（设计艺术学专业论文）北方城市节水型景观设计研究.pdf

中文摘要 水是生命之源，水资源是基础自然资源，是人类生存环境的重要组成部分， 同时，水又是战略性经济资源，是一个国家综合国力的有机组成部分。面对2 1 世纪中国的水危机，研究水资源可持续发展的战略，使有限的水资源既满足当代 人的需求，又不危害后代人发展的需求，就显得尤为重要，特别是北方缺水城市， 更是如此。 随着生活水平的不断提高，人们开始对他们的生活环境有了更高的要求，城 市景观环境的改善越来越受到重视，绿地面积日益增加，各种水景景观层出不穷， 而这一切大多是以洁净水资源的高消耗为代价的，在我国水资源紧缺的北方城 市，这种现象更为突出。因此，如何利用短缺的水资源做好城市环境景观设计工 作，如何通过节水型景观设计方法缓解北方日益匮乏的水资源现状，成为每一个 景观设计师面临的挑战。 本文通过大量的实际调查，详尽的理论研究及丰富的实例分析，力图找到一 种最佳节水型景观设计的途径，以切实节约景观建设中的水资源，实现城市景观 的可持续发展。主要通过以下途径： 第一章，阐述选题的背景和研究方法。 第二章，研究分析国内外节水型景观设计的现状及存在的主要问题。 第三章，从组成节水型景观设计的七个方面( 合理的绿化植物种类及配置、 大力推广新型绿地灌溉方式、提高城市水景景观的节水性设计、重视透水性铺装 的生态节水效益、充分利用中水回用技术、保水剂技术的推广、科学合理的养护 管理和从业人员节水意识的提高) 入手，详细说明如何在景观设计过程中真正实 现节水性。 第四章，详尽阐述如何利用雨水实现城市景观的节水性设计。 第五章，人工湿地，作为一种独特的节水型景观的魅力。 关键词： 景观节水型景观雨水利用 a b s t r a c t w a t e ri st h es o u r c eo fl i f e w a t e rr e s o u r c e sp l a yaf u n d a m e n t a lr o l ei nn a t u r a l r e s o u r c e sa n dh a v eb e e na ni m p o r t a n tp a r ti nh u m a n l i v i n ge n v i r o n m e n t a tt h es a m e t i m e ，w a t e rr e s o u r c e sb e c o m et h es t r a t e g i ce c o n o m i cr e s o u r c e sa n da no r g a n i cp a r ti n ac o u n t r y sc o m p r e h e n s i v ec a p a b i l i t i e s u n d e rs u c h c i r c u m s t a n c e s ，t h es t u d yo f s t r a t e g i e s i nw a t e rr e s o u r c e st o s a t i s f yt h en e e d so fp r e s e n tp o p u l a t i o nw i t h o u t j e o p a r d i z i n gt h en e e d so f f u t u r eg e n e r a t i o n si so f g r e a ts i g n i f i c a n c e w i t ht h ec o n t i n u a la d v a n c eo ft h es t a n d a r do fl i v i n g ，p e o p l eb e g a nt oa s kf o r h i g h e rl i v i n ge n v i r o n m e n t , t h ei m p r o v i n ge n v i r o n m e n to fu r b a nl a n d s c a p eb e c o m e m o r ea n dm o r ei m p o r t a n t ，t h ei n c r e a s i n ga r e ao ft h eg r e e ns u r f a c e ，m o r ea n dm o r e k i n d so fw a t e r s c a p e ，b u ta l lo ft h e s eb a s e do nh i g hc o n s u m p t i o no fw a t e rr e s o u r c e s ， t h o s ep h e n o m e n aw i l lb em o l ee x p l i c i ti nt h en o r t h e mc i t i e so fc h i n aw i t hs e r i o u s s h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c e s t h e r e f o r e ，h o wt og e td o n ew i t ht h eu r