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海绵城市在城市园林设计中运用

海绵城市在城市园林设计中运用

[摘要]文章以海绵城市概述为切入点,阐述海绵城市理论下园林设计通常采取雨水花园、下凹绿地、植被浅沟、小型人工湿地的方式,以此为基础,提出城市园林设计措施,为相关工作者提供参考。

[关键词]海绵城市理论;城市园林;园林设计

市场经济的发展,提高了人们生活质量,人们思想有所转变,愈发注重城市绿化,城市的绿化景观能够体现一个城市的精神面貌,为居民提供良好的绿化环境,有利于身心健康。此种背景下,海绵城市理念应运而生,倡导城市建设中减少环境污染,遵循绿色、美好、和谐的理念,建设绿色城市,实现污水合理排放与资源合理应用,配置城市植物绿化面积,优化居住环境,做到人与自然和谐相处。

1海绵城市概述

海绵城市是我国根据绿色基础设施、低碳开发设施提出的城市特色与水生态管理,将城市比作海绵,能够弹性化适应自然灾害与环境变化,下雨时能够蓄水、吸水、净水、渗水,需要时“释放”存蓄的水,对其加以利用,遵循生态优先原则,实现人工措施和自然途径的结合,保证城市防溺排水的情况下,实现城镇区雨水的渗透、积存和净化,促进生态环境保护与水资源利用。建设海绵城市中,需统筹地表水、自然降水与地下水的系统性,协调排水、给水等水循环利用环节,考虑长期性与复杂性。建设生态海绵也要丰富城市景观,优化城市生态功能,保证城市适宜人们居住,利用雨水资源保护生态环境。为维护城市生态平衡,助力人们树立环保意识,应当在城市园林绿化中落实海绵城市理念,以水资源为主,其他资源为辅,确保良好水循环,为建设园林绿化铺设道路。特别是城市可能会产生内涝灾害,主要是水资源未能合理应用,采取海绵城市技术能够为城市绿化建设提供支持,还能减少灾害发生,达到共赢。

2海绵城市理论下城市园林设计技术

2.1雨水花园

雨水花园是指地势低洼区域通过土壤、微生物、植物系统净化、滞蓄雨水径流的设施,由蓄水层、植物层、过滤层、土壤层构成,无雨水汇集时为植物丰富的浅坑,汇集雨水后,地表或屋顶径流将通过植草沟、排水管收集雨水至此处,利用土壤、植被与微生物净化和消纳雨水,无法消纳部分进入排水管,有机利用吸收。根据雨水花园特点,植物生境可分为高地带、中地带及低地带,低地带由于雨水会长期淹没植物,需配置高耐水植物或湿生植物;中地带为缓冲带,能够减缓雨水径流,需配置耐水湿度在7~28天的植物;高地带通常不会受到雨水条件影响,需具有耐旱性,面对少数暴雨也具有耐涝性,耐水天数为1~7天。例如,采取“灌木+宿根草本”配置模式,中高地带种植灌木能够支撑植物骨架,低地带搭配湿生草本,满足观赏需求(见表1)。

2.2下凹绿地

下凹绿地是指拥有调蓄容积,可用于净化、调蓄雨水径流的绿地,包含渗透塘、雨水湿地等,通常处于广场、园路旁边,收集和引导硬质铺装雨水,引导绿地内径流流向。绿地由于无渗水基质,需选择耐水能力较高的植物,可参考园林绿地,选择耐水、耐湿性好的植物种类。可根据冠层组合雨水截留能力设计植物群落,合理搭配冠层,低矮植物种植于高植物冠层旁边,较大雨量下,能够承接高冠层的雨水,多选择益鸟、乡土化植物,能够净化雨水。

2.3植被浅沟

植被浅沟是指人工建在地表沟渠,种植低矮灌木和草本,由底层渗排管、种植土层、表层植被构成,用于道路两侧,能够传输雨水,利用沟内土壤、植物净化和截留雨水,沉淀径流污染物,消减径流峰值流量和总流量,实现雨水的污染控制与回收利用。湿式浅沟和溢水口有一定距离,停留雨水时间较长,长期维持淹没、湿润状态,需选择耐水湿度高的低矮草本,搭配一二年生草本和常绿宿根草,营造多样化生境;干式浅沟底层设置了较低的导流管与渗滤管,强化浅沟渗透和传输能力,能够避免损害植物。植物搭配可选择以下几种:矮麦冬+石菖蒲+溪蓀;狗牙根+沿阶草+细叶芒+蝴蝶花。

