（环境工程专业论文）城市住宅小区水景观可持续性研究.pdf

北京建筑_ t 程学院硕一 ：学位论文摘要 摘要 人们对高品质生活的追求促使水景走进现代住宅小区，水景要实现其景观 功能不仅需要精美的景观设计，还需要合理的水质保障方案、水量保障方案等 其他专业设计的配合。 本文主要探讨住宅小区水景观的可持续性的内涵，并从水景的水量可持续 保障、水质可持续保障两方面分析水景具体设计问题，总结水景可持续性设计 相关技术措施及运行成本问题；最后结合实际工程进度安排编制可持续性水景 的设计流程；结合天津和杭州两处实际工程案例，分析水景初步设计应解决的 问题。 关键词：住宅水景；可持续性；水量平衡；营养平衡；生态平衡；设计流程 a b s t r a c t p u r i n gb e a u t i f u ls u b s i s t e a c e ，w a t e r s c a p ei si n t r o d u c e di n t om o r d e nr e s i d e n t i a l d i s t r i c ti nm a n yc i t i e s p e r f e c tw a t e r s c a p en o to n l yn e e d sd e s i g n e dw e l li ni a n d s a c p e s p e c i a l i t y ，b u ta l s od e s i g n e dw e l li no t h e rs p e c i l i t i e s ，s u c h a sw a t e rs u p p l ya n dw a t e r q u a l i t yd e s i g n t h i sp a p e rw a sp r o b e di n t ot h es u s t a i n a b l i t yo fw a t e r s c a p ei nu r b a nr e s i d e n t i a l d i s t r i c t a n dt h ef a c t o r so nw a t e rs u p p l ya n dw a t e rq u a l i t yi nw a t e r s c a p ew e r e a n a l y z e d 。a sar e s u l t d e s i g n e ra p p l i c a t i o no nw a t e rs u p p l ya n dw a t e rq u a l i t yw a s p r e s e n t e d ，a s w e l la ss o m et e c h n i c a lm e a s u r e sa n dt h e i re c o n o m i c s a tt h ee n do ft h i s p a p e r , s u s t a i n a b l ew a t e r s c a p ep l a n f l o ww a sp u tf o r w a r dt og u i d ew a t e r s c a p e d e v e l o p e r sa n dd e s i g n e r si np r o j e c t s w a t e r s c a p e si nt i a n j i na n dh a n g z h o uw c i e m a d ea se x a m p l e st oe x p l a i nh o wt ow o r ki nt h ep r e l i m i n a r yp r o j e c t k e y w o r d s ：w a t e r s c a p e ；s u s t a i n a b l e ；w a t e rb a l a n c e ；w a t e rq u a l i t y ；e c o - b a l a n c e ； p l a nf l o w u 一 北京建筑工程学院 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导 下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的 内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的 作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本 人承担。 学位论文作者签名：氍寺静 日期：妒7 年，月日 北京建筑t 程学院硕。 ：学位论文1 绪论 第一章绪论 自古以来，世界上的高尚住宅几乎无不依水而建，中国更有择水而居的悠 久传统。数千年人类的居住史表明，依山傍水的住宅是很多人向往的终极居住 方式，“小桥、流水、人家”的生活图景，不仅深深影响着历朝历代的中国人， 也是地球上人类共同的家居岁“。 水是生态环境中最具动感、最活跃的因素，将水体、绿色植物、雕塑小品 融入居住空间环境设计之中，往往给人以回归自然的感觉；居住环境中适当的 水景构造能起到丰富空间和调节小气候的作用，增强居住的舒适感；而大面积水 域还能吸收空气中的尘埃，起到净化空气的作用，对居民的健康大有裨益。