生態(tài)植草溝在城市綠地中的應(yīng)用研究

葉潔華，許銘宇

（1.廣州市綠化公司，廣東 廣州 510070；2.廣州普邦園林股份有限公司，廣東 廣州 510600）

生態(tài)植草溝是一種通過種植植被且具有景觀價值的地表溝渠排水系統(tǒng)[1]，在海綿城市建設(shè)、低影響開發(fā)技術(shù)中扮演著重要角色[2-4]，被廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)降雨徑流所引起的面源污染控制[5-6]。因具有強大的下滲能力，同時可以收集、運輸雨水和補充地下水，起到削減徑流洪峰流量的作用。目前，國內(nèi)關(guān)于植草溝技術(shù)的研究還處于起步階段，對于其構(gòu)造技術(shù)鮮有報道?，F(xiàn)有植草溝技術(shù)的水力停留時間普遍偏短，凈化效果稍弱，而生態(tài)植草溝對控制和削減進入受納水體的徑流污染負荷，改善城市綠化生態(tài)環(huán)境和提升城市品位具有重要意義，基于此，本文研究主要針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種城市綠化生態(tài)植草溝技術(shù)，該城市綠化生態(tài)植草溝能凈化水體，有效控制和削減進入受納水體的徑流污染負荷，實現(xiàn)城市雨水循環(huán)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

1 主要設(shè)計構(gòu)造

生態(tài)植草溝，呈凹坑狀設(shè)置在園林景觀平臺（道路）一側(cè)，雨水或其他積水匯聚到生態(tài)植草溝中，通過植被層的生物凈化以及沙石層、種植土層、透水土工布層、礫石層的初過濾后，再經(jīng)過透水管和及其外壁的兩層透水土工布二次過濾后，回收到雨水收集井中的積水較為干凈澄澈，如果長時間沒有降雨，可通過雨水收集井內(nèi)的積水對綠化帶內(nèi)的植物進行澆水，減少水資源成本的浪費，有效實現(xiàn)對雨水的充分利用。以下通過四種不同的案例來分析植草溝的構(gòu)成要素。

1.1 生態(tài)植草溝構(gòu)造一

如圖1所示，該類生態(tài)植草溝從上至下依次包括植被層、沙石層、種植土層、透水土工布層、礫石層以及實土層，礫石層內(nèi)設(shè)有透水管，透水管的末端連接有雨水收集井，透水管7外壁覆蓋有兩層透水土工布。植被層內(nèi)可種植黑麥草、大油葉草與馬尼拉草等對環(huán)境適應(yīng)性強，且植株較矮，既能防沖刷起到固土作用，又不會對排水造成太大影響的植物。生態(tài)植草溝中的積水通過植被層、沙石層、種植土層、透水土工布層、礫石層初過濾后，再經(jīng)過透水管及其外壁的兩層透水土工布二次過濾，能有效過濾掉泥沙等雜質(zhì)，使得收集到雨水收集井內(nèi)的水干凈清澈，有利于城市雨水循環(huán)利用。

植被層的最低點與植被層兩側(cè)之間的高度差為h，h≥300mm，在本案例中，所述植被層的最低點與植被層兩側(cè)之間的高度差為本例的生態(tài)植草溝的溝深，且h為350mm。述沙石層的厚度為30～50mm，當沙石層的厚度大于50mm時，沙石層過厚，而植被層上的植物在種植初期根系較為短小，不利于植物汲取種植土層中的營養(yǎng)成分，容易造成植物生長緩慢甚至枯萎；當沙石層的厚度小于30mm時，沙石層過薄，積水容易沖刷掉沙石層上的沙石，導致積水不經(jīng)過初過濾直接到達種植土層，降低凈化效率；在本例中，沙石層的厚度為40mm，且沙石層的厚度可取30～50mm，在該數(shù)值范圍內(nèi)，沙石層既不會影響植物汲取養(yǎng)分，還有利于提高積水過濾效率和改善凈化效果。

種植土層的厚度為150～300mm，種植土層的滲水孔徑小，當種植土層的厚度大于300mm，積水通過所述種植土層所需的時間長，在暴雨迅猛時，容易出現(xiàn)溢溝，且植被層的植物根系長度通常為90～200mm，而種植土厚度過大，造成資源浪費；當種植土層的厚度小于150mm時，積水的過濾效果較差，且難以滿足植被層的植物生長需要，容易造成植物根系破壞透水土工布層；在本例中，種植土層的厚度為200mm，且種植土層的厚度可取150～300mm，在150～300mm的數(shù)值范圍內(nèi)，種植土層不僅能滿足植物的生長需求，還能提高積水過濾效率和改善凈化效果，完成資源的最大化利用。

礫石層內(nèi)填充有直徑為30～50mm的礫石，礫石層的厚度為150～250mm，礫石層具有強大的蓄水能力，可將多余的雨水暫時蓄積再緩慢釋放，當?shù)[石層的厚度大于250mm時，礫石層的厚度過大，在積水的浸透容易大幅度膨脹，影響生態(tài)植草溝的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；當?shù)[石層的厚度小于150mm時，礫石層的蓄水能力低，且種植土層容易擠壓透水管，影響積水的過濾、排放和收集；在例中，礫石層的厚度為200mm，且所述礫石層的厚度可為150～250mm，在150～250mm的數(shù)值范圍內(nèi)，礫石層的蓄水能力好，且不會影響生態(tài)植草溝的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

