广州道路绿化的LID模式应用调查
黄泽文 苏志尧
摘要:广州作为海绵城市建设的试点城市,道路绿地应用低冲击开发(Low Impact Development,LID)是重要内容之一,包括优先利用绿地的自然排水系统以缓解路面水涝、水污染等问题。对广州10条主干道下沉式绿地的LID应用现状进行踏查和分析说明,结果表明:广州道路绿化具有较好的LID理念应用基础,技术应用结构精简但类型较单一,形成两种较好的LID道路绿化模式。根据LID在广州的应用现状,提出了在道路绿化中进一步应用LlD的建议。
关键词:低冲击开发;海绵城市;道路绿化;广州市
在城市化进程中,道路建设以近15%的用地比例随城市发展蔓延,原有耕地、林地、绿地逐渐被沿路硬质构筑物和铺装所替代。这种不透水下垫面比例的大幅度增加,明显改变了城区原有水文特性。导致相同降水条件下的洪峰提前与流量增加,传统的末端治理排水模式难以应对,水涝、水污染现象结伴而至。同时,道路绿地的下渗、过滤、净化等自然功能属性。因受制于传统排水结构而未能有效体现。
在我国海绵城市低冲击开发(Low Impact Development,简称LID)的新视域下。道路绿地作为LID应用的重要载体之一。在满足绿地生态、景观、游憩等功能前提下,应优先利用自然排水系统。LID理念起源于美国,旨在从源头避免城市化对水环境的负面影响。强调利用小型、分散的生态技术措施来维持或恢复场地开发前水文循环。在场地尺度上,LID通过结合绿地、原生景观、自然水文特性和其它技术的应用与创造。呈现一种功能性水文景观。体现“因地制宜、生态适宜、源头分散、自然和谐”等核心内涵。广州是海绵城市建设的试点城市之一。LID应用于道路绿化需要本土化过程。其本地化途径将根植于符合LID理念下当地道路绿化的现状条件。
1.广州市道路样地选择与研究方法
1.1样地选择
1.1.1样区气候与地形概况
广州属于南亚带季风海洋性气候。雨季集中在4-9月。降雨量占全年的85%左右;多年平均降雨量为1 830.3 mm。气候温暖多雨、雷暴频繁。地势东北高、西南低。东北部多为中低山地。南部大部分为平原地形,珠江及其众多支流贯穿整个广州。
1.1.2样地选择
以平原区域的城市干道为主要对象。以在南北走向较长、绿化水平较高等方面具有代表性的道路作为根据,在中南部区域内选取了白云、广州、临江、港前、英东、龙穴等大道,以及广园中路、烟雨路、105国道洛溪段、新光快速。共计10条主要干道,路长累计达59.4 km。
1.2研究方法
2015年6-11月,对上述道路进行下沉式绿地存在情况的搜索式踏查,拍摄相关绿地的下沉特征、植物构成及其景观照片,以供绿地分布特征与雨水管理结构分析。根据《海绵城市建设技术指南》(简称“指南”)中相关的地形要求,判断下沉深度与坡度的符合程度;通过查阅文献分析耐水湿植物构成根据LID绿化的位置与功能组合结构概括较好的案例绿化模式。
.2结果与分析
2.1下沉式绿地的分布与雨水管理结构特征
经踏查发现,样地中有11个下沉式绿地的存在样本。在调查区域上主要呈现为依水系、中大型绿化设施等纳水资源分布(表1)。在雨水管理组合结构方面。主要是植被缓坡+明沟渠,市政排水管道的简易结构。在短距离内复合水体纳水资源以及绿地的渗水资源。其中,在源头消纳的空间结构上,主要包括空中树冠截留、地面平流雨水接纳的复层消纳结构(图1),以及没有树冠覆盖的单层消纳结构(图2)。另外。微低势绿地的下沉深度多处于1-3 cm,小于指南的最低下限5cm;而植被坡只有2个样本超过指南的最大上限坡度:33%。
