河北工业大学建筑与艺术设计学院,天津 300132

近年来，极端气候的发作变得越来越频繁，并且极端气候在全球的频发对各地都有极大影响，其中以对城市的影响最为严重。城市的发展与建设都会受到很大影响。这是由于城市具有比例较高的下垫面，使其难以抵御各种极端气候的影响，尤其极易受到极端暴雨、干旱、热气候以及热岛效应的影响[1]。而最为直观的就是极端气候带来的雨水会严重威胁城市的交通、生活、生产，甚至可能威胁民众的生命财产安全。

目前各国都在积极应对该问题，并努力降低该问题带来的干扰效应，同时高效的对这种资源进行利用[2]。国外提出了多种管理城市降雨的方法，包括渗透胆留雨水计划、排水系统的可持续性发展、水敏城市、营理最佳措施等。我国则根据国情提出了建设海绵城市的理念，并在各地建设了海绵城市试点，获得了良好收效。

设计海绵城市时最重要的原则就是雨水净化、渗透以及积存的自然，也只有这样才能保障海绵城市发展的可持续性[3,4]。然而目前在海绵城市的设计中，我国仍然存在很多问题，引发了学界与社会的思考。在海绵城市设计中，构建基础绿色设施无法解决全部问题，需要持续对其实施组合优化，才能达到综合运行效益的最佳。进行雨水优化是实现上述措施的重要途径，需要对城市绿地进行深入研究，提升其雨水利用与渗蓄机能。为了真正实现雨水优化，需要对城市绿地中的常规景观植物实施配置组合从而优化城市绿地的透水性。

针对以上问题，对海绵城市设计中常规景观植物配置组合的透水性进行优化。

1 常规景观植物配置组合的透水性优化方法

1.1 常规景观植物配置组合土壤重构

首先对海绵城市设计中的常规景观植物配置组合实施土壤重构，以增加常规景观植物配置组合的垂直渗透距离与渗透率。在对常规景观植物配置组合的土壤实施结构调整时需要以常规景观植物对其土壤的紧实度、持水力、吸水力、水分等方面的要求以及其根系的扎根程度实施土壤的重构与置换，还需要考虑常规景观植物对时间较短的强降雨进行应对时的要求。对海绵城市设计中的常规景观植物进行土壤重构的具体要求如表1 所示。

表1 常规景观植进行土壤重构的具体要求Table 1 specific requirements for soil reconstruction by conventional landscape planting

根据这些要求对海绵城市设计中的常规景观植物土壤重构，土壤的具体特点与结构见表2。

当地区的强降雨重现期较高时，可以通过增设渗水性砂池延长土壤的渗透距离。渗水性砂池的布局需要按照一定间距设置在带状绿地内中并增设覆盖物，而片状绿地内的砂池则需要设置在较为隐蔽的位置。

1.2 常规景观植物配置组合模式优化

接着对常规景观植物配置组合实施模式优化，需要提升海绵城市设计中常规景观植物配置组合的整体叶面积复合指数，并推行景观效应、生态效应以及雨水截留量兼顾的常规景观植物配置组合模式，该模式的冠层结构级别确定根据表3 来决定。针对其景观效应，观赏性较高的常规景观植物为叶面积复合指数更高即冠层更为丰满的植物。

在该常规景观植物配置组合模式中，需要计算各常规景观植物的叶面积复合指数以获取常规景观植物的群体结构。叶面积复合指数的计算方式如下式所示：

其中，CLAI代表叶面积复合指数；n代表叶子个数；i代表叶面积具体叠加次数；Si代表雨水截留量；LAIi代表叶面积综合指数；S总代表总叶面积。

1.3 实现常规景观植物配置组合的透水性优化

通过铺设地表覆盖物实现常规景观植物配置组合的透水性优化，铺设的地表覆盖物类型包括树皮碎末、锯末、稻壳、碎木块、碳化木等等，除缝隙较大透水性好之外，它还能为植物种子萌发保温作用。不同植物的的适宜的温度、需水量不同，为了获得常规景观植物配置组合，需要对种子萌发率与需水量进行实验。

