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城市園林綠地中如何運用高效的雨水收集再利用技術措施
城市園林綠地中如何運用高效的雨水收集再利用技術措施
- 作者：深圳市海綿雨水利用科技有限公司
- 來源：www.hr7k.com
- 發布時間：2019-11-07 00:00
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在城市園林綠地中如何運用高效的雨水收集利用技術措施，在保證綠地綜合功能可持續發揮的同時，有效地減少長期養護管理中水資源的消耗和綠地用水投入，就成為發展城市節約型園林綠地的一項重要課題。
為此本文綜合分析了北京地區城市雨水資源情況和城市園林綠地特點，認為在北京城市園林中進行雨水收集再利用尚有巨大的利用空間和挖掘潛力。從節約水資源角度探討了建設城市節約型園林綠地的途徑。
1、北京園林綠地雨水資源利用必要性和可行性分析
1.1北京水資源狀況與實施雨水資源利用的必要性
北京是水資源緊缺的城市，年均虧水23億m³，人均水資源不足300m³，僅為全國人均水量的1/8，世界人均水量的1/32。隨著城市綠地規模和數量的增加，北京城區綠地需水量也逐年增多，加之近年來旱情形勢嚴峻，地下水位呈逐年下降趨勢，2005年下降至20m。
“水作為園林的靈魂，有的園林設計師稱之為園林的生命”。水體一直就是園林中非常重要的構成因素，由于水資源的緊缺，目前除主要公園及部分高檔社區外，北京城市園林綠地中很少有良好的水體景觀，或顧忌到后期高額的水費等管理投入而不敢建設，或在建設后長期空置處于荒蕪狀態（圖1），水景成為廣大市民可望不可即的奢侈品，領水樓盤也成為不少高檔居民區開發項目的炒作熱點。
1.2城市綠地雨水資源利用潛力分析
提高水資源利用效率無疑是有效緩解水供需矛盾的有效途徑，其中雨水作為北京市的寶貴自然資源，尚有很大的利用空間和挖掘潛力。雨水供需季節性矛盾突出，其中全年70％~80％降雨量集中在夏季幾個月內。據統計，北京汛期80％以上的雨水未能有效利用，僅城八區每年約有2.81億m³的雨水進入城市排水系統，大量的地表徑流又形成了巨大的城市防洪排澇壓力（如2004年7月10日的一場暴雨就使北京道路交通幾乎陷于癱瘓）。因此，每年需投入大量的人力、物力和財力，既要抗旱又要防汛，如何科學調配夏季雨水資源，提高其利用效率，成為城市雨水利用的主要研究內容。
根據2005年北京市城市園林綠化普查結果，北京各類城市園林綠地共有38877hm²，按年平均降雨量600mm、綠地地表徑流系數為0.4計算，平均每年每公頃綠地可吸納0.24萬m³水，全市每年可吸納近1億m³水，若再考慮增加周邊道路、鋪裝、屋面等硬質環境（徑流系數為0.9）匯水面積，城市園林綠地雨水資源利用潛能十分巨大。
若在城市園林綠地中把收集的雨水就地應用于綠地澆灌，既降低了長期的人工自來水或再生水等的直接經濟投入，也可減少部分輸水管線的鋪設、澆水車的投入數量鞥，有效降低綠地養護管理的間接經濟投入。另外，可以豐富城市園林綠地水體景觀，為市民提供更加多樣的游憩活動場所，滿足群眾親水、賞水等更多行為需求，有效增加生物種類等。
1.3城市綠地雨水資源利用可行性分析
雨水收集也有很多形式，例如屋頂集水、地面徑流集水、截水網等。其收集效率會隨著集水面材質、氣象條件（日照、溫濕度等）以及降雨時間的長短等因素而有所差異。國際雨水利用的發展趨勢表明，今后城市雨水利用技術發展的一個突出特點是集成化，成熟的雨水利用技術從雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、會用到控制都有一系列的定型產品和組裝式成套設備。城市建成區的雨水收集利用主要有：集中綠地、硬化的廣場、建筑屋頂等雨水可選用透水材料或建設匯流設施，將雨水引入透水區域或儲水設施中，收集后經過濾處理等措施用來建設觀賞水景、澆灌綠地、沖刷路面，或供居民洗車和沖洗馬桶等，既能節約大量自來水，又可節省大量水費。
