摘 要:園林工程中的排水是保障園林環(huán)境健康和可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。研究了園林工程中排水的應用,探討了排水系統(tǒng)的設計原則、技術方法,闡述了排水系統(tǒng)的構成和設計原則,通過具體案例分析,分析了不同類型園林工程中排水系統(tǒng)的應用效果,深入剖析了各種設施和技術在不同場景下的應用效果,指出了當前研究存在的問題與挑戰(zhàn),為園林工程中排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設計提供一定的參考。
關鍵詞:園林工程;排水;設計原則;技術方法;案例分析
中圖分類號:TU986 文獻標志碼:B 文章編號:2095–3305(2024)02–0-03
作為城市綠化建設的重要組成部分,園林工程對于改善人居境、提升城市形象起著至關重要的作用。然而,隨著城市化進程的加速和氣候變化的影響,園林工程中排水問題逐漸凸顯。不合理的排水系統(tǒng)會導致積水、泥沙淤積等問題,影響了園林景觀質量和可持續(xù)發(fā)展。因此,在園林工程中合理應用排水技術成了重中之重[1-3]。
1 排水系統(tǒng)的構成與設計原則
1.1 地面排水
1.1.1 雨水徑流管理
雨水徑流管理是地面排水系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)之一。通過合理設置排水設施,如雨水篦、雨水口等,可以有效控制雨水徑流量,防止積水和泥沙淤積現(xiàn)象的發(fā)生。在設計過程中,相關部門應考慮場地坡度、降雨強度等因素,結合地面綠化布局進行合理排水。此外,還應注意不同季節(jié)和不同降雨頻率下的排水要求,確保排水系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
1.1.2 綠化帶與溢流設施設計
綠化帶和溢流設施在地面排水系統(tǒng)中起到了重要作用。綠化帶可以吸收和蓄存雨水,延緩徑流速度,并減少其對下游系統(tǒng)的沖擊。溢流設施能夠有效分流并處理過剩的雨水。在設計過程中,相關部門需要根據(jù)場地條件和功能需求合理設置綠化帶和溢流設施,并考慮與其他園林構筑物的協(xié)調性。
1.2 地下排水
1.2.1 地下雨水收集與排放系統(tǒng)設計
地下雨水收集與排放系統(tǒng)在園林工程中扮演著至關重要的角色。針對這一部分的設計,應考慮以下要點:
(1)地下水位與土壤滲透性。在設計地下收集系統(tǒng)時,需充分考慮地下水位的變化和土壤的滲透性。這涉及合理設置收集井和排放口的深度、位置及數(shù)量,確保系統(tǒng)能夠高效地收集和排放雨水。
(2)管道網(wǎng)絡布局與連接。對于復雜地形或大范圍園林,管道網(wǎng)絡的設計至關重要。通過合理布局管道,能夠保證雨水有效流入收集井,并有機地連接到排放系統(tǒng),從而避免積水、排水不暢等問題。
1.2.2 地下滲濾與蓄水系統(tǒng)設計
地下滲濾與蓄水系統(tǒng)的設計需要結合地質條件和園林布局,確保雨水能夠得到妥善處理和充分利用。主要包括以下2個方面。
(1)土壤類型與滲透能力。評估不同類型土壤的滲透能力,并據(jù)此選擇合適的地下滲濾池或蓄水設施。滲透能力較高的地區(qū)可以考慮增加滲水孔或滲透井,以提高雨水的滲透效果。
(2)儲水容量與運用靈活性。在設計蓄水系統(tǒng)時,需考慮儲水容量的大小及其與周邊環(huán)境的協(xié)調性。合理規(guī)劃蓄水設施的位置和容量,同時考慮雨水儲存后的利用方式,如地下水補充、灌溉、景觀運用等。
1.2.3 地下排水系統(tǒng)的維護與改進
地下排水系統(tǒng)的維護是保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關鍵。在設計時,需要考慮以下方面。
(1)定期檢查與清理。建立定期的檢查與維護計劃,包括清理排水管道、檢查排放井和收集池的狀況等,確保系統(tǒng)暢通和設備運行良好。
