基于海綿城市視角的生態(tài)雨水花園應(yīng)用研究

許銘宇+戴偉+胡振陽(yáng)+劉雯+陳平

摘 要：雨水花園是一種重要的綠地系統(tǒng)，具有雨水收集與處理、涵養(yǎng)地下水源和改善生態(tài)環(huán)境等生態(tài)功能，同時(shí)兼具構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低及景觀效果佳等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)建設(shè)海綿城市中廣泛應(yīng)用。以深圳前海前灣片區(qū)夢(mèng)海大道的雨水花園工程應(yīng)用為例，闡述雨水花園從前期地形塑造、土壤改良與構(gòu)造原理再到植物選擇與配置等構(gòu)建工藝，以期為雨水花園相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供思路。

關(guān)鍵詞：海綿城市；雨水花園；建造技術(shù)；景觀營(yíng)造

中圖分類(lèi)號(hào)：TU986.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.01.022

Abstract： As the important green space system， rain garden was the important way of collecting and treatment of the rainwater， conserving groundwater resource， bettering the ecological system. Together with its simple structure， low cost as well as the great landscape effect， rain garden was widely applied in the construction of sponge city. Through the example of Monghai Road Rain Garden of Qianhai Harbour in Shenzhen City， this paper discussed the rain garden from the terrain shaping， soil improvement and structure principle in the early time to the construction way including the plants choosing and deploying. It could provide the thoughts for the technological design and construction of rain garden.

Key words： sponge city； rain garden； construction technology； landscape construction

雨水花園作為海綿城市建設(shè)中的重要技術(shù)措施之一，有著特殊的生態(tài)使命。雨水花園這個(gè)理念最早是從美國(guó)的低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)、澳大利亞的水敏感性設(shè)計(jì)以及德國(guó)等歐洲國(guó)家的雨水管理技術(shù)等演替過(guò)來(lái)的，是一種在生態(tài)環(huán)保工程基礎(chǔ)上的城市雨水收集及生物滯留技術(shù)[1-2]。隨著“生態(tài)城市”、“美麗城市”等國(guó)家政策的出臺(tái)，這種有關(guān)雨水管理的新理念在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也逐漸普遍發(fā)展起來(lái)，廣泛用于城市雨水收集及削減洪峰流量等雨水處理系統(tǒng)[3-7]。

由于城市雨水花園在國(guó)內(nèi)的實(shí)踐工程出現(xiàn)的相對(duì)較晚，很多關(guān)于雨水花園的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建造技術(shù)還不是很完善[8]。雖然國(guó)外有許多成功的案例，但是不能生搬硬套國(guó)外的模式應(yīng)用到國(guó)內(nèi)，而應(yīng)該根據(jù)我國(guó)國(guó)情及建設(shè)地的環(huán)境而設(shè)計(jì)與施工，將科學(xué)的雨水管理與園林景觀效果有機(jī)結(jié)合起來(lái)。因此，筆者選取深圳前海前灣片區(qū)中夢(mèng)海大道雨水花園樣板工程作為應(yīng)用案例進(jìn)行研究，對(duì)其建造技術(shù)及景觀效果進(jìn)行分析，以期為雨水花園相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供思路。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于深圳前海片區(qū)，該地是深港合作以及推進(jìn)國(guó)際合作的核心區(qū)，開(kāi)發(fā)建設(shè)前海，是國(guó)家在深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)成立三十周年的歷史節(jié)點(diǎn)上所做出的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略決策。該地區(qū)屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨量豐沛，近5年年均降水量約1 552 mm。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案在改造提升原有景觀帶的同時(shí)，貫徹水資源循環(huán)利用意識(shí)，強(qiáng)調(diào)城市綠地對(duì)人居環(huán)境的生態(tài)改善作用，在夢(mèng)海大道綠廊等公園內(nèi)利用或改造原有地形，利用園林的骨架因勢(shì)誘導(dǎo)，將雨水匯入淺洼綠地中，對(duì)雨水進(jìn)行收集、處理和綜合利用。在這里，生態(tài)凈化群落融入到整個(gè)景觀設(shè)計(jì)之中，利用大量的當(dāng)?shù)厮参?，通過(guò)植物根系吸附、沙石和土壤的過(guò)濾以后，潔凈的雨水滲入地下；通過(guò)滲、蓄、滯、排，削減洪峰流量、減少雨水外排；運(yùn)用雨水花園中的植物設(shè)計(jì)對(duì)雨水進(jìn)行截流，凈化雨水，減少污染；利用徑流雨量涵養(yǎng)地下水源，提供園林綠化用水。經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)及妥善維護(hù)，不僅巧妙地解決了雨水排放和過(guò)濾的問(wèn)題，同時(shí)還改善了城市環(huán)境，為鳥(niǎo)類(lèi)、兩棲動(dòng)物等生物提供了食物和棲息地，營(yíng)建了良好的人居環(huán)境，為城市生活增色添彩。