2.2应用现状分析
在LID技术应用方面。11个下沉式绿地样点的平流雨水处理方式,多是先经由绿地下渗与植被过滤。后通过明沟渠,市政管道排放。在一定程度上减缓路面雨水的径流速度,拦截污染物,缓解管道水量压力。其应用特点主要是:在局部绿地上,因地制宜采取相关措施以及绿灰结合的雨水处理方式。一定程度上改善了场地的水文循环环境,从而符合LID理念。
在应用分布方面。以同一资源且地势高差条件相当的角度来看,下沉式绿地样点分布主要呈现出同等环境条件下单侧或单方位角的局部应用的现象特征。就广州大桥而言,其南北端四个方位角的交通岛绿地皆具有基本等同的环境条件。但只有西南侧绿地存在下沉方式。这种应用布局现状反映了源头分散观念的不足。
2.3主要滨水植物构成
LID绿化植物一般按近水、浅水、深水等区域作不同分布。由具一定耐水湿能力的滨水植物构成。滨水植物是指能够在滨水环境中完成生活周期的植物。包括沿岸的乔灌木、草本、藤本及生长在近岸浅水区的水生植物。借鉴相关研究成果与样点植物作比较。广州道路LID绿化的滨水植物构成见表2。其中,因缺少LID湿式技术类型应用而没有发现水生植物品种,如雨水花园。
2.4典型案例与模式归纳
按指南的雨水管理功能分类,LID道路绿化一般包括地表下渗型、传输型、蓄留型这三种功能类型。根据有助雨水下渗或污染物拦截的地形要求。结合较好的绿化景观效果,可在调查样点的传输型、蓄留型中各推荐一个较好案例。而微低势绿地因下沉深度不足而缺乏地表下渗型推荐案例。
2.4.1传输型案例的绿化模式分析
推荐案例是一个传输型绿化景观的交通岛绿地(图3),位于105国道洛溪段大石桥北的西侧,呈不规则三角形。其传输功能体现为:针对机动车道的地表雨水,先通过植被坡的径流减缓与生物过滤。再漫流至排水明沟进行传输,在纳水源头为单层消纳结构。其中,植被坡长141 m,平均坡度为25%,平均坡面宽度为3.25 m。平均下沉深度为0.8 m。其坡度在指南最大上限要求范围——33%内。
景观组成是由疏林草地作为场地背景。将植草坡与排水明沟所组合的功能性结构体前置于背景(图4)。其中,主要以木棉、美丽异木棉、黄槐Senna surattensis等乔木营造疏林景观效果;坡面种植以细叶结缕草为主,营造开敞、通透的草坡景观效果。提高行车安全性。
根据上述LID绿化的位置与组合结构,该绿化结构模式可概括为:面向机动车道、以传输型单层消纳的草坡一沟渠结构体前置于疏林的交通岛绿化,简称为“传输型疏林草坡交通岛绿化模式”。
2.4.2蓄留型案例的绿化模式分析
推荐案例是一个蓄留型旱溪绿化景观(图5)。位于广州大桥南西侧的交通岛绿地内。其蓄留功能体现为:针对人行/绿道的地表雨水,先通过植被驳岸的径流减缓与第一重的生物过滤后流进旱溪。再经由旱溪的砾石、生物过滤及土壤下渗。进入50 m3的地下蓄水池。可为该绿地提供七天的灌溉用水。其纳水源头为较多树冠覆盖的复层消纳结构。其中,旱溪呈长纽带状。长约180 m。中部宽约22 m。其人工桥下最大深度为1.6 m。平均坡度为16%,其坡度也在指南最大上限要求范围——33%内。
景观组成是以密林灌丛草地作为场地背景,灌草驳岸、旱溪与地下蓄水池等所组成的功能性结构体镶嵌于背景(图6)。其中,背景主要以凤凰木、榕树、红花羊蹄甲等乔木营造密林景观效果;旱溪沟内主要采用海芋、红背桂等耐阴性较强的湿生植物。以适应林荫环境;坡面主要种植灰莉Fagraea ceilaniea、棕竹、夹竹桃Nerium oleander、细叶结缕草等灌草滨水植物。
