常海榮，郭二輝，崔秋芳，楊喜田

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,河南鄭州 450002)

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鄭州市節(jié)水型園林營建現(xiàn)狀調(diào)查與分析

常海榮，郭二輝，崔秋芳，楊喜田*

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,河南鄭州 450002)

摘 要：通過實地調(diào)研及歸納總結(jié),對鄭州市水資源短缺現(xiàn)狀和節(jié)水型園林建設(shè)中存在的問題進(jìn)行分析,初步探討了在鄭州地區(qū)可實現(xiàn)的、操作性強(qiáng)的節(jié)水園林營建技術(shù)與方法。結(jié)果認(rèn)為,篩選在鄭州地區(qū)生長良好的耐旱植物與鄉(xiāng)土樹種,科學(xué)配置植物生態(tài)群落;推廣節(jié)水型灌溉方式,切實提高灌溉效益;從建筑物、場地、道路3方面出發(fā),選擇經(jīng)濟(jì)可行的雨水利用方式;提高園林相關(guān)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平等,最終實現(xiàn)水資源的節(jié)約及高效利用。

關(guān)鍵詞：鄭州市;節(jié)水型園林;耐旱植物;節(jié)水灌溉;雨水利用

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160223

近年來鄭州市園林綠地建設(shè)發(fā)展迅猛。如2005 - 2013年鄭州市綠化覆蓋率由34.9%升至38.2%,人均公共綠地面積由8.0 m2增至12.0 m2。截至2013年,鄭州市市區(qū)(含上街區(qū))建成區(qū)綠地總面積達(dá)到1.32×108m2［1-2］。然而鄭州市的多年平均年降水量僅為629.2 mm,且降水量時空分布不均,60%左右的雨量集中在7—9月［3］。因此,急劇增加的城市綠地用水量與嚴(yán)峻的水資源短缺現(xiàn)狀之間的矛盾日益凸顯。

城市園林綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)中最積極的建設(shè)者,其發(fā)展不應(yīng)以水資源的高消耗為代價［4］。在建設(shè)節(jié)約型社會背景下,2006年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部提出建設(shè)節(jié)約型園林的號召,目標(biāo)在于節(jié)約資源和能源、改善生態(tài)環(huán)境,最終實現(xiàn)人與自然的和諧。包括挖潛、保土、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材五種模式［5］。其中節(jié)水園林理念的提出對于高效利用水資源起到引導(dǎo)作用,有助于在用水最少的情況下實現(xiàn)環(huán)境綜合效益的最大化,其相關(guān)普適性方法與技術(shù)的理論研究也較多,然而不同城市自然地理條件及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在差異性,應(yīng)根據(jù)具體情況采取相適應(yīng)的節(jié)水策略。因此,對鄭州市節(jié)水型園林營建現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查與總結(jié),在借鑒相關(guān)理論的基礎(chǔ)上探討適應(yīng)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、氣候特征、城市特色的園林節(jié)水技術(shù)與方法,對鄭州市城市園林綠地建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1　研究概況與方法

1.1鄭州市水資源概況

鄭州市地處中原腹地,人均水資源量180 m3,不足全國平均水平的10%、世界平均水平的6.25%。若按國際公認(rèn)的每人500 m3的嚴(yán)重缺水邊緣標(biāo)準(zhǔn),鄭州市屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)［6］。

1.2研究對象、內(nèi)容和方法

綜合性公園在一定程度上能夠代表一個城市或地區(qū)的綠地營建水平。因此,選取鄭州市人民公園、碧沙崗公園等典型案例作為調(diào)研對象,采取實地調(diào)查、歸納總結(jié)的方法,從雨水及中水回收利用、節(jié)水灌溉、耐旱植物應(yīng)用等方面出發(fā),找出鄭州市節(jié)水型園林發(fā)展中存在的具體問題,并提出相應(yīng)的解決策略。

