源自农业实践的海绵城市绿地造景手法探析

2018-04-11和发峰

山东农业大学学报（自然科学版） 2018年2期

苏成,王浩,秦蕾,和发峰

1.南京林业大学,江苏南京 210037

2.山东省泰安市规划局,山东泰安 271000

当前城市正面临着全球变暖、环境恶化等生态问题，加强雨洪管理、建设海绵城市是生态修复的需要，因此，急需探索城市雨水利用的绿地造景综合手法及措施，以解决营造手法景观性不强、建造成本过高、后期改造非再生性以及过分依赖建筑材料等问题。

早在四五千年前，先民就开始利用集水来经营农业和造林[1]，其手法已经广泛应用并固定下来，但工业革命以来，农业机械的普及逐步替代了人工耕作。笔者在传统农业耕作地区的实地调研中得到启示，归纳提炼、探寻总结出低成本、易操作、低维护、可持续的海绵城市园林雨水利用的造景手法，以做好城市雨洪管理与造景手法的结合，彰显景观效果和低碳生态，为我国海绵城市建设提供借鉴。

1 雨洪管理与雨水综合利用相关理论

雨洪管理（Storm water management）一般是指对城市雨水的控制和利用。西方发达国家早在20世纪70年代就已经开始了该理论的实践与研究[2]，并经历了一个不断完善的过程，最终形成了较完善的城市雨洪管理体系，较典型的有美国的最佳管理措施(BMP)及低影响开发(LID)体系、英国的可持续排水系统(SUDS)、澳大利亚的水敏感城市设计(WSUD)、新西兰的低影响城市设计和开发(LIUDD)等[3]。

相对而言，我国雨洪管理体系研究起步较晚，且现有城市雨洪规划和管理体系较为落后。如车伍教授所言：“雨洪管理被直译为暴雨管理，从该领域的发展及内涵看这显然都不够准确且容易引起误解”[2]；为了更清晰全面地反映该理论研究的内涵，许多学者尝试提出新的概念来替代，比如雨洪控制利用[2]、生态海绵城市[4]、绿色海绵[5,6]等。经过不断实践和发展，海绵城市概念脱颖而出，其形象的字面意义展现了城市如海绵般自由控制雨水的能力，被大家广为用之[3]。习近平总书记在2013年中央城镇化工作会议上明确指出：解决城市缺水问题，必须顺应自然，要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市[7]。

现有关雨水资源化的研究大多从工程设计方面入手，但实际需要的是系统的解决雨水问题，而非单一工程的解决方式，在城市发展的规划角度层面需前瞻性的分析雨水资源化的方向与手法，构建雨水综合利用及生态安全格局，发达国家已从单纯的工程技术层面转向与景观生态设计紧密结合的方式[8-11]。城市土地作为海绵城市的海绵体，具有吸纳、净化、缓释雨水的主力作用，然而由于硬质化工程等原因变得支离破碎，如何将城市绿地“海绵体”在城市地区进行修复、重构并发挥其原有的自然过程与作用是当前研究突破的重点。

2 海绵城市绿地造景手法

2.1 留水海绵体营造——师法自然溪流的“反溪流”造景手法应用

2.1.1 模拟构建“泉”“溪”“湖”景观营造手法在台地园、坡地园，或者经过改造后有地形高差的园林绿地，均可采用从高处水源引水，由暗管导入绿地中地势较高处以“泉”的形态流出，便可造出多处“高山泉”、“绿地泉”。多“泉”细流汇集成“溪”，多溪汇集成“湖”，从而，构建出道法自然的自然景观水系。

该法概括为“留水”或“滞水”海绵体营造手法。其景观处理要点：一是注重“藏”，要运用近自然设计手法与地势、石形、植物、建筑小品等相得益彰；二是注重“久”，海绵体耐冲、能渗，留滞水的能力要强、时间要久；三是注重“导”，要将引自河湖的水或过量雨水采用溢水管导入到近临水体，或导引到近临绿地形成新的“泉”“溪”“湖”水系景观序列。

2.1.2 应用案例（1）山溪引流灌溉体系案例：徂徕山位于山东省中部，为国家级森林公园，是知名的樱桃主产区之一，南麓种植户为克服山前土壤干旱、降水较少的不利种植条件，经长期实践、总结出一套高山截溪管道“反溪流”灌溉方法。如图1所示是比较典型的徂徕山果农山溪引流灌溉体系案例。这种低成本、低维护，而且实用有效的方法，一次性投入建成便可使用多年，果农通过此法让来自“高山自来水”的每一滴水，像每滴血液流遍全身又回旋流淌在生机盎然的土地上。

图1 山地溪流与“反溪流”果农灌溉管线示意图Fig.1Schematic plan of mountain streams and"anti-stream"fruit farmerirrigation pipeline

