雨水花園是自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地，被用於匯聚並吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到淨化，並使之逐漸滲入土壤，涵養地下水，或使之補給景觀用水、廁所用水等城市用水。是一種生態可持續的雨洪控制與雨水利用設施。
摘要：指出了雨水花園是自20世紀90年代新興的一種用來控制雨洪與利用雨水的雨水管理系統，是建設海綿城市最為有效的措施。闡述了寒地城市雨水花園的基本結構以及在步行街中的應用。以瀋陽市為例，探討了雨水花園在寒地城市應用要點，通過對雨水花園試點的實地調研和具體量化的試驗分析，探索了寒地城市步行街的雨水花園應用模式，提出了雨水花園在經濟、景觀、生態等多因素下對寒地城市的最優組合方式，以體現城市綠色基礎設施理念，為瀋陽市建設海綿城市提供資料和模式參考。
關鍵詞：寒地城市;雨水花園;多種場地;設計模式;植物配置
一、引言
瀋陽市全年降水量600 mm左右，降雨幾乎全部集中在夏秋季，春冬季寒冷乾燥，海綿城市是非常適合瀋陽的一種城市改造模式。海綿城市不僅把龐大的雨水資源淨化利用，還解決了暴雨時期的城市內澇問題，並且能緩和城市的部分汙染問題，這對重度資源型缺水的瀋陽市十分必要。瀋陽市政部門發表檔案，到2018年，瀋陽市擬建成海綿城市示範區，區域內年徑流總量控制率達到80%。
海綿城市是美好的城市願景，雨水花園是實現這個願景必要的技術手段，是海綿城市的細胞體。雨水花園是自20世紀90年代新興的一種用來控制雨洪與利用雨水的系統，由於建造成本不高、運營維護管理簡單、對雨水利用效果顯著、景觀效果良好、增強城市土壤含水量等優勢，這種系統在20多年來發展相當迅速[1]。雨水花園作為雨水管理利用的綠地模式，可以有效緩解瀋陽市水資源短缺現狀，為瀋陽市建設成為海綿城市打好基礎。研究主要介紹海綿城市細胞體―雨水花園的基本設計模式，並且在此基礎上討論其在寒地城市的設計要點，探究其在瀋陽市多種場地型別下的不同技術問題。
二、瀋陽市設定雨水花園的必要性
(1)內澇。瀋陽市全年降雨2/3以上集中在夏秋季節，由相關資料顯示，瀋陽市政每年都會下發防汛防澇的通知。突發暴雨使現有排水系統受到過大壓力，雨水花園可雨水吸收儲存，解決瀋陽的城市內澇問題。
(2)硬質鋪裝面積過大。瀋陽市地表多為混凝土、瀝青等透水性很差的硬質鋪裝，大量硬質鋪裝會使地表土壤水生態失衡，城市蓄熱量降低。雨水花園讓雨水與地下水相互轉換，有利於水生態平衡。
(3)汙染。瀋陽是東北老工業基地，且隨著現代化程序的加快，汽車尾氣(懸浮微粒、CO、CO2、NO2、Pb、SO2及碳氫化合物)[2]和工業廢氣(H2S、氟化物、氮氧化物、Cl2、HCl、硫酸(霧) 鉛汞、鈹化物)汙染嚴重，汙染物隨雨水落到地面，雨水花園中植物和下墊層可以吸收汙染物，對城市起到一定的清潔作用。
(4)缺水。瀋陽市屬重度資源型缺水城市，人均水資源僅佔全國平均值的20%，尤其秋冬季節，降雨少，氣候乾燥，此時釋放雨季時積存的雨水資源，緩解水資源壓力。此外，較普通花園而言，雨水花園的正常迴圈只需要少部分水甚至不需要水。
(5)城市熱島效應。瀋陽市人口壓力越來越大，城市熱島效應也越來越明顯，熱島效應與城市綠地面積呈負相關，雨水花園中綠色植物有益於空氣質量的改善，緩解城市熱島現象[3]。
將瀋陽市建設為海綿城市，把雨水資源利用起來，產生一定的經濟效益、生態效益和景觀效益，此為研究雨水花園的意義。
三、雨水花園設計模式
雨水花園的基本構成是下墊層、管道和植物，花園周圍有一些裝飾性的硬質鋪裝。其工作原理是將雨水引流到雨水花園中去，經淨化通過穿孔管排入蓄水池或者集水池中。
3.1 選址
