海绵城市研究与应用——上海环境适应性绿地雨水源头调蓄系统优化设计方法

1上海海绵城市绿地建设的现状需求与瓶颈问题1
1．1上海海绵城市建设进程概述1
1．2上海城市绿地雨水源头调蓄设施建设现状调查3
1．2．1上海城市绿地雨水源头调蓄设施的选用及布局4
1．2．2上海城市绿地雨水源头调蓄设施的组合模式4
1．2．3上海城市绿地雨水源头调蓄设施的景观化途径6
1．3上海城市绿地雨水源头调蓄设施轴式视景空间调查7
1．3．1建有雨水源头调蓄设施的绿地观景点空间分布特征9
1．3．2建有雨水源头调蓄设施的绿地视线通廊与视线阻隔11
1．3．3滨河设施绿地中人的观景行为特征及游憩偏好分析13
1．3．4滨河设施绿地中的轴式视景空间与游人偏好分析17
1．4上海城市绿地雨水源头调蓄设施建设面临的问题与应对策略20
1．4．1上海城市绿地雨水源头调蓄设施建设前后的效益对比20

1．4．2上海城市绿地雨水源头调蓄设施建设涌现的问题32
1．4．3上海城市绿地雨水源头调蓄设施可持续设计策略33

2宏观维度绿地雨水源头调蓄绩效模拟参数适应性提升37
2．1研究对象与方法37
2．1．1研究对象37
2．1．2研究方法39
2．2具有上海环境适应性的雨水源头调蓄设施绩效模拟基地条件参数40
2．2．1气候条件参数40
2．2．2土壤条件分析42
2．3具有上海环境适应性的雨水源头调蓄设施绩效模拟设施条件参数43
2．3．1雨水花园条件参数43
2．3．2生态植草沟条件参数47
2．3．3绿色屋顶条件参数49
2．3．4透水铺装条件参数50
2．3．5生态调蓄池条件参数52
2．4具有上海环境适应性的雨水源头调蓄设施绩效模拟参数的校验53
2．4．1示范地雨水源头调蓄系统模式与参数选择54
2．4．2示范地雨水源头调蓄系统构建与绩效模拟56
2．4．3示范地雨水源头调蓄系统绩效实测与模型校验61

3中观维度上海滨海盐碱地区的隔盐型雨水花园结构优化67
3．1上海临港海绵城市建设试点区现状调查67
3．1．1基本概况68
3．1．2环境概况69
3．1．3现状调查70
3．2研究方法与试验设计76
3．2．1正交试验设计76
3．2．2模拟试验设计78
3．2．3数据采集与处理方法79
3．3雨水花园结构对隔盐效果的影响80
3．3．1结构参数变量对隔盐效果的影响81
3．3．2各因素对隔盐效果的显著性影响83
3．3．3各水平下隔盐效果的差异性83
3．4雨水花园结构对降雨径流水文特征的影响85
3．4．1结构参数变量对洪峰延迟时间的影响85
3．4．2结构参数变量对径流总削减率的影响87
3．4．3结构参数变量对渗透率的影响88
3．4．4结构参数变量对蓄水率的影响90
3．5雨水花园结构对降雨径流水质特征的影响93
3．5．1结构参数变量对COD削减率的影响93
3．5．2结构参数变量对TN削减率的影响94
3．5．3结构参数变量对TP削减率的影响96
3．6适用于上海滨海盐碱地区的雨水花园模式构建99
3．6．1适用于上海南汇新城试点区的雨水花园结构99
3．6．2强隔盐型雨水花园100
3．6．3调蓄隔盐型雨水花园103
3．6．4净化隔盐型雨水花园107
3．6．5综合隔盐型雨水花园110

