面对上升的雨水-生态湿地设计

结合硬景观和软景观，使城市防洪

美国的洪水正在增加。它是最常见的自然灾害，并产生最大的经济和社会影响。气候和生态系统的变化正在创造导致这场灾难的条件，并迫使城市变得更有抗洪能力。美国国家科学、工程和医学研究院(NASEM)的一份报告预测，美国许多地区将会看到增加30 - 40%在21世纪末的异常降水事件中。混凝土和沥青会产生径流，许多农田耕作过的表面也是如此。随着降水量的增加，需要管理的水越来越多，可渗透的空间越来越小。人类居住地周围的森林和湿地曾经很好地控制了洪水。随着城市的扩张和这些自然区域的减少，市政当局正在学习重建它们。城市森林、雨花园和生态湿地的设计将多孔的硬景观和软景观结合在一起，将自然的成功策略带入城市的中心。

树木与洪水管理

树木可以通过将水返回地下水或将其蒸发到空气中来帮助管理水。

在城市的公园和其他草地上，由于许多人的脚在上面行走的压力，土壤往往会变得更紧实。这种压实使土壤的渗透性降低，从而减少了土壤能吸收的水分。压实的土壤通常被混凝土、石头或其他不透水的硬景观包围，排水进入下水道系统。下水道往往不能补充地下水，在洪水条件下可能会被淹没。它们也可能被碎片堵塞，特别是在秋天，在有许多落叶树的城市。

树木有助于增强夯实土壤的渗透性。树根穿过泥土，打开小空间，水可以渗入其中。树根树的根能提高水的渗透率150%吗．洪水泛滥地区的市政当局正在利用城市森林作为管理洪水的手段。

什么是城市森林?

城市森林是指城市内的任何一组树木，无论它们是在公共土地上还是私人土地上。城市森林管理员为了城市的利益照顾树木——无论是单独的还是集体的——鼓励健康的树木种群。他们必须管理密集的基础设施、公用设施和建筑的严格限制。

城市森林可以在公园或其他自然场所找到，但这个术语也可以指街道两旁和中间的树木。城市通常会优先选择树木林立的街道来体验各种各样的好处．树木提供阴凉，过滤污染物，冷却空气，并产生氧气。他们也有吸引力。人们喜欢有树的街道，甚至是成熟的树增加属性值．

土壤压实可能是城市树木的敌人，特别是在繁忙的街道上，许多人踩在树根周围。这种压实挑战了树增加水分渗透的能力。它还可以让树没有足够的水．支撑城市树木意味着保护树木周围的地面不受持续的土壤压实。

市政当局通过种植、围栏或树栅来保护城市树木。

树格栅和树格栅阵列

需要大量的未压实的土壤来支持完全成熟的树木和最好的管理雨水。环保局的一项研究表明，树冠为30英尺需要1000立方英尺的未夯实土壤为了健康。在公园或绿地这不是什么大问题，但在人行道上可能会出现。树木会拼命寻找空气和水，所以如果空间不够或土壤太紧，它们就会拼命爬到地面上，导致人行道隆起和开裂。

排水道树帮助为一棵树创造更多的空间和空气，而不是在混凝土的护堤。根据每年的降雨量和树木的种类，它们的大小可以适当。

一些市政当局已经经历了人行道堵塞或树木拥挤的壁炉和他们使用的树种。为了防止升沉，树形格栅可以像沟槽格栅一样使用，放置在一个长条状或阵列状。创建长时间的暴露区域可以保护土壤不被压实，同时留下更大的区域为树木系统提供空气和水。树根向水移动，这意味着这种排列可以鼓励根留在一个确定的区域内。树最容易接触到水分和空气的地方是在阵列下，足够长的空间可以让树健康地生长。为了防止表面和根部的隆起中断公用事业，也可以使用根屏蔽和重定向。有了根区管理和良好的土壤，树栅阵列可以帮助管理水，并在繁忙的城市环境中防止隆起。

当培育完全成熟的树木时，重要的是要留出足够的空间，这样树栅才不会阻碍树木的生长。这可以在树木生长的过程中分阶段进行，或者在一个大的洞里安装一个树篱来防止绊倒。所有的树木都应该每年检查一次，以确保它们有生长的空间。

在大片的硬质景观中，树木只是水管理难题的一部分。雨水花园可以帮助处理平均的雨水水平，生物湿地可以用来处理风暴潮。

什么是雨花园?