(1)避免浸泡建築地基。作為雨水管理系統，雨水花園含水量較大，地基長時間被水浸泡可能使地基土強度減小，承載能力發生變化。瀋陽市內多高樓，地基被侵蝕，可能導致建築物沉降、傾斜，甚至坍塌。
(2)地勢相對平坦。雨水花園中水流量較大，地勢平坦可減小雨水的流速，增大雨水的吸收量以及淨化效果。雨水花園若建在坡度較大地區，水流會帶動土壤，汙染周圍環境。瀋陽市是平原城市，且步行街位於地勢平坦處，所以選址上不用擔心地勢問題。
(3)土壤的滲透性好。雨水花園對下墊面的結構要求相較一般的花園要更嚴格一些，土壤的滲透性良好使雨水花園滲透速率增大，不易產生積水問題。
(4)雨水易彙集地區。瀋陽市區多平地，雨水不易向同一方向流動，雨水花園設置於地勢較低處，周圍的雨水能流入到雨水花園中，達到更好的解決城市積水問題的目的。
(5)陽光較為充足處。城市中分佈著很多建築物和喬木，容易遮擋陽光，且瀋陽屬寒地城市，雨水花園中植物的生長需要陽光和溫度， 所以選擇陽光充足處十分必要[4]。
3.2 下墊層結構
雨水花園墊層的一般模式為礫石層、砂層、種植土壤層、覆蓋層和蓄水層，由於地區氣候、汙染物、植物根系需求等不同的原因使各個墊層的厚度不完全確定[5]。瀋陽屬寒地城市，所以覆蓋層相對來說要厚些，以保持土壤的溫度和溼度;且瀋陽汙染嚴重，因此砂層相對來說要厚些，以保證汙染物的淨化效果(圖1、表1)。
3.3 植物配置
雨水花園植物隨著地域、氣候、文化等不同各有差異。瀋陽市雨水花園的植物配置要點如下。
(1)抗旱耐澇。瀋陽市夏秋季多雨，雨水花園收集雨水後將雨水儲存在蓄水層內下滲一段時間，這時候雨水會一直浸泡植物，所以選擇植物要耐澇;而春冬季瀋陽降水非常少，所以所選植物還要有一定的抗旱能力。
(2)鄉土植物。儘量選用瀋陽市的本土植物，選用外來植物時保證此植物不會破壞原有生態平衡，其對養分的需求與瀋陽市土壤成分的吻合程度，具有對瀋陽氣候的適應能力。
(3)抗汙染物。瀋陽市是全國的.重度汙染城市，雨水中COD、BOD、SS、重金屬含量等數值偏高，瀋陽作為東北老工業基地，重金屬(Pb、Cu、Zn)汙染尤其嚴重，所選植物應對主要汙染物具有吸收淨化能力[7]。
(4)美觀。要符合人類美學，具有觀賞價值和藝術價值，打破人們對雨水花園“中用不中看”的誤區。
(5)經濟。在瀋陽建設雨水花園，勢必會用到大量植物，所以選擇植物不要過於昂貴，要經濟可行，後期維護簡單，易於管理[8]。如此有益於雨水花園的大面積推廣。
經過對文獻的總結以及對多種植物的淹旱試驗，小組成員發現胡枝子、丁香、繡線菊、山杏、木槿、金銀忍冬、金葉女貞、蛇鞭菊、馬蘭花、鴨舌草、細葉芒、茼麻、楊樹、柳樹、松樹等20多種植物滿足以上要求，可被應用於瀋陽市的雨水花園中。
3.4 管道
管道設計見表2。
四、雨水花園在步行街中應用的設計要點
現代的步行街大都形成了一定的休閒特色、具有固定的商業模式，但千篇一律的硬質鋪裝，會使遊人容易產生審美疲勞，降低人們的購物熱情，將雨水花園引入城市步行街中能很好的解決這一問題，將綠色融入到鋼筋水泥的世界中，讓景觀更加豐富，使人們遊覽和購物的心情相對輕鬆愉快。
選用瀋陽市步行街作為主要研究物件，一是因為步行街的人流量特別大，2007年時人行過街橫道人流量已可達24000人/h[9]，粗略估計如今至少達到30000人/h;再者通過SWMM對這四種場地的暴雨情況下的徑流模擬，發現雨水花園對步行街降雨徑流量調控效果明顯，對汙染物的淨化效果顯著;此外與步行街雨水花園相關的中文文獻僅有兩篇，希望可以為雨水花園在步行街的研究提供參考。
4.1 步行街建造雨水花園的利弊
除了提到的雨水花園本身具有的幾點優勢外，在步行街設立雨水花園還有以下的優勢和弊端。瞭解這些優缺點，以便更好地發揮優勢，減少或消除弊端。
4.1.1 優勢
