城市景观园林“海绵城市”施工技术研究
——以江苏省园艺博览会(连云港)及生态提升项目为例
2022-12-11王龙飞艾宇航
王龙飞,王 伟,艾宇航,王 盼
(中国建筑土木建设有限公司,北京 100000)
0 引 言
我国现阶段城市建设面临着两个方面的问题,分别为暴雨洪涝与水资源匮乏,正从不同程度上制约着城市发展,甚至在一定程度上影响了地域水生态的平衡。为解决这些问题,有效处理城市建设与发展中的水生态问题[1],本文以江苏省正在建设的园艺博览会(连云港)及生态提升项目为例,引进海绵城市理念,开展城市景观园林的施工研究。
1 海绵城市概述与传统景观园林建设存在的不足
随着生态可持续发展理念的深化,相关“海绵城市”的研究群体数量越来越多,这一理念的提出不仅引起了大量研究人员的关注,同时也为我国现代化城市发展与建设提供了方向[2]。建设海绵城市,不仅可以实现对地区水生态环境的全面优化,也可以改善地区水质。
在对海绵城市的深入研究中发现,融入此种理念建设与开发的城市具有“海绵特性”,即城市可以像“海绵”一样,吸收水分,充分利用水资源并及时应对自然环境的影响,实现对雨水的储蓄与循环使用,帮助城市弹性化地解决或应对自然灾害[3]。在对某城市气象调查局反馈数据的综合梳理时发现,城市内涝、干旱等现象的发生,受到环境影响较为显著。近年来,我国部分城市局部地区突发性降雨现象发生次数较为频繁,多个城市在不同的时间段出现了突发性降雨,降雨量达到历史降雨的极值,短期的高强度降雨直接造成了城市内涝[4]。尽管大部分城市已在相关工作中尝试采用建设景观园林的方式,解决自然降雨对城市带来的灾害,但大部分城市的景观园林生态建设与排水基础设施建设仍在按照或沿用原有的强度进行设计优化,根本无法满足短期强降雨需求。仅有少部分城市在进行城市景观园林与排水工程的建设时,采用的是“三年一遇”设计标准,但由于设计的排水工程使用年限较长,后续没有安排专人进行工程建设的管理,导致城市在遇到突发性降雨现象时,排水系统无法及时给予反应,导致一些排水工程建设滞后的城市,一遇到短期强降雨,便出现洪水或洪涝灾害。此外,部分城市为了满足其基本发展需求,会持续扩大对土地资源的开垦,使用大量硬质地砖铺设路面,但此种材质的地砖十分不利于雨水的存储与下渗,不仅会造成水资源的浪费,甚至还会导致城市地面大量积水,与“海绵城市”的建设呈现背离状态。
除此之外,应明确不同城市景观园林的建设是存在显著差异的,但根据海绵城市中景观园林的建设现状可以看出,较多城市在开展此项建设工作时,没有充分利用地域文化特征,也没有结合城市地理条件,一味地参照其他城市的开发与设计成果,打造城市园林景观[5]。但基于本质层面分析,此种做法是十分错误的,沿用此种设计方式不仅会导致建设的成果出现文化背离问题,还会导致不同城市的景观园林存在“过度相似”问题,即建设方与施工方会在投入了大量人力与物力后发现,开发的成果根本无法达到预期效果。
2 城市景观园林“海绵城市”施工技术
2.1 提升城市景观园林土质透水性及降水滞留性
针对城市景观园林施工,引入海绵城市理论实现水资源的高效吸收和利用,进而促进城市景观园林建设的可持续发展。为了进一步提高园林对水资源的吸收效率,需要提升园林土壤的透水性以及降水滞留性[6]。在具体实施中,需要充分做到对种植层透水性的改良,并制定有规律的松土计划,将砂土或珍珠石等促进透水性提升的材料添加到土壤当中。通过这样的施工不仅能够提升土壤的透水性,同时还能够有效避免碱性水质的突变造成结块、结板的现象发生[7]。具体而言,可通过在城市景观园林建设中引入高位植台、生态树以及植草沟等结构,以此达到提升土质透水性的目的,并在一定程度上改善景观园林建设效果。图1为植草沟结构示意图。
图1 景观园林施工中植草沟结构示意图
图1中编号1~5分别为蓄水层、覆盖层、种植土层、砂层和砾石层。图1中植草沟的特点在于,包括其主体部分,都具备良好的协调给水和排水能力,同时可实现对园林地表径流雨水的储存和运输[8]。同时,与以往单一形式的植草沟相比,图1中所示的结构能够针对突发性的特大洪水起到良好的排水效果,增加雨水在地表流经的时间,从而起到良好的净化和过滤效果。
除此之外,为了解决当前园林降水滞留性差的问题,确保城市景观园林能够具备良好的渗水、透水能力,在建设过程中应当对于植物的种类以及种植、栽培数量进行合理选择,尽可能在施工条件允许范围内,选择具有较强雨水滞留能力的植被。将以往园林外部连接的储水器转移到园林内部,并完成连接。在具体设计和施工阶段,应当根据实际施工条件适当增加水系所需的工程结构弯曲度。对于部分景观园林当中存在人造池塘的情况,也应当对其植物进行重新选择和栽培,从而达到扩大湿地面积和绿地面积的效果,提升园林对于降水的滞留能力。除此之外,还应当结合建设施工区域本身具备的自然条件,因地制宜地完成对小型拦截水坝的建设,在降雨多发时期通过获取雨水的方式实现对城市景观园林水循环的进一步完善。