圖1 生態(tài)植草溝構(gòu)造一圖例

1.2 生態(tài)植草溝構(gòu)造二

如圖2所示，本生態(tài)植草溝構(gòu)造二與上述構(gòu)造一的區(qū)別點在于，植草溝的最外端與沙石層的最外端之間的距離為d，250mm≤d≤350mm，沙石層鋪設(shè)在所述植被層的最低點的下方，雨水匯聚在所述城市綠化生態(tài)植草溝時，積水和雜質(zhì)會順勢積聚在生態(tài)植草溝的至低點，在兩側(cè)的停留較少，因此，對生態(tài)植草溝對兩側(cè)的過濾凈化要求低，且種植土層可滿足凈化需求，為了保證資源的合理化利用，本例中，d為300mm，且沙石層的最外端與所述綠化生態(tài)植草溝的最外端之間的距離d可設(shè)置為250～350mm，在該數(shù)值范圍內(nèi)，既能節(jié)省沙石層的用料，減少成本投入，還不影響城市綠化生態(tài)植草溝的過濾凈化效果。

圖2 生態(tài)植草溝構(gòu)造二圖例

1.3 生態(tài)植草溝構(gòu)造三

如圖3所示，本植草溝構(gòu)造三與上述構(gòu)造二的區(qū)別點在于，透水土工布層與種植土層之間還設(shè)有干草層和填料層，干草層的厚度為30～60mm，填料層的厚度為20～70mm，填料層由陶粒、中砂和活性炭組成。干草層能阻擋泥土流失，可有效蓄積種植土層的水分，防止水分過分流失，可在種植土層干燥時再緩慢釋放水分，且干草層腐化時能添加種植土層的營養(yǎng)成分。干草層可設(shè)置在種植土層的內(nèi)部或底部，在本例中，干草層設(shè)置在種植土層的底部，厚度為40mm，且干草層的厚度可為30～60mm，在該數(shù)值范圍內(nèi)，干草層的蓄水能力好，且不會造成干草層腐化擠壓填料層；當干草層的厚度小于30mm時，蓄水能力較低，當干草層的厚度大于60mm時，干草層腐化容易積壓在填料層上，導致排水過濾效率低。填料層的作用為過濾吸附積水中的懸浮顆粒，以免懸浮顆粒依附在透水管7外壁影響排水，在本例中，填料層的厚度為40mm，且填料層9的厚度可為20～70mm，在20～70mm的數(shù)值范圍內(nèi)，填料層的過濾效果好，且滲透效率高。

圖3 生態(tài)植草溝構(gòu)造三圖例

1.4 生態(tài)植草溝構(gòu)造四

如圖4所示，本生態(tài)植草溝構(gòu)造四與上述的構(gòu)造三的區(qū)別點在于，透水管的兩側(cè)設(shè)置有生態(tài)透水磚，透水管的上方設(shè)有第二透水土工布層，所述第二透水土工布層的兩端連接在生態(tài)透水磚10上。透水管設(shè)置在礫石層的至低點，生態(tài)透水磚豎立在透水管的兩側(cè)，與第二透水土工布層形成透水管的蓄水空間，防止礫石層膨脹擠壓透水管，第二透水土工布層阻擋積水下流引起的沙石流對透水管的沖擊，保護透水管的同時改善凈化效果。

圖4 生態(tài)植草溝構(gòu)造四圖例

綜上所述，本生態(tài)植草溝技術(shù)經(jīng)濟、環(huán)保、滲透性強、過濾性好、生態(tài)效果和景觀效果俱佳，能有效控制和削減進入受納水體的徑流污染負荷，對城市雨水循環(huán)利用以及生態(tài)改善都大有裨益，對實現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的應(yīng)用價值。

2 植物選擇

生態(tài)植草溝通過植被的滯留、過濾、吸附和凈化等功能，可有效緩解地表徑流流量，去除徑流中的污染物質(zhì)，起到提升水質(zhì)的作用，因此對于生態(tài)植草溝的植物選擇尤為關(guān)鍵。鑒于生態(tài)植草溝是一種特殊的綠地類型，優(yōu)選耐澇耐旱能力較強、根系發(fā)達和凈化能力強的植物，不宜選擇過高的植物，過高的植物會影響徑流。對于轉(zhuǎn)輸型植草溝應(yīng)選擇鋪滿草坪為主，能最大限度的實現(xiàn)雨水徑流的輸送；對于滲透型植草溝因具有滲透、滯蓄和凈化雨水徑流的作用，除了上述的篩選條件外，應(yīng)優(yōu)選當?shù)氐谋就林参铮ㄌ岣叽婊盥剩?，亦可適當配置外來優(yōu)異品種，兼顧功能性和景觀效果相結(jié)合。另外需根據(jù)地區(qū)的不同，做到因地制宜，結(jié)合周邊環(huán)境，多樣的植物植物配置，不僅具有美學價值還能夠為城市中的小動物提供微型的棲息地，目前應(yīng)用比較多的植物品種主要有：大葉油草、黑麥草、馬尼拉、千屈菜、狼尾草、矮蒲葦、日本血草和花葉蘆竹等。

3 小結(jié)

傳統(tǒng)的植草溝采用滲排水管，積水通過滲排水管上的滲透孔進入滲排水管，積水中存在泥沙等雜質(zhì)，容易堵塞滲透孔，而本技術(shù)中采用覆蓋有透水土工布的透水管，能有效過濾掉泥沙等雜質(zhì)，且滲水效果強，能有效凈化收集到的積水。

本技術(shù)生態(tài)植草溝自上往下依次設(shè)置有植被層、沙石層、種植土層、透水土工布層、礫石層以及實土層，各層的縫隙錯落有致，有利于雨水流通，同時對初期雨水具有很好的過濾凈化作用。生態(tài)植草溝具有占地面積小、低養(yǎng)護景觀持久等優(yōu)點，是一種能有效緩解城市雨洪排蓄的生態(tài)技術(shù)措施，在多降雨量的城市中具有大力推廣的意義。

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