園林節(jié)水與雨水利用(12)課件

第三節(jié)可持續(xù)理念與園林節(jié)水

一、水及水的保護(hù)淡水是人類生存之必需。地球上淡水的存在方式有兩種：地下水和地表水。地下水是水體主要的存在方式，它補(bǔ)充地表水水源，并且是所有植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，地下水位的穩(wěn)定與否直接關(guān)系著這一地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。地表水系起著排放雨水、匯集各排水溝的水體、凈化地表水的作用，是動(dòng)植物的生存空間，提供人類飲用水、澆灌水和生產(chǎn)用水。二、城市水資源城市水資源日益缺乏城市人均用水量城市人均用水需求量在最近幾十年里大大增加。在許多缺水地區(qū)，靠地區(qū)自身的水資源滿足不了需求，必須依靠遠(yuǎn)程輸水道來供應(yīng)。尤其是大城市，如此形成的給水排水系統(tǒng)會(huì)大大改變當(dāng)?shù)厮到y(tǒng)狀況。據(jù)統(tǒng)計(jì)德國(guó)人均每天用水量約為140L。城市水質(zhì)水質(zhì)的改變：有害物質(zhì)和熱負(fù)荷排放方式的不斷改變：下雨后，因城市地面被人工覆蓋而導(dǎo)致的大量水流；威脅著河流與海洋的生態(tài)環(huán)境，最明顯的例子是魚類的大大減少（圖1.2）。三、城市的排水問題污水民用污水和企業(yè)污水的排放量在逐年增多，這些污水不可能通過自然排出進(jìn)入河流，使其凈化。未經(jīng)處理的污水進(jìn)入自然環(huán)境帶來的嚴(yán)重后果已經(jīng)是眾所周知的。污水處理原則上要求有大型的技術(shù)設(shè)施。雨水由于城市地域大面積地被人工硬質(zhì)鋪地所覆蓋，下雨時(shí)雨水會(huì)被快速排入河道系統(tǒng)。污水、雨水相加的結(jié)果使洪水成為必然。洪水造成生命、財(cái)產(chǎn)的威脅，引起地表層水土的流失，使自然界進(jìn)入惡性循環(huán)（圖1.3）四、我國(guó)的水資源目前水資源的緊缺與污染已經(jīng)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度。據(jù)水利部的統(tǒng)計(jì)，600多座城市中，高達(dá)400多座面臨缺水難題，其中，100多座嚴(yán)重缺水。據(jù)新華網(wǎng)消息，中國(guó)水資源既患寡又患不均，四分之一土地面積缺水。根據(jù)水利部統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的人均水資源占有量不足2200m3，是世界人均水資源占有量的四分之一，水資源時(shí)空不均及水污染嚴(yán)重更加劇了水資源的短缺。中國(guó)的用水效率不高，存在浪費(fèi)嚴(yán)重的問題。2003年中國(guó)萬元GDP用水量465m3，是世界平均水準(zhǔn)的四倍，污水處理回用，海水、雨水等方面也處于較低水準(zhǔn)。此外，20世紀(jì)90年代以來，中國(guó)年均干旱受災(zāi)的耕地面積占總耕地面積的五分之一，平均每年因干旱減產(chǎn)糧食280多億公斤；城市缺水，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生活帶來很大的隱患。如何有效利用有限的水資源，走上可持續(xù)的發(fā)展道路，已是刻不容緩。如何合理充分利用好灌溉用水、提高園林綠地灌溉水利用率和灌水效果，發(fā)展城市節(jié)約型園林，是園林規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程中要解決的重要問題。五、園林中的給排水與節(jié)水（1）規(guī)劃設(shè)計(jì)階段（2）優(yōu)化園林植物配置，有限選擇地域樹種、低耗水植物（3）改善土質(zhì)、覆蓋土壤表層（4）倡導(dǎo)節(jié)水型灌溉方式，精確灌溉（5）利用雨水、污水六、雨水利用工程1、