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实例解析雨水花园的设计应用

来源:中国花卉报    杨石泉     2016-1-21 10:56:00


    近年来,随着国家对环境保护的日益重视,各种新型生态技术和理念纷纷被提出,其中包括“海绵城市”概念。该概念的技术核心是低影响雨洪管理策略,雨水花园是该策略的重要内容,是雨水生态回收利用的有效措施之一。该项内容颠覆了我国现代化建设以来传统“尽快排出,避免灾害”的单一排水指导思想,而改为“源头分散调蓄,过程下渗净化,收集综合利用”的地缘综合生态排水思想。运用这一思想,可以有效改善目前我国城市水生态继续遭受严重破坏的状态,形成“生态与经济双赢”的局面。本文结合珠海某新区开发建设设计,通过对雨水花园在城市建设设计过程中遇到的问题进行探讨,以帮助工程设计人员开展相关设计工作。
  该项目位于珠海市金湾区红旗镇附近,处于珠海市西部新城开发的核心位置,更是西部新城先行区———A、B片区最先建设部分的市政景观工程,有着非常重要的示范性、标杆性。它的开发模式成功与否,关系到日后新城的其他区域能否快速发展起来。因此该项目的模式更应该具有可复制性以及易普及性,为日后新城的发展作探索。
  水文分析 根据相关水利设计,该地区水系常水位标高0.6米,低潮期流速不大于0.6米/秒(不冲不淤流速),50年一遇洪水位标高2.6米,高潮期流速不大于0.5米/秒。水域来源主要为中央水系北段及沿途区域降水,为满足景观水系的生态及景观要求,水质要求能达到《地表水环境质量标准》GB3838-2002IV类以上。据斗门气象站多年降水资料统计,该地区多年平均降水量2294毫米,最大年降水量3379.6毫米(1973年),最小年降水量1308.7毫米(1977年)。每年4月至9月为降雨集中期,占全年降雨量的83.4%。平均全年雨日(日雨量≥0.1毫米)153.4天,其中大雨日数(日雨量≥25毫米)26天,集中发生在4月至9月。该项目区内降雨年际变化较大,根据白蕉站1956年至2000年资料统计,多年平均降水量2055毫米,最大降水量3339毫米,最小降水量1176.9毫米,极值比2.84,多年平均降雨日数144天,占年日数的40%,最多雨日为196天(1975年)。根据三灶站1959年至2000年资料统计,多年平均降水量1963毫米,最大降水量3023毫米,最小降水量791.3毫米,极值比3.82。该项目区降雨具有明显的季节性。
  场地雨污管网分析 根据相关规划文件,该项目周边区域实行雨污分流排水体系,污水集中排放至污水处理厂进行处理达标后排放,雨水经由市政雨水管道汇集至该项目河道中,雨水出口位于河道两侧各市政路交汇处,管径1米。项目内污水应就近接入市政污水管网,雨水采用排水草沟结合雨水花园方式就近排放。
  分散源头控制型雨水花园设计 经研究资料显示,雨水花园一般最大设计积水深度为0.2米。本案由于硬质铺装占总面积不超过30%,其余为绿地,则综合径流系数不超过0.5,在5年重现期的暴雨持续降雨10分钟的情况下,雨水花园总面积应占本案总面积不小于1/9,才可以保证所收集的雨水不会溢流。
  本案场地渗透系数为0.432米/天,0.2米的积水深度12小时内可以下渗完毕,对短时耐涝植物不产生影响。
  城市雨水管出口处理雨水花园设计 据甲方提供资料显示,每个市政排雨口涉及雨水汇流面积约30万平方米,以硬质为主,径流系数不小于0.95。重现期5年的10分钟暴雨量为1.3万立方米。设计雨水花园积水深度0.4米,需面积3.3万平方米才能保证完全消纳。这在本案中较难实现,所以结合城市排水口的雨水花园应采取溢流式湿地形式,主要功能为降低初期雨水中的污染物含量,保证水质安全;形成城市雨水缓冲带,截留泥沙,防止水温过高形成水华。主要根据市政规划雨水管线出口的位置,在其排水口两侧10米至20米范围内设置纵深20米至30米的缓冲湿地区,从高处开始依地势分3个层次种植不同植物。第一个植被带主要由禾本科植物组成并搭配草本植物,用来降低雨水径流流速、吸收部分污染物。第二个植被带主要有慢生的乔木与灌木丛组成,进一步净化第一阶段剩余的污染物。第三个植被带主要有速生的耐水湿乔木与水生植物(如芦苇丛等)组成,可以形成美丽湿地景观的同时也不受潮水位影响。
  经过雨水花园和湿地渗透过滤的雨水收集进入埋地设置的蓄水池,可作为陆上水景及绿化灌溉水源。蓄水池里的雨水通过水泵提升回流至湿地中进行重复净化,可以保持水体清洁,避免使用过程中的二次污染。

    相关链接:该工程在设计过程中遇到的问题以及应对策略:
    1.雨水花园类型如何确定?
   
应结合工程需要,仔细研究项目规划、招标文件等内容,区分好屋面、道路、城市管网等不同区间的要求,结合城市排水系统综合确定。
  2.土壤下渗系数如何确定?
  应查找工程区域内的勘探材料、地质报告等,也可以询问相关土建专业工程师。实在找不到相关资料的,可以在现场使用灌水法进行实测。
  3.场地综合径流系数如何确定?
  应与规划设计师、景观设计师等充分沟通,确定各种地面材料的面积比例,确定各种材料的权重比例。通过查找各种材料的径流系数结合权重比例,确定综合径流系数。
  4.雨水花园植物如何选择?
  首先应根据土壤下渗速率确定积水时间,进而与相关植物设计师沟通,结合当地本土植物品种,选择合适的植物种类,根据景观需求进行最终设计。
  5.应如何收集经过处理的雨水?
  可以在雨水花园下部直接设置蓄水池。也可以在雨水花园的疏水层里根据水量要求埋设一定密度的疏水管进行收集。
  6.如何确定收集池的大小?
  应根据场地情况,结合考虑用水需求、雨水收集量、使用频次等因素综合考虑。

分散型雨水花园

出口处理型雨水花园

(作者单位系棕榈园林股份有限公司)

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