2.4小型人工湿地

人工湿地是指能够净化水质、调蓄雨水的人工或天然水塘,多用于公园或住宅小区,具有改善环境、美化景观的作用,利用自然沉降、微生物或植物净化污水,无需人员管控进流水质,处理污水能力远超自然湿地,承担雨水净化的责任。根据深度不同,可分为永久性水池、浅沼泽区域、深沼泽区域,植物搭配中,考虑植物净化与生活型作用,选择恰当种类。例如,可以选择“千屈菜+芦苇+水葱+花菖蒲-荇菜+慈姑-狐尾藻”;或者按照“花叶芦竹+木芙蓉+再力花+荷花+梭鱼草+田字萍;夹竹桃+丝棉木+花叶芦竹+伞草+睡莲+再力花”。

3海绵城市理论下城市园林设计应用

3.1需要明确设计原则

严格遵循总体规划的原则。城市园林设计中,应基于海绵城市理念,确定园林设计原则。具体如下:一是规划性原则,设计中应当兼顾植被建设、城市雨水、排水系统等多方因素,形成完善的城市园林景观,规划设计中注重景观发展性和复杂性,做到各部门积极配合,优化整体规划,合理应用海绵城市技术,实现科学规划;二是系统性原则,海绵城市自身具有系统性,城市园林也要遵循系统性理念,分析城市原理各个设计环节要点,对排水系统合理布局,提高总体城市规划水平,优化园林质量,构建系统性规划,对多方因素加以协调;三是生态性原则,城市园林景观需凸显生态性,兼顾景观美观性与生态效益。例如,城市老城区处理雨水设施陈旧,易发生积水情况,对人们生活质量造成影响,需坚持生态原则,构建生态设施,提高城区生态质量。因此,在进行城市景观设计时,想要实现严格遵循整体规划的原则来施工,就需要对其进行合理的降水量分析,从而使其达到最佳效果。严格按照生态建设的原则进行施工。海绵城市的一个重要概念就是生态建筑,这也是海绵城市可以被广泛应用的原因。在城市景观规划中,不仅要对整个城市的河流、湖泊进行全面的分析,还要对城市的排水设施进行调查,从而与城市的排水系统相结合,使其达到最大限度地利用,同时还可以提高湖泊、河流的自愈能力,使雨水得到最大化循环利用。

3.2选择海绵体

城市园林设计中,融入海绵城市理论目的在于维持园林景观稳定性,保护和修复已经遭受破坏的生态系统。海绵体能够实现净、渗、用、滞、排等功能,建设海绵城市中可起到载体作用,实际应用中,部分海绵体却难以发挥自身效果,易受到内外界因素干扰,特别是南方区域降雨量大,需综合分析降雨量、生态环境选择恰当海绵体,发挥海绵体作用。一方面选择原生海绵体,保护城市园林自然存在的湿地、湖泊、河流等自然海绵体能够节省物力、人力的消耗,操作也较为简单,森林、河流、池塘等海绵体蓄水调洪、自我修复能力较强。但是,人类活动范围的扩大,使得各地区天然海绵体逐渐减少,需结合城市发展情况,对城市园林布局合理规划,建设城市森林、公园等,保护天然海绵体,发挥其美学价值与景观价值;另一方面,修复、保护被破坏的海绵体。土地资源及自然水体遭受污染,会破坏其雨水调整与存储能力,还会对周围居民带来负面影响,水体污染患病案例也随之增多,需做好海绵体修复工作。设计人员可通过生物生态修复和物理筛滤截污的方式修复海绵体,其中,生物生态修复是利用活体植物与微生物治理污染水源,降解、转化水中污染物,需结合水资源污染度、水生态情况进行处理;物理筛滤截污是控制污染物源头,完善垃圾清理与污水管网系统,结合水力冲刷和机械方式,对园林水体淤泥进行清理,实现全面治理污染。通过此方法,保护海绵体质量,提高其应用价值。

3.3缓解城市内涝

不同的区域,不同的城市,不同的降水量、温度、湿度、地质条件都不同,所以,要针对不同的天气条件,进行科学的设计,预防各种自然灾害。在夏季,全国多数城市出现了强度不一的降雨,局部区域可能出现特大降雨,导致洪水泛滥,严重影响人民群众的生存和财产安全。在我国的城市建设中,大部分公路采用的是水泥沥青路面,大部分房屋都是坚硬的,因此,降雨的渗入会比较慢,很可能会积累大量的积水。在城市的发展中,海绵城市可以通过对城市的供水、排水等进行科学的规划,将海绵城市的概念与园林的建设结合起来,加强对雨水的渗透,提高雨水的吸收、储存,有助于缓解雨水的积聚,达到人与自然的协调发展。城市化的加速,造成了大量的水污染和浪费。而且,城市中有很多坚硬的地表构造,所以很少有雨水渗透到地下,造成了地下水缺少补充,使其不能维持稳定。“海绵城市”的概念能够很好地缓解地下水位的降低和维持水位的平衡。在进行绿化时,可以增加绿化用地,增加湖泊、草坪等,增加对雨水的吸收率,从而形成一个良好的生态系统。

