張 清,鄭青青,蔣紫瑩,夏以琳,應(yīng) 君
(浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院,浙江 臨安,311300)
城市化發(fā)展是我國(guó)社會(huì)前進(jìn)的重要?jiǎng)恿?,然而,隨著城市化進(jìn)程的加快,我國(guó)越來(lái)越多的城市出現(xiàn)嚴(yán)重水資源短缺、水環(huán)境污染、洪澇災(zāi)害以及生態(tài)環(huán)境的破壞等情況。如何應(yīng)對(duì)城市中出現(xiàn)的嚴(yán)重水問(wèn)題成為當(dāng)前不可避免的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
杭州有著2200余年的歷史,地處亞熱帶季風(fēng)區(qū),常年降雨豐沛。2005年,習(xí)總書(shū)記在浙江提出“綠水青山就是金山銀山”的目標(biāo)。浙江省委十三屆四次全會(huì)提出“五水共治”的政策:治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節(jié)水[1]。體現(xiàn)出科學(xué)排水、凈水和節(jié)水對(duì)杭州乃至浙江的重要性。
低影響開(kāi)發(fā) (Low Impact Development,LID)是以分散式、小型化、綠色生態(tài)的方式控制城市雨水徑流,來(lái)達(dá)到減少雨水徑流、降低洪澇災(zāi)害、控制徑流污染、保護(hù)水環(huán)境的目的[2]。在應(yīng)對(duì)城市水問(wèn)題上具有顯著的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
可滲透性道路是采用透水性能較好的材料所鋪設(shè)的路面,利用與周?chē)匦?、植物等自然因素相結(jié)合的各類(lèi)技術(shù)措施,是低影響開(kāi)發(fā)理念中重要的排水、凈水手段。據(jù)了解,我國(guó)在建設(shè)可滲透性道路方面尚處于起步階段。近幾年來(lái),我國(guó)加大了對(duì)透水材料的研究,北京、上海等城市已成功鋪設(shè)可滲透路面,可滲透性道路的應(yīng)用越來(lái)越廣。杭州著名的風(fēng)景區(qū)如西溪國(guó)家濕地公園、云棲竹徑等已經(jīng)有大量的可滲透性道路建設(shè)使用。
本文立足杭州地區(qū)風(fēng)景區(qū)的排水、凈水現(xiàn)狀,以低影響開(kāi)發(fā)理念為指導(dǎo)思想,重點(diǎn)分析研究了可滲透性道路的建設(shè)在應(yīng)對(duì)城市風(fēng)景區(qū)雨洪問(wèn)題上發(fā)揮的作用,以期在未來(lái)城市發(fā)展中針對(duì)地區(qū)性如何更好地處理水環(huán)境問(wèn)題提供借鑒。
杭州有著2200多年的歷史,是吳越文化的發(fā)源地之一,歷史文化積淀深厚。其中較為獨(dú)特的文化有良渚文化、絲綢文化、茶文化成為杭州文化的代表。杭州是全國(guó)首批被國(guó)務(wù)院選為重點(diǎn)風(fēng)景旅游城市的城市。如今擁有年接待1萬(wàn)人次以上的各類(lèi)旅游景區(qū)與景點(diǎn)120余處。根據(jù)全市旅游工作報(bào)告,2016年杭州接待中外游客14059萬(wàn)人次,實(shí)現(xiàn)旅游總收入2572億元,同比增長(zhǎng)16.87%[3]。
杭州地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均降水量在1100~1600mm之間,年雨日130~160天。6月14日前后進(jìn)入梅雨季節(jié),平均梅雨期24天,降雨量277.4mm[4]。2015年梅雨帶的南壓造成杭州近12小時(shí)降水相當(dāng)于40個(gè)西湖[5]。夏季受臺(tái)風(fēng)過(guò)境影響,常有強(qiáng)降水。杭州地區(qū)河湖縱橫交錯(cuò),江、河、湖、水庫(kù)總量大約占8%,位于錢(qián)塘江下游北岸,京杭大運(yùn)河南端。
由于獨(dú)特的氣候、地理?xiàng)l件、以及難以預(yù)測(cè)的極端天氣,在城市化發(fā)展過(guò)程中,杭州地區(qū)風(fēng)景區(qū)面臨著重大的挑戰(zhàn)。
