RainGarden雨水花園的植物篩選、植物的作用

1、Rain Garden雨水花園的植物篩選、植物的作用Rain Garden雨水花園的植物篩選、植物的作用雨水花園是一種有效的雨水自然凈化與處置技術(shù)，它收集地面和屋頂雨水， 在地勢(shì)較為低洼的區(qū)域，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之 逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水，或使之補(bǔ)給景觀用水、廁所用水等城市用水.目前常見的雨水花園可分為二類：一是以控制徑流污染為目的的雨水花園，一般適 用于停車場(chǎng)、廣場(chǎng)、道路的周邊，處理污染較嚴(yán)重的初期雨水；二是以控制徑 流量為目的的雨水花園，一般適用于處理水質(zhì)相對(duì)較好的小匯流面積的雨洪， 如公共建筑或小區(qū)的屋面雨水、污染較輕的道路雨水、城鄉(xiāng)分散的單戶庭院徑流等。、雨

2、水花園的構(gòu)造雨水花園主要由 5 部分組成（如圖）。其中在填料層和礫石層之間可以鋪設(shè)一層砂層或土工布。根據(jù)雨水花園與周邊建筑物的距離和環(huán)境條件可以采用防滲或不防滲兩種做法。當(dāng)有回用要求或要排入水體時(shí)還可以在礫石層中埋置集水穿孔管。（ 1）蓄水層為暴雨提供暫時(shí)的儲(chǔ)存空間，使部分沉淀物在此層沉淀，進(jìn)而促使附著在沉淀物上的有機(jī)物和金屬離子得以去除。其高度根據(jù)周邊地形和當(dāng)?shù)亟涤晏匦缘纫蛩囟āＲ话愣酁?00250mm。（ 2）覆蓋層一般采用樹皮進(jìn)行覆蓋，對(duì)雨水花園起著十分重要的作用，可以保持土壤的濕度，避免表層土壤板結(jié)而造成滲透性能降低。在樹皮土壤界面上營造了一個(gè)微生物環(huán)境，有利于微生物的生長(zhǎng)和有機(jī)物的

3、降解，同時(shí)還有助于減少徑流雨水的侵蝕。其最大深度一般為 5080mm。（ 3）植被及種植土層種植土層為植物根系吸附以及微生物降解碳?xì)浠衔?、金屬離子、營養(yǎng)物和其他污染物提供了一個(gè)很好的場(chǎng)所，有較好的過濾和吸附作用。一般選用滲透系數(shù)較大的砂質(zhì)土壤，其主要成分中砂子含量為 60%85%，有機(jī)成分含量為5%10%，粘土含量不超過5%。種植土層厚度根據(jù)植物類型而定，當(dāng)采用草本植物時(shí)一般厚度為 250mm 左右。種植在雨水花園的植物應(yīng)是多年生的，可短時(shí)間耐水澇，如大花萱草、景天等。4）人工填料層多選用滲透性較強(qiáng)的天然或人工材料，其厚度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤晏匦?、雨水花園的服務(wù)面積等確定，多為 0.51.2m。

4、當(dāng)選用砂質(zhì)土壤時(shí)，其主要成分與種植土層一致。當(dāng)選用爐渣或礫石時(shí)，其滲透系數(shù)一般不小于10-5m/s。（ 5）礫石層由直徑不超過50mm的礫石組成，厚度200300mm。在其中可埋置直徑為100mm 的穿孔管，經(jīng)過滲濾的雨水由穿孔管收集進(jìn)入鄰近的河流或其他排放系統(tǒng)。通常在填料層和礫石層之間鋪一層土工布是為了防止土壤等顆粒物進(jìn)入礫石層，但是這樣容易引起土工布的堵塞。也可在人工填料層和礫石層之間鋪設(shè)一層 150mm 厚的砂層，防止土壤顆粒堵塞穿孔管，還能起到通風(fēng)的作用。二、雨水花園的設(shè)計(jì)方法。1、雨水花園設(shè)計(jì)方法基于匯水面積的比例估算法除以上兩種方法外，有時(shí)還采用簡(jiǎn)單的估算方法，即根據(jù)雨水花園服務(wù)的

