坡地建筑的小区山泉水雨水的收集利用研究.doc

坡地建筑的小区山泉水雨水的收集利用研究作者：石毅 刘捷理 段小华摘 要： 介绍了湖南东方大院雨水利用工程和景观水体设计的总体思路和主要技术环节，对以景观水体为核心的水量平衡、雨水收集、生态堤岸、安全调蓄、循环利用等问题进行了分析，提出了解决措施和对策，为住区雨水利用设计提供借鉴。关键词：雨水 景观 生态 物业1 工程概况湖南东方大院住宅小区，一期总占地面积8.364ha，建筑依山而修顺坡而建，一期工程建筑正负零高差有15米左右。从山体到中心湖区，顺坡修溪，包含丰富的雨水和地表水。景观概念导入：沿尖山山脉，顺山势坡度而下，溪水贯穿建筑，汇入中心湖区。水资源利用的第一点，天然生态水的景观利用。按径流系数不同划分，各部分组成与比例见表1。经计算，包括人工水体在内的综合径流系数为2.631，不包括人工水体时的综合径流系数为0.45。该小区一期住宅包括37栋1-3层高级别墅。大部分别墅和前后花园均为架空建筑，生活水源为自来水，生活污水排入市政管道。在园区西侧边坡有一条排洪渠。地面平均设计高程为75.692.0m。表1 东方大院一期工程用地一览tab.1 land distribution of the 1st phase of a residential area用地类型面积（ha）径流系数居住区用地建筑用地面积(含公建ha)4.6950.359道路用地面积1.0120.386绿地（含公共绿地ha）面积1.7581.026水体面积(含人工水道ha)0.8990.859总计8.3642.631工程目标：在保障景观水体水质的前提下最大限度地节约用水，合理利用水资源，减少运行成本，实现雨/污水资源化，同时兼顾景观生态，满足绿色住宅小区对水资源、水景观和水环境的整体要求。2 水量平衡2.1水量平衡计算依据1）20052009湖南某区月均降雨量、月均蒸发量；2）湖南园林部门统计月均绿化用水量或绿化用水量预测；降雨量、蒸发量和绿化用水量的对比见图1。由于小区采用了较多的绿化用草，耗水量较大，绿化用水量均按120mm/月计算。3）径流雨水量按下式计算：1ha其中：- 径流系数；h - 降雨量；a径流面积（m2）；-季节折减系数，取0.85；-初期雨水弃流系数，取0.873。4）根据湖南地区的降雨和该住区绿化等特点，水量平衡计算仅计算310月份，共计8个月； 5)其它损失量按用水量的10计。平衡计算结果见表2。 东方大院一期水系图月份降雨量与径流量蒸发量绿化用水量喷洒道路用水量用水量小计其他损失量（按用水量的10计）总用水量入湖雨水量总用水量保持常水位时需补水量获外排水量月均入湖径流雨水量月均湖体蒸发量月均绿化用水量月均喷洒道路用水量mmm3mmm3mmm3mmm3m3m3m3m3m3-1-2-3-4-5-6-7-8(9)(4)+(6)+(8)(10)(9)10%(11)=(9)+(10)(12)=(2)-(11)-1335.9407139.8195712039601524061576166773-6366需补水6366m3418.51274206.2288712039601524070877097796-6522需补水6522m3547.13247256358415039601524077847788562-5315需补水5315m3668.24701235.7330012039601524075007508250-3549需补水3549m37226.415606205.22873120396015240707370777807826需外排7826m38134.99299164.12297120396015240649765071472152需外排2152m3956.33881140.5196712039601524061676176784-2903需补水2903m31032.52240131.4184012039601524060406046644-4404需补水4404m3合计589.84065514792070596031680120192054305543159736-19081共需补水29059 m3；7、8月份水不外排时需补水19081m32.2 结果分析当水库采用不同水源时将出现不同的补水方案。本文分析以下两种情况： （1） 湖水优先采用雨水，不足时用中水补充。 该住区水库蒸发、绿化、喷洒道路和损耗用水量共计59735 m3，而年均雨水径流量为40655 m3，即若径流雨水全部被收集利用的话，径流雨水可以解决以上几项用途68.1的水源。当仅用雨水作为水库水源时，保持水库常水位，所计算8个月中，7、8两月需向外排水，排水量分别是7826 m3和2152m3，其余月份均需向湖中补水，每月需补水量见表2，年共需补水量为29059 m3，当7、8月份水不外排时年共需补水量为19081 m3。水库水源不足时用中水补充。中水作为补充水源时，为保障湖水水质，中水应进行深度处理，达到景观用水的要求。中水可供回用的水量为117.2 m3/d，310月份共计可供水量32816 m3，可以满足水库补水要求。111月份共计水量14064 m3需另行考虑出路。