武 靜 (中冶華天工程技術(shù)有限公司,江蘇 南京 210019)
海綿城市,即城市能夠向海綿一樣,下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水,需要時(shí)將蓄存的水釋放并加以利用。城市公園便是這一理念落地的重要載體,同時(shí)它能滿足人們親近自然和步移景異的需求,近幾年各級(jí)地方政府便紛紛加大城市公園建設(shè)力度,一舉兩得。
城市公園等公共空間對(duì)人們生活的影響越來(lái)越大,不僅是城市形象的體現(xiàn),也是城市人民生活質(zhì)量的體現(xiàn)。如今快節(jié)奏的生活規(guī)律,人們也有走出鋼筋混凝土框架,走進(jìn)大自然、親近大自然的愿望,城市公園也成了人們散步交往的好去處,本文通過(guò)對(duì)南京某城市公園的案例,簡(jiǎn)要敘述建設(shè)公園項(xiàng)目時(shí),在保證公園視覺(jué)效果的條件下,如何實(shí)現(xiàn)雨水的綜合利用,以達(dá)到低影響開(kāi)發(fā),低運(yùn)行費(fèi)用的目的。
本工程為南京市某城市公園項(xiàng)目,占地面積98914.81㎡,東至規(guī)劃翠陰路,南側(cè)及西側(cè)緊鄰麗景路,北靠普泗路。公園內(nèi)最大的亮點(diǎn)就是生態(tài)濕塘,占地面積23700㎡,補(bǔ)水主要是靠收集的雨水,濕塘中種植能凈化水體的植物,將收集的雨水凈化并儲(chǔ)存在濕塘中。地塊中除了生態(tài)濕塘外,還設(shè)置了兒童活動(dòng)區(qū)域,健身步道,音樂(lè)噴泉等,設(shè)計(jì)竭力打造兼有主題性質(zhì)的綜合性公園,與周邊綠地差異化發(fā)展,達(dá)到聯(lián)合共生的目的。
南京市是一個(gè)降雨量比較豐富的城市,年平均降雨量為1071.9mm左右,年平均蒸發(fā)量為846.3mm,每年降雨量最多的季節(jié)為7月,年均降雨量大約為228.6mm,年蒸發(fā)量最大及年用水量最大的一個(gè)月也是7月,年均降雨量大約為111.8mm。在一年中,降雨量大的季節(jié)也是蒸發(fā)量大的季節(jié),同時(shí)也是植物生長(zhǎng)的高峰期,植物的需水量也處于高峰值;降雨量小的季節(jié)也是蒸發(fā)量小的季節(jié),同時(shí)也是植物生長(zhǎng)的低谷期,植物的需水量也很小,基本上沒(méi)有。在此情況下將降雨回收再利用就有了很大的可能性。
年雨水徑流總量
ψi——不同下墊面種類下的徑流系數(shù);
Ai——不同下墊面種類的面積(m2);
A——總面積(m2);
hy——設(shè)計(jì)降雨厚度(mm)。
本工程所收集的雨水為紅線范圍內(nèi)的場(chǎng)地雨水,收集面積為98914.81㎡。工程收集范圍內(nèi)有湖體水面,有草坪綠化,人行道路采用的均為透水路面,廣場(chǎng)采用的石材面層,停車場(chǎng)采用透水鋪磚,停車場(chǎng)道路采用混凝土路面,具體徑流系數(shù)計(jì)算如下。
①?gòu)搅飨禂?shù)計(jì)算(見(jiàn)表1)。
綜合徑流系數(shù):
W——可回收雨水總量(m3);
W'——徑流雨水總量(m3);
α——季節(jié)折減系數(shù),取0.85;
β——初期雨水棄流系數(shù),取0.87。
綠化年澆灑天數(shù)取71天,用水定額取 2L/(m2·d),綠化總面積為48258.61m2。年澆灑總量為:
本工程徑流系數(shù) 表1
水量平衡表 表2
生態(tài)池塘屬于淤泥底部,滲透量可以忽略不計(jì)。
通過(guò)水量平衡表可以看出,全年的雨水總量大于地塊的用水總量,且大多數(shù)月份的雨水降雨量都能滿足本月的用水量要求,用水量最大的項(xiàng)目是水體的蒸發(fā)量,本項(xiàng)目通過(guò)濕塘水體儲(chǔ)水的方式來(lái)達(dá)到雨水回用的目的。
本地塊的綠化為狹長(zhǎng)的綠化山體,沿著山體四周布設(shè)卵石排水溝,排水溝的坡度與道路坡度相同(整個(gè)地塊呈現(xiàn)北高南低的地形,排水溝也從北部向南部坡,坡度大概為2%),東側(cè)部分無(wú)法設(shè)置卵石排水溝的地方設(shè)置盲管,排水溝與盲管中的水最終引入排水井內(nèi),再由排水井引入湖體中。雨水排進(jìn)湖體的排水口處設(shè)置混凝土加固裝置,以免對(duì)湖體的底部及水生動(dòng)植物造成影響。
排水溝的斷面尺寸計(jì)算:
