改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程迅速。然而，近些年來(lái)，每逢雨季，我國(guó)自北向南，一些城市內(nèi)澇問(wèn)題嚴(yán)重，人們戲稱(chēng)到城市"看海"。如何發(fā)揮土壤蓄水功能，是解決城市"看海"問(wèn)題的重要方面之一。
分析土壤蓄水功能缺失對(duì)城市洪水的影響，說(shuō)明土壤對(duì)蓄積雨水和減輕洪澇災(zāi)害的意義。從對(duì)雨水下滲、凈化、蓄積、利用等方面，說(shuō)明雨水花園的作用。從雨水花園到海綿城市，認(rèn)識(shí)城市雨洪控制思想的發(fā)展；結(jié)合自然環(huán)境，探究建設(shè)海綿城市的具體方法和途徑。
資料一 城市洪水與土壤蓄水功能缺失
土壤截留的降水越多，降水通過(guò)它流到河流所需要的時(shí)間就越長(zhǎng)，削減了洪峰，因此降低了洪災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。1米厚的多空隙土壤截留300毫米的降水量。 用瀝青或者混凝土之類(lèi)的不透水層覆蓋的土地，降水無(wú)法向土壤下滲。城市中大面積的土地表面被硬化，一旦發(fā)生強(qiáng)降雨，產(chǎn)生的徑流量很容易超過(guò)排水系統(tǒng)的排水能力，積水成澇。2012年7月21日，北京市平均降雨量170毫米，在局部地區(qū)造成重大暴雨洪澇災(zāi)害。
受季風(fēng)氣候影響，雨季多暴雨，且近些年隨著全球變暖，極端天氣頻發(fā)，大暴雨、特大暴雨概率增大。城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速，城市面積擴(kuò)展快，植被覆蓋率下降，湖泊濕地面積銳減，調(diào)蓄功能下降。城市下水道等排水設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)較低，跟不上城市化的步伐。城市大面積土地表面被硬化，暴雨時(shí)絕大部分降水形成徑流，且產(chǎn)流快而急。
近些年來(lái)，我國(guó)很多城市為向內(nèi)澇問(wèn)題較為嚴(yán)重？
下滲、地表徑流、地下徑流、蒸發(fā)
1.城市大面積土地表面被硬化，改變了水循環(huán)的那些環(huán)節(jié)？
地表徑流量增大；流速快；洪峰早；洪峰流量大、水位高
2.與城市化前相比，一次暴雨過(guò)程中，城市化后地表徑流在流量、流速等方面有何變化？
土壤厚度、土壤孔隙度；土壤越深、孔隙度越大，土壤需水量越大。
3.土壤蓄水量大小主要取決于土壤的哪些結(jié)構(gòu)特性？
北京地處華北平原，土層深厚；干季時(shí)間長(zhǎng)，土壤含水量低，孔隙度大；降雨時(shí)，通過(guò)下滲，土壤可吸納大量雨水，降低地表徑流量。延緩地表徑流匯集時(shí)間，可大大減輕洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
4.以北京為例，說(shuō)明土壤對(duì)蓄積雨水和減輕洪澇災(zāi)害的意義。
20世紀(jì)90年代，美國(guó)的一個(gè)新建住宅區(qū)為每棟住宅配建30-40平方米的蓄積雨水的場(chǎng)地，稱(chēng)為"雨水花園"。經(jīng)過(guò)數(shù)年的追蹤監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)雨水花園平均減少了75%-80%地面雨水徑流量。此后，世界各地開(kāi)始建設(shè)各種各樣的雨水花園。
雨水花園也被稱(chēng)為生物滯留區(qū)域，是指在園林綠地中種有樹(shù)木或灌木的低注區(qū)域，由樹(shù)皮或地被植物作為覆蓋。它通過(guò)將雨水滯留下滲來(lái)補(bǔ)充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過(guò)吸附、降解、離子交換和揮發(fā)等過(guò)程減少污染，是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施。
雨水花園通過(guò)滯留雨水和地表徑流實(shí)現(xiàn)增加下滲，通過(guò)植物吸收、土壤和其它填充物過(guò)濾與吸附、微生物分解等作用實(shí)現(xiàn)凈化雨水，通過(guò)植物吸收、土壤蓄積作用實(shí)現(xiàn)涵養(yǎng)水，通過(guò)澆灌植被、彌補(bǔ)公共用水等實(shí)現(xiàn)雨水資源化。
1.從對(duì)雨水下滲、凈化、蓄積、利用等方面，說(shuō)明雨水花園的作用。
增加濕度、調(diào)節(jié)氣溫，為鳥(niǎo)類(lèi)、昆蟲(chóng)、土壤生物提供棲息地。 為人類(lèi)活動(dòng)提供休閑觀賞景觀，保護(hù)排水管道，降解污染。 影響區(qū)域自然地理環(huán)境，如在山城雨水花園可緩解水土流失，在干旱區(qū)雨水花園可抑制沙塵等。
2.雨水花園有哪些作用？
