CN114424693A - 一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，包括土壤性能提升、植物选择种类、栽植配置模式、绿地海绵体生态泵的构建、保障海绵体功能的持续。本发明的有益效果是：雨水蓄存利用率高，不论小中雨还是大雨也包括下雪，绿地能及时蓄存雨水，促渗雨水，植物生长利用雨水，真正体现绿色海绵体功能；从土壤有机质含量增加入手，实质将土壤理化特性、水分特性和养分特性都将改善和提升，体现土壤改良、雨水自然利用和植物需求相一致工艺；利用绿地本身产生的废弃物，经过发酵腐熟处理为有机基质，作为土壤改良原料，投入成本低，效果佳，综合效益高，绿地土壤与地上植物构建成一个高效持续的海绵体生态泵，极大发挥绿色弹性海绵效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种绿地海绵体生态泵，具体为一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，属于绿地建设和养护技术领域。
背景技术
随着城市化进程的不断加快，城市人口急剧增加，城市建筑面积迅速扩大，使得城市下垫面越来越多的被水泥、沥青覆盖，这导致了城市尤其是中心城区不透水面积的增加，进而阻碍雨水的下渗，使地面径流系数增大，缩短了洪峰汇流时间，增大峰值流量，对城市排水系统以及基础设施都造成严重威胁。
目前城市中不透水铺装造成城市雨水径流量大，雨水不能充分被下垫面和绿地土壤吸纳，蓄滞、渗透，净化，白白流掉或排到污水井浪费掉，为此，提出建设海绵城市，一定要让雨水“自然积存、自然渗透、自然净化”，根据住建部发布的海绵城市建设的指南，按照低冲击、源头截存和小规模的原则，我们在城市已建绿地的自然海绵体上，协调植物营养与透气等等需求及土壤蓄水保水的关系，从空间和时间上都将最大限度地蓄留和利用雨水，减轻因暴雨冲击形成径流对城市排涝的压力和雨水浪费，同时也使土壤最大限度蓄存雨水，保留吸着水，渗透重力水，减少绿地浇灌有对淡水的消耗，有效地促进植物的健康生长，发挥绿地最好的生态效益。
目前在海绵城市建设中，偏重于增加透水砖和透水地面，或者是增加蓄水池，排水渠道，经过净化处理雨水再循环利用，这样的灰色设施不能完全体现海绵城市的理念，我们认为“山、水、林、田、湖|”这个体系中，农田和林田是最具弹性海绵体功能的，其中城市绿地海绵体功能尤为突出和重要，而城市绿地土壤因板结，渗透性差，降雨后蓄水、吸水能力也差，不能完全发挥绿地海绵体功能。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，通过改良绿地中土壤入渗率，让其最大限度滞留蓄存雨水，并促进植物根系和植物冠层的协调发展，提高城市绿地自然海绵体功能，形成了从茂密的植物冠层、疏松通畅的表土疏渗到发达的植物根系—三位一体的立体吸纳消化雨水的系统，每一棵树就是一个生态泵，为一个具有弹性的微海绵体，一片绿地就是一块大海绵体，提升整个绿地功能充分发挥其海绵效益。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，包括以下步骤
步骤一、土壤性能提升：
采用在绿地原土中增加有机基质含量来提升土壤入渗率，有机质来源于利用发酵腐熟绿植废弃物研制而成基质，要求基质有机质达到50％以上，改良后土壤入渗率＞5mm/h,容重＜1.3g/cm3,有机质含量＞50g/kg，改良成本小于10％，成为具备弹性的绿色海绵体；
步骤二、植物选择种类：
选择蒸腾量大，与绿地海绵体持水、蓄水和供水能力相符的植物；
步骤三、栽植配置模式：
根据项目要求，从绿地景观效果，海绵效益功能和工程成本多方面考虑，选择植物组合多层次配置模式。
步骤四、绿地海绵体生态泵的构建：
通过提高绿地土壤入渗率，让其最大限度滞留蓄存雨水，并促进植物根系和植物冠层的协调发展，形成了从茂密的植物冠层、疏松通畅的表土疏渗到发达的植物根系—三位一体的立体吸纳消化雨水的系统，每一棵树就是一个具有弹性的微海绵体生态泵，一片绿地就是一块大海绵体，提高城市绿地自然海绵体功能，充分发挥整个绿地海绵体的效益。
步骤五、保障海绵体功能的持续
