雨水收集利用方法在公园设计中的应用_以北京大兴生药基地公园景观规划设计为例

1、雨水收集利用方法在公园设计中的应用以北京大兴生药基地公园景观规划设计为例Rainwater Collection and Utilization Methods in Park Design付尧涵（中国航空规划建设发展有限公司规划咨询研究院，北京 100120）FU Yao-han( China Aviation Planning and Construction Development Co.Ltd., Beijing 100120 ,China)【摘 要】水资源的匮乏无疑对园林景观规划设计中的水景营造产生了一定的影响，如何有效利用水资源是景观规划设计师需要解决的重要问题。文章通过对北京大兴

2、生物医药基地公园规划设计中雨水收集模式方法的探讨和研究， 提出了针对公园场地中不同的地表类型，采取不同的收集方法和计算系数来计算收集场地的雨水，并提出合理利用 雨水的方式方法，使雨水的收集、利用与设计方案有机结合，在确保空间设计功能和效果的同时，将雨水的再利用率 提高到极致，从而降低后期景观用水的养护成本。【Abstract】Scarcity of water resources will undoubtedly impact water system planning and design of landscape.How to make effective use ofwater reso

3、urce is an important issue which needs the landscape designers to resolve.This article researches the rainwater collection methods of theBeijing Daxing medicine base park. For different surface types in the Park site, the design adopts different collection methods and calculationcoefficients to calc

4、ulate the rainwater.And put forward the reasonable utilization of rainwater methods.The design makes the rainwater collection,usage and landscape design into an organic combination.The collection methods of the Beijing Daxing medicine base park will ensure the functionand effect of the space at the

5、same time and increase the reuse of rainwater, thereby reducing the maintenance cost of landscape water.【关键词】下凹式绿地; 透水铺装; 雨水收集; 水量计算【Keywords】concave down greenbelt ; permeable paving ;rainwater collection ;calculation of water【中图分类号】TU986.2【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2013）01-0108-05源的 1/32。除了地下水资源严重短缺外

6、，地区降水量四季分配不合理，夏季的高温、高蒸发量，春季、秋季的低雨水量，空气 干燥等不利因素，都给水景观的营造及建成后期养护等方面 带来了难题。到了枯水期，甚至需要使用自来水补给，造成了 资源的浪费。因此，雨水这一自然资源逐渐得到人们的重视， 利用雨水营造水景观已经成为一种趋势，成为发展循环经济的重要内容之一。1 引言水，作为园林中最富有生气的元素，无论古代园林还是现代园林，水体均有着不可替代的作用，正所谓“智者乐山，仁者乐水”、“无水不园林”。从生态角度讲，水体本身是一个复杂的 生态系统，作为一个生态缓冲区，水体可以将周围的生态系统之间建立联系，协调各生态系统之间的关系与发展。可见，在园林设

7、计中，对水景观的营造是至关重要的。北京地区属于严 重缺水城市，人均年水资源量不足 300m3，是全世界人均水资2 项目背景本项目位于北京南部大兴区，南六环和京开高速公路相 交的西南角，大兴生物医药基地三期用地内。用地性质为公园【作者简介】付尧涵（1982 ），女，吉林磐石人，工程师，从事景观设计与研究，（电子信箱）fyh824 。用地，占地面积 24hm 。规划设计一个以医药为主题的公园，成2108图 1 公园区效果图图 2 公园区总平面图图 3 下凹式绿地立面示意图为生物医药基地一个重要的对外形象展示区域（见图 1）。用地整合了“生物药谷”及“生命绿谷”的概念，提炼出“生命简史” 理念。整个

8、景观体系犹如一本医药史书，根据地块自西向东划 分为 5 个不同主题的篇章，分别为：生命起源、生命轨迹、生命 律动、生命华彩及生命展望（见图 2）。设计中利用水的不同表 现形式，分别在 5 个主题地块中布置不同类型的水景，如大湖 面、流水景墙、涌泉、旱喷等，构成一个完整的、变化丰富的水 景观体系。而地块近邻永定河，受到冲积，河滩土质沙质化，土层不易存水，渗透性强，周边也没有能够提供水源补充的水的利用作为水景观补充用水，从而达到降低前期投资及后期养护成本的效果。4 景观雨水收集主要途径4. 1 下凹式绿地下凹式绿地具有蓄水、渗水、消减洪峰流量、过滤水质等 优点，是目前城市雨水收集利用普遍使用的方法

