通过改造公园绿地微观地形进行雨水收集利用研究

摘要：以北京市奥林匹克森林公园为例进行雨水收集利用的研究，通过查阅相关资料，对人工凹地形和自然凹地形植物种植的观察，从生长状况和景观效果方面给出初步评价，为改造工作提供依据。通过通用土壤流失方程式，收集样地相关参数指标，以及北京历年降雨情况，得出理论坡度、坡长相关函数曲线，并与实际测量坡度、坡长散点进行比对，对地形的改造和设计提供了依据。

关键词：微地形雨水收集 土壤流失 植物配置

Abstract: the Olympic forest park in Beijing as an example of the use of rainwater collection research, access to relevant materials, the artificial concave terrain and natural concave terrain observation of the plants, from the growth status and effect of the landscape are the preliminary evaluation, for reconstruction work provides the basis. Through the universal soil loss equation, collecting samples related parameters, and Beijing over the rainfall condition, theorizes slope, slope length related function curve, and with the actual measurement, calculation of slope long scatterplot compared to the terrain of the transformation and design to provide the basis.

Keywords: tiny terrain the rainwater collection soil loss plant configuration

中图分类号：A715文献标识码：A 文章编号：

一、项目背景

目前有效的雨水利用措施可概括为雨水集蓄利用和雨水渗透利用。雨水集蓄利用需要结合配套设施,施工运行成本较高;相对而言,雨水渗透利用在园林绿地中应用几乎不需要任何特殊设施就即可有效利用雨水，且施工简便,方法经济实用。雨水渗透利用方法在园林绿地中主要概括为:下凹绿地、 渗水水井、 渗水边沟、 坡地蓄水沟、 树皮覆盖、 渗透性铺装。

城市园林绿地中的雨水利用可以缓解城市水资源与园林绿地之间的供需矛盾,降低养护成本,同时兼有减缓洪涝灾害、补充地下水、控制径流污染和改善城市生态环境的多重意义。但在我国的公园绿地中，通过改变地形进行雨水收集利用的实例较少，只有在奥林匹克森林公园有大范围的应用，更多的公园绿地仍使用地下管道进行灌溉和排水。与之相比，通过低洼绿地进行雨水收集利用可代替部分管道的作用，且绿地中收集的雨水污染性小，可用于植物灌溉和蒸腾，不仅节约了成本，也实现了生态效益。

二、研究内容

本次研究的基本方向为，通过调查北京市公园绿地（以奥体森林公园为例）的地表雨水收集及灌溉系统，并且结合北京当地的土壤、植被、降水量等条件，整理出一套适合北京及周边地区的公园雨水利用工程的指导性建议。主要研究内容为：1）北京市年降雨量及降雨频率2）汇水区与整个绿地的比例、汇水区位置、深度、坡度3)该汇水区及平地的土壤性质4）适合的植物。

1、地形研究(包括北京市年降雨量及降雨频率；汇水区大小、位置、深度、坡度；该汇水区及平地的土壤性质等)