調(diào)查項目及具體內(nèi)容。植物種類及配置,植物名稱、耐旱與否、主要配置模式;雨水利用,建筑、廣場及道路、場地雨水的利用形式;水景,形式、水源、駁岸類型、水質(zhì)、景觀效果;鋪裝,鋪裝形式、材料;節(jié)水灌溉,灌溉方式、灌溉頻率、灌溉決策的制定;養(yǎng)護(hù)管理,節(jié)水措施及效果。

2　結(jié)果與分析

2.1現(xiàn)有的城市綠地結(jié)構(gòu)不合理

由于“草坪熱”風(fēng)氣盛行,相對于喬木和灌木,草坪在城市園林綠地中所占比重較大,而耐旱節(jié)水的木本及草本所占比例較小,如以結(jié)縷草、狗牙根、高羊茅等單一或混合種植為主的大面積草坪以面狀形式廣泛存在,而地被月季、金焰繡線菊、蔥蘭、大花馬齒莧等地被植物則多以點(diǎn)狀或線狀點(diǎn)綴其中。同時冷季型草坪的大量應(yīng)用又加劇了水資源的浪費(fèi),其耗水強(qiáng)度較暖季型草坪平均高45%［7］。其次,因過分重視季相觀賞效果,引進(jìn)大量外來樹種,導(dǎo)致鄉(xiāng)土植物與外來樹種的比例失衡,用水成本提高。王鵬飛等［8］對鄭州市公園綠地的研究表明,鄭州市公園綠地木本植物共54科103屬173種,其中鄭州本地種占總數(shù)的16.8%,而國內(nèi)、國外引進(jìn)種分別占總數(shù)的63.5%和19.7%。另外,城市綠地植被群落結(jié)構(gòu)及樹種組成相對單一,多為草坪、灌木、草坪+灌木、草坪+喬木,而草坪+灌木+喬木的復(fù)層結(jié)構(gòu)類型比重相對較小,如碧沙崗公園內(nèi)大面積的疏林草地及草坪,不僅增加了景觀用水成本,且天然的雨水資源難以充分利用。

2.2灌溉設(shè)備及方式落后

因受到經(jīng)濟(jì)及技術(shù)發(fā)展水平的影響,與迅速發(fā)展的綠地建設(shè)配套的灌溉系統(tǒng)卻沒有得到相應(yīng)建立。節(jié)水灌溉產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)、節(jié)水灌溉工程設(shè)計與實施等環(huán)節(jié)脫節(jié),未建立完善的組織與推廣系統(tǒng),提供的技術(shù)與服務(wù)質(zhì)量不高。經(jīng)調(diào)查鄭州市綠地灌溉方式主要有噴灌和人工漫灌等,其中噴灌普遍存在整體水平低,設(shè)備使用壽命短,影響園林綠地景觀效果等問題。北三環(huán)普羅旺世社區(qū)、碧沙崗公園、人民公園、紫荊山公園、五一公園等綠地局部區(qū)域廣泛存在大水漫灌的落后方法,且綠地養(yǎng)護(hù)人員多年齡較大、不具備養(yǎng)護(hù)專業(yè)知識,在灌溉時多根據(jù)經(jīng)驗采用“一刀切”的灌溉方法,遠(yuǎn)大于不同植物需水量的要求,導(dǎo)致不必要的水資源浪費(fèi)。

2.3雨水收集利用與中水回用未見規(guī)模

由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、雨水收集利用技術(shù)發(fā)展不平衡等原因,鄭州市園林綠地在雨水收集與中水回用等方面仍有所欠缺,僅在少數(shù)工程項目中有所涉及,如鄭州植物園廣泛應(yīng)用雨水回用技術(shù),鄭東新區(qū)建設(shè)了人工濕地處理污水,五一公園綠地灌溉大量應(yīng)用中水等。但多數(shù)城市景觀用水仍來源于地下水和自來水,能滿足一定的景觀效果,卻浪費(fèi)了大量寶貴水資源。此外,雨水收集與利用系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗不足、做工粗糙、后期維護(hù)不到位等也是影響鄭州市雨水收集利用的重要因素。