5、匯水面積乘以相應(yīng)的比例系數(shù)計(jì)算求得，如下式所示：Af=Ad B修正系數(shù)當(dāng)匯流面積均為不透水面積時(shí)，計(jì)算出的雨水花園的面積一般為匯水面積 的 5%10%。此法計(jì)算簡(jiǎn)單，但需通過多年的工程經(jīng)驗(yàn)積累才能建立這樣的公式，且精度不高，對(duì)降雨特征變化較大和不同標(biāo)準(zhǔn)要求的適應(yīng)性較差。2、雨水花園設(shè)計(jì)方法蓄水層有效容積法這是一種在水量平衡的基礎(chǔ)上，利用雨水花園蓄水層的有效容積消納徑流雨水的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)植被被淹沒的狀態(tài)又分為兩種情況。（ 1）部分植被的高度小于最大蓄水高度，則植被在蓄水層中所占體積如式（ 1）所示 :Vv=nA1hv（ 1）式中：Vv植被在蓄水部分所占的體積，m3;n植被的數(shù)量；Ai 莖干的平

6、土綢g截面積，m2;hv淹沒在水中的植被平均高度，m。令植物面積占有率fv 為：fv=nA1/Af（ 2）式中：fv 植物橫截面積占蓄水層表面積的百分比。將式（2）代入式（1）中得：3）Vv=fvhvAf則實(shí)際可蓄水的體積如式（4）所示：Vw=hmAf-V v=hmA f-f vhvA f=A f（hm-f vhv）（ 4）式中：Vw實(shí)際可蓄水的體積，m3;hm最大蓄水高度，m。根據(jù)水量平衡進(jìn)入雨水花園的徑流量（V=AdH?。┑扔趯?shí)際蓄水體積，即V=V w,則有：Af=HAd（|）/hm-fvhv）（5）（ 2）植被高度均超出蓄水高度，則有hv=hm ，式（4）可化為：Vw=A fhm（1-f

7、v）（ 6）則雨水花園面積為：Af=HAd（|）Zlm（1-fv）（7）此法主要利用雨水花園蓄水層的有效容積滯留雨水，考慮了植物對(duì)蓄水層儲(chǔ)水量的影響，但未考慮雨水花園的滲透能力和空隙儲(chǔ)水能力。實(shí)際應(yīng)用中大多采用第二種情況進(jìn)行計(jì)算，主要是用于處理初期雨水，處理的雨水徑流量一般按 12mm 的降雨量設(shè)計(jì)。雨水花園是一種有效的雨水自然凈化與處置技術(shù)，它收集地面和屋頂雨水， 在地勢(shì)較為低洼的區(qū)域，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水，或使之補(bǔ)給景觀用水、廁所用水等城市用水.目前常見的雨水花園可分為二類：一是以控制徑流污染為目的的雨水花園，一般適用于停車場(chǎng)、廣場(chǎng)、道路的

8、周邊，處理污染較嚴(yán)重的初期雨水；二是以控制徑流量為目的的雨水花園，一般適用于處理水質(zhì)相對(duì)較好的小匯流面積的雨洪，如公共建筑或小區(qū)中的屋面雨水、污染較輕的道路雨水、城鄉(xiāng)分散的單戶庭院 徑流等。三、雨水花園的特征1 雨水花園的水流特征雨水花園以天然降水為唯一水源，且花園面積有限，因此花園中的水流速度和水量與降雨息息相關(guān)：降雨期間花園中充滿雨水，且水流速度較快，具有較強(qiáng)的沖刷作用；降雨過后花園中的水體處于平穩(wěn)的滲透、蒸發(fā)階段，水體的水平流動(dòng)停止，隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)局部區(qū)域的干枯現(xiàn)象；干旱季節(jié)花園中的 水體滲透、蒸發(fā)殆盡，露出花園地表及種植層。2 雨水花園的污染物特征眾多研究者經(jīng)過分析測(cè)定，雨水中的污

