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摘要：以基于低碳目标的景观水环境设计为研究对象，针对目前水环境系统在居住区景观设计中的发展现状，从低碳科学的角度，对景观设计中的水循环、水体景观设计等现存问题进行了分析，关注景观水环境低碳化发展，并提出了相关策略及构想。
关键词：水环境系统；低碳；水区；居住区
随着极端环境的日益增多，低碳城市建设成为了社会的热点议题。景观设计的发展亦顺应趋势，将低碳理念贯穿始终，将新能源、新技术、新材料运用到各个环境系统中去，从而形成切实的优良环境及具有低碳教育意义的示范设计。笔者从景观环境角度对我国低碳城市建设进行研究探索，景观环境设计可以作为催化剂，加入到低碳理念中去。在众多的景观环境系统中，笔者以水环境系统为例，从宏观的水循环，到微观的水景设计，从分析现状的利弊到探究解决方式，通过这一系列过程来为低碳景观设计提供参考。
一、低碳景观水环境系统的概念
水环境是指“自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境”。20世纪后期，美国在水环境可持续发展理念的倡导下提出了“水区”的概念，即将水资源、供水系统、排水系统和由用户组织的一个最优化的管理范围组成一个有机整体。文中所提及的景观水环境是在原有水环境概念的基础上，以居住区的景观环境为研究范围引入的新概念，即研究景观环境中的“水区”及其所处范围的“水环境”。
国家建设部科技司于2001年5月编制的《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》中，提到了“水环境系统”这一概念。它是指“满足小区居民用水水量及水质要求的前提下，将水资源综合利用技术集成一体的水环境系统。它由小区给水、管道直饮水、中水、雨水收集、污水处理、排水、水景等系统组成”。笔者所提出的“低碳景观水环境系统”则是低碳理念与水环境系统的交叉研究，是指在居住区景观这一单元内的“水环境系统”在各个环节中寻求低碳运行的理论研究。
二、景观水环境系统设计中的不足
1．城市水循环系统遭到破坏
随着景观环境设计的逐步发展，道路铺设在满足基本使用要求的同时，还为追求形式美而采用色彩样式丰富的不透水硬质铺装。由于这种铺装的大面积使用，减少了雨水下渗，造成土壤水分不足，影响城市植被健康，加剧了城市干旱、缺水等问题；同时，这种铺装路面要比郊区的土壤吸收更多的热量，且吸收率大于反射率，从而产生了热岛效应；另外，不透气的路面使地上的水难以渗入地下，而地下的水也难以蒸发到大气中去，造成温度、湿度等气候调节能力下降；这种路面的不透气性使地表下的土壤缺氧，影响了土壤中微生物的生存环境；出现短时间集中降雨时，雨水渗入地下不够及时，仅能经由排水管道导入河流，使得排水设施的负担加重；雨水遇到硬化的地面会带走大量的城市污染物，当夹杂着这些污染物的雨水流入城市排水管道后，无法得到及时的处理，直接排入到当地的河流、湖泊中，使其受到污染。
城市绿地土壤板结现象也日趋严重，影响着地下水的补给。另外排水管道的增多，也使自然地表的良好透水性被改变，影响了城市水循环系统。
2．水体利用率低
水资源利用率不高一直是我国水资源的一大困境。早年，许多城市的水景设计案例当中，如跌水台、人工湖泊之类的人造水体景观常常远离自然水系建设，水源来自于城市自来水。每年有大量宝贵的水资源被用于此，而利用后的水体多直接排入下水道，没有用于生活环境、工业用水等循环用水体系中，造成水资源的浪费。近些年，由于相关法规规定水景观不得直接采用自来水供水，虽是出于对水资源的保护，却又使得人造水景的水源成为一大难题，造成多处水景昙花一现，搁置一处，无人问津。
3．能源浪费
在景观水体设计中，常常是为景而刻意造景，不能因地制宜地依靠自然地形及水源来考虑水体景观的选址，而恰恰是这种“就地取材”能最大程度地减少能量的消耗。因地域特征各异，各地保有独特的环境气候特点，这决定了水体设计应当因地制宜，如滨水景观与城市广场的基础条件都使水体的使用量及方式存在极大的不同。而在水体的净化问题上，硬质铺装的水体底部与驳岸设计阻隔了水生植物的生长或是不注重水生植物的合理配置，而直接采用机械化净化装置或是直接更换水体，既影响水体的长期循环也消耗了不必要的能源。另外，某些奢侈的水景设计在拥有完美的视觉效果和意境享受的同时，其豪华的造景也造成了极大的能源浪费。
4．设计过程缺乏配合及规范