S——排水溝的水流速度。排水溝為漿砌排水溝,選擇流速為1.0m/s。
Q1——排水溝所接受的匯水面積內(nèi)的雨水匯集量
選擇500×800斷面尺寸的排水溝,水深 0.56,設(shè)計(jì)充滿度為 0.7。
排水溝的斷面尺寸及做法見(jiàn)圖1。
圖1 設(shè)置卵石排水溝的總長(zhǎng)度為946m
初期的雨水棄流厚度選用3mm,雨水棄流總面積為地塊內(nèi)除去水面的面積:
據(jù)《建筑與小區(qū)雨水控制與利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400-2016),當(dāng)卵石溝儲(chǔ)存的雨水有效儲(chǔ)水容積大于等于初期徑流棄流量,雨水回用收集系統(tǒng)可不設(shè)初期徑流棄流設(shè)施。故本工程不設(shè)初期棄流井。
由水量平衡表可以得出本地塊內(nèi)的年雨水可回收量大于于地塊的年用水需求量,但仍有大量的雨水可以利用,本地塊利用水池的常水位與溢流水位之間的彈性高度儲(chǔ)存雨水,因水體采用跌水形式,所以最終的儲(chǔ)存空間留在最下游,最下游的可用面積為2200m2,常水位與溢流水位之間的高度為0.45m,可儲(chǔ)存雨水 =2200×0.45=990m3,最大日用水量大約為301.32m3,大約等于三天半的日用水量。
在生態(tài)濕塘的最低點(diǎn)處設(shè)置雨水溢流裝置與雨水提升泵站,沿著最低點(diǎn)的池塘邊緣駁岸位置設(shè)置長(zhǎng)度為50m的溢流口,溢流口與吸水池之間采用過(guò)水洞連接,在常水位處設(shè)置泄空管與吸水池連接,最大泄流量為990m3,選擇10h泄空,泄流量為100m3/h,泄空管管徑為DN300。
為保證生態(tài)濕塘的水質(zhì),生態(tài)濕塘中種植了大量的水生植物,根據(jù)南京市的氣候特點(diǎn)與本地塊的水環(huán)境現(xiàn)狀,挑選耐污能力強(qiáng)、景觀效果好、去污能力強(qiáng)便于管理的植物,如蘆葦、水葫蘆、輪葉黑藻、睡蓮、矮生苦草等植物。蘆葦對(duì)懸浮物、氯化物、硫酸鹽等的都有很好的去除率,也能夠吸收汞和鉛等重金屬,對(duì)磷的去除率可以達(dá)到64%;水葫蘆可以吸收水中的生化含需氧量和化學(xué)需氧量,水葫蘆對(duì)氮磷也有很強(qiáng)的吸收能力;輪葉黑藻對(duì)水體中的總氮和總磷有很高的去除率。
濕塘內(nèi)除種植可凈化水質(zhì)的沉水植物與停水植物外,還采取設(shè)置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),將最下游的水通過(guò)循環(huán)泵抽至最上游,在降雨后的6到7天內(nèi),每天循環(huán)12h,通過(guò)循環(huán)作用與水生植物的凈化,使湖體的水質(zhì)達(dá)到綠化澆灑的要求。
儲(chǔ)存的雨水主要用于景觀水體的補(bǔ)水與綠化澆灑。
泵坑建于岸邊,通過(guò)深入濕塘的吸水口從濕塘中吸水,在進(jìn)入泵坑前設(shè)置80目的可抽取式過(guò)濾網(wǎng),雨水回用池內(nèi)設(shè)置兩個(gè)潛水泵,經(jīng)潛水泵提升后作為綠化澆灑之用。
圖2 設(shè)置卵石排水溝的總長(zhǎng)度為946m
濕塘中設(shè)置補(bǔ)水系統(tǒng),當(dāng)水位降至常水位以下100mm時(shí),開(kāi)始補(bǔ)水,補(bǔ)水由電磁閥與設(shè)置在池塘水中的液位傳感器共同控制,當(dāng)水位低于常水位100mm時(shí),電磁閥開(kāi)啟,開(kāi)始補(bǔ)水,當(dāng)水位到達(dá)常水位高度時(shí)電磁閥切斷,停止進(jìn)水,電磁閥設(shè)置于進(jìn)水口附近的岸邊的閥門井中。
本工程綠化澆灑分兩種,高大喬木與灌木區(qū)因生態(tài)系統(tǒng)形成后不需要經(jīng)常澆灌,采用快速取水口,需要時(shí)人工澆灌;草坪區(qū)域采用噴灌。快速取水口的水源為湖體中水,經(jīng)過(guò)入口過(guò)濾后供給,噴灌區(qū)域的水源采用潔凈的城市自來(lái)水。為防止誤飲誤用,快速取水口處設(shè)置了明顯的中水標(biāo)志,并設(shè)置了帶鎖具的閥門。
本工程為地勢(shì)低洼部分,四周的道路均高于地塊內(nèi)部道路,本工程位于城區(qū),設(shè)計(jì)時(shí)按照50年重現(xiàn)期的雨水量2h排除積水來(lái)設(shè)計(jì)排澇泵站。