大水 体还可提供划船、游泳、垂钓、漂游、冲浪等多种娱乐活动。水量充沛时还可 用于灌溉花草树木。水的种种好处愈来愈引起人们的重视，于是傍水而居、亲 近自然的水景住宅日益受到各界人士的普遍关注和喜爱，并逐渐成为人们追求 高品质健康生活、创造美好社区居住环境的发展趋势。住宅小区的水景造型千 姿百态，但也存在一些问题值得探讨，比如水景水质的维护、水源的选择等， 这与水景能不能在住宅小区中发展下去关系重大。 1 1 水景住宅建设的兴起与发展现状 1 1 1 住宅水景的兴起与发展 2 0 世纪以前，水景艺术主要集中于城市广场、繁华路口、宫庭官邸、公共 建筑、园林景区；从2 0 世纪开始，水景普及延伸到人们生活、起居的环境之中， 所谓“水景住宅”应运而生；到2 0 世纪9 0 年代，水景住宅流行予欧美各国， 傍水而居、亲近自然成为欧美人们追求的一种生活模式。亚洲的现代水景住宅 起源于新加坡、台湾。水景住宅在中国大陆最早兴起于广州，之后蔓延到深圳、 上海、北京等地。到2 0 0 2 年初，其他各省市也兴起水景风，到现今为止，水景 已基本主导我国住宅景观建设的发展。 住宅水景的发展可大体分以下三阶段： ( 1 ) 初级阶段 在住区最初引入水景时，主要是作为绿地点缀。水景规模较小，通常只作 为强调局部环境的观赏效应或场所氛围，如小型喷泉、小水池、层叠形小瀑布、 水溪等，只是一个微型景观，设计出发点在于为丰富住区园林绿地的内涵，从 心理上满足居民。这种应用手法在早期住区园林中应用较广，皆表现为人工的 北京建筑t 程学院硕i ：学位论文1 绪论 造型。 ( 2 ) 中级阶段 随着住区的进一步发展，住区的档次和内涵逐步上升。建筑覆盖率相对较 低，而绿地率则越来越大，且绿地较为集中，水景的可造内容较为广泛。小河、 小湖、人造滩涂等水景景观逐渐出现在都市住区园林绿地中。这种手法在9 0 年 代至2 0 0 0 年初应用较广，所造成的影响最大。 ( 3 ) 高级阶段 住区园林发展到高级阶段，升华到借用城市河、湖自然水景景观的园林借 景设计手法。设计出于考虑人们对大自然的喜爱和为进一步加强水景效果，开 发利用已有江河湖川两岸得天独厚自然资源，成为住区园林发展的一个重要途 径。这种手法在近期住区园林中应用较广，表面看来水景更具原野风味，气势 更庞大，减少人造水景景观的投入。但其对原有河湖水系的生态系统破坏较大。 1 1 2 住宅水景的发展前景 中国房地产业协会秘书长顾云昌认为，“水景风”不会稍纵即逝，因为“健 康住宅是房地产项目的一种终极形式。国际上的豪宅无不择水而建，中国 自古也有择水而居的传统，此外水景还满足了人们亲近自然和对健康的追求， 水景的生态效益和给人心灵带来的共鸣和愉悦也是不言而喻的。” 正是由于水景符合了人们提高生活质量的需求，是应时而生，因此短时问 内中国住宅水景还会一直发展下去。现今住宅水景的发展趋势还是异常火热。 在水源稀缺的北京，随着政府对城市中心区昆玉河、长河、南护城河至高 碑店湖等水系的改造，环绕着花园式风景观赏河道及各处大小湖泊也出现了一 些“水景住宅”。据统计，北京目前8 0 0 多个住宅楼盘里，“水景住宅”大约占了 5 6 ，有4 0 个亲水楼盘，另有5 0 个沾水楼盘，不同程度地有水流过或将自 然水引入小区的人工水景中。水岸楼盘的价格均比同地段的“旱地楼盘”高出 5 1 0 ，同楼盘中面向水景的户型比看不到水景的相同户型每平方米平均要高 出4 0 0 元至1 5 0 0 元，尽管如此多数借景成功的楼盘几乎都获得了上佳业绩。碧 水庄园、银湖别墅等1 0 0 0 万余元的湖景别墅均在短期内被抢购一空。有业内人 士预计，随着北京市对已经规划的1 0 4 0 平方公里水域里四条主要市区河道( 通 北京建筑t 程学院硕卜学位论文1 绪论 惠河、温榆河、清河及坝河和凉水河1 和3 7 条支沟以及湖泊的治理，几年内， 将会有约2 4 5 平方公里面积得到清、畅、绿的改变，相应地，“水景住宅”行情 会看好【2 】。 在上海，一项调查显示：高达7 5 6 的受访者认为“水景能提高居住品质”， 8 7 的受访者认为“水景是高尚住宅的必备条件之一”，4 3 6 的受访者表示，如 果遇到景观和朝向不能兼得的情况，会先考虑景观因素【3 l 。如今上海越来越多 的住宅项目是“开湖建房”，城区天然河道经过整治水环境面貌也大变，一大批 临水住宅、水边住宅、水景住宅在上海各个方位的广大区域内纷纷出现。据上 海市水务局的一项专题调查，上海“依水傍湖”的住宅价格比其周边房价平均要 高出1 0 至1 5 。不少开发商不惜在规划图上“拉掉”几幢大楼，也要在小区人 工开挖出一处至少几千平方米以上的水景湖泊和池塘；因为房价往往“因水而 兴”。徐汇区盛大花园在小区内人工开挖的水面面积达到1 万平方米，其房价就 要比同一地段其它房产的价格每平方米高出5 0 0 至6 0 0 元，且销势旺盛【4 】。 1 2 常见的国内外住宅水景观类型及特点 住宅水景按水景位置可分为外围式和内置式。外围式是住宅小区凭借周边 地理条件，依水而建，借水景为己用；内置式是小区利用内部地形洼地，开挖 一个景观水体。 