本書為海綿城市研究與應用系列之一，主要內(nèi)容包括： 在宏觀維度上，依托徑流模擬模型，通過文獻研究、降雨模擬實驗和實時監(jiān)測，率定適合上海環(huán)境條件的徑流模擬軟件適應性參數(shù)；在中觀維度上，基于對上海臨港地區(qū)國家級海綿城市建設示范地的實地踏勘、土壤樣本取樣、分析化驗和植物生長狀況調(diào)查，通過人工降雨模擬實驗，構(gòu)建適合上海臨港地區(qū)的隔鹽型雨水花園的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與適應性模式以及綠地雨水源頭調(diào)蓄設施優(yōu)化設計模式；在微觀維度上，篩選具有環(huán)境抗性的植物，構(gòu)建雨水源頭調(diào)蓄設施植物配置模式，提出適用于濱海鹽堿地區(qū)雨水源頭調(diào)蓄設施種植層介質(zhì)土的改良方案，并根據(jù)植物根系與土壤入滲能力的關系模型，構(gòu)建具有較高根系促滲能力的植物群落。本書適用于風景園林、城市規(guī)劃、城市生態(tài)等相關專業(yè)的學者及學生。
雨水源頭調(diào)蓄和高效調(diào)度是海綿城市建設的關鍵技術(shù)之一，綠色基礎設施的結(jié)構(gòu)及其與灰色基礎設施的耦合方式對雨水源頭調(diào)蓄過程有直接影響。目前，國內(nèi)外在這方面的相關研究主要有生態(tài)雨洪調(diào)蓄理論、微氣候模擬方法和源頭調(diào)蓄技術(shù)研發(fā)3個方面。與國內(nèi)外已有研究相比較，上海沿海鹽堿地區(qū)的環(huán)境條件、管網(wǎng)設計標準、綠灰基礎設施耦合方式等均有顯著差異。由于已有理論和技術(shù)在上海的適應性較差，因此，雨水源頭調(diào)蓄設施的地域性優(yōu)化和模擬模型的本土化研究迫在眉睫。作者所在的研究團隊長期與上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司、上海市綠化管理指導站合作，致力于研究綠灰基礎設施的協(xié)同設計模式、單項雨水源頭調(diào)蓄技術(shù)的適應性及XP Drainage模擬軟件的本地化開發(fā)，有效解決了低影響開發(fā)技術(shù)的區(qū)域適應性問題，如圖01所示為綠地雨水源頭調(diào)蓄系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)度模式研究思路。
上海臨港新城作為上海海綿城市建設的試點，急需老城區(qū)積水緩解、管網(wǎng)改造、水系保護與治理、生態(tài)廊道雨水滯蓄和凈化、圍墾區(qū)生態(tài)修復、新城區(qū)及商業(yè)街區(qū)海綿工程建設等多目標建設策略。針對臨港面臨的三高一低（土地利用率高、不透水面積高、地下水位高、土壤滲透率低）和土壤含鹽量高的現(xiàn)實問題，研究團隊利用水文水利模型模擬技術(shù)和人工降雨模擬實驗、室內(nèi)土柱實驗等，立足上海臨港示范區(qū)（河網(wǎng)密集平原的沿海鹽堿地區(qū)）所面臨的海綿工程建設難題，構(gòu)建多目標源頭調(diào)蓄系統(tǒng)和調(diào)度模式；實現(xiàn)XP Drainage水文模擬模型的本土化開發(fā)，構(gòu)建績效預測模型，確定最佳調(diào)度途徑；研發(fā)沿海鹽堿地區(qū)的適應性單項雨水源頭調(diào)蓄技術(shù)、設施介質(zhì)土優(yōu)化改良技術(shù)、具有較高根系促滲能力的綠地植物群落構(gòu)建技術(shù)等，并在長三角沿海地區(qū)推廣此項工作，為上海海綿城市建設、完善綠地雨水源頭調(diào)蓄技術(shù)適應性和系統(tǒng)性應用以及效益評估提供了理論依據(jù)和實踐技術(shù)。
在宏觀維度上，依托XP Drainage徑流模擬模型，通過文獻研究、降雨模擬實驗和實時監(jiān)測，率定適合上海環(huán)境條件的徑流模擬軟件適應性參數(shù)，對上海地區(qū)不同雨水源頭調(diào)蓄設施的耦合模式進行信息擬合和水文模擬，分析不同耦合模式對不同源頭調(diào)蓄過程的影響，如徑流量控制和污染物削減等雨水調(diào)蓄過程，并演算最優(yōu)的雨水管控途徑，從而為上海地區(qū)源頭調(diào)蓄設施的耦合模式的水文效益模擬和雨水源頭調(diào)蓄設施的系統(tǒng)構(gòu)建奠定決策基礎。模型參數(shù)適用于包括上海在內(nèi)的長三角地區(qū)同類平原河網(wǎng)地區(qū)的海綿城市建設過程中的綠地產(chǎn)匯流精準模擬，可解決綠地產(chǎn)排精細化協(xié)同管控的難題。經(jīng)過工程實測校驗，模型參數(shù)的誤差率小于10％。