在绿地养护管理中，满足植物生长需要，土壤有机质必将随着时间推移减少，需要适时添加腐熟的绿植废弃物有机基质，保持土壤有机质含量不小于50g/kg，叶使绿植废弃物得到资源化利用，实现以绿养绿，降低养护费用，保障绿地海绵体功能持续永久。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，选择的植物包括第一类植物：单位叶面积年蒸腾量大于300千克：白蜡、垂柳、合欢、刺槐、国槐、白皮松、珍珠梅、黄刺玫、紫藤、紫薇、蔷薇、白三叶。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，选择的植物包括第二类植物：单位叶面积年蒸腾量200-300千克：栾树、泡桐、臭椿、碧桃、紫叶李、榆叶梅、金银木、丁香、大叶黄杨、小叶黄杨、五叶地锦、萱草。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，选择的植物包括第三类植物：单位叶面积年蒸腾量小于200千克：悬铃木、银杏、毛白杨、玉兰、金叶女贞、锦带花。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，选择单位叶面积年蒸腾量大于300千克，春季耗水量小，夏季耗水量大的植物配置模式：
白蜡+侧柏+丁香+铺地柏；根据绿地景观需求，这些乔灌草任意组合和设计。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，选择单位叶面积年蒸腾量 200-300千克，夏季耗水量大的植物配置模式：
栾树+黑松+碧桃+大叶黄杨+五叶地锦。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，选择单位叶面积年蒸腾量小于200千克植物、夏季耗水量大，春秋季耗水量小的配置模式：
悬铃木+棣棠+金叶女贞+锦带花。
本发明的有益效果是：
1)雨水蓄存利用率高，不论小中雨还是大雨也包括下雪，绿地能及时蓄存雨水，促渗雨水，植物生长利用雨水，真正体现绿色海绵体功能；
2)在绿地建设栽植工程中，植物设计种类与海绵体土壤的渗透性相结合，符合《海绵城市建设指南》要求，源头控制，低冲击，分散性，成本低，一次性完成；
3)立足绿地海绵体功能提升，从土壤有机质含量增加入手，实质将土壤理化特性、水分特性和养分特性都将改善和提升，体现土壤改良、雨水自然利用和植物需求相一致工艺；
4)利用绿地本身产生的废弃物，经过发酵腐熟处理为有机基质，作为土壤改良原料，投入成本低，效果佳，综合效益高；
5)有绿地土壤与地上植物构建成一个高效持续的海绵体生态泵，极大发挥绿色弹性海绵效益。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，包括
第一步：改良土壤，性能到达壤土，采取利用腐熟发酵有机绿植废弃物改善土壤
1.增加土壤中有机质含量保证入渗率达标试验：
通过试验研究得到结论，土壤有机质含量50～70g/kg，土壤渗透性最佳，达到海绵城市土壤入渗率＞5mm/h的要求,实验设计如下：用绿化原土做对照，选择添加绿植腐熟有机基质，其主要指标为：有机质56.99g/kg，总氮1.45％，总磷0.58％，总钾0.91％，pH7.8,EC0.36mS/cm。分别添加到有机质为30g/kg，50g/kg，70g/kg，100g/kg，试验观察研究下渗速度和渗透量。
2.提升土壤海绵体配比计算
对绿地现有土壤进行检测有机质含量，根据检测结果，若有机质含量＜ 50g/kg就需要添加有机基质，通过计算，使土壤有机质含量达到50～ 70g/kg。
添加操作步骤：一般城市绿地土壤有机质为10g/kg,腐熟发酵后绿植废弃物有机质含量为500g/kg，按改良1立方土计算，土壤容重按1500kg/m3计算,绿植发酵腐熟后的基质，容重为1000kg/m3，添加后的改良土壤设计为符合种植土的标准，容重为1300kg/m3，则通过计算，每立方米改良需要添加发酵腐熟的绿植废弃物为16％。发酵腐熟废弃物的生产成本为200元计算方式：列方程：
V1+V2＝1；V1×1500×10+V2×1000×500＝1×1300×50(或70)