首先,不僅僅是風(fēng)景區(qū),整個(gè)杭州市都面臨著城市下墊面硬化的問(wèn)題。由于城市對(duì)建筑、大型基礎(chǔ)設(shè)施及各種不透水廣場(chǎng)的大量建設(shè),原本的綠色區(qū)域被其取代。導(dǎo)致自然土壤植被及下墊層的天然可滲透屬性被迫改變,阻斷了其與外界水分、空氣、微生物的交流,由此引發(fā)一系列生態(tài)問(wèn)題。并且雨水無(wú)法及時(shí)滲入地下,容易造成地表徑流增大,一方面使城市地下水得不到補(bǔ)償;另一方面造成城市洪災(zāi)[6]。
再者,除冬季外,杭州市各地都可能出現(xiàn)日降水量≥50毫米的暴雨日,風(fēng)景區(qū)長(zhǎng)時(shí)間排水不暢,植物遭到水浸,易對(duì)不耐水濕的植物生長(zhǎng)造成毀滅性破壞,不僅影響植物景觀多樣性的營(yíng)造,還會(huì)給游客游玩體驗(yàn)的不足;積水更會(huì)破壞景區(qū)道路和設(shè)施,造成道路和基礎(chǔ)設(shè)施使用年限縮短,設(shè)施維護(hù)費(fèi)用增加等一系列問(wèn)題,影響景區(qū)的正常運(yùn)作。
可滲透性道路采用透水性良好的具有空隙的材料鋪設(shè)路面,雨水能夠進(jìn)入鋪裝面層結(jié)構(gòu)內(nèi)部,通過(guò)具有儲(chǔ)水能力的基層下滲到土基,使雨水還原于地下并凈化水質(zhì)[7]。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,可滲透性道路開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)。杭州市在“共建共享生活品質(zhì)之城”思想和低影響開(kāi)發(fā)的思想指導(dǎo)下,致力于不斷改善、提高地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。據(jù)調(diào)查顯示,在杭州地區(qū)風(fēng)景區(qū)內(nèi)已經(jīng)有大量的可滲透性道路使用,比如西溪國(guó)家濕地公園里的主園路、云棲竹徑的主園路、長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園的游步道等等,足以說(shuō)明可滲透性道路在緩解風(fēng)景區(qū)水問(wèn)題上扮演了重要的角色。
透水路面下墊層會(huì)對(duì)透水路面的透水效果產(chǎn)生最直接的影響。下墊層本身滲透系數(shù)不同,土壤不同,下墊層的透水性能就相應(yīng)發(fā)生變化。礫石墊層是透水性能最好的,粘土最差。粘土層必須經(jīng)過(guò)修復(fù)和改動(dòng)才能運(yùn)用。若鋪裝下粘土層范圍較小則可采用換填墊層法進(jìn)行改造;若范圍大,則可考慮在粘土上方鋪設(shè)一定厚度的透水層的方法來(lái)處理。然而,這種方法不太適用于降雨量較大的杭州地區(qū)。
杭州地區(qū)風(fēng)景區(qū)的土壤基本為滲透性較差的黏性土,水分滲透入土壤較慢。降雨量豐富或者降雨強(qiáng)度大時(shí),雨水容易積聚在土基表面,影響土壤承載能力。因此,在使用透水性人行道鋪裝時(shí),在道路旁設(shè)置邊緣排水設(shè)施就顯得十分重要,排水設(shè)施可以在雨量較大時(shí),提高雨水排放速度,沖刷管道中污泥形成的沉積物,避免土基積聚雨水,降低本身強(qiáng)度。透水性人行道鋪裝的邊緣排水系統(tǒng)一般采用沿道路縱向碎石肓溝配合軟式透水管。每間隔一段距離接入雨水收水井(如圖1)。當(dāng)車(chē)行道和人行道都為透水性路面鋪裝鋪設(shè)時(shí),可預(yù)制裝配式排水路緣石(如圖2)。[8]即雨水可沿路面橫坡匯入雨水槽,再集中匯入雨水收水井。
圖1 透水性人行道鋪磚的邊緣排水設(shè)施
圖2 預(yù)制裝配式排水路緣石
圖3 云棲竹徑主道路
圖4 云棲竹徑下凹式排水溝
邊緣排水系統(tǒng)早在千百年前便出現(xiàn)在中國(guó)能人的手下。云棲竹徑以蜿蜒的青石路徑與幽竹聞名。其主道路路中間為青石板,兩側(cè)用小方塊石彈砌筑成下凹形排水溝。彈石中間嵌有混凝土仿青磚“路筋”,再用青灰色花崗石作路緣石,箍緊彈石;兩旁鑲以卵石塊??梢?jiàn)云棲竹徑景區(qū)的主道路在應(yīng)對(duì)大量雨水侵襲時(shí),路兩旁的石砌露天排水溝能夠有效地組織排水。調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)靈隱寺的路面排水構(gòu)造與凈慈寺的幾乎相同,路面材料構(gòu)造都以古舊石板為主,不同的是,靈隱寺所處地理位置較高,通往景區(qū)的主道路具有一定坡度,沿道路而上有一冷泉溪,在吸納雨水方面起到了巨大作用。由此可見(jiàn),將適當(dāng)?shù)牡缆方Y(jié)構(gòu)體系與自然地形相結(jié)合有助于道路排水。