（2）湖水补水首先考虑中水（再生水），不足时用雨水补充。若中水出水全部入湖，全年中水水量为42192 m3，可以满足以上几项需水量70.6%的水源。为了有利于湖水水质保障，缩短湖水的循环周期，以上几项用水均以湖中取水。此时，雨水可以作为补充水源，收集水量为17543 m3，即可仅收集该住区43%径流表面的雨水。其余57径流表面的雨水外排。结合现场地实际情况分析，为了最大限度地利用雨水资源，首先考虑使用雨水作为湖水地补充水源，第二水源为中水。即径流雨水尽量收集，为保证湖水水质，收集时尽量采用净化和弃流设施（采用弃流和低势绿地后径流雨水量会相应减少）；鉴于雨水的随机性，为了维持景观要求，中水需经深度处理达到景观用水要求方可入湖。冬季中水建议通过水库调蓄，超过调蓄量时排放。3 人工水体调蓄能力分析首先对水库的调蓄功能进行分析。水库面积为40000m2，水深0.63.0m。最深达20米，可调蓄0.4m，调蓄容量为120000m3。另外，该住区还有面积为2000m2的人工水道，平均水深0.45m，可调蓄0.3m，调蓄容量为600m3。则水体调蓄总容积为12600m3,即相当于一次调蓄能力为日降雨量78mm（约相当于长沙地区1.5年重现期）。根据以上分析，水库可以满足重新期为1.5年的暴雨的调蓄能力。但考虑到该区域外围目前市政管线尚不完善，可以适当增大湖的调蓄能力。途径包括：适当降低湖的常水位深度，将湖的常水位按30.00进行设计。为了不破坏湖与周边建筑物的景观效果，沿建筑物附近设立了31.60m的高水位区。同时，在近湖周边建立多功能缓冲区；超过设计能力时通过溢流管外排。4、景观水体水质保障4.1总体方案指导思想：在进行水量平衡分析的基础上，以水库为核心，以自然净化、生态修复、截污截流、循环利用为关键技术，以水质保障与生态景观、雨污水资源化、防洪调蓄等相结合为目的进行综合设计，保持整个系统的协调和可持续性。4.2雨水收集、输送与污染控制系统屋面和地表雨水就近汇入建筑附近的低势绿地，低势绿地按低于路面510cm控制，达到明显消减雨水径流量、去除初期雨水污染物和节约绿化用水的目的。低势绿地应有溢流口与排放雨水的浅沟连通，或有自然坡面通向排水沟，避免局部过量积水。路面和停车场截口雨水首先汇入附近低势绿地、条状截污带或路边植被浅沟，对初期雨水径流进行截流、截污后输送排放。小区内的雨水源头划分为西区、西北区、北区三个区域，源头形成分别通过几个溪流排入水库，由于山体具有一定高度，现将山体水源进行收集，形成水体跌水景观。西区和北区的雨水靠重力排入水库雨水收集、输送与污染控制系统4.3 湖区自然净化系统在山体自然水的汇聚成跌水源头和湖区入湖处两处分别设置生态净化区在山体汇集跌水源头设置雨水前置塘，种植有耐水冲和净化能力较强的水生植物。作为入溪流的第一层保护，水塘到跌水前，设置雨水井，起到沉沙，截污等作用，对入溪流的水第二层保护。 山体的汇聚跌水源头可以交替使用的人工土植被快速渗滤床和人工平流湿地，主要处理对象是溪水和循环净化湖水。作为雨水入水库的第三层保护。因溪水水处理站出水仍含有少量污染物，尤其是n、p，对水库生态是潜在的威胁。设计的土壤/植物净化系统是依靠具有强净化能力的人工混合土壤、植物根系和土壤中丰富的生物种群对汇集溪水做进一步深度处理，使其达到优良水质。在对湖水循环的同时，对湖内的污染物进一步吸收净化。净化区呈自然坡地，生长繁密的植物，构成一幅自然景观，注重与水景观的有机结合，达到一举多得的目的。湖区自然净化系统4.4 景观水循环与湖体生态净化系统为了增强水库湖水的循环，缩短置换时间，设置循环水泵，按循环周期7天计，则湖的循环流量为：湖面面积4万m2,湖深按平均2.0m计，则湖的容积8万m3。在湖体中设置三处循环泵坑（其中两处备用），分别往溪流净化区循环供水、同时还兼有往上游高水位供水循环和溢流排洪功能。在湖中和湖边设置水生植物区，也可根据情况需要在湖内增设植物浮岛，旨在改善湖本身的生态功能，提供一定自净能力，为各种水生植物和鸟类提供必要的栖息场所，使水库更具生机，也达到恢复体生态景观的效果。4.5生态堤岸堤岸设计采用了多种堤岸相结合的方式，包括草皮入水、水生植物阶梯形驳岸、透水驳岸、石头驳岸和跌水驳岸等。其方式的选择应首先考虑的主要因素包括：周边地形、道路、水生植物种植、净化功能和景观要求等。生态堤岸4.6雨水的综合利用雨水综合利用第二点：绿化种植养护用水 雨水收集过程，是对自然资源的一种利用，是保护生态的一种表现。收集雨水，灌溉绿化植物，循环提供，提高水的利用率。降低绿化养护成本。雨水综合利用第三点：物业清洁卫生 收集雨水，保持小区的生态环境，降低物业成本费用，提高公司资金利用率。5 总结雨水利用是绿色住宅小区的重要内容之一。其设计应根据住区的特点进行细致的水量平衡分析，在此基础上进行水源的优化选择，同时考虑防洪、景观等要求。当住区有水体时，应寻求以水体为核心的水源优化方案。为了保障水体的水质，应建立源头污染控制和提高水体自净能力相结合的综合水质保障体系。参考文献1 李俊奇，车武，汪宏玲雨水利用与生态小区给水排水j，2003，29（5）:14-162 李俊奇，车武.城市雨水问题与可持续发展对策.城市环境与城市生态j，2005，18（4