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雨水资源利用在公园景观设计中的应用

发布时间:2017-06-26
所属栏目: 解决方案
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1、雨水资源的景观利用
美国的波特兰和西雅图,终年雨水充沛,景观设计师便经常运用雨水花园来增强城市排水功能。在停车场等城市公共环境中,这种雨水花园能有效地使收集到的雨水变废为宝。德国的柏林波茨坦广场(Potsdamer Platz),占总面积19%的用地被规划为水面,可收纳周边屋面和地面的雨水约1.5万m3。雨水在注入广场水体之前,先要经过种植有水生植物和培养在上面的微生物构成的净化水塘,完成水的净化和二次过滤,保证水体有清洁健康的品质。广场的水面与南部紧邻的运河结合为一个整体水网生态系统,为身处闹市中的人们创造了一个以水为主题的都市生态景观环境。
2、雨水资源景观利用的措施
雨水利用的主要景观措施有:屋面集水、滞留池、生态调节池、植草沟、人工湿地等。本案例中雨水直接利用时选用无渗透功能的贮存装置(人工湖、地下贮水池、贮水沟),雨水间接利用采用渗滤沟、渗滤池、低洼绿地、梯田、花畦等方式将雨水渗入土壤,涵养地下水或回灌至地下水层。
2.1渗滤池:结合池塘、洼地设置渗滤池,池塘与洼地维持少量水位,除有集水功能外还可维持水生生态系统的稳定性,开放的水域还能提供亲水及视觉美化的效果。
2.2花畦:池底覆以土壤并种植吸附污染物的湿生植物,具有调节与改善水质的功能。
2.3植草沟:用植被覆盖的集水、排水渠,主要用于疏散暴雨径流以及移除污染物,提升水质,保留乡土植被维护景观品质,提供生物栖息的空间,且植草沟设置及维持保养的费用低于传统的地下管线。
2.4渗滤沟:渗滤沟是利用卵石、碎石等空隙为雨水提供滞蓄空间的方法,在地面设卵石沟或卵石槽导引地表径流至卵石间的孔隙。
2.5渗透性铺装:采用渗透性地面铺装是让雨水回归大地,解决地下水回灌问题,具有入渗、滞留的能力,有减洪、水质净化与地下水涵养的优点。
3、杭州某公园雨水利用方案分析
杭州降雨量年际变化大,往往出现雨季暴雨量大,雨后大量雨水自然流走而缺水的情况,结合该现状,在公园景观规划初期引入了雨水利用的概念。公园北面地势较低有2个水塘;南边为自然坡地,视野开阔;东面地势较为平坦。公园绿地率达75%以上,设计水面达7.6万m2,提升景观品质的同时,对于雨水的回收贮存也极为有利。雨水经过大面积绿化过滤,水质好;园中各景观要素有机结合,相宜布置,并以浓郁、丰富的植物将各要素融为一体,综合运用多项技术措施,力图使雨水得以充分利用。
3.1公园水景系统设计目标——雨季无水涝,旱季不缺水,污水零排放。
充分利用渗滤、调蓄设施,调节雨季多水与旱季缺水的矛盾,即旱季利用雨季储存的雨水解决除工作人员饮用水、盥洗用水以外的公园用水;雨季将大量富余雨水渗入土壤,部分雨水贮存用于补充旱季用水。结合生物处理及人工湿地净化,设计污水处理系统,对公园的污水进行水质处理,然后供绿化灌溉或冲厕使用。
3.2在水景规划方案及其各设计参数初步设定后,进行水量分析。
公园总占地面积55.9万m2,其中山体占18%,道路及铺装占11%,绿地占58%,水体占1370,杭州年均降雨量1435mm。公园综合径流系数y=0.3×18%+0.7×11%+0.15×58%+1×13%=0.36;公园年均雨水径流量W=0.36×1.43×55.9×104=28.77×104m3。根据分析结果可知,因公园汇水面积和人工湖调蓄能力较大,每年可收集利用雨季暴雨期间大量雨水资源,弥补大部分景观用水,从而节约水资源的消耗,旱季景观水体依靠雨水基本能维持水景正常运行。
3.3设计理念
在园区绿地设计中,雨水是一种重要的资源,采取大量截留和利用雨水的措施,最大限度地利用雨水资源,发挥其综合作用。
3.3.1按照重现期为2年的暴雨量设计渗透设施,保证雨季无水涝;计算旱季累计最大用水缺口,设计贮水设施,旱季不缺水;结合人工湿地以及生物处理技术,设计公园污水处理系统,污水零排放;设置自动监控系统实时监控水质,实时处理。
