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试论园林植物在海绵城市建设中的担当

作者: 余莹,秦华 时间:2016-5-17 阅读次数:3868

随着社会经济的快速发展,城镇化建设的步伐也越来越快,城市与生态坏境出现了不协调发展的趋势。我国许多城市出现了洪涝灾害频发与水资源短缺这两种极端的现象,遇水即涝,逢干则旱,城市对排水工程的要求越来越高,此时正需要一个系统性的方案来解决城市的水问题。“海绵城市”的提出正是立足于这一背景,建设海绵城市不仅对水资源的充分利用有着重要的意义,同时也保护了生态坏境,促进了生态文明城市的建设。海绵城市是一个城市自然排水雨洪管理系统,园林植物景观能够在实现海绵城市功能的同时又发挥了其美学价值,在海绵城市的建设中起着举足轻重的作用。

1/海绵城市建设概述

1.1 海绵城市的提出与概念

中央在2013年城镇化工作会议中强调“解决城市缺水问题,必须顺应自然。比如,在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多的利用自然的力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。”海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,主要通过构建综合性“低影响开发雨水系统”来实现[1]。

1.2 海绵城市的建设

海绵城市建设是一项系统性的工作,在建设过程中,要以城市规划为出发点,将海绵城市的理念融入到城市各个层级的规划建设中。以突出生态文明为准则,强调人工措施与自然途径相结合,打破传统以排水为主的雨水管理措施,减少径流系数,在保证城市排水防洪的前提下将水资源收集、渗透和净化,在需要的时候释放出来为城市所利用[2]。

1.3 海绵城市建设的途径

海绵城市建设的途径主要有两个方面。第一,保护和修护城市现有的生态系统。增强对城市现有水资源的保护和循环利用,对已经受到破坏的生态系统采取绿色生态的技术措施进行修护和恢复,特别是对一些能够涵养水源的生态系统,比如湿地、河流、湖泊、林地、草地等。第二,低影响开发技术的应用。低影响开发是解决城市洪涝问题、建设海绵城市的重要理念和技术体系,在城市建设过程中,运用各种手段维持场地开发前后的水文特性,增加透水面积,减轻径流污染、径流总量对生态系统造成的不利影响[3]。

2/园林植物与海绵城市建设的关系

2.1 园林植物在海绵城市建设中起着至关重要的作用

园林植物在海绵城市建设中起着至关重要的作用,海绵城市强调自然途径与人工措施相结合,植物景观是自然途径中最为高效和集约的途径。海绵城市建设中城市要像海绵一样吸蓄雨水,必定需要“海绵体”作为载体。林地、草地、湖泊、湿地等园林绿地则是自然的海绵体,能够大量的涵养水源,维持城市生态平衡,而园林绿地的建设离不开植物景观的营造。海绵城市建设中有五大基本要素:坡度、土壤、地下水、给排水设施和植物,其中作为核心要素的植物能够收纳净化雨水,是解决雨水污染和水体存储循环的关键一环,利用植物搭配营造出具有美学价值的景观,在实现功能需求的同时又构建了一个和谐美观的城市环境。

2.2 海绵城市建设推动园林植物景观的发展

海绵城市的快速发展给园林行业的发展带来新的机遇,在海绵城市建设的背景之下,植物景观营造和植物种类的选择上有了新的评价标准,更加重视对植物的生长环境、径流净化效果、景观效果等的研究[4]。因此,海绵城市建设将会在国家一系列政策的驱动下促进园林植物景观的快速发展。

3/园林植物在海绵城市建设中的作用

国家住房和城乡建设部于2014年10月编制印发了《海绵城市建设技术指南》,指导各地开展海绵城市建设工作,指南中提出地影响开发通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种生态化技术,实现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能。