雨水花园是一种种植在洼地的小花园，旨在收集雨水。它可以改善水质，收集一些雨水，否则就会进入下水道系统。

什么是生物沼泽?

比一个雨水花园更大的生物沼泽是一个缓坡的低洼排水区，覆盖着植被，用来处理径流。精心设计的砾石层、土壤和植物创造了一个生物和土壤水过滤器。像一个雨水花园一样，生态沼泽的设计是为了补充地下水，但它可以在暴风雨中处理更多的地下水。它还可以通过植被的作用从更大的区域净化水。

Bioswale设计

“洼地”是一种低矮或中空的地形，表明了生物洼地设计的斜坡特征。一般来说，大面积的斜坡是首选，但轻微倾斜的生物湿地可以建在路边。斜坡引导水远离可能会积水的硬景观表面。生物湿地内的植被对于保持土壤渗透性、防止侵蚀、管理颗粒和分解径流中的化学物质非常重要。

有不同类型的生物沼泽适合于沼泽的目标。“湿”生物湿地是模拟湿地区域进行过滤，并在沼泽底部保持水分。在沟渠底部建造的不透水结构有助于防止水消散。当这种结构被覆盖时，渗透性增加。这些潮湿的生物湿地也可以设计成地下水位暴露在外。湿地模拟沼泽作为生物过滤效果很好，但在处理风暴潮时效果不佳。

“干”生物湿地更为常见。它们还提供了一些颗粒去除和化学管理的湿洼地，但它们的主要目的是帮助水的渗透性。它们在定期的降雨周期中过滤污物，并在风暴潮期间帮助吸收径流。

长而平缓的斜坡效果最好在生物沼泽设计中，由于水流在这些梯度上流动得更慢，允许更多的时间吸收。这些斜坡是用可渗透的土壤建造的，通常是沙壤土，只有少量的粘土来防止吸收。豌豆砾石沿着入口地区有助于防止侵蚀。一个暗渠系统把多余的东西带出区域。

生物谷边缘可以建在与路面水平的位置。通常，它们周围都有堤岸，堤岸需要有空隙和斜坡，才能将水注入洼地。沟渠可以跨越一个表面，创造斜坡条件，将水带到生物沼泽。这些沟排水，以及在溢流管道上安装蜂窝格栅，可以帮助防止大块碎片沉降，尽管生物湿地的目的是管理颗粒。沿着斜坡有岩石、阶梯式混凝土或其他产生摩擦的硬景观是有用的。如果有浪涌超过了沼泽的容量，这种崎岖的地形会减慢水流速度。它有助于防止快速流动的水造成的侵蚀。

生物沼泽中的植被也很重要。本地物种往往更能适应当地环境。如果它们专门针对当地的生态位，它们通常是更耐寒的植物，不需要使用杀虫剂和除草剂。像这样干净的洼地为蜜蜂、蝴蝶和其他昆虫提供了栖息地和食物。这些昆虫反过来支持鸟类，帮助这些动物回到城市。

最近，研究表明树木和灌木可以非常有效地整合到生物沼泽设计中。在植物园停车场的情况下，树木提供了至少46%的水管理。为了不干扰系统的土壤过滤，必须对生物沼泽内的树根进行管理。通常，生物沼泽提供了足够大的面积来支撑一棵非常健康的树。

城市的绿色未来

在电视和电影中，许多想象中的未来城市都是由混凝土、玻璃和钢铁建成的。通常情况下，图片中很少有绿色或野生的东西。

虽然我们已经知道这些城市景观是未来的形象，但想象中的城市将是炎热的，坚韧不拔的，易受风暴潮的影响。它们也与吸引人们来到一个社区的因素背道而驰。人们更喜欢有很多绿色空间的地方。

对未来城市更现实和可持续的看法是，在每个街区都有树木，生态湿地的比例与天气有关hardscape、绿色屋顶、城市农场和支持当地蜜蜂和鸟类种群的绿化带。正是通过将城市融入环境，我们创造了崎岖、可持续的空间。