4微观维度绿地雨水源头调蓄设施种植层介质土优化改良115
4．1研究对象115
4．2研究方法115
4．2．1雨水花园种植层介质土实验设计115
4．2．2模拟降雨实验设计118
4．2．3介质土对水文特征的影响119
4．2．4介质土对盐碱土改善的影响120
4．2．5介质土对植物生长状况的影响120
4．2．6介质土对出流雨水水质的影响121
4．3雨水花园介质土对盐碱土改良效果的分析121
4．3．1介质土的基本特性及对盐碱土的改良效果121
4．3．2介质土对降低全盐量的影响123
4．3．3介质土对降低pH值的影响124
4．3．4介质土对土壤有机质含量的影响125
4．3．5介质土对土壤肥力的影响127
4．4雨水花园介质土对径流水文特征的影响131
4．4．1介质土对出流洪峰延迟时间的影响131
4．4．2介质土对洪峰时刻累积径流削减率的影响133
4．4．3介质土对径流总削减率的影响134
4．4．4介质土对渗透率的影响135
4．5雨水花园介质土对设施植物生长效果的影响138
4．5．1介质土对植物生长高度的影响138
4．5．2介质土对植物叶片数量的影响142
4．5．3介质土对植物光合速率的影响143
4．5．4介质土对植物蒸腾速率（E）的影响147
4．6雨水花园介质土对设施出流雨水水质的影响155
4．6．1介质土对出流雨水中COD的影响155
4．6．2介质土对出流雨水中TP的影响156
4．6．3介质土对出流雨水中TN的影响158
4．6．4介质土对出流雨水中固体悬浮物（SS）的影响159
4．6．5污泥介质出流水质情况159
4．7适用于上海滨海盐碱地区的雨水花园介质土改良方案161
4．7．1适用于上海临港地区盐碱土改良的雨水花园结构参数筛选161
4．7．2净化改良型雨水花园163
4．7．3复合功能型雨水花园165
4．7．4快速渗透型雨水花园166
4．7．5植物选择167
4．7．6维护保养168

5微观维度海绵性植物筛选及适应性植物群落配置方法169
5．1研究对象与方法169
5．2适合滨海盐碱环境的海绵性植物适应性筛选169
5．3具有环境抗性的海绵性植物适应性筛选172
5．3．1海绵性草本植物材料选择172
5．3．2海绵性草本植物的抗旱性与耐涝性分析175
5．3．3海绵性草本植物的污染物削减能力分析176
5．3．4海绵性草本植物综合能力评价分析177
5．4具有环境抗性的雨水花园适应性配置模式179
5．5雨水花园植物配置要点180
5．6雨水花园植物配置原则180
5．6．1科学性原则180
5．6．2艺术性原则181
5．6．3文化性原则181
5．6．4生态性原则181
5．7典型植物配置模式构建181
5．7．1适用于调蓄型雨水花园的植物配置与应用181
5．7．2适用于净化型雨水花园的植物配置与应用182
5．7．3适用于综合功能型雨水花园的植物配置与应用183

6微观维度具有高雨水促渗能力的海绵城市绿地营建技术186
6．1研究对象与方法186
6．2上海常见乔木根系密度与空间分布特征分析188
6．2．1不同胸径的乔木根系密度分布特征188
6．2．2不同生长型的乔木根系密度分布特征192
6．2．3不同种类的乔木根系分布范围比较193
6．2．4不同种类的乔木根系密度参数聚类分析193
6．2．5不同种类的乔木根系空间形态特征分析195
6．3上海常见乔木根系特征对土壤水分分布影响198
6．3．1不同乔木下土壤理化性质的差异198
6．3．2不同乔木下的土壤持水能力的差异202
6．3．3根系特征与土壤性质的相关性分析204
6．3．4小结205
6．4上海常见乔木根系特征与土壤入渗能力关系模型206
6．4．1不同乔木下的土壤入渗能力分析206
6．4．2根系密度对土壤入渗能力的影响210
6．4．3乔木根系密度与土壤入渗能力的相关性211
6．4．4小结212
6．5具有较高雨水根系促渗能力的植物群落构建技术212
6．5．1上海常见园林植物雨水根系促渗能力分级213
6．5．2高雨水根系促渗能力型绿地植物群落构建技术213
6．5．3高雨水根系促渗能力型绿地植物群落设计模式215

7上海临港国家级海绵城市建设示范应用与效果评估223
7．1临港芦安路道路绿地雨水源头调蓄设施建设工程223
7．1．1问题与需求分析223
7．1．2建设目标与原则224
7．1．3设计流程与系统方案224
7．1．4建设效果与运维228
7．1．5小结229
7．2临港芦潮港社区新芦苑海绵化改造工程231
7．2．1现状条件分析231
7．2．2问题与需求分析232
7．2．3建设目标与原则232
7．2．4设计流程与系统方案232
7．2．5建设效果与小结236

后记关于绿地雨水源头调蓄设施设计的思考239
参考文献242新