按景观营造方式分有：简单小型的喷泉水景、蜿蜒曲折的小溪水道、大面 积的景观湖体。水景规模不一，小到几平米的旱喷水景，大到十几公顷的人工 湖。 按水的状态可分为静态水和动态水两类1 5 1 。静态水，不流动且平静，能客 观地、形象地反映周围的景物，如倒影，由此来增强园林水景的美感及景观效 果，如方形、长形或是圆形的池塘，水面开阔的人工湖，弯曲绕流的河道等。 动态水，指流动的水，包括河流、溪流、喷泉、瀑布，如喷泉，涌泉、溪流、 瀑布。 按水景建设结构来分，有硬化型、防自然型以及两者的混合型。 1 2 1 硬化型 硬化水景的水体采用大理石、卵石、混凝土等铺装材料处理，也有塑料薄 北京建筑t 程学院顾k 学位论文 1 绪论 膜铺设制成的水池膜具。这种做法常用于小水景，如喷泉水池等，以水流、雕 塑、壁画、奇石等造景，也有卵石铺砌水池底，无水时也自成景观；水景中植 物、动物等生命物质很少。 如图1 - 1 、1 - 2 是由卵石铺砌的池底、池壁，这种池底防渗效果好，冬季放 空水体后也有一定的景观效果；但由于这种系统水体自净能力不强，水中极易 繁殖藻类，在卵石上附着；进入水体的灰尘、泥沙等沉积在水底，破坏了水景 的景观效果，因此物业管理人员需要定期排空水体清洗池底、池壁。 图1 - 1图i 2 1 2 2 仿自然型( 生态型) 这类水景仿造自然界天然水景如河流、湖泊、小溪等建设，植物、动物丰 富，生态系统健全。水体为软底做法，两侧有植被护坡。水体与周边大环境特 别是底部环境相结合，形成统一的大生态环境。 图l - 3图l 一4 如图1 - 3 ，1 - 4 所示，这类水景水体自净能力强，不易发生水华，但需要对 加强水生植物的管理。 1 2 3 混合型 混合型水景是将自然水景与硬化型水景相结合，有的在池体硬化做法的基 北京建筑工程学院硕i ：学位论文1 绪论 础上，铺砌种植土，植入水生植物，营造自然生态的感观效果；有的水体一侧 湖泊为硬化做法，一侧为自然植被护坡形式。 这类水景本身是与周边的大生态环境隔绝的，但自身营造了一个小的生态 环境，如设计良好，也能维持较好水质。 图1 5图l - 1 3 住宅水景发展面临的问题 1 3 1 现状不乐观 目前全国各地的房地产开发商纷纷在可能的条件下建设城市住宅小区水景 观项目，以改善小区环境并吸引购房者。尽管小区规划模型里优美的水景足以 吸引购房者的垂爱，但水景观建设的投资大、景观用水的紧缺和水价的不断上 涨，以及建成后常常出现的水质问题投诉及其运行维护投入都给开发商和物业 管理者带来了很大的困扰。很多小区的物业部门难以承担其正常运行的费用投 入，只有逢年过节时才能让业主一睹水景芳容，平时池体空置。也正因如此， 一些小区虽然定位在中高档层次，也了解人们对水景的渴望，但仍不敢建设水 景，这种现象在北方尤为普遍l 酣。 1 3 2 水源短缺 水景是以水造景，水资源的短缺已经使水景成为城市奢侈品，特别是在缺 水城市。 中国是世界水资源大国，水资源总量居第四位，但人均水资源量很少。来 自水利部的统计数字，我国人均水资源拥有量只有2 2 0 0 立方米，仅为世界平均水 北京建筑t 程学院硕 ：学位论文1 绪论 平的四分之一，目i j 全国三分之u - - - 的大中城市面临缺水；与此同时，地下水资源遭 到过度开采，全国地下水降落面积己达到1 5 万平方公驯7 l 。按照联合国国际标 准，人均水资源少于1 0 0 0 立方米，则为缺水地区，人均水资源少于5 0 0 立方米 为水资源危机地区，而北京人均水资源只有3 0 0 立方米。 目前北京为节约自来水的使用，在自2 0 0 5 年5 月1 同起实施的北京市节 约用水办法中规定，住宅小区景观环境用水应当使用雨水或者再生水，不得 使用自来水。其他城市也制定与此类似的规定。同时部分城市的地下水也严禁 开采，不能使用。有的小区靠近河流或湖泊等，但由于全国地表水水质情况也 不容乐观，因此，即使可借用地表水造景，也存在需要先处理后再使用的问题。 总的来说，住宅水景的水源受到了很大限制，水景面临着水源短缺或水源 水质恶劣的局势。无水源何以造景? 住宅水景需要在设计之初就解决好水源问 题，避免水景建成后因水源短缺或水源经济成本高而难以运行下去。 1 3 2 环境污染 环境污染导致水环境的水质恶化，我国南方城市虽然水资源总量丰富，但 因水质恶化而处于缺水状况，即“水质型”缺水。这种缺水形势同样制约了水 景的发展。另外，随着环境污染的日益加重，大气、雨水中一些污染物质进入 到水景中，也容易造成水景污染，特别是初期雨水；详见第五章数据分析。 由于这些污染因素存在，水景如不采取水质保障措施，则水质难以保障。 现在众多水体常因水质恶化、发生水华而不得不定期清洗水池、换水或是停止 运行。如前所述，水景水源本身已存在危机，因此牺牲水量来保障水质的做法 在今后难以实行，水景需要在设计之初也考虑好水质保障的问题。 随着人们对生活质量的要求越来越高，住宅水景在景观形式上可能还面临 着更多的问题，但从水专业角度来看，不解决水景的水量保障与水质保障问题， 水景难以运行下去。水景目前存在的具体问题以及根源详见第二章调研总结。 i a 论文研究方向 人们对高品质生活的追求促使水景走进现代住宅小区，水景要实现其景观 功能不仅需要精美的景观设计，还需要合理的水质保障方案、水量保障方案等 其他专业设计的配合。