海绵城市建设：高效雨水利用方案

选取具有较高冠层雨水截留能力的园林植物复合种植,构建复层混交植物群落,包括水平结构和垂直结构。其中,水平结构包括雨水蓄留带、缓冲下渗带和径流延滞带(面积比例约为3∶2∶3);垂直结构分为上层、中层和下层。

1．具有雨水截留功能的复层混交植物群落上层结构

就位于群落上层的植物而言,雨水蓄留带可间隔种植(间距5～6 m)具有较强冠层雨水截留能力的高大乔木,如落羽杉、雪松和龙柏等,高度＞6 m,胸径为12～15 cm,郁闭度为65%～75%,常绿乔木与落叶乔木的数量比为6∶4,功能型植物和景观型植物的数量比约为8∶2(图4-57)。

图4-57　具有雨水截留功能的复层混交植物群落中层结构

位于群落上层的缓冲下渗带,可间隔种植具有中等雨水截留能力的乔木和景观性的乔木,如香樟、桦树、蚊母树等,高度＞5 m,胸径为8～10 cm,郁闭度为50%～60%;具有中等雨水截留能力的功能型乔木:景观型的乔木数量比约为6∶4,而常绿乔木:所述落叶乔木数量比约为6∶4。

在位于上层的径流延滞带中,可间隔种植具有中等或弱雨水截留能力的乔木和观赏性的乔木,如杜英、合欢、白玉兰等,高度＞5 m,胸径为8～10 cm,郁闭度为10%～20%;中等或弱雨水截留能力的功能性的乔木:具有观赏性的乔木数量比约为5∶5,常绿乔木:落叶乔木数量比约为6∶4。

2．具有雨水截留功能的复层混交植物群落中层结构

位于植物群落中层的雨水蓄留带的植物,可间隔种植(间距3～4 m)具有强雨水蓄积能力并兼具景观性的小乔木,如碧桃、鸡爪槭、垂丝海棠等,高度为1．5～3 m,胸径为4～6 cm,郁闭度为25%～35%;具有强雨水截留能力的功能性的小乔木:景观性的小乔木数量比可为6∶4;常绿小乔木:落叶小乔木数量比为8∶2(图4-58)。就位于中层的缓冲下渗带的植物而言,种植间隔具有强及中等雨水截留能力的功能性(兼具景观性)的大灌木,如龙柏球、海桐、火棘、八角金盘和洒金桃叶珊瑚等,高度为60～120 cm,郁闭度为20%～30%;具有强及中等雨水截留能力的功能性的大灌木:景观性的大灌木数量比约为7∶3;常绿大灌木:所述落叶大灌木数量比约为8∶20,此外,位于中层的径流延滞的植物可带种植小灌木和草本地被植物,如小叶黄杨、龟甲冬青和花叶蔓长春等。

图4-58　具有雨水截留功能的复层混交植物群落中层结构优化平面(www.xing528.com)

3．具有雨水截留功能的复层混交植物群落下层结构

可在复层混交植物群落下层的雨水蓄留带种植耐阴且兼具雨水截留能力和观赏性的草本地被植物,如阔叶麦冬、络石等,郁闭度为100%,栽植密度为9～16株/m2(图4-59、图4-60)。同时,可在位于下层的径流延滞带种植具有强或中等雨水蓄积能力的功能性的小灌木、具有景观性的小灌木和草本地被植物,如红花橙木、小叶女贞、细叶沿阶草、大花马齿苋等。其中,选取的小灌木的高度＜1．5 m,郁闭度为60%～70%;选择的草本地被植物的郁闭度为100%,具有强及中等雨水蓄积能力的功能性的小灌木:景观性的所述小灌木面积比约为5∶5;小灌木:所述草本地被植物面积比约为3∶7。此外,位于群落下层的缓冲下渗带地表可覆盖有机混合物,以促进雨水下渗。

通过对上海市城市绿地常见园林植物叶片单位面积储水能力以及叶面积指数的测定,估算单株植物对雨水潜在的截留能力。分析及比较的结果表明,在植物叶片单位面积蓄积雨水能力方面,针叶树种的平均值较高,如落羽杉(117．8 g/m2)和雪松(117．72 g/m2);其次为常绿阔叶乔木、灌木和落叶乔木,其叶片单位面积雨水蓄积量分别为42．78 g/m2、42．53 g/m2和37．94 g/m2。地被植物的叶片单位面积雨水蓄积量最小,约为26．83 g/m2。然而,就植株冠层雨水截留能力而言,虽然针叶树种的叶片单位面积雨水截留能力较强,但由于其叶面积指数较小,对植株冠层的雨水截留量将产生负向的影响。

根据对常见园林植物单位覆盖面积雨水截留量的估算,筛选截留容量较大的植物种类,并通过比较和排序对其进行有效的分级划分,为构建具有环境功能(雨洪管理功能)的城市绿地提供可参考的依据。在城市绿色基础设施的构建过程中,同等条件下,优先选择冠层雨水截留容量相对较大的园林植物,可以在微观尺度上实现雨水的可持续利用,减少地表径流,维持城市水文循环。

图4-59　具有雨水截留功能的复层混交植物群落下层结构优化平面

图4-60　具有雨水截留功能的复层混交植物群落优化立面

此外,由于植物冠层的降雨截留量是通过单个叶片对雨水的蓄积能力乘以植株的叶面积获得的,估算得到的是植物冠层降雨截留量理想化的最大数值,是在排除环境因素及叶片倾斜角度影响后而获得的,因此后续研究将考虑上述因素的影响,以提升估算结果的准确性。此外,研究已通过SPSS统计分析软件,根据群落学调查的结果,模拟常见园林植物的潜在雨水截留能力与植物本身的形态结构特征(高度、胸径和冠幅)之间的线性关系,从而得到植物冠层雨水截留能力的预测模型,可为单株植物整体雨水截留能力的测定和计算提供简单易行的估测方法,也为具有较高雨水蓄积能力的植物群落及低影响开发设施的构建提供理论的依据和实践的可能方向。