城市景觀園林“海綿城市”施工技術(shù)研究
——以江蘇省園藝博覽會(huì)(連云港)及生態(tài)提升項(xiàng)目為例

王龍飛，王 偉，艾宇航，王 盼

(中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100000)

0 引 言

我國現(xiàn)階段城市建設(shè)面臨著兩個(gè)方面的問題，分別為暴雨洪澇與水資源匱乏，正從不同程度上制約著城市發(fā)展，甚至在一定程度上影響了地域水生態(tài)的平衡。為解決這些問題，有效處理城市建設(shè)與發(fā)展中的水生態(tài)問題[1]，本文以江蘇省正在建設(shè)的園藝博覽會(huì)(連云港)及生態(tài)提升項(xiàng)目為例，引進(jìn)海綿城市理念，開展城市景觀園林的施工研究。

1 海綿城市概述與傳統(tǒng)景觀園林建設(shè)存在的不足

隨著生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念的深化，相關(guān)“海綿城市”的研究群體數(shù)量越來越多，這一理念的提出不僅引起了大量研究人員的關(guān)注，同時(shí)也為我國現(xiàn)代化城市發(fā)展與建設(shè)提供了方向[2]。建設(shè)海綿城市，不僅可以實(shí)現(xiàn)對地區(qū)水生態(tài)環(huán)境的全面優(yōu)化，也可以改善地區(qū)水質(zhì)。

在對海綿城市的深入研究中發(fā)現(xiàn)，融入此種理念建設(shè)與開發(fā)的城市具有“海綿特性”，即城市可以像“海綿”一樣，吸收水分，充分利用水資源并及時(shí)應(yīng)對自然環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)對雨水的儲(chǔ)蓄與循環(huán)使用，幫助城市彈性化地解決或應(yīng)對自然災(zāi)害[3]。在對某城市氣象調(diào)查局反饋數(shù)據(jù)的綜合梳理時(shí)發(fā)現(xiàn)，城市內(nèi)澇、干旱等現(xiàn)象的發(fā)生，受到環(huán)境影響較為顯著。近年來，我國部分城市局部地區(qū)突發(fā)性降雨現(xiàn)象發(fā)生次數(shù)較為頻繁，多個(gè)城市在不同的時(shí)間段出現(xiàn)了突發(fā)性降雨，降雨量達(dá)到歷史降雨的極值，短期的高強(qiáng)度降雨直接造成了城市內(nèi)澇[4]。盡管大部分城市已在相關(guān)工作中嘗試采用建設(shè)景觀園林的方式，解決自然降雨對城市帶來的災(zāi)害，但大部分城市的景觀園林生態(tài)建設(shè)與排水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍在按照或沿用原有的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，根本無法滿足短期強(qiáng)降雨需求。僅有少部分城市在進(jìn)行城市景觀園林與排水工程的建設(shè)時(shí)，采用的是“三年一遇”設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但由于設(shè)計(jì)的排水工程使用年限較長，后續(xù)沒有安排專人進(jìn)行工程建設(shè)的管理，導(dǎo)致城市在遇到突發(fā)性降雨現(xiàn)象時(shí)，排水系統(tǒng)無法及時(shí)給予反應(yīng)，導(dǎo)致一些排水工程建設(shè)滯后的城市，一遇到短期強(qiáng)降雨，便出現(xiàn)洪水或洪澇災(zāi)害。此外，部分城市為了滿足其基本發(fā)展需求，會(huì)持續(xù)擴(kuò)大對土地資源的開墾，使用大量硬質(zhì)地磚鋪設(shè)路面，但此種材質(zhì)的地磚十分不利于雨水的存儲(chǔ)與下滲，不僅會(huì)造成水資源的浪費(fèi)，甚至還會(huì)導(dǎo)致城市地面大量積水，與“海綿城市”的建設(shè)呈現(xiàn)背離狀態(tài)。

除此之外，應(yīng)明確不同城市景觀園林的建設(shè)是存在顯著差異的，但根據(jù)海綿城市中景觀園林的建設(shè)現(xiàn)狀可以看出，較多城市在開展此項(xiàng)建設(shè)工作時(shí)，沒有充分利用地域文化特征，也沒有結(jié)合城市地理?xiàng)l件，一味地參照其他城市的開發(fā)與設(shè)計(jì)成果，打造城市園林景觀[5]。但基于本質(zhì)層面分析，此種做法是十分錯(cuò)誤的，沿用此種設(shè)計(jì)方式不僅會(huì)導(dǎo)致建設(shè)的成果出現(xiàn)文化背離問題，還會(huì)導(dǎo)致不同城市的景觀園林存在“過度相似”問題，即建設(shè)方與施工方會(huì)在投入了大量人力與物力后發(fā)現(xiàn)，開發(fā)的成果根本無法達(dá)到預(yù)期效果。

2 城市景觀園林“海綿城市”施工技術(shù)

