园林景观设计中海绵城市理念的应用研究论文_李宇宁

南宁市古今园林规划设计院 广西南宁 530000

摘要:随着我国经济的不断发展,城市化进程逐渐加快,城市中的各项基础设施也开始加大了建设力度。但这一系列建设发展工作对我国资源和环境的承载力带来了巨大的考验,为了有效的降低对大自然造成的伤害,必须要促使城市向着资源节约型发展。所以,海绵城市的应用理念在提出之后获得了极大的推崇,本文对园林景观设计中海绵城市理念的应用进行了较为深入的分析和研究,希望可以为我国相关领域提供一些参考意见。

关键词:园林景观;海绵城市;应用研究

海绵城市,从表层意思来看就是将城市发展成海绵一样,可以对城市不断变化发展的环境有较强的适应力。海绵城市其实是比较新颖的关于城市雨水灾害管理上的概念,随着社会的不断发展,人们对自然环境的要求越来越高,因此我国在园林景观的建设上也得到了很大的发展。但是在对园林景观进行建设时,因为园林铺路、建筑部分落地景观等原因,使得园林在发生降雨时无法有效的进行排水,从而造成雨水大量积聚的问题,这会对人们的人身安全和经济财产造成很大的威胁。而海绵城市概念的提出有效的解决了这类问题,为园林洪涝灾害的有效处理上做出了贡献。

1.海绵城市的概述

海绵城市,是指城市可以如同海绵一样,可以有效调节自身的各项机能,能够良好的适应城市环境的不断变化发展以及各种自然灾害带来的威胁。在发生雨水灾害时可以对其进行一定程度的吸收和过滤,保护园林建设和避免人民生命财产受到威胁的作用。

海绵城市理念的中心思想就是对于城市垫面上积聚的降水进行有效的排解和控制,最终达到吸收和排出的作用。为了能够实现这一目的,需要对土壤进行反渗透的改造。使得地面积水减少,将道路表层汇聚的雨水补充到管网里,这样既减轻了地面雨水聚集的压力,还补充了地下水,并且通过土壤的过滤对水质起到了一定程度的净化作用。在建设反渗透设施时必须要以尊重大自然为前提,保持建设区域原有的地形地貌,不挖山、不填水。反渗透建设工作可以起到有效降低雨水汇集时间、避免洪涝灾害的作用,还有很重要的一点是海绵城市可以起到降低雨水污染的作用,也就是可以将雨水进行净化,然后对其进行合理的利用。最后一点,关于雨水的有效排解,海绵城市的理念就是对建设工程与城市竖井结合利用,最终实现对雨水的有效排出,防止出现洪涝灾害。

2.海绵城市的意义

2.1社会意义

建设海绵城市既顺应了城市的发展,也在改造过程中尊重了自然的原有地貌景观,并且起到了维持城市生态建设的作用。对于人们的日常生活而言,海绵城市为解决部分地区的缺水问题做出了贡献,并且在一定程度上提高了对水资源的合理利用,随着海绵城市理念的建立,为我们在国家人口密集的现状下,水资源紧缺的问题起到了缓解作用。因此,必须要不断建设发展海绵城市,对传统的城市理念进行积极的改造。

2.2经济意义

海绵城市的核心是围绕大自然展开的,避免了对城市工业产品的大量应用,在资金上的耗费较低,投入资金较少。而且海绵城市在进行建设时减少了原有建设中排水管道的用量,有效的减少城市基础设施方面的资金投入。同时海绵城市有效减少了城市水灾,以及因为水灾所造成的一系列经济损失。海绵城市的调蓄设施多数情况下都会与原有的绿地、园林、景观水体进行有效结合,建设所耗费的成本比较低,与此同时还大幅减少了水环境污染治理费用,促进了城市的经济发展。