园林植物的树冠能够截留雨水并积蓄一定量的雨水,缓冲雨水对地面的冲刷,林地上的大量落叶、枯枝以及苔藓和其他一些地被植物,它们能像海绵一样吸收大量的水分,这样便能减少地表径流,降低流速,增加渗入地中的水量。植物根系能够疏理土壤,改良土壤的物理性状,利用根系网络土体,从而减少泥沙流失量,对水土保持起到了很重要的作用。同时,植物根系有很好的净化功能,植物的代谢作用使进入坏境中的污染物质无害化,有些植物根系的分泌物能减少水体的含菌量,特别是某些水生植物对水体中的污染物有较好的吸收净化作用。例如芦苇和大米草对水中悬浮物、氯化物、有机氮、硫酸盐均有一定的净化能力;水葱能净化水中酚类;凤眼莲、浮萍、金鱼藻、黑藻等有吸收水中重金属的作用。除此之外,还可以利用植物进行“生物排水”,即利用植物根系吸水和蒸腾作用消耗地下水的排水措施。

由此可见,园林植物与“渗、滞、蓄、净、用、排”六个工程技术措施的联系密不可分,下面将从这六个方面分别论述园林植物发挥的作用。

3.1 园林植物的担当之“渗”

城市建设中大量采用硬质铺装,城市地下垫层过硬,不利于雨水的渗透,因此要利用透水性道路铺装,加强自然的渗透,通过绿色屋顶、渗透塘、雨水花园等自然途径进行雨水渗透(见图1)。

绿色屋顶包括植物、基质层、过滤层、排水层等多个结构[5],雨水首先落到植物上,再流到土壤中,经过地表和地下径流进入过滤层,再渗入排蓄水层汇入下水管道,在这过程中园林植物起到了延缓作用,延长了雨水汇集时间及峰值时间,利用绿色屋顶完成雨水的减排和净化,减轻了城市排水系统的压力。同时,植物也对屋顶表面起到了覆盖美化作用,丰富了城市的立体绿化景观。

渗透塘是一种用于雨水下渗补充地下水的洼地,具有一定的净化雨水和削减峰值流量的作用。在地面雨水渗透塘中应种植植物,帮助渗透塘渗透能力的恢复,美化渗透塘的景观效果,植物还可作为野生动物、昆虫的栖居地,有利于改善生态环境。

雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地,被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,或使之补给景观用水、厕所用水等城市用水。通过合理的植物景观配置,在于传统的草坪景观对比下,雨水花园植物景观能够给人以新的景观感与视觉感受。

3.2 园林植物的担当之“滞”

其主要作用是延缓短时间内形成的雨水径流量。例如,通过微地形调节,让雨水慢慢地汇集到一个地方,用时间换空间。通过“滞”,可以延缓形成径流的高峰。具体形式有:滞留塘、生态滞留区、下沉式绿地等(见图2)。

滞留塘可以大量的涵养水源,能有效地削减径流峰值。滞留塘需要种植一些耐湿的植物,若滞留塘较深,其护坡就需要种植低矮灌木形成绿篱,消除安全隐患。

生态滞留区根据位置的不同可分为生态滞留带、生态树池、生态滞留池等。在生态滞留区的水流入口应种植覆被型低矮禾本科类植物,以减弱水流对土壤的冲刷作用[6]。设计良好的生物滞区植物类型丰富、景观效果突出,可美化城市景观。

下沉式绿地能够实现绿地多功能化、就地消纳雨水径流、减少外排雨水量、雨水资源化利用、改善生态环境等多种目标。可以运用具有一定耐涝性的乡土植物,采用乔灌草相结合的多种群落结构,形成季相变化丰富的绿地景观。

3.3 园林植物的担当之“蓄”

“蓄”就是把雨水储蓄起来,调节时空分布,达到调蓄和错峰,为雨水利用创造条件。可以发挥自然水体蓄水、利用天然水系调蓄,把水景与雨水调蓄相结合。园林植物景观在自然水系结构中必不可缺,通过植物群落维持自然水系的生态系统平衡,保护生物多样性。也可人工打造水体景观进行雨水调蓄,利用园林植物进行水面点缀,强化视觉景观效果(见图3)。

 

3.4 园林植物的担当之“净”

通过土壤、植被、绿地系统、水体等,对水质产生净化作用,减少水面污染,改善城市水环境。在人工湿地和河岸生态滤池这两种自然净化途径中,园林植物都承担着最主要的作用(见图4)。

