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雨水資源利用在公園景觀設計中的應用

日期:2019-04-08/ 人氣:

1、雨水資源的景觀利用
美國的波特蘭和西雅圖,終年雨水充沛,景觀設計師便經常運用雨水花園來增強城市排水功能。在停車場等城市公共環境中,這種雨水花園能有效地使收集到的雨水變廢為寶。德國的柏林波茨坦廣場(Potsdamer Platz),占總面積19%的用地被規劃為水面,可收納周邊屋面和地面的雨水約1.5萬m3。雨水在注入廣場水體之前,先要經過種植有水生植物和培養在上面的微生物構成的凈化水塘,完成水的凈化和二次過濾,保證水體有清潔健康的品質。廣場的水面與南部緊鄰的運河結合為一個整體水網生態系統,為身處鬧市中的人們創造了一個以水為主題的都市生態景觀環境。
2、雨水資源景觀利用的措施
雨水利用的主要景觀措施有:屋面集水、滯留池、生態調節池、植草溝、人工濕地等。本案例中雨水直接利用時選用無滲透功能的貯存裝置(人工湖、地下貯水池、貯水溝),雨水間接利用采用滲濾溝、滲濾池、低洼綠地、梯田、花畦等方式將雨水滲入土壤,涵養地下水或回灌至地下水層。
2.1滲濾池:結合池塘、洼地設置滲濾池,池塘與洼地維持少量水位,除有集水功能外還可維持水生生態系統的穩定性,開放的水域還能提供親水及視覺美化的效果。
2.2花畦:池底覆以土壤并種植吸附污染物的濕生植物,具有調節與改善水質的功能。
2.3植草溝:用植被覆蓋的集水、排水渠,主要用于疏散暴雨徑流以及移除污染物,提升水質,保留鄉土植被維護景觀品質,提供生物棲息的空間,且植草溝設置及維持保養的費用低于傳統的地下管線。
2.4滲濾溝:滲濾溝是利用卵石、碎石等空隙為雨水提供滯蓄空間的方法,在地面設卵石溝或卵石槽導引地表徑流至卵石間的孔隙。
2.5滲透性鋪裝:采用滲透性地面鋪裝是讓雨水回歸大地,解決地下水回灌問題,具有入滲、滯留的能力,有減洪、水質凈化與地下水涵養的優點。
3、杭州某公園雨水利用方案分析
杭州降雨量年際變化大,往往出現雨季暴雨量大,雨后大量雨水自然流走而缺水的情況,結合該現狀,在公園景觀規劃初期引入了雨水利用的概念。公園北面地勢較低有2個水塘;南邊為自然坡地,視野開闊;東面地勢較為平坦。公園綠地率達75%以上,設計水面達7.6萬m2,提升景觀品質的同時,對于雨水的回收貯存也極為有利。雨水經過大面積綠化過濾,水質好;園中各景觀要素有機結合,相宜布置,并以濃郁、豐富的植物將各要素融為一體,綜合運用多項技術措施,力圖使雨水得以充分利用。
3.1公園水景系統設計目標——雨季無水澇,旱季不缺水,污水零排放。
充分利用滲濾、調蓄設施,調節雨季多水與旱季缺水的矛盾,即旱季利用雨季儲存的雨水解決除工作人員飲用水、盥洗用水以外的公園用水;雨季將大量富余雨水滲入土壤,部分雨水貯存用于補充旱季用水。結合生物處理及人工濕地凈化,設計污水處理系統,對公園的污水進行水質處理,然后供綠化灌溉或沖廁使用。
3.2在水景規劃方案及其各設計參數初步設定后,進行水量分析。
公園總占地面積55.9萬m2,其中山體占18%,道路及鋪裝占11%,綠地占58%,水體占1370,杭州年均降雨量1435mm。公園綜合徑流系數y=0.3×18%+0.7×11%+0.15×58%+1×13%=0.36;公園年均雨水徑流量W=0.36×1.43×55.9×104=28.77×104m3。根據分析結果可知,因公園匯水面積和人工湖調蓄能力較大,每年可收集利用雨季暴雨期間大量雨水資源,彌補大部分景觀用水,從而節約水資源的消耗,旱季景觀水體依靠雨水基本能維持水景正常運行。
3.3設計理念
在園區綠地設計中,雨水是一種重要的資源,采取大量截留和利用雨水的措施,最大限度地利用雨水資源,發揮其綜合作用。
3.3.1按照重現期為2年的暴雨量設計滲透設施,保證雨季無水澇;計算旱季累計最大用水缺口,設計貯水設施,旱季不缺水;結合人工濕地以及生物處理技術,設計公園污水處理系統,污水零排放;設置自動監控系統實時監控水質,實時處理。