3.4推动水资源的再利用

目前我国的许多城市都存在着大量的水资源浪费,这造成了水资源的紧缺,对我国的长期发展不利。为此,应注意节约用水的问题。在水资源的浪费过程中,不能正确地储存和使用雨水,必须保证对其进行吸收、做好水资源的储存和净化,从而达到回收再利用的目的,然而,现在有很多的雨水进入了下水道,与废水进行了混杂。因此,在规划中要注重对雨水的运用,尽量少浇水,从而降低投资,达到节水的目的。园林道路作用较多,不仅可为居民提供相应服务,还能与园林各个部分相连接,使得园林兼具实用性和美观性,合理设计道路,还能增加雨水渗透性,发挥吸收、回收利用雨水的作用。在海绵城市理念下,为了发挥园林道路的作用,可选用新型技术,道路材料使用沥青,其渗水性良好,不仅可以改善路面情况,还能控制地表径流,维持良好地面路况,便于人们雨天出行;园林道路走向调整,需规划、勘察地表土质及土壤情况,结合土壤渗水性做到合理规划,还要考虑到民众观赏、出行需求,设置车行道和人行道,便于人们出行,注意道路相交时,除了山地陡坡地形,需尽量选用正相交方式,斜相交需大于60°,以免过小的锐角不利于车辆转弯,可设置圆形转角;园林道路两侧还可设置绿化带,绿化带渗水性良好,种植绿化植物中,选择吸水性良好、泥土松软的地方进行种植,种植树种要色彩美、姿态美,观赏性强的品种,同时选用宽阔叶具有遮阴功能的树林,结合两旁芦花种植,形成独特景观。交叉路口需修剪矮灌木,吸收雨水的同时,还能避免对人们视线造成影响;园林通常以水体为中心,道路环绕水面,临水布置道路时,道路不能和水面始终平行,会由于缺乏变化显得平淡,可以借助起伏的地形、增加多种景色,使得水面和主路有一种若即若离的感觉,落水面道路采取堤、桥相接,可以供游人驻足眺望和漫步。

3.5雨水收集、存储系统

城市园林设计中,融入海绵城市理论的重点在于收集、利用雨水,设计雨水收集系统需分析园林绿地坡度,以此为基础通过坡度效应建设道路渗滤沟,地面如果无铺装,为水泥地面,每隔20m则需要建设道路渗滤沟,便于收集雨水。铺装材料设置中,园林设计规划可利用海绵城市理念,选择空隙较大,或是多孔材料的渗透性铺装作为铺装材料,先铺设砂砾垫层,提高地面稳定性与渗水性,不仅能够减少投入成本,也能加强园林和环境的联系,还要结合城市园林地形设置生态水域,将其安装于地下或者地上,建立暗渠与明渠,地面通过砂砾石子与透水土工布设置明渠,地下规划排水沟为暗渠,能够完善渗透、引流、吸储功能。此外,园林还要根据地形设计雨水缓坡,使得雨水能够在缓坡流动中被逐渐吸收,下坡位置设计蓄水池,缓坡未能完全吸收雨水,也能利用蓄水池收集雨水。园林可结合区域情况,设计蓄水池、湿地、人工湖等多种存储雨水系统,湿地和人工湖较为常见,选择恰当水生植物,控制水位,即可实现雨水自我净化。

3.6雨水设施景观

海绵城市理念下,园林设计为保证整体视觉效果,人员需通过石材、叠水等方式构建观赏性雨水设施,以免雨水收集、存储系统较为突兀,对园林美观效果造成不利影响。在叠水设计中,人员需设计叠水自然、美观的造型,即便旱季露出全貌,也不会影响观赏效果。例如,波特兰花园叠水设计,叠水区域设计为一连串破碎石床和植被构成的区域,栽植了湿生植物,叠水区域每个石床均设置高为46cm的水堰围栏,只有上层石床雨水盛满后,就可以引导雨水向下层流淌,雨水层层跌落,建设出灵动、跳跃的水景。旱季时石床、周围结构均露出水面,呈现粗犷的石材阶梯,结合绿色植物掩映,能够体现景观参与感,增强观赏效果。在石材设计中,建设雨水设施实操多源于采石场,经济发展下,涌现出诸多新型材料,如透水仿石砖、仿石岗石瓷砖等,应用新型材料,能够减少矿石开采,均匀控制色彩,部分人造透水砖还能营造海绵城市景观,设置底部雨水设施色彩为蓝色、青色,能够渲染灵动水景。旱季时即便石材完全露出,也能予以人“水景”的视觉体验,优化设施观赏性,增强雨水设施艺术感。