（2）泰山奈河上游景观改造工程实施案例：泰山奈河上游景观改造工程于2015年5月实施完毕，原河流水量季节性明显，春冬季枯水期水质及景观较差，该改造工程利用原有废弃水利灌溉设施（胜利渠、黄前西干渠）引大汶河上游水源自流入城，通过泵站提水到奈河石峡水库，解决了奈河枯水期景观和水质较差问题，对该区域生态修复起到了积极作用（图2、3）。

图2 泰山奈河大坝飞瀑Fig.2Thewaterfallfrom Naihedamin Mountain Tai

图3 泰山奈河上游仿自然跌水景观 Fig.3 The imitated natur aldropl and scapeabove Naihein Mountain Tai

2.2 导水海绵体营造——节水“一把草”法的造景手法提炼应用

2.2.1 “一把草”法导水海绵体营造 “一把草”法可概括为导水海绵体营造手法，其景观处理要点：一是尽量就地取材利用园林植物修剪废弃物（枝叶和杂草）等捆成“导水”海绵体，在栽植花木或改良种植坑时顺根部较近处竖植，上层或周围可一并埋入烂枝叶以形成地下水容器；二是表层可浅覆一层腐质土，以便于尽快导水入坑；三是此法可结合园林修剪、局部翻土改良土壤等工作来进行经常性改良。

2.2.2 应用案例（1）山东胶东丘陵地区果农土壤节水、改良案例：山东胶东地区多为丘陵干旱地区，现已改造为全国著名的苹果丰产区之一，其果农在中国工程院院士、山东农业大学著名果树专家束怀瑞教授等指导下，经过长期耕作总结形成了节水“一把草”法。具体方法就是在山坡地上栽植果树时，在其基坑中高树苗旁竖植一大把(捆)稻草后再覆土栽植，在雨天或灌溉时，稻草很好的起到了迅速“导水”入基坑土内的作用，被称为导水“一把草”法。实践证明，导水“一把草”法对于烟台苹果的丰产和品质起到重要作用。

（2）某小区硬化地面改造应用案例：某老旧小区通过利用储藏室门口狭小空间，打开水泥硬化地面，综合利用“一把草”法进行栽植，高效利用屋顶雨水及管道雨水，第一年长势和景观效果良好（图4）。

另外，泰山防火护林员在环山路林缘带附近把枯枝叶采取就近掩埋法，也创造了另一种“一把草”法导水海绵体，此法不仅排除火灾隐患，更重要的是枯枝叶填埋坑发挥了导水入土的作用。“一把草”法在城市园林中的广泛应用将为修复城市生态贡献巨大力量。

2.3 存水海绵体营造——山区贫瘠地改造手法借鉴

图4 某老旧小区硬化地改造应用案例示意图Fig.4Application case schematic of hardening land reconstruction in an old village

2.3.1 存水海绵体景观营造手法该手法核心是通过园林绿地竖向设计手法、变革园林施工与管理模式等手段，最大限度的提高各类型海绵体（特别是贫瘠地）存水、保水能力。

（1）园林绿地竖向设计手法园林绿地竖向设计采用近自然景观设计手法改造地形，主要可借鉴设计为挖湖垒山式、水田式、台地式、微地形式、挡土墙式等，使雨水能延长在场地内的流逝时间，更充分的下渗、保存和利用，从而延缓雨水的汇集时间，高效利用旱季雨水。

（2）变革园林施工与管理模式在场地整理初期主要是改良土壤，通过深翻、增肥（增腐殖质）等方法增厚、提质“海绵体”；覆盖法是目前研究最为成熟、应用最为广泛的保水措施[12],在平时园林修剪等管理活动中，改变将修剪废弃物、枯落叶等倒入垃圾箱的方式，采取挖沟坑填埋法或覆盖法还地，提高“海绵体”的土壤肥力和吸水保水能力。

2.3.2 贫瘠地改造方法实例（1）翻地整地法在较为旱脊、耕作层较薄的山坡丘陵地，果农采用深翻乱石土层或风化岩土层，以利于根系生长、保水等。在城市中通过破开不必要硬化地面改造为绿地的方式来增加海绵体面积和质量，也是该法的园林造景手法运用（图5）。

图5 道路旁渗水绿化带Fig.5 Permeable green belt by the road

（2）土壤改良法主要是运用长期耕作增加腐殖质，深翻轮作熟化土壤，形成优良耕作层。大多数农田、基本农田土壤均为该种类型，富含腐殖质、便于耕作、利于渗水和排水。

（3）梯田台地法许多研究表明等高线种植场地为水土保持的有力方式，该法像海绵体固体水库一样保持水分。用乱石垒砌挡土墙或粘土挡土墙将地形较大的山地整成台地式梯田，比较出名的有广西龙脊梯田、云南元阳梯田等（图6、7）；泰山环山路附近挡土墙台地也是水土保持应用实例（图8）。

