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什么是“生態植草溝”?
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2020-08-06 17:33:20

 那些一提景觀就經常聽到的“雨水花園”、“海綿城市”等看似高深的名詞,背后往往是常見但容易被我們忽略的細節和技法,所以這一系列將向大家重點介紹景觀中常見又簡便易懂的技術?梢詭椭蠹铱焖傺a充必要的景觀基礎知識。

簡單說,景觀是基于對土地的研究,建立在規劃/建筑/生態學等的理論基礎之上,去協調自然環境與人居環境的學科。

而景觀生態學作為景觀學最重要的基本理論之一,宏觀來看為我們提供了大格局的規劃原則,從細微處講,又是我們進行細節開發的技術依據。所以,該系列的文章將分成兩個主要方向——自然生態景觀技術&人文生態景觀技術。

自然生態技術將分成7個類別,主要針對常見的生態問題講解相對應的解決策略,包括雨洪管理,熱島效應,垃圾處理,污染治理,人工河道與水庫,工業遺址再利用,及其他領域的交叉與應用。

人文生態技術中將提到古村落的修復與保護,歷史遺跡的再利用,生態旅游的經營手段等3個主要話題。

第一季,我們將從自然生態方向入手,為大家解讀其中非常重要的一環——雨洪管理措施。

01- 雨洪管理的“昨天”與“今天” -

“水”作為人類懶以生存的基本元素,從公元前6世紀的古羅馬大型水運輸通道,到古巴比倫空中花園的精妙供水系統,人們一直嘗試著通過不同的手法干預自然,開渠引水,克服艱苦的自然環境,也創造了許多令人驚嘆的景觀。

但隨著到現在城市化進程的快速發展,大面積的硬質鋪裝代替了荒原與野草,筆直的城市漕運河道代替了蜿蜒的自然河流,隨之而來的是暴雨侵襲/城市內澇/地下水緊缺/水源污染/供水補給不足等問題的出現。

針對城市中的雨水問題,其實早在3000BC(Burian & Edwards, 2002) 開始,就已經引起了大量規劃師/景觀設計師/建筑設計師們的關注,并通過不斷的調研與實驗,提出了應對不同雨洪問題的管理措施。

可是如今一提到雨洪問題,大多數同學都覺得雨水花園就是等同于雨洪管理措施,是解決城市內澇現象的唯一方式,而忽略了解決雨洪問題其實完全可以用更多元的手段。

其實,雨水花園只是雨洪管理的其中一種手段,除此之外還有生態植草溝(grass swale/bio swale),蓄滯池(detention basin/retention basin),人工濕地(wetland),濾層排水(filter drains)等生態技術,它們都可以滿足緩解瞬時暴雨、凈化地表徑流水質、為動物提供生態棲息地的需求。

這些生物技術共同構成了(城市)雨洪管理體系,從源頭/運輸/排滯/終點等階段分別進行處理,并進行循環再利用,以達到合理利用水資源的目的。

各國家針對雨洪安全分別提出了相應的術語和設計規范,曾經的很多名詞和政策都對當今的雨洪管理措施產生了巨大的影響。

美國首先提出了最優管理措施BMP(Best Management Practice),并在1999年提出了低影響開發模式LID(Low Impact Development )——這也是海綿城市的另一個名字。

1996年,美國首先在波特蘭嘗試了大尺度的生態草溝系統設計,在城市雨水排入Willamette河之前利用植草溝減少了50%的徑流污染。

波特蘭作為較早應用雨水管理系統的城市,從1990s開始大量的公路和社區中都設置了完整的生態排水體系[1],草溝作為BGI(Blue-Green Infrastructure)的較小構成單元,通過對雨水的初步收集和過濾,以減緩城市中大面積硬質鋪裝所造成的雨水排放壓力。

英國在1997由JimConlin在BMP系統基礎上提出了針對暴雨管理(stormwater management)的SUDS系統,并從2003年開始,在蘇格蘭大部分新建設的城市開發項目中強制實施。

02- 高效雨洪問題處理設施—生態植草溝 -

生態植草溝(又叫植被淺溝/生物溝,以下簡稱植草溝),是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統,主要用于雨水前期處理、雨水運輸,用以代替傳統的溝渠排水系統[2]。

相較于排水體積一定的傳統排水模式,植草溝能夠通過植被的滯留/過濾/吸附功能,減緩徑流流速,去除徑流中的污染物,利用彈性的排蓄空間降低雨水對城市排水造成的壓力和污染。