9、之一。园区竖 向设计中，绿地标高低于周边道路标高，全部采用下凹式绿地 形式进行雨水收集利用。绿地比周围路面或广场下凹 50100mm，绿地设计建议坡度2%，以便利于雨水的汇集。蓄水 池设在绿地中，蓄水池收集口标高略高于绿地标高而低于周边道路广场标高，这样设计可使道路及铺装区上的雨水径流体，如何保证景观体系的完整，同时又兼顾经济适宜性，有效地利用雨水资源作为景观水的重要补充，是本次规划方案中 希望重点解决的问题。首先流入绿地（见图 3），绿地蓄渗、补充消耗土壤水分后再流入收集口，进入蓄水池，供绿化使用。部分区域结合景观需求， 设计了汇水区域进行雨水收集，排入地下蓄水池中以备再次利用。4. 2 铺

10、设透水铺装运用透水材质进行铺装在国外是比较成熟的做法，如日 本、德国、美国等地区已经在普遍使用。透水铺装有着收集雨 水、并回灌地下水的明显效果。下雨时，能使雨水快速渗透到 地下，增加地下水含量；雨后有净化空气，调节湿度的作用，对 缺水地区尤其具有应用价值。本规划中铺装采用透水铺装为 主，非透水铺装为辅的方式。根据道路的类别，铺设相应的生 态型透水地面，本次规划主要分为以下 3 种（见图 4）：1）渗水性地砖。规划中，公园的人行道、自行车道和步行 道采用渗水性地砖。渗水砖的渗水效果较好，铺装时，砖与砖 之间的连接处使用透水性填充材料拼接，增加了透水性。2）嵌草砖。机动车停车场和自行车停放区地面铺

11、设嵌草 砖，嵌草砖砖孔中用种植土填满，播种草种。这种铺装方式，可使停车场区域达到 40%的绿化面积。3 雨水收集利用模式目前城市雨水利用成熟的技术主要有 3 种：建筑屋顶雨水 收集;路面雨水利用;城市绿地雨水集蓄利用1。公园常用的集 水技术主要是路面雨水集蓄、绿地雨水集蓄，主要针对道路、 绿地雨水收集。方法包括铺设生态型透水地面，修建下凹式绿 地等，使雨水直接渗入地下，回补地下水，并分路段于道路周边绿地中修建地下蓄水池，进行雨水汇集利用；同时大型广场、绿地、山坡、微地形以及停车场等都是良好的雨水收集面。 本次雨水收集的范围主要包括道路、绿地、微地形等，经过对 雨量精细的计算，设计合理的水面面积

12、及常水位，加强对雨水109公用工程设计Public Utilities Design图 4 透水铺装做法及效果示意图图 5 雨水收集利用系统示意图图 6 雨水收集系统布置分区图集雨水，最大限度地将雨水等自然降水，用于景观水体的补充、营造，尽量减少人工补水，使水体景观能应对四季的变化，在丰水季和枯水季展现水体的不同美感，从而在整个园区内实现经济、可持续发展的景观水系统。旱溪一般可通过植草浅沟、碎石沟渠、砂床过滤系统等进行雨水收集。本规划设计中主要采 用植草浅沟及砂床过滤系统相结合的收集模式（见图 6）。5.1.1 植草浅沟的收集模式植草浅沟是在地表沟渠中种植草本, 是多功能的暴雨控 制、雨水收集

13、设施。当雨水径流流经植草浅沟时, 经过沉淀、 过滤、渗透、植物吸收及生物降解等作用, 径流中的污染物被 削减, 达到雨水收集利用和径流污染控制的目的2。多用于绿 化面积较大的区域及非透水性铺装区域的雨水汇集。沿生命 轨迹、律动、华彩区主要道路两侧设计植草浅沟，用于收集绿 地地表径流并最终汇入蓄水池内存储。沟内种植耐湿草本植 物，丰富景观效果，实现硬质铺装与软质绿化的自然过渡。5.1.2 砂床过滤收集模式砂床过滤系统是一种主要依靠细砂过滤的雨水收集系统, 一般由前置池、过滤砂床、集水井等构成。前置池深度至少要 在 80 cm 以上, 以达到降低地表径流冲刷作用和去除径流中颗 粒物的目的, 再经过