图6 广西龙脊梯田（http://internal.dbw.cn/）Fig.6 Longji terrace in Guangxi (http://internal.dbw.cn/)

图7 云南元阳梯田（http://image.so.com/）Fig.7 Yuanyang terrace in Yunnan (http://image.so.com/)

图8 泰山环山路附近水土保持挡土墙台地Fig.8 Retaining wall platform of soil and water conservationnear Taishan ring road

2.4 滞水海绵体营造——平原地区大地排灌手法的造景手法提炼应用

2.4.1 滞水海绵体景观营造手法应用（1）湿地景观设计手法此法核心是“滞水海绵体”的营造。环形溪流汇入绿地平坦处规划设计为纵横曲折溪流，寓意曲水流觞，可设计田埂野径、山花烂漫、荷稻飘香等景观；多余水汇入水体形成湿地公园，多余水可通过有组织排水汇入城市防汛排水系统。

（2）土山、土石山环溪设计手法此法核心是“缓水海绵体”的营造。挖湖垒土山，在土山上挖环绕小溪形成漫流、漫浸系统，同时起到横向截留、缓流、缓释雨水作用，形成潺潺环溪景观营造手法。

2.4.2 平原地区大地排水方法案例华北平原为我国著名农业丰产区之一，地势平坦不利于内涝排水，一旦形成长时间内涝就会形成大面积减产。长期耕作形成的应对策略是沿路、沿田旁深挖纵横排水沟，兼用作灌溉水渠和滞水型湿地。内涝时多余雨水汇入临近水沟排走或暂存；旱时利用储存雨水或引来黄河水灌溉农田。

2.5 植被海绵体营造——林业造林方面的造景手法应用

2.5.1 森林群落式“植被海绵体”景观营造手法应用此法核心是最大限度营造植被阻截、保持、缓释雨水，涵养水源，以维持植物生境湿度，达到抗旱目的。具体种植设计手法是强调乔灌草立体层次搭配、常绿落叶树种间植以及植物枯落物有计划的保留或填埋等。

2.5.2 林业常用造林方法案例（1）徂徕山国家森林公园绿化造林案例徂徕山山顶以常绿树为主，各条山谷以阔叶、常绿混交林为主，山麓以阔叶林为主。山顶的常绿树很好的起到了涵养水分的作用，常绿混交林、阔叶林则有景观、经济和防火等多重作用，其种植模式很好的发挥“植被海绵体”作用。

（2）南京北部低山丘陵地带造林案例小山头多使用常绿、阔叶林混交林带，小河谷两旁多为苗圃用地，内多种植雪松等苗圃。维护了一种和谐的低山丘陵林地大地景观，季相变化较为明显、层次分明、景观宜人。

该林业常用造林方法对山地、丘陵地带水土保护、小流域综合治理发挥了重要作用。

3 展望

海绵城市的建设需要广泛的支持和参与，多种造景手法的综合应用，做好水土保持的文章，达到系统整治好城市园林绿地小流域系统，使整个城市绿地系统更加绿色、生态。因而，以下几个问题还需深入思考与讨论。

3.1 编制城市“海绵城市”等专项规划并出台相关实施细则

从规划编制来看，我国城市普遍缺少雨洪控制利用专项规划，仅在排水规划、防洪规划、环境保护规划等中有所涉及[13]。因此，在编制城市总体规划及专项规划阶段确定好规划目标，以增加“海绵体”规模为基本法则，划定绿线、水体等大型海绵体系统；在编制控制性详细规划阶段落实各地块的上位规划目标、任务，强化具体指标、措施，注重邻里单元地块“海绵体”联系，并形成网络和系统；在编制修建性详细规划阶段落实控规指标的相应设计方案，注重每个“海绵体”地块最大功能的营造，着重考虑与周边“海绵体”的衔接与联通；在项目验收阶段考核各项设计指标的实施和实效，提出整改和提升的后续管理要求；强化政策法规等强制性手段的支持，出台海绵城市专项规划实施细则规定，抓好规划落实，呼吁社团、民众广泛参与，加强部门协作、分工，通过加强各个环节的监督、审核、整改、提升来落实上层制度设计。

3.2 “海绵体+”模型构建及手法

规划设计中造景手法的精髓在于能够因地制宜、因项目而异来实现其目标，综合统筹考虑各项任务目标，例如海绵城市的海绵体模型营造手法，笔者称为“海绵体+”模型，其中，拟加的规划设计内容就是其核心本质及目标任务，笔者称“面子工程”；“海绵体”则常以隐蔽工程存在并发挥着重要的基础性生态作用，笔者称“里子工程”。例如，公园规划设计即为“海绵体+景观+游憩+防避灾+……”模型，道路规划设计即为“海绵体+交通+景观+……”模型等。