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淺談城市園林綠地中雨水的收集和利用
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展雨水作為一種不可忽視的重要水源，對(duì)其的開(kāi)發(fā)利用已成為許多節(jié)約用水的新途徑，尤其是在城市小區(qū)中的雨水利用，受到普遍的關(guān)注。下面是YJBYS小編收集的關(guān)于城市園林綠地中雨水的收集和利用的相關(guān)內(nèi)容，歡迎閱讀!
為更好地促進(jìn)城市園林綠地的可持續(xù)發(fā)展,緩解城市水資源短缺與園林綠地灌溉用水之間的矛盾,提出了下凹式綠地、滲水井、滲水邊溝、樹(shù)皮覆蓋、滲透鋪裝幾項(xiàng)雨水利用措施及其在綠地中的實(shí)施方法。這些措施可以將雨水最大限度應(yīng)用到城市綠地,滿(mǎn)足園林植物生長(zhǎng)的需求,同時(shí)可以有效地回補(bǔ)地下水。雨水資源的有效集匯利用,在一定程度上降低了綠地灌溉量,節(jié)約水資源。本文概括了雨水收集利用的概念意義，根據(jù)國(guó)外雨水收集案例并綜合我國(guó)實(shí)際情況，分析綠地系統(tǒng)中雨水收集利用的可行性與收集利用方法。
1. 雨水收集利用的概念及意義
雨水收集利用是指針對(duì)因建筑屋頂、路面硬化導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)徑流量增加而采取的對(duì)雨水進(jìn)行就地收集、入滲、處理和利用的措施。主要包括收集、儲(chǔ)存和凈化后的直接利用，利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低洼地對(duì)雨水徑流實(shí)施調(diào)蓄、凈化和利用，改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，通過(guò)人工或自然滲透設(shè)施使雨水滲入地下補(bǔ)充地下水資源或進(jìn)行有效利用。
我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，雖然水資源總量為28000億m3，但人均水資源量?jī)H為世界人均占有量的1/4，被列為世界上13個(gè)貧水國(guó)之一。同時(shí)，我國(guó)水資源空間分布不均，東南沿海城市水資源充足，西北內(nèi)陸地區(qū)水資源缺乏。因此，缺水地區(qū)應(yīng)充分開(kāi)發(fā)和利用一切可利用的水資源。
其中，雨水是我們長(zhǎng)期忽略的一個(gè)重要水資源。雨水收集利用可以有效利用雨水資源、緩解水資源短缺、補(bǔ)償水資源平衡、減輕城市排水和處理系統(tǒng)的負(fù)荷、減少水體污染和改善城市生態(tài)環(huán)境，具有明顯的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。對(duì)于時(shí)刻離不開(kāi)水的園林綠地系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雨水是最好的補(bǔ)充，人為的利用景觀(guān)特點(diǎn)對(duì)雨水進(jìn)行收集和利用對(duì)于發(fā)展節(jié)約型園林景觀(guān)具有現(xiàn)實(shí)的重要意義。
2. 國(guó)外雨水收集系統(tǒng)的實(shí)踐
2.1 美國(guó)雨水收集系統(tǒng)
雨水管理在美國(guó)已有30年的歷史,主要是針對(duì)雨水的收集、儲(chǔ)存和凈化。與傳統(tǒng)的排水概念相反,美國(guó)在20世紀(jì)80年代初對(duì)所有新開(kāi)發(fā)區(qū)的雨水下泄量進(jìn)行規(guī)劃,即暴雨洪水洪峰流量不能超過(guò)開(kāi)發(fā)前的水平。同時(shí),為了保證雨水質(zhì)量,排向市政管道的雨水必須經(jīng)過(guò)一定時(shí)間(至少24h)的沉淀和過(guò)濾,對(duì)暴雨洪水的蓄水能力和過(guò)濾設(shè)施是工程批報(bào)必不可少的部分,滯洪設(shè)施的最低容量均能控制5年一遇的暴雨徑流。對(duì)一些硬質(zhì)的市政設(shè)施采取軟化的措施,如在停車(chē)場(chǎng)采用嵌草磚路面,提高雨水的下滲量。在停車(chē)場(chǎng)及道路沿線(xiàn)兩側(cè)設(shè)置地下蓄水層,以擴(kuò)大地表收集雨水的能力。
2.2 德國(guó)雨水收集系統(tǒng)
德國(guó)是雨水利用體系建立較完善的國(guó)家,在20世紀(jì)80年代末把雨水的管理與利用列為水污染控制的三大課題之一,修建了大量的雨水池用以截流、處理或利用雨水,利用天然地形地貌及人工設(shè)施來(lái)滲透雨水。目前已形成了成熟和完整的雨水收集、處理、控制和雨水滲透等技術(shù)體系及配套的法規(guī)體系。