城市園林綠地空間廣闊、形式多樣，可充分利用硬質鋪裝、樹木間空地、人造微地形等條件來研究地下蓄水、地表水面等各種收集方式。同時綠地也具有雨水收集的優點：透水性好，對雨水中的污染物具有較強的截留和凈化作用，城市有大量的綠地可以利用，可節省投資，一般建筑物周圍均有綠地分布，便于雨水的引入利用。另外綠地內植物用水，地下回灌、地面蒸發等也是雨水再利用的獨特條件。
2、綠地雨水收集利用工程技術實踐
2.1綠地概況
花園綠地位于豐臺高地益豐園居住南側、772所居住區北側、位于小龍河兩岸，呈條帶狀，被河道與橋體劃分為4部分（圖2）。該綠地屬城市河道防護型公共綠地，始建于2003年5月，長約300m、寬60m，總面積17700m²，栽植銀杏、法桐、油松、檜柏等喬木20種780株，栽植太平化、石榴、珍珠梅等灌木24種3150株，萱草、荷蘭菊等地被花卉等5種10500株，野牛草12200m2，滲水磚鋪裝3680mz。目前按照特級綠地養護管理標準進行養護，據近2年來統計結果，該綠地年用水量達21240t，年平均養護管理投入達16．71元／m2，其中自來水投入達4．44元，m2，占總投入的26％以上。
2.2雨水收集再利用工程技術研究
按綠地現狀分布情況，由西南、東南、東北、西北依次分為一、二、三、四號共4部分進行雨水收集利用試驗，從雨水的收集、截污、過濾、儲存、滲透、提升、回用等環節進行了實踐研究。在一號地減少匯水溝60m、地上沉沙池1處、地下蓄水池1座，在二號地減少匯水溝及甬路式匯水渠90m、地上沉砂池1處、景觀水面1處、地下蓄水池1座、人工壓水蓄水槽1處，在三號地建設匯水溝及甬路式匯水渠11,0m、地上沉砂池1處、地下蓄水池1座、人工壓水蓄水亭1處，在四號地減少卵石匯水集36m、地下蓄水滲水池2座（表2）
2.2.1收集利用程序
根據該綠地特點，利用自然坡度把綠地內部分周邊居住區、道路形成地表徑流的匯集到匯水管道和雨水收集渠，在匯水口或收集渠沿線分別設置、截污蓋（網）、過濾沉砂池，匯集的雨水經過處理后儲存于地下蓄水池內。地下蓄水池可分為不可滲水和可滲水2種，不可滲水蓄水池內需灌或景觀用水，容量相對較大（圖3），可滲水蓄水池主要是針對相對狹小的綠地，池內作可滲水處理，收集的雨水用于綠地滲灌和地下水補給，容量相對較小（圖4）。
收集后的雨水利用方式主要有：提取后用于綠地植物的澆灌、營造人工水景觀、創造水源文化，從下部向植物根系提供水分代替人工澆水，直接回灌地下補充地下水等。
2.2.2雨水收集量統計
根據水務局等有關部門提供數據，綠地和滲水鋪裝地面徑流系數按0.4計算，近6年來豐臺區日最大降雨量平均值為69.3mm（表3）。經計算，該綠地內一次性可收集雨水總量為490.64m³，各綠地具體蓄水量見（表3）（周邊居住區及道路地表徑流的收集屬后加內容，在設計時未能考慮）。
計算公式：V=HxSxr
式中：V-設計集水量
H-日降水量
S-匯水面積
R-徑流系數
2.2.3技術措施的運用
充分考慮了管理、認為活動、景觀需求等因素，每塊綠地結合周邊環境及管理條件、綠地形式及狀況等分別采用了不同的雨水收集或再利用表現形式。技術措施運用重點圍繞實用、高效進行設計，力求用最有效的投入解決存在的實際問題，并最大限度地發揮出園林綠地的功能。
1）雨水收集方面