值得一提的是,杭州獨(dú)具風(fēng)景城市所特有的自然植被景觀。在處理雨水問(wèn)題上,這些豐富的植物資源也起到了不容小覷的作用。例如云棲竹徑充分應(yīng)用植物滯水原理。其高層植物以毛竹林為主,輔以香樟楓香等古樹(shù)名木,中層植物是以桂花為主的灌木,底層植被則以杜仲為主。植物莖、葉、根系能夠滯留和滲透雨水,減少雨水徑流量、減緩流速。從而凈化雨水徑流中攜帶的污染物,保護(hù)水環(huán)境。
杭州作為一個(gè)多元化的大都市,新一代雨洪管理的實(shí)踐和研究方興未艾。除了應(yīng)用從上世紀(jì)開(kāi)始流行于各發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)代透水透氣性材料外,其本土的傳統(tǒng)道路形式仍在諸多風(fēng)景區(qū)內(nèi)擔(dān)任重要的職務(wù)。
3.3.1 新興透水路面材料
(1)透水透氣性混凝土
透水混凝土將單粒極粗骨料為骨架,水泥凈漿或加入少量細(xì)骨料的砂漿薄層包裹在粗骨料顆粒的表面,作為骨料顆粒之間的膠結(jié)層;是一種環(huán)境友好型混凝土材料[9]。混凝土內(nèi)部含有較多大孔徑,所以較一般混凝土,其強(qiáng)度較低。同時(shí),透水混凝土極少有光滑的表皮,受其原料特性的限制,我們?cè)趯?shí)際運(yùn)用中也常常面臨成品較粗糙的難題。然而透水混凝土在風(fēng)景區(qū)中可以為生物提供一個(gè)適宜的棲息地。
(2)透水透氣性瀝青混合料鋪磚
在西溪濕地園區(qū)中,主要的通車(chē)路段大多使用了透水性瀝青材料。透水透氣性瀝青混合料能有效減少水霧和眩光,因材料良好的透水性,路面幾乎無(wú)殘留水,有效提高了能見(jiàn)度,給景區(qū)交通安全帶來(lái)保障。鋪筑透水透氣性瀝青是一種代替防音墻,緩減交通噪聲的合理方案。[10]這也有利于西溪景區(qū)回歸野趣自然、慢生活的清靜氛圍。賓夕法尼亞洲運(yùn)輸部在4條道路上進(jìn)行了抗滑性和速度梯度的測(cè)試;測(cè)試證實(shí)透水透氣性瀝青具有較高的抗滑能力和較低的速度梯度。[11]杭州是個(gè)多雨的城市,透水透氣性瀝青混合料的使用能降低雨天的安全防護(hù)壓力。
(3)透水磚
透水磚是以水泥和特殊級(jí)配的骨料為主要原料,摻加外加劑通過(guò)混合、攪拌,經(jīng)振動(dòng)加壓工藝制成,在具有較高強(qiáng)度的同時(shí),又具有較理想的連通孔隙。[12]因其美觀多樣且鋪設(shè)成本底等優(yōu)點(diǎn)迅速在世界范圍內(nèi)風(fēng)靡。透水磚水泥含量少,各成分在磚塊內(nèi)部分布均勻,防滑和耐磨性能顯著且鋪設(shè)成本較低。[13]杭州的風(fēng)景區(qū)四季開(kāi)放,部分陳舊路面由于客流量過(guò)多而迅速老化,在不長(zhǎng)時(shí)間封閉景區(qū)進(jìn)行維修時(shí),透水磚是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
3.3.2 常見(jiàn)傳統(tǒng)路面材料
(1)石材
常見(jiàn)的石材鋪裝材料有青石板、卵石、碎石等。在杭州地區(qū),鋪裝或以青石板鋪路,或卵石鋪路,或石板與卵石組合等,且多以小園路的形式呈現(xiàn)。常見(jiàn)于一些富有傳統(tǒng)韻味或極具野趣的風(fēng)景區(qū)。在西溪國(guó)家濕地公園,以石材為材料的園路多出現(xiàn)于田間、堤壩、山邊等,與原生景觀完美融合,并使雨水順利下滲或?qū)⑵湟蚓徒颉?/p>
凈慈寺與靈隱寺景區(qū)均為有一定歷史的古建區(qū)。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),寺內(nèi)基本采用石板鋪設(shè)大片房前空地,運(yùn)用較多的排水設(shè)施是用石板打造的落水口,并無(wú)突兀的現(xiàn)代透水材料。
