• 高架桥下“郁闭环境”小生态系统技术研究 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    高架桥下“郁闭环境”小生态系统技术研究
  • 成果类型
    基础研究
  • 评价机构
    山东省建设科技与教育协会
  • 完成单位
    山东汇友市政园林集团有限公司
  • 合作单位
    济南城建集团有限公司、山东农业大学
  • 完成人
    倪守增、史红军、吴雯雯、杨 欣、李国亮、樊佳昌、孙顺顺、庞衍同、于东明、徐 龙、董勇男、秦佳琪、殷文欣、魏胜博、吴世梅
  • 知识产权
    山东汇友市政园林集团有限公司、济南城建集团有限公司、山东农业大学
  • 项目所在地
    济南市
  • 成果水平
    国内领先
  • 评价日期
    2024年5月19日
  • 推荐单位地市
    济南市
  • 专家委员会名单
    王嘉斌、张广银、臧潘云、孙海波、刘雄
  • 成果简要说明
  • 一、任务来源
    《山东生态省建设规划纲要》指出,省内城市基础设施建设存在特色不突出,功能不配套,与生态环境匹配度差等问题。在交通沿线发展景观绿道的同时,应运用生态造景的方法,建设和营造结构多样、类型多样、功能多样的生态景观体系。保证基础设施与环境的协调发展。
    高架桥道路作为重要交通设施组成部分,可以疏散交通密度、缓解出行压力、提高运输效率,使城市生活更方便、快捷。对高架桥进行的绿化,可以起到:①滞尘,截留雨水;②降低噪音,美化环境;③吸收部分汽车尾气和空气中的废气④提高城市绿视率;⑤缓解城市热岛效应⑥提升城市品牌形象的作用。调查显示全省范围内已建成高架桥道路有95%采用了景观绿化的措施。高架桥道路建设对绿化景观效果的要求不断提高,促使园林行业深入探究景观效果突出、生态效益显著、可持续发展的高架桥绿化技术体系。
    针对高架桥绿化的研究至今仍未形成标准化技术体系,高架桥下整体景观效果营造出现了诸多问题。究其原因,尚需对影响高架桥下绿化景观效果的关键因子进行综合性的研究。
    本项目拟落脚济南市高架桥建设中的景观构建现状,对基于主成分分析得出的关键影响因子即植物选择配置、光照、水分、土壤,进行技术体系研究。
    二、应用领域和技术原理
    本项目属于城市绿化和市政绿化施工领域
    主要应用领域为:基于先先进的试验设备、经验丰富的研发团队等固有资源,保障工程质量。综合应用于垂直绿化、桥柱绿化、等多种形式,在设计、施工、运维管养中,实现扩展城市绿化空间,改善城市微气候。
    技术原理:通过对采光,补光,雨水收集,优化土壤等技术的加以利用。达到了预想的目的,实现了对高架桥下小生态系统的建立,是对传统城市绿化模式和体系的突破提升。本项目其综合性能及主要技术指标达到国内领先水平。
    三、性能指标
    1.城市绿化指标
    绿化植被覆盖率反映高架桥下郁闭环境总体土地面积被植被覆盖面积所占比例的情况.。除去高架桥下必要设备设施及维护通道占用面积外,尽可能提升植被覆盖面积,丰富植物种类,稳定土壤成分和防止水土流失。绿化植被覆盖率是一个综合性指标,涵盖了植被分部种类密度等多个方面,是评估高架桥下局部绿化水平的重要依据。
    2.环境性能指标
    环境改善效果包括空气质量改善、噪音降低、温湿度调节、水资源利用和保水护土等指标。通过科学规划和设计高架桥下绿化的环境,提升局部绿化效益,全面客观的评估环境效益和质量。
    四、与国内同类技术比较