3.3.2結合杭州降雨特點以及公園實地情況,采用“自來水補給+人工濕地凈化生物處理”系統。自來水補給公園工作人員日常用水、游客盥洗用水;人工濕地凈化系統處理優質雨水,提供綠化灌溉用水、沖廁用水、沖洗地面用水;生物處理系統處理沖廁、盥洗排水,再排入濕地進一步凈化貯存,重新用于綠化灌溉或沖廁。預留雨水處理配套用地作為公園水質監控設備用地,以及配備生物處理設施,作為污水處理初級凈化系統。生物處理系統建設較復雜且成本較高,結合公園周邊中水系統統一規劃。
3.4設計中采用的雨水利用措施
3.4.1收集系統
(1)綠地生態水渠
根據現狀地形及景觀要求,設計以下3種形式:①利用現狀截洪溝進行改造,變成集、蓄、濾三個功能兼備的生態型水渠;②在山坳處設置引水渠,將山上雨水引入人工濕地過濾凈化;③結合現狀地形設計滲透型集水渠,滲濾溝+穿孔管+貯存池或滲濾池。
(2)道路滲濾溝
因景觀和功能要求,在主要道路和廣場上未使用透水磚。因道路廣場的標高大于綠地標,道路廣場上的雨水可以匯聚到周邊綠地內,再滲透到地下。而園內一般道路采用透水磚,并以級配砂石作為墊層,在級配砂石墊層內鋪設全透型排水軟管,便于雨水滲透、收集和利用。
根據具體位置及路幅寬度不同,滲濾溝有以下幾種形式:①主園路滲濾溝:路幅寬6m,行人較多,雨水稍有污染,結合綠地過濾設計滲濾溝;②硬質廣場路面:結合地面找坡及鋪裝設計,廣場中每隔20m左右設置滲濾溝;③3m寬園路:滲水磚路面+滲濾溝+穿孔集水管;④山體滲濾溝:內側做滲濾溝,隔一定距離結合地形設置滲濾池或貯水池;⑤木棧道:棧道下方設置低洼綠地;⑥停車場:設計多孔瀝青車道結合植草磚停車區,盡可能讓雨水下滲,此處雨水污染較大,結合棄流及土壤滲濾設置穿孔管集水。
2.4.2凈化系統
(1)土壤滲濾凈化
大部分雨水在收集時同時進行土壤滲濾凈化,并通過穿孔管將收集的雨水排入次級凈化池或貯存在滲濾池中;來不及通過土壤滲濾的表層水經過水生植物初步過濾后排入初級凈化池中。
(2)人工濕地凈化
分為2個處理過程,一是初級凈化池,凈化未經土壤滲濾的雨水;二是次級凈化池,進一步凈化初級凈化池排出的雨水,以及經土壤滲濾排出的雨水;經二次凈化的雨水排入下游清水池中,或用水泵直接提升到山地貯水池中。初級凈化池與次級凈化池之間、次級凈化池與清水池之間用水泵進行循環。
(3)生物處理
參考中水處理流程,結合人工濕地設計生物處理系統,處理沖廁、盥洗排水的凈化系統。
2.4.3貯水系統
(1)人工湖
結合景觀水景要求設計人工湖,包括初級凈化池、次級凈化池、清水池。雨水利用時主要從清水池用泵抽取,供附近的沖廁用水以及補充山地綠化灌溉用水;少量溢出的雨水排入市政雨水管。湖水的常水位標高比溢流口低10cm,而駁岸的標高則根據常水位來設計這樣處理可以使降雨蓄存量增加,保證至少單次降雨量在50mm以下時不會產生溢流,既保持了平時湖水充盈的親水效果,又為雨季蓄水打下了基礎。在人工湖設計有若干水生植物種植池,這些種植池在豐富湖區景觀的同時,也承擔著沉積雨水帶來的泥沙的作用。為保證湖水清潔,防止水質惡化,中水處理系統對湖水進行循環處理,同時為公園里其它綠地噴灌系統提供水源,使得匯集的雨水得以充分利用。
(2)地下貯水溝
結合生態集水渠設計地下貯水溝,既是集水溝,也是貯水設施。貯存的水過濾后在重力作用下直接供給附近低標高廁所沖廁以及綠地灌溉,貯存溝內溢流出的雨水排入下游凈化池中。
(3)地下貯水池
根據景觀場地設計及綠化灌溉就近原則,設置2種形式的地下貯水池:①自動滴灌式貯水池:主要設置在陽光草坪高位坡地上,抽取清水池中雨水,貯存在坡頂土層下方貯水池中,結合滴灌系統,利用重力作用灌溉下游草坪;②山地貯水池:水源主要來自高位集水溝收集過濾的雨水,必要時用水泵抽取清水池雨水補充;貯存的雨水主要用作附近低標高廁所沖廁以及綠地灌溉;利用溢流管將山地貯水池連成一個系統,水量過多則通過溢流管逐級下流,最后排入清水池中;缺水時通過水泵抽取清水池中雨水,逐級提升至最高位貯水池中。
4、結語
公園綠地在整個城市綠地面積中占有很大的比例,與我們的生活緊密相關,對改善城市生態環境、提高人們的生活質量具有重要作用。在水資源日益緊缺的今天,將雨水資源利用與公園景觀水景結合起來顯得尤為適宜。山、林、塘、畦,它們都承載著中國文化的智慧基因,我們應該珍視承載這份基因的大地,將綠色科技融入這塊大地之中,詮釋人與自然和諧共生。

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