在中觀維度上，基于對上海臨港新城國家級海綿城市建設示范地的實地踏勘、土壤樣本取樣、分析化驗和植物生長狀況調(diào)查，通過人工降雨模擬實驗，構(gòu)建了適合上海臨港地區(qū)隔鹽型雨水花園的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與適應性模式，以及兼具鹽堿土改良和雨水調(diào)蓄效益的綠地源頭調(diào)蓄設施優(yōu)化模式；創(chuàng)新全周期多環(huán)境功能的綠地雨水源頭調(diào)蓄設施技術(shù)集成，解決了系統(tǒng)化全域推進等難題，實現(xiàn)了洪峰時間延遲30～40min，徑流削減率提高20％～30％，隔鹽型雨水花園中土壤的含鹽量下降20％～30％，介質(zhì)土有機質(zhì)增加20％～30％，對洪峰的累積削減率提高10％～20％。
在微觀維度上，針對高地下水位和低滲透率的環(huán)境條件，首創(chuàng)綠地雨水源頭調(diào)蓄設施的介質(zhì)土優(yōu)化改良技術(shù)，并篩選出具有環(huán)境抗性的植物，構(gòu)建雨水源頭調(diào)蓄設施（綠地）的植物配置模式，形成環(huán)境功能型植物群落營建等技術(shù)，創(chuàng)新徑流量質(zhì)高效調(diào)控與效能提升技術(shù)，由此促進綠地植物群落冠層截留和根系促滲能力提升5％～10％。這些技術(shù)既可以在高密度既有城區(qū)中應用，也適用于新建城區(qū)。
圖01綠地雨水源頭調(diào)蓄系統(tǒng)構(gòu)建與調(diào)度模式研究
本書第1章主要由于冰沁、嚴海洲、謝丹青執(zhí)筆，第2章主要由車生泉、王哲棟執(zhí)筆，第3章主要由于冰沁、王璐執(zhí)筆，第4章主要由于冰沁、胡紹穎執(zhí)筆，第5章主要由車生泉、臧洋飛執(zhí)筆，第6章主要由于冰沁、蔡施澤執(zhí)筆，第7章主要由李士龍、莫祖瀾、尹冠霖、劉爽、馬玉執(zhí)筆。
特別鳴謝謝長坤博士和闞麗艷老師在實證研究過程中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與實驗方案設計等環(huán)節(jié)給予耐心且細致的指導！
于冰沁 上海交通大學設計學院風景園林系副教授、博士生導師，研究方向為風景園林歷史、景觀水文、社區(qū)公共空間與健康等，2017年入選上海市科學技術(shù)委員會啟明星人才計劃、上海市科技專家?guī)�，出版專�?部，發(fā)表論文40余篇，獲得國際、國家發(fā)明專利授權(quán)6項;獲得全國教育科學研究優(yōu)秀成果獎、全國高校混合式教學設計創(chuàng)新大賽一等獎、西浦全國大學教學創(chuàng)新大賽一等獎、上海市青年教師教學競賽一等獎、教學能手與優(yōu)秀指導教師、上海市三八紅旗手榮譽稱號、校級教學成果特等獎等獎勵和榮譽30余項。
車生泉 上海交通大學設計學院教授、博士、博士生導師、副院長，康奈爾大學訪問學者，中國城市治理研究院研究員，風景園林聯(lián)合研究中心主任，保加利亞中心執(zhí)行主任。主持國家級科研項目6項，國際合作項目2項，省部級項目10余項，發(fā)表論文150余篇;編著6本，獲得國家發(fā)明專利授權(quán)14項，獲得省部級獎3項;社會科學類中文期刊上海交通大學十位高被引作者之一，上海交通大學凱原一佳教師。
1上海海綿城市綠地建設的現(xiàn)狀需求與瓶頸問題1
1．1上海海綿城市建設進程概述1
1．2上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施建設現(xiàn)狀調(diào)查3
1．2．1上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施的選用及布局4
1．2．2上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施的組合模式4
1．2．3上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施的景觀化途徑6
1．3上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施軸式視景空間調(diào)查7
1．3．1建有雨水源頭調(diào)蓄設施的綠地觀景點空間分布特征9
1．3．2建有雨水源頭調(diào)蓄設施的綠地視線通廊與視線阻隔11
1．3．3濱河設施綠地中人的觀景行為特征及游憩偏好分析13
1．3．4濱河設施綠地中的軸式視景空間與游人偏好分析17
1．4上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施建設面臨的問題與應對策略20