2.3生态意义

海绵城市的建设起到了有效改善城市生态环境的作用,它不仅为城市增添了大量的绿化,还促使自然环境的质量得到了较大幅度的提高。城市生态环境改变了旧貌,发展的更加和谐健康。而且随着绿化面积的加大,雨水不断渗入至地下,维系了地下水资源的正常流转。从环境角度进行考虑,在海绵城市的整个设计过程中,可以将雨水管线接入水体、公园、集中绿地等“海绵体”中,将雨水进行集中的储存,同时也可以接入小区内的花坛、绿地等布置雨水花园。城市道路可结合两侧绿化带、树池等绿化空间,形成生态树池、植草沟等低影响开发设施,以达到“海绵体”对地表径流蓄、滞、渗、排等作用。

3.我国海绵城市建设工作的发展现状

海绵城市的建设除了起到有效保护城市环境的作用,还促进了我国生态文明建设工作的发展和进步。为了促使海绵城市建设的更加完善,除了需要得到我国政府和有关部门的大力支持外,还需要广大的人民群众共同努力,为海绵城市的建设尽自己的一分力量。

因为我国海绵城市的建设工作起步比较晚,现阶段仍处于初步发展阶段,在城市中应用的还不是很广泛。基本上施行的都是小范围的工程建设,工作内容也只是简单的包括对降雨的排解和部分水资源的利用。大部分设计者其实并没有做到从城市的整体出发,而且我国政府部门也难以对其进行有效的决策,使得我国在海绵城市的建设工作上发展的十分缓慢,到目前阶段,无论是理论上的发展还是具体的实践操作,都停留在原始的发展程度。但是也有个别案例取得了较大的成功,将海绵城市的建设工作有效的发展起来。

4.园林景观设计中海绵城市理念的应用

4.1设计要点

4.1.1设计原则

在海绵城市建设中需遵循景观绿地功能,以城市构建宜居环境和生态环境的核心组成部分,承担游憩、生态、景观、文化传承、科普教育、应急避难功能及其经济、社会、环境效益的作用。

4.1.2设计目标

科学理论为指导,融合园林景观与低影响开发设施,实现“海绵园林景观化”。

4.1.3要点控制

1、园林景观建设应依据上位规划确定的水生态安全格局,合理优化梳理河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠、自然径流通道、洪泛区等水生态敏感区,通过保护、修复原有山水系统的关键空间格局,合理设计调蓄水塘(景观水体)、雨水湿地等低影响开发设施。

2、海绵设施的设计应优先满足各类绿地自身的使用功能、生态功能、景观功能和游憩功能,因地制宜,优先使用简单、非结构性、低成本的源头径流控制设施,避免建设维护费用高的净化设施,应考虑初期雨水弃流等预处理设施。海绵设施的设置应符合场地整体景观设计,与总体相协调。

3、竖向设计应利用地形设计使得绿地消纳雨水不外排,可设置水景、截引水设施,做到雨水就地消纳及回用,在利于雨水排蓄的基础上,创造多种地貌和园林空间,丰富景观层次。在汇水分区内,合理的消纳外来雨水C级以上水。在土壤下渗不利的情况下,利用竖向设计植被缓冲带、生物滞留塘等设施。

4、公园绿地海绵以园林规划为牵头专业,多专业融合与协调,主动融入景观和海绵城市设计理念整体设计。海绵建设工程要与园林绿化工程同步设计,同步施工,同步验收。

5、透水铺装料应保证其透水性、抗变形及承压能力。在最高水位线以下的铺装、郁闭度大于0.6的区域、容易产生安全隐患的区域不宜采用透水材料及做法。透水铺装设计中,结构层不透水时,应做好基础排水设计。同时考虑铺装的颜色、样式、质感等景观主题、风格要求。

6、收集的雨水的蓄水(景观)水系,建议结合喷泉、跌水、瀑布等景观爆氧措施提高水质和景观效果;