坡度、坡长因子（LS）的研究主要通过通用土壤流失方程式以及收集到的实地数据进行对比分析，观察LS实际数据与LS理论数据的关系，以得出修正依据。

通用土壤流失方程式：A=RKLSCP

A――年平均土壤流失量（t/hm2a）

1、R――年平均降雨侵蚀力指标（t/hm2）

R= Pi――月降雨量（mm）

2、K――土壤可侵蚀因子

3、LS――地形因子（坡度、坡长）

LS=0.08λ0.35α0.6λ――坡长，m;α――百分比坡度

4、C――地表植被覆盖因子

5、P――土壤保持措施因子

各参数实际计算，以2010年为例。

1.1降雨侵蚀因子R值计算：

2010年总降雨量为533.8mm

R= =―1.5527×12+0.1792×533.8=77.025（t/hm2）

1.2 土壤可侵蚀因子K值估算：

根据土层K表、北京地区土层含量以及相关论文的引用采用K值为0.25的估算值。1.3植被覆盖因子C值估算：

根据调查植被类型以及覆盖率，查表估算得植被覆盖因子C值约为0.085

水土保持措施因子P值：因自然坡地没有采取人工水土保持措施，所以P值取1。

由通用土壤流失方程式：A=RKLSCP

得 LS=A/RKCP=10/77.025×0.25×0.085×1=6.1

又由于LS=0.08λ0.35α0.6，所以 0.08λ0.35α0.6=6.1

1.4允许土壤侵蚀量临界点LS函数关系

依据土壤侵蚀临界点坡度、坡长等数据得2010年和1956年强降雨年份的土壤侵蚀临界点LS函数关系图像

1.5绘制实际调查的A、B、C样地LS数据散点并与理论函数叠加

1.6调查样地LS现状分析：

根据叠加图像可以看出散点大多分布在两条函数曲线之间，说明调查样地地形在2010年小降雨强度下大部分地区不会出现水土流失，但在1956年大降雨强度下会出现大范围水土流失，高出2010年LS函数曲线的点理论上在小降雨强度下即会产生水土流失，实际观察也证实了理论函数的猜想。在较大降雨强度下，临近2010年函数曲线的点附近都有不同程度的水土流失。

根据叠加图像，可以按照雨洪防范要求设计能抵抗20年一遇暴雨到100年一遇暴雨不同要求的地形。

2、微地形植物配置研究

奥体公园为自然式规划，竖向设计丰富，故可将草坪与微地形进行结合，营造丰富的景观效果，并引导雨水流向，在丰水期达到降低园路地表径流和灌溉植物的双重目的。草坪中配置植物主要通过树种的选择和搭配，形成乔、灌、草多层次，立体混交的人工植物种植群落，打破草坪单一，呆板的色调和格局，提高草坪整体的生态效益。

2.1 植物选择原则：

以乡土植物为主，并具有良好的生态适应能力，选取既耐水湿又耐干旱的树种，并且树木自身需水高峰期和北京地区降雨高峰期相符合；

2、 植物有较强的生长势和成枝力，固土能力强，起到减缓雨水冲刷的作用；

3、 年生长周期长并且具有良好的景观效果，主要考虑冬季景观的丰富化；

4、 多选择阳性或中生偏阳性树种。

2.2草坪草的选择

冷季型：夏季以高羊茅为主打材料，可配合黑麦草提高其建坪速度。

暖季型：在杂草较多的地方大量使用野牛草。

2.3乔灌木的树种选择：

耐水湿的树种：如桑树、紫穗槐、旱柳、垂柳、洋白蜡、丝绵木、杜梨、紫藤、枫杨等

既耐干旱又耐水湿的树种：构树、枣树、柽柳、木贼麻黄、侧柏、圆柏等

中性偏阳的树种：榆、朴、樱花、碧桃、山桃、月季、木槿、石榴、黄刺玫、榆叶梅；

中性稍耐荫的树种：圆柏、槐、七叶树、太平花、丁香、黄花茶镳子、红瑞木、锦带花；

2.4配植形式

1）孤植：园林绿地中孤植树常作为大草坪的构图中心，是草坪的主景，成为游人游赏的视觉中心。孤植树体现个体美，树姿挺拔，优美，色彩鲜明，体型较大，寿命长而有特色。可使用雪松、银杏、垂柳、栾树等，周围留出一定视距供游人游赏。

2）群植：采用侧柏、圆柏等作背景；采用紫叶李、鸡爪槭、红枫、大叶黄杨、樱花、女贞和紫叶小檗、棣棠等树丛做空间的分隔。

3）草坪：草坪种植周期短、见效快，但养护成本较高，因此将草坪和微地形进行结合，使雨水收集和植物灌溉相结合是今后公园草坪建植的新探索模式。

三、结论

在水资源匮乏，生态环境恶化的今天，对天然雨水进行有效的二次利用，即降低经济支出，又提高生态效益，是社会发展的迫切需求。我们通过对奥林匹克森林公园的实际调查，结合通用土壤流失方程式，得出在北京地区一定降雨强度下，园林绿地中微地形较适宜的坡度范围，对地形的改造和设计提供了依据。通过对人工凹地形和自然凹地形植物种植的观察，从生长状况和景观效果方面给出初步评价和建议，为改造工作提供了一定依据。

参考文献

1 克雷格・S・坎贝尔迈克尔・H・奥格登著湿地与景观 中国林业出版社 2005

2 张丽 田富强著城市人工水体的水资源效应与利用 科学出版社 2008

3王淑芬 杨乐 白伟岚著技术与艺术的完美统一――雨水花园建造探析 2009

4王沛永著北京地区园林绿地的雨水利用探析2004

5河北科技师范学院学报第22卷第3期 2008

6因循自然的景观规划――从发达国家的水域空间规划看城市景观的新需求

7北京城市园林绿地中的雨水利用 张国锋 李芳 姜丽

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。