文·圖 ◎ 張喬松
海綿城市與園林規(guī)劃建設(shè)
文·圖 ◎ 張喬松
海綿城市建設(shè)如火如荼,園林人在其中應(yīng)該做什么,可以做什么?毫無(wú)疑問(wèn),首先是要確保綠地的量,也就是我們常說(shuō)的綠地率。否則皮之不存,毛將焉附?在基于足夠的綠地率、也即綠地海綿本底的基礎(chǔ)上,本文重點(diǎn)從綠量與層次、地形與水體、生態(tài)鋪裝和屋頂綠化幾個(gè)方面來(lái)闡述。
有了足夠的綠地以后,我們不能忽略綠地的質(zhì)量——單位綠地面積上的綠量。綠量的多寡是綠地質(zhì)量的標(biāo)志之一。一般而言,綠量越多,留蓄雨水的量越大,海綿體就越有效。
綠地滯留雨水的層次自上而下可分為三個(gè)層次:冠層滯留、表土疏滲和根際滯留。
1. 冠層滯留
樹(shù)木越高,樹(shù)冠越密,層次越多,葉片越細(xì),滯留的雨水越多。因此植物配置首先要考慮綠地上的喬木覆蓋率(>70%)和多層植物覆蓋率,要多種參天大樹(shù)和冠大蔭濃的樹(shù)種,不讓人進(jìn)入的密林部分植物搭配上要考慮多層結(jié)構(gòu),喬木本身都可以考慮三層。植物葉形的選擇可多考慮細(xì)密枝葉的樹(shù)種,使小雨時(shí)樹(shù)冠滯留更多的雨水。
廣州的《城市公園規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》里面就有“植物的配置形式以自然多層次混合植物群落為主體,喬、灌、草三層配置種植面積應(yīng)占公園綠化種植面積的70%以上,避免大面積使用單一植物的配置形式?!?/p>
那么種什么樹(shù)能有大冠幅、多層次?這個(gè)問(wèn)題牽涉到育苗方式和工程用苗標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,也是目前園林行業(yè)存在的重大問(wèn)題。濫挖濫移之風(fēng)還在盛行,屢禁不止,砍頭樹(shù)、殘廢樹(shù)充斥各地苗圃,未種先殘。苗木標(biāo)準(zhǔn)重胸徑,輕冠幅!綠地樹(shù)木有胸徑,無(wú)冠幅!
清華大學(xué)楊軍教授提出:“一棵樹(shù)就是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng),其枝椏的生長(zhǎng)分布是長(zhǎng)期自然選擇下形成的最優(yōu)結(jié)構(gòu),當(dāng)人為將其截頭定干后,即使能促發(fā)長(zhǎng)出新的枝條,但這些枝條集中在一個(gè)斷面內(nèi),其組織結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生變化,樹(shù)枝對(duì)樹(shù)干的附著強(qiáng)度顯著降低,難以抵抗風(fēng)吹、雪壓的侵襲,為城市綠化埋下很多安全隱患。這樣的樹(shù)盡管也在長(zhǎng),也具有生態(tài)價(jià)值,但與原冠苗相比差別就大了,從某種意義上講,它已經(jīng)喪失了成長(zhǎng)為一棵樹(shù)的完整價(jià)值?!?/p>
綠地表土的性狀、植被層次等對(duì)雨水的疏滲速度和疏滲量是十分關(guān)鍵的。特別是當(dāng)表土因?yàn)橥临|(zhì)粘結(jié)、澆水沖刷和人車(chē)踩踏而板結(jié),將嚴(yán)重影響雨水疏滲,使落到地面的雨水大部分成為徑流。影響表土疏滲的因素有四個(gè)方面:
表土性狀 表土不板結(jié)、含沙量適中的沙壤土,有機(jī)質(zhì)和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)豐富的土壤疏滲及截留雨水能力好,反之則差。
上海徐家匯公園陶粒覆蓋的透水表面
