本文轉自：怡境設計 已獲授權
導言
怡境10月4日，美國風景園林師協會專業獎（ASLA Professional Awards）公佈了2021年獲獎名單。GVL怡境國際設計集團的《低成本-高效能：運用低影響開發設施構建偏遠地區生態汙水處理系統》（Low-cost and High-efficiency： Use Low-Impact Development Facilities to Build an Ecological Sewage Treatment System for Remote Areas）奪得研究類（Research Category）榮譽獎（Honor Award）。
怡境設計21年來重視生態建設，對海綿技術有持續的研究，並一直在專案中探尋著技術與景觀的結合。獲獎課題是GVL怡境國際設計集團研究中心設計總監閭邱傑帶領團隊對廣東省清遠飛來峽水利試驗基地內一箇中心湖區改造成果。該專案不僅運用了海綿技術，同時與景觀改造達到很好的結合，
更重要的意義在於，它為那些地理位置偏遠和資金缺乏地區的生活汙水排放問題提供了一種“低成本，高效能”的解決方案。
本篇專題，我們邀請到閭邱傑團隊為本欄獨家撰稿，為大家解讀飛來峽海綿公園技術。
跟主創設計師閭邱傑一起認識飛來峽海綿公園
研究背景
飛來峽海綿公園是廣東省水利試驗基地（以下簡稱“基地”）內一箇中心湖區的改造專案，它的地理位置處於城市基礎設施較為薄弱的區域，周邊沒有汙水處理廠。
那麼，基地的科研人員和管理人員的生活汙水只能採用簡單的二級化糞池處理後直接排入中心湖，導致中心湖水質逐年惡化。改造前湖水的水質為劣五類，水生態系統遭受破壞，周邊的人居環境也相對糟糕。
因此基地亟需開發廉價、便捷的汙水處理技術，解決基地的日常廢汙水排放問題，並對心湖的生態環境進行修復，恢復心湖的水質和生態系統。
同時，使用者對提升園區的人居環境和生態環境抱有極大的期待，兼顧雨、汙水處理功能和景觀功能，打造宜人、宜居、宜水的多功能生態公園，實現低維護、低成本運營。
▲嚴峻的生活汙水排放形勢
▲生活汙水的組成
▲生活汙水帶來的危害
▲地理位置偏遠和資金缺乏導致基地的生活汙水排放問題一直無法得到妥善解決
▲總平面圖與建成後的衛星圖
▲從設計到實施，專案已經建成三年，水質逐漸提升，植被和環境逐步恢復，為園區的工作人員提供了舒適的辦公環境
猜想與研究
基於此背景，我們與華南理工大學聯合組成課題研究小組，不同於以往傳統的工程專案是以經驗視角開展設計，我們是以科研視角為切入點，提出以
“低維護成本，高運轉效率”
的景觀策略取代成本高昂的傳統工程的設想，並將其拆解為以下2個子問題進行了探討：
（1）景觀策略中所包含的處理汙水的低影響開發設施手段有哪些？這些低影響開發設施手段能否同時作用於雨水帶來的地表水汙染，以及生活汙水的處理？
（2）如何在低成本的制約下，有效地組合不同型別的低影響開發設施（包括型別、各類的佔比）使其發揮最優的淨化效果，達到“低成本，高效能”的目的？
基於上述問題，我們提出了三個研究計劃：
1。將LID設施、植物和基質作為構建低成本高效生態汙水處理系統的三大核心要素。
2。從淨化效率、建設和維護成本三個維度選擇最佳系統組合模式。
3。除汙水處理外，還應從審美價值、教育價值、社會價值等多個維度構建可持續的生態景觀系統。
▲LID設施、土壤和基質的選擇與組合方式是解決問題的關鍵