3　鄭州市節(jié)水型園林技術(shù)與方法探討

3.1合理選擇植物種類，科學(xué)配置生態(tài)群落

3.1.1優(yōu)先選用耐旱植物，配置節(jié)水型植物群落

選用耐旱植物是構(gòu)建節(jié)水型植物群落的重要方法。耐旱植物包含旱生植物、中生植物中的耐旱種類及通過培育而成的耐旱植物品種。這類植物在形態(tài)和生理上有多種多樣的適應(yīng)性,即使在干旱條件下也能保持適宜的含水量,因此在園林綠地中廣泛應(yīng)用耐旱植物可達(dá)到節(jié)約水資源的目的。鄭州地區(qū)常見的耐旱喬木種類有楓香、黑松、垂柳、榆樹、側(cè)柏、合歡、黃連木、紫穗槐等。在地被植物的應(yīng)用方面,建議適當(dāng)增加狗牙根、結(jié)縷草等暖季型草坪的比例,或以相對節(jié)水抗旱的木本及草本地被如三葉草、紅花酢漿草、麥冬等代替草坪,既能增加景觀的豐富度,亦可減少灌溉用水量。

為了達(dá)到更好的節(jié)水效果,可根據(jù)植物的生態(tài)特征和立地條件,合理調(diào)整不同植物在綠地空間的位置。在平面布局上,根據(jù)植物生態(tài)特性將耐旱植物栽植于光照強(qiáng)度較大的位置,而將耐蔭、不喜光的地被植物栽植在光照較少或蔭蔽的喬木下方。在豎向設(shè)計上結(jié)合微地形將耐旱植物栽植于微地形的中上部,中等耐旱植物栽植于中部或者下部,不耐旱及耐水淹植物分別栽植于平地或下凹處等,不僅能滿足不同植物各自的需水要求,且能有效節(jié)水。另有研究表明,喬木綠量(單位面積上綠色植物的總量)占園林植物總量的80% ,生態(tài)效益量化值占園林植物總量的85%。因此,符合生態(tài)學(xué)特性的植物群落結(jié)構(gòu)應(yīng)以喬木為種植主體,并與灌木、草本結(jié)合科學(xué)配置節(jié)水型植物群落［7］。

3.1.2結(jié)合鄭州市實際情況，挖掘鄉(xiāng)土植物潛力

鄉(xiāng)土植物是經(jīng)過長期的自然選擇,與本地氣候和周圍環(huán)境相適應(yīng)的地帶性植物,不僅成活率高,養(yǎng)護(hù)成本低,而且在涵養(yǎng)保持水土、遮蔭降溫等過程中可發(fā)揮主導(dǎo)作用。鄭州地區(qū)可用于城市園林綠化的鄉(xiāng)土植物資源十分豐富,建議結(jié)合鄭州市的自然條件、文化底蘊(yùn)、地域特色等充分挖掘鄉(xiāng)土植物潛力,篩選出適合鄭州市的優(yōu)良鄉(xiāng)土喬灌木類型(表1和表2),并進(jìn)行詳盡的樹種規(guī)劃,制定相應(yīng)的政策激勵方案與行業(yè)規(guī)定,促進(jìn)苗圃實現(xiàn)規(guī)?；N植并應(yīng)用到園林綠地建設(shè)中。

表2　鄭州市部分鄉(xiāng)土灌木植物

3.2推廣節(jié)水灌溉

3.2.1灌溉水源的選擇

鄭州市園林綠地的灌溉用水及景觀用水絕大部分仍采用地下水和自來水,雖然滿足了其景觀功能,但與鄭州市本身水資源有限、約2/3的城市供水來源于地下水的現(xiàn)狀存在矛盾。因此,在園林綠地灌溉水源的選擇上,應(yīng)盡可能使用中水或雨水等非常規(guī)水源。

