屋顶雨水花园的基质材料新宠---泥炭土
2016-08-18 21:36阅读:
在海绵城市建设中,有一个不可忽视的建设领域,即屋顶雨水花园。一般来讲,由于中国城市的高密度开发,很多城市建筑屋顶的面积已经占到整个城市建成区面积的25%以上,与城市道路、广场等基础设施共同构成了城市的硬化区域。在有些黄金开发地段或棚户区,屋顶硬化面积甚至占到50%以上。社区生态环境处于极不正常状态。在海绵城市建设中,屋顶雨水花园的建设有着十分积极的意义,它能有效地增加城市绿化面积,还能涵养部分雨水,减缓社区热岛效应,初步净化雨水水质,降低雾霾指数,可谓是改善城市社区环境的大功臣。但是,在海绵城市试点城市,鲜有大规模集中开发屋顶雨水花园的案例,究其原因,无外乎开发单位对中国城市建筑屋顶的建设质量不敢认同,担心偷工减料造成房顶漏水,结构承重能力不足,从而导致相关事故的发生,而要做好补强工作,又会造成建设成本上升。针对中国建筑质量普遍低下的现状,急需开发轻型雨水花园基质材料,取代常用的沙砾材料。而泥炭土的开发利用完全可以填补屋顶雨水花园基质材料的不足。
泥炭土(peat
soil)是指在某些河湖沉积低平原及山间谷地中,由于长期积水,水生植被茂密,在缺氧情况下,大量分解不充分的植物残体积累并形成泥炭层的土壤。
泥炭地可分为
水藓泥炭地和沼泽泥炭地,这两类泥炭地的主要区别在于泥炭地形成的条件不同。
泥炭土是具有厚度>50cm的
泥炭层的潜育性土壤,多分布于冷湿地区的低洼地。地表可有厚20-3Ocm的草根层,草根层下为泥炭层和矿质
潜育层,有时泥炭层下还有腐殖质过渡层。泥炭土土类划分3个亚类,
本区均有分布。低位泥炭土亚类分布于低湿地,其造炭植物属富营养型,主要为
灰分含量较高的苔草类草本植物,泥炭层有机质含量多为30-70%,pH值6.0-7.0;中位泥炭土亚类属过渡类型,零星分布于山地森林中的
沼泽化地段,造炭植物为中营养型的乔木及莎草、
泥炭藓等,有机质含量50-80%,pH值5.0-6.7;高位泥炭土亚类属贫营养型,造炭植物主要为泥炭藓,水分靠大气降水补给,泥炭层有机质含量60-90%,pH值4.0-5.0,零星分布于山地的阴湿地段,面积也不太大。
泥炭地可分为
水藓泥炭地和
沼泽泥炭地,这两类泥炭地的主要区别在于泥炭地形成的条件不同。
一般来说,仅仅依靠雨水浇灌的植物形成水藓泥炭地,而主要依靠地表水浇灌的植物形成沼泽泥炭地。沼泽泥炭地形成时,主要依靠充足的地表水,这种泥炭地由一些
芦苇、蓑衣草等堆积而成。而水藓泥炭地在形成时,其表层与地表水没有直接联系。水藓泥炭地的表层始终生长着一种特殊植物——水藓植物。由于这种植物细胞结构非常大,因而持水能力也特别强,因此,在降雨时水藓植物通过特殊的持水能力,可提高泥炭地表层水位直至其顶部下方几厘米。水藓泥炭地水的垂直交换速度相当缓慢,雨水一般从表层往下渗透一米大约需要一天时间,也许需要几周时间雨水才能到达泥炭地的底部。
形成水藓泥炭地的条件,除了水藓植物本身之外,泥炭地还应不易排水,环境气候应该是降水量大于蒸发量。纯净而不含营养物质的水质是水藓植物生长的关键。水藓
泥炭地的PH值一般为3至4.这种生长环境使绝大部分植物无法在其中生长繁衍,而水藓类植物能在这种特定的环境中生长,通过几千年不断生长和堆积,最终形成最适宜作为园艺基质原料的水藓泥炭地。
泥炭质土有机质含量Wu一般为10%
根据地区特点和需要可按Wu细分为:
弱泥炭质土(10%
.
不排水强度通常仅为5~30kPa,表现为承载力基本值很低,一般不超过70kPa,有的甚至只有20kPa。
压缩系数大于0.5MPa-1,最大可达45MPa-1,压缩指数约为0.35-0.75。有关泥炭质土的
压缩模量取值,规范尚未单独列出,其取值亦只能依据软土或试验取值。其中试验一般可通过压缩试验测定了样土沉降量,计算出了压缩系数和压缩模量.通过样土抗剪试验确定了样
土抗剪强度参数,计算出了样土最大承载力
.同样体积的泥炭土应该是质量越轻越好。因为泥炭土主要是由草类、树叶、树根经过特定条件生成,其密度小于水和土。如果泥炭土的含水量或含土量高的话,就会显得很重。攥紧泥炭土约一分钟后松开,如果泥炭土散开,为优质;不能散开的泥炭土则为劣质。因为泥炭土是多年生植物腐殖物最后形成的,有很多的纤维组织,用水清洗之后优质泥炭土会留下很多纤维物。优质的泥炭土只有土壤重量的不到一半,
从上述泥炭土的介绍来看,优质泥炭土完全可以替代土壤、沙砾等传统雨水花园的基质材料,成为新型屋顶雨水花园的新宠材料。由泥炭土开发的轻质雨水花园基质材料具有重量轻、易成型、施工安装简单、利于植物生长、管养成本低的特点,同时也具有一定的雨水净化功能。
我国泥炭土资源丰富,分布范围广,易开发,通过一定的科学实验和论证,完全可以将泥炭土开发成屋顶雨水花园的材料新宠,为海绵城市建设提供新的思路。
(作者为中国海绵城市及流域管理先行倡导者、反城乡硬化运动发起人)