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浅析节约型园林中节水的应用
福建农林大学 于丽
摘要: 我国北方地区是严重的水资源匮乏地区,以北京为例,人均水资源占有量是世界平均的三十分之一,是全国的八分之一。这就要求我们大力推进节水节能型园林建设。要采用微喷、滴灌、渗灌等先进的节水设施、设备,推广各种节水技术,逐步淘汰落后的灌溉方式,大力发展集雨型绿地,要把集雨工程作为今后园林绿地建设的一项标准,列人工程预算。通过对城市园林绿地用水存在的问题进行分析,得出节水型园林绿地建设的现实意义,探讨了城市绿地雨水利用的途径,并以北京地区某绿地为例进行了具体的分析,以把雨水利用与景观营建结合起来,将“ 耗水型” 园林变为“ 节水型” 园林。关键词:节约型园林 节水技术 节水型 集雨型
当前,从事园林绿化事业的工作人员中,绝大多数对我国水资源匮乏状况还不甚了解,尚未意识到节水的重要性。一方面,设计人员在设计中,或倾向于大面积的草坪、大型的水景等一些高耗水的景观,或对植物的生态习性不了解,不能合理地配置植物;另一方面,管理部门和人员在后期养护管理过程中,没有采取有效的节水计划和措施。为此,当务之急应加大宣传力度,提高从业人员的节水意识,使发展节水型园林的观念深入人心。
一、合理利用水资源和节水技术
节水型园林节水技术措施主要体现在广泛提倡使用集水技术,注重雨水的回收利用,提倡使用再生水灌溉,以及采用喷灌、滴灌和地下喷灌等节水设施。建设节水型园林应从开源和节流两方面入手。一方面要增加可利用的水源总量,如雨水回收、中水利用等措施;另一方面要减少水资源的消耗。不仅要在水的运输、灌溉等方面减少损失,而且要选用耐干旱的植物种类,并将水分送到植物最需要的地方,如喷灌、滴灌,在树木根部盘绕穿孔输水软管等,这些技术措施花钱不多,不仅节约了大量的水资源,而且为植物的生长创造了更加适宜的环境。
1、充分利用水资源
目前,我国城市园林绿化用水多来源于居民生活用水,从而造成了居民用水与绿化用水的矛盾。在水资源越来越匮乏的今天,园林绿化事业要继续发展,就必须解决水源问题。利用非常规水源是解决这个矛盾的有效途径之一。
非常规水是指区别于一般意义上的地表水、地下水的水源,它包括污水处理回用水、海水、微咸水、雨洪水等。非常规水利用量的多少,是一个城市水资源开发利用先进水平的重要标志,充分利用非常规水,是解决城市缺少问题的必要必要手段。
(1)污水处理回用《中国21世纪议程》中指出:“水是不可代替的自然资源,但可以再生。城市污水资源化即可缓解供需矛盾,又可减轻污染。污水资源化是实现水可持续利用的重要途径。”
城市污水量大且相对集中,水量、水质均比较稳定,是可以恒量供水的水源。它们中的很多一部分,通过简单的一级或二级处理后,即可达到园林用水的要求。因此,利用城市污水和工业废水对城市园林进行灌溉,是节约和保护城市水资源的一条重要途径。
(2)雨、洪水利用雨、洪水资源化,是城市充分利用有限水资源的又一重要途径。城市雨水的收集、利用,不仅是指狭义的利用雨水资源和节约用水,它还具有减缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水迳流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。园林部门可利用建筑、道路、湖泊等,收集雨水,用于绿地灌溉、景观用水,或建立可渗式路面、采用透水材料铺装,直接增加入渗量。
(3)海水利用目前,全世界已有许多国家和地区,实现了海水淡化,将海水转化为生活、工业用水。尤其是中东地区,沙特阿拉伯、以色列等国,70%的淡水资源来自海水。
我国海水淡化技术研究始于1958年,到目前为止,以接近国际水平。由于我国水价体系不合理,海水淡化成本表面上远高于自来水,海水淡化技术多用于提供工业用的高纯水。随着我国水价体系的调整,以 1
及海水淡化技术的不断发展,海水淡化用于解决沿海城市和地区淡水紧缺的时代,也将随之而来。届时,沿海城市则可利用淡化海水,满足部分绿地灌溉、人工瀑布、喷泉等景观的需求。
2、合理利用节水技术
在达到浇灌效果的前提下,不同的浇灌方式也是决定绿化工程能否节水的一个重要因素。因此,要降低园林事业对城市水资源的消耗,就必须大力推广节水型灌溉方式。