根据上述LID绿化的位置与组合结构。该绿化结构模式可概括为:面向人行道、以蓄留型复层消纳的旱溪一地下水池结构体镶嵌于密林的交通岛绿化。简称为“蓄留型密林旱溪交通岛绿化模式”。
3.结论与建议
3.1结论
根据上述调查结果。广州道路绿化的LID模式应用现状主要有三方面。
1)具有较好的LID理念应用基础。其主要特点是:技术应用上的因地制宜思想较为突出,场地布局上的源头分散观念尚有不足。具体为:在局部绿地上,通过因地制宜的措施和“绿灰”结合的雨水处理方式来体现LID理念,在一定程度上达到雨水生态循环效果;而在道路同一场地的其它绿地内。这种因地制宜的理水观念未能得到广泛应用。
2)技术应用结构简洁但类型较单一。以植被缓坡+明沟渠,市政排水管道的简易“绿灰”结构为主。并相应地布局在大型水体或绿化设施等纳水资源附近的道路绿地内,形成便捷的组合结构;而作为LID道路绿化重要技术类型之一的植草沟及其复合技术却没有在调查样本中出现。
3)形成两种较好的LID道路绿化模式。案例模式之一,番禺大石桥北西侧的传输型疏林草坡交通岛绿化。其突出优点是功能结构体较为简约,绿化结构较为简洁,尤其适合于强调视线通透的中小型交通岛绿化。案例模式之二,广州大桥南西侧的蓄留型密林旱溪交通岛绿化,其突出优点是地表汇聚下渗、地下蓄水相结合的功能结构体,适应于广州多雨、易滋生蚊虫等地方环境条件。尤其适用于中大型的路侧绿带、交通岛绿地。应用范围推荐:这两种LID绿化模式可优化组合为下渗型绿化结构,并可应用在新开发区域的路侧绿带、交通岛绿地。以及大型住区、校园等设施的LID道路绿化营建。
3.2建议
1)关注LID与海绵城市的关系,避免技术措施的机械应用
对于海绵城市来说。LID是其重要的指导理念、建设途径与技术支持;而海绵城市是LID实践的目标。在理念方面,LID的核心思想是在城市化进程中,采取各种手段减轻城市建设对生态环境的冲击和破坏,保持和恢复自然生态。从而为海绵城市建设提供指导思想。同时,LID的技术措施以及雨水系统构建。为海绵城市建设提供技术支撑与实现途径。在广州的建设实践中,应以LID理念为指导。根据本地环境特点进行LID技术策略的借鉴、改良与应用。
2)因地制宜集成技术
根据本地的环境特点,广州是平原河网城市。地下水位高且土壤渗透能力较低。气候温湿多雨,容易产生蚊虫。因此,在LID技术应用上,应优先选用干式的技术类型,如旱溪、干式植草沟等。这有别于我国北方城市因雨量较少而以选择湿式技术类型为主。如雨水花园、湿式植草沟等;在衔接系统上。以LID大型设施为源头。小型分散设施做补偿,通过管渠系统。使得源头与末端能够在规模上衔接,进而实现雨水优势互补,形成综合调蓄模式以应对中大雨事件。
3)强化本地现有技术及其应用
本地技术的形成是前人应对当地各种环境条件下长期实践的智慧结晶,是LID技术类型的重要组成部分。因此。应以LID理念为指导。借鉴国内外成功技术形式对本地现有技术内容进行绿化结构提取、功能优化、形式改良。在实践中积累相关应用材料的量化研究。如植物的雨水净化能力;始终以对自然环境低影响的态度,做到因地制宜、古为今用、西为中用,发展适合本地特点的LID绿化技术。
4)技术应用注重景观与功能融合
道路绿化在塑造城市形象、构建绿色通道、改善城市生态环境等方面具有重要作用。在景观融合方面,LID绿化置身于道路绿地景观内,将低势的水景观融入背景形成和谐丰富的绿地景观层次。在功能融合方面。道路绿化承载着多项生态服务功能。应用LID是对绿地自然水文功能属性的重新焕发、强调与形式改进。通过LID绿化结构模式的提取与优化。是实现LID技术应用的景观与功能融合的有效途径。
