摘要：对目前居住区景观水体现状进行了分析并提出了存在的主要问题, 论证了雨水用于居住区景观水体的可行性, 并通过实例重点介绍了将雨水应用于居住区景观水体的设计关键。
关键词：景观水体雨水利用设计实例分析
中图分类号TV213.9 文献标识码A 文章编号1673- 4637( 2007)03- 0017- 03
1 居住区景观水体现状分析
居住区的景观水体以其独特、多样性的表现形式已成为城市住宅小区的亮点。居住区内的水景规模大小不一, 小型的有喷泉、叠流、瀑布、涌泉、水雾等;中型的有溪流、镜池等; 大型的有水面、人工湖等[1]。补水水源的稳定供给是所有景观水体良好运行的重要条件, 但目前水资源的短缺已成为限制小区水环境建设的重要因素, 尤其在北方城市这一点尤为突出, 使景观水体的建设主要集中在部分相对高档的小区内。并且, 由于缺乏科学的设计而使目前居住区景观水体的水质恶化问题越来越严重, 限制了景观水体效果的发挥。因此, 经济、适宜、可持续的景观水体补水水源的提供及水质保障是真正体现居住区景观水体价值的重要条件。
目前我国的大部分城市居住区景观水体采用市政自来水进行水体补水, 但对于缺水地区, 由于水资源的短缺使自来水的使用受到当地政策方面的限制, 并且持续上涨的水价也逐渐成为以自来水为补水水源景观水体的运行及建设的限制性因素。目前的居住区景观水体设计不科学, 主要存在以下问题:
(1) 多采用市政自来水补水, 少数辅以天然降水直接进入水体的方式补水, 成本较高。
(2) 水景观多采用硬化做法, 水较浅( 一般0.4 ～0.6 m) , 池底多采用卵石混凝土做法, 堤岸硬化。
(3) 水体周边缺乏适当的围挡措施而使尘土、落叶、垃圾易侵入水体造成污染。
(4) 多数小区未考虑雨水径流污染控制, 使雨水不仅未成为水体的补水水源, 反而成为水体污染源。
(5) 水体水质保障多数采用局部机械循环方式,水生植物种植量小, 水体自净能力弱。
(6) 水体藻类繁殖快, 存在富营养化现象, 水底滋生青苔现象严重, 除一定程度的水体自净外, 主要依靠对水体进行定期清洗( 平均20 d 左右换水清洗1次) , 工作繁重。
(7) 水体防洪调蓄能力低。
2 雨水应用于景观水体可行性分析
处理掉初期雨水后的后期雨水水质较好[2], 大量研究[3- 4]及工程实例[5]证实如能将生态雨水利用方式与小区内景观设计有机地结合起来, 不仅可节约自来水等水资源, 减少暴雨径流, 降低径流中携带的大量污染物排入系统所造成的污染, 削减洪峰流量, 减轻防洪压力, 还可以改善景观效果, 是一种双赢的水资源利用方式。在居住区内, 汇入景观水体的雨水主要来源于屋面及路面, 如能将住宅小区内的径流雨水采用植被浅沟、植被缓冲带等生态集水与净化方式进行雨水补水利用, 即使是在降雨量较少的北方城市( 如北京的年降水量约500 mm 左右) , 当住宅小区的总面积为10 万m2 时, 综合径流系数按0.65 计算, 进行水量平衡计算, 则年可利用雨水量约3 万m3, 补入的雨水量不仅补偿了蒸发损失, 而且还有余量可供回用。在降水量相对较大的南方城市, 这一雨水利用效益将更加可观。研究表明[5], 由于居住小区内的环境污染较轻, 如果对初期雨水进行有效弃流, 再利用植被的净化作用处理后, 汇入景观水体的雨水水质将可以满足水体的水质要求, 再通过对水体结构、水循环方式及生态系统的合理设计则可实现景观水体稳定水质条件下的良好运行。
综合以上, 合理设计后将雨水应用于住宅小区的景观水体作为补水水源是可行的。
3 雨水用于居住区景观水体设计实例
3.1 设计背景
中国南方某城市一规划住宅小区, 紧邻河流, 且河水水质较差, 历史最高水位491.63 m, 现状水位487.74 m。项目场地地势平坦, 标高489.50 ～490.50 m。地下水丰富, 常水位- 3.25 m, 年变幅约2 m。项目建筑净用地面积26 万m2, 规划道路用地10.63 万m2, 绿化用地10.0 万m2, 绿地率38.2%, 水景面积2.90 万m2,由中心湖、内河及湿地组成。项目分二期建设, 其中一期工程汇水面积共计5.40 万m2, 建筑物占地1.22万m2, 道路用地1.56 万m2, 绿化用地1.45 万m2, 水景面积1.72 万m2, 包括整个项目的中心湖及部分内河以及区内湿地。以下指的是对一期工程雨水用于景观水体的设计。
3.2 设计概要