解方程：(1)V1＝0.92,V2＝0.08；即用0.92m3的绿地原土掺拌0.08m3的腐熟绿植有机基质，改良为1m3的绿地海绵体土壤，直接增加成本16元 /m3；(2)V1＝0.84,V2＝0.16，即用0.84m3的绿地原土掺拌0.16m3的腐熟绿植有机基质，改良为1m3的绿地海绵体土壤，直接增加成本32元/m3。
第二步：绿地海绵体水分特性功能提升
1.按1平方米(深度1米)绿地土壤海绵体计算土壤最大持水量：
因为土壤最大持水量是土壤毛管充满水时的含水量,而田间持水量是在田间灌溉条件下土壤的最大持水量,根据检测的田间最大持水量，来计算出1 立方米的最大持水量。把土壤改良为壤土后，最大持水量为有效水含量，是出现重力水的土壤含水量，通过检测土壤水分特征曲线，得到土壤水分有效性临界值，旱害临界值和永久凋萎含水量。
2、绿地最少蓄积水量和最大蓄积量计算
根据栽植植物根系深度，确定土壤湿润深度，一般草本植物为10～30cm 土层、灌木30～50cm土层、乔木80～100cm土层，是雨水降到绿地所能蓄积的最少量；根据土壤最大持水量和永久凋萎含水量差值，就可计算出1立方米绿地能够蓄积雨水的最大量，根据当地降雨量分布特点和降雨量多少，设计植物的种类和规格，发挥绿地海绵体功能，可以消减利用多少雨水。
第三步：提升绿地海绵体功能植物选择的依据
用反映水分消耗最大的指标--绿地植物单位叶面积蒸腾量为指标来选择植物，以下为常规植物蒸腾量分级：
(1)首要选择第一类植物：单位叶面积年蒸腾量大于300千克：
白蜡、垂柳、合欢、刺槐、国槐、白皮松、珍珠梅、黄刺玫、紫藤、紫薇、蔷薇、白三叶；
(2)其次选择第二类植物：单位叶面积年蒸腾量200-300千克
栾树、泡桐、臭椿、碧桃、紫叶李、榆叶梅、金银木、丁香、大叶黄杨、小叶黄杨、五叶地锦、萱草；
(3)最后选择第三类植物：单位叶面积年蒸腾量小于200千克
悬铃木、银杏、毛白杨、玉兰、金叶女贞、锦带花；
(4)考虑到节水，水资源的最低消耗，也要选择耗水量小的植物，特别是春季干旱雨水少，选择春季耗水少的植物，夏季耗水多的植物，充分利用雨水，对节约淡水浇灌非常重要。
实例二
一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，在河北曹妃甸工业区海语昕居住宅小区绿化项目，原土是吹填土，不能直接绿化，采取以往客土改良，费用高，而且不好从周围运客土进施工现场，我们就采用原土改良法。第一步：检测该土壤有机质为12.6g/kg,容重为1.48g/㎝3，渗透性为0.68 mm/h。
第二步：改良吹填土壤，在土壤中施入由废物有机物腐熟而成的有机质，有机质含量大于70g/kg，达到改良后土壤容重为1.3g/㎝3，入渗率大于＞5mm/h，有机质含量大于60g/kg。第三步：查阅本地区降雨量为636mm, 蒸发量1680mm,蒸发量为降雨量大约2.6倍。所以选择单位叶面积年蒸腾量大于300千克的植物配置模式，又考虑该地区为盐碱地区，栽植乔木为直径为8㎝的白蜡，胸径12cm合欢，配置黄刺玫、紫薇、大叶黄杨灌木，地被植物选择白三叶代替草坪，即高效利用雨水，形成植物生态泵，不断通过吸收雨水利用，洗脱土壤中盐分，又节省淡水资源，选择单位叶面积年蒸腾量 200-300千克地被白三叶，在夏季省去割草的绿地管理费用，又通过蒸腾作用把雨水充分吸收利用。
实例三：
一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，在天津南开区海绵城市小区改造过程中，首先改良原土，增加土壤有机质大于50g/kg，结合小区原有植物，保留了栾树、红叶臭椿、碧桃、大叶黄杨原有植物，增加棣棠、金银木、丁香灌木，用五叶地锦做地被植物进行小区改造，避免小区降雨后积水现象，体现海绵城市建设的需要。
实例四：
一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，在北京清华园景观改造工程中，首先将土壤处理，为了降低改良成本费用，选择北京园林废弃物腐熟好的有机基质，根据土方量和原土有机质含量为20g/kg.计算添加量，使土壤有机质含量大于50g/kg,掺拌均匀后回填，改良土壤，达到入渗率入大于＞ 5mm/h，并选择树形优美的悬铃木、黄栌和银杏作为乔木，灌木选择碧桃、丁香，西府海棠，地被植物选择铺地柏，既满足了景观要求，又达到海绵城市中对雨水收集利用，完全体现绿地海绵体功能，综合效益显著