7、在改造项目中,应充分尊重原有地形,特别是长势较好的植物及景观效果较好的园路铺装等,合理进行海绵设施的改造设计与建设。

8、绿地海绵的建设应符合园林植物及园林绿化养护管理技术要求,确保各种植物生长环境不受破坏,保证植物正常生长、植物多样性等植物安全要求和环境景观需要,考虑地域特点,选择适地适树和本土植物的植物配置,实现植物景观、场地生态条件与项目雨水生态系统相容,互利共生。

9、应根据场地气候条件、土壤特性选择适宜的植物种类及配置模式。绿地植物宜依据海绵设施的渗透情况、雨水滞留时间,选择耐短期水淹的植物或者湿生、水生植物、耐旱、抗污染的植物。滨水区域应根据水流速度、水体深度、水体水质控制目标确定植物种类。

10、公园的水面内构建水的生态系统,需重点考虑沉水植物和挺水、浮水、湿生等水生植物配置水中生态群落,达到水质指标要求和透明度提高自净能力;

4.2景观海绵设施

4.2.1透水铺装设计

透水性铺装一般是通过利用铺装材料,从而使雨水顺利通过,并渗入至其中。所以,透水铺装的的本质其实就是将雨水有效的还原至地下。所有透水性铺装都存在一个共性,使得降水可通过铺装材料和地基下的渗水路径流入到地下土壤中。而在园林中应用透水性铺装材料较之其它材料拥有更大的优势,透水性铺装可以在一定程度上补给地下水,防止洪涝灾害,有效维系城市的生态环境。

4.2.1.1透水混凝土

透水混凝土是透水性铺装建设中的主要应用材料,并且也是一种较为环保的混凝土,可以与城市环境共生。透水混凝土是经过一系列特殊的操作技术制成的孔隙丰富的混凝土,它的强度可以正常比拟其它混凝土,并且还具有一定的透水作用。在国外,透水混凝土一般多用于城市公园和居民住宅道路、人行道、停车场、广场等区域的路面建设中。在我国,还未出现统一合理的透水混凝土配合比设计方法,且目前透水性混凝土还没有成功应用的案例,但是透水混凝土作为环境友好型生态混凝土环境负荷减少型的混凝土,它独特的优势是不可比拟的,所以未来我国会加大对其的一系列研究和利用。

4.2.1.2透水砖

透水砖可以起到有效的渗水作用,它的使用原理主要是对水在重力作用下沿砖内开放性毛细孔道向下渗透,使雨水沿着透水砖内的细孔不断渗透下去。因为透水砖孔隙较大且丰富,所以在遇到大规模降雨时可以有效的排解雨水,从而有效减少路面径流,有效恢复地表

水循环系统的顺利运作。除此之外,建造透水砖也对工业废料进行了二次利用,节约成本的同时减轻了对环境的污染。目前,透水砖在园林的地面铺装建设中应用的十分广泛。透水砖不仅造型多变、色彩丰富、还具有较强的透水作用,所以透水砖才能大量的应用于园林的建设。所以,需要对透水砖的施工技艺和铺设技术进行全面的了解,使得透水砖的有效利用率可以得到不断的提升。

4.3雨水花园设计(生物滞留设施)

4.3.1选址方面

在雨水花园的选址方面,需要综合考虑一下内容:首先,为了防止长时间的降雨对建筑造成侵蚀,需要将雨水花园的边线距离建筑控制在2.5m及以上。然后,雨水花园的建造位置应该远离提供用水的区域或是水井周边。雨水花园也不能建造积水处,这会导致正常的雨水渗透受到影响,不利于花园内植物的正常生长,而且雨水长时间积累在雨水花园中,容易滋生蚊虫。一般雨水花园会建造在地势相对平坦的位置,这样会使得建造工作进行起来比较简单。还需要注意的是雨水花园应该尽量建造在有阳光的地方,不要建立在会对其造成遮挡的区域。