b a nl a n d s c a p ew i t h t h es h o r t a g eo f w a t e r r e s o u r c e s ，i ti sag r e a tc h a l l e n g ef o ra l ll a n d s c a p ed e s i g n e r o nt h eb a s e d ，w i t hal o to fi n v e s t i g a t i o n si n t h i s p a p e r , d e t a i l e dt h e o r e t i c a l s t u d i e sa n dc a s ea n a l y s i s ，w et r yt of i n dab e s tm e t h o do fw a t e r - s a v i n gl a n d s c a p e d e s i g n ，i no r d e rt o s a v ew a t e rr e s o u r c e si n l a n d s c a p ec o n s t r u c t i o na n dp r o m o t e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti nu r b a nl a n d s c a p e b ym e a n so f f c h a p t e r1 ，b a c k g r o u n da n dm e t h o do ft h et o p i c c h a p t e ri i ，t h es i t u a t i o n sa n dm a i np r o b l e m so fw a t e r - s a v i n gl a n d s c a p ed e s i g na t h o m ea n da b r o a d c h a p t e ri iis u m m a r i z e sh o wt oc a r r yo u tt h ew a t e r - s a v i n gl a n d s c a p ed e s i g ni n d e t a i lw i t hs e v e na s p e c t so f w a t e r - s a v i n gl a n d s c a p ed e s i g n ， c h a p t e ri ve l a b o r a t e sh o wt ou s er a i n w a t e rt oa c h i e v ew a t e r - s a v i n gl a n d s c a p e d e s i g n c h a p t e rvw e t l a n d ，au n i q u eg l a m o u r o ft h ew a t e r - s a v i n gl a n d s c a p ed e s i g n k e y w o r d s ：l a n d s c a p e ，w a t e r - s a v i n gl a n d s c a p e ，r a i n w a t e ru t i l i z a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁叠盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学砬论文作者签名：么锄伺么 签字日期：硼年 月形日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨叠盘堂有关保留、梗用学位论文的规定。 特授权苤盔盘兰可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：易钐闷幺 导师签名： 签字日期：红何年f 月日签字日期：么7 年，月印日 天滓大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 课题研究的背景 第一章绪论 对水资源应当进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和 综合治理，下大气力解决洪涝灾害、水资源不足和水污染问题。1 胡锦涛 1 1 1 现代气候变暖与世界水资源危机 水为万物之母。 水孕育了生命，孕育了人类，孕育了人类文明。 水作为一种宝贵的自然资源，是人类生存和发展的物质基础，是生态环境的 基本要素，同时，水又是战略性经济资源，是一个国家综合国力的有机组成部分。 因此，可以说水是社会、经济可持续发展的基础，做好水资源的开发、利用、治 理、配置、节约和保护，实现水资源的可持续发展是我国实施可持续发展战略的 必然要求。 然而，随着世界城市化进程的加快，许多城市都出现了缺水的问题，特别是 在工业和人口过度集中的大都市，情况更加严重。城市日益严重的水资源短缺和 水环境污染不但严重困扰着国计民生，而且已经成为制约社会发展的主要因素。 