    国内同类技术主要围绕植物品种选择、补光技术、土壤改良等方面展开。徐康等人分析了杭州市城区高架桥绿化植物品种,探讨了高架桥绿化植物品种的选择方法,并提出了高架桥绿化养护保水第一的观点。徐晓帆等人通过分析深圳市高架桥垂直绿化的现状,对引入攀缘植物新种类配植后的表现进行综合分析,提出立交桥垂直绿化植物的配植要根据其自身生长特性、抗性和互补性进行选择。许正强等人针对兰州市高架桥施工设计包括桥体绿化工程的现状和桥体绿化各部位的环境条件,选择出了合适的植物栽培品种和合理的配植形式。目前研究较多的主要集中在南方城市,北方只有北京地区较为突出,研究成果不足以覆盖济南在内的北方广大城市。
    目前国内针对高架桥下植物补光措施分为两种,一是利用光学折射原理,利用反光镜将桥面的阳光折射到桥下,二是利用能源进行光照补偿,主要能源为太阳能。但尚未有适应高架桥侧边进行补光装置。
    通过对高架桥下不同部位雨水进行汇集,发现高架桥下大面积绿地都不能接收正常的雨水,土壤干旱程度严重。同时大暴雨或雨季,容易对植物形成浸涝,不利于根部正常呼吸,甚至造成死亡,同时也影响桥下景观。结合桥面雨水收集及浇灌技术的桥阴空问利用目前还没有得到重视和大力开展相关研究,桥下绿地大多靠洒水车人工浇灌,绿化养护成本高且高碳排放。少数桥阴绿地安设有人工自来水喷灌。
    土壤改良技术主要集中在土壤置换。吴俊义等对上海高架桥下土壤经取样分析,发现总体pH值为8.0-8.5,电导率3-4.2(ms/cm),有机质1.0-1.5%,持水量0.45%,结论为土壤盐分较高,不利植物生长。同时桥面雨水直接排往桥阴绿地,使得桥阴绿地土壤遭受石油类、重金属等有毒有害物质污染和富积。针对土壤盐分、重金属改良的研究尚比较薄弱。
    本项目技术
    1.植物配置优化。
    在植物配置选择上,对比不同植物在济南市高架桥下的生长表现,充分考虑本土植物,特别选择耐阴、耐干旱、耐贫瘠及适应性强的植物,常绿耐阴植物选择为大叶女贞、扶芳藤、麦冬。落叶耐阴植物选择为五叶地锦、三叶地锦、木槿。并利用植物本身的树形、色彩、季相特点,按照反差、对比和渐变等美学原理组成宽度、色彩不同的景观组群,实现景观效益的提升。
    2.采光补光技术。本项目提出一种高架桥式太阳能电站供电装置,在原有的高架桥侧边增设可随光线照射而转动的太阳能板,同时采用自然光导光管、漫射器进行传导,有效利用自然光能;应用植物吸收利用频段最高的红蓝灯光进行补光,有效增加光照总时长,增加植物长势。
    3.水分供给研究。本项目采用集桥面雨水收集、净化、绿地灌溉及市政补水于一体的桥阴绿地浇灌系统技术。通过雨落管利用高差势能实现桥体雨水的收集利用,并引入低压滴灌循环系统,定点对植物进行滴灌,实现了水资源的节约利用。系统根据植物种类、气候和实地环境等情况设定程序,自动控制供水。
    4.土壤改良技术。引进动物及生物菌肥,改善土壤结构,增加根系营养,培肥地力、活化土壤。最终对营造的景观效果通过主成分分析的方法进行综合性评价。
    五、成果成熟度
    经过严谨的技术研发和实践验证,我单位研发高架桥下“郁闭环境”小生态系统技术,正式应用于市政绿化工程建设中。该技术经过多次工程实践,已形成了完善的施工工艺流程和质量控制体系,为确保施工质量的稳定和可靠提供了坚实的技术保障。
    在高架桥下绿化工程的应用过程中,遵循严谨的施工规范和操作流程,对原材料的选用、测量放样、施工顺序安排以及现场质量管理等方面进行了精细的控制,确保施工质量的符合设计要求和相关规范标准。
    与传统的绿化施工技术相比,在高架桥下郁闭环境内,本次技术成果具有显著的优势和特点。首先,该技术优化了植物配置,充分考虑本土植物,特别选择耐阴、耐干旱、耐贫瘠及适应性强的植物,更具备成活成景的优势。其次,该技术通过引入采光补光技术,显著改善了郁闭环境的采光质量,有利于苗木生长。最后,该技术通过水分供给和土壤改良的措施,实现立资源的节约和保护。