我們與汙水處理專家、植物學專家以及水利工程專家建立合作，透過田野調查、適應性建模（SWMM）、正交試驗等研究方法，從建造成本、維護成本、基質與植物對汙水的淨化能力等方面，定量分析並比對不同低影響開發設施組合的成本和效能，最終獲得了最佳的低影響開發設施的組合方式與配比，即當潛流溼地、表流溼地、溼塘、生態浮床4種低影響開發設施分別佔比4。76%，15。87%，71。43%以及7。94%的時候，對於該基地而言，汙水處理策略具有最優的效能。
▲研究過程：植物的篩選與生長狀況跟蹤
▲研究過程：基質的篩選與跟蹤
▲研究過程：透過SWMM模擬分析潛流溼地、表流溼地、溼塘、生態浮床對汙染物處理效率，疊加分析每個設施的建設與維護成本，所能作用的規模，以及使用壽命。
▲研究過程：根據正交試驗法則，將四個低影響開發設施作為組合因子，模擬出9種組合方式，在SWMM平臺中分別模擬徑流控制率，TSS和TP的去除率，併疊加建造及維護成本的計算，最終確定低成本高效能的最優組合方式。
▲研究結果：潛流溼地、表流溼地、溼塘、生態浮床4種低影響開發設施分別佔比4。76%，15。87%，71。43%以及7。94%的時候，對於該基地而言，汙水處理策略具有最優的效能。
▲建成後的基地景觀更加趨於原生態，除了必要的維護，幾乎不需要人為介入，這正符合我們對該場地的預期效果。
設計策略
基於以上研究結果，我們首先在場地中設計了兩個系統，分別是汙水管理系統和雨水管理系統。
這兩個系統是相輔相成的耦合關係，雨水可以進入汙水系統中參與水質的淨化，汙水處理後則可以作為補充水源進入雨水管理系統中，由二者共同作用，構建健康的生態系統。
▲建成後的全貌
為了最大化地發揮低影響開發設施在場地中的作用，我們在現有研究結果的基礎上，針對基地所具有的特質，提出了2個創新性的設計策略：
1。針對場地高差大的問題，將潛流溼地的設計結合場地高程進行改造，將潛流溼地改造為臺地形式，一方面消化基地內8米的高差，另一方面最大限度地擴大水體面積，使得溼地的去汙效能與景觀展示功能都發揮到最優。
▲臺地形式的人工溼地水處理流動路徑
▲表流溼地承接來自潛流溼地的雨水和汙水尾水進行二次淨化
2。創新性地改變填料在潛流溼地中傳統的橫向佈局方式，採用豎向佈局，增加潛流溼地與汙水的接觸面積，提升淨化效率。
▲創新的填料佈局方式提升汙水淨化效率
研究與設計落地
為了提升基地內的人居環境，增加舒適的休閒娛樂體驗，我們還在園區內做了許多景觀化和藝術化的改造和設計，其中包括：
▲生態碎石渠內的碎石取自本地採石場，形成的景觀效果與本地的水文風貌相互呼應
▲利用建築廢棄材料製成的透水鋪裝補充吸納兩側綠地產生的雨水徑流
▲外部雨水排水口的生態化設計
▲親水棧橋與溼地相互呼應，帶來舒適的遊覽體驗
▲溼地內淨化的雨水經過低堰步道跌入溼塘中
▲生態浮床
▲雨水花園
▲科普走廊：設計師根據海綿系統規劃園區內的動線，完整地向社會人士、校園學生、專業同行展示了從收集傳輸到儲存淨化的雨水管理全過程，具有極佳的教育意義。
▲由多種鄉土植物組合配置形成的景觀花鏡
結語
飛來峽海綿公園以250/㎡的建造成本，解決了該場地的汙水處理問題，相比傳統的工程手段節省了近40%成本。同時將原本生態惡劣的汙水塘及其周圍環境，改變成集休憩、觀賞、生態功能為一體的辦公休閒綠地，實現了以“低成本-高效能”的景觀策略解決偏遠地區汙水處理的問題。
鑑於此，該專案已作為水生態技術示範區被推廣，獲得了社會各界的參觀與關注，具有科普、教育的作用，幫助提升公眾的生態意識。更重要的是，本項研究從分析方法到技術手段，都具有極高的可複製性，能夠為世界各地遭受生活汙水困擾的地區貢獻具有普適性的解決路徑，從而改善經濟落後的偏遠地區的生存環境。
合作機構
海綿城市：華南理工大學建築學院風景園林系
水生態技術：廣東省水利水電科學研究院
施工單位：廣州市華慧園林工程有限公司