2 0 世纪以来，全世界水的消耗量比人口的增长快了两倍，到2 0 2 5 年地球上每个 居民所享有的水资源量将比以前减少1 3 ，全球1 1 3 的人口将生活在用水紧张或 水荒环境中，全人类在本世纪初便将面临全面严重水荒。有关专家甚至预言，2 l 世纪的最大问题不是石油，而是水资源。 1 1 2 我国水资源分布不均北方缺水严重 我国的人口占世界人口的2 2 ，而淡水占有量仅为8 ，人均占有水资源量 仅为2 5 0 0 立方米年，约为世界人均占有晕的1 4 ，相当于美国的1 6 ，加拿大的 选自“中央人l 】资源环境 ：作座谈会上的讲话” 天津大学硕士学位论文第一章绪论 1 5 8 ，居世界第1 1 0 位，被列为t 日= 界上1 3 个贫水国之一。同时，我国不仅资源 匮乏，而且时空分布不均，缺水城市主要分布在华北、西北、胶东及沿海地区， 特别是我国北方各城市，水资源的供需矛盾更为突出，甚至到了严重制约城市发 展的地步。拿北京为例，人均占有水资源量仅为4 0 0 立方米，占我国人均水资源 量的1 6 ，占世界人均水资源量的1 2 5 ，在1 3 0 多个国家首都城市中位列百位之 后。 图1 - 1 水环境构成 1 1 3 北方生态环境的局部改善与整体恶化 先天不足，后天失调，局部改善，总体恶化，这是我国生态环境现状的总体 特征。特别是近2 0 年来资源与环境的人为破坏，加上气候变暖，少雨干旱，尤 其是三北地区，荒漠化不断扩大，9 0 年代沙尘暴的出现日数比5 0 年代增加了5 倍。为了改善生态环境，我国开展了大规模的植树造林、退牧还草的行动，而这 些，都需要一定的水资源来保证，这更加剧了城市的水资源紧张。 天津大学硕士学位论文第一章绪论 1 2 研究方法和理论基础 节水型景观设计研究既有可确定的方面，又具有不确定的方面，这就要求我 们既要注重理论研究、实地调研、数学分析，同时又要定性与定量相结合，只有 这样，才能对北方节水犁景观设计的研究做出科学客观的分析。 中西方传统园林设计的精华以及西方发达国家在节水型景观设计方面探索 出的最新成果，无疑为本论文的研究提供了坚实的理论基础，而欧美国家先进的 雨水利用、中水回用及灌溉技术等丰富的理论和实践经验构成了研究的主要素 材，同时，我国现有的节水型景观设计及其实际的运营状况，为这一系列的研究 提供了现实基础资料的支持。 1 3 论文涉及的几个概念 1 3 1 水资源 在英国大百科全书中，水资源被定义为： 包括气态水、液态水和固态水的总和。 在中国大百科全书中，水资源被定义为： 包括水量( 水质) 能资源。 整个自然界中各种形态的水， 地球表层可供人类利用的水， 本文认为，在现有的技术、经济条件下能够获取的，可以作为人类生产资料 或生活资料的水的天然资源，我们称之为水资源。 1 3 2 节制用水 节制用水最初的含义是节省和尽量少用水，随着节水= 作的深入开展，很多 城市对节水的解释已远远超出了最初的范畴，节水已经从原始自发性，发展成城 市水资源环境的胁迫性，政府町持续发展的强制性，是以，口j 持续的城市管理手段， 通过可持续的城市水管理方法，实现城市水资源的可持续利用，从而支持城市和 社会的可持续发展。 1 3 3 景观设计 又称风景园林设计，泛指对所有建筑外部空间进行的环境设计，或称室外环 天津大学硕士学位论文第一章绪沦 境设计。它的范畴包括了园林、庭院、街道、公园、广场、道路、桥梁、河边、 绿地等所有生活居住区、工商业区、娱乐区等室外环境空间的设计以及古迹古建 筑周围的环境更新与保护。 天律大学硕士学位论文 第一章陴内外甘水型景观设计研究_ 晚状 第二章国内外节水型景观设计研究现状 2 1 国外节水型景观现状 2 1 1 德国的雨水利用体系 德国是世界上雨水收集、处理、利用技术最先进的国家之一，基本形成了一 套比较完整、实用的理论和技术体系，某些方面已经形成法律。学习借鉴德国的 先进技术，对于研究适合北方城市具体情况的雨水利用技术，缓解水资源的危机 具有重要意义。 l 、德国的雨水滞蓄、入渗与回灌技术 德国对城市的防洪安全比较重视，为了减轻雨水径流对城市排水系统的泄洪 压力，目前的法规要求雨水在排入城镇捧水系统之前必须进行滞蓄、入渗或回灌 等处理，减少排水量。滞流主要是将雨水直接拦截在屋顶，以削减洪峰流量和径 流总量，主要有屋顶绿化和屋顶滞蓄两种途径。收集入渗是将屋顶或其他不透水 地面所产的雨水引到适当的入渗设施，使其入渗到土壤中，甚至补给到地下水， 主要的入渗设施有：地面入渗设施、塘洼入渗设施、地下入渗设施和回灌井。 2 、不同区域的雨水利用技术 圈2 一i 罔2 - 2 德国雨水利用的典范渡菠坦广场 犬面积商业开发区中，德国联邦和各州有关法律不但规定受到污染的降水径 t 刈 ；o 天津大学硕士学位论文第- 二章国内外节水型景观设计研究现状 流必须经处理达标排放，还规定新建或改建开发区必须考虑雨水利用系统，且规 定了雨水利用，可减免雨水排放费。因此，开发商在进行开发区规划、建设或改 造时，均将雨水利用作为重要内容考虑。 居住小区内同样体现了雨水利用的观念，例如汉诺威的k r o n s b e r g 居住小区， 该小区是采用全新概念建设的绿色环保小区，能源方面，全部采用太阳能和风能， 无外来电力供应；供水方面，首先利用雨水满足灌溉和环境用水需求，不足时采 用自来水补充；建筑材料全部采用新型保温隔热环保材料。