    在实际应用中,高架桥下“郁闭环境”小生态系统技术已在多个工程项目中成功应用,并取得了良好的工程效果和经济效益。通过该技术的实施,不仅提高了高架桥下绿化工程的施工质量和使用性能,而且为城市绿化建设的可持续发展注入了新的动力。
    综上所述,高架桥下“郁闭环境”小生态系统技术是一项成熟可靠的施工工艺。
    六、成果创新性、先进性
    本项目高架桥景观构建基于主成分分析得出的关键影响因子即植物选择配置、光照、水分、土壤,进行技术体系研究实现了:为生态景观技术在高架桥绿化工程中的应用提供全方位的技术支持,优化植物配置,提升景观效益;有效利用光能、增加植物长势;实现了水资源的节约利用,改善植物土壤环境;实现绿色环保节能减排,产生巨大的生态效益和社会效益,为城市基础设施的景观提升做出重大贡献。
  • 推广应用前景与措施
  • 一、推广应用的范围
    本项目主要应用于城市高架桥下空间的绿地系统。
    二、推广应用的条件
    本项目应用需具备一系列条件:
    1.高架桥结构满足绿化技术的应用,具备绿化空间和相关的管理维护要素。
    2.环境因素是关键因素。人流量、空间、汽车尾气浓度等严重制约绿化实施的条件;温差、光照、电源、水源也具备一定的制约因素。
    3.管理、维护的权责利划分也是本项目能否实施的关键因素。高架桥下生态系统相对脆弱,定期的养护和管理,可以为微生态提供保障。
    三、推广应用的前景
    1.本项目为生态景观技术在高架桥绿化工程中的应用提供全方位的技术支持
    本项目落脚济南高架桥建设中的景观构建现状,对基于主成分分析得出的关键影响因子即植物选择配置、光照、水分、土壤,进行技术体系研究,通过系统研究实现了:
    (1)选出耐阴、耐干旱、耐贫瘠及适应性强的植物。
    (2)按照植物季相、生态型特点,反差、对比和渐变等美学原理,确定景观效果好的植物配置。
    (3)改善植物光照。
    (4)改善水分供给。
    (5)改良土壤。
    本项目为生态景观技术在高架桥绿化工程中的应用提供全方位的技术支持,优化植物配置,提升景观效益;有效利用光能、增加植物长势;实现了水资源的节约利用,改善植物土壤环境。同时便于园林设计和相关工作人员直接使用,为后续园林工程工作的顺利展开奠定了扎实基础,实现绿色环保节能减排,产生巨大的生态效益和社会效益,为城市基础设施的景观提升做出了重大贡献。
    2.本项目应用前景十分广阔,具备巨大潜力:
    (1)高架桥一般地处繁华城市,城市绿化压力较大,利用高架桥下空间,可以提升城市绿化覆盖率,提升土地利用率;高架桥下空间具备一定特殊性性,可以起到丰富城市绿化类型、植被种类的效果,具备成为城市景观特点绿化的条件。
    (2)高架桥下生态绿化具备可持续发展的特点。高架桥下初始生态环境一旦成立,植物自身的特性决定了环境具备可持续性、改善性的特点,层次丰富功能完善的绿化空间可持续发挥良好环境作用。
    (3)随着城市管理智能化、自动化创新,高架桥下生态系统管理具备广阔的提升空间,物联网、大数据手段的引入,对桥下环境的实时监控和智能调控,确保植被健康成长和环境持续优化。
    四、存在的问题和改进意见
    系统技术具备迭代条件,结合未来高架桥设计施工技术的更新,本项目需完成向未来高架桥下“郁闭环境”小生态系统发展的趋势。
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