園林植物景觀在海綿城市建設中的運用研究

許琳

（太原植物園，山西太原 030000）

0 引言

我國城市的現(xiàn)代化發(fā)展對生態(tài)環(huán)境帶來了沉重負荷，在這一背景下，以“海綿城市”為代表的綠色發(fā)展理念逐漸成為當前城市建設的主流趨勢。其中園林植物景觀是海綿城市系統(tǒng)的重要組成部分，不僅能夠提高資源回收效率，同時還能夠起到理想的生態(tài)凈化功能。因此相關部門需要對此形成足夠重視，確保能夠?qū)@林植物景觀的生態(tài)效益完整發(fā)揮出來。并進一步促進人與自然的和諧發(fā)展。

1 工程概況

該項目為山西省某市臨河公園，規(guī)劃面積為1060hm2，投資金額高達14.9 億元。項目整體布局走勢為由東向西，總長度11.2km，寬為0.95km，預計建成后能夠增加城市綠地覆蓋面積336hm2，增加濕地水面積408hm2。主要建設目標包括河道治理，濕地生態(tài)修復，同時為城市居民提供休閑游玩去處，因此能夠有效提高城市生活品位，并對區(qū)域生態(tài)建設起到巨大的促進作用。

該項目在建設過程中主要遵循“優(yōu)化-治理-保護-可持續(xù)”的發(fā)展路線，對該區(qū)域周邊的綠地系統(tǒng)、水文系統(tǒng)以及居民生活空間進行協(xié)同規(guī)劃。確保該園林設施能夠成為對雨水資源自動消納的綠色過渡空間，從而有效踐行海綿城市理念。為此該項目在進行園林植物景觀規(guī)劃的過程中，重點集中在了“雨洪資源化設計”與“生態(tài)治理”兩個層面。

2 雨洪資源化設計

2.1 雨水收集

該項目綠地面積占園區(qū)總面積的83.4%，是實現(xiàn)雨水資源化回收的關鍵途徑。為此工作人員在進行園林景觀規(guī)劃的過程中，重點在于加強園區(qū)內(nèi)部各綠地單元之間連接，借助屋面裝置、雨水花園以及植草溝等植物景觀，形成滯留雨洪、削弱洪峰、輔助滲透的作用，進而高效將雨水資源引入土壤或蓄水池當中。具體包括以下措施。

（1）屋面裝置。該項目在進行園林屋面裝置建設的過程中，主要集中在“綠屋頂”與“藍屋頂”兩個方面。

其中，“綠屋頂”即指屋面綠化，通過對建筑露臺、屋頂、天臺自己外墻面進行綠化施工，從而起到雨水截停集蓄的目的。“綠屋頂”結(jié)構(gòu)主要包括植被層、過濾層、蓄排水層三大系統(tǒng)，其中蓄排水系統(tǒng)采用排水板進行施工，吸水率達40%左右。屋面結(jié)構(gòu)保持15°傾斜，板材下層設有2～3cm 排水空間，能夠有效避免屋面溢流問題。同時板材設有蓄水孔結(jié)構(gòu)，能夠自動保留一部分雨水，并在高溫環(huán)境下通過蒸發(fā)來向植被層輸送水分；植被層則主要以山西省鄉(xiāng)土草本植物為主，同時夾雜一部分低矮灌木。確保植物能夠有效適應生長環(huán)境，同時起到理想的美化造景功能。此外該項目屋頂綠化覆土厚度為100mm，以確保能夠滿足大部分植物的根莖生長條件，同時保證屋面植物群落的多樣性。“藍屋頂”為屋面水景體系，直接通過在屋頂設置集雨裝置的形式，來進一步加強雨水集蓄效果，并借助排水管路將雨水統(tǒng)一回收到蓄水池當中等待后續(xù)利用[1]。