在水体概念设计的基础上根据小区用水规划对水体进行水量的平衡估算。由于小区未规划建立中水站, 因此水体中的水可能成为绿化、道路喷洒的主要水源。经过水量平衡分析, 设计中将雨季雨水进行收集截污后对水体进行补水可满足水体的正常运行。雨水的收集采用地面组织排水方式, 即屋面与路面雨水就近汇入附近的植被浅沟或植被渠, 对雨水进行截流截污及收集输送[6- 7], 浅沟坡度根据地形控制约2‰左右, 并可根据地面的具体条件在入湖之前采用植被缓冲带或集中式雨水弃流装置截留雨水中的污染物, 最后进入景观水体进行补水。这样不仅可节省雨水管道的投资, 改善水质, 还能改善景观效果。
设计时综合考虑了雨水调蓄利用、雨水汇集、防(泄) 洪涝标准、地质条件与施工难度、开挖土方量及水体景观设计要求等因素, 确定水体的水面高程为488.50 m, 水体平均水深1.5 m。一期工程水景观的组成如下: 中心人工湖面积0.80 万m2, 最大水深2.0 m;内河道面积0.70 万m2, 宽3 ～8 m, 最大水深1.2 m;湿地面积0.22 万m2, 最大水深1.2 m。由于水体设计0.3 m 的水体调蓄水深, 可在雨季蓄水5 160 m3。该调蓄水深1 次可调节降雨量30.8 mm, 如果不进行额外补水而仅依靠调蓄雨水维持水体运行的话, 在对应的月份水体水深将下降至1.469、1.372、1.301 和1.259 m,仍能基本保证水体的正常运行, 可考虑不对人工湖进行人工补水。因此, 如果能调蓄利用好小区的雨水资源, 可满足水体的补水要求, 而不需要额外向水体补充自来水。
在整个小区雨水不外排的最不利情况下, 遭遇不同降雨重现期时水面高程的变化及河水的洪水位情况如图1 所示。可以看出, 小区内雨水可顺利流入湖中而不会出现淤水现象, 只要不出现特大暴雨和雨水不能外排的极端不利情况, 小区具有调蓄50 a 一遇暴雨的较高蓄洪排涝能力( 小区的排洪设计标准一般为0.5 a或1 a) 。
水体合理循环和水生生态系统的合理构建是采取的主要水质保障措施。水体循环设计时兼顾了项目一期、二期整个水体的循环, 每天循环8 h, 10 d 水体全部更换1 次, 一期水体循环水量50 L/ s, 整个水体循环水量70 L/ s。根据景观、人工湖水体水质净化及湖周围不同功能性区域的特点要求, 将人工湖岸划分为A、B、C、D、E、F 6 个硬化、生态及仿生态湖岸区域。为对湖水进行净化从而保障水质, 在湖中设计了适宜的水生生态系统, 不同生物之间可相互作用, 构成完整的水生生物链, 对水体水质进行持续净化, 保持良好的景观水体水质。
4 结语
住宅小区景观水体的合理设计及可持续良好运行是充分体现其价值所在的关键, 设计中应在科学水量平衡分析的基础上, 本着经济、实用及景观水体良性运转的目的设计合理的水景规模及结构; 大力倡导利用宝贵的雨水资源, 采用经济、美观的生态雨水收集与排放系统; 同时兼顾考虑景观效果、水质保障、防洪调蓄等因素设计水体水深及调蓄高度; 全面考虑项目在施工期间及投入运转后的雨水径流污染控制, 同时提倡构建生态方式为主的景观水体水质保障系统, 提高水体的自净能力, 以保证水景的长期良好水质。
参考文献
[1] 吕伟娅, 张瀛洲, 关丹桔. 利用雨水作为景观用水水源的设计与应用研究[J]. 给水排水, 2004, 30( 10) : 75- 78.
[2] 车武, 汪慧贞, 任超, 等.北京城区屋面雨水污染及利用研究[J]. 中国给水排水, 2001, 17(6): 57- 61.
[3] 陈娟, 叶闽, 杨国胜. 绿色生态小区雨水利用研究[J]. 住宅科技, 2004, ( 17) : 44- 46.
[4] 李俊奇,车武,汪宏玲. 雨水利用与生态小区[J]. 给水排水,2003, 29( 5) : 14- 16.
[5] 车武,李俊奇,章北平,任拥政. 生态住宅小区雨水利用与水景观系统案例分析[J]. 城市环境与城市生态, 2002, 15( 5) :34- 36.
[6] U,S.L., J.Kuo, E.Fassman, H.Pan. Field test of a grass -swale performance removing runoff pollution[J]. Water Res Manage, 2001, 127:( 3) : 168.
[7] Fletcher, T.M., L.Peljo, J.Fielding, T.Wong, and T.Weber.The performance of vegetated swales for urban stormwater pollution control[C].Ninth International Drainage Conference on urban Drainage. 2001. Portland, OR:American Society of Civil Engineers.
作者简介: 李海燕( 1975 — ) , 女, 讲师。
来源：《北京水务》2007.3