在水资源短缺的现状下发展水景，非传统水源的利用对 北京建筑t 程学院颅l ：学位论文1 绪论 水景有重要意义。而水景的水质问题涉及到生态、环境等多方面因素，需要统 筹考虑各因素之间的关系，以及水质与水量的关系。只有解决水景的水量与水 质问题，保障水景的运行，才能实现其景观功能。本课题旨在总结分析目自 水 景存在主要问题，分析问题根源；根据存在问题探讨水景可持续性内涵，寻求 科学的设计方法，保障水景水量、水质；争取在水景设计之初便解除掉运行的 后顾之忧，保障水景持续的运行下去，实现其景观功能。 北京建筑工程学院硕i ：学位论文2 住宅小区水景舰调研总结 第二章住宅小区水景观调研总结 为掌握目前住宅水景的设计资料与运行情况，特对住宅小区水景进行调研。 调研分两大块，一是针对水面面积大于1 0 0 0 平方米的大水景，一是针对水面面 积小于1 0 0 0 平方米的小水景。以下分别进行总结分析。 2 1 大水景调研 2 0 0 5 年6 月至2 0 0 5 年8 月，对某房地产公司在北京、天津、上海、南昌、 成都、深圳等六个城市里十二个住宅小区的水景观进行了调研工作。调研通过实 地考察、跟物业管理人员座谈、索取相关资料等办法收集各方面资料。 2 1 1 各水景资料总结 各小区水景情况如表2 1 所示，表2 2 为各小区水景存在的主要问题。 表2 1 各小区水景基本信息 编 小区面水面面平均水 湖底防水体结 自来水消 水质维 号 小区积积深 渗构 耗 ( h a )( m 2 ) ( m )( 曲年) 护 加药、换 l 北京1 9 89 2 1 20 4 是硬化 1 6 水 2 北京2 2 5 1 60 4 是硬化 6 0 换水 3北京31 1 2 00 4是硬化换水 4天津12 7 12 8 5 0 1 5 是生态 7 0 0 0 0湿地 4 0 0 0 ( 换 换水、 5天津23 3 77 1 8 6o 6是硬化挣化设 水) 备 天津31 0 82 0 【o 8否生态3 5 0 0自净 7上海11 5 63 2 5 01 2 是生态 3 0 0 0白净 8上海23 06 0 0 01 5 是生态枷0 0自净 9上海32 29 3 0 8否 生态 6 0 0 0 0 自净 自净 1 0深圳12 6 81 0 0 0 0l 是硬化1 8 咖 湿地 l l成都13 2 6 73 2 0 o 7是硬化 2 4 0 砂滤罐 部分生 1 2南昌1 2 2 35 5 00 8是￥2 0 元循环 态 北京建筑t 程学院顾i ：学位论文 2 住宅小区水景脱调研总结 表2 - 2 各小区水景主要存在的问题 编 小区主要问题设计缺点设计亮点 号 院落闻浅水池设计( 可改 l北京1水生植物少 造为利h j 犀面雨水造景) 水质易恶化，需换水清绿地坡向水体( 易于雨水 2 北京2 水生植物少 洗，定期补水，耗水量大收集) 永生植物少 3 北京3 池体结构过于硬化 小区雨水全部入湖；湖体 浊度较大，雨水污染朱得 容量较大，水质能持续保 4 天津1 水生植物少 到控制障；人工湿地循环处理景 观水 水质易恶化，需换水清硬化水体面积太大 5天津2 洗，定期补水，耗水量大水深浅 植物的收割引起淤泥上 水体调蓄空间受木 天津3水生植物系统丰富 浮桥限制 7上海1 0上海2 阳台洗衣水直接排入水 水生植物系统良好 体、补水水源水质差 9 上海3 施：i ：期间的水- 十流失，天人：1 湿地循环处理景观 1 0深圳1未能利用实地条件 然水源未能利用 水 水质易恶化需换水清洗，水深较浅、水生植 n成都1 定期补水，耗水鼙犬物较少、池底硬化 青苔及污染物影响水质 1 2 南昌1水生植物少 感观 调研的1 2 处水景中，7 处为硬化型水景，5 处为生态软底水景，有的硬化水 景中也注重了生态系统的营造。 其中北方城市几处住宅水景以硬化型为主，仅天津两个小区在有原河道造景 可借用的情况下建设了生态软底水景。硬化水景的水体采用大理石、卵石、混凝 土等铺装材料处理，不栽种植物，如北京、天津等地的小区水环境。水景追求水 面效果，水深小，一般0 4 - 0 6 m 左右。水景冬季不运行，水体放空，因此水池 设计中考虑了无水时水道的景观效果。 南方城市水景以生态型为主，注重植物系统的水质净化作用。特别是上海三 个小区，水生植物茂盛，水体生态系统健全，水质保障较好。 南昌、深圳、成都小区中的水景以硬化结构为基础，同时注意水生态系统的 营建，属于混合型水景。如南昌小区的水景一面为硬化堤岸做法，一面为仿自然 北京建筑t 程学院钡l ：学位论文2 住宅小区水景舰调研总结 的生态堤岸做法。 2 1 2 水景观情况总结与分析 ( 1 ) 水景水质情况分析 目前各小区水景水质基本能维持景观效果，除天津2 号小区水环境曾出现严 重的水华现象外，其他各小区均采取一定措施维持景观水质。调研小区维护水质 主要采用加化学药剂、湿地处理、水处理设备、水流循环、曝气等方法，当水质 恶化时也采取换水清洗水池的方法。 根据调研，水生植物丰富的生态水景能较长时间地维持水质，如天津3 号小 区、上海三个小区等。这类水体堤岸及水面种植较多水生植物，水体生态系统健 全，因此水体自净能力强，水质不易恶化，一般不需要换水。植物较少的硬化水 景水体自净能力弱，藻类繁殖快，水质容易变绿，需要水体清洗工作，平均2 0 天左右换水清洗一次。