4.3.2确定结构和深度

建造雨水花园主要是为了有效防止地面径流被污染,它需要对降雨做到及时的处理,同时还要保证对雨水进行最大限度的排解。所以雨水花园的建造结构会相对来说复杂一些,除了需要设立,植被缓冲,带、蓄水区、有机覆盖层、地下系统等,还可以建设贮水池,并设有紧急溢流装置,对可能溢出的水流进行贮存并将这部分水资源通过过滤后进行再次利用,一般可以用于清理道路、浇灌植物等,实现对水资源的有效利用。一般情况下溢流装置多建造于雨水花园的中心区域,它的顶部会和园内最大水深保持在同样的高度范围内。

4.4植草沟

植草沟指种有植被的地表沟渠,可收集、输送和排放径流雨水,并具有一定的雨水净化作用,可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。除转输型植草沟外,还包括渗透型的干式植草沟及常有水的湿式植草沟,可分别提高径流总量和径流污染控制效果。

适用于建筑与小区内道路、广场、停车场等不透水地面的周边,城市道路及城市绿地等区域。植草沟内土壤介质包括种植土壤层、过滤层、入渗层/存储层。植草沟宜种植密集的草皮草,不宜种植乔木及灌木植物,植被高度宜控制在0.1~0.2m。

园林景观上考虑需与绿地地形接顺,达到视觉上不是沟而是地形的朔造需要的效果。

优缺点:建设费用较低,施工难度小,与绿地环境相协调。但需要定期维护,以便保持水流通道畅通。

4.5下沉式绿地

下沉式绿地具有狭义和广义之分,狭义的下沉式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200mm以内的绿地;广义的下沉式绿地泛指具有一定的调蓄容积(在以径流总量控制为目标分解或设计计算时,不包括调节容积),且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地,包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。一般情况为狭义的下沉式绿地。

狭义的下沉式绿地应满足以下要求:

1)下沉式绿地的下沉深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透能力确定,一般为100~200mm。

2)下沉式绿地内一般应设置溢流口(如雨水口),保证暴雨时径流的溢流排放、溢流口顶部标高一般应高与绿地50~100mm。

园林景观的结合,通过定义和实践,24小时排空的原则,本绿地内基本可以按一般正常的绿地进行绿化设计。

4.6湿塘

指具有雨水调蓄和净化功能的景观水体,雨水同时作为其主要的补水水源。湿塘有时可结合绿地、开放空间等场地条件设计为多功能调蓄水体,即平时发挥正常的景观及休闲、娱乐功能,暴雨发生时发挥调蓄功能,实现土地资源的多功能利用。湿塘一般由进水口、前置塘、主塘、溢流出水口、护坡及驳岸、维护通道等构成。它适用于建筑与小区、城市绿地、广场等具有空间条件的场地。

湿塘的构造部分应满足以下景观要求:(1)消能设施的样式应与园林景观环境协调,按景观要求设置。(2)前置塘应考虑一点的隐蔽性,可结合园林手法“藏”字诀设计;(3)主塘一般包括常水位以下的永久容积和储存容积,永久容积水深一般为0.8-2.5m;具有峰值流量削减功能的湿塘还包括调节容积,调节容积应在24-48h内排空;主塘与前置塘间宜设置水生植物种植区(雨水湿地),品种选择根据不同水生深、配置方式、景观主题确定,主塘驳岸宜为生态软驳岸,边坡坡度(垂直:水平)不宜大于1:6。

4.7雨水湿地

雨水湿地利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水,是一种高效的径流污染控制设施,雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地,一般设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量,雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。雨水湿地与湿塘的构造相似,一般由进水口(消能设施)、前置塘、沼泽区、出水池、溢流出水口、护坡及驳岸、维护通道等构成。雨水湿地适用于具有一定空间条件的建筑与小区、城市道路、城市绿地、滨水带等区域。景观要求参照湿塘。

4.8绿色屋顶

绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等,根据种植基质深度和景观复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式,基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定,简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于150mm,花园式绿色屋顶在种植乔木时基质深度可超过600mm,绿色屋顶的设计可参考《种植屋面工程技术规程》(JGJ155)。绿色屋顶适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度≤15°的坡屋顶建筑。平屋面有条件可作为办公的休息和企业文化体现的花园及家庭的休憩花园等功能绿地。