1．4．1上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施建設前后的效益對比20
1．4．2上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施建設涌現(xiàn)的問題32
1．4．3上海城市綠地雨水源頭調(diào)蓄設施可持續(xù)設計策略33
2宏觀維度綠地雨水源頭調(diào)蓄績效模擬參數(shù)適應性提升37
2．1研究對象與方法37
2．1．1研究對象37
2．1．2研究方法39
2．2具有上海環(huán)境適應性的雨水源頭調(diào)蓄設施績效模擬基地條件參數(shù)40
2．2．1氣候條件參數(shù)40
2．2．2土壤條件分析42
2．3具有上海環(huán)境適應性的雨水源頭調(diào)蓄設施績效模擬設施條件參數(shù)43
2．3．1雨水花園條件參數(shù)43
2．3．2生態(tài)植草溝條件參數(shù)47
2．3．3綠色屋頂條件參數(shù)49
2．3．4透水鋪裝條件參數(shù)50
2．3．5生態(tài)調(diào)蓄池條件參數(shù)52
2．4具有上海環(huán)境適應性的雨水源頭調(diào)蓄設施績效模擬參數(shù)的校驗53
2．4．1示范地雨水源頭調(diào)蓄系統(tǒng)模式與參數(shù)選擇54
2．4．2示范地雨水源頭調(diào)蓄系統(tǒng)構(gòu)建與績效模擬56
2．4．3示范地雨水源頭調(diào)蓄系統(tǒng)績效實測與模型校驗61
3中觀維度上海濱海鹽堿地區(qū)的隔鹽型雨水花園結(jié)構(gòu)優(yōu)化67
3．1上海臨港海綿城市建設試點區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查67
3．1．1基本概況68
3．1．2環(huán)境概況69
3．1．3現(xiàn)狀調(diào)查70
3．2研究方法與試驗設計76
3．2．1正交試驗設計76
3．2．2模擬試驗設計78
3．2．3數(shù)據(jù)采集與處理方法79
3．3雨水花園結(jié)構(gòu)對隔鹽效果的影響80
3．3．1結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對隔鹽效果的影響81
3．3．2各因素對隔鹽效果的顯著性影響83
3．3．3各水平下隔鹽效果的差異性83
3．4雨水花園結(jié)構(gòu)對降雨徑流水文特征的影響85
3．4．1結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對洪峰延遲時間的影響85
3．4．2結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對徑流總削減率的影響87
3．4．3結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對滲透率的影響88
3．4．4結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對蓄水率的影響90
3．5雨水花園結(jié)構(gòu)對降雨徑流水質(zhì)特征的影響93
3．5．1結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對COD削減率的影響93
3．5．2結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對TN削減率的影響94
3．5．3結(jié)構(gòu)參數(shù)變量對TP削減率的影響96
3．6適用于上海濱海鹽堿地區(qū)的雨水花園模式構(gòu)建99
3．6．1適用于上海南匯新城試點區(qū)的雨水花園結(jié)構(gòu)99
3．6．2強隔鹽型雨水花園100
3．6．3調(diào)蓄隔鹽型雨水花園103
3．6．4凈化隔鹽型雨水花園107
3．6．5綜合隔鹽型雨水花園110
4微觀維度綠地雨水源頭調(diào)蓄設施種植層介質(zhì)土優(yōu)化改良115
4．1研究對象115
4．2研究方法115
4．2．1雨水花園種植層介質(zhì)土實驗設計115
4．2．2模擬降雨實驗設計118
4．2．3介質(zhì)土對水文特征的影響119
4．2．4介質(zhì)土對鹽堿土改善的影響120
4．2．5介質(zhì)土對植物生長狀況的影響120
4．2．6介質(zhì)土對出流雨水水質(zhì)的影響121
4．3雨水花園介質(zhì)土對鹽堿土改良效果的分析121
4．3．1介質(zhì)土的基本特性及對鹽堿土的改良效果121
4．3．2介質(zhì)土對降低全鹽量的影響123
4．3．3介質(zhì)土對降低pH值的影響124