同时采用节能、节水 技术，最大限度节约能源和用水。雨水的利用除采用绿地、入渗沟、洼地等方式 外，透水型人行道也被广泛应用，同时，还经过特殊设计，利用贮蓄径流的地下 蓄水池与径流进入蓄水池的撞击声模拟海浪的声音，增添了小区的情趣。 单户家庭雨水利用，一般模式是将屋顶雨水通过雨漏管收集，通过分散或集 中过滤除去径流中颗粒物质，然后将水引入蓄水池贮蓄，再通过水泵输送至用水 单元，一般用于冲洗厕所或灌溉绿地等。 图2 3 德国城市家庭典型雨水集蓄利用系统示意 道路雨水利用，德国监测认为，机动车道的降水径流含有较高浓度的污染物 质，必须经过处理后方可排放，为此，德国沿机动车道均设有径流收集系统，城 区所收集径流商接送至污水处理厂处理，高速公路所收集径流要进人沿路修建的 处理系统处理后排放，一般采用沉淀后经氧化沟处理，再渗入地下的方式。 3 、政策法规的支持 天津大学硕士学位论文第一章嘴内外节水型景观设计研究现状 由于己具有完善的雨水利用技术，德国通过各种市场管理手段鼓励用户推广 采用。例如，若用户实施了雨水利用技术，国家将不再对用户征收雨水排放费 而雨水排放费与污水排放费用一样高，通常为自来水费的l5 倍左右。 2 1 2 美国的耐旱风景 美国自2 0 世纪下半叶开始了对节水景观的研究，其虽主要成果之一就是耐 早风景的研究。耐早风景的概念最早出现在1 9 7 8 年科罗拉多州的丹佛市，是一 种以节约水资源为目的的种植设计。目前，这一理念在美国己广泛被景现行业人 士认可，并已形成建立耐早风景的七个基本原则：合理的规划设计、调节土壤性 状、规划实际可行的草坪、因地制宜的选择植物、高效的灌溉、覆盖物的使用以 及合理的养护管理。 圈2 - 4 ( a ) 合理的规划设计图2 ( b ) 调节上壤性状 圈2 - 4 ( c ) 宴际可行的草坪圈2 - 4 ( d ) 因地制宜选择植物 天津夫学硕士学位论文 第一章峒内外竹水型景观j 殳计研究现状 图2 - 4 ( e ) 高效的灌溉 图2 - 4 ( d ) 覆盖物的使用 圈2 4 ( e ) 合理的养护管理 当前，美国在许多州的社区绿化中，都广泛推行耐早风景。一片耐旱的绿地， 一般可节水3 0 一8 0 还可相应地减少化肥和农药的用量。因此。他们积极支 持以这种方法作为节水和改进城区环境的措施，从根本上减少城市园林对水资源 的消耗。美国的各个地方经常进行各种宣传展览活动，以提高市民的节水意识。 如达拉新城市水资源利用协会每年举行的节水公闶旅行、洛杉矶水电局支持的以 节水为主题的鲁米斯庭院样板花园等。德克萨斯州有超过2 0 项关于耐早风景的 教育讣划正在进行之中，包括演示花园、节水旅行、研究会和电视节日等。此外 管理部门还向公众展示各种先进的节水技术和设各并提供各种适宜当地的耐旱 植物资料，以鼓励人们建立节水景观。2 2 1 3 澳大利亚的可持续旱景园林和观赏草 可持续早景园林( s u s t a i n a b l ex e r i s c a g eg a r d e n i n g ) 是目前世界园林界j 下在兴 * 胁口：一一o 天津大学硕士学位论文 第一章翻内外廿水型繁观设计研究现状 起的一项全新理念的园林建设趋势，特别是在些水资源短缺的发达国家。其含 义是利用耐旱的植物资源，在很少灌溉甚至不灌溉完全依靠自降水的条件f ，利 用无公害建植管理技术，建造可持续的生态景观效果。 图2 - 5 澳大利亚观赏草 冬季最观 ( 中茸花卉同) 应用抗旱观赏草是实现早景园林的重要技术保证，所谓观赏草是近几年开发 的一类植株高大、色彩丰富、观赏价值颇高的新一代园林植物，具有独特的景观 功能和生态功能，它最突出的特点是耐旱、节水，因而在构建早景园林中，观赏 草发挥着重要作用。例如在墨尔本皇家植物圄正门两侧，原本是一大片管理精细 的早熟禾草坪，但景观单调，耗水量大，管理成本高。为了改变这种状况，设计 师a n d r e wl a i d l a w 博士在草地中设计了几段s 形小景，种植了深受当地人喜欢 的观赏草袋鼠草既丰富了景观，还产生了观赏草特有的动态效应，该设计 获得了澳大利亚园林设计奖。 与澳大利亚相比，我国北方城市水资源缺乏的程度更加严重，抗早观赏草的 应用空间应该更大。只是受传统园林模式的影响人们目前还没有从思想上完全 接受观赏草，并且研究推广单位还没有对观赏草开展深入系统的研究和宣传。从 澳大利亚开发应用抗旱观赏草的效果看，我们可以预测：一旦观赏草大面积在北 方城市应用，将大大降低目前绿地的养护成本，减轻绿地用水对我周北方各城市 水资源的压力。 2 1 4 日本的中水利用和枯山水 日本以有较多中水系统供生活杂用而著称，约占中水回用量的4 0 ，从1 9 5 5 年开始受1 9 7 7 年节能政繁调整和1 9 7 8 年福冈等城市水荒的影响，国家及地方 就制定了中水利用的指导计划。经过3 0 多年的发展，月前己形成r 三大类摹本 系统：建筑中水系统以甲个建筑物内的杂排水或生活污水或屋顶雨水为水源， 天7 t 大学硕士学位论文 第一章国内外节水型景删设训研究现状 处理成十水再利_ e l j ：建筑小区中水系统，以住宅小区或数个建筑物形成的建筑群 排放的污水或雨水为水源，处理成中水再利用，其给水、排水、雨水和中水等组 成一个系统，中水为共同使用：城市( 区域) 中水系统以城市污水处理厂的出 水为水源，深度处理后供大面积的建筑群作中水使用。 