（2）雨水花園?！坝晁▓@”是將實用性與觀賞性結(jié)合在一起的植物景觀設施，其不僅能夠起到匯集雨水效果，同時還能夠通過利用自身生態(tài)功能來對雨水進行初步凈化，是海綿城市系統(tǒng)中的關鍵設施。該項目雨水花園共分為種植土層、蓄水層、填料層、覆蓋層與排水層5 個部分，其中種植土層厚度為25cm，采用原土與營養(yǎng)土按照10☆1 的比例進行拌和，供給植物日常生長養(yǎng)分；蓄水層位于結(jié)構(gòu)最外層，厚度為15cm，主要功能是對雨水徑流起到截停效果；填料層厚度為30cm，采用沸石、粉煤灰陶粒按照1☆1 比例混合，能夠吸附雨水雜質(zhì)，起到去污效果；覆蓋層則主要是防止雨水侵蝕土壤，同時為微生物創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境；最后排水層能夠?qū)⒊鲇晁休d力的水源排出，使用礫石作為填料，厚度控制在30cm 作用，其中設置管徑為10cm 的排水管，其表面設有2mm 泄水孔。

該項目在施工過程中為追求美觀，在雨水花園系統(tǒng)中增設了一處20m2的前置池。其主要功能在于營造跌水效果，同時有效分擔雨水徑流對花園主體部分帶來的進水負荷，從而進一步提高景觀價值與生態(tài)效益。

（3）植草溝。植草溝是海綿城市的地表溝渠排水系統(tǒng)，負責功能是負責將集散在園區(qū)各地的雨洪資源進行統(tǒng)一回收，排放至集水池中進行統(tǒng)一利用。植草溝同時兼具植物截留與土壤滲濾效果，在運行過程中不僅能夠提高雨水回收效率，同時還能夠起到一定的凈化作用，具有較為理想的生態(tài)效益。該項目在建設過程中采用了干植草溝方案，其優(yōu)點在于能夠有效避免蚊蟲滋生，能夠提高游園人群的舒適程度。然而干植草溝在建設過程中需要避免雨水徑流速度超過0.8m/s，因此需要對其結(jié)構(gòu)以及性進行合理設計，以確保能夠發(fā)揮出景觀的完整價值[2]。

施工人員在進行植草溝設計的過程中，根據(jù)園區(qū)地形特點將植草溝寬度設置在500～1500mm，縱坡坡度控制在4%以內(nèi)，最大深度為450mm。同時為了進一步降低雨水流速，將其結(jié)構(gòu)設置為梯形，保持兩側(cè)邊坡坡度比為1☆3，溝渠底部設有消能臺坎裝置用于限流。溝渠進/出水口高度為50mm，在經(jīng)過設計之后分別在兩端采用流量計監(jiān)測的形式，依次按照5min、10min、15min、30min 間隔進行雨水徑流采樣，結(jié)合數(shù)據(jù)檢測結(jié)果來計算其徑流總量削減率Rv，經(jīng)測試該植草溝設施對雨水徑流總量削減率為23.3%～100%，符合設施使用要求。雨水徑流總量削減率計算公式如式（1）所示。

式中：Rv——徑流總量削減率；Vin——進流總量；Vout——出流總量。

2.2 促滲措施

該項目采取的促滲措施為通過人工改造的方式來調(diào)整地表材質(zhì)，使雨水流經(jīng)路徑的孔隙率以及不平整程度得到優(yōu)化，從也有效引導雨水滲透至土壤當中。這一過程中為了保證對雨水資源利用率得到提高，需要通過改變地形層次的方式來延長雨水徑流路徑，從而雨水能夠在土壤中保留更長時間。為此工作人員在施工過程中首先參照了常規(guī)景觀植物的種植方案，隨后以根據(jù)其根系扎根程度來展開了土壤重構(gòu)工作[3]。景觀栽植方案對土壤的具體要求如表1 所示。

表1 景觀栽植方案對土壤的具體要求

根據(jù)園區(qū)植物對于土壤吸水力、緊實度、持水力等方面的要求，該項目工作人員確定土壤重構(gòu)方案如表2所示。同時對于部分需要延長雨水滲透距離的特殊地形，采用設置滲水性砂池的方式來提高土壤保水能力，進而有效提高土壤的促滲能力。