2.1 提升城市景觀園林土質(zhì)透水性及降水滯留性

針對城市景觀園林施工，引入海綿城市理論實(shí)現(xiàn)水資源的高效吸收和利用，進(jìn)而促進(jìn)城市景觀園林建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。為了進(jìn)一步提高園林對水資源的吸收效率，需要提升園林土壤的透水性以及降水滯留性[6]。在具體實(shí)施中，需要充分做到對種植層透水性的改良，并制定有規(guī)律的松土計(jì)劃，將砂土或珍珠石等促進(jìn)透水性提升的材料添加到土壤當(dāng)中。通過這樣的施工不僅能夠提升土壤的透水性，同時(shí)還能夠有效避免堿性水質(zhì)的突變造成結(jié)塊、結(jié)板的現(xiàn)象發(fā)生[7]。具體而言，可通過在城市景觀園林建設(shè)中引入高位植臺(tái)、生態(tài)樹以及植草溝等結(jié)構(gòu)，以此達(dá)到提升土質(zhì)透水性的目的，并在一定程度上改善景觀園林建設(shè)效果。圖1為植草溝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 景觀園林施工中植草溝結(jié)構(gòu)示意圖

圖1中編號(hào)1～5分別為蓄水層、覆蓋層、種植土層、砂層和礫石層。圖1中植草溝的特點(diǎn)在于，包括其主體部分，都具備良好的協(xié)調(diào)給水和排水能力，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對園林地表徑流雨水的儲(chǔ)存和運(yùn)輸[8]。同時(shí)，與以往單一形式的植草溝相比，圖1中所示的結(jié)構(gòu)能夠針對突發(fā)性的特大洪水起到良好的排水效果，增加雨水在地表流經(jīng)的時(shí)間，從而起到良好的凈化和過濾效果。

除此之外，為了解決當(dāng)前園林降水滯留性差的問題，確保城市景觀園林能夠具備良好的滲水、透水能力，在建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)對于植物的種類以及種植、栽培數(shù)量進(jìn)行合理選擇，盡可能在施工條件允許范圍內(nèi)，選擇具有較強(qiáng)雨水滯留能力的植被。將以往園林外部連接的儲(chǔ)水器轉(zhuǎn)移到園林內(nèi)部，并完成連接。在具體設(shè)計(jì)和施工階段，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際施工條件適當(dāng)增加水系所需的工程結(jié)構(gòu)彎曲度。對于部分景觀園林當(dāng)中存在人造池塘的情況，也應(yīng)當(dāng)對其植物進(jìn)行重新選擇和栽培，從而達(dá)到擴(kuò)大濕地面積和綠地面積的效果，提升園林對于降水的滯留能力。除此之外，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合建設(shè)施工區(qū)域本身具備的自然條件，因地制宜地完成對小型攔截水壩的建設(shè)，在降雨多發(fā)時(shí)期通過獲取雨水的方式實(shí)現(xiàn)對城市景觀園林水循環(huán)的進(jìn)一步完善。

2.2 水體凈化

在獲取景觀園林所需的水資源時(shí)，還應(yīng)當(dāng)從水資源獲取階段，對水體進(jìn)行凈化處理，可通過對園林植被的選擇以及對硬質(zhì)景觀的設(shè)置達(dá)到水體凈化效果。在施工過程中，嘗試引入現(xiàn)代化的凈水裝置和設(shè)施，促進(jìn)整個(gè)園林內(nèi)部凈化水體能力的提升。在凈化前應(yīng)當(dāng)明確水體的各項(xiàng)凈化指標(biāo)，確保水體當(dāng)中含有的構(gòu)成 化學(xué)需氧量(COD)物質(zhì)、懸浮物(SS)以及氨氮等成分含量均在上限范圍內(nèi)。通常情況下，城市景觀園林中水體的COD的數(shù)值不得超過25 mg/L，溶解氧應(yīng)超過2.8 mg/L，氨氮的含量應(yīng)小于1.25 mg/L。若水體凈化不合理，則會(huì)造成水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，進(jìn)而引起藻類植物的快速生長，嚴(yán)重影響水資源的利用。針對這一問題，可通過物理、化學(xué)、生物或三者結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對藻類植物的去除。物理方法可以通過機(jī)械設(shè)備的篩選以及過濾截留等措施，按照藻類植物的大小設(shè)置不同孔徑的濾網(wǎng)，以此實(shí)現(xiàn)對藻類植物的過濾。化學(xué)方法主要是通過向水體中添加氧化或絮凝螯合劑的方式對藻類植物進(jìn)行滅活或沉淀處理。生物方法是通過在水體當(dāng)中添加抑藻微生物或魚類對藻類進(jìn)行捕食以此消除藻類植物。除此之外，還可以應(yīng)用物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的思路實(shí)現(xiàn)對水體的凈化，其大致轉(zhuǎn)化模式如圖2所示。