(1)調節區域性地區氣候。步行街兩旁的建築物使步行街形成了一個小區域，多個雨水花園協調作用，使周圍空氣質量改善，微小調節區域性氣候，減少炎熱程度。
(2)為遊客提供美的景觀體驗。步行街如果完全是硬質鋪裝的話會讓遊客感覺無聊，雨水花園具有生態景觀效益，可以讓遊客在人文世界中體會到自然的魅力，放鬆購物心情。
4.1.2 弊端
(1)陽光不充足導致雨水花園難以正常運轉。步行街本身包含的高大建築物很有可能阻擋自然光，陽光不充足可能會使植物無法存活，進而導致雨水花園系統癱瘓。
(2)遊客太多對雨水花園產生不利影響。人的踩踏可能造成雨水花園的墊層變得密實，去汙能力下降，植物不易成活。
4.2 步行街道的點、線、面
步行街雨水花園的建造，應從點、線、面的角度出發，與原有建築、原有景觀、原有設施相結合，與城市風貌緊密聯絡，整體規劃步行街雨水花園的排布。
4.2.1 點：景觀點
步行街道的景觀點大多數以樹池、小花壇、小品的形式存在，這些景觀點或許不起眼，但它對整個雨水花園的建設至關重要。尤其在步行街，街道兩旁分佈著建築物，這些建築物造成很大的陰影區，以點狀形態分佈的雨水花園更加靈活，容易獲取陽光。規劃時應儘量將雨水花園設置於人不易踩踏區域，同時要保證必要的陽光和遊客的視覺感受。小花壇改建雨水花園，或者在小品周圍建造雨水花園，軟化硬質空間，周圍配有座椅等休閒設施，可供遊人休息，同時起到一定的疏導人流作用[10]。
4.2.2 線：街道和地下管道
在步行街道上設立不同層次的帶狀雨水花園，美化街道，解決下雨時街道徑流量大的問題，緩解街道汙染。雨水花園吸收不完的雨水經過溢流管排入地下排水管道中，所以雨水花園的位置距其不能太遠，且線性分佈跟隨地下管道，使地下排水管道為雨水花園所用(圖2)。
4.2.3 面：整體規劃和廣場、商城
除了以點和線的形式設定雨水花園之外，還需要將整個步行街看作一個整體，以面的方式思索整體規劃。在大型商城的天井，或者在步行街周圍廣場等地，設定面狀雨水花園。各種形式的雨水花園織成一個面狀的步行街綠化網路，配合步行街的整體規劃，使步行街區附近城市景觀具有統一性。可以模仿波特蘭雨水花園，在花園中設立展板與講解系統，讓遊人在親身體驗中瞭解雨水花園的功能及生態價值，起到一定的宣傳和影響作用。將雨水花園建於廣場內，需要景觀設計師進行調研、溝通、設計，使其與廣場原有景觀結合，減少資源浪費，節約建造成本、人力物力，縮短建造時間，讓遊客更早享受雨水花園的便利。
4.3 步行街的溫度、溼度、光照
步行街道兩旁是高大建築物，會使步行街形成一個半封閉的區域，此區域氣候會形成不同於周圍氣候的區域氣候。雨水花園中含有雨水和植物，對小範圍大氣具有調節作用，可以影響區域性氣候，創造怡人的環境。不過雨水花園中的植物對光照有要求，但過多的光照會讓人感到不適，要綜合考慮光照對植物的作用以及對遊客的影響。如圖3所示，利用一個類似鏡子之類的反射物引導光線，既能使雨水花園中的植物獲得足夠的陽光，又能讓遊客有一個相對舒適的遊覽空間。
4.4 步行街道停車場改建雨水花園
百萬人流量決定停車場是步行街不可或缺的部分，停車場是步行街汙染最嚴重的部分，將雨水花園引入到停車場中去，可以有效緩解汽車尾氣，汽車輪胎摩擦以及汽車油脂洩露造成的汙染。
4.4.1 露天停車帶
由圖4可以看出，瀋陽中街周邊的露天停車帶完全沒有生態設施，只是劃出一片空地作停車使用，無法給使用者的心理和生理帶來愉悅感。石宇熙、葉嘉弘的專利“綠色透水性停車場”中把停車場的下墊面結構由下至上依次設定的土基、礫石層、透水混凝土層、中砂層和植草磚(圖5)，植草磚使植物不被車輪碾壓，保證植物存活，中砂層和透水混凝土層有降低徑流汙染和涵養地下水的效果，這是一種非常好的露天停車帶的雨水花園模式。另一種雨水花園模式也適用於瀋陽市(圖6)，將每三四輛車作為一個單位，在每個單位的兩旁設定小型點狀雨水花園，在不減少停車位的前提下，通過雨水花園來疏導車輛，更好地降低汽車尾氣帶來的影響。