2 地形塑造

在雨水花園建設(shè)的前期先要塑造地形，在此過(guò)程中應(yīng)遵循因地制宜，隨形就勢(shì)，充分利用原有地形稍加改造，形成凹形基坑，通過(guò)地形塑造實(shí)現(xiàn)城市花園的“海綿”式蓄水排水功能。在基坑坡度設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮水生植物種植，因?yàn)椴煌乃参飳?duì)水深有不同要求，水生植物有濕生、沼生、水生等多種。在基坑開(kāi)挖形態(tài)上，可以是規(guī)則式或近自然式，本工程設(shè)計(jì)的是近自然式的地形地貌，該方式便于通過(guò)地表徑流誘導(dǎo)園內(nèi)的徑流方向，利于雨水匯集，可為形成優(yōu)美園林景觀打好基礎(chǔ)，體現(xiàn)自然雨水花園之趣。

3 土壤改良與構(gòu)造原理

3.1 土壤改良

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及取樣化驗(yàn)分析，得出該片區(qū)綠地土壤基本上是砂壤土，屬微堿性濱海鹽土，土壤容重偏高（1.36～1.80 g·cm-3），非毛管孔隙度偏低（1.85%～8.56%），石礫含量（粒徑>2.0 mm的占25.60%～74.90%）較高。分析得出：前灣片區(qū)綠地土壤容重均偏大，超出綠化種植土壤<1.35 g·cm-3的要求；非毛管孔隙度有74.6%的結(jié)果小于綠化種植要求的5%，其余25.4%的結(jié)果亦均小于9%，未達(dá)到綠化種植5%～25%的要求。這說(shuō)明通氣透水性差，容重大，孔隙小，一定程度上不利于植物生長(zhǎng)。endprint

該片區(qū)土壤pH值偏高在5.65～8.91，有機(jī)質(zhì)在0.94～19.1 g·kg-1，土壤水解氮71.8%未達(dá)到綠化種植最低40 mg·kg-1的要求，其余28.2%在43.4～188 mg·kg-1之間，有機(jī)質(zhì)和水解氮含量低。

為了讓植物有一個(gè)健康的生長(zhǎng)環(huán)境，針對(duì)以上問(wèn)題該工程采取了土壤改良技術(shù)，改善土質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量水平，增施含氮、磷的有機(jī)肥。種植土改良方案為原土（m3）、雞糞（kg）、泥炭（kg）、蚯蚓（kg）之間按1∶4∶5∶3.5的比例混合，然后在雨水花園表層土改良中先挖60 cm厚原土外運(yùn)，回填60 cm厚改良土，作為植物種植基質(zhì)。

3.2 構(gòu)造原理

生態(tài)雨水花園自上往下依次設(shè)置有植物種植層、5 cm厚卵石或有機(jī)物覆蓋層、40～50 cm厚營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)層（腐殖土30%+表土30%+細(xì)沙40%）、15～20 cm厚中砂過(guò)濾層、30～40 cm厚第二透水土工布層礫石層、第一透水土工布層和素土層，各層的縫隙錯(cuò)落有致，有利于雨水流通。同時(shí)，采用具有過(guò)濾吸附能力的材料作為內(nèi)部填充材料，這對(duì)初期雨水具有很好的過(guò)濾作用。雨水花園設(shè)有格柵、溢流豎管及收集井，設(shè)置格柵可以防止顆粒較大的泥土或石?；旌显诜e水中流入溢流豎管內(nèi)，導(dǎo)致溢流豎管堵塞。而當(dāng)積水漫過(guò)溢流豎管頂端時(shí)，積水會(huì)順著溢流豎管流到接雨水管渠，匯聚到雨水收集井中，避免水資源溢流。如果長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有降雨，可通過(guò)雨水收集井內(nèi)的積水對(duì)綠化帶內(nèi)的植物進(jìn)行澆水，減少水資源成本的浪費(fèi)，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的充分利用。在雨水花園設(shè)計(jì)中置有景觀石，除了美化景觀效果外，也方便游覽者觀賞美景，當(dāng)觀察者站在景觀石上時(shí)，不會(huì)沾濕觀察者的衣鞋。圖1為雨水花園的構(gòu)造圖。