表土疏滲速度和疏滲量是綠地海綿體是否有效的重要一環(huán)。要做好表土疏滲,除了增加植被層次、適當(dāng)改良過(guò)于粘性的土壤以及及時(shí)中耕松土以外,還可以通過(guò)保留綠地落葉、推廣有機(jī)質(zhì)的綠地地面全覆蓋、綠地的輪流開(kāi)放等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。有機(jī)覆蓋物的來(lái)源可以通過(guò)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中粉碎修剪的樹(shù)枝葉來(lái)獲得。
澳大利亞布里斯班樹(shù)皮覆蓋的透水表面
植被層次 植被覆蓋度高,層次豐富,枝葉密集者雨水下落到表土的速度減緩,疏滲能力則高,反之則低。
根系狀況 根系越發(fā)達(dá),根系拓展寬而深則疏滲和蓄留雨水效果好,反之則差。要使根系發(fā)達(dá),土壤質(zhì)量、樹(shù)穴質(zhì)量就要有高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求,而這方面恰好是目前園林界的不足和痛處。土壤質(zhì)量合格的幾乎是鳳毛麟角,樹(shù)穴規(guī)格也普遍偏小。
雨水狀況 微風(fēng)細(xì)雨,時(shí)間短,總雨量少則疏滲好;狂風(fēng)暴雨,時(shí)間長(zhǎng),總雨量大則疏滲差,徑流量大。
廣州行道樹(shù)不合格的樹(shù)穴
表土有利于雨水疏滲性狀改良以后,雨水的疏滲速度和疏滲量就主要依賴良好而有活力的根系,根系拓展越深越廣,雨水的疏滲量就越大。這就需要良好的土壤基礎(chǔ)——種植樹(shù)木的時(shí)候,用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的樹(shù)穴種樹(shù)和徹底改良不好的樹(shù)穴土壤。如國(guó)際上的樹(shù)穴標(biāo)準(zhǔn):一般規(guī)格2×2×2米,大樹(shù)規(guī)格3×3×3米。國(guó)際樹(shù)木學(xué)會(huì)的樹(shù)穴大小要求為土球的3倍,而土球是必須是胸徑的10~15倍!
2012年8月布拉萬(wàn)臺(tái)風(fēng)過(guò)境長(zhǎng)春,瞬間風(fēng)力高達(dá)到8級(jí),行道樹(shù)倒伏上萬(wàn)株,調(diào)查發(fā)現(xiàn)倒伏樹(shù),其根延伸到樹(shù)坑外不到20厘米,且很細(xì),加之樹(shù)坑內(nèi)土壤水飽和,支撐力大減所致。
1. 地形
在所有的綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)中,充分尊重和保護(hù)原有的地形地貌和植被,是規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要原則。不能隨意大挖大填,移山填海。保護(hù)地形地貌和原有植被其實(shí)就是保護(hù)自然的海綿體,就是海綿城市的題中應(yīng)有之意。
北京植物園的旱溪,雨季可以截留雨水
我們?cè)诔浞肿鹬卦械匦蔚孛驳幕A(chǔ)上,也可以從降峰減流的角度,在地形的低洼處盡量保留和改造一些小尺度的水塘、旱塘、旱溪,搞一些小型的攔水壩,增加降雨時(shí)的雨水匯集與滯留。過(guò)于平坦的地形或在原有農(nóng)田上建設(shè)公園,也可以適當(dāng)?shù)赝诤焉剑黾庸珗@的水體面積。水體不應(yīng)隨意硬底化,阻塞補(bǔ)充地下水的通道。漏水也是自然過(guò)程!
濟(jì)南千佛山的山坡匯水處沿線的雨水濕地
筆者不贊成大量參仿西方的雨水花園。大多西方雨水花園的設(shè)計(jì),在綠地下面挖地三尺,建造雨水的滲、排、蓄設(shè)施,然后覆土種植植物。這種先破壞、后建設(shè),對(duì)原有地形、植被毫不吝惜,依賴翻天覆地的工程措施達(dá)到截留雨水的目的,是典型的西方人類(lèi)中心主義的表現(xiàn)。
如此工程過(guò)后,綠地只能種草了
大家可以想象一下,在這些設(shè)施上面的植物能否健康成長(zhǎng)?是不是相當(dāng)于把寶貴的地面綠化變成不接地氣的屋頂綠化了?在路邊排水溝增加滲排設(shè)施和建筑與鋪裝下面做蓄排水工程還可接受。