摘要:广州作为海绵城市建设的试点城市,道路绿地应用低冲击开发(Low Impact Development,LID)是重要内容之一,包括优先利用绿地的自然排水系统以缓解路面水涝、水污染等问题。对广州10条主干道下沉式绿地的LID应用现状进行踏查和分析说明,结果表明:广州道路绿化具有较好的LID理念应用基础,技术应用结构精简但类型较单一,形成两种较好的LID道路绿化模式。根据LID在广州的应用现状,提出了在道路绿化中进一步应用LlD的建议。
关键词:低冲击开发;海绵城市;道路绿化;广州市
在城市化进程中,道路建设以近15%的用地比例随城市发展蔓延,原有耕地、林地、绿地逐渐被沿路硬质构筑物和铺装所替代。这种不透水下垫面比例的大幅度增加,明显改变了城区原有水文特性。导致相同降水条件下的洪峰提前与流量增加,传统的末端治理排水模式难以应对,水涝、水污染现象结伴而至。同时,道路绿地的下渗、过滤、净化等自然功能属性。因受制于传统排水结构而未能有效体现。
在我国海绵城市低冲击开发(Low Impact Development,简称LID)的新视域下。道路绿地作为LID应用的重要载体之一。在满足绿地生态、景观、游憩等功能前提下,应优先利用自然排水系统。LID理念起源于美国,旨在从源头避免城市化对水环境的负面影响。强调利用小型、分散的生态技术措施来维持或恢复场地开发前水文循环。在场地尺度上,LID通过结合绿地、原生景观、自然水文特性和其它技术的应用与创造。呈现一种功能性水文景观。体现“因地制宜、生态适宜、源头分散、自然和谐”等核心内涵。广州是海绵城市建设的试点城市之一。LID应用于道路绿化需要本土化过程。其本地化途径将根植于符合LID理念下当地道路绿化的现状条件。
1.广州市道路样地选择与研究方法
1.1样地选择
1.1.1样区气候与地形概况
广州属于南亚带季风海洋性气候。雨季集中在4-9月。降雨量占全年的85%左右;多年平均降雨量为1 830.3 mm。气候温暖多雨、雷暴频繁。地势东北高、西南低。东北部多为中低山地。南部大部分为平原地形,珠江及其众多支流贯穿整个广州。
1.1.2样地选择
以平原区域的城市干道为主要对象。以在南北走向较长、绿化水平较高等方面具有代表性的道路作为根据,在中南部区域内选取了白云、广州、临江、港前、英东、龙穴等大道,以及广园中路、烟雨路、105国道洛溪段、新光快速。共计10条主要干道,路长累计达59.4 km。
1.2研究方法
2015年6-11月,对上述道路进行下沉式绿地存在情况的搜索式踏查,拍摄相关绿地的下沉特征、植物构成及其景观照片,以供绿地分布特征与雨水管理结构分析。根据《海绵城市建设技术指南》(简称“指南”)中相关的地形要求,判断下沉深度与坡度的符合程度;通过查阅文献分析耐水湿植物构成根据LID绿化的位置与功能组合结构概括较好的案例绿化模式。
.2结果与分析
2.1下沉式绿地的分布与雨水管理结构特征
经踏查发现,样地中有11个下沉式绿地的存在样本。在调查区域上主要呈现为依水系、中大型绿化设施等纳水资源分布(表1)。在雨水管理组合结构方面。主要是植被缓坡+明沟渠,市政排水管道的简易结构。在短距离内复合水体纳水资源以及绿地的渗水资源。其中,在源头消纳的空间结构上,主要包括空中树冠截留、地面平流雨水接纳的复层消纳结构(图1),以及没有树冠覆盖的单层消纳结构(图2)。另外。微低势绿地的下沉深度多处于1-3 cm,小于指南的最低下限5cm;而植被坡只有2个样本超过指南的最大上限坡度:33%。
2.2应用现状分析