14、砂床过滤处理后径流流入集水井3。该系 统对雨水的净化效果明显好于植物浅沟等雨水收集处理设 施4。多用于硬质铺装相对较多区域的雨水收集。规划结合公园内停车场及小广场边界设计了砂沟过滤系统，收集周围渗3）鹅卵石、碎石。游园小路、步行道铺设鹅卵石或碎石，透水性好，不规则的铺装样式、不同的色彩，给游园路增加怡人 的情趣。5 雨水收集系统规划中针对不同区域，设计不同雨水收集系统，再将各个收集系统紧密、高效、有机的结合，各项技术措施合理运用, 构成一个高效的有机雨水收集利用体系（见图 5）。透到机配碎石垫层内的雨水，排入主渗滤沟，然后收集到蓄水池。这种方式收集的雨水水质较好，也可直接用于景观用水补充。5.

15、 2 地下蓄水系统地下蓄水池采用钢筋混凝土构造，分散布置于规划区内，5. 1 旱溪系统地块内部雨水主要通过路面、微地形及绿地汇集。雨水在 生命起源区及生命律动区通过“旱溪”模式收集。在沿主园路 道路两侧设置了收集雨水的旱溪，布置了多个地下蓄水池收与植草浅沟、砂床过滤系统等连接，顺利收集来自主渗滤沟雨110工程建设与设计Construction & Design For Project水，布置收集点时结合整个规划区道路、绿地竖向设计，使其尽量接近用水点，以达到最佳使用效果。在地下蓄水池中，对 收集的雨水进行沉淀、过滤、消毒等，使水质达到基本的景观 用水要求，用于浇灌、水体补充等用途。雨水

16、水源补给具有一 定随机性，不论地下蓄水池建多大，都有可能无法贮存所有降北京地区降水量及蒸发量列表（按月份）见表 1；生命起源区水体适宜量分析见表 2；生命律动区水体适宜量分析见表 3； 生命华彩区及展望区水体适宜量分析见表 4；计算结论见表 5。 表 2 生命起源区水体适宜量分析 /m /m Q /mm /mmA A /m$ (0.6m )/ mm /m水，因此，设计中将地下蓄水池与市政雨水管网相连接，以便对蓄水池的水量进行调节，溢流将直接排放到市政雨水管。5. 3 自然汇集系统项目最东侧，生命华彩区有一块现状洼地，设计中结合洼12345678910111274 24874 24874 248

17、74 24874 24874 24874 24874 24874 24874 24874 24874 2486 0006 0006 0006 0006 0006 0006 0006 0006 0006 0006 0006 0006414822254188618214 4064 3571 3055661974913919935551565162962864054843027718775511332623511923 7783 717757136801383 6003 6003 6003 6003 6003 6003 6003 6003 6003 6003 6003 6003 6753 6513

18、7333 5743 3652 4081781772 8433 4643 6803 738地，规划核心湖面，力求营造一个开敞的景观效果。该区域通过“自然湖面”汇集模式进行雨水收集（见图 6），常水位周边为 湿地区，种植湿生植物，满足枯水期、丰水期的景观效果，同时 湿地还调节小气候，起到生态涵养的作用。与水系连接的绿地 部分，在水岸边设计下凹式滤沟，当雨水较大时，从绿地流下的雨水先经过滤沟过滤后再流入水系，保证了收集雨水的清表 3 生命律动区水体适宜量分析 Q /A $ A m/m /m /m /mm mm C0.6 m 3/m 12345678910111232 05232 05232 0523

19、2 05232 05232 05232 05232 05232 05232 05232 05232 0522 5002 5002 5002 5002 5002 5002 5002 5002 5002 5002 5002 5002864962343837861 9021 8815632448521588314821527126226226722817911578301952191115241 6401 6143356530571 5001 5001 5001 5001 5001 5001 5001 5001 5001 5001 5001 5001 5301 5191 5521 4811 3899