4．3．4介質(zhì)土對土壤有機質(zhì)含量的影響125
4．3．5介質(zhì)土對土壤肥力的影響127
4．4雨水花園介質(zhì)土對徑流水文特征的影響131
4．4．1介質(zhì)土對出流洪峰延遲時間的影響131
4．4．2介質(zhì)土對洪峰時刻累積徑流削減率的影響133
4．4．3介質(zhì)土對徑流總削減率的影響134
4．4．4介質(zhì)土對滲透率的影響135
4．5雨水花園介質(zhì)土對設施植物生長效果的影響138
4．5．1介質(zhì)土對植物生長高度的影響138
4．5．2介質(zhì)土對植物葉片數(shù)量的影響142
4．5．3介質(zhì)土對植物光合速率的影響143
4．5．4介質(zhì)土對植物蒸騰速率（E）的影響147
4．6雨水花園介質(zhì)土對設施出流雨水水質(zhì)的影響155
4．6．1介質(zhì)土對出流雨水中COD的影響155
4．6．2介質(zhì)土對出流雨水中TP的影響156
4．6．3介質(zhì)土對出流雨水中TN的影響158
4．6．4介質(zhì)土對出流雨水中固體懸浮物（SS）的影響159
4．6．5污泥介質(zhì)出流水質(zhì)情況159
4．7適用于上海濱海鹽堿地區(qū)的雨水花園介質(zhì)土改良方案161
4．7．1適用于上海臨港地區(qū)鹽堿土改良的雨水花園結(jié)構(gòu)參數(shù)篩選161
4．7．2凈化改良型雨水花園163
4．7．3復合功能型雨水花園165
4．7．4快速滲透型雨水花園166
4．7．5植物選擇167
4．7．6維護保養(yǎng)168
5微觀維度海綿性植物篩選及適應性植物群落配置方法169
5．1研究對象與方法169
5．2適合濱海鹽堿環(huán)境的海綿性植物適應性篩選169
5．3具有環(huán)境抗性的海綿性植物適應性篩選172
5．3．1海綿性草本植物材料選擇172
5．3．2海綿性草本植物的抗旱性與耐澇性分析175
5．3．3海綿性草本植物的污染物削減能力分析176
5．3．4海綿性草本植物綜合能力評價分析177
5．4具有環(huán)境抗性的雨水花園適應性配置模式179
5．5雨水花園植物配置要點180
5．6雨水花園植物配置原則180
5．6．1科學性原則180
5．6．2藝術(shù)性原則181
5．6．3文化性原則181
5．6．4生態(tài)性原則181
5．7典型植物配置模式構(gòu)建181
5．7．1適用于調(diào)蓄型雨水花園的植物配置與應用181
5．7．2適用于凈化型雨水花園的植物配置與應用182
5．7．3適用于綜合功能型雨水花園的植物配置與應用183
6微觀維度具有高雨水促滲能力的海綿城市綠地營建技術(shù)186
6．1研究對象與方法186
6．2上海常見喬木根系密度與空間分布特征分析188
6．2．1不同胸徑的喬木根系密度分布特征188
6．2．2不同生長型的喬木根系密度分布特征192
6．2．3不同種類的喬木根系分布范圍比較193
6．2．4不同種類的喬木根系密度參數(shù)聚類分析193
6．2．5不同種類的喬木根系空間形態(tài)特征分析195
6．3上海常見喬木根系特征對土壤水分分布影響198
6．3．1不同喬木下土壤理化性質(zhì)的差異198
6．3．2不同喬木下的土壤持水能力的差異202
6．3．3根系特征與土壤性質(zhì)的相關性分析204
6．3．4小結(jié)205
6．4上海常見喬木根系特征與土壤入滲能力關系模型206
6．4．1不同喬木下的土壤入滲能力分析206
6．4．2根系密度對土壤入滲能力的影響210
6．4．3喬木根系密度與土壤入滲能力的相關性211
6．4．4小結(jié)212
6．5具有較高雨水根系促滲能力的植物群落構(gòu)建技術(shù)212
6．5．1上海常見園林植物雨水根系促滲能力分級213
6．5．2高雨水根系促滲能力型綠地植物群落構(gòu)建技術(shù)213
6．5．3高雨水根系促滲能力型綠地植物群落設計模式215
7上海臨港國家級海綿城市建設示范應用與效果評估223
7．1臨港蘆安路道路綠地雨水源頭調(diào)蓄設施建設工程223
7．1．1問題與需求分析223
7．1．2建設目標與原則224
7．1．3設計流程與系統(tǒng)方案224
7．1．4建設效果與運維228
7．1．5小結(jié)229
7．2臨港蘆潮港社區(qū)新蘆苑海綿化改造工程231
7．2．1現(xiàn)狀條件分析231
7．2．2問題與需求分析232
7．2．3建設目標與原則232
7．2．4設計流程與系統(tǒng)方案232
7．2．5建設效果與小結(jié)236
后記關于綠地雨水源頭調(diào)蓄設施設計的思考239
參考文獻242新
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