(1)喷灌传统的浇灌不但会浪费大量的水,还会出现跑水现象,使水流到人行道、街道或车行道上,影响周边环境。喷灌是根据植物品种和土壤、气候状况,适时适量地进行喷洒,不易产生地表迳流和深层渗漏。喷灌比地面灌溉可省水约30%~50%,而且还节省劳力,工效较高。喷灌特别适合于密植、低矮植物(如草坪、灌木、花卉)的灌溉。
(2)滴灌除具有喷灌的主要优点外,比喷灌更节水(约40%)、节能(50%~70%),但因管道系统分布范围大而增大了投资成本和运行管理的工作量。目前,滴灌主要应用在花卉、灌木及行道树的灌溉上,而在草坪及其他密植植物上应用较少。
(3)地下滴灌(SDI)是微灌技术的典型应用形式,是目前最新、最复杂、效率最高的灌溉方法。它直接供水于植物根部,水分蒸发损失小,不影响地面景观,同时还可以抑制杂草的生长,是园林绿地中极具发展潜力的灌溉技术。
二、景观建设在节水中的应用
1、通过渗透设施加大雨水就地入渗量
城市绿地是最好的渗透设施,雨水回灌绿地能减小路面径流量,有效地补充地下水,越多的绿地面积,就能获得越大的雨水利用量。但是城市园林绿地中由于使用的需要,有些地方必须采用硬地铺装,如广场、园林建筑、道路、停车场等,针对这些场所人流活动和功能的不同,利用渗水性生态地而或人工渗水设施,也能取得较好的雨水渗透效果。
园林绿地中的硬质铺装应改变过玄常用的迅速疏导路面积水的做法,用透水性生态铺装使雨水同灌地下。透水性生态铺装有嵌草路面和草皮砖、各种疏松粒料、多孔沥青与多孔混凝土等。嵌草路面和草皮砖是在路面中留出一定的间隙填充草皮或地被植物,孔隙率可达 2 0 %--5 0 %,能较好地与植被相结合,在公园次干道、游步道中可广泛运用。各种疏松粒料如卵石、碎石、木屑等,透水性好,可以作为装饰材料来填充树池或公园游步道边,但附着性差,管理不易,适宜公同小范围使用。在公园主路、停车场可采用多孔沥青与多孔混凝土,同样能达到较好的渗水效果。
当一次降雨的降雨量超过土壤的渗透能力时,会在地表形成径流,此时可采用人工修建渗透设施的方法增加雨水的渗水量。人工雨水渗透设施包括渗井、渗管、渗透沟槽、渗水水池等。
2、建设漏水型园林水体
园林无水则不活。水体是城市园林绿地中不可缺少的、最富魅力的一种园林要素。园林绿地中一般都有诸如溪流、河道、人工湖等水景,充分利用这些水体,能很好的储存雨水。目前的园林水池设计出于水源或管理 f : 的考虑将水池池底和池壁固化,形成密封的不透水水池,这种水池切断了水体与外界的自然交换和渗透,这样园林用水除了在雨季能有充足的水源,其他时问段都需要用自来水进行水源的补充,极大地浪费了水资源。
较好的做法应该是在进行园林 没计时,结合场地地形的变化,有意识地设计一些低洼地,让雨水月然流到低地中,形成园林水面。水底和水岸应保持或部分保持渗水的功能,建造生态河岸或人工湿地,提高水体 自净等生态功能,这种方法将雨水储存与园林景观设计相结合,生态效益和景观效益兼备。
3、建设下凹式园林绿地
在现行的城市园林绿地中,绿地的标高大多高于路面或者与路面等高,雨水很快从绿地流向硬地,雨水冲刷带来的泥砂污染了硬地,淤塞了下水道和河床。而且园林道路由于幅宽较小、线路较长,埋设管道收集雨水的投资比较大,存汇水面积较小时经济性差,既浪费灌溉用水,又不利于汇集路面径流。
针对这一情况,可以设计建设下凹式绿地。
叶水根等(2001 年)对在设计暴雨条件下下凹式绿地的蓄渗、减洪效果的计算结果表明,在 1 倍汇水面积的情况下,对于10年、50年和 100年一遇的暴雨,下凹式绿地的降雨拦蓄、减峰效果较为明显。可见,合理降低绿地高程能够取得调蓄径流的效果。另有研究表明,下凹式绿地的蓄水能力随下凹深度的增加而增强,当下凹深为 1 5 0t T l r n,集水区面积/ 绿地面积=5时,最长蓄水时问为 2 1h,小于绿地一般植物耐淹时间,不影响绿地植物的生长。
典型的下凹式绿地结构为: 绿地高程低于路面高程,雨水口设在绿地内,雨水 口低于路面高程的绿地并高于绿地高程,或将道路铺装呈倒“ V” 状。下凹式绿地汇集周围道路、建筑物等区域产生的雨水径流,雨水径流先流入绿地,部分雨水渗入地下,绿地蓄满水后再流人雨水 口。也可借鉴“ 绿色街道” 的做法,在降低绿地标高的同时,在道路与绿地之问开挖一定宽度和深度的浅沟,使沟中的雨水最后注入种有一系列植被的洼地,并在这里经植物净化渗入到土壤中。
4、合理选择植物种类,优化植物配置
