田林鋼 鄭靜敬 楊 柳

(1.華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院，河南 鄭州 450000;2.吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院，吉林 長春 130000)

0 引言

北京的“7·21”、上海的“9·13”等特大暴雨災(zāi)害的發(fā)生，人們開始反思對城市雨水的態(tài)度，傳統(tǒng)“雨水廢水”的觀點和城市規(guī)劃中以“排”為主的做法使雨水得不到很好的利用［1-3］。20 世紀(jì)以來，美、日等國針對不同程度的雨水收集展開了一系列的研究，并建立了初具規(guī)模的雨水收集利用系統(tǒng)［4］。為促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，鄭州市近幾年也建立了一些雨水收集利用工程，如第一中學(xué)雨水利用工程、河南省體育館雨水收集工程等。

鄭州市處河南省中北部，地貌有山地、平原、水域等多種類型，年降水量為633.3 mm，夏季降雨量占全年的52.3%。某小區(qū)總占地面積約220 677 m2，根據(jù)GB 50180—93 城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范(2002 年版)有關(guān)居住區(qū)各項用地所占比例的平衡指標(biāo)，其建筑、道路、綠地占地面積分別為110 338 m2，44 135 m2，66 203 m2。目前小區(qū)仍采用傳統(tǒng)的雨水排放技術(shù)，忽略了雨水污染及防澇，遠(yuǎn)不能實現(xiàn)生態(tài)型社會理念。小區(qū)綠地基本為上凸型，廣場道路鋪設(shè)不透水材料，硬化面積較大，適宜雨水資源的收集利用。

1 雨水收集方案

根據(jù)鄭州市地形、地質(zhì)和氣候概況決定采用復(fù)合式雨水收集模式，即外環(huán)自然排雨區(qū)—中環(huán)泵站蓄雨區(qū)—內(nèi)環(huán)生態(tài)集雨區(qū)。外環(huán)排雨區(qū)一部分和市政管網(wǎng)相連，一部分直接排入東風(fēng)渠;中環(huán)管道區(qū)雨水經(jīng)過初棄后進(jìn)入泵站，通過棄流泵，將初棄雨水輸送至景觀湖凈化，或直接排入市政雨水管網(wǎng);內(nèi)環(huán)利用綠色屋頂、下凹式綠地、雨水花園等措施體現(xiàn)小區(qū)生態(tài)化建設(shè)。為減小泵站的設(shè)計流量和蓄水池占地面積，節(jié)省后期處理費用，自流部分雨水不設(shè)棄流裝置，直達(dá)景觀水體系統(tǒng)。同時，采用泵站與溢流管相結(jié)合的方式優(yōu)化小區(qū)防洪排澇系統(tǒng)，提高安全保障系數(shù)。

2 年均可集雨水量

年均可集雨量受不同氣候條件和雨水水質(zhì)等自然因素及特定社會條件下的建筑布局、結(jié)構(gòu)等影響。對于鄭州市大多數(shù)地區(qū)，年均可集雨量可按Q=ψ ×α ×β ×A(H ×10－3)計算。根據(jù)GB 50015—2003 建筑給排水設(shè)計規(guī)范(2009 年版)，ψ1為房屋硬化面積徑流系數(shù)，ψ2為路面硬化面積徑流系數(shù)，ψ3為綠地徑流系數(shù)，分別取0.9，0.6，0.15;平均降雨量H=633.3 mm;季節(jié)折減系數(shù)α 取0.67;初期棄流系數(shù)β 取0.94，計算得出該小區(qū)每年可集雨量為54 131 m3。

3 一次降雨可集最大雨水量

暴雨強度q 的計算公式:

根據(jù)鄭州市降雨特點，降雨參數(shù)分別取A=45.8，c=1.15，n=0.99，b=37.3，暴雨降雨歷時t=70 min，設(shè)計重現(xiàn)期p=3 年，則暴雨強度q=117.44 L/(s·hm2)［5］。代入公式Q=ψ ×q ×F和V=Q×t×60 ×10－3－F ×h ×10，其中，Q 為設(shè)計雨水流量;V為一次降雨可集最大雨量;h 為初期棄流量，取2.0 mm(經(jīng)驗所得)，則該小區(qū)一次降雨可集最大雨量為6 253 m3。