4.4.2 地下停車場
地下停車場是寸土寸金的城市中一種重要的停車場所。地下停車場的頂部可做屋頂花園[11]。但地下停車場地勢較低，門口又不宜設計過高的坡度，如果沒有較長的挑簷，停車場在下暴雨時內部很有可能積水，所以地下停車場的屋頂花園並不是非常好的選擇。地下停車場是一個很好的雨水收集容器，但大部分的停車場都是將雨水排入地下管道系統隨著汙水一起排走，這樣不能讓雨水資源得到利用。如果在地下停車場內部設定雨水花園，就能很好地利用這些雨水資源(圖7)。
五、結論
(1)在寒地城市，冬季低溫乾燥、透水面層透水墊層凍塊等情況，所以在瀋陽建造雨水花園要著重考慮氣候因素對植物、墊層的要求，選取植物要有足夠的抗寒能力，覆蓋層需要有足夠的厚度來為其下墊層保溫。
(2)瀋陽市步行街建造雨水花園，應更重視改建，而非新建。大規模重建會耗時耗力耗財，應儘量不破壞原有基礎設施，在原有基礎上將雨水花園應用到其中去，在探索中完善雨水花園的改建。
(3)注意雨水花園在步行街的應用要點，定量分析雨水徑流係數，採用科學的計算和設計，確定步行街所需雨水花園面積和適合雨水花園模式。
(4)全面考慮步行街的街道、商場、建築物頂部、停車場等地區，將雨水花園廣泛應用於步行街上，為創造生態文明海綿城市提供參考。
參考文獻：
[1]Lariyah Mohd Sidek，Norshafa Elyza Muha，et tructed Rain Garden Systems for Stormwater Quality Control under Tropical Climates[J]h and Environmental Science，2013(16)：120.
[2]李 波，王 黎，滕曉朋，等.瀋陽市環境容量下汽車數量的計算與研究[J].環境保護與迴圈經濟，2011：195～196.
[3]王建軍，李 田.雨水花園設計要點及其在上海市的應用探討[J].環境科學與技術，2013，36(7)：164～167.
[4]李朱婧，周建華，葛煜喆.雨水花園在步行街的選址與空間形態研究[J].西南師範大學學報(自然科學版)，2015，40(5)：164～170.
[5]Hunt W F，Lord W etention performance， design， construction and maintenance[M].N.C：North Carolina Cooperative Extension，2006.
[6]向璐璐，李俊奇，鄺 諾，等.雨水花園設計方法探析[J].給水排水，2008，34(6)：47～51.
[7]王向陽，彭 茜.居住區雨水花園的植物配置與景觀設計[J].美術大觀，2014(6)：132.
[8]Darlene C th Performance of Six Plant Species and Removal of Heavy Metal Pollutants(Cu，Cr，Pb and Zn) in a Field-Scale Bi-Phasic Rain Garden[D]：The Ohio State University，2009.
[9]劉曉琴，李 偉，胡 成，等.運用模擬方法解決步行街人車混流區問題[J].中國安全科學學報，2007，17(9)：21～26.
[10]李朱婧，周建華，葛煜喆.雨水花園在步行街的選址與空間形態研究[J].西南師範大學學報(自然科學版)，2015，40(5)：164～169.
[11]姜 虹，李 麗.居住小區地下車庫屋頂花園景觀營造初探[J].低溫建築技術，2011，33(3)：24～25.