(2)實時監(jiān)測與改進。利用現(xiàn)代技術,如遠程監(jiān)測或傳感器裝置,對地下排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結果,及時調整、改進系統(tǒng)運行模式,以適應不同的氣候和降雨條件。
1.3 雨水利用
1.3.1 雨水收集與處理技術
雨水收集與處理技術是園林工程中雨水利用的關鍵環(huán)節(jié)。通過設置雨水收集裝置和處理設備,對收集到的雨水進行凈化和消毒,以達到可再利用的標準。常見的雨水處理技術包括沉淀過濾、生物滯留池、UV消毒等。在設計過程中,需要根據(jù)需求確定處理設備類型和數(shù)量,并確保其運行穩(wěn)定、可靠。
1.3.2 雨水利用方式與效果評價
雨水利用方式與效果評價是園林工程中雨水利用的重要內容。通過設置灌溉系統(tǒng)、景觀噴泉等,將處理后的雨水用于綠化和景觀建設。在設計過程中,需要考慮雨水利用的經濟性、可行性及其對環(huán)境的影響。并通過實際應用效果的監(jiān)測和評估,不斷優(yōu)化和改進雨水利用方式。
2 案例分析
2.1 案例1:某市中心公園排水系統(tǒng)設計
在公園排水系統(tǒng)的設計中,需要考慮公園內道路、廣場和湖泊等區(qū)域的排水問題。該市中心公園位于城市的核心地帶,總面積約10萬m2。由于地勢較低且周圍建筑密集,排水是該公園設計中的重要考慮因素。設計目標是確保公園內各個區(qū)域在強降雨時能夠及時排水,避免積水和泥沙淤積問題,同時注重雨水利用。
(1)地面排水系統(tǒng)。道路和人行道:在道路和人行道上設置坡度,以便快速排水,并合理安裝雨水篦和雨水口,防止積水;廣場和草坪區(qū)域:通過設置綠化帶和花壇邊緣的排水槽,有效減緩雨水徑流速度,減少對下游系統(tǒng)的沖擊;湖泊和水景區(qū)域:采用景觀水池和雨水收集井等設施,收集和處理降雨期間的雨水,以減少湖泊的負荷。
(2)地下排水系統(tǒng)。地下雨水收集與排放系統(tǒng):在公園區(qū)域設置地下雨水收集井,并通過管道網(wǎng)絡將收集到的雨水排放到下游系統(tǒng)或用于綠化灌溉;地下滲濾與蓄水系統(tǒng):對于部分區(qū)域土壤滲透性較好的地方,設置地下滲濾池和蓄水設施,將雨水滲入土壤層并儲存起來,以補充地下水資源。
(3)雨水利用系統(tǒng)。灌溉系統(tǒng):通過設置灌溉系統(tǒng),將處理后的雨水用于公園內植物的灌溉,達到節(jié)約水資源的目的;噴泉和人工瀑布:利用處理后的雨水創(chuàng)造噴泉和人工瀑布效果,增加景觀的觀賞價值。
案例分析結果表明,在該市中心公園的排水系統(tǒng)設計中,通過合理設置地面排水、地下排水和雨水利用設施,有效解決了強降雨導致的積水和泥沙淤積問題。同時,雨水的收集和利用不僅提高了公園的可持續(xù)性,還創(chuàng)造了更美觀的景觀效果。該案例為其他類似公園排水系統(tǒng)的設計提供了寶貴經驗和借鑒,同時也對城市園林工程中排水系統(tǒng)的應用有一定的指導意義。
2.2 案例2:某住宅小區(qū)園林排水系統(tǒng)設計
在小區(qū)園林排水系統(tǒng)的設計中,需要考慮有限空間內合理布局排水設施,解決小區(qū)園林中常見的積水問題。該住宅小區(qū)位于城市郊區(qū),總面積約1萬m2,由于地勢較平且附近缺乏自然水源,小區(qū)園林排水成為設計重點。設計目標是解決小區(qū)內道路、庭院和綠化帶等區(qū)域的排水問題,減少積水和泥沙淤積,同時注重雨水的利用。
(1)地面排水系統(tǒng)。道路和人行道:設置適當?shù)钠露?,確保雨水迅速流入排水溝或雨水篦,避免積水現(xiàn)象;庭院和花壇區(qū)域:通過設置排水槽和滲水磚等設施,促進雨水的滲透和蓄水,減少地表徑流;綠化帶和草坪區(qū)域:選擇透水性好的草坪材料和覆土,增加土壤滲透性,減少水分積聚。
