园林节水与雨水利用(12)课件

第三节可持续理念与园林节水

一、水及水的保护淡水是人类生存之必需。地球上淡水的存在方式有两种：地下水和地表水。地下水是水体主要的存在方式，它补充地表水水源，并且是所有植物生长的基础，地下水位的稳定与否直接关系着这一地区的生态系统的稳定状态。地表水系起着排放雨水、汇集各排水沟的水体、净化地表水的作用，是动植物的生存空间，提供人类饮用水、浇灌水和生产用水。二、城市水资源城市水资源日益缺乏城市人均用水量城市人均用水需求量在最近几十年里大大增加。在许多缺水地区，靠地区自身的水资源满足不了需求，必须依靠远程输水道来供应。尤其是大城市，如此形成的给水排水系统会大大改变当地水系统状况。据统计德国人均每天用水量约为140L。城市水质水质的改变：有害物质和热负荷排放方式的不断改变：下雨后，因城市地面被人工覆盖而导致的大量水流；威胁着河流与海洋的生态环境，最明显的例子是鱼类的大大减少（图1.2）。三、城市的排水问题污水民用污水和企业污水的排放量在逐年增多，这些污水不可能通过自然排出进入河流，使其净化。未经处理的污水进入自然环境带来的严重后果已经是众所周知的。污水处理原则上要求有大型的技术设施。雨水由于城市地域大面积地被人工硬质铺地所覆盖，下雨时雨水会被快速排入河道系统。污水、雨水相加的结果使洪水成为必然。洪水造成生命、财产的威胁，引起地表层水土的流失，使自然界进入恶性循环（图1.3）四、我国的水资源目前水资源的紧缺与污染已经到了相当严重的程度。据水利部的统计，600多座城市中，高达400多座面临缺水难题，其中，100多座严重缺水。据新华网消息，中国水资源既患寡又患不均，四分之一土地面积缺水。根据水利部统计，中国的人均水资源占有量不足2200m3，是世界人均水资源占有量的四分之一，水资源时空不均及水污染严重更加剧了水资源的短缺。中国的用水效率不高，存在浪费严重的问题。2003年中国万元GDP用水量465m3，是世界平均水准的四倍，污水处理回用，海水、雨水等方面也处于较低水准。此外，20世纪90年代以来，中国年均干旱受灾的耕地面积占总耕地面积的五分之一，平均每年因干旱减产粮食280多亿公斤；城市缺水，为工农业生产以及人民生活带来很大的隐患。如何有效利用有限的水资源，走上可持续的发展道路，已是刻不容缓。如何合理充分利用好灌溉用水、提高园林绿地灌溉水利用率和灌水效果，发展城市节约型园林，是园林规划设计和工程中要解决的重要问题。五、园林中的给排水与节水（1）规划设计阶段（2）优化园林植物配置，有限选择地域树种、低耗水植物（3）改善土质、覆盖土壤表层（4）倡导节水型灌溉方式，精确灌溉（5）利用雨水、污水六、雨水利用工程1、雨水利用的必要性与可行性城市建成区的地面硬化改变了原地面的水文特性。地面硬化之前正常降雨形成的地表径流量与雨水入渗量之比约为2∶8，地面硬化后二者的比例变为8∶2。城市中的雨水处理由标准化设计的雨水管线来承担。城市地下水从降水中获得的补给量逐年减少。城市雨水利用的功能：节水功能、对水环境及生态环境的修复功能、雨洪调节功能2、雨水利用系统的组成和一般要求城市雨水利用，是通过雨水入渗调控和地表（包括屋面）径流调控，实现雨水的资源化，使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。（1）雨水利用系统的组成雨水利用可以采用雨水入渗系统、收集回用系统、调蓄排放系统之一或其组合。（2）雨水利用系统的一般要求①雨水下渗系统宜设雨水收集、下渗等设施，雨水入渗系统的土壤渗透系数宜为10-6~10-3m2/s，且渗透面距地下水位大于1.0m。②收集回用系统应设雨水收集、存储、处理和回用水管网等设施，宜用于年平均降雨量大于400mm的地区。③调蓄排放系统应设雨水收集、存储设施和排放管道等设施，宜用于有防洪排涝的场所。雨水入渗可采用绿地入渗、透水铺装地面入渗、浅沟与洼地入渗、浅沟渗渠组合入渗、渗透管沟、入渗井、入渗池、渗透管排放系统等多种方式。3、雨水利用常见过程措施（1）绿地入渗（2）透水性铺装入渗透水性铺装地面的规定：①透水铺装地面应设透水面层、透水找平层和透水垫层。