枯山水是日本特有的象征式庭园，常见于寺院的平庭内，又名乾山水。所谓 枯山水，简单的说是指日本造园家常用白砂或白色砾石充做水面，上面用竹帚 耙成平行的砂纹，以表示水面的波纹，来展现大自然如海洋、瀑布、河流、小溪 等景观，它将艺术象征的美推向了极致，客观上也给这个缺水的国家提供了另外 一种节水型景观的途径。 图2 - 6 日式枯山东庭院 2 z 国内特别是北方节水型景观现状 随着水资源问题日益突出，我国已有部分城市认识到城市景观建设要持续健 康发展，就必须走节水型景观道路，他们尝试着将这一理念应用到城市景观建设 的实践之中，并已初见成效。 例如我国包头市，地处中国两北年平均降雨量仅为3 0 0 r a m ，而年均蒸发 量高达2 3 0 0 r a m ，在这种严重缺水的条件下，城l 园林部门通过大量栽植耐早植 物采用喷灌、滴灌技术，利用中水解决部分绿化用水，实现r 城市绿化覆盖率 逐年上升，2 0 0 2 年达到3 i ，被联合国人屏署授予“2 0 0 2 年联合国人居奖”。3 h l l p ：o n l i 】ec r i 天津大学硕士学位论文第_ 二章围内外节水型景观设计研究现状 再例如，济南市植物同2 0 0 2 年利用毗邻的西大沟，建成了山东省首家同林 污水处理工程，通过利用处理后的污水进行灌溉，这项工程每年能节水18 万立 方米，同时中水灌溉还可以增加植物的养分。 2 3 现存的主要问题 伴随着城市绿化建设的迅速发展，绿地面积的日益增加，景观建设用水量也 逐年提高。目前，我国城市园林绿化大多以自来水为水源，且利用率很低，这使 城市有限的水资源更加紧缺，在一定程度上也阻碍了城市经济的发展，主要表现 在： l 、园林植物配置不合理，过分推崇草坪在园林中的应用。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。 2 、灌溉设施简陋，方式落后，管理水平低下，我国园林绿地灌溉大多以人 工水管式灌溉为主，而诸如喷灌、滴灌乃至地下滴灌等节水型灌溉方式，应用甚 少。如石家庄市道路绿地的绝大部分路段，均为水车浇灌，浇灌时水分流失多达 2 0 一3 0 。 3 、城市景观用水体系不完善，水资源利用率低，我国城市园林绿地多设有 一定面积的水景，如喷泉、瀑布、人工湖等，这些人工造的水景，一般都独立于 城市的天然水系，依靠城市自来水系统维持，每年需消耗大量的水资源，利用后 的水也多直接排于下水道，而没有用于绿地浇灌或是补充到城市水系。 4 、景观绿地灌溉用水管理薄弱，是造成当前城市绿地用水浪费的主要原因 之一，树木有三分栽七分管之说，事实上，园林绿地的灌溉管理也非常重要。目 前，城市建成的绿化工程的管理养护工作，通常由园林城建部门来做，缺乏水利 专业人员，造成用水管理不到位，达不到节水、养护的目的。 天津大学硕士学位论文第三章我国北方城市节水型蟥观竖索研究及针对措施 第三章我国北方城市节水型景观要素研究及针对措施 3 1 合理的绿化植物种类及配置 植物是城市景观绿化的基础，合理的植物种类选择和配置方式，是发展节水 型景观的关键所在在进行植物规划时，我们应遵循以下原则： 3 1 1 推广园地制宜的乡土植物 乡土植物又称本土植物，在本文中是指在当地自然植被中观赏性状突出或 具有景观绿化功能的高等植物，它们是最能适应当地大气候生态环境的植物群 体。 图3 - i 北京乡土植物金银木图3 - 2 北京多上植物丁香 近年柬在我国城市化进程飞速发展的过程中城市绿化建设无论从规模、 质量、效益等各方面都有了很大的提高。在城市绿化中，植物是重要的素材之一， 丰富的植物群落及其多样性不仅是城市绿化完善与否的标准，也是整个城市质量 好坏的评判标准之一。然而在我国目前城市绿化的植物品种的应用上，出现了 一些舍近求远的误区纷纷引种大量的外来植物使越来越多的外来植物成为了 城市绿化中的主角，而各地拥有的大量乡士植物却很少应用。这种趋势己引起 了许多号家及相戈人士的芙注，要求注重应用乡上植物的呼声日益高聩。与外来 植物相比，乡土植物有着更多的生态节水优势。 i 、有利j 。生态环境的保护。 天津大学硕士学位论文筇三章我闰北方城市节水型景观要素研究及针对措施 由于乡土植物是经过了长期自然选择的结果，无论从植物生态习性还是与环 境条件的关系来说，它对当地的自然环境都是最为适应的。城市绿化的环境条件 是比较恶劣的，空气的污染、土壤的贫瘠、人为的破坏、管理的粗放等，这些都 是我们所面临的问题，为了保证植物的良好生长，保证城市绿化的良好质量，那 些对当地环境具有较强的适应性和抗逆性的乡土植物，无疑将成为首选，特别是 在一些环境条件特殊的绿化中，乡上植物有着其它植物无法替代的重要作用。 2 、减少城市景观绿地的资金投入。 与高成本引进的外来植物相比，很多乡土植物都能在自然条件下自行繁衍生 长，即使采用人工繁殖，由于乡土植物对环境极强的适应性，它的育苗成本较低， 能极大的降低城市绿化的成本，减少城市水资源的浪费。 3 、养护管理的优势。 