2.2 水体净化
在获取景观园林所需的水资源时,还应当从水资源获取阶段,对水体进行净化处理,可通过对园林植被的选择以及对硬质景观的设置达到水体净化效果。在施工过程中,尝试引入现代化的净水装置和设施,促进整个园林内部净化水体能力的提升。在净化前应当明确水体的各项净化指标,确保水体当中含有的构成 化学需氧量(COD)物质、悬浮物(SS)以及氨氮等成分含量均在上限范围内。通常情况下,城市景观园林中水体的COD的数值不得超过25 mg/L,溶解氧应超过2.8 mg/L,氨氮的含量应小于1.25 mg/L。若水体净化不合理,则会造成水体出现富营养化现象,进而引起藻类植物的快速生长,严重影响水资源的利用。针对这一问题,可通过物理、化学、生物或三者结合的方式实现对藻类植物的去除。物理方法可以通过机械设备的筛选以及过滤截留等措施,按照藻类植物的大小设置不同孔径的滤网,以此实现对藻类植物的过滤。化学方法主要是通过向水体中添加氧化或絮凝螯合剂的方式对藻类植物进行灭活或沉淀处理。生物方法是通过在水体当中添加抑藻微生物或鱼类对藻类进行捕食以此消除藻类植物。除此之外,还可以应用物质迁移转化的思路实现对水体的净化,其大致转化模式如图2所示。
图2 水体净化转化模式示意图
按照图2中的模式实现对水体的净化,在这一过程中,水体当中的有机物和无机营养盐会最终转化为水生植物和水生动物体内的有机物。在完成转化后,通过人工打捞的方式能够有效去除景观园林水体当中的污染物质。
2.3 水分疏排
对于城市景观园林而言,在面对强降水甚至超强降水时,若地下水的下渗条件有限,则需要通过园林体系的排洪除涝功能实现对地下水资源的调节。因此,在对景观园林进行施工时,还应当从提高园林排洪除涝能力的角度出发,实现对水分的疏排。在现有城市景观园林施工条件下,增设园林排水体系,并因地制宜合理设置管沟位置。在排水作业施工过程中,还应当结合自然地形条件,实现对其充分利用,提高地形优势。排水体系当中包含疏排截流深沟、孔隙含水层底板、集水沟渠等结构。通过排水体系的设置,能够实现对地下水的完全截留,以此达到防治地下水的目的,并提高在强降水甚至超强降水时期景观园林的水分疏排能力。
2.4 地下水补充
将海绵城市建设理论应用到对城市景观园林的施工当中,结合园林水系统运行所需,针对地下水资源进行补充。在施工中,应当严格按照施工设计图纸以及园林施工区域原有河道对各个区域模块进行合理布局,不得出现随意改变河道结构以及排水渠布局的问题。同时,在建设过程中,应当对园林施工区域内历史降水量、历史排水量、历史用水量等数据进行获取,并推算出未来的各项数据的变化趋势。将这些数据作为依据,对地下水进行有效补充。在施工过程中,还可引入规划设计软件,利用软件获取更多园林建设数据,从而为其施工和建设提供更有利的数据依据。除此之外,针对园林中水质也需要进行定期检测,并通过测定结果对降水量进行分析,结合雨水对园林的污染情况,对园林日常维护中浇灌计划进行合理制定,从而确保最终景观园林施工效果能够符合预期要求。
3 对比分析
为证明本文设计的施工技术有效,设计如下文所示的对比实验。明确此次实验所选的工程项目为连云港生态提升项目,实验前,对此项目进行描述,见表1。
在此基础上,进行园林景观工程平面规划设计,园林景观工程根据总体规划分为两大板块,四个施工区域,22个特色植物景观。两大板块分别为绿化景观和硬质景观,四个施工区域分别为A、B、C、D区,对施工区域进行配置描述,见表2。
表1 连云港生态提升项目概述
表2 城市景观园林施工区域配置描述
将施工前后城市景观园林的蓄水能力作为评价指标,统计施工前后景观在降雨时间段内的有效蓄水量。将其作为实验结果,如图3所示。
图3 施工前后城市景观园林不同区域在降雨时间段内的有效蓄水量
从图3可以看出,按照本文设计的施工技术进行城市景观园林设计,可以提升降雨期间景观区域的蓄水量,保证对自然降雨的有效存储与高效率收集、使用。
4 结束语
本次研究以连云港生态提升项目(一期工程)为例,引进海绵城市理念,对城市景观园林施工展开研究。对比实验结果表明,设计的施工技术在应用中可以提升降雨期间不同区域的蓄水量,从而保证景观对自然水资源的有效使用。为确保工程在实际应用中发挥更高的效能,应在建设景观与绿化场地时,做好种植植被的防冻解决策略。一期工程中绿化种植品种多、数量大,且连云港地区冬季气候较为寒冷,因此对于园林景观中新种植的苗木植被等必须采用防冻措施才能避免防冻危害。通过对绿化种植苗木采取合理浇灌、科学施肥等措施,促进种植苗木植被生长健壮,增强种植苗木植被自身的抗寒能力,从而发挥景观园林在城市中更高的效能。