表2 海綿城市土壤重構(gòu)方案

2.3 人工濕地

在完成雨洪資源的集蓄回收之后，工作人員需要將引入人工濕地結(jié)構(gòu)中，通過打造多樣性生物群落的方式，來有效對雨水進行凈化處理，同時對沿線河道與生態(tài)起到修復作用，并進一步提高園林的觀賞價值。該項目在進行人工濕地建設的過程中，主要引入了淺灘、坑塘等地貌元素，同時打造多層次的水生植物體系，根據(jù)不同區(qū)域的水深范圍來合理進行植物配置[4]。人工濕地植物群落配置如表3 所示。

表3 人工濕地植物群落配置

3 生態(tài)治理功能

3.1 自凈措施

該項目所在區(qū)域為臨河地帶，河道沿程擁有多個排口，水面寬度在10m 左右。由于周邊存在家畜飼養(yǎng)、廢水以及生活污水排放問題，因此導致河道呈現(xiàn)重度污染特征。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查顯示部分水透明度僅為0.1m，有明顯的臭味存在，且水體呈現(xiàn)灰白色。同時河底淤泥厚度高達0.6m，超過80%區(qū)域具有底泥上翻情況，內(nèi)源污染現(xiàn)象極為嚴重。因此在項目實施過程中需要重點恢復該區(qū)域河道的自凈功能，通過增加植物種群多樣性、開展食物鏈調(diào)控等一系列工作手段，來有效進行河道治理，并將其整體納入園林海綿城市系統(tǒng)當中。

主要措施為在沿程主要幾個排口地帶設置人工濕地，并在濕地周邊設置植草匯水明溝、集雨緩坡、雨水滯留區(qū)等相關設施，通過打造其內(nèi)部植物群落的方式來提高水質(zhì)凈化功能，并將其與園區(qū)海綿城市系統(tǒng)聯(lián)系在一起[5]。主要植物配置方案如表4 所示。

在增加植物群落的基礎上，在河道共計45000m2區(qū)域內(nèi)，投入浮游動物1500L，其余濾食性魚類、蝦類、螺類、肉食性魚類、蚌類共2000kg。以此創(chuàng)造該河道中的閉環(huán)食物鏈結(jié)構(gòu)，使其中的藻類、水生植物、水生動物以及微生物種群能夠共同營造出多樣性的生物群落，從而有效起到改善水質(zhì)的作用。

3.2 生態(tài)修復

在恢復區(qū)域生態(tài)自凈功能的基礎上，該項目進一步打造了人工浮島設施，采用人工干預的手段來加強生態(tài)修復功能，從而有效提高園林項目的生態(tài)效益。人工浮島采用太陽能功能原理，浮島床體采用了PP、PVC、聚苯乙烯等幾種人工材料進行搭建。上部設施為人造假山結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設有多處用于種植槽。種植槽底部為100～200mm 后的火山石墊層，材料粒徑為5～10mm，其中種有香蒲、菖蒲、美人蕉、再力花、風車草等觀賞性較強的凈化植物。浮島中心位置為纖維束好氧填料區(qū)，中央設有曝氣系統(tǒng)連接太陽能蓄電池裝置[6]。

設備運行過程中，可以通過自動曝氧的方式來帶動水體流動，同時這一過程中產(chǎn)生的大量氧氣氣泡能夠為基體上的微生物菌群提供良好生長環(huán)境，使其能夠有效將水體中的有機物、氨氮分解為CO2和硝態(tài)氮，從而實現(xiàn)水體凈化功能。該設施在投入使用之后不僅起到了良好的造景作用，同時也有效對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境起到了修復作用。在設施連續(xù)運營2 個月之后，經(jīng)檢查該河道的總磷量0.21mg/L，水體溶氧量為3.47mg/L，總氮量1.39mg/L，氨氮含量1.44mg/L，且設備平均耗電量僅為0.21kW·h/m3，水處理成本為0.28 元/m3。

4 結(jié)語

綜上所述，本文基于園林植物景觀建設視角，討論了海綿城市的整體構(gòu)建方案。強調(diào)相關人員需要正確認知園林綠地系統(tǒng)對于海綿城市的重要意義，并采取合理的工作手段來對其進行優(yōu)化，以此有效提高城市生態(tài)建設水平。