对外来植物来说，由于对环境的适应能力差，给养护管理工作带来了很大的 麻烦，例如在草坪的养护中，因外来植物对环境缺乏适应性，稍遇干旱，就必须 及时浇水，造成对水资源的大量需求，这不仅加大了资金投入，而且给本来就十 分紧张的城市水资源带来了更大的压力。 4 、体现了个性化的城市景观。 在城市景观设计中，个性化景观是设计师们一直苦苦追寻的，城市绿化景观 设计也不例外。植物材料的选择，特别是乡土植物材料的应用，在展示城市个性 化的景观中能起到比较突出的作用。 因此，在城市绿化过程中，就要求各方面人士共同努力，从对乡土植物资源 认识的观念上、对资源的系统开发与研究上、具体苗木生产的投入等各方面加大 工作力度，为乡上植物在城市景观绿化中的广泛应用打下坚实的基础，发挥其在 生态、节水、景观、经济等各方面的优势，使我们的城市景观绿化符合生态发展 的规律，使其更具特色、更加美丽。 3 1 2 耐旱植物的广泛应用 大量应用耐早植物，包括早生植物、中生植物的耐旱种类，以及通过培育而 成的耐旱园艺品种。耐早植物的应用，不仅能节约大量水分，还能营造独特的景 观。例如尖叶石竹，耐旱性好，是园林绿化中一种很好的节水植物材料。经过测 算，尖叶石竹每平方米年耗水量仅为0 3 吨，且干旱的季节仍能常绿盎然，使绿 化维护成本大大降低。除了节水耐旱、成坪快和耐践踏的特点外，在每年的五六 月份还可赏花。在北方一些小气候好的地区，冬季尖叶石竹可以保持常绿不枯黄。 再拿今年的特人旱灾来说，重庆市主城区中仅旱死的乔木就达1 0 万多株，直接损 走汁大学硕士学位论文第二章我陶北方城市节水型景观婪柰研究及针对措施 丈逾3 0 0 0 万元，在接下来的补种和抢种工作中，各区级园林单位栽种r 大量的 耐旱植物其中抗早能力强的重阳术、小叶榕投羊蹄甲等品种较以前增加了l 3 ， 而容易受干早影响的杜鹃、天竺桂等植物的种植面积则相对有所减少，这一举措 较好的缓解了重庆干旱缺水的现状。4 3 1 3 优化植物配置 图3 - 3 节水地被尖 叶石竹 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奄和生态 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， 1 0 平方米树木产生的生态效益，与5 0 平方米生长良好的草坪相当。因此，在进 行园林植物配置时，必须坚持以树术为土体，努力提倡乔、灌、草相结合的复层 结构，杜绝以草代树现象。 3 1 4 抗旱节水的绿化新军观赏草 观赏草( o m a m e n m lg r a s s ) 是一类形态美丽、色彩丰富、以茎杆和叶丛为 主要观赏部位的草本植物的统称，以禾本科植物为丰，常见的还有莎草科、灯心 草科、花蔺科、天南星科、香蒲科等。 束* h 呻：眦o m 。h t m i j z o 鲥时b x w n 0 0 6 2 2 1 4 蛇8h t m l 1 4 天律大学硕士学位论文第二章我目北方城市* 水型景观要素研究及针对措施 滋瀚黼 图3 - 4 棕红苔草 渊 早在2 0 世纪8 0 年代初期，澳太利亚的园艺学家们就开始尝试将观赏草的观 念引入到园林建设中，起初由于受欧洲传统园林思想的影响，人们很难接受在鲜 花盛开的花园中种植带有野味的草类植物，但随着设计师和园艺学家的努力，人 们开始逐渐看到了观赏草的优点，主要包括： l 、适应性广。观赏草种类繁多适合在不同条件下栽培，既可在肥水条件 优越的沃土中生长也能在贫瘠干旱的土壤中定植。 2 、抗病能力强。绝大部分观赏草具有很强的抵抗病虫的能力在生长过程 中，基本上不用喷施农药，这在环保呼声越来越高的现代社会很受人们的青睐。 3 、抗旱性强。观赏草根系发达，耐旱能力强，一般情况下，只在种植初期 浇水，以后不用人工灌溉完全靠自然降水就能正常生长。 4 、管理成本低。观赏草在生长过程中几乎不需特别管护，除了在早春平茬 一次外，以后不需修剪就能长期保持其美感，大大减轻了由于修剪所耗费的人力 和资源。 虽然观赏草已在美国、新西兰、澳大利亚等国家的景规建设中得到广泛应用， 但在我国还是新生事物。北京市农林科学院草业与环境发展中心足国内最早进行 观赏草研究的单位，他们以北京市科委课题多年生观赏革引选及扩繁、栽培和 应用技术研究项目为依托，进行了观赏草的引种、选育、栽培、繁殖研究，在 北京小汤山建立了国内第一个观赏草赍源圃，并确定了l5 种可以在北京推厂应 用的观赏草，相信在2 0 0 8 年北京奥运期间，大批观赏效果好、性状表现优趄的 观赏革将为首都的城市绿化工作增砖添瓦。 3 2 大力推广新型节水灌溉方式 从传统的地面灌溉、人工洒水、点浇到现代的喷灌、微灌、滴灌技术以及自 动化的灌溉系统，几乎在我国各地都有应用。随着城市化进程的加快和对生态环 天津大学硕士学位论文第二章我国北方城市节水型景观要素研究及针对措施 境保护意识的加强，无论是水资源比较充沛的东南沿海，还是水资源极度亏乏的 北方内陆，城市园林绿地的建设速度都在加快，而水资源不足制约着生态环境的 改善，因此要发展城市园林绿地，只有采用节水的园林绿地灌溉技术。 3 2 1 北方传统园林灌溉方式的利弊分析 我国造园历史数以千年，园林植物多，种类多样，但是为园林植物配置的灌 溉系统并不多见，我国城市园林绿地的灌溉几乎全部依靠自然降雨或人工浇灌， 原因是我国园林绿地大部分以乔木、灌木和花卉为主，很少有大面积的均匀覆盖 地面的草坪，因此，比较传统的乔、灌、花草的灌溉方法主要是通过地面渠道输 水，以自流为主的地面灌溉方法。