3.3.2结合杭州降雨特点以及公园实地情况,采用“自来水补给+人工湿地净化生物处理”系统。自来水补给公园工作人员日常用水、游客盥洗用水;人工湿地净化系统处理优质雨水,提供绿化灌溉用水、冲厕用水、冲洗地面用水;生物处理系统处理冲厕、盥洗排水,再排入湿地进一步净化贮存,重新用于绿化灌溉或冲厕。预留雨水处理配套用地作为公园水质监控设备用地,以及配备生物处理设施,作为污水处理初级净化系统。生物处理系统建设较复杂且成本较高,结合公园周边中水系统统一规划。
3.4设计中采用的雨水利用措施
3.4.1收集系统
(1)绿地生态水渠
根据现状地形及景观要求,设计以下3种形式:①利用现状截洪沟进行改造,变成集、蓄、滤三个功能兼备的生态型水渠;②在山坳处设置引水渠,将山上雨水引入人工湿地过滤净化;③结合现状地形设计渗透型集水渠,渗滤沟+穿孔管+贮存池或渗滤池。
(2)道路渗滤沟
因景观和功能要求,在主要道路和广场上未使用透水砖。因道路广场的标高大于绿地标,道路广场上的雨水可以汇聚到周边绿地内,再渗透到地下。而园内一般道路采用透水砖,并以级配砂石作为垫层,在级配砂石垫层内铺设全透型排水软管,便于雨水渗透、收集和利用。
根据具体位置及路幅宽度不同,渗滤沟有以下几种形式:①主园路渗滤沟:路幅宽6m,行人较多,雨水稍有污染,结合绿地过滤设计渗滤沟;②硬质广场路面:结合地面找坡及铺装设计,广场中每隔20m左右设置渗滤沟;③3m宽园路:渗水砖路面+渗滤沟+穿孔集水管;④山体渗滤沟:内侧做渗滤沟,隔一定距离结合地形设置渗滤池或贮水池;⑤木栈道:栈道下方设置低洼绿地;⑥停车场:设计多孔沥青车道结合植草砖停车区,尽可能让雨水下渗,此处雨水污染较大,结合弃流及土壤渗滤设置穿孔管集水。
2.4.2净化系统
(1)土壤渗滤净化
大部分雨水在收集时同时进行土壤渗滤净化,并通过穿孔管将收集的雨水排入次级净化池或贮存在渗滤池中;来不及通过土壤渗滤的表层水经过水生植物初步过滤后排入初级净化池中。
(2)人工湿地净化
分为2个处理过程,一是初级净化池,净化未经土壤渗滤的雨水;二是次级净化池,进一步净化初级净化池排出的雨水,以及经土壤渗滤排出的雨水;经二次净化的雨水排入下游清水池中,或用水泵直接提升到山地贮水池中。初级净化池与次级净化池之间、次级净化池与清水池之间用水泵进行循环。
(3)生物处理
参考中水处理流程,结合人工湿地设计生物处理系统,处理冲厕、盥洗排水的净化系统。
2.4.3贮水系统
(1)人工湖
结合景观水景要求设计人工湖,包括初级净化池、次级净化池、清水池。雨水利用时主要从清水池用泵抽取,供附近的冲厕用水以及补充山地绿化灌溉用水;少量溢出的雨水排入市政雨水管。湖水的常水位标高比溢流口低10cm,而驳岸的标高则根据常水位来设计这样处理可以使降雨蓄存量增加,保证至少单次降雨量在50mm以下时不会产生溢流,既保持了平时湖水充盈的亲水效果,又为雨季蓄水打下了基础。在人工湖设计有若干水生植物种植池,这些种植池在丰富湖区景观的同时,也承担着沉积雨水带来的泥沙的作用。为保证湖水清洁,防止水质恶化,中水处理系统对湖水进行循环处理,同时为公园里其它绿地喷灌系统提供水源,使得汇集的雨水得以充分利用。
(2)地下贮水沟
结合生态集水渠设计地下贮水沟,既是集水沟,也是贮水设施。贮存的水过滤后在重力作用下直接供给附近低标高厕所冲厕以及绿地灌溉,贮存沟内溢流出的雨水排入下游净化池中。
(3)地下贮水池
根据景观场地设计及绿化灌溉就近原则,设置2种形式的地下贮水池:①自动滴灌式贮水池:主要设置在阳光草坪高位坡地上,抽取清水池中雨水,贮存在坡顶土层下方贮水池中,结合滴灌系统,利用重力作用灌溉下游草坪;②山地贮水池:水源主要来自高位集水沟收集过滤的雨水,必要时用水泵抽取清水池雨水补充;贮存的雨水主要用作附近低标高厕所冲厕以及绿地灌溉;利用溢流管将山地贮水池连成一个系统,水量过多则通过溢流管逐级下流,最后排入清水池中;缺水时通过水泵抽取清水池中雨水,逐级提升至最高位贮水池中。
4、结语
公园绿地在整个城市绿地面积中占有很大的比例,与我们的生活紧密相关,对改善城市生态环境、提高人们的生活质量具有重要作用。在水资源日益紧缺的今天,将雨水资源利用与公园景观水景结合起来显得尤为适宜。山、林、塘、畦,它们都承载着中国文化的智慧基因,我们应该珍视承载这份基因的大地,将绿色科技融入这块大地之中,诠释人与自然和谐共生。
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