(2)地下排水系統(tǒng)。雨水收集與蓄水系統(tǒng):在小區(qū)設置地下雨水收集池,并通過管網(wǎng)將雨水儲存起來,以備后續(xù)利用或排放;滲透井和下沉式花壇:對于排水困難的區(qū)域,設置滲透井和下沉式花壇,促進雨水的滲透和分散。
(3)雨水利用系統(tǒng)。雨水收集系統(tǒng):通過雨水收集設施收集處理后的雨水,再利用于綠化灌溉、洗車等非飲用水需求;小型噴泉和滴灌系統(tǒng):利用處理后的雨水打造小型噴泉和滴灌系統(tǒng),提升景觀效果,并節(jié)約水資源。
該案例為小區(qū)園林排水系統(tǒng)設計提供了實踐經驗和可行性建議,有利于類似場景排水問題的解決,促進可持續(xù)發(fā)展。
2.3 案例3:某城市廣場園林排水系統(tǒng)設計
在城市廣場設計中,采用下沉式綠化排水設計是為了在廣場等大型硬化表面上實現(xiàn)有效的雨水管理和減少徑流污染,同時提供美觀的綠化空間。通過場地調研,了解廣場的地理位置、氣候條件、土壤類型以及周邊排水系統(tǒng)。在平面布局中,應根據(jù)地形設計下沉式綠地的位置和形狀,考慮與周邊建筑和硬化表面的協(xié)調,綠地與步行道、休閑區(qū)的合理布局,確保城市廣場的功能性和美觀性。
(1)地面排水系統(tǒng)。設置合理的排水坡度,確保綠地內的水能夠自然流向集水井。鋪設透水性好的排水管道,連接綠地和集水井,并與周邊排水系統(tǒng)連接。
(2)過濾系統(tǒng)。選擇適合當?shù)貧夂蚝屯寥赖闹参锓N類,通常選擇耐水濕、根系發(fā)達的植物。綠地下方鋪設一層砂質或礫石層,增加土壤的透水性,同時在綠地下方設置防根刺的排水層,避免植物根系影響排水效率。
(3)雨水收集與利用系統(tǒng)。設計雨水收集系統(tǒng),設置儲水模塊或水景,用于節(jié)約水資源和景觀用水,并考慮將收集的雨水用于周邊綠化帶或非飲用水的需求。
(4)溢流設施系統(tǒng)。設置溢流井,當降水量超過綠地滲透能力時,多余的水可以及時溢出,避免造成內澇。溢流井的設計要考慮維護方便和防止堵塞。在溢流出水口處設置消能設施,防止水流沖刷、侵蝕。
該案例為城市廣場等開闊硬質景觀排水及雨水收集系統(tǒng)設計提供了寶貴的經驗,各類城市廣場設計中應根據(jù)場地的具體條件和需求有所不同,相關部門應結合實際情況進行調整。設計時應遵循可持續(xù)發(fā)展和綠色生態(tài)的原則,充分利用自然排水系統(tǒng)以減少對環(huán)境的破壞。
2.4 案例4:某城市道路園林排水系統(tǒng)設計
某城市道路總體呈東西走向,道路機動車道寬10.5 m,人行道寬3.5 m,綠化退線寬10 m,周邊地塊主要為廠區(qū)、村莊及綠化用地。此道路設計改變了傳統(tǒng)的排水系統(tǒng),運用透水鋪裝、開口路緣石、植草溝、生物滯留等工程措施,通過生物滯留設施控制雨水徑流量、污染和排水。
(1)機動車道排水系統(tǒng)。主要利用道路橫坡、縱坡,采用地面排水的方式排除路面雨水。非機動車道和人行道采用透水鋪裝、開口路緣石的設計排除地表匯集的雨水。
(2)生物滯留設施。在非機動車道與人行道間設置下凹式生物滯留設施,利用開口路緣石收集機動車道和非機動車道的雨水。生物滯留設施結構剖面自上至下為、持水區(qū)、雨水溢流井、種植土壤層、砂濾層、卵石層。因景觀道路沿線兩側需種植喬木,為不影響喬木根系的生長,生物滯留溝種植土層厚度設計為
150 cm。
(3)雨水收集設施。機動車道和非機動車道的雨水流入下凹式生物滯留設施,經生物滯留設施的滲透過濾,經穿孔管通過閘門井進入雨水凈化池,對路面匯集的雨水進行調蓄、處理,天氣干旱時將處理過的雨水回用于道路綠化和其他市政用水。
隨著城市化進程不斷加快,城市道路硬化面積不斷增加,道路硬化用地面積占城市建設用地面積的比例較高。在目前的城市道路建設中,為滿足城市道路功能,在雨水控制上主要體現(xiàn)了“排”水,忽略了對生態(tài)的保護。通過以上設計案例,城市道路建設應逐步轉變?yōu)椴捎脙艋?、滲透、蓄水、緩排的排水模式。
3 小結與展望
3.1 研究成果
