绿色剧场草坪改造关键技术研究

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报告》（上海市地质调查研究院，2005）为依据，并参照《绿化工程种植土质量验收标准》（DB31/T 769—2013）、《园林绿化栽植土质量标准》（DG/TJ 08-231-2013 J12562—2014）等，对草坪根系种植层的物理性质和化学性质进行改善，使根系能正常生长。
针对土壤现状特征，采用土壤完全改良的新方法，主控根系层的基质厚度和配方。首先，通过翻耕，清除基底原土中的建筑垃圾。再者，因草坪根系主要分布在0～25 cm土壤层以内，种植土壤层采用USGA果岭2层建植标准。第一层为粗沙层，厚度10 cm，粒径0.5～1.0 mm，保证绿色剧场场地平整、排水畅通；第二层为根际混合层，土壤改良配方按照“8份沙+1份原土+1份泥炭+有机肥+土壤结构改良剂”进行体积配比，在充分压实后铺设厚度达到25 cm要求。在材料选择上，重视使用标准，原土必须引进表层的、质地为壤土或沙壤土的材料，禁止用深层的、黏质的土壤，其他改良材料需符合相关标准要求。根际层建植用沙粒径大小对排水速率及孔隙度影响最大，要保证土壤的饱和导水率大于100 mm/h，沙的粒径范围应不小于0.1 mm，但是，如果粒径过大，又会对土壤孔隙度及表面稳定性产生负面影响，Kunze等比较不同粒径沙及不同配方基质对草坪根系和地上部分生长的影响，结果表明0.25～0.50 mm基质地下生物量较高，而0.5～1.0 mm基质地上生物量较高。因此，具体沙粒大小和分配，参照表2中坪床用沙粒径要求。
施工后，按上海绿化工程土壤质量验收标准，重点测试pH值、EC值、有机质、土壤容重等项指标，结果（表3）表明土壤的团粒结构增加，土壤肥力、耐践踏能力提高，既满足了植物生长需求，又利于土壤自渗排水。
2.2.2排灌系统安装 绿色剧场作为主要游客集散地，对场地植物景观和休闲活动功能需求较高。因此，围绕植物园建设的另一核心条件：便捷、洁净的水源，在土壤改良的基础上，选择较好的水源并配备一套有效的浇灌、排水系统来提高排灌效率和质量，促进草坪草正常生长，也是改造的初衷。
浇灌系统总体改造中，采用了Henter全自动控制系统，重新布置了浇灌管网（图3），主要工作包括：泵站基建、开挖管沟、安装管道、管道冲洗、安装喷头、保压试验、回填、试喷等流程（图4）。其核心工作分为泵站的选址及形式、电缆铺设和喷灌系统安装3部分，前2项工作在充分调查园区电力系统、其他泵站系统、园区水系设计数据以及景观要求后，综合考虑景观用水的洁净度和电缆铺设便捷度及成本，最终决定将浇灌泵站选在东湖边上，以地下泵坑形式取水，通过浇灌设备的沙石过滤器、自动冲洗叠片过滤器层层过滤，将水质从劣Ⅴ类提高到Ⅲ类景观水以上。
浇灌系统安装中，对关键的管道过路和水流对管道冲击进行有效处理，其中管道过路分别用钢管作套管，埋深1 m，防止沉降损坏管道。在易受水冲击的主管各点，如弯头、三通、变径、堵头、检修阀等位置安装混凝土镇墩以平衡冲击力。为检查设计和安装质量是否达到使用要求，也为正常运行做好准备，在安装结束后立即进行管道保压试验，具体采用分阶段试压，压力控制在工作压力的1.15倍以上，试压时间为8 h。最后，在草坪种植结束时安装喷头，安装高度以保证剪草机可以从喷头上安全通过为准（需有6 mm净空间）。
對于第7层种植地被花卉和乔灌木处，喷头布置设计中不辐射该区域，但设置快速取水阀进行可控的人工应急补水。
另外，在排水方面，绿色剧场地势低洼，排水一直存在问题。具体根据以下暴雨强度公式计算该区域雨量大小，展览温室周边区汇水面积约为5.5万m2，径流量约810 L/s，绿色剧场1.2万m2，径流量约180 L/s。
式中：室外暴雨重现期P=1年，综合径流系数为0.29。