工作原理：从绿地的地上地下立体角度出发，提供一种改良土壤，提高入渗率方法，设计根系发达，耗水量和蒸腾量相适宜的植物配置模式。促进植物根系发达和植物地上部树冠旺盛，达到协调生长，夏季选择蒸腾量大的植物，充分利用夏季雨水多，促使进入绿地的雨水，快速到达根系分布层，蓄存起来，满足植物生长和蒸腾需求，打通地下树木根系与大气中水、热，气的交换通道，供给植物生长，多余雨水快速下渗，补充地下水，这样既减少雨水径流浪费，又提供植物生长需要生态用水，形成自然绿色生态泵，促使雨水循环利用，节约浇灌绿地的淡水资源。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，其特征在于：包括以下步骤
步骤一、土壤性能提升：
采用在绿地原土中增加有机基质含量来提升土壤入渗率，有机质来源于利用发酵腐熟绿植废弃物研制而成基质，要求基质有机质达到50％以上，改良后土壤入渗率＞5mm/h,容重＜1.3g/cm3,有机质含量＞50g/kg，改良成本小于10％，成为具备弹性的绿色海绵体；
步骤二、植物选择种类：
选择蒸腾量大，与绿地海绵体持水、蓄水和供水能力相符的植物；
步骤三、栽植配置模式：
从绿地景观效果，海绵效益功能和工程成本多方面考虑，选择植物组合多层次配置模式。
步骤四、绿地海绵体生态泵的构建：
通过提高绿地土壤入渗率，让其最大限度滞留蓄存雨水，并促进植物根系和植物冠层的协调发展，形成了从茂密的植物冠层、疏松通畅的表土疏渗到发达的植物根系—三位一体的立体吸纳消化雨水的系统，每一棵树就是一个具有弹性的微海绵体生态泵，一片绿地就是一块大海绵体，提高城市绿地自然海绵体功能，充分发挥整个绿地海绵体的效益。
步骤五、保障海绵体功能的持续
在绿地养护管理中，满足植物生长需要，土壤有机质必将随着时间推移减少，需要适时添加腐熟的绿植废弃物有机基质，保持土壤有机质含量不小于50g/kg，叶使绿植废弃物得到资源化利用，实现以绿养绿，降低养护费用，保障绿地海绵体功能持续永久。
2.根据权利要求1所述的一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，其特征在于：所述步骤二中，选择的植物包括第一类植物：单位叶面积年蒸腾量大于300千克：白蜡、垂柳、合欢、刺槐、国槐、白皮松、珍珠梅、黄刺玫、紫藤、紫薇、蔷薇、白三叶。
3.根据权利要求1所述的一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，其特征在于：所述步骤二中，选择的植物包括第二类植物：单位叶面积年蒸腾量200-300千克：栾树、泡桐、臭椿、碧桃、紫叶李、榆叶梅、金银木、丁香、大叶黄杨、小叶黄杨、五叶地锦、萱草。
4.根据权利要求1所述的一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，其特征在于：所述步骤二中，选择的植物包括第三类植物：单位叶面积年蒸腾量小于200千克：悬铃木、银杏、毛白杨、玉兰、金叶女贞、锦带花。
5.根据权利要求1所述的一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，其特征在于：所述步骤三中，选择单位叶面积年蒸腾量大于300千克，春季耗水量小，夏季耗水量大的植物配置模式：
白蜡+侧柏+丁香+铺地柏；根据绿地景观需求，乔灌草任意组合和设计。
6.根据权利要求1所述的一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，其特征在于：所述步骤三中，选择单位叶面积年蒸腾量200-300千克，夏季耗水量大的植物配置模式：
栾树+黑松+碧桃+大叶黄杨+五叶地锦。
7.根据权利要求1所述的一种提升绿地海绵体生态泵功能的方法，其特征在于：所述步骤三中，选择单位叶面积年蒸腾量小于200千克植物、夏季耗水量大，春秋季耗水量小的配置模式：
悬铃木+棣棠+金叶女贞+锦带花。
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