在LID技术应用方面。11个下沉式绿地样点的平流雨水处理方式,多是先经由绿地下渗与植被过滤。后通过明沟渠,市政管道排放。在一定程度上减缓路面雨水的径流速度,拦截污染物,缓解管道水量压力。其应用特点主要是:在局部绿地上,因地制宜采取相关措施以及绿灰结合的雨水处理方式。一定程度上改善了场地的水文循环环境,从而符合LID理念。
在应用分布方面。以同一资源且地势高差条件相当的角度来看,下沉式绿地样点分布主要呈现出同等环境条件下单侧或单方位角的局部应用的现象特征。就广州大桥而言,其南北端四个方位角的交通岛绿地皆具有基本等同的环境条件。但只有西南侧绿地存在下沉方式。这种应用布局现状反映了源头分散观念的不足。
2.3主要滨水植物构成
LID绿化植物一般按近水、浅水、深水等区域作不同分布。由具一定耐水湿能力的滨水植物构成。滨水植物是指能够在滨水环境中完成生活周期的植物。包括沿岸的乔灌木、草本、藤本及生长在近岸浅水区的水生植物。借鉴相关研究成果与样点植物作比较。广州道路LID绿化的滨水植物构成见表2。其中,因缺少LID湿式技术类型应用而没有发现水生植物品种,如雨水花园。
2.4典型案例与模式归纳
按指南的雨水管理功能分类,LID道路绿化一般包括地表下渗型、传输型、蓄留型这三种功能类型。根据有助雨水下渗或污染物拦截的地形要求。结合较好的绿化景观效果,可在调查样点的传输型、蓄留型中各推荐一个较好案例。而微低势绿地因下沉深度不足而缺乏地表下渗型推荐案例。
2.4.1传输型案例的绿化模式分析
推荐案例是一个传输型绿化景观的交通岛绿地(图3),位于105国道洛溪段大石桥北的西侧,呈不规则三角形。其传输功能体现为:针对机动车道的地表雨水,先通过植被坡的径流减缓与生物过滤。再漫流至排水明沟进行传输,在纳水源头为单层消纳结构。其中,植被坡长141 m,平均坡度为25%,平均坡面宽度为3.25 m。平均下沉深度为0.8 m。其坡度在指南最大上限要求范围——33%内。
景观组成是由疏林草地作为场地背景。将植草坡与排水明沟所组合的功能性结构体前置于背景(图4)。其中,主要以木棉、美丽异木棉、黄槐Senna surattensis等乔木营造疏林景观效果;坡面种植以细叶结缕草为主,营造开敞、通透的草坡景观效果。提高行车安全性。
根据上述LID绿化的位置与组合结构,该绿化结构模式可概括为:面向机动车道、以传输型单层消纳的草坡一沟渠结构体前置于疏林的交通岛绿化,简称为“传输型疏林草坡交通岛绿化模式”。
2.4.2蓄留型案例的绿化模式分析
推荐案例是一个蓄留型旱溪绿化景观(图5)。位于广州大桥南西侧的交通岛绿地内。其蓄留功能体现为:针对人行/绿道的地表雨水,先通过植被驳岸的径流减缓与第一重的生物过滤后流进旱溪。再经由旱溪的砾石、生物过滤及土壤下渗。进入50 m3的地下蓄水池。可为该绿地提供七天的灌溉用水。其纳水源头为较多树冠覆盖的复层消纳结构。其中,旱溪呈长纽带状。长约180 m。中部宽约22 m。其人工桥下最大深度为1.6 m。平均坡度为16%,其坡度也在指南最大上限要求范围——33%内。
景观组成是以密林灌丛草地作为场地背景,灌草驳岸、旱溪与地下蓄水池等所组成的功能性结构体镶嵌于背景(图6)。其中,背景主要以凤凰木、榕树、红花羊蹄甲等乔木营造密林景观效果;旱溪沟内主要采用海芋、红背桂等耐阴性较强的湿生植物。以适应林荫环境;坡面主要种植灰莉Fagraea ceilaniea、棕竹、夹竹桃Nerium oleander、细叶结缕草等灌草滨水植物。