4 植物選擇與配置

4.1 植物選擇

針對(duì)該工程所處位置屬于濱海地區(qū)，因此需優(yōu)選具備耐鹽堿本土植物，并適當(dāng)搭配外來(lái)物種。首先，選用的植物要能適應(yīng)雨水花園的特殊環(huán)境，在降雨時(shí)，要有耐水淹的能力，植物根系不至于因長(zhǎng)期泡在水中而導(dǎo)致腐爛甚至死亡，而在干旱時(shí)，要有較強(qiáng)抗旱能力，避免因長(zhǎng)時(shí)間天氣干旱燥熱沒(méi)降雨導(dǎo)致植物枯萎而死。其次，應(yīng)選用根系較為發(fā)達(dá)、凈化能力強(qiáng)同時(shí)也適宜相互搭配的植物，盡可能以常綠植物為主，減少養(yǎng)護(hù)和管理成本[9-10]。種植的植物種類(lèi)，依據(jù)坡地的高處到低處的水池分布變化，反映的是基地土壤含水量從干到濕的變化過(guò)程。收集到的雨水經(jīng)過(guò)坡地上植物過(guò)濾帶的層層吸收、過(guò)濾和凈化，最終多余的雨水匯聚在雨水收集井中。該雨水花園樣板工程中，具體草本植物品種包括風(fēng)車(chē)草、細(xì)葉芒、鳶尾、水生美人蕉、千屈菜、花葉蘆竹、小兔子狼尾草等多種水陸兼生植物，依據(jù)選用植物的特性和水位高低因地制宜種植，所用木本植物包括有紅花玉蕊、紅繼木、南洋楹、柚子等。

4.2 植物配置

在進(jìn)行雨水花園植物配置時(shí)應(yīng)注重考慮植物在該環(huán)境中的生長(zhǎng)特性、生態(tài)效益及景觀視覺(jué)效果等[11]。在植物配置形式上，可以是規(guī)則式或近自然式等多種不同的布置技法。規(guī)則式植物景觀的配置技術(shù)要求高，需要人工長(zhǎng)期維護(hù)修剪等，顯然與低養(yǎng)護(hù)理念不符；近自然式的植物景觀配置則有利于節(jié)約成本，方便后期的養(yǎng)護(hù)管理，趣味性強(qiáng)，該模式更加有利于園林低養(yǎng)護(hù)理念的實(shí)現(xiàn)，仿造近自然天然林“海綿”式調(diào)洪濟(jì)枯結(jié)構(gòu)進(jìn)行植被重建（如喬灌草搭配），以真正實(shí)現(xiàn)“海綿”功能——雨季雨水不形成洪水、旱季水流不斷線或土壤中保持足夠植物生長(zhǎng)的水分。本工程主要以近自然式植物景觀配置為主，與駁岸的景石搭配成景，結(jié)合起伏的地形，通過(guò)景石等景觀小品的合理搭配，在花園周邊較高地帶適當(dāng)點(diǎn)綴紅花玉蕊、紅繼木、南洋楹、柚子等喬木，使用障景造景藝術(shù)手法營(yíng)造出自然質(zhì)樸、舒適宜人的城市園林游憩空間，達(dá)到自然景觀和城市環(huán)境的和諧，由此形成一幅既有生態(tài)氣息又兼具優(yōu)美景觀效果的畫(huà)卷，圖2為夢(mèng)海大道雨水花園實(shí)景圖。

5 結(jié) 論

深圳作為國(guó)家大都市，城市發(fā)展迅速，對(duì)于城市生態(tài)環(huán)境要求高。夢(mèng)海大道雨水花園樣板工程項(xiàng)目位于前海片區(qū)，是深港合作以及推進(jìn)國(guó)際合作的核心區(qū)。該項(xiàng)目以前海前灣片區(qū)夢(mèng)海大道雨水花園建設(shè)為契機(jī)，重新詮釋了對(duì)構(gòu)建“美麗城市”、“生態(tài)城市”、“低碳城市”等城市名片的新理念。將雨水花園的自然風(fēng)貌與濱海城市景觀相融合，構(gòu)建具有前海特色的生態(tài)雨水花園，可為深圳的城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力。

基于海綿城市視角建設(shè)的雨水花園生態(tài)效果和景觀效果俱佳，不僅能利用滯留該區(qū)域的雨水徑流，減少雨水外排，同時(shí)還創(chuàng)造了優(yōu)美的景觀環(huán)境空間，完美地將雨水進(jìn)行收集、凈化和回收利用。該雨水花園不僅對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境、提升城市品位和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用，還可給市民提供優(yōu)質(zhì)的生活游憩空間，這對(duì)實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展有重要的應(yīng)用價(jià)值及推廣意義。

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