園道的海綿(排水)技術(shù)(園道、小平臺(tái)的斷面設(shè)計(jì)對(duì)排、滲水影響)中,園道、平臺(tái)的斷面設(shè)計(jì)要結(jié)合地形選線,要考慮如何充分利用地形自然排水,做到節(jié)省投入(排水溝的投入)、有利分散排水、有利自然滲透、減少雨天安全隱患等等作用。這就牽涉到園道的規(guī)劃選線以及園道斷面位置、斷面高度、斷面結(jié)構(gòu)等方面:
天津園林設(shè)計(jì)院的雨水花園
(1)斷面位置要綜合考慮,選擇最佳的布線位置。平地的位置可能相對(duì)容易選定,坡地則宜選擇平緩地段,土方工程量相對(duì)較低的地段,還要注意不要選在最低洼的位置,使園道變成排水溝(如果一定要這個(gè)位置,則要增加排水溝的設(shè)置)。至少要有一側(cè)是比園道更低,才有利于自然排水和分散排水,減少排水溝的投入。集雨面積較大的路段,其內(nèi)側(cè)(高側(cè))還是需要增設(shè)排水溝。
(2)斷面高度除了前述的將園道放在有利于自然排水的位置以外,園道的斷面高度設(shè)計(jì)也是十分重要的。斷面高度宜略高(5~10厘米)于道的兩側(cè)地面或一側(cè)地面,使雨水向一側(cè)或兩側(cè)排水,分散自然滲透。因此,不應(yīng)設(shè)置高于道面的路側(cè)石,因?yàn)檫@些路側(cè)石很容易成為慢行道的排水障礙,使下雨時(shí)慢行道變成排水溝,集中變成洪流,影響行人安全,增加排水壓力。
園路平臺(tái)均高于兩側(cè)綠地利于雨水排滲
(3)斷面結(jié)構(gòu)最好采用透水透氣的生態(tài)鋪裝。
園道的排水(海綿)技術(shù):①園道結(jié)構(gòu):透水結(jié)構(gòu)最理想。②園道斷面位置:有利于向兩側(cè)排水。坡地:平緩處布線,最小土方量。不在最低處,易成排水溝??稍诖蔚忘c(diǎn),一側(cè)自然排。平地:略高于地面,兩邊自然排。不設(shè)高側(cè)石,方便兩邊排。③道旁綠地因地制宜設(shè)置雨水滲濾溝。④道旁低洼處增設(shè)攔水壩營(yíng)造蓄水池。⑤低洼路段的園道下面可以考慮建造蓄水池。
國(guó)外園路標(biāo)高普遍高于周邊綠地
適當(dāng)增加低洼處水體、水景、溪流的景觀蓄水小壩、蓄水池等蓄留雨水,達(dá)到降峰減流的目的。起伏山地公園更要盡可能保留原有小面積的山塘、洼地、濕地,以利蓄水。洼地、園路與建筑周邊的排水系統(tǒng)可適度增設(shè)地下蓄水池設(shè)施。
還可考慮增加一些規(guī)范性指標(biāo):新建公園要有景觀水體面積>20%的要求,以及各類(lèi)綠地的永久性或臨時(shí)性水體、溪流攔水設(shè)施、蓄水池的指標(biāo)要求。
下沉式綠地(Sunken Greenbelt)有狹義和廣義之分,狹義的下沉式綠地又稱(chēng)為低勢(shì)綠地、下凹式綠地,其典型結(jié)構(gòu)為綠地高程低于周?chē)不孛娓叱?~25厘米左右,雨水溢流口高于綠地且低于硬化地面。廣義的下沉式綠地還包括洼地、雨水花園、雨水塘、雨水濕地、多功能調(diào)蓄等生態(tài)雨水設(shè)施??偠灾?,下雨時(shí)可截留雨水的低洼綠地。
下沉式綠地的土壤、植物選擇與配置:土壤具有良好的疏松透水特性,黏性較重的土壤適當(dāng)進(jìn)行沙化的改良,加強(qiáng)其疏滲能力。選擇適應(yīng)性強(qiáng)的兩棲植物,特別是可以耐突然短期水淹的植物。同樣應(yīng)該以喬木為主,多層結(jié)構(gòu),不能只種草坪。兩棲植物的喬木有水杉、池杉、落羽杉、楓楊、水椰子等等。不要選擇不耐水淹的植物,如木蘭科植物。我們還可以充分利用潮間帶(消落帶)兩棲植物選擇配置的研究成果,為下沉式綠地服務(wù)。
重慶沙坪壩石門(mén)消落帶示范區(qū)
覆蓋城市地面的除了綠地以外,還有建筑和各種地面鋪裝,如果這兩部分都能接近綠地海綿體雨水吸納水平,就基本上可以做到大雨天無(wú)徑流了。各種地面鋪裝包括道路、平臺(tái)的鋪裝,以及所有自然地的鋪裝或覆蓋,包括常常被忽略的河湖水體的底覆蓋、堤岸覆蓋等等。