在硬化水景中，植物区要比无植物区的水质好，如天津2 号小区的水景，植物区水的颜色较无植物区轻，水绵较少。 外源污染也是影响水景水质的一个重要方面。如上海三个小区都存在住户阳 台上洗衣机排水直接进入水体，增加了水体的污染负荷；再者是使用附近地表水 的补水水源水质差，未加以预处理，影响了整个水景的水质情况。北京2 号小区 水景周边的绿地坡向水体，雨水径流不经截污直将绿地上的泥沙冲入水体，破坏 了水景的景观效果，增加了清理维护的负担。 ( 2 ) 水量情况分析 水景水源有自来水、中水、地表水、地下水以及雨水等。水景的水量损失主 要有渗漏、蒸发，尤其在北方地区降雨量少，水景的蒸发量约是降雨量的3 倍左 右，水量损失严重；一些软底水景也存在渗漏损失；因此水景需要定期补水。当 水景水质恶化情况严重时，为保障水景效果，小区一般采用更换新鲜的清洁水的 做法，如北京的几个小区等，因此部分水景也要有换水的水量供应。 据调研，小区硬化水景的补水、换水水源多为自来水，其中天津2 号小区水 景部分引用了卫津河水，日常补水、换水也多用自来水；生态水景多是利用以往 河道改造的，其水源多借用附近河水，但不足时仍取用自来水补水。 调研的小区中有6 处设置了中水处理系统，但除了天津1 号小区水景外，其 他处的中水未能成为小区水景的补水水源。 北京建筑t 程学院硕卜学位论文2 住宅小区水景观调研总结 上海三个生态水景采用了附近地表水补水，但补水水源的水质较差，影响了 整个水景的水质保障。因此为满足水景要求，补水水源应进行预处理后在排入。 生态水景一般可汇集水景周边约两倍于水面面积的区域的雨水，天津1 号小 区汇集了整个小区雨水入湖，充分利用了雨水资源。 ( 3 ) 雨水利用与防洪排涝情况分析 一般小区没有考虑雨水的收集利用，雨水通过管网外排，水景没有作为小区 的蓄洪设施。硬化水景池深较浅，没有调蓄洪水的空问。一些生态水景由于防自 然的堤岸，一般可以收集周边约两倍于水面区域的雨水径流，在天津1 号小区可 汇集整个小区的雨水，多余的雨水溢流排放。 ( 4 ) 水体生态建设情况分析 调研小区内有六处水景为硬化做法，水质难以长期保障，一般以盆栽的形式 植物水生植物，但硬化水景一般追求水面效果，植物数量不多。另外几处水景， 仿自然河道、湖泊的做法，大量种植了水生植物，如天津3 号小区，由于水生植 物的对水质影响，使水质能有较好的维持。因此仿自然的生态型水景比硬化水景 更有利于水质的维护，但需要对水生植物管理得当。在天津3 号小区水景中，植 物生长茂盛，但收割时容易引起水体底部淤泥的上浮，影响水质。 2 2 小型水景调研 2 0 0 6 年4 月，对某房地产公司在北京、上海、武汉、沈阳，深圳等1 4 个城 市里4 2 个住宅小区的2 2 5 个小水景进行了调研工作，通过制定调研资料表格， 下发到各小区物业管理公司，由物业公司提交反馈表的形式收集资料。以下是对 各小区反馈资料的总结。 2 2 1 小型水景基本资料 各小区的小型水景以喷泉形式为主，其次是硬化水池，生态水景很少，只有 几处。水景的规模一般在几平米至几百平米，水深较浅，基本在0 1 5 0 6 米范 围内。水景一般不植入水生植物，外源污染较少，但水景水质很难长期维持，需 要定期换水清洗。水景水体结构多为硬化做法，使用混凝土防渗的水体较多，但 渗漏较为严重。水景的补水及换水水源基本均为自来水，年耗水量较大。喷泉类 型的水景电耗较多。小区雨水资源没有得到利用，中水资源也没有进入水体。 2 2 2 小型水景存在的主要问题 北京建筑t 程学院硕十学位论文2 住宅小区水景脱调研总结 ( 1 ) 耗水成本大 基本上所有小水景都是由自来水维持水量，由于蒸发、渗漏等造成的水量损 失，以及由于水质恶化所必须的清沈水池换水，都由自来水供应。因此水景的耗 水量较大，各地自来水价格不等，但耗水成本均成为各地水景的主要负担。 ( 2 ) 渗漏损失大 调研结果反映，多数为混凝土结构的水景存在较严重的渗漏问题，水池结构 不均匀沉降，部分小区因为水景渗漏严重而无法维持水景的运行。 ( 3 ) 水质难以持续保障 由于水景多数为硬化结构、水体自净能力很差，部分小区以加化学药剂的方 式维持水质，但效果反映并不好。目前小型水景的水质维护过分依赖于换水，部 分采用了化学药剂的处理，总体而言处理措施过于单调，因此可考虑人工小型湿 地、砂滤池等处理措施，合理地与水景匹配。 ( 4 ) 安全问题 调研水景中反映出物业对水景水深的安全性以及部分电路安全性的担忧，以 及部分水景中的水泵设备等极易损坏，也为水景的运行造成困难。 2 3 水景主要问题根源分析 根据对水景的调研分析，可探讨水景在设计上存在一些共性的问题，分析如 下。 2 3 1 设计本身缺乏科学的统筹规划 水景观设计多是先在总体规划设计中进行景观效果的设计，而后再由不同的 设计单位配合给水排水设计、土建设计、水质保障设计等，这样的分割设计缺乏 统筹考虑，使水景观的功能、造价都受到影响。例如水体缺乏水质水量的保障措 施，很多项目是在水景观建成后出现水质恶化时再配置水处理设备，而没有在设 计的同时考虑有效的水质保障措施和建立良好的水生态系统来增强水体的自净 能力。 2 3 2 水体规模过大 水体规模过大是水景观建设的一大问题。