5.五象湖公园提升工程(海绵工程)案例分析

5.1项目概况

五象湖公园共占地面积122公顷,其中包括水域面积约58公顷,陆地面积约64公顷。公园附近的用地多数建造成了商务大楼、居民住宅以及行政办楼等。因为五象湖工业附近地区目前仍处于开发和待开发阶段,而市政雨水管网还存在着很多问题,所以五象湖需要承担着附近道路和村庄大量的雨污合流水。受此情况影响,五象湖公园的水质遭到严重的污染,而污染水源没有经过任何处理就进行排放,使得公园内的环境污染十分严重并且水资源也被大量的浪费。为了有效解决以上问题,开始规划建设五象湖公园提升工程(海绵工程)。该工程的建设内容包括对园内雨水进行排解、净化水生植物等,该项目可以有效解决公园雨污合流水给公园带来的一系列影响。

5.2改造方法

五象湖公园北广场是公园内的最高点,也是海绵改造的重点区域,对该区域进行改造可以收集附近市政雨水,然后将雨水滞留并进行一系列的过滤,这是一个储存雨水、并对其进行有效利用的综合改造方案。改造前北广场是一个三级平台广场,中间区域是一个三级共150个阶梯的硬化水景平台,广场整体硬化率非常高。一方面水体景观的建造使得水资源浪费严重,另一方面除了严重浪费水资源,污染现象也非常严重,由于没有有效的过滤设施使得污水直接排入公园湖内,造成湖水被严重污染。对其进行改造的技术方法如下:

5.2.1雨水花园自然净化法

此次改造将在公园水景中嵌入雨水花园,可以形成一个三级约为100个梯级的多梯级式雨水花园滞留带,这个滞留带可以有效减小公园内的水景硬化面积,并且起到承接每一级平台广场上铺装雨水的作用,每一级平台雨水通过重力自然漫流并通过排水沟进入另一级平台的雨水花园,共经过约30个雨水花园,通过逐级滞留、净化作用,最后将干净的雨水排入公园湖内。使得雨水花园既有海绵功效,又富含一定的生态性。

5.2.2雨水系统回收利用法

北广场设计主要是利用雨水,对其进行有效的回收利用,然后供给公园内的水景和喷泉,回收利用的污水主要来源于秋月路接入公园的市政雨污水。从源头处收集客水,在一定程度上能够降低净化的难度,通过初期雨水弃流后进入容量为300立方米的一体化雨水回收利用装置进行净化,最后接入北广场最上级的景观水池中,直接循环用于水景打造。

5.2.3海绵景观人文化法

北广场海绵化改造还加入了游客的亲水互动体验,通过对汀步、台阶进行设置,游客可自由漫步于水景和雨水花园中。其中第二、三级平台为透水铺装,极大的减轻了酸雨对步行台阶的侵蚀,同时通过渗透作用减少台阶积水,起到防滑的作用。

北广场海绵化改造结束后,广场径流冲刷和面源污染问题得到有效的解决,客水回收利用装置每年可供回用的雨水达19200立方米,使得雨水得到较大程度的利用,有效的达到了节能减排的目的。此次改造还使公园整体环境得到了很大的提升,受到了大家的一致好评。

结束语

建造海绵城市可以有效利用自然资源,然后对自然环境进行有效的保护,最终实现生态环境的发展。海绵城市在园林景观中应用的十分广泛,它可以有效体现海绵城市的应用功能,对于环境的质量和水资源的利用上起到了很大程度的积极影响。所以,未来应该继续建设海绵城市,加强对生态环境的保护和水资源的有效利用。本文对海绵城市的概念和意义进行分析,并对它的现状和实际应用案例进行探讨,希望可以为我国海绵城市的发展贡献出微薄的力量。

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论文作者:李宇宁

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/10/16

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