廣東水庫(kù)潮間帶植物示范
1. 道路與平臺(tái)鋪裝
所有道路平臺(tái)鋪裝理想狀態(tài)應(yīng)該是透水透氣、不污染土壤的生態(tài)鋪裝。透水鋪裝已經(jīng)成為世界潮流,從快車(chē)道到休閑平臺(tái),新技術(shù)新產(chǎn)品層出不窮。透水鋪裝可透氣透水,截留雨水并為植物根系呼吸帶來(lái)好處,更可以為地面降溫。遺憾的是,這方面還有大量問(wèn)題有待解決,如鋪裝的真透水問(wèn)題、鋪裝成分對(duì)土壤的污染問(wèn)題、鋪裝的水穩(wěn)層對(duì)植物根系的封堵問(wèn)題等等。透水鋪裝亟待解決的問(wèn)題:
北京鳥(niǎo)巢前面的龍湖邊上道路的透水鋪裝
(1)鋪裝面層的孔隙堵塞問(wèn)題。堵塞失效很快,嚴(yán)重影響透水功能的持久性。
(2)鋪裝墊層的透水性、水穩(wěn)性和無(wú)污染問(wèn)題。很多的墊層不透水,有的是水泥石粉,透水性差并污染土壤,而光用砂石則水穩(wěn)性不好。
(3)墊層下面的土壤透水性問(wèn)題。如果素土壓實(shí)(一般壓實(shí)系數(shù)為0.9~0.97),基本上是不透水的。如何做到水穩(wěn)性和透水性的高度統(tǒng)一,仍有待研究和突破。
北海公園的樹(shù)脂石透水鋪裝
城市各種水體、河流常常因?yàn)樗^的建設(shè)而進(jìn)行各種非自然的人工覆蓋,最常見(jiàn)的是將原有的建成區(qū)河道或排水渠進(jìn)行全面覆蓋,變成一個(gè)人工的排水渠,使河道和水渠里的水與大地完全隔開(kāi)。有的甚至連河道的上面也被覆蓋變成道路,使天然的河流變成一個(gè)不見(jiàn)天日的下水道,如著名的首爾清溪川,李明博當(dāng)市長(zhǎng)時(shí)頂著壓力,把道路拆掉,恢復(fù)成一條美麗的城市人工河流。
但這是自然河流嗎?堤岸和河底被水泥覆蓋,只能說(shuō)這是人工河流、景觀河流和泄洪渠。
被高架橋和水泥板覆蓋的首爾清溪川
再看新加坡碧山宏茂橋公園,2012年將一條全覆蓋的排水渠恢復(fù)為自然河流,原來(lái)覆蓋的水泥塊全部循環(huán)利用,沒(méi)有一點(diǎn)浪費(fèi)。
我們應(yīng)該在各種園林綠地上盡量減少或完全不做河流、水體的非自然覆蓋,已經(jīng)做了的應(yīng)逐步恢復(fù)回來(lái),使城市水系統(tǒng)回復(fù)自然循環(huán)和自然滲透。
被李明博恢復(fù)的清溪川人工河
在建成區(qū)的地面上,可以說(shuō)是三分天下。綠地、道路鋪裝和建筑大概各占1/3左右,綠地和道路鋪裝解決了,剩下的就是屋頂了。占建成區(qū)1/3強(qiáng)的屋頂完全可以用綠化來(lái)降峰減流,促進(jìn)生態(tài)。屋頂綠化截留雨水的效益十分巨大。它可以通過(guò)以下四個(gè)途徑截留雨水:
1. 植被層截水 10厘米高的地被層的地上部分可以截留2~5毫米的雨水。
2. 土壤層截水 土壤基質(zhì)和土壤空隙均可截留雨水,10厘米的土壤層可以截留5~10毫米的雨水。
3. 蓄水層截水 屋頂綠化可以通過(guò)結(jié)構(gòu)蓄水層或蓄水容器截留雨水,5厘米高度的蓄水層可以截留20~35毫米雨水。
4. 蓄水系統(tǒng)截水 屋頂?shù)呐潘到y(tǒng)整合之后,把最后溢出的水收集到地下水池中蓄留利用。每1 000平方米屋頂設(shè)置20立方米的地下蓄水池,就可以截留20毫米雨量。那么通過(guò)4個(gè)層次的雨水收集,就可截留47~70毫米的雨水。按廣州控制徑流85%的標(biāo)準(zhǔn)43毫米(一年一遇的一小時(shí)雨量)計(jì)算,完全可以全部吸納!
廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院的屋頂綠化雨水、空調(diào)冷卻水收集系統(tǒng)示意圖
張喬松廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院首席研究員。