位于鄭州市建設(shè)西路與文化宮路交叉口的五一公園,是園林節(jié)水灌溉方面較為優(yōu)秀的案例。公園摒棄了“逢園必有水”的一貫做法,以分散在公園角隅的小型水景觀代替大面積的水景,并采用中水水源、噴灌方式進(jìn)行日常灌溉,充分節(jié)約了優(yōu)質(zhì)的飲用水資源,減少大水漫灌造成的不必要浪費(fèi)。另外,公園內(nèi)舒緩優(yōu)美的微地形設(shè)計延長了地表雨水流動的距離與時間,從而增加雨水的滲透量,有效補(bǔ)充地下水。園內(nèi)喬灌木均有人工開挖的淺凹形樹池,可在雨天或者日常灌溉時有效蓄水等,鄭州市在進(jìn)行節(jié)水園林建設(shè)時應(yīng)借鑒五一公園的節(jié)水方法,從整體設(shè)計與養(yǎng)護(hù)管理等方面提高節(jié)水園林的建設(shè)水平。

3.2.2選擇適宜的灌溉方式，提高灌溉效益

灌溉效益的提高需要灌溉方式的選擇。研究資料表明,相比大水漫灌,采用噴灌可節(jié)水40%～50%,微灌可節(jié)水60%～70%［9］。因此,在鄭州市推廣先進(jìn)適用的節(jié)水灌溉技術(shù),改善和提高綠地灌溉條件顯得尤為重要。經(jīng)調(diào)查除大水漫灌之外,在鄭州市園林綠地灌溉中應(yīng)用較廣泛的是噴灌,其他灌溉方式僅在較小范圍內(nèi)使用。建議在保持噴灌灌溉節(jié)水優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,綜合考慮投資成本和施工技術(shù)復(fù)雜程度,通過政策性鼓勵引導(dǎo)本地綠化建設(shè)項目設(shè)置配套的、較先進(jìn)的灌溉方式。另外,在鄭州地區(qū)積極推廣國內(nèi)外先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)管理經(jīng)驗及措施。如Volo等［10］的研究表明,不同地區(qū)、季節(jié)及植物類型有最佳灌溉時間間隔和灌溉量值,可在不同地區(qū)經(jīng)試驗后科學(xué)灌溉,且干旱地區(qū)灌溉時遵循少量多次的原則可有效減少耗水量。

3.2.3其他措施

除上述方法之外,精細(xì)的園林養(yǎng)護(hù)管理也是重要節(jié)水途徑之一。如利用專業(yè)生產(chǎn)的松鱗、植物殘體、礫石等覆蓋樹池或裸露地面(75 mm厚度的覆蓋物可減少70%的土壤水分蒸發(fā))可減少地面水分蒸發(fā)［11］;或在土壤中混合有機(jī)質(zhì)土、蛭石、泥炭土、保水劑等提高蓄水保墑能力,降低灌溉用水量等,均可起到節(jié)水目的。

3.3提高雨水利用效率

3.3.1建筑物對雨水的收集與利用

建筑物對雨水的收集、利用主要包含3個環(huán)節(jié):屋頂花園對雨水的截留、周邊綠地中雨水的自然下滲和末端蓄積空間對雨水的收納(圖1)。結(jié)合鄭州市城市化進(jìn)程較快、建筑物密度較高、屋頂花園建設(shè)規(guī)模較小的實際情況,應(yīng)重點(diǎn)對第2和3環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計與控制,將屋面雨水經(jīng)雨落管引入建筑周邊綠地,結(jié)合滲透洼地、植被淺溝、旱溪等滲透與傳輸措施,使雨水得以凈化并最大限度地滲入地下,并通過水量平衡計算設(shè)計適宜大小的地下集水池、小型景觀水池等收納多余的雨水,用于周邊綠地日常灌溉或景觀用水等。