当前市场上，水景观设计的相关部门大都先从景观美学角度进行效果设计，后由相关单位配合，如给排水、土建、水质保障设计等，这样的设计过程缺乏统筹，使得水景观设计的功能合理性、预算成本受到影响。例如水体日后的水质维护，多数项目在水环境设计实施后，再配置机械净化设备，而不是在设计中充分考虑生态设计的方式，形成自身的循环系统，消减机械净化设备的使用所带来的维修、更换成本及水质净化的不完全等缺点。
三、低碳景观水环境系统的设计应用
1．提高城市景观地面透水率
（1）绿地透水。加强景观绿地的日常管理，对绿地进行如打孔松土等性能维护，增加土壤渗透率。同时，也应从设计的角度加大绿地的渗水功能。在景观地面高差设计上，应使步行道路高于草坪，这样雨水能够通过硬质地面流向绿地，供给植物生长所需的水分，减轻绿地浇灌及城市排水系统的负担。同时，通过绿地本身的净化功能来确保地下水的水质。
（2）铺装透水。可采用嵌草砖铺装道路，这种砖本身制作材料开孔率较大，可增加道路铺装的渗水性，维护地下水和土壤的生态平衡，它介于绿地及硬质铺装之间，既满足硬质铺装的使用功能，又能柔化空间，增加景观绿化率。
另外，防腐木地铺、透水砖的使用，可使市区雨水流出率降低。市场上现有的透水砖包括普通透水砖、聚合物纤维混凝土透水砖、彩石复合混凝土透水砖、彩石环氧通体透水砖、混凝土透水砖、生泰砂基透水砖等都具备良好的透水性及保水性，下雨时雨水会渗入地下，另一部分保留在砖内。待晴天时，砖内的水份会蒸发到大气中，用来调节空气湿度，消减热岛效应。
2．雨水循环化及中水回用
雨水循环化是通过自然及人工净化，将雨水储蓄再利用于城市清洁、水景观、绿地浇灌等方面。基本程序为雨水收集、过滤、贮存、回用等，有些因水质要求不同而适当简化或增加相关净化程序，如图1所示。
图2 人工梯田湿地景观
3．节能性水景观
通过巧妙的设计，水景观可以大大提高能源利用率，达到多层次、具有艺术性的景观效果。可以利用水体所在位置做出高差跌级，使得水体在重力的作用下，自然形成顺势而下的动态水景，再将动态的水景与机械结合产生别具一格的景观效果，同时可以带来其他的能源。简单概括就是将高处水源的重力势能，转化为机械能与电能等其他形式能，如图3所示。以下是笔者的两个概念设计：
图3 能量转化示意图
（1）设计一。跌水瀑布及水车景观设计。将高处水源自然跌入水车，水体的重力势能转化为水车的转动机械能，机械能再转换为配电室内发电机的输入轴扭转力矩，发电机发电并储存，同时水流跌落入广场前湖面形成跌落瀑布与水车景观。
（2）设计二。竖琴音乐景观的设计，将水源洒入“逐鹿”（日本园林中竹制小品名），如图4所示。将逐鹿链接一联动杆，带动下方的分动器，将动力分散为：①驱动水枪的弱电开关，②驱动机械竖琴的驱动装置。逐鹿的竹筒大小不一，可以经计算得到抑扬时间，以此控制水枪喷射的先后和竖琴的琴弦拨动时间，同时竖琴上的琴弦经调音固定，循环形成简单音符，奏出便于记忆的主题音乐。
以上两例都在尽可能多地利用水体自身的势能，将其转换利用于水体景观的效果设计中，大大节省了带动水体景观的能源。
4．概念水意象化运用
人具有亲水性，环境会因水的存在而显得秀丽灵动。而因地域、气候等现状问题，一味消耗水资源追求水景意境却得不偿失。为了解决人造水景消耗大、维护难的问题，便有了以概念水替代真实水景的构想。如草石理水，以草柔美流动的线条模拟水面被风拂过的波纹，其中点缀石块以寻求水中有岛的奇妙意境，或是以石的自然颜色寻求水的抽象状态。再如著名的日式枯山水，以细致的白砾石代水，几尊石组和植物有致地叠放，呈现出静谧、深邃的禅境。
图4 “逐鹿”装置示意图
四、结语
水环境系统的相关研究从发现不足到逐步改进历时已久。相较于西方国家，我国景观水环境的处理运用仍处于初级阶段，在低碳景观设计日益受到关注的今天，创造低碳型景观水环境系统，必须注重因地制宜，顺应生态规律，减少人为破坏，采用有效的技术手段，让我国的景观水环境在拥有特有文化意境的同时，也拥有先进的技术与理念。
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论文作者:陈敏旗
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第11期
论文发表时间:2019/11/7
标签：景观论文; 水体论文; 水景论文; 水环境论文; 透水论文; 低碳论文; 城市论文; 《建筑细部》2019年第11期论文;