3. 園林風(fēng)景中雨水收集利用
3.1 園林風(fēng)景中考慮充分收集和利用雨水資源
園林景觀(guān)設(shè)計(jì)中的雨水凈化設(shè)施有卵石淺溝、植被淺溝、植被緩沖帶、濕地、生物浮島。濕地、生物浮島、雨水濕地是整個(gè)方案環(huán)節(jié)中的末端凈化設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)園林景觀(guān)水體的凈化。為解決這一問(wèn)題，可以考慮將硬地表面的雨水流入綠地中并下滲，使植物生長(zhǎng)茂盛，地下水位得以提高。這樣既可節(jié)約大量綠化用水，又可減少清潔的工作量。在大面積的停車(chē)場(chǎng)、廣場(chǎng)、人行道上廣泛應(yīng)用透水型鋪裝具有重要的意義。
3.2 雨水調(diào)蓄池設(shè)計(jì)和雨水凈化環(huán)節(jié)
調(diào)蓄池的布局與規(guī)模的確立應(yīng)綜合考慮現(xiàn)狀資源利用、游憩功能及造景需求、建造過(guò)程中的土方平衡、建成與維護(hù)成木等各方面因素，最終能達(dá)到一個(gè)較好的平衡點(diǎn)。調(diào)蓄池的設(shè)計(jì)充分利用雨水作為部分補(bǔ)充水源，通過(guò)整理地形，利用營(yíng)造水體所挖的土方構(gòu)筑周邊微地形，組織雨水匯流。水生植物在美化水體景觀(guān)、凈化水質(zhì)、保持河道生態(tài)平衡方面具有顯著功效。然而，現(xiàn)在的城市綠地中過(guò)多的人工草坪，其根系淺，雨季不能吸收大量的降水，平時(shí)還要人工澆灌，浪費(fèi)珍貴的水資源。因而，在城市綠地中應(yīng)以喬灌草組成的群落為主，維護(hù)良好生態(tài)環(huán)境。
4. 綠地系統(tǒng)中雨水收集和利用的必要性和可行性
4.1 必要性
水資源短缺是長(zhǎng)期困擾我們的環(huán)境問(wèn)題。特別是在北方，季節(jié)交替變化，生態(tài)環(huán)境的變化導(dǎo)致雨季降雨量減少，干旱少雨的形勢(shì)十分嚴(yán)峻。近年來(lái)，我國(guó)加大了城市綠化的建設(shè)，綠地面積快速增加，綠地用水量也隨之急劇增加。我國(guó)現(xiàn)階段大部分地區(qū)的綠化用水以自來(lái)水和地下水為主，使本來(lái)短缺的水資源更加匱乏。如何節(jié)約水資源，高效利用水資源，減少綠地耗水量成為備受關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。
4.2 可行性
城市綠地用水量大，包括生活用水、養(yǎng)護(hù)用水、景觀(guān)用水、消防用水。傳統(tǒng)綠地采用自來(lái)水和地下水，不僅成本高，而且利用率低，造成水資源的浪費(fèi)。景觀(guān)用水對(duì)水質(zhì)的要求不高，天然降雨具有能被植物直接利用、量大、廉價(jià)、易于收集等特點(diǎn)。因此，雨水資源的收集和利用是解決或緩解綠地用水緊張最重要的途徑。
5. 綠地系統(tǒng)中雨水收集和利用的方法
5.1 增加植被覆蓋率，利用自然群落蓄積、凈化雨水
綠地是非硬化路面，雨水可以直接滲透，綠地中植物豐富的根系可以?xún)?chǔ)存大量的水分。另外，植物的根系對(duì)雨水徑流中的懸浮物、雜質(zhì)起到一定的凈化作用，采取相應(yīng)措施可直接進(jìn)入蓄水系統(tǒng)，豐富地下水資源。但是，綠地系統(tǒng)單單靠地面疏導(dǎo)地面徑流的效果不佳，良好的植被覆蓋率是加大綠地雨水存儲(chǔ)量的重要因素。有研究表明，植被覆蓋率對(duì)徑流量的影響極為顯著。植被覆蓋能夠有效影響地表反射率、地表溫度、下墊面的粗糙度和土壤-植被-大氣連續(xù)體間的水分交換。當(dāng)植被覆蓋率從30%增至80%時(shí)，徑流量減少尤為明顯，當(dāng)覆蓋率超過(guò)80%后，徑流量就基本趨于穩(wěn)定。另外，自然的植物群落，能夠在很大程度上涵養(yǎng)水分、保持水土，減少地表徑流。草地可以大量滯留有害金屬，吸收地表污物，樹(shù)木的根系可以吸收水中的溶解質(zhì)，減少水中細(xì)菌含量。濕地和池塘中的水生植物和沼生植物對(duì)凈化城市雨污水也有顯著作用。
5.2 降低地表坡度值，將單一坡度變成陡緩結(jié)合的坡度
坡度是影響土壤侵蝕的重要因子。 一般認(rèn)為在其他條件相同情況下，坡度越大，產(chǎn)流速度越快，徑流量越大。但從各坡度范圍分析，徑流量隨坡度增加而增加，并非連續(xù)的，而是存在一個(gè)臨界坡度，這個(gè)臨界坡度大約為26°～30°，在26°到30°時(shí)，徑流量隨坡度的增加而減少，大于30°后，徑流量又隨坡度的增加而增加。在進(jìn)行城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，合理利用坡度進(jìn)行景觀(guān)地形的營(yíng)造，控制坡度趨于平緩，使雨水匯集的速度減緩，增加雨水滲透的時(shí)間，增加雨水滲透量。