補(bǔ)充 雨水花園各層解讀
蓄水層 為暴雨提供暫時(shí)的儲(chǔ)存空間, 使部分沉淀物在此層沉淀, 進(jìn)而促使附著在沉淀物上的有機(jī)物和金屬離子得以去除。其高度根據(jù)周邊地形和當(dāng)?shù)亟涤晏匦缘纫蛩囟?。一般多?00~250 mm。
覆蓋層 一般采用樹(shù)皮進(jìn)行覆蓋, 對(duì)雨水花園起著十分重要的作用, 可以保持土壤的濕度, 避免表層土壤板結(jié)而造成滲透性能降低。在樹(shù)皮土壤界面上營(yíng)造了一個(gè)微生物環(huán)境, 有利于微生物的生長(zhǎng)和有機(jī)物的降解, 同時(shí)還有助于減少?gòu)搅饔晁那治g。其最大深度一般為50~ 80 mm。
植被及種植土層 種植土層為植物根系吸附以及微生物降解碳?xì)浠衔?、金屬離子、營(yíng)養(yǎng)物和其他污染物提供了一個(gè)很好的場(chǎng)所, 有較好的過(guò)濾和吸附作用。一般選用滲透系數(shù)較大的砂質(zhì)土壤,其主要成分中砂子含量為60% ~ 85%, 有機(jī)成分含量為5% ~ 10%, 粘土含量不超過(guò)5%。
種植土層厚度根據(jù)植物類(lèi)型而定, 當(dāng)采用草本植物時(shí)一般厚度為250 mm 左右。種植在雨水花園的植物應(yīng)是多年生的, 可短時(shí)間耐水澇, 如大花萱草、景天等。
人工填料層 多選用滲透性較強(qiáng)的天然或人工材料, 其厚度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤晏匦?、雨水花園的服務(wù)面積等確定, 多為0.5~ 1.2 m。當(dāng)選用砂質(zhì)土壤時(shí), 其主要成分與種植土層一致。當(dāng)選用爐渣或礫石時(shí), 其滲透系數(shù)一般不小于10- 5 m/ s。
礫石層 由直徑不超過(guò)50 mm 的礫石組成, 厚度200~ 300 mm。在其中可埋置直徑為100mm 的穿孔管, 經(jīng)過(guò)滲濾的雨水由穿孔管收集進(jìn)入鄰近的河流或其他排放系統(tǒng)。通常在填料層和礫石層之間鋪一層土工布是為了防止土壤等顆粒物進(jìn)入礫石層, 但是這樣容易引起土工布的堵塞。也可在人工填料層和礫石層之間鋪設(shè)一層150 mm 厚的砂層, 防止土壤顆粒堵塞穿孔管, 還能起到通風(fēng)的作用。
2012年，我國(guó)提出"海編城市"的概念，希望城市能夠像海綿一樣，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放"并加以利用，以此提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能，并減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生，2014年年底，中央政府決定支持海綿城市的試點(diǎn)工作。
多空隙，易滲水 抗壓、耐磨、防滑、不易被侵蝕 環(huán)保、美觀、舒適 易維護(hù)
1.推想海綿城市對(duì)面材料的特點(diǎn)。
一是海綿城市控制與洪要具有跨尺度、綜合性、全時(shí)段、全要素的特點(diǎn)；二是要側(cè)重于對(duì)原有自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)，力求通過(guò)生態(tài)建設(shè)使城市自然水循環(huán)能夠保持原有的水文特征；三是要實(shí)現(xiàn)城市防洪防澇、水資源利用、水環(huán)境保護(hù)與水生態(tài)修復(fù)的有機(jī)結(jié)合，使城市能夠減緩或降低自然災(zāi)害和環(huán)境變化的影響，具有良好的彈性和可恢復(fù)性。
2.從雨水花園到海綿城市，對(duì)城市雨洪控制的思想有哪些發(fā)展？
一是多暴雨、地勢(shì)低平的城市；二是降水季節(jié)變化大，容易形成旱災(zāi)的城市。當(dāng)然，作為城市可持續(xù)發(fā)展模式，海綿城市具有廣泛的地區(qū)適用性，因而不能草率的說(shuō)有明顯雨洪的地區(qū)如干旱地區(qū)不適宜建設(shè)海綿城市。
3.在什么條件下的城市宜建海綿城市？
從雨水花園到海綿城市，人們找到了一條解決城市"看海"問(wèn)題的有效途徑，這有可能成為城市建設(shè)的一場(chǎng)革命。針對(duì)我國(guó)的大多數(shù)城市，解決"看海"問(wèn)題存在哪些現(xiàn)實(shí)困難？如何應(yīng)對(duì)？大家一起探討吧。
現(xiàn)實(shí)困難： 東部季風(fēng)氣候，暴雨頻率高；城市化快速迅速；地域環(huán)境差異大，城市建設(shè)差異大；雨水花園建設(shè)成本高；材料要求高
應(yīng)對(duì)措施： 加強(qiáng)海綿城市的研究，因地制宜進(jìn)行城市規(guī)地劃與建設(shè)

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