海绵城市理念下的生态景观旱溪研究

旱溪作为海绵城市建设中的重要组成部分，是一种生态和高科技相结合的景观，深受设计师的喜爱。旱溪具有蓄水排水功能，并通过植物等吸收水分实现生态涵养。现如今很多小区、公园都热衷于建设水景、人造湖、人造溪流等，对于水资源缺乏的城市来说，人造水景的维护及使用成本相对较高，为了便于景观维护，降低维护成本，很多开发商会采用旱溪来构建园林景观。旱溪是人工仿造自然界中干涸的河床，以形态各异的卵石为基调，在其周围布置各种适合湿地生长的植物，在意境上营造“虽由人作，宛自天开”的溪水景观[1-4]。优秀的旱溪景观能够为场地创造更多的可能，使其在符合当代审美的眼光中满足景观的生态功能，实现人们对景观的生态追求[2]。目前，旱溪的营建方式是先用素土夯实，再碎石垫层，再混凝土，最后把天然石头放在之上，这样一来，旱溪对于水分的储蓄能力大大降低，只能起到景观的作用，无法实现对周围生态的调控作用，功能单一。为了贯彻落实海绵城市的建设理念，设计一种具有雨水收集灌溉功能的旱溪，成为本领域亟待解决的技术问题。

生态景观旱溪包括溪床，溪床两侧土壤种植有植被层，溪床包括素土层，素土层上修建有汇集槽，汇集槽内自下往上铺设有第一卵石层、碎石层、透水层、沙石层、第二卵石层，溪床的底部设有雨水收集灌溉系统，雨水收集灌溉系统包括集水槽和与集水槽相接的蓄水池，蓄水池通过抽水泵连接有喷淋管，喷淋管延伸出植被层，喷淋管连接有喷淋头，集水槽的槽口设置在透水层的下端，集水槽通过排水管联通蓄水池，蓄水池的海拔低于集水槽，集水槽内的水在地心引力的作用下顺着排水管流进蓄水池，启动抽水泵，蓄水池内储蓄的水体会从喷淋管上的喷淋头喷出，灌溉浇注植被层，为植被层提供生长所需的水分。

透水层为聚酰胺中空纤维膜，透水层的厚度为100～250 mm，聚酰胺中空纤维膜具有优异的透水性，且膜表面的亲水性优异，金属元素等杂质溶出少，可以有效吸附雨水中的重金属元素，减少重金属和污染物对植物的毒害。

沙石层由粗砂和砾石混合形成，中粗砂和砾石的比例为3∶2，厚度为300 mm，沙石层的孔隙率较大，有利于水分渗透，可以减少雨水对第二卵石层的冲刷，避免卵石流失，保证旱溪的景观价值，还可以提高水分净化和收集效率。为了保证溪床结构的稳定性，汇集槽包括汇槽和2个阶梯型导槽，2 个阶梯型导槽均由若干块横向混凝土板和纵向混凝土板间隔连接形成，分别连接汇槽两侧，2 个阶梯型导槽自汇槽两侧向外延伸，与汇槽形成下凹式阶梯机构，集水槽设置在汇槽的中部。第一卵石层由粒径为4～8 mm 的卵石组成，设置在汇集槽两侧的阶梯型导槽上，第一卵石层上铺设有土工布层，使得溪床底部形成弧面光滑的下凹结构，有利于雨水汇集。降雨时，溪床两侧的雨水可顺着汇集槽两侧的阶梯型导槽流至汇槽，第一卵石层可过滤掉水流中的大颗粒杂质，延长水流的流径，减缓水流对集水槽的冲击力；
土工布层为无纺土工布，是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，具有优秀的过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用，可以防止碎石层、透水层、沙石层在水流的冲刷下流失，有利于压紧第一卵石层，以免卵石在水流的冲洗下向下移动而导致溪床结构失衡。

图1 生态景观旱溪构造

生态景观旱溪工作原理是在降雨时，溪床中部的水流经过第二卵石层、沙石层、透水层到达集水槽，而溪床两侧的水流则经过汇集槽流至集水槽两侧，通过透水状渗透进集水槽，集水槽内的积水在地心引力的作用下流至蓄水池储蓄，在必要时，通过抽水泵从喷淋管喷出，为植被层浇注灌溉。

植物是生态景观旱溪的重要组成部分。由于旱溪是一种较为特殊的生境，应用于旱溪上的植物既要能耐旱又要有耐涝特性，还要选择根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物，常绿与落叶搭配、草木与木本搭配保证季相观赏以及空间效果，优先选择本地乡土植物。目前应用比较多的植物种类有：细叶芒（Miscanthus sinensis cv.）、蒲苇（Cortaderia selloana （Schult.）Aschers. et Graebn.）、菖蒲（Acorus calamus L.）、翠芦莉（Ruellia brittoniana Leonard）、美人蕉（Canna indica L.）、鸢尾（Iris tectorum Maxim.）、风车草（Cyperus involucratus Rottboll）、紫叶狼尾草（Pennisetum setaceum‘Rubrum’）等，木本植物也可应用于旱溪植物造景中，如风箱树（Cephalanthus tetrandrus）、厚叶算盘子（Glochidion hirsutum）、秋枫（Bischofia javanica Bl.）、乌桕（Sapium sebiferum（L.）Roxb.）等。目前旱溪景观植物种类应用相对单一，缺少生物多样性，建议日后加强对旱溪优良乡土植物资源的开发研究与应用。

该研究提出的生态景观旱溪集雨水收集、净化、储存、调度功能于一身，可有效对雨水进行进一步的开发利用，溪床底部修建有汇集槽，汇集槽内自上往下铺设有沙石层、透水层、碎石层、第一卵石层，孔隙率逐步增大，可以有效提高雨水的渗透率，防止雨水大量积聚在旱溪上，导致旱溪溢流，此外，还可在加快雨水径流的同时起到很好的过滤净化效果，透水层可以积蓄大量的水分，减少旱溪的水分流失，雨水汇聚到集水槽，通过集水槽储蓄在蓄水池中，抽水泵可将蓄水池中的水送至喷淋管，喷淋管为植被层浇注灌溉，满足了对水资源的重新调度使用。