根据区域径流量大小，设计、施工中将绿色剧场排水分为地面排水和管道排水2部分。地面排水主要通过塑造地形，最终形成绿色剧场内弧形坡面25%、平面1%～2%的自然排水坡度，不仅使地表水自然排出，而且在大地形上纠正了绿色剧场东南高、西北低的原状，从而改变雨水反势汇集到西北角，再通过排水速率极低的现有明沟排出的现象，加快了排水速度。
地下排水则根据绿色剧场扇形造型，仿生银杏叶片叉状叶脉的排列方式和排列结构，按照地下盲排施工流程（图5），安装地下有孔排水管，将多余水分及时排走。地下排水管网分为干管排水和支管排水两级网络：干管排水主要设置3条由西北到东南方向的直径为160 mm的排水管，沿着最大水流方向布设，相对于最终地平的最小埋深为1.0 m，坡度不小于2%～3%；支管排水则采用直径110 mm的PE有孔波纹管，管沟深度和宽度皆为30 cm，沟底坡度不小于0.5%，布设间距为4.5 m，支管末端与干管连接。检修井间间距45 m，每个井底设置300 mm沉沙槽，由排水干管串联，排水终端安装强排泵，设置自动排水。最后，所有排水管沟的回填均经过分层填土、利用打夯机充分碾压及浇水沉降处理，回填后管沟处密实度达到80%～85%之间。
在绿色剧场排水设计时还考虑了有效的雨水收集利用，主要通过地面明沟和地下盲管将多余水分就近排放到植物园现有水体，补充浇灌水源，既实现了雨水循环利用，又达到了对城市的零排放的目标，践行了可持续利用的理念。另外，在提高浇灌水质、排灌效率和改善植物生长土壤环境的同时，大大减少了长期养护中的碳排放，进一步提升了园区生态功能（表4）。
2.2.3地形改造 绿色剧场改造主要是通过重新塑造地形来满足草地音乐会对场地的需求和草坪生长需求。施工中以尊重原来的地形构造和地表肌理为前提，采用资源节约型、环境友好型的生态设计手法，做到尽量减少改造工程对生态环境的二次破坏和污染。
地形改造施工分粗造型和细造型2个阶段。粗造型以表面不积水为宗旨，在3500 m3土方基本到位的基础上，依照地形图（图6），对绿色剧场轮廓造型，塑造出各平层问的25度角弧形缓坡及宽2.5 m的台地，最终呈7层平台剧场雏形，层层落差（50±10）cm，每层平台形成1%～2%表排坡度，形成自然排水走向。施工中重点对基底层适当碾压，保证粗造型不会坍塌，也便于喷灌系统依势安装。
细造型阶段主要包括2方面内容：一方面是通过机械开槽，在所有棱线的上下2个平面、坡面交接处嵌入草坪保护垫，以保持8条棱线和各层台地的造型稳定；另一方面，在完成排水、喷灌等单项工程施工的基础上，对场地进行微地形平整修复并铺设种植层沙壤土，使场地达到草坪建植要求。
3结语
为改善生态环境，国家将“生态文明建设”定为国家战略，随着城市化进程的加快，作为缔造者和从业者，如何应用一些关键技术建造出一种可持续发展的低碳园林是我们所肩负的责任。本项目将低碳、生态、可持续利用理念贯彻应用到绿色剧场草坪改造及后期养护当中，在水资源有效利用、节能减排等方面有了显著提高。
合理的草坪场地根系土壤层既要满足活动本身对场地质量的要求，同时还要满足草坪草正常生长的要求。但是在实际中，各种指标之间很难达到平衡，如快速排水需求与保水保肥功能。另外，在施工方法和程序上还存在一些欠缺，排灌系统设计中对再利用水过滤技术的考虑还不够完善，造成排水口有富营养化的迹象；地形塑造中抵制土壤紧实与增加坪床稳定性、所需土壤紧实度与草坪正常生长所需的土壤NCP/CP比值问存在矛盾等，类似的细节问题还需要进一步探究。
一些新技术和新材料的应用，如排灌仿生技术、地基层造型加固技术及煅烧土和硅藻土的使用等。这些新技术、新材料是20世纪末以来户外游憩和运动场地草坪发展的热点，也是提高和改善场地草坪质量和使用功能的新途径，然而我国在此方面的研究成果极少，有待加强。