根据本研究对25种草本植物的抗逆性和径流污染物削减能力的研究结果,结合长三角地区降雨径流类型和面源污染的发生的特点,增加对植物景观效果的要求,提出了适用于长三角乡村地区雨水花园的3种植物配置模式设计,即调蓄型雨水花园植物配置模式设计、净化型雨水花园植物配置模式设计与综合功能型雨水花园植物配置模式设计。
1.雨水花园植物配置要点
根据雨水花园周边及其内部的地形起伏形式特征对雨水花园进行分区种植,将整个雨水花园划分为3个不同地形的种植区(见图3.64),其中:一区为雨水花园的底部,是雨水花园的主要功能区,主要用于汇集周边的雨水径流,根据上海地区春夏季降雨较为集中的特点,此区域易间歇性被水淹没,是3个区域中最为潮湿的区域,所以在植物选择的过程中,应着重考虑植物的耐涝性能,以及对径流污染物的削减能力;二区处于一区和三区之间,地形起伏变化相对较大,呈斜坡状,在进行植物配置时,应充分考虑本区域较容易受到雨水径流侵蚀,以及雨水蓄积的情况,所选植物应具有良好的护坡能力,即根系较深、生长稳定的植物,同时具有一定的耐水湿能力,且应避免选择植株较高的植物,以免产生倒伏,影响景观效果;三区是雨水花园的堰体区域及周边相对平整区域,堰体多呈垄状,雨水停留时间较短,故本区域相对前两者较为缺水,且其处于雨水花园的外围,所以在进行三区植物配置的过程中,应充分考虑到植物的抗旱能力,同时所选植物也应能够承受周边径流向雨水花园汇集时所产生的冲击。
图3.64 雨水花园植物种植分区图
2.适用于调蓄型雨水花园植物的配置与应用
调蓄型雨水花园主要用于地表径流较多、径流污染较轻的场地,建设面积范围在20~40 m2较适宜。因此,在进行植物配置时,应考虑植物的耐涝性和对大量雨水径流的抵抗能力。调蓄型雨水花园多应用于公共绿地之中,建造过程中应根据公共绿地及雨水花园的地形起伏进行植物的配置,这样既增加了雨水花园的使用效率,又对其地形、结构起到了一定的保护和修饰作用;同时,在植物配置的过程中,应结合公共绿地的主题、景观小品、周边植物配置的方式进行配置,更贴合整体的设计风格,提升雨水花园形式上的美感。
(1)模式。根据前文结果,对本类型雨水花园较适用的草本植物品种有:铜钱草、千屈菜、吉祥草、翠芦莉、斑叶芒、细叶芒、晨光芒、石菖蒲、金边麦冬、花叶芒,结合雨水花园植物配置要点,进行典型草本植物模式配置,典型配置模式如图3.65所示。图中翠芦莉和千屈菜的耐涝能力较强,植株较高,故将其种植于易受水涝的一区;细叶芒、花叶芒、晨光芒、斑叶芒等植物耐涝能力也相对较强,根系分布较广、植株无明显的杆径,遭受大量降雨径流时不易倒伏,且能够有效防止土壤遭受侵蚀,故将其植于二区;吉祥草、铜钱草、金边麦冬、石菖蒲的抗旱能力较强,且植株较为低矮,将其植于三区,可对雨水花园的堰体起到较好的巩固作用,同时可与其他植物一起营造较立体的雨水花园景观。
图3.65 调蓄型雨水花园典型植物配置模式
(2)效益预估。由于本类型的径流污染较轻,在植物抗污能力方面考虑得较少,但其中千屈菜、吉祥草、铜钱草、斑叶芒等植物的去污能力较强,在本研究第4章中发现,此类植物能够有效地净化处理其装置内70%左右的TN、TP、CODCr等污染模拟液。
(3)维护。在本类型中铜钱草、千屈菜、吉祥草、翠芦莉等植物的耐涝性极好,在水涝的情况下,可正常生长22天以上;斑叶芒、细叶芒、晨光芒、石菖蒲、金边麦冬、花叶芒等植物的耐涝性能也较好,研究表明,其可以在水涝情况下,保持植株的正常生长15天左右;三区所种植斑叶芒、细叶芒、晨光芒、金边麦冬、花叶芒等植物,可于干旱条件下正常生长20天左右,较大程度上减少了人工的维护和管理。
3.适用于净化型雨水花园植物的配置与应用