4 綠化用水量

參考GB 50015—2003 建筑給排水設(shè)計規(guī)范(2009 年版)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和小區(qū)用地情況，小區(qū)綠化澆灑用水定額為1.0 L/(m2·d)～3.0 L/(m2·d)，道路及廣場澆灑用水定額為2.0 L/(m2·d)～3.0 L/(m2·d)，分別取2.0 L/(m2·d)，2.5 L/(m2·d)，除去降雨當(dāng)天及降雨后第2 天并結(jié)合鄭州市降雨情況，綠地澆灌天數(shù)取258 d，道路澆灑天數(shù)取100 d，則全年需水量為5.0 萬m3。

5 景觀設(shè)計方案

5.1 屋頂綠化

屋頂綠化一定程度上豐富了城市的俯仰景觀，并有效減少暴雨徑流，凈化雨水，有效降低CODCr和SS 濃度［6］，較之普通屋頂，水質(zhì)更能滿足景觀用水要求，可直接回收利用。屋頂植物對氣候、土壤等條件的要求不同于地面植物，樓頂風(fēng)大，陽光充足易干旱，因此應(yīng)選擇陽性、耐寒瘠、低矮的淺根性植物，如羅漢松、黃楊、麥冬等本土植物。

5.2 雨水花園

雨水花園是構(gòu)建“海綿城市”最有效的生態(tài)措施，也是與自然條件相適應(yīng)的雨水調(diào)蓄措施，下雨時減緩雨水沖刷力，可吸收、滯滲、凈化雨水，待有需要時將存儲的雨水“釋放”出來，實現(xiàn)雨水資源的有效管理，同時調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候。與傳統(tǒng)草坪相比，雨水花園結(jié)合景觀化處理，給人以新的景觀感知和視覺享受，是一個充滿藝術(shù)氣息的“雨水銀行”，且構(gòu)造簡單，后期維護成本較低，易于推廣。

設(shè)計策略是將小區(qū)中心部位的池塘改造成雨水花園，在底部設(shè)分流管，分流給需水區(qū)域。通過挖填方的平衡技術(shù)，在四周布設(shè)雨水管道，內(nèi)環(huán)區(qū)域的徑流通過雨水管進(jìn)入花園，充分利用植物降低徑流污染實現(xiàn)凈化。此外預(yù)留1 m 左右寬的粗砂廊道貫穿花園，在不破壞花園生態(tài)系統(tǒng)的同時方便居民及維護人員進(jìn)出，并在池塘周邊設(shè)置親水平臺或休憩亭，創(chuàng)造豐富的體驗空間。

5.3 微景觀

小區(qū)可利用雨水循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建如水幕墻、跌水景墻等縱向景觀點，階梯式綠地廣場、景觀池等橫向景觀點(見圖1，圖2)。

6 結(jié)語

圖1 跌水景墻示意圖（手繪）

圖2 景觀池示意圖（手繪）

居住區(qū)雨水景觀化是一項復(fù)雜的工程，包含了小區(qū)的總體規(guī)劃、雨水收集系統(tǒng)規(guī)劃、景觀規(guī)劃設(shè)計等不同領(lǐng)域的問題，是藝術(shù)與技術(shù)的結(jié)合。為做出符合本地雨水利用設(shè)施，在借鑒學(xué)習(xí)國內(nèi)外雨水綜合利用技術(shù)的同時必須結(jié)合場地實際情況。

通過對鄭州某小區(qū)雨水收集利用現(xiàn)狀的調(diào)查，分析其存在的問題及可利用的雨水資源量，經(jīng)過水量平衡計算，采用景觀化的“透、滲、蓄”等措施后，年均集雨量滿足綠化用水量的需求，作為小區(qū)綠化的主要用水來源。這對于在年降水量550 mm～650 mm的干旱半干旱地區(qū)，占地面積在20 萬m2～30 萬m2的居住區(qū)雨水景觀化利用具有一定的參考價值。

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［3］車 伍，李俊奇.城市雨水利用技術(shù)與管理［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

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［8］SL 267—2007，雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范［S］.