9、染物質(zhì)有：懸浮物(sS)、有機(jī)污染物(COD)、氯(c1)、總磷(TP)、溶解磷(P04-P)、總JR(TN)、錢態(tài)氮(NH-)、總鐵 (TFe)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、B0峨等，且以懸浮物(ss)和有機(jī)7?染物(COD)為主.具 有以下特點(diǎn)：污染物變化幅度較大，隨機(jī)性很強(qiáng)；污染物濃度隨降雨歷時(shí)呈下降趨勢(shì)，初期雨水水質(zhì)較差，特別是SS、 COD 等指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重； a）D、 Pb、 Zn與ss之間存在較好的線性相關(guān)關(guān)系，懸浮物SS不僅本身是一種污染物，而且組成它的顆粒表面還為其它污染物提供了附著的條件。四、雨水花園的適用植物1 雨水花園植物選擇的原則雨水花園既是一種有效的雨水收集和凈化系統(tǒng)，也

10、是裝點(diǎn)區(qū)域環(huán)境的景觀系統(tǒng)，因此花園內(nèi)植物的選擇既要具有去污性又要兼顧觀賞性。植物的選擇需符合以下原則。（ 1）優(yōu)先選用本土植物，適當(dāng)搭配外來物種本土植物對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤條件和周邊環(huán)境有很好的適應(yīng)能力，在人為建造的雨水花園中能發(fā)揮很好的去污能力并使花園景觀具有極強(qiáng)的地方特色。但國外在雨水花園的研究、建造和植物選擇、培育方面有著更多的經(jīng)驗(yàn)，提供了豐富的植物選材，可以在試驗(yàn)馴化的前提下謹(jǐn)慎選用，既提高花園中物種的多樣性，又避免物種入侵。（ 2）選用根系發(fā)達(dá)、莖葉繁茂、凈化能力強(qiáng)的植物植物對(duì)于雨水中污染物質(zhì)的降解和去除機(jī)制主要有3 個(gè)方面：一是通過光合作用，吸收利用氮、磷等物質(zhì)；二是通過根系將氧

11、氣傳輸?shù)交|(zhì)中，在根系周邊形成有氧區(qū)和缺氧區(qū)穿插存在的微處理單元，使得好氧、缺氧和厭氧微生物均各得其所，發(fā)揮相輔相6。成的降解作用，三是植物根系對(duì)污染物質(zhì)，特別是重金屬的攔截和吸附作用因此根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)快速、莖葉肥大的植物能更好得發(fā)揮上述功能，是雨水花園植物選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。其次雨水花園在降雨期間水體流動(dòng)速度較快，因此要求植物擁有較深的根系。3）選用既可耐澇又有一定抗旱能力的植物因雨水花園中的水量與降雨息息相關(guān)，存在滿水期與枯水期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，因此種植的植物既要適應(yīng)水生環(huán)境又要有一定的抗旱能力。一時(shí)作為一個(gè)需經(jīng)常處理污染物的人工系統(tǒng)，容易滋生病蟲害，所選的植物也要具有較高的抗逆性，能抗污染、抗

12、病蟲害、抗凍、抗熱等。（ 4）選擇町相互搭配種植的植物，提高去污性和觀賞性研究表明，不同植物的合理搭配可提高對(duì)水體的凈化能力：可將根系泌氧性強(qiáng)與泌氧性弱的植物混合栽種，構(gòu)成復(fù)合式植物床，創(chuàng)造出有氧微區(qū)和缺氧微區(qū)共同存在的環(huán)境，從而有利于總氮的降解，可將常綠草本與落葉草本混合種植，提高花園在冬季的凈水能力；可將草本植物與木本植物搭配種植，提高植物群落的結(jié)構(gòu)層次性和觀賞性。2 適用于雨水花園的植物在豐富的濕生、水生植物及耐水濕的喬木品種中，根據(jù)以上原則、前人的研究成果、植物的自身習(xí)性選擇出一些可供雨水花園使用的植物品種（表3）。其次，有一定耐澇能力的草坪草和觀賞草也可用于雨水花園（表4）可供雨水花