这些灌溉方法从古至今沿用多年，它的好处是： 首先简便易行，非常适合于劳动力成本比较低的地区采用。其次，这些地面灌溉 方法不仅利用渠道输水灌溉，而且地面沟、畦还可以收集雨水，为园林植物提供 水源，但是地面沟、畦灌溉方法必须将地面整平，无法满足现代园林追求自然、 造成地面起伏的灌溉要求，而且灌溉水量不易控制，水的浪费比较严重，灌溉效 率低。 3 2 2 新型灌溉方式的出现 从2 0 世纪7 0 年代以后，随着城市园林绿地的发展，对园林绿地灌溉系统提 出了更高的要求。首先草坪和部分草花是浅根性植物，而且均匀密植，这就要求 为草坪草的正常生长提供次多、量少和均匀的灌溉，为此，管道化的压力灌溉系 统得到了迅速发展。目前，常见的园林绿地压力灌溉系统主要有喷灌、微喷灌、 滴灌、地下滴灌、地下渗灌、微管点浇以及人工压力管道点浇和喷洒等。 1 、喷灌 喷灌是目前最主要的园林绿地灌溉方法，采用的喷灌系统主要是管道化的全 固定式喷灌系统，即通过各级压力管道将水输送到各个喷头，各级管道均埋入地 下，喷头位置同定，以定点按喷头组合问距进行喷洒。喷灌特别适合于密植、低 矮植物如草坪、灌木、花卉的灌溉，具有灌水比较均匀，增加空气湿度，改善小 气候环境，能淋洗植物叶片，保持花草树木鲜嫩等优点。但是，喷灌受风的影响 比较大，从而影响灌水均匀性，在干旱气候条件下喷洒水滴在空气中的漂移，蒸 发损失较大，影响灌溉水的利用效率。另外，喷灌系统性能不仅取决于喷头性能， 也与喷灌系统的规划设计密切相关，许多园林喷灌工程，特别是小型工程，往往 没有经过严格的设计和合理的选型，造成灌水性能差、经济性能低、水量浪费严 天7 i 呔学硕士学位论文第二章我闰北方城市节水型景靴业素研究及针对措施 重等问题。 图3 石上海紫园喷灌工程 ( 来源：上海美时园艺有限公司) 目前我国园林绿地喷灌技术正处在一个由低级向高级发展的阶段，主要表现 在从人工压力管道喷洒到移动式喷灌，从地上摇臂式喷头到地埋式喷头，从手动 控制喷灌到自动控制喷灌系统，从普通加压水泵到变频调速水泵等等都有应用。 不同的喷灌技术技术含量差别很大，因此，喷灌的技术性能和经济性能也有很 大的区别。目前，大型园林绿地，包括r _ 场草坪、公园绿地、运动场草坪、高尔 夫球场草坪等采用自动化喷灌系统的越来越多而小型草坪绿地应用普通喷灌甚 至人工洒水灌溉也根普遍。 就喷灌设各来说虽然在我国这类设备的生己具备一定规模，但产品大多是 适用于农田灌溉的喷灌机组，能较好的适用于园林景观灌溉的国产设备较少。主 要原凼是国产品牌的种类少、材质、性能、可靠性等方面与进口设备仍存在较大 差距，主要技术问题有：关键喷灌设备耐久性差缺乏提高喷灌均匀度的控制设 备，喷头型号少，系列化程度低。如国产的p y 系列喷头，能量利用率只有7 6 8 0 ，比引进的奥地利喷头低l o 一1 4 。就我国园林节水灌溉的现状来 看，我国喷灌技术的发展趋势为：低压节能；喷灌和微灌配合使用：喷洒设备外 形和喷洒水形更能美化环境；改进设备提高性能；产品日趋标准化、系列化， 更加丈坩，便于维修。 天津大学硕士学位论文笫三章我国北方城市节水型景观要素研究及针对措施 2 3 5 i 一喷嚼；2 - 保护套；3 一接央； 4 升降竖管；5 一回位弹簧 图3 7 升降固定式喷头 1 2 3 5 6 7 8 9 l i 一拯霄捧蕾；2 一圭喷嚏；3w 凑骨；4 一h 伯再 冀：5 一萱于； 6 诌忖；7 “。捌暖嚼；篡持术 礼：9 “1 外蠢 图3 - 8 升降摇臂式喷头 2 、微喷灌 微喷灌由于喷洒半径小，工作压力低，喷洒水量小，在小面积、不规则草坪、 花卉中得到了广泛应用。目前的主要问题是配水管道采用地面明铺，草坪及地面 上管道随处可见，比较零乱，在一定程度上影响园林景观。 3 、滴灌 滴灌系统是微灌系统之一，它是凶灌水器产生的水状呈滴状而得名。微灌系 统由水源、干管、支管、灌水器、控制器等组成，控制器装在干管上，用以降低 水源( 自来水) 的水压，支管上按一定距离布满滴头。 滴头结构有多种，如孔口滴头、管式滴头、涡流式滴头等，它们都是坎在支 管上的，当水流经支管时，工作压力一般在0 1 刈3 k p a 之间，孔口孔径在0 0 3 叫1 m m 之间，出【j 流量在0 卜1 2 l h 之间。支管一般采用的是塑料管， 应用时随意性强，只需将支管尽量靠近植物的根部即可，且辅设数量可多可少， 十分方便。微灌系统的最大特点就是比喷灌技术更节约水量，它的出口不受风力 等自然条件的影响，所浇灌的水全部被植物的根部所吸收，几乎没有半点浪费。 天甜吠学硕士学位论文 第二章我国北方城市节水型景观要素研究厦针村措施 图3 - 9 滴灌系统组成 部分示意圈 此外，还有的滴灌系统没有滴头，而是采用双壁毛管或多孔管( 采用塑料管 或胶管做成) ，在压力作用下水从管壁渗出，出口的间隔根据灌水量来确定，每 1 1 1 长度的流量一般在1 5 l m 之间，特别适用于无坡度的平地和季节性的植物 浇灌，投资也很低，一般每m 不足l 2 元人民币，因此在园林绿地的浇灌中 被广泛使用，特别用于绿篱带、带状花坛、较矮小的乔、灌木等。 