净化型雨水花园多设置于硬质化程度较高、径流污染较为严重的城市道路、露天停车场等区域。在其进行植物配置时,需着重考虑所选植物对径流污染物的削减能力。净化型的雨水花园植物可以有效地对周边汇集至雨水花园的污染径流进行吸收净化处理。植物选择过程中,根据所设置区域的不同进行植物种类的选择,城市广场的雨水花园,应注重植物对雨水的适应能力和污染物的去除能力。广场大面积的硬质汇水区域,易造成雨水花园产生较长时间的积水和较为严重的径流污染。道路雨水花园植物配置时,应着重考虑植物的去污能力的景观效果,以及是否易于管理等指标,特别是城市干道周边的雨水花园,应选择污染去除能力较强、景观效果较好、易于打理的草本植物。停车场的雨水花园植物配置和道路两侧的相似,应选择污染物去除能力强的植物景观,从而营造更加适宜的城市生活环境。
1)模式
根据文中对25种草本植物污染物去除能力的研究,选择去污能力较强且景观效果相对较好的植物,如花叶玉簪、千屈菜、佛甲草、吉祥草、金边麦冬、兰花三七、铜钱草、萱草、斑叶芒、蓝羊茅等,进行净化型雨水花园典型植物配置模式设计,典型配置模式如图3.66所示,图中一区所种植的植物是具有良好的污染物削减能力且耐涝性较强的千屈菜;二区所配置的植物为花叶芒和斑叶芒,其具备良好的景观效果以及去污能力,同时根据前文的研究结果可见其对土壤的保水能力也较强;三区则配置耐旱能力较强、植物相对较为低矮的草本植物,其对土壤的水分要求较少,可以有效保持雨水花园的正常生态功能,同时可以营造良好的景观效果。
图3.66 净化型雨水花园典型植物配置模式(www.xing528.com)
2)效益预估
实验过程中发现,花叶玉簪、千屈菜、佛甲草、吉祥草等植物对其所种植的装置内TP的去除能力较好,可达75%左右;萱草、翠芦莉、金边麦冬、兰花三七等植物对TN的去除能力较好,去除率甚至可以达到75%左右;对CODCr的去除效果较好的植物是吉祥草、千屈菜、佛甲草、斑叶芒、萱草,去除率均大于50%以上。通过以上植物的组合,可大大降低道路雨水径流中污染物的浓度,能够有效地从污染物的源头对其进行蓄积和净化,减轻城市河湖的污染。
3)维护
此类植物中,佛甲草、吉祥草、金边麦冬、兰花三七、斑叶芒、蓝羊茅的抗旱性较强,可在干旱的条件下正常生长15天以上;铜钱草、吉祥草、千屈菜的耐涝性较强,可以在水涝胁迫的情况下正常的生长20天以上。因此在进行维护管理的时候,可根据上述植物对水分的特性进行人工管理,可有效减少人工、水资源的浪费。
4.适用于综合功能型雨水花园植物的配置与应用
综合功能型雨水花园适用于径流量较大且污染较严重的区域,该类型雨水花园的应用范围相对较广。因此,在对综合功能型雨水花园植物配置时,应将植物的抗性、水质改善能力等综合考虑。
(1)模式。根据文章对25种草本植物抗旱性、耐涝性、去污能力的综合评价结果,选择综合得分较高的佛甲草、金边麦冬、吉祥草、晨光芒、细叶芒、兰花三七、狼尾草、千屈菜、花叶芒、斑叶芒、花叶玉簪、萱草、铜钱草、紫穗狼尾草、蓝羊茅15种植物进行植物配置。典型植物配置模式如图3.67所示,图中,用于一区种植的植物为千屈菜、紫穗狼尾草、花叶芒、斑叶芒、细叶芒、晨光芒6类植物,均具备良好的抗旱、耐涝和污染物去除的综合能力;二区的植物主要是萱草、花叶玉簪、吉祥草、狼尾草等植物,具备相对中等的植物高度,且对土壤结构的稳定效果较好,具备短时期的耐涝能力;三区则配置了耐旱能力较强、土壤保水率较好、植株低矮的兰花三七、金边麦冬、蓝羊茅、吉祥草等草本地被植物。
图3.67 综合型雨水花园典型植物配置模式
(2)效益预估。实验结果显示,花叶玉簪、吉祥草、佛甲草、铜钱草等植物对种植装置内TP的综合去除率可达70%以上;佛甲草、金边麦冬、千屈菜、兰花三七、花叶玉簪、萱草等植物对TN的综合去除率可达75%以上;千屈菜、花叶玉簪、吉祥草等植物对CODCr的去除率可达50%以上。
(3)维护。图中佛甲草、金边麦冬、细叶芒、晨光芒、兰花三七、花叶芒、吉祥草等植物的抗旱性较好,可在干旱条件下正常生长15天左右;铜钱草、千屈菜、吉祥草、细叶芒、晨光芒等植物有较好的耐涝性能,可在水涝条件下正常生长20天左右。此类植物的种植,可有效减少自来水的浇灌和人工的管理。
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