本书为海绵城市研究与应用系列之一，主要内容包括： 在宏观维度上，依托径流模拟模型，通过文献研究、降雨模拟实验和实时监测，率定适合上海环境条件的径流模拟软件适应性参数；在中观维度上，基于对上海临港地区国家级海绵城市建设示范地的实地踏勘、土壤样本取样、分析化验和植物生长状况调查，通过人工降雨模拟实验，构建适合上海临港地区的隔盐型雨水花园的结构优化与适应性模式以及绿地雨水源头调蓄设施优化设计模式；在微观维度上，筛选具有环境抗性的植物，构建雨水源头调蓄设施植物配置模式，提出适用于滨海盐碱地区雨水源头调蓄设施种植层介质土的改良方案，并根据植物根系与土壤入渗能力的关系模型，构建具有较高根系促渗能力的植物群落。本书适用于风景园林、城市规划、城市生态等相关专业的学者及学生。
雨水源头调蓄和高效调度是海绵城市建设的关键技术之一，绿色基础设施的结构及其与灰色基础设施的耦合方式对雨水源头调蓄过程有直接影响。目前，国内外在这方面的相关研究主要有生态雨洪调蓄理论、微气候模拟方法和源头调蓄技术研发3个方面。与国内外已有研究相比较，上海沿海盐碱地区的环境条件、管网设计标准、绿灰基础设施耦合方式等均有显著差异。由于已有理论和技术在上海的适应性较差，因此，雨水源头调蓄设施的地域性优化和模拟模型的本土化研究迫在眉睫。作者所在的研究团队长期与上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、上海市绿化管理指导站合作，致力于研究绿灰基础设施的协同设计模式、单项雨水源头调蓄技术的适应性及XP Drainage模拟软件的本地化开发，有效解决了低影响开发技术的区域适应性问题，如图01所示为绿地雨水源头调蓄系统的构建与调度模式研究思路。
上海临港新城作为上海海绵城市建设的试点，急需老城区积水缓解、管网改造、水系保护与治理、生态廊道雨水滞蓄和净化、围垦区生态修复、新城区及商业街区海绵工程建设等多目标建设策略。针对临港面临的三高一低（土地利用率高、不透水面积高、地下水位高、土壤渗透率低）和土壤含盐量高的现实问题，研究团队利用水文水利模型模拟技术和人工降雨模拟实验、室内土柱实验等，立足上海临港示范区（河网密集平原的沿海盐碱地区）所面临的海绵工程建设难题，构建多目标源头调蓄系统和调度模式；实现XP Drainage水文模拟模型的本土化开发，构建绩效预测模型，确定最佳调度途径；研发沿海盐碱地区的适应性单项雨水源头调蓄技术、设施介质土优化改良技术、具有较高根系促渗能力的绿地植物群落构建技术等，并在长三角沿海地区推广此项工作，为上海海绵城市建设、完善绿地雨水源头调蓄技术适应性和系统性应用以及效益评估提供了理论依据和实践技术。
在宏观维度上，依托XP Drainage径流模拟模型，通过文献研究、降雨模拟实验和实时监测，率定适合上海环境条件的径流模拟软件适应性参数，对上海地区不同雨水源头调蓄设施的耦合模式进行信息拟合和水文模拟，分析不同耦合模式对不同源头调蓄过程的影响，如径流量控制和污染物削减等雨水调蓄过程，并演算最优的雨水管控途径，从而为上海地区源头调蓄设施的耦合模式的水文效益模拟和雨水源头调蓄设施的系统构建奠定决策基础。模型参数适用于包括上海在内的长三角地区同类平原河网地区的海绵城市建设过程中的绿地产汇流精准模拟，可解决绿地产排精细化协同管控的难题。经过工程实测校验，模型参数的误差率小于10％。
在中观维度上，基于对上海临港新城国家级海绵城市建设示范地的实地踏勘、土壤样本取样、分析化验和植物生长状况调查，通过人工降雨模拟实验，构建了适合上海临港地区隔盐型雨水花园的结构优化与适应性模式，以及兼具盐碱土改良和雨水调蓄效益的绿地源头调蓄设施优化模式；创新全周期多环境功能的绿地雨水源头调蓄设施技术集成，解决了系统化全域推进等难题，实现了洪峰时间延迟30～40min，径流削减率提高20％～30％，隔盐型雨水花园中土壤的含盐量下降20％～30％，介质土有机质增加20％～30％，对洪峰的累积削减率提高10％～20％。
在微观维度上，针对高地下水位和低渗透率的环境条件，首创绿地雨水源头调蓄设施的介质土优化改良技术，并筛选出具有环境抗性的植物，构建雨水源头调蓄设施（绿地）的植物配置模式，形成环境功能型植物群落营建等技术，创新径流量质高效调控与效能提升技术，由此促进绿地植物群落冠层截留和根系促渗能力提升5％～10％。这些技术既可以在高密度既有城区中应用，也适用于新建城区。
图01绿地雨水源头调蓄系统构建与调度模式研究
本书第1章主要由于冰沁、严海洲、谢丹青执笔，第2章主要由车生泉、王哲栋执笔，第3章主要由于冰沁、王璐执笔，第4章主要由于冰沁、胡绍颖执笔，第5章主要由车生泉、臧洋飞执笔，第6章主要由于冰沁、蔡施泽执笔，第7章主要由李士龙、莫祖澜、尹冠霖、刘爽、马玉执笔。
特别鸣谢谢长坤博士和阚丽艳老师在实证研究过程中的数据统计分析与实验方案设计等环节给予耐心且细致的指导！
于冰沁 上海交通大学设计学院风景园林系副教授、博士生导师，研究方向为风景园林历史、景观水文、社区公共空间与健康等，2017年入选上海市科学技术委员会启明星人才计划、上海市科技专家库，出版专著7部，发表论文40余篇，获得国际、国家发明专利授权6项;获得全国教育科学研究优秀成果奖、全国高校混合式教学设计创新大赛一等奖、西浦全国大学教学创新大赛一等奖、上海市青年教师教学竞赛一等奖、教学能手与优秀指导教师、上海市三八红旗手荣誉称号、校级教学成果特等奖等奖励和荣誉30余项。
车生泉 上海交通大学设计学院教授、博士、博士生导师、副院长，康奈尔大学访问学者，中国城市治理研究院研究员，风景园林联合研究中心主任，保加利亚中心执行主任。主持国家级科研项目6项，国际合作项目2项，省部级项目10余项，发表论文150余篇;编著6本，获得国家发明专利授权14项，获得省部级奖3项;社会科学类中文期刊上海交通大学十位高被引作者之一，上海交通大学凯原一佳教师。
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
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