（1）借助綠地地形普遍向河道傾斜的特點，在靠近河岸邊綠地內建設雨水收集匯水渠。
（2）在二、三號綠地內，利用人為踩出的裸露土地進行卵石鋪設處理，形成甬路式匯水渠（圖5），有效收集地表徑流，同時解決了綠地景觀和群眾通行的矛盾。
（3）通過簡單的管道引流和沉砂處理，把周邊居住區和道路的地表徑流雨水匯集到收集系統內（圖6）。
（4）在四號綠地內運用了卵石渠匯水處理方式，在收集道路徑流雨水的同時，解決了周邊油松因栽植過深容易積水的問題（圖7）
（5）蓄水井口保護處理上，運用了種植低矮植物、點綴人造石、設立觀賞花架等手法。（見圖8）
2）雨水再利用方式
圖5：二號地甬路式匯水渠及沉砂水景、圖6；二、三號地外部徑流匯水管、圖7；四號地卵石匯水渠、圖8；二號地地上蓄水景觀墻、圖9；三號地地上蓄水景觀亭
（1）一號綠地靠近管理班點，電源及保護條件方便，蓄水井位遠離群眾活動區域，采用了簡單的潛水泵抽取方式直接用于澆灌植物。
（2）二、三號綠地蓄水井位離群眾活動區域近、缺乏電源條件，巧妙地運用了地上儲水罐和人工抽水形式。在方便群眾鍛煉同時將所收集水抽取到儲水罐內，形成水位壓力差，用于綠地澆灌或水系循環（圖8），是節約水電能源同時充分發揮人力資源的表現。在匯水渠內間斷性設置可滲水鋪裝，盡量回灌地下。
（3）在二號綠地結合地上儲水池、沉砂過濾池、循環水處理巧妙建設了景觀墻、休息座椅、小型人工水面景觀等，豐富了園林景觀，提供了多種生物的生長繁衍環境（圖5）
（4）在三號綠地儲水管和匯水口處理上，巧妙地創造出“寶石亭”和“古井”景觀，既保證了儲排水功能、提升了景觀、方便了群眾休憩，又營造了“由天而降”打井取水的水源文化氛圍（圖9）
（5）四號綠地狹小細長，在匯水和蓄水方式上簡單實用，完全用于綠地灌溉和地下水補給。
城市綠地雨水回收利用模式
在該項目雨水回收利用工程技術實踐中，結合綠地特點試驗運用了以下四種雨水收集利用模式，該模式在城市園林綠地中有一定的代表性，可供多種類型的城市園林綠地參考應用
3、結語
1）在城市園林綠地中進行雨水收集再利用是非常必要、重要而切實可行的。
合理的雨水收集再利用技術能夠明顯減少長期養護管理中自來水資源的消耗、豐富園林綠地的綜合功能，并可以降低相應的管理和資金投入，它是建設城市節約型園林綠地的體現和重要組成部分。
2）雨水收集再利用的關鍵是運用高效的技術措施并滿足城市園林綠地綜合功能的發揮。
充分考慮城市中人為活動需要、景觀形象需求等環節條件，在滿足生態、景觀、社會服務等綜合功能的可持續發揮要求基礎上，研究和運用高效的技術措施進行雨水收集再利用。包括分析綠地特點及環境資源，確定綠地雨水收集范圍和再利用方式；科學計算需水量，確定蓄水池的最大容量，充分利用綠地地形、植物空缺或草坪地，確定匯水管線、沉砂過濾及蓄水池的位置。根據周邊環境條件與綠地性質，分析并完善綠地功能缺陷。
3）發展城市節約型園林綠地是實現城市可持續發展中一項產期有效而內容多樣的課題。
發展城市節約型園林綠地，是實現城市可持續發展的有效手段，是園林綠化科學發展的根本方向。作為節水之一的城市園林綠地雨水收集利用形式和技術措施是非常豐富的。同樣的降低目前城市園林綠地后期管理中土地、植物、人工管理、機械運輸、肥料、農藥、綠地用水等各類資源的消耗提高資源循環利用能力方面，在挖掘有效節約形式或進一步擴展園林綠地功能方面，也具有非常廣闊的空間，需要廣大園林工作者共同研究、共同發展。
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淺談城市水循環與海綿城市的建設
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