3.7城市园林的雨水净化系统设计

3.7.1雨水收集。在进行景观规划的时候,首先要考虑到绿化的斜坡,然后再利用斜坡的影响,把路面的渗水量发挥到最大,而没有进行路面铺砌的混凝土路面,则要每隔20m修建一条路面渗滤槽,以达到高效的集雨效果;二要强化绿化的渗透性,首先要铺一块沙砾垫,然后在上面铺上一块砖,然后再根据主路与辅路的不同,在上面再铺一块砖或一块石头,以提高路面的渗透性和稳定性,这种方法不仅可以减少投资费用,还可以增加与周围的自然环境的关系;三要根据公园的地势情况设置生态水渠,要分别在地面和地下建立明渠和涵洞,其中地面上可以通过透水土工布以及沙砾石子铺设明渠,地面下可以设置排水沟作为涵养,这样能够很好地完成引流和渗透吸储的功能;四要按照公园的地形设计合适的雨水缓坡,这样可以分别在地面和地下建立明渠和涵洞,其中地面上可以通过透水土工布以及沙砾石子铺设明渠,其中地面上可以通过透水土工布以及沙砾石子铺设明渠,地面下可以通过透水土工布以及沙砾石子铺设明渠,地面下可以设置排水沟作为涵洞,这样能够很好地完成引流和渗透吸储的功能;四要按照公园的地形设计适宜的雨水缓坡,这样可以使雨水逐步渗入。3.7.2雨水储存。在下坡处可以设置蓄水池,把未被缓坡吸收的雨水逐步渗入,以便雨水在缓坡流动时能够逐步渗透,同时在下坡处可以根据不同地区的实际,结合不同类型的不同类型(如人工湖、湿地、水库等)进行综合利用。人工湖泊和沼泽是最常用的蓄水池,在进行蓄水池的时候,必须要选用适宜的水草,保证蓄水池的高度。城市花园可以利用植物的清洁能力来进行雨水的纯化,可以通过植物的富集来吸收水中的杂质和有害的成分,从而达到净化雨水的目的。此外,在花园中还可以适当地配置一些干、湿的水草和陆地植被,保证花园本身的循环和纯化,达到了对雨水的彻底清洁。

3.8加强现代软件技术的应用,提升园林设计的合理性

现代的城市景观设计,由于技术进步,采用现代的管理规划系统,使其变得更为合理。该系统在城市规划中的运用,不仅可以获得城市河流水文资料和城市排水系统数据,而且可以为城市景观系统的优化、优化和优化,为城市生态系统的构建奠定基础。此外,通过应用GIS技术实现了对花园的污染负载的GIS系统和可视化的分析,可以判断出该系统的降雨环境,判断该系统的应用范围和应用范围。在景观规划中,为了节约用水,可以利用建筑的外立面来进行周边环境的规划。

4实际案例

以园林工程为例,规划场地处于沣河下游,临近沣西新城核心区,南北长度为5.2km,东西宽为160~400m,面积达到139hm2。根据生态价值及动植物景观要求,提出观赏定位需求,展示滨河景观带,具有防洪、生活、生态等功能。

4.1总体布局

水系统可以引进“副河道”理念,需要设计人工河道,使其具有景观效果好、科普价值高、安全可休憩的特点,需要建设河道、水带、绿廊景观带,绿廊为城市绿色界面、在河道内提供生物栖息地、可以借助水带提供慢行系统与亲水游览,为游客提供休闲娱乐的场所,要做到兼具防洪功能和景观价值。

4.2海绵城市

根据工程海绵城市建设计划可知,年径流空置率是85%,对应降雨量是19.2mm,规划园林吸收、消纳雨水量超过地块雨水径流,合理设置“海绵体”滞留能力,控制雨水径流量;控制径流污染中,设计附和道,布置净化地表径流的人工湿地,通过挺水植物塘、浮水植物塘、沉水植物塘降低雨水COD与BOD,雨水净化中也考虑游人科普、停留、观赏需求,实现景点社会功能、生态功能最大化;与水资源利用,布置雨水溪流,有雨水时将呈现小溪潺潺的景观,供儿童休憩游玩。

5结论

综上所述,城市化建设背景下,海绵城市工作对于改善城市环境、治理城市水问题、协调资源环境发展意义重大,当前我国在进行城市景观规划时,应合理运用海绵城市的理念,从而提高其整体的功能。利用这种理论,可以使城市的生态系统得到更好的修复,既要借鉴生态文化的概念,又要结合不同的城市特征,采用新的思想和新的方式来推动城市的发展。园林建设中也要融入海绵城市理念,发挥园林社会、生态及经济效益。因此,城市园林应结合实际,遵循设计原则,从选择海绵体、规划园林道路、雨水收集存储系统、雨水设施景观这几方面出发,提高园林设计质量。

作者:吕艺超 单位:广州城建职业学院

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