图3 1 0 滴灌图示 我国微灌技术的发展趋势及进一步研究的重点为：设各多样化、系列化、低 成本、节能和便于推广普及；根据不同的园林植物及造景需要开发相应的微灌设 备：微灌自动化和多目标利用：微灌技术适麻性和技术支持参数研究。 4 、地f 滴灌 地下滴灌非常适合园林树木的灌溉，美【蚓也在试验高尔夫球场果岭的地下滴 天津大学硕t 学位论文第二章我国北方城市节水型景观要素研究及针对措施 灌技术。地下滴灌不影响地面景观，水分蒸发损失小，供水直接在植物根部，是 比较节水的，也是在园林绿地中非常具有发展潜力的灌溉技术。 5 、低压管道输水技术 我国自2 0 世纪5 0 年代开始试点应用低压管道输水技术，但因技术设备不配 套、经济条件差等问题而未能得到大面积的推广。进入8 0 年代，为了节水，这 项技术引起各级政府部门和群众的高度重视。“七五”期间作为国家科委重点项 目，从系统规划设计、材料管件配套设备、施工安装、运行管理等方面进行了系 统研究并取得了成套成果。研制开发出适合我国国情的双壁纹p v c 管、p v c 缠 绕管、水泥沙管等一系列低压输水管材和配套管件。这些成绩的取得对园林节水 灌溉起到了巨大的推动作用。目前我国在园林工程上应用较多的有硬聚氯乙烯 管、镀锌焊接钢管、低密度聚乙烯管等。由于p v c 管在造价、安装简易程度、 使用寿命、输水水质等方面具有较大的优势，所以，目前进行的大部分园林工程 都使用p v c 管。 表3 1 固定低压管道输水投资情况( 单位：百刃千米) 管材种类 管道 管件 出水口施工合计 p v c 塑料管3 6 8 61 4 6 6 l 2 6 4 3 91 7 2 2 88 0 1 6 7 p e 塑料管 2 0 4 8 1l0 4 2 4 8 2 6 4 3 91 9 3 0 77 6 1 2 8 2 镀锌管4 6 8 一l1 15 4 9 一1 3 1 2 6 4 3 92 5 9 - 4 1 9l0 4 - 2 0 5 7 我国低压输水管道发展趋势为：低成本、易运输、易安装、耐高压、耐老化。 3 2 3 景观灌溉技术的前景展望 园林节水灌溉，本质上讲是科学灌溉、现代灌溉。推行节水灌溉的过程，就 是加快与促进园林现代化的过程。在园林建设中，节水灌溉减少了用水浪费，合 理使用水资源，降低园林绿化、园林维护的成木，提高用水效率和效果，促进园 林建设向着科学、高效、节能、经济的方向发展，为园林事业现代化奠定坚实的 基础。 1 、节水型 节水型的灌溉系统，就是采用各种省水、保水的灌溉技术，包括灌溉管理技 术等，以满足绿地的绿期、色泽、枝叶挺拔、鲜嫩、耐践踏等基本使用功能，比 较而言，现代园林绿地的灌溉已经比较现代化，基本消除了地面灌溉水量浪费大 天津大学硕士学位论文第二章我困北方城市节水型景观要素研究及针对措施 的问题，节水效果亦很显著，但是，同林绿地节水的潜力仍然很大，需要研究的 问题仍然很多。例如不同气候条件下各种园林植物的需水量及其变化规律，就是 一个有待深入研究的问题，一旦掌握了这个数据，就可以应用先进的灌溉技术适 时、适量地向植物供水，真正实现精确节水灌溉。 2 、精准化 园林绿地灌溉的精准化是以智能化技术为基础，就是根据不同植物的需水规 律，在灌水数量、灌水时间、供水空间上做到精确控制。利用遥感技术( r s ) 、 地理信息系统( g i s ) 、决策支持系统( d s s ) 甚至全球定位系统( g p s ) ，及时 采集绿地信息，经过信息处理和决策，以智能化的方式控制灌溉系统，达到按需 水变量投入水资源。目前初步的精准灌溉采用定时器控制，我国引进已有十年多， 但应用尚不普遍，采用定时器控制灌溉，比人工控制要节水得多，已可以针对不 同气候和时段，设置不同程序，减少了随意性。 3 、管理科学化 树木有三分栽七分管之说，事实上，园林绿地的灌溉管理也非常重要，而目 前最缺乏的就是灌溉管理。由于管理不善，草坪绿地因灌水不足枯萎，灌水过多 淹没、渗漏、跑水等现象屡见不鲜。因此，强化绿地水管理将是近期和将来的重 要课题。通过培育和建立专业化的绿地管理队伍，将市场机制引进绿地管理，同 时加强园林绿地灌溉的科学研究，加强城市绿地用水的法规建设，为绿地水管理 提供必要的科学基础和管理基础。 3 2 4 北京日坛公园绿地喷灌工程 北京日坛公园的喷灌工程于1 9 9 9 年2 月1 口开工，2 0 0 0 年5 月3 0 日竣工。 此次喷灌工程喷灌草坪覆盖面积为9 万平方米，埋设管线1 4 0 0 0 延长米，安装喷 头1 4 7 0 个。此次喷灌主要是以自备井水代替自来水，并实现了半自动控制代替 人工浇灌。 1 、喷灌特点 根据公园的特点，此工程选用了以下几种喷灌方式： ( 1 ) 对于山上树木较密的地方采用微喷的灌水方式，喷头选用美国雨鸟公 司生产的18 0 6 、u s 4 0 0 0 型地埋自动升降式喷头。 ( 2 ) 在大面积草坪及树木相对稀疏的地方采用r 5 0 、t - 4 0 型喷头，其特点： 射程1 5 m 较适中，且可在1 5 m 范围内调节转角，也可在卜3 6 0 。范围内调节。 ( 3 ) 此喷灌工程乇材9 0 为国产，1 0 为进口。 2 、经济效益分析 天津大学硕士学位论文第二章我国北方城市