根据上述LID绿化的位置与组合结构。该绿化结构模式可概括为:面向人行道、以蓄留型复层消纳的旱溪一地下水池结构体镶嵌于密林的交通岛绿化。简称为“蓄留型密林旱溪交通岛绿化模式”。
3.结论与建议
3.1结论
根据上述调查结果。广州道路绿化的LID模式应用现状主要有三方面。
1)具有较好的LID理念应用基础。其主要特点是:技术应用上的因地制宜思想较为突出,场地布局上的源头分散观念尚有不足。具体为:在局部绿地上,通过因地制宜的措施和“绿灰”结合的雨水处理方式来体现LID理念,在一定程度上达到雨水生态循环效果;而在道路同一场地的其它绿地内。这种因地制宜的理水观念未能得到广泛应用。
2)技术应用结构简洁但类型较单一。以植被缓坡+明沟渠,市政排水管道的简易“绿灰”结构为主。并相应地布局在大型水体或绿化设施等纳水资源附近的道路绿地内,形成便捷的组合结构;而作为LID道路绿化重要技术类型之一的植草沟及其复合技术却没有在调查样本中出现。
3)形成两种较好的LID道路绿化模式。案例模式之一,番禺大石桥北西侧的传输型疏林草坡交通岛绿化。其突出优点是功能结构体较为简约,绿化结构较为简洁,尤其适合于强调视线通透的中小型交通岛绿化。案例模式之二,广州大桥南西侧的蓄留型密林旱溪交通岛绿化,其突出优点是地表汇聚下渗、地下蓄水相结合的功能结构体,适应于广州多雨、易滋生蚊虫等地方环境条件。尤其适用于中大型的路侧绿带、交通岛绿地。应用范围推荐:这两种LID绿化模式可优化组合为下渗型绿化结构,并可应用在新开发区域的路侧绿带、交通岛绿地。以及大型住区、校园等设施的LID道路绿化营建。
3.2建议
1)关注LID与海绵城市的关系,避免技术措施的机械应用
对于海绵城市来说。LID是其重要的指导理念、建设途径与技术支持;而海绵城市是LID实践的目标。在理念方面,LID的核心思想是在城市化进程中,采取各种手段减轻城市建设对生态环境的冲击和破坏,保持和恢复自然生态。从而为海绵城市建设提供指导思想。同时,LID的技术措施以及雨水系统构建。为海绵城市建设提供技术支撑与实现途径。在广州的建设实践中,应以LID理念为指导。根据本地环境特点进行LID技术策略的借鉴、改良与应用。
2)因地制宜集成技术
根据本地的环境特点,广州是平原河网城市。地下水位高且土壤渗透能力较低。气候温湿多雨,容易产生蚊虫。因此,在LID技术应用上,应优先选用干式的技术类型,如旱溪、干式植草沟等。这有别于我国北方城市因雨量较少而以选择湿式技术类型为主。如雨水花园、湿式植草沟等;在衔接系统上。以LID大型设施为源头。小型分散设施做补偿,通过管渠系统。使得源头与末端能够在规模上衔接,进而实现雨水优势互补,形成综合调蓄模式以应对中大雨事件。
3)强化本地现有技术及其应用
本地技术的形成是前人应对当地各种环境条件下长期实践的智慧结晶,是LID技术类型的重要组成部分。因此。应以LID理念为指导。借鉴国内外成功技术形式对本地现有技术内容进行绿化结构提取、功能优化、形式改良。在实践中积累相关应用材料的量化研究。如植物的雨水净化能力;始终以对自然环境低影响的态度,做到因地制宜、古为今用、西为中用,发展适合本地特点的LID绿化技术。
4)技术应用注重景观与功能融合
道路绿化在塑造城市形象、构建绿色通道、改善城市生态环境等方面具有重要作用。在景观融合方面,LID绿化置身于道路绿地景观内,将低势的水景观融入背景形成和谐丰富的绿地景观层次。在功能融合方面。道路绿化承载着多项生态服务功能。应用LID是对绿地自然水文功能属性的重新焕发、强调与形式改进。通过LID绿化结构模式的提取与优化。是实现LID技术应用的景观与功能融合的有效途径。