5.3 改變地形，形成下凹式綠地
現(xiàn)行公園、小區(qū)、廣場(chǎng)中園路的標(biāo)高大多比綠地的標(biāo)高要低，雨水很快從綠地流向硬質(zhì)鋪裝和排水道中，使得雨水大量流失而得不到利用，為了解決這一問(wèn)題，這就要求在建設(shè)綠地時(shí)注意豎向設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)好綠地周邊高程、綠地高程的關(guān)系，形成下凹式綠地。例如在對(duì)北京大興生藥基地公園進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)時(shí)，綠地標(biāo)高低于周邊道路標(biāo)高，全部采用下凹式綠地進(jìn)行雨水收集利用。綠地比周?chē)缆坊驈V場(chǎng)下凹50～100mm，綠地設(shè)計(jì)建議坡度≥2%，以便于雨水的匯集。下凹式綠地匯集周邊道路、建筑物等鋪裝區(qū)的雨水徑流，首先流入綠地，綠地蓄滲、補(bǔ)充消耗土壤水分后再流入收集口，進(jìn)入蓄水池，供綠化使用。
5.4 采用透水鋪裝材料
為減少道路、廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)的雨水徑流量，可以采用滲水性地磚、嵌草磚、鵝卵石、碎石等透水鋪裝材料，在不影響交通和景觀(guān)效果的情況下，使雨水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)和下面的土壤，增加土壤含水量。運(yùn)用透水材質(zhì)進(jìn)行鋪裝在國(guó)外已經(jīng)是比較成熟的做法，如日本、德國(guó)、美國(guó)地區(qū)已普遍使用。大面積的廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)采用透水材料可有效減少地表徑流，有利用疏導(dǎo)過(guò)量的雨水，增加土壤含水量，提高地下水位，為植物生長(zhǎng)提供充足水分。
5.5 修建相應(yīng)的雨水收集蓄水系統(tǒng)
我國(guó)在最初的雨水收集中就是因?yàn)闆](méi)有配套的蓄水系統(tǒng)，使收集的雨水流失沒(méi)有得到有效利用�，F(xiàn)階段園林綠地中可采用的蓄水系統(tǒng)有旱溪系統(tǒng)、地下蓄水系統(tǒng)。旱溪，顧名思義就是不放水的溪床，仿造自然界中干涸的河床。在雨水收集系統(tǒng)中的旱溪系統(tǒng)主要采用植草淺溝、碎石溝渠、砂床過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行雨水收集。在園路、廣場(chǎng)周?chē)稍O(shè)置收集雨水的旱溪，同時(shí)布置多個(gè)地下蓄水池，收集雨水作為園林景觀(guān)水體的補(bǔ)充，減少人工補(bǔ)水，使水體景觀(guān)在枯水季和豐雨季呈現(xiàn)不同的美感。地下蓄水系統(tǒng)由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組成，分布在規(guī)劃區(qū)內(nèi)，與雨水收集系統(tǒng)相連接，收集雨水后進(jìn)行沉淀、過(guò)濾、消毒等用于澆灌或水體補(bǔ)充。
5.6 充分利用人工濕地
濕地與人類(lèi)的生存、繁衍、發(fā)展息息相關(guān)，是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀(guān)和人類(lèi)最重要的生存環(huán)境之一，它在蓄洪抗旱、調(diào)節(jié)徑流、降解污染、改善氣候、控制土壤侵蝕、美化環(huán)境等方面具有重要作用。同時(shí)，它也是野生動(dòng)植物繁衍生息的地方，它還可以給人類(lèi)提供水源和食物，與人類(lèi)的生存息息相關(guān)，因此，被稱(chēng)為“生命的搖籃”、“地球之腎”。我國(guó)濕地面積約6594萬(wàn)hm2，占世界濕地的10%，位居亞洲第一位，世界第四位。但是，生態(tài)環(huán)境的破壞正在逐漸縮小濕地的面積，近40年來(lái)，中國(guó)已有50%的濱海灘涂濕地不復(fù)存在;約13%的湖泊已經(jīng)消失;保護(hù)和充分利用自然濕地，增加人工濕地的面積，可形成天然生態(tài)的綜合降解體系，對(duì)維持人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的意義。
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