13、園使用的草坪草和觀賞草2株JtA段點(diǎn)物方搬(gx/oRdortWmflJm. )Pwk*本科的安修莖發(fā)達(dá)聚殖退建,較酎博雀 W HuMmm lAwbrrKK Kunth ex StcytL“U雀日總上奇虬拿內(nèi),豺雷馬蹄含 IchanJra rrrm Fbn*.及花K馬金酎01.耐加M酎娜不馴毆熱艮葉 MaoWAauMwiuu Andrew *ZcLnmt未本科EH充4mt修.儻10 葉色 MrxaAa0 jumMs柔本內(nèi)茨口先髭*.*9豺傍優(yōu)則910月,切勒虹逐羸電心收季臼色觀賞性,比葉篋 JE 0 Arr*mtfArrwmrt4fms cv. Vunegatum本本科到麥Q(jìng)*需光耐率耐農(nóng)霰1

14、9 葦 Gnomti Mmb禾本科1！*京修加索、耐.近食性強(qiáng)外竹茅 Sh/uThn. a Rupr.常M葉中長(zhǎng)嘉比膏理相敬蜜葉茂草常煤葉金黃&此.觀賞性強(qiáng)不耐謗像葉苔草伊“身*常B .葉終年棒一色8克.矍食件強(qiáng)小加滂可供雨水花園使用的濕生植物名悻蘆與fUQRWU未本“蘆M1t /Vwt&wr樂*蘆竹Utf * Vrtwer 七4n*a 書lifclU塞人IK II美人H.供草 HydrocayU w/n.科勿 QRnXmn方“傳。花 MA/jrtitm rorvwroM芟臼 ZiMMia/.，/7am*本科箜白電站片&S，M卬/小0nrsMseaCfl (gq7mMQM燈心草j9T2/gr燈

15、心風(fēng)燈心草MGA It Acohb grawsnruj天南早科標(biāo)屬叁草 Cymu /icrm/W萬,內(nèi)秒條 B Cbttx nmkAyimwqkf ffl LAwt3*wia黃。 /er7awima是耕能洋用入ZwM0 cruntoZr烽四科澤閨屬tiff f * AImw/bq KexmJ更3克三日 0 Sttunn uA,wh三自草口三白柒身里家發(fā)達(dá).町犀人堆F加TOE.HtT彼融的傳我餞篋. ffMT aM）的“謂.造魚住M是住弊生大,1次*也1匕校*早* Rdk.K早,川濤,優(yōu)索歡,抗跳用干森第去 致 HIIP拿坂達(dá)生產(chǎn)大N于CIDMIU書內(nèi)？古眸依 W）用于。00靶黑6融藥人除代果明

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18、物、動(dòng)物、土壤的綜合作用來凈化、吸收雨水。在水文條件良好，設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)自身有一定濕地基礎(chǔ)的情況下，可以營造自然形式的濕地系統(tǒng)，反之則可營造較為規(guī)則的人工濕地。前者如美國華盛頓州Renton 的水園工程，該水園由原有的一塊濕地?cái)U(kuò)大發(fā)展而來，從周圍道路和停車場(chǎng)匯集而來的雨水首先注入 11 個(gè)相互關(guān)聯(lián)的沉淀池塘，使得雨水中夾帶的懸浮污染物得以沉淀，而后將雨水釋放到長(zhǎng)而曲折的濕地中，讓雨水在緩慢流淌的過程中，經(jīng)植物、微生物和野生動(dòng)物的綜合作用而得到進(jìn)一步的凈化后。成都活水公園則給了人們一定的啟示，該公園以成都府南河中五類水質(zhì)為處理對(duì)象，在自西向東傾斜的臺(tái)地中設(shè)計(jì)有厭氧沉淀池、兼氧池、培植有各種水生動(dòng)植物

19、群落的 5 個(gè)植物塘和 12 個(gè)植物床，受污染的河水經(jīng)該系統(tǒng)的吸附、過濾、氧化、還原及微生物的分解作用逐步達(dá)到三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，最終回流到府南河中1 -o用于處理雨水的規(guī)則式人工濕地可根據(jù)水質(zhì)情況設(shè)厭氧或兼氧沉淀池，根據(jù)雨水流量設(shè)一系列臺(tái)地狀的植物塘。在植物的配置上，自然式濕地沉淀池的沿岸可成片種植蘆葦、香根草等濕生植物，規(guī)則式人工濕地的沉淀池可沿岸邊設(shè)計(jì)梯臺(tái)式的植物床種植濕生植物，池塘中限制性得種植鳳眼蓮、大漂等水生植物，讓懸浮物質(zhì)得以沉淀的同時(shí)， 也去除雨水中的部分有機(jī)污染物。自然式濕地沿線帶狀種植各種既能去除有機(jī) 污染物又有一定觀賞價(jià)值的濕生植物，如：香蒲、燈心草、莎草、茭白、慈菇、 美人蕉