人工湿地净化利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水,是一种高效的径流污染控制设施,可有效削减污染物,并具有一定的径流总量和峰值流量控制效果。湿地景观必然少不了水生植物的种植,利用植被净化群落可以达到自然高效的净化效果。

3.5 园林植物的担当之“用”

通过土壤渗滤净化、人工湿地净化、生物处理多层净化之后的雨水要尽可能被循环利用,可以用来绿化灌溉、景观用水、日常生活等,更好的维持园林植物景观(见图5)。

3.6 园林植物的担当之“排”

构建安全的城市排水防涝体系,避免内涝等灾害,确保城市运行安全。通过旱溪、城市河道、植草沟等措施进行城市排水。植草沟是指种有植被的地表沟渠,用于收集、输送和排放径流雨水。在植草沟内种植一些根系发达的植物,有助于污染物的净化及加固土壤,防止水土流失,如结缕草类、狗牙根类、芒类等。还可以在植草沟边缘点缀一些开花植物,活泼植草沟景观(见图6)。

4/相关案例分析

4.1 德国柏林波茨坦广场

波茨坦广场水景设计蕴涵的理念为:雨水在降落之地即应被就地使用。该项目将植被净化群落融入到整个景观设计之中,用以过滤和循环流经街道和步道的水质、水体,而无任何化学净化制剂的使用,突出了园林植物景观在海绵城市建设中的净化作用。

4.2 清华大学胜因院雨水花园

胜因院是清华大学教师住宅群之一,始建于1946年。随着周围校园建设的地势抬高,这里成为低洼地带,每逢暴雨便导致严重内涝。为此,清华大学将城市雨洪管理和园林植物景观结合起来,对其环境进行了整治[7]。根据雨水花园土壤水分周期性变化的特点,以种植在水陆环境中长势均良好的植物,如黄菖蒲、千屈菜、花叶芦竹、狼尾草、鸢尾、细叶芒、蓝羊茅等,来强化雨水花园雨洪管理功能与景观效果。

4.3 深圳光明新区植草沟

光明新区是国内首个低影响开发雨水综合利用示范区[8]。其道路排水系统多为植草沟代替,这些植草沟有足够的空间滞留传输雨水。园林植物景观在光明新区植草沟中辅助了雨水管理的功能,并营造了良好的景观效果。

5/结语

园林植物是园林绿地的重要构成要素,它是吸蓄雨水的天然海绵体,在海绵城市建设中担当着非常重要的作用。通过园林植物涵养水源,净化雨水中的污染物,减缓地表径流,促进雨水的渗透与蒸腾,使水资源得以充分利用与循环,对城市的雨洪管理起着关键的作用;通过园林植物营造城市景观,在实现功能需求的同时又发挥了美学价值,有利于建设一个全面性、综合性、系统性的海绵城市。在海绵城市建设过程中,需要对园林植物景观设计方法、维护管理方式进行深入的探讨,更加充分的发挥园林植物的雨洪控制利用功能,提高城市园林景观设计水平,推动城市生态文明建设。

参考文献:

[1] 住房和城乡建设部援海绵城市建设技术指南——

 低影响开发雨水系统构建(试行)[S].

[2] 王国荣.海绵城市理论及其在城市规划中的实践  构想[J].山西建筑,2014:(12).

[3] 张洪立建设海绵城市理论及难点对策浅析[期刊  论文]-低温建筑技术 2015(6)

[4] 黄丽霞.海绵城市技术影响下的屋顶绿化植物配  置研究[J].南方农业,2015,9(28):13—16

[5] 黄金镝.屋顶花园设计[M].北京:中国林业出  版社,1992.

[6] 王思思.吴文洪低影响开发雨水设施的植物选择  与设计[J]-园林 2015(7)

[7] 刘海龙,张丹明,李金晨,颉赫男.景观水文与  历史场所的融合——清华大学胜因院景观环境改

 造设计[J].中国园林,2014(01)

[8] 胡爱兵,任心欣,俞绍武,丁年. 深圳市创建低  影响开发雨水综合利用示范区[J].中国给排   水,2010,26(20):69-72