圖1　建筑物對雨水的利用

3.3.2場地雨水的收集

大量硬質(zhì)鋪裝場地改變了雨水的自然滲透過程,暴雨時易形成大量地表徑流甚至積水。因此,通過控制不透水面積、采用透水鋪裝等對場地進(jìn)行綜合管理十分重要。規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)盡量減少鋪裝面積、增加植被面積;在必須設(shè)置鋪裝時宜選用透水鋪裝,且其墊層設(shè)置收集措施時徑流削減能力可提高10%,達(dá)到40%～90%,但相應(yīng)成本較高［12］。因此,在鄭州市應(yīng)用時在鋪裝形式上可統(tǒng)一采用透水墊層,而將面層進(jìn)行透水和不透水混合鋪設(shè),形成立體組合的鋪裝結(jié)構(gòu),綜合效益較高;或充分挖掘場地的多功能屬性,在滿足景觀功能的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對雨水的收集利用。如在場地中的旱溪在旱季主要發(fā)揮景觀功能,而在雨季附加蓄水功能,可有效緩解暴雨或季節(jié)性降雨引發(fā)的積水問題。

3.3.3城市道路雨水的利用

鄭州市區(qū)硬化路面包括透水路面與不透水路面2類,透水路面包括人行道、景觀園路及部分停車場等,其余為不透水路面(如城市干道)。透水路面具有獨(dú)特的空隙結(jié)構(gòu),雨水經(jīng)過時可直接滲透利用,不僅可調(diào)節(jié)城市空間的溫度、濕度,而且能有效補(bǔ)給地下水。鄭州市常見的透水鋪裝有各類透水磚、卵石等,結(jié)合鄭州市實際,彩色透水混凝土、碎石鋪裝可廣泛應(yīng)用。彩色透水混凝土基層可采用透水材料,墊層選用級配碎石,甚至在碎石墊層間隔設(shè)置排水管,即使遇到暴雨也不易積水,適用于廣場、公園園路等。碎石鋪路直接將大小均一的碎石散落攤鋪即可,透水性良好且成本較低,適用于自然風(fēng)格的園路。

對于不透水路面的雨水,應(yīng)間隔一定距離設(shè)置入水口(斜坡狀)或設(shè)計齒狀路緣(圖2和圖3),使道路與其周邊綠地相互連通,順勢將雨水引入綠地,經(jīng)過滲透、凈化過程污染程度較小、水質(zhì)較好的排入調(diào)節(jié)池收集,受污染程度較高的則經(jīng)雨水管排入污水處理廠經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后加以利用。針對鄭州市常見的道路綠地高程與道路齊平或高于道路,可通過設(shè)計深度適宜的凹形綠地承接和貯存雨水,減少道路路面徑流外排,有效補(bǔ)充地下水,維持城市水生態(tài)平衡。

圖2　鋸齒形道牙

圖3　入水口處

3.4提高管理水平，推進(jìn)節(jié)水工程

除上述技術(shù)和方法外,景觀設(shè)計師、施工人員、養(yǎng)護(hù)管理人員等也直接或間接地影響節(jié)水型園林的建設(shè)。如在規(guī)劃設(shè)計之初應(yīng)摒棄只重視規(guī)模與形式的水景設(shè)計理念,轉(zhuǎn)而采用分散的小體量水景觀,既能滿足人們的親水需求,又能減少水資源消耗。植物配置設(shè)計時拋開單一、耗水的大片草坪,而用紅花酢漿草、地被月季、白三葉、蔥蘭等相對節(jié)水的地被植物代替等。在節(jié)水工程施工時,從細(xì)節(jié)抓起切實提高施工質(zhì)量,提高雨水收集與利用效果;對養(yǎng)護(hù)管理人員定期培訓(xùn),提高其業(yè)務(wù)水平,并通過相關(guān)政策的制定促進(jìn)城市綠地節(jié)水工程建設(shè),建立相關(guān)評價體系,倡導(dǎo)全民參與等多種方法推進(jìn)鄭州市節(jié)水型園林的建設(shè)。