生態草溝的概念經常被誤解成雨水花園,生態草溝是由草坡或者自然的坡度引流雨水并加以過濾。簡單來說,生態植草溝更加針對于雨洪處理的收集與運輸階段,它可以是雨水花園的輸入與輸出通道。其設計既要滿足生態排水的技術要求,又要滿足公眾審美的美學標準。

植草溝可以按照地表徑流流入的方式,進一步劃分為3種類型:標準傳輸型植草溝,干植草溝,和濕植草溝[3]。

植草溝的主要作用是去除地表徑流中的污染物,在華盛頓長度為60m的植草溝實驗中,對于SS去除率可達60%,碳氫化合物去除率可達75%,金屬污染物去除率可達67%,也就是說,大部分污染物可在60-75m的距離中去除[4]。

此外,植草溝又經常被設置在大面積的硬質鋪裝邊,如高速公路、步行道路和停車場等,用以快速疏散聚集的雨水。

在Shandas(2015)的研究中還指出[5],擁有生態草溝的社區居民對于環境的滿意度更高,社區變得更適宜步行,也能夠通過社區性的維護活動拉近鄰里距離,促進社區認同感的營造。

 03- 植草溝的常見結構與設計要領 -

植草溝能高效緩解雨洪排蓄,又能處理徑流污染,同時它的結構簡單,占地面積小,容易維護,所以植草溝是可以大量在城市景觀設計中被復制的生態技術。

植草溝的設計原則,首先要滿足排水的需求,其次是其觀賞價值,在植草溝的設計中尤其要注意以下幾點:

(1)斷面缺口

為了避免路面積水,植草溝通過斷面的缺口設計將雨水快速導入其中,常見的做法是將其直接與街道景觀結合,作為分割機動車與步行道路之間的綠化帶,同時利用植物對機動車路面的污染(油污、顆粒物等)進行過濾和沉淀。

NE Siskiyou Green Street作為波特蘭比較著名的綠色街道,曾在2007年獲得了ASLA專業組的通用設計獎。該設計將原有街道的社區停車空間改建為生態草溝,創造了利于步行的步道體系,同時緩解了該地區經年的暴雨積水問題。

(2)彈性的儲水空間

相較于人工溝渠式的草溝,自然草溝能夠提供更大的彈性空間,草坡的滲透率更有利于雨水的快速下滲和導流,草坡面積越大越能更好地凈化水體。

但要注意一點,在植草溝設計中需要結合場地本身的空間限制條件選擇適合的做法,以便達產生最大生態效益。比如,利用缺口形成的人工草溝更加節省空間,同時植物種類更豐富,能夠提供多樣化的棲息空間。

(3)系統性排水網絡

植草溝的設計往往不是單獨存在的,而是依存于完整的排水體系。由于植草溝的儲水能力有限,所以收集的雨水需要快速地排入儲存能力更強的雨水管理設施,如蓄水池,雨水花園等。

因此在設計中,除了需要考慮每一段草溝之間的鏈接以外,還需要完善植草溝與其他雨洪設施之間的配合。

(4)季節性景觀

雨洪管理的措施都會涉及到季節性的設計問題,當有暴雨產生的時候,我們需要考慮植物是否適應有水的環境,水流是否會形成具有觀賞價值的景觀等。

同時也需要考慮,在旱季的時候,沒有了水元素,草溝只是作為一般性的景觀元素存在時,是否也具有欣賞性。

(5)關于植物種類的選擇

植物在植草溝的設計中扮演著重要的角色,其種類的選擇能夠直接影響植草溝的生態效益:

1. 植物根莖能夠減緩水流的速度,使徑流中的固體顆粒逐漸沉淀。

2. 通過植物根系與土壤的作用,吸收徑流中的營養物質(氮磷鉀和部分金屬元素),并為微生物提供了良好的棲息場所,加強污染元素的吸收與沉淀。

3. 多樣性的植物組合,能夠為城市中的動物提供小型的棲息地。

4. 結合周邊環境,提供美學價值。

04- 總結與啟發 -

綜上所述,植草溝作為雨洪管理措施中較小的構成單元,經常在生活中被大家忽略。但植草溝具有較強的凈化能力和疏導能力。

同時,植草溝具有占地小,好維護等優勢,也讓其越來越多地出現在社區街道,停車場等場所。幫助形成綠色街道(Green Street)體系和綠色基礎設施(Green Infrastructure)等緩解城市雨洪壓力的生態措施。

同學們在景觀設計項目中,如遇到城市雨洪問題,可以思考和利用今天講到的植草溝設計,更好地形成系統性的雨洪管理模式;在大尺度的場地設計中,也可以應用植草溝設計,作為具有生態效益的技術節點和結構表達。

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