云棲竹徑景區(qū),地勢(shì)由高向低、由北向南發(fā)展,一條溪流從山頂自上而下貫穿整個(gè)景區(qū)。由于地形優(yōu)勢(shì),景區(qū)內(nèi)并沒(méi)有太大積水的隱患。同時(shí)景區(qū)覆蓋率極高的植被也為排水做了較大貢獻(xiàn)。
圖6 西溪濕地卵石與石塊結(jié)合
圖7 西溪濕地石板汀步
圖8 西溪濕地卵石鋪地
圖9 西溪濕地鑿石鋪地
圖10 凈慈寺青磚鋪地
圖11 凈慈寺常見(jiàn)石鑿落水磚
圖12 云棲竹徑的溪水
圖13 云棲竹徑石塊鋪地
然而景區(qū)管理部門(mén)并沒(méi)有放松對(duì)排水設(shè)施的力度,在景區(qū)道路材料選擇上,優(yōu)先采取的是小面積石塊,而不是大面積石材。相對(duì)而言,前者擁有更多的縫隙,縫隙越多,排水能力則越強(qiáng)。景區(qū)管理部門(mén)還在道路邊緣設(shè)置微微下沉的排水溝,貫穿整個(gè)道路系統(tǒng),雨水除了通過(guò)溪流、道路鋪磚縫隙排入地表以下,還可以順著該排水溝進(jìn)行排水,大大降低積水隱患。
(2)木材
木材是中國(guó)傳統(tǒng)的建筑材料,不僅透氣透水性能優(yōu)越,且符合生態(tài)自然原則。近年來(lái),防腐木在景觀中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛可見(jiàn)。西溪濕地鋪裝多以木材和卵石鋪地拼接而成;防腐木菠蘿格橋、防腐木步道等也呈現(xiàn)了多樣的形式。長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園中也有大量防腐木的運(yùn)用。若是能夠解決使用年限短的問(wèn)題,木材的應(yīng)用能得到進(jìn)一步的豐富。
圖14 西溪濕地菠蘿格橋
圖15 西溪濕地防腐木步道
圖16 長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園菠蘿格鋪地
圖17 云棲竹徑菠蘿格步道
(3)嵌草磚
嵌草磚是將園林軟質(zhì)景觀與硬質(zhì)鋪裝結(jié)合的良好鋪裝。是指帶有各種形狀空隙的混凝土磚,空隙中種植植物。植物一般為低矮、耐踐踏的地被植物。[14]50%左右的開(kāi)孔率為植物提供了足夠的生長(zhǎng)空間,促進(jìn)了雨水下滲,使得鋪裝完美融于自然中,在考慮景觀效應(yīng)的同時(shí),充分考慮了生態(tài)效應(yīng)。
可滲透性道路從20世紀(jì)70年代開(kāi)始就在世界范圍內(nèi)被廣泛地建設(shè)。這也是我國(guó)城市建設(shè)中必不可少的內(nèi)容。隨著城市發(fā)展中出現(xiàn)的水問(wèn)題日益嚴(yán)重,傳統(tǒng)的雨洪管理模式逐漸顯露出其弊端。低影響開(kāi)發(fā)是一種新的雨洪管理理念和技術(shù)體系,以自然、生態(tài)的方式達(dá)到降低水污染、保護(hù)水
白僵菌摻加少量敵百蟲(chóng)及高效氯氰菊酯后,其防治效果與純菌時(shí)無(wú)顯著性差異,但均高于單純用敵百蟲(chóng)和高效氯氰菊酯時(shí)的防治效果,詳細(xì)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。
表8 白僵菌結(jié)合農(nóng)藥對(duì)美國(guó)白蛾的防治試驗(yàn)結(jié)果
①白僵菌粉劑用于防治美國(guó)白蛾的最佳劑量推薦為 2.25~3.00kg/hm2。
②白僵菌制劑在美國(guó)白蛾的不同發(fā)生期的防治效果均非常明顯,各代均能達(dá)到80%以上,尤其在第2代美國(guó)白蛾發(fā)生期,其防治效果可達(dá)90%。究其原因,可能是由于第2代美國(guó)白蛾發(fā)生期正處夏季,溫濕度高,有利于白僵菌的侵染(見(jiàn)結(jié)果與討論3)。
③在溫濕度較高的第2代美國(guó)白蛾發(fā)生期,白僵菌制劑對(duì)美國(guó)白蛾的防治效果最佳。
④被白僵菌感染的美國(guó)白蛾死蟲(chóng)體研粉后二次防治的效果要低于首次制劑防治效果,每畝用量3.00kg/hm2以上時(shí)可達(dá)到藥物防治的效果,亦可以考慮使用。
⑤白僵菌摻加少量敵百蟲(chóng)及高效氯氰菊酯后,其防治效果與純菌時(shí)無(wú)顯著性差異。
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