近年来,“草坪热”使城市绿地中草坪的比重逐年上升,乔、灌木的比重逐年下降,有的地方甚至出现挖树种草的现象,这不仅降低了绿地系统的生态效益,而且加大了城市园林的用水量。植物是城市园林绿化的基础,合理的植物种类选择和配置方式,是发展节水型园林的关键所在。在进行植物规划时,我们应遵循以下原则:
(1)因地制宜,注重乡土树种的开发和应用。城市园林是一个特殊的生态系统,受人为因素的高度干扰,在选择植物种类时,应坚持适地适树原则,重视乡土树种的推广应用,乡土树种是在长期演变中形成的地域性植物,具有较强的适应性和抗逆性。同时,乡土树种还具有丰富的林相和季相变化,可以形成不同的特色景观。因此,乡土树种应成为园林绿化的首选树种。当前,部分城市在绿化建设过程中,忽视甚至避而不用乡土树种,转而追求一些不适宜当地环境的外来树种,这给养护管理工作带来了很多问题。
(2)大量应用耐旱植物。耐旱植物包括旱生植物、中生植物的耐旱种类,以及通过培育而成的耐旱园艺品种。耐旱植物的应用,不仅能节约大量水分,还能营造独特的景观。如柽柳属(Tamarixspp)。植物花期各异,花色多种多样,花期从早春至深秋,是荒漠、半荒漠地区城镇园林绿化的理想灌木。
(3)优化园林植物配置。城市园林绿化应该以乔、灌木为主体,以复层植物群落结构为主导,强调绿量和生态效益。实验表明,乔灌木的耗水量远低于草坪,而生态效益却比草坪高得多,10㎡树木产生的生态效益,与50㎡生长良好的草坪相当。因此,在进行园林植物配置时,必须坚持以树木为主体,努力提倡乔、灌、草相结合的复层结构,杜绝“以草代树”现象。
三、绿地雨水利用案例分析
北京市北海团城里种植的古树,绝大多数是白皮松、油松、桧柏、侧柏。它们都是北方多见的四季常青树,具有耐寒耐旱的习性。尽管这样,它们要在面积不足6000平方米的团城里存活下来,四季常青,历久不衰,实属不易。因为团城是一个封闭的、孤立的单元。别看它濒临北海湖,但城内地面高出北海湖面和地面几丈,树木的根系很难从北海湖面形成的地下水中获得补给,树木生长所需要的水分只有来自天然降水。科学研究表明,一株大树每年要“饮水”10吨以上。北京气象部门提供的资料表明,北京地区年平均降水量为595毫米,年平均陆面蒸发量为450至500毫米,而且北京地区70%以上的降雨集中在夏秋两季,雨势稍大地面就会形成径流,渗不到地下,白白流走。那就是在环绕团城270多米长的城墙上,没有一个泄水口,而北京故宫、天坛、正阳门、钟鼓楼等古建筑都留有不同式样的泄水口。这还不算,团城地面上也没有一条排水明沟。这些独特的设计说明:古代匠人在营造团城时,就有意要将全部雨水截留在城内。
那么,他们是怎样实现这个设想的呢?团城地面有5900多平方米,除建筑物所占地外,其余地面都铺有地砖。这些地砖因用途不同,选择的砖形和质地不同,铺设样式也大有讲究。为游人设置的甬道,用方砖铺砌,砖质细密,不渗水,占全部砖面的一小部分。其余绝大部分,铺砌的是倒梯形方砖,这样砖与砖
之间就形成一条上窄下宽的缝隙,供渗水集雨用。团城的地势北高南低,下大雨时,雨水从北往南流淌,古树多在南边,根据这种情况,铺砌在城北和城南的倒梯形方砖在尺寸与质地上有区别——城北的方砖较厚,上面还有一层两三厘米厚的致密层;城南的方砖稍薄,上面没有致密层,砖体遍布气孔,其吸水性能比城北的方砖要强。此外,城南的方砖比城北的方砖表面积要小,这样,城南地面上的缝隙就比城方更多更密,更利于渗水集雨。
由此可见,古代工匠们的科学思维是多么的缜密细致。这座建造于15世纪初期的北海团城是中国古代集雨节水系统工程的杰作。它构思巧妙,布局合理,蕴含着丰富的科学原理和朴素的环保思想,集中体现出中国古代工匠集雨节水的智慧。正是这样的智慧,古人为今人留下了一片绿阴,泽润后代。这片绿阴也启迪着后代。要集雨节水,注意环境保护。继承前人的智慧,今天北京在不少街道两旁的树木下铺砌了渗水砖。统计数据表明,城市里一场降雨过后,“硬铺装”的地面90%雨水形成径流,白白流走,10%雨水被蒸发,地下水基本上得不到补给,这实在太可惜了。发扬古人集雨节水的智慧是大有作为的。
四、结语
随着我国城市化进程的不断加快,城市园林绿化建设必将得到更加快速的发展。如何有效的利用城市水资源,积极发展节水型园林,从而更好地发挥城市园林的景观效益和生态效益,实现城市的可持续发展,已经引起全社会的高度关注。笔者坚信,在广大园林工作者的共同努力之下,节水型园林必将成为新型园林的主要建设模式。
参考文献:
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