圖2 水體凈化轉(zhuǎn)化模式示意圖

按照圖2中的模式實(shí)現(xiàn)對水體的凈化，在這一過程中，水體當(dāng)中的有機(jī)物和無機(jī)營養(yǎng)鹽會(huì)最終轉(zhuǎn)化為水生植物和水生動(dòng)物體內(nèi)的有機(jī)物。在完成轉(zhuǎn)化后，通過人工打撈的方式能夠有效去除景觀園林水體當(dāng)中的污染物質(zhì)。

2.3 水分疏排

對于城市景觀園林而言，在面對強(qiáng)降水甚至超強(qiáng)降水時(shí)，若地下水的下滲條件有限，則需要通過園林體系的排洪除澇功能實(shí)現(xiàn)對地下水資源的調(diào)節(jié)。因此，在對景觀園林進(jìn)行施工時(shí)，還應(yīng)當(dāng)從提高園林排洪除澇能力的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對水分的疏排。在現(xiàn)有城市景觀園林施工條件下，增設(shè)園林排水體系，并因地制宜合理設(shè)置管溝位置。在排水作業(yè)施工過程中，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合自然地形條件，實(shí)現(xiàn)對其充分利用，提高地形優(yōu)勢。排水體系當(dāng)中包含疏排截流深溝、孔隙含水層底板、集水溝渠等結(jié)構(gòu)。通過排水體系的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對地下水的完全截留，以此達(dá)到防治地下水的目的，并提高在強(qiáng)降水甚至超強(qiáng)降水時(shí)期景觀園林的水分疏排能力。

2.4 地下水補(bǔ)充

將海綿城市建設(shè)理論應(yīng)用到對城市景觀園林的施工當(dāng)中，結(jié)合園林水系統(tǒng)運(yùn)行所需，針對地下水資源進(jìn)行補(bǔ)充。在施工中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙以及園林施工區(qū)域原有河道對各個(gè)區(qū)域模塊進(jìn)行合理布局，不得出現(xiàn)隨意改變河道結(jié)構(gòu)以及排水渠布局的問題。同時(shí)，在建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)對園林施工區(qū)域內(nèi)歷史降水量、歷史排水量、歷史用水量等數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，并推算出未來的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化趨勢。將這些數(shù)據(jù)作為依據(jù)，對地下水進(jìn)行有效補(bǔ)充。在施工過程中，還可引入規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件，利用軟件獲取更多園林建設(shè)數(shù)據(jù)，從而為其施工和建設(shè)提供更有利的數(shù)據(jù)依據(jù)。除此之外，針對園林中水質(zhì)也需要進(jìn)行定期檢測，并通過測定結(jié)果對降水量進(jìn)行分析，結(jié)合雨水對園林的污染情況，對園林日常維護(hù)中澆灌計(jì)劃進(jìn)行合理制定，從而確保最終景觀園林施工效果能夠符合預(yù)期要求。

3 對比分析

為證明本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)有效，設(shè)計(jì)如下文所示的對比實(shí)驗(yàn)。明確此次實(shí)驗(yàn)所選的工程項(xiàng)目為連云港生態(tài)提升項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)前，對此項(xiàng)目進(jìn)行描述，見表1。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行園林景觀工程平面規(guī)劃設(shè)計(jì)，園林景觀工程根據(jù)總體規(guī)劃分為兩大板塊，四個(gè)施工區(qū)域，22個(gè)特色植物景觀。兩大板塊分別為綠化景觀和硬質(zhì)景觀，四個(gè)施工區(qū)域分別為A、B、C、D區(qū)，對施工區(qū)域進(jìn)行配置描述，見表2。

表1 連云港生態(tài)提升項(xiàng)目概述

表2 城市景觀園林施工區(qū)域配置描述

將施工前后城市景觀園林的蓄水能力作為評價(jià)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)施工前后景觀在降雨時(shí)間段內(nèi)的有效蓄水量。將其作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖3所示。

圖3 施工前后城市景觀園林不同區(qū)域在降雨時(shí)間段內(nèi)的有效蓄水量

從圖3可以看出，按照本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)進(jìn)行城市景觀園林設(shè)計(jì)，可以提升降雨期間景觀區(qū)域的蓄水量，保證對自然降雨的有效存儲(chǔ)與高效率收集、使用。

4 結(jié)束語

本次研究以連云港生態(tài)提升項(xiàng)目(一期工程)為例，引進(jìn)海綿城市理念，對城市景觀園林施工展開研究。對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的施工技術(shù)在應(yīng)用中可以提升降雨期間不同區(qū)域的蓄水量，從而保證景觀對自然水資源的有效使用。為確保工程在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮更高的效能，應(yīng)在建設(shè)景觀與綠化場地時(shí)，做好種植植被的防凍解決策略。一期工程中綠化種植品種多、數(shù)量大，且連云港地區(qū)冬季氣候較為寒冷，因此對于園林景觀中新種植的苗木植被等必須采用防凍措施才能避免防凍危害。通過對綠化種植苗木采取合理澆灌、科學(xué)施肥等措施，促進(jìn)種植苗木植被生長健壯，增強(qiáng)種植苗木植被自身的抗寒能力，從而發(fā)揮景觀園林在城市中更高的效能。