高度时，由于其园路标高较高，雨水会优先流入两侧的绿地中，进行充分的集蓄与下渗。

从而，有效的排除园路中的雨水。

具体的空间模式如下图所示。

其次，在城市公园的规划中，绿地是面积最大的空间，也是设计的重点，同时它也是城市公园雨水利用规划中的主要元素。

除了其植物和土壤的过滤、净化和下渗作用以外，在城市公园中可以采用一定的空间模式对绿地空间进行设计，增加其雨水收集的效果与作用。

绿地的微地形设计是将绿地设计为高低起伏的形空间形式。

当城市降雨量较大时，绿地的渗水作用来不及排除大量雨水时，雨水可以通过绿地中的洼地进行储存，慢慢下渗。

随着雨量持续增加，雨水集蓄的高度将大于洼地的下凹深度，此时多余的雨水可以通过绿地中埋设的雨水口流入公园的排水管道中，收集后的雨水经过雨水利用设备的沉淀、过滤与净化处理，可以用于园内植物的浇灌、园路的冲洗、冲厕等用途，实现雨水资源的可持续利用。

其具体的空间模式如下图所示。