特别是在北方大部分缺水地区，水 北京建筑t 程学院硕i 与位论文 2 住宅小区水景观调研总结 资源紧缺，蒸发量大，如北京地区年蒸发量约1 8 0 0 m m ，而年降雨量却不到 6 0 0 m m 。庞大的水面虽然景观气势较好，但水体的蒸发损失量过大，水费昂贵， 导致补水成本很高。水体的庞大也使水质保障难度加大，不论是水的循环还是水 体清理或换水，运行费用和工作负荷都很高。 2 3 3 水体结构不合理 硬化的水体结构是小区水景观普遍采用的形式。为追求人工水景效果或贪图 设计简单，很多水体采用了大理石等铺装面料铺装池底与池壁，水体生态系统不 能在不受人为干扰情况下，依靠系统内的生物进化和生物物理活动过程来维护整 个生态群落的正常结构和功能状态嘲，致使水体自净能力弱，水质难以保障，从 而导致了水清无鱼+ 藻类爆发啼水质恶化高成本处理或补换清水的 景观水恶性循环运行。据调查，一些水深较浅的硬化水体隔1 0 天左右就需要清 洗一次，夏季高温时换水的频率可能更快，这给物业管理带来很大困难。 2 3 4 缺乏科学的开源节流 小区水景观的供水设计多采用自来水，造成水景观运行费用高，而且一旦自 来水使用受限，景观水体便成为无源之水。这是由于水景设计思路固守成规，不 计成本地采取技术成熟、操作简单自来水水源方案，缺乏对其他方案进行深入细 致的考虑；再者建设者或设计者对再生水、雨水等其他非传统水资源的利用技术 和水质存有疑惑或缺乏掌握，不愿尝试使用。 2 3 5 水景水质保障措施不力 一般水景小区的卫生环境很好，但由于水体生态系统的脆弱，水景水质仍难 以维持良好，配置传统的水处理设备是小区保障水质的惯用手段。这些混凝过滤 等水处理构筑物虽能改善水质，但投资较大，运行费用也高，因而只是问断运行， 大部分时自j 闲置。另外当水体存在大量的藻类时，容易堵塞滤料，处理效果有限。 因此，依靠水处理设备维护水质无论从作用效果还是投资角度看，都非最佳解决 方案，水景水质的维护需要采用综合性的保障措施。 2 4 调研总结 调研反应出各地住宅水景观存在水量消耗大、水质易恶化等问题的本质原因 北京建筑t 程学院硕i ：学位论文 2 住宅小区水景脱调研总结 在于水景设计之初没有完备的水量保障、水质保障方案，以至于出现水景因水量 或水质问题难以持续运行下去或是运行成本过高。因此有必要在水景设计时关注 对水体类型、规模及结构、水源及水质保障的考虑，对住宅水景进行科学设计、 全面规划，依据水资源循环、生态和可持续性的设计理念及相应的技术支持来保 证水景观的生态效果和可持续的稳定运行至关重要。根据国家提倡的“节水、节 能、节地”、建设环境友好型和节约型社会的发展战略，利用现代雨水利用技术、 径流污染控制技术和生态净化技术，指导水景设计，实现基本摆脱用自来水作水 源的局限、维持良好的水质和景观效果的目标，最终实现水景的持续运行。 北京建筑t 程学院硕i 。学位论文3 住宅小区水景残町持续性的探讨 第三章住宅小区水景观可持续性的探讨 3 1 “可持续性”的定义 可持续发展( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ) 是八十年代提出的一个新概念。1 9 8 7 年世界环境与发展委员会在我们共同的未来报告中第一次阐述了可持续发展 的概念，得到了国际社会的广泛共识，即：可持续发展是指既满足现代人的需求 又不损害后代人满足需求的能力。 此后其他国家与组织、个人也从各领域、各方面阐述了“可持续发展”或“可 持续性”，从各角度诠释了。可持续性”的内涵，举例如下： 确保现在对资源和环境的利用不会危及后代人们利用它们的前景的发展，可 持续的经济发展，如果它在经济上和环境上是可持续的，就不需要对现在的自然 资源储备或是任何融合人类、物质与自然的特殊设施加以保存，同样的，也不必 对经济的增长加以人为的限制。 加拿大国家环境和经济任务报告 以这样的一种方式对我们的资源进行管理，那就是既能满足我们的经济、社 会、文化和美学方面的要求，又不会造成对我们所依赖的这个资源基础与生命支 持系统的永久的损害。 加拿大亚伯达环境保护战略委员会 一个联合两种行为的目标：1 资源的利用和开发，实际上所有的经济行为如 果不考虑全球或地域的环境能力的话，都将是自我限制的，很简单，它将不能长 期地维持下去；2 另一方面，从环境保护看是有所进步，但没有考虑到人的需求， 没有意识到经济发展的作用是来适应人的需求的。 s a d l e r b ，环境保护和资源开发：集中于今日 利用自然、人类、技术资源以确保当代和后代的所有人在健康、福利和经济 保障方面达到一个高的水平，也就是说，在塑造他们未来的同时，维护所有的生 物所依赖的这个生态系统的完整性。 c o n c 丸，剑桥市民论坛 长期的健康和活动文化的、经济的、环境的和社会的。 西雅图可持续指导 北京建筑t 程学院顾i ：学位论文3 住宅小区水景脱a f 持续性的探讨 考虑社会、生态系统或是任何这样正在运行的系统继续在无限的未来中运 行，而不是由于耗竭而趋于衰败资源是关键。 g i l m a nr 1 9 l 考虑以上论述，本文将城市住宅小区水景可持续性定义为： 水景在住宅小区的使用寿命期内正常运行，符合生态、环保、节能、节水 的要求，水景与小区自然环境，人文环境相和谐；满足对经济、文化、美学方 面的要求，不因水质恶化、水源短缺或经济投入高于景观效益而妨碍水景持续 正常运作；关键在于水资源的合理利用与管理。 