②透水地面面层的渗透系数均应大于10-4m/s，找平层和垫层的渗透系数必须大于面层。透水设施的蓄水能力不宜低于重现期为2年的60min降雨量；面层孔隙率不宜小于20%；找平层厚度为20~50mm；透水垫层厚度不宜小于150mm，孔隙率不应小于30%。（3）浅沟与洼地入渗（4）浅沟渗渠组合入渗沟底表面的土壤厚度不应小于100mm，渗透系数不应小于10-5m/s；渗渠中砂层厚度不应小于100mm，渗透系数不应小于10-4m/s；渗渠中的砾石厚度不应小于100mm。一般在土壤的渗透系数小于等于5×10-6m/s（5）滞留池（6）储水池案例：斯图加特老机场改造设计在斯图加特新机场投入使用后，市政府决定将原来的机场改造成为集企业、服务业和居住于一体的新城市区域。1999年举行了该地块的城市设计国际设计竞赛，2000年3月评审出竞赛一等奖。一等奖由APMory,Osterwalder,Vielmo建筑事务所；KraftBerlin工程事务所；Kienle景观设计事务所；ERMLahmeyer＆Dr.Koch生态平衡设计事务所，以及Koelz,Lahmeyer,Henes交通设计事务所组成的设计小组夺得。该方案赋予了该地块新的城市特征，形象鲜明，尤其是在地块中部设置的狭长形，集中的休闲绿地和水面，对于当地的气候尤为重要，成为该地块和周边地区的气流通道。狭长形的湖泊水体主要由建筑物屋顶雨水和道路空地雨水汇集而成。该湖面面积为40000m2，其中15000m2沿湖岸地带种植芦苇，起着天然清洁所汇集雨水的作用。2000~2001年由该小组完成该地块的总体设计，2002年起进入修建性详细规划和单体设计。两个处理主导方案该湖的湖水主要由基地内建筑物屋顶雨水和道路空地雨水汇集而成，基地的雨水在基地内完成自身循环，不汇入城市污水和雨水管网体系，这样一方面对基地的生态环境的维护是重要的贡献，另一方面可以减轻城市管网的压力。（1）方案一：优先蒸发和下渗，包括大面积的屋顶植被和水面营造；（2）方案二：通过将全部来自构筑覆盖表面的雨水导入到规划的地表水体中，集中净化并作为饮用水再利用。两个主导方案应用过程中有一系列的组合可能性，以适应规划基地的特殊要求和满足使用者的需求。在机场环境设计中将两种主导方案的各种组合的可能性共14种可能方案进行了比较，选择了倾向于方案二“雨水的集中再利用”的设计。主导方案一：优先蒸发和下渗优先蒸发和下渗可以使雨水排导的投资成本最小，主要通过减少非再利用雨水的径流方法来实现：（1）蒸发式的雨水排导可以通过大面积屋顶植被和长湖芦苇带获得加强；（2）屋顶表面的径流量应该根据长湖蓄水要求来确定；（3）基地外的穆尔肯（Murken）河不导入长湖；（5）交通用地的雨水经过集中预净化处理导入排水沟。规划基地的雨水同街道的雨水一起排导，设置滞留池来限制排水沟内的径流水位；（6）高负荷的国家高速路的上下匝道应该分别排导；（7）利用湖岸区的下渗功能，进而减少长湖的溢洪口的设置。以减少地表径流为目标的雨水管理街道排水建立场地模型，将规划基地的地表进行模型化，达到一个地块内部的土方平衡，避免土方运输。现状坡度是基于地表水体走向的，模型化应该使整个建成区坡向集中绿地。公共街道的排水街道在整个建成区应该靠雨水灌渠来排导。轻度污染地方的雨水，如步行路、自行车路和停车位，可以通过洼地或洼地—水沟直接渗入街边绿地。径流次级道路、行车路面的雨水在开放式水渠中收集，或者在洼地—水沟中下渗，或者导入中央雨水净化系统。高负荷道路的雨水经雨水管道进入中央雨水净化系统。雨水经过物理和生物净化排入排水渠，或者选择性地进入雨水湖泊。溢洪口的设置通过湖岸区的下渗功能得到减少。入户道路的排水入户道路可以完全进行构筑覆盖，以利于雨水获得。雨水输导可以通过管道或开放沟渠。与排水沟的连接可以通过公共街道的排导得到保证。绿地绿地设洼地或沟渠，将大流量的降水导入雨水湖的集中雨水净化设备。绿地规划应该使雨水通过洼地和沟渠顺利流入排水系统。源自绿地的雨水不能进入湖泊，因为其养分含量过高