由上述分析可知,園林排水系統(tǒng)設計應考慮地面排水和地下排水的綜合應用,以解決雨水積聚和地表徑流問題。同時,合理設置坡度、排水溝和排水槽等設施,促進雨水的快速排放和滲透。此外,雨水收集和利用是可持續(xù)發(fā)展的重要方向。通過對這些研究成果的總結,可以得出以下結論。
(1)綜合性設計的重要性。在排水系統(tǒng)設計中,地面排水與地下排水的協(xié)同運作至關重要。通過綜合運用這2種方式,能夠更有效地解決園林區(qū)域內雨水積聚、排水不暢以及地表徑流等問題,提升整體排水效率。
(2)設施設置與優(yōu)化。正確設置坡度、排水溝和排水槽等設施是排水系統(tǒng)設計中的關鍵。進一步優(yōu)化設施布局和設計參數(shù),考慮不同地形和降雨情況下的設施布局,可以提高排水速度和滲透效果,有效防止積水和泥沙淤積。
(3)雨水資源的綜合利用。將雨水收集、過濾和再利用,不僅可以滿足綠化灌溉等非飲用水需求,還有助于緩解城市水資源壓力。優(yōu)化雨水收集設施和處理方法,進一步提高雨水的再利用率,是未來排水系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向。
3.2 發(fā)展趨勢
(1)新興技術的應用。隨著科技的不斷進步,新興技術如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析等將在園林排水系統(tǒng)中得到更廣泛的應用。例如,智能感知和自動控制技術可以實時監(jiān)測雨水的流量和水質,并自動調節(jié)排水設施的運行。
(2)智能化排水系統(tǒng)的發(fā)展。未來的園林排水系統(tǒng)將更加智能化,能夠自動適應不同的降雨情況和環(huán)境條件。通過智能控制和優(yōu)化策略,可以提高排水效率、減少能耗和維護成本。
(3)與城市規(guī)劃和生態(tài)建設的融合。園林工程中排水系統(tǒng)的設計將更加注重與城市規(guī)劃和生態(tài)建設的融合。通過合理規(guī)劃綠地布局、保護水資源和生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。
然而,當前的研究仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如,如何在有限的空間內設計出高效的排水系統(tǒng),如何提高排水設施的穩(wěn)定性和耐久性等。因此,未來的研究可以集中于以下方向:
一是開發(fā)新型材料和技術。研發(fā)透水性好、抗?jié)B漏和耐久性強的排水設施材料,同時探索新的排水技術和方法,以適應不同環(huán)境和需求。
二是提高排水系統(tǒng)的智能化程度。進一步研究智能感知、自適應控制和遠程監(jiān)測等技術,使排水系統(tǒng)能夠根據(jù)實時情況進行優(yōu)化調節(jié),提高效率和可靠性。
三是加強與城市規(guī)劃和生態(tài)建設的協(xié)調。在園林排水系統(tǒng)設計中加強與城市規(guī)劃和生態(tài)建設的聯(lián)動,實現(xiàn)水資源的綜合利用和生態(tài)環(huán)境的保護。
通過進一步研究和實踐,相關部門可以不斷改進園林工程中的排水系統(tǒng)設計,提高水資源利用效率,構建更為健康、宜居的城市環(huán)境。
4 結束語
園林工程中排水系統(tǒng)的設計與應用是確保城市綠地健康、可持續(xù)發(fā)展的關鍵一環(huán)。排水系統(tǒng)的綜合設計以及合理設置排水設施是解決雨水問題的關鍵,而雨水資源的綜合利用更是推動綠化灌溉和城市水資源可持續(xù)利用的重要方向。然而,未來的研究仍需要進一步探索智能化排水系統(tǒng)、新型材料與技術的應用,并加強與城市規(guī)劃與生態(tài)建設的整合,應對日益
復雜的城市環(huán)境與氣候挑戰(zhàn),從而為構建宜居、健康的城市環(huán)境提供有力支撐,為人們創(chuàng)造更美好的生活空間。
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