20、、姜花等，并要適當(dāng)配置常綠濕生植物，如石菖蒲、旱傘草等，保證冬季的凈水能力，隨著水質(zhì)的逐步改善，在一些水流較緩的區(qū)域可種植荇菜、睡蓮等水生植物，增加觀賞性。規(guī)則式濕地則將上述植物根據(jù)凈水能力的高低，分別種植在各層的植物塘中，隨著水質(zhì)的凈化在一些植物塘中可引入魚類、蛙類等動(dòng)物形成更復(fù)雜的動(dòng)植物群落。2 以控制徑流量為目的的雨水花園的植物配置方法此類雨水花園一般用于處理公共建筑或小區(qū)中的屋面雨水、道路雨水等，水質(zhì)相對(duì)較好，植物的選擇范圍更廣，同時(shí)這些場(chǎng)所為人員密集區(qū)域，花園不僅僅是處理雨水的工具，還要滿足人們活動(dòng)和觀賞的需求。（ 1）控制經(jīng)流量與活動(dòng)相結(jié)合的植物配置方法與人員活動(dòng)相結(jié)合的雨水花園適

21、合營造于居住區(qū)、公園中，花園面積較大，形成與周邊區(qū)域平緩過渡的低洼地，其設(shè)計(jì)形式類似于公共綠地。根據(jù)雨水滲透和回收利用的要求，花園中鋪設(shè)礫石層和填料層后，表層的植被以耐踩踏、耐澇的草本和耐水濕的喬、灌木為主。花園的草坪活動(dòng)區(qū)可選用狗牙根、雀稗等耐澇能力較強(qiáng)的草坪草種，與花園周邊道路和園內(nèi)小徑相銜接處可選用香菇草、三白草、鴨跖草等既耐澇又對(duì)污染物有一定吸收作用的地被植物，整個(gè)區(qū)域內(nèi)配合道路、活動(dòng)、休息設(shè)施栽種濕地松、落羽杉、垂柳、楓楊等耐水濕的高大喬木，增強(qiáng)花園的立體層次及遮蔭效果。這樣的雨水花園可在雨后形成蓄水濕地，承擔(dān)處理雨水的功能，天氣晴朗時(shí)形成具有一定坡度和遮蔭的草地，成為人們戶外活動(dòng)的

22、重要場(chǎng)所。德國科隆斯堡山上位于某社區(qū)中心2 條長(zhǎng) 30 m、寬 20 m 的綠色區(qū)域就起到了蓄水和供周邊居民活動(dòng)的作用。這2 條綠色區(qū)域順 著地形由山頂向山腳傾斜，寬度上人工開挖成類似河道的“ V ”字型，讓來自于屋頂、道路和廣場(chǎng)的雨水能順著綠地流向山腳，同時(shí)每隔一定距離設(shè)置一道混凝土擋水矮墻，加強(qiáng)了對(duì)雨水的截留作用，讓雨水能停留在匯水區(qū)域中并慢慢滲入地下。當(dāng)雨水滲透消失后，綠地就成為對(duì)各個(gè)年齡段的居民都極具吸引力的活動(dòng)場(chǎng)所，兒童在此玩耍、成年人在綠地中的小徑上漫步、老年人可以坐在混凝土矮墻上聊天、休息，雖然沒有花哨的設(shè)計(jì)，但人們均各得其所。（ 2）控制經(jīng)流量與觀賞相結(jié)合的植物配置方法與觀賞相結(jié)合的雨水花園則適合營造在辦公、商業(yè)、學(xué)校等公共區(qū)域，花園的面積較小或偏于狹長(zhǎng)，因此需要營造得較為精致，滿足公共區(qū)域中人們的觀賞要求，形似水景園。根據(jù)用地情況，花園可以營造成長(zhǎng)而蜿蜒的水渠或方正有序的水池，美國波特蘭市的一些雨