可具体解释为：从住宅小区建成、业主入住开始，在小区的使用寿命期内， 水景正常运行，达到预期景观效果，保障景观功能，维护整个小区和谐的自然生 活环境；同时水景设计理念符合小区规划的生态、环保、节能、节水等发展策略， 与城市、国家乃至全球的发展理念相一致；设计方案充分吸收生态建设、资源优 化利用等技术措施，降低水景运行时的经济成本如耗电费用、清洁费用、补水或 换水清洗费用以及安全管理等各种开支；水景长期、健康的运行。水景实现可持 续性的关键在于水资源的合理利用及其管理，特别是非传统水资源的开发利用与 水质的保障。 3 2 水景可持续性的具体内涵 水景可持续性字面上可简单理解为水景在可预见的未来一段时问内持续运 行的能力，根据住宅小区设计使用寿命，水景运行时间一般不超过1 0 0 年。假设 其景观表现形式在百年内不曾被人们厌倦，那么水景能否持续运行的关键就在于 水景能否与自然环境和谐相处、能否有足够的运行资金来源。这就需要水景运行 后不会对周边环境产生污染物质，不会破坏小区环境的优美性；水景运行所需资 金费用能在小区住户人均消费水平的承受能力之内；归于水景自身，就需要水景 保持良好的水质，有充分的水量来源。 如果水景没有良好的水质条件，水景的景观效果便不能实现，严重时会挥发 出恶臭气味，污染小区环境，甚至威胁到小区居民的健康。如果水景没有充分的 水量来源，水景因蒸发、渗漏等水量损失就会日趋干涸。而要改善水景的水质条 件、增加水景水量就需要资金投入。因此水量与水质保障是水景观运行的两个关 北京建筑丁程学院硕，f 学位论文3 住宅小区水景舰町持续性的探讨 键内容。 目前对于水景水质恶化问题，较大规模水景在运行时考虑了后备处理预案， 一旦水质恶化，就开启水质处理措施，如混凝沉淀、湿地处理等。而对于小水景， 一般采用初期加药控制，后期换水的形式，如水景水质难以维持，便将原水景水 摊走，清洗水景池后重现注入新水。 水量问题主要集中在北方水景以及部分南方小水景，北方地区蒸发量远大于 降雨量，因此水景每年蒸发损失较大，需要及时补充新水；而南方小水景一般对 水质保障措施考虑不周，一旦水质恶化，便采取换水的方式，因此对水量也有要 求。由于水资源短缺危机越来越严重，目i ；i 许多城市政府部分已规定：严禁使用 自来水用于水景，如北京、杭州等。同时国家建设部住宅区建设对我国生态住区 的水环境系统有如下要求：要考虑水质和水量两个问题。在室外系统中要设立杂 排水、雨水等处理后重复利用的中水系统、雨水收集利用系统等；用于水景工程 的景观用水系统要进行专门设计并将其纳入中水系统一并考虑i 埘。 因此要保障水景运行可持续性，必须在水景设计之初就合理制定水量、水质 保障措施，在设计之初就为水景的经济运行统筹考虑，才能最终保障水景建成后 能实现可持续性运行。 3 3 水景观可持续性的意义 北京大学景观设计中心主任俞孔颦教授认为，制约北京“水景住宅”开发有几 大不利因素：蒸发量大、降水量不足、地下渗漏非常厉害、污染严重且水源极其 不足。由于北京面临着严峻的水资源问题，做水景要特别谨慎。如果设计没有前 瞻性，盲目追求设计水景以迎合市场的需求，最后将骑虎难下，物业管理费将难 以支持，最终形成烂摊子，留下一条臭水沟或枯池。他认为，人造水景也不应采 用生硬的硬质坡岸。水景不是摆样子的，它必须是生态的、环保的、节水的，符 合可持续发展战略，同时尊重人的生活方式和休闲方式的。并不是有水了，就可 称之为“水景”1 1 l l 。 北京水景住宅存在的问题在其他地方也有很类似的表现，而水景住宅本身又 是现今市场所需，因此研究水景的可持续性问题，是解决市场需求与发展条件限 制之间矛盾的有力途径，符合当前市场和城市可持续发展的需要。 北京建筑t 程学院硕l 学位论文3 住宅小区水景观町持续惟的探i i 可持续性是一个全球的、各领域的发展方向，现在“生念住宅小区”、“绿色 建筑”等都与“可持续性”有着相似的理论渊源，都是对事物良性发展的一种理 念，水景作为住宅小区的一部分、作为绿色建筑的附属物，也需要有合理的发展 理念和合理的技术措施来指导其设计、运行，以符合整个小区的发展目标。 以下论文将从水景的水量可持续保障、水质可持续保障方面分别探讨水景设 计问题，最终保障水景的可持续运行，最后结合实际工程编制可持续水景的设计 流程，并结合实际案例，分析水景初步设计应解决的问题。 北京建筑t 程学院颂i ：学位论文4 住宅小区水景脱水量保障町持续性的研究 第四章住宅小区水景观水量保障可持续性的研究 4 1 水量保障可持续性机理 水景水量的保障可持续性是要使水景有足够的水量维持水景的运行。水景 在建成初期一次性投入运行水量之后，由于蒸发、渗漏等各种损失，致使水景 水量逐渐减少，需要补充附加水量来能维持水景的正常运行。撇开水景水质问 题，单从水量方面考虑，水景可持续运行基本原则就是运用相关理论与技术低 成本的保障水景的输入水量与损失水量之差在景观效果能承受的范围之内，两 者间的水量差不影响水景的运行。用下式简略的表达为： ie i n 一0 u ti 为水景实现景观效果所能承受的水量变化范围。