图1 不同温度下种子萌发率Fig.1 Seed germination rate at different temperatures

在15 ℃、24 ℃、36 ℃温度下，比较洋槐、垂柳、栾树、花棒等4 种植物种子发芽率(图1)。当温度为15 ℃，除洋槐种子发芽率较高外，其他3 种植物的发芽率都不高，当浸泡时间达到16 h 后，四种植物发芽率都得到最大值，洋槐、垂柳、栾树、花棒的发芽率分别为65%，23%，19%，3%。当温度为24 ℃时，这四种植物种子的发芽均较高，当浸泡时从12 h 增加到18 h，四种植物发芽率缓慢接近最大值，此时洋槐、垂柳、栾树、花棒的发芽率分别为98%，92%，79%，72%。当温度为36 ℃时，洋槐、垂柳、栾树、花棒的发芽率最大值分别为87%，89%，72%，67%。

对于不同温度来说，24 ℃为植物萌发最佳温度，大多数植物都能快速发芽；15 ℃为较低温度，像耐寒的植物洋槐、垂柳以及栾树能够部分发芽；而36 ℃是炎热环境，像耐旱耐热的植物洋槐、垂柳、栾树、花棒都能够发芽大部分。因此，在常规景观植物配置组合中可选取洋槐、垂柳、栾树三种植物进行主要种植。

在以上基础上进行植物种子吸水量实验，结果如表3 所示：

表3 植物种子吸水量对比Table 3 Comparison of water absorption of plant seeds

根据表3 可知，洋槐、垂柳、栾树、花棒这四种植物的种子都能够吸水大量水分，计算出洋槐、垂柳、栾树、花棒种子浸种后的的吸水量分别为70.2 g，59.2 g，83.1 g，15.2 g，可知前山中植物种子能够大量吸水，说明他们的种子的种皮结构通透性较好，保持大量水分，能够耐干旱。

在上述基础上对地表进行铺设，同时考虑地区具体情况。铺设方案包括局部替换或整体替换，铺设深度与方式需要根据植物在土壤中的扎根情况以及土壤的具体类型来决定，具体如表4 所示。较为干旱的地区可以根据具体情况适当加厚覆盖物，而土壤较为湿润或者粘重的地区则需要根据具体情况适当降低地表覆盖物的铺设厚度。

表4 铺设深度与方式Table 4 Laying depth and pattern

2 设计对比实验

2.1 实验设计与方法

为了保障本次实验结果具备可靠性与对比性，将原有常规景观植物配置组合的透水性优化方法与本文设计的海绵城市设计中常规景观植物配置组合的透水性优化方法进行对比实验。其中原有常规景观植物配置组合的透水性优化方法包括基于空间营造与基于实体模型的常规景观植物配置组合的透水性优化方法。比较各个方法的透水性能。判断透水性能的依据为透水率的高低，透水率越高，证明透水性能越强。

2.2 分析实验结果

原有常规景观植物配置组合的透水性优化方法与海绵城市设计中常规景观植物配置组合的透水性优化方法的透水性能实验结果如图2 所示。

图2 不同方法下透水性能Fig.2 Water permeability under different methods

根据图2 的透水性能实验结果可知，海绵城市设计中常规景观植物配置组合的透水性优化方法在一年内常规景观植物配置组合的透水率增幅最快，并且一年后该方法的透水率远高于原有常规景观植物配置组合的透水性优化方法的透水率，证明其透水性能实现了提升。

3 结语

海绵城市设计中常规景观植物配置组合的透水性优化方法提升了常规景观植物配置组合的透水率，成功实现了透水性能的提升，然后该方法对某些地区的实施效果较为薄弱，仍需继续对其进行改进。该方法具有广阔的应用前景，对于海绵城市设计的推进具有重要意义。