4　小結(jié)

面對鄭州市水資源嚴(yán)重短缺的現(xiàn)狀,發(fā)展節(jié)水型園林是城市園林綠地建設(shè)的一種必然選擇。節(jié)水型園林的建設(shè)是一項系統(tǒng)工程,不僅包括在兼顧植物景觀效果的前提下優(yōu)先選用耐旱植物種類、配置節(jié)水型植物生態(tài)群落;選用適宜的灌溉方式,根據(jù)植物需水量適量適時灌溉;結(jié)合鄭州市現(xiàn)狀選擇經(jīng)濟(jì)適用的雨水收集利用方式,以最少的水資源投入,實現(xiàn)生態(tài)效益最大化。另外,園林從業(yè)者也應(yīng)牢固樹立節(jié)水理念,從各個環(huán)節(jié)積極推廣國內(nèi)外先進(jìn)的節(jié)水經(jīng)驗與措施,努力提高節(jié)水型園林的建設(shè)水平,實現(xiàn)城市水生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

［1］園林局簡介［Z/OL］.http://www.zzylj.gov.cn/1/index.jhtml.

［2］黃飛.歷年城市建設(shè)［Z/OL］.http://www.zzstjj.gov.cn/tjww/tjsj/ndsj/webinfo/2012/03/1331174975831069.htm.

［3］鄭州水情概況［Z/OL］.http://www.zzsl.gov.cn/viewCmsCac.do?cacId=ff808081313c635c01313c810a3b001c.

［4］沈淑紅,倪琪.節(jié)水型園林-城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求［J］.中國園林,2003 (12):54-57.

［5］朱建寧.促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展的節(jié)約型園林［J］.中國園林,2009 (2):78-82.

［6］劉愛榮,任長江,閻官法,等.鄭州市節(jié)水型社會建設(shè)與科學(xué)管理［M］.北京:中國水利水電出版社,2010.

［7］馮揚(yáng),弓弼,趙翠,等.西安市節(jié)水型園林的技術(shù)與方法初探［J］.西北林學(xué)院學(xué)報,2013,28 (1):235-239.

［8］王鵬飛,栗燕,楊秋生.鄭州市公園綠地木本植物物種多樣性研究［J］.中國園林,2009 (5):84-87.

［9］蔡守華,張展羽.節(jié)水灌溉發(fā)展現(xiàn)狀與管理模式研究綜述［J］.水利經(jīng)濟(jì),2007,25 (4):38-41.

［10］VOLO T J,VIVONI E R,RUDDELL B L.An ecohydrological approach to conserving urban water through optimized landscape irrigation schedules［J］.Landscape and Urban Planning,2015:127-132.

［11］羅茂嬋.城市綠地節(jié)水灌溉效益評價方法研究［D］.北京:北京林業(yè)大學(xué),2006.

［12］趙飛,張書函,陳建剛.透水鋪裝雨水入滲收集與徑流削減技術(shù)研究［J］.給水排水,2011 (增刊1):254-258.

(責(zé)任編輯：張瑞麟)

通信作者:楊喜田。E-mail:xitianyang@aliyun.com。

作者簡介:常海榮(1988—),在讀碩士,從事園林規(guī)劃設(shè)計及景觀生態(tài)相關(guān)的研究工作,E-mail:hairongchangaaa@163.com。

基金項目:國家自然科學(xué)基金青年項目(31570613)

收稿日期:2015-10-13

中圖分類號：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：0528-9017(2016)02-0214-05

文獻(xiàn)著錄格式:常海榮,郭二輝,崔秋芳,等.鄭州市節(jié)水型園林營建現(xiàn)狀調(diào)查與分析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,57 (2):214-218.