在水景运行中水景水位 可在一定范围内变化而不影响其景观功能，水位变化范围中的水量可视为水景 水量变化范围。目前小区水景可充分考虑雨水、中水等非传统水源的利用，优 化小区水资源利用，降低水景的水源保障成本。 4 2 住宅小区水景可用的水源分析与规划 水源是小区水景面临的首要问题，特别是在全国水资源短缺、自来水作为 景观水补水日益受限的形式下，水景水源需要考虑其他水资源的利用。就目前 而言，仅个别小区有天然水资源如地下水、地表水可供使用，而中水、雨水是 每个小区都存在的潜在资源，在水景观充分利用中水或雨水是解决水景水源问 题的主要出路。中水、雨水回用于景观水的研究在国内外也已日趋成熟。 4 2 1 中水回用技术 “中水”，即介于“上水”( 供水管道提供的给水) 和“下水”( 由排水管道 排出的污水) 之间的一切可利用的水。世界上对中水的回用十分重视，如美国 城市中水回用量每年达9 亿m 3 ，巴西的圣保罗市在利用城市中水灌溉公园等， 此外俄罗斯、英国及中东国家的中水回用技术也相继发展，日本更是有专门设 立的中水管道【1 2 l 。在我国，1 9 9 0 年“污水净化与资源化技术研究”列入了“八 五”国家科技攻关计划，现在建筑中水回用的研究与实践也迅速发展，小区中 北京建筑t 程学院硕十学位论空4 住宅小区水景现水量保障町持续件的研究 水系统应用已经比较成熟，目前很多城市己对小区建设中水系统作出硬性规定。 小区中水回用于冲厕在高档住宅小区面临着居住用户数量不稳定，水源难 以保障，中水储存在卫生器具时间长易变质等潜在问题，因此难以大规模推行； 目i i 中水主要回用于喷洒道路、绿化灌溉。 建设者和水景观设计者完全可以考虑取用中水作为景观补充水水源。中水 作为景观水水源的制约问题之一是氮、磷含量高1 1 3 1 ，对水体水质构成威胁，对 此，可采取必要的处理措旌解决，如在有条件的情况下可结合景观水体设计， 利用湿地系统对中水作进一步的处理后补充景观水体，现在这种做法已有一些 成功的应用实例。考虑到中水的制备需要一定的经济投入，可在小区雨水资源 有限或利用不便时作为水景的补充水源。 4 2 2 雨水利用技术 雨水利用是一种古老的技术，数千年前就被人们采用，并一直在缺水国家 和地区广泛应用。目前国外很多国家在雨水利用上都形成了较完善的体系，如 德国、日本、美国等，雨水利用的方式主要是构造城市水景观与人工水面、灌 溉绿地、补给地下水等【1 4 】。我国的雨水利用起步较晚，但目前在很多缺水城市 也逐渐推广开来。北京市政府6 6 号令( 2 0 0 0 年1 2 月1 日) 中也明确要求开展 市区雨水利用工程，目前已进入示范与实践阶段【1 5 l 。 城市小区尤其是新建小区内，地面多以混凝土与绿地为主，屋面以混凝土 与瓦屋面为主，环境条件好，因此小区雨水水质明显好于市政雨水。据统计小 区雨水中浊度在3 0 n t u 以下，s s 在3 0 0 m g t , 左右，c o d 在6 0 m g l 左右，因 此，其水质只要稍加处理便可回用于景观。小区硬化面积的扩大使得小区雨水 径流量增大，如任其排入市政管线，不仅浪费了可用的水资源，而且增加了市 政管网的行洪压力。因此，收集利用雨水对于小区水景既有质的保证也有量的 利益。 雨水利用技术与景观的结合在一些发达国家已得到较广泛的应用，近年来 在北京等城市也已有了越来越多的应用并日趋成熟1 1 6 1 ，雨水收集与净化措施的 研究与工程实例表明，小区雨水作为景观水水源具有很大的可行性1 1 7 1 。 在我国，雨水回用于水景观已经有不少成功案例。如武汉某住宅小区一期 工程用地约8 3 h m 2 ，绿化面积3 3 5 h m 2 , 景观水面o 5 h m 2 , 平均水深l m ，可储蓄水 北京建筑t 程学院硕i j 学位论史4 住宅小区水景观水量保障町持续件的研究 量5 0 0 0 m 3 。该小区年平均汇集阿水径流量8 0 0 1 2 m 3 ，按重现期一年计算，产生约 1 s m 3 s 的雨水径流量。采用收集雨水用于景观补水后，经计算分析每年可利用 8 0 0 1 2 m 3 7 0 = 5 6 0 0 8 m 3 的雨水，亦即每年可节约自来水5 6 0 0 8 m a ，折合当地水费 7 2 8 万元l 埔1 。又如北京东方太阳城住宅小区一期工程，利用小区2 9 h a 总面积汇 流雨水给3 8 h a 人工湖补水，每年补入雨水量可达8 7 万m 3 ，而人工湖自身蒸 发量为4 5 6 万m 3 ，补入的雨水量不仅补偿了蒸发损失，而且还有余量可供回用。 其二、三期工程在更大的范围内收集利用雨水，利用雨水量也成倍增加，同时， 由于采用植被浅沟技术收集雨水还有效地节省了管道系统的费用，解决了水涝 问题并改善了小区的生态环境。 4 2 3 绿色生态住宅小区与水环境规划 小区内存在一个独立于外界的水环境，主要构成有自来水、污水、中水、 雨水、景观水。这几种形式的水之间存在着一定的关系，如果能统筹好它们之 问的关系，便可以提高用水效率。节约水资源、降低小区的用水成本，这对于 水景观的运行与推广有重要意义。 绿色生态小区是人们在生态科学及人类住区的可持续发展的研究上提出 的，它强调对资源的再利用、再节约、再循环，尽可能的节约能源的消耗。在 当前水成为最宝贵的地球资源，因此，统筹规划好小区水环境对于满足生态化 及可持