20、761401141 1651 4351 5301 557洁度。6 雨水收集量可行性分析6. 1 水量计算水量平衡是目前雨水收集系统设计与运行的一个首先需解决的问题。为了确保景观水水域的合理面积，设计前，根据北京地区平均雨水量进行雨水收集量的计算。雨水收集量计算公式 V=HAa （1）表 4 生命华彩及展望区水体适宜量分析式中，V 表示可以收集的雨水量； 代表径流系数，综合考虑其地块的特性及其对雨水的涵养能力，采用 5a 一遇 24h 降雨 的雨洪利用标准。5a 一遇降雨外排水量的综合径流系数不超 过 0.5，本次取 0.45；H 代表降雨量；A 表示径流面积；a 表示季 折减系数，取 0.85

21、（根据土壤的透水率计算）； 为初期雨水齐 流系数，一般取 0.87。表 1 北京地区降水量及蒸发量列表 /m/m/m/mm/mm 0.6m /m/m123456789106 330106 330106 330106 330106 330106 330106 330106 330106 3308 0008 0008 0008 0008 0008 0008 0008 0008 0008 0008 0008 000922113177751 2692 6086 3096 2391 8688112827018526647368686883883785473057436925093 54 15689401

22、17705 4735 3851 138237 87 1794 8004 8004 8004 8004 8004 8004 8004 8004 8004 8004 8004 8004 8934 8544 9564 7114 3993 030 673 5853 6624 5634 8874 97910 106 33011 106 33012 106 330$ 123456789101112% /mm Q /mm2333598610910510510791724631369223674179177532382表 5 计算结论 /m ¾ /m6 0002 5008 000: R : R %

23、:74 24832 052R ½ :þ : 106 330 6. 2 景观水水量由表 5 可知，丰水期间按平均水深 0.6m 计算，生命起源111公用工程设计Public Utilities Design。图 7 地形竖向设计图区适宜汇水面积为6 000m2，生 命 律 动区适宜汇水面积为2 500m2，生命华彩及展望区适宜汇水面积为 8 000m2。根据计 算，规划设计生命起源区、生命律动区人工水景观总面积约1 800m2，综合考虑景观湖的水面规模、安全保护、补水成本、水 质保持等多方面因素, 确定湖体平均水深为 0.5m，则水量为900m2。生命华彩及生命展望门户区湖面

24、以自然汇集雨水为 主，总面积 8 000m2，设计深度为 0.60.9m。对景观湖进行防 渗处理设计, 使景观湖能保持正常水位和水容量, 维持水生态景观系统平衡。制约因素之一，特别是经济的飞速发展与城市化进程的加快，水资源的匮乏问题更为突出。而园林设计中水又是不可缺少的元素，因此，对雨水加以利用是解决水资源短缺，提高废水利用率的一种有效措施。本项目在设计水景观之前，对每个区域可汇集雨水量进行了计算，得出了合理的景观水域面积，在 保证景观效果的同时，又降低了后期养护费用。加上运用雨水收集及处理技术方法，收集利用这一无成本的资源，不仅节约水资源, 而且在涵养地下水源、减缓地面沉降、控制雨水径流污染

25、、改善区域生态环境等方面具有广泛意义【参考文献】【1】李梅, 李佩成,于晓晶. 城市雨水收集模式和处理技术 J.山东建筑 大学学报, 2007（12）：6-22.【2】张炜, 车武, 李俊奇，等.植被浅沟在城市雨水利用系统中的应用 J.给水排水, 2006, 32 ( 8) : 33-37.7 竖向设计注重园区微地形的营造，布置北高南低的地形,阻挡冬季 西南向寒风，通过地形的设计降低了不利气候的影响，同时为【3】Division of Soil and Water Conservation, Virginia Department ofConservation and Recreation. Virginia Storm water ManagementHandbook volume I ( First Edition ) M .Richmond, VA. 1999.【4】陈小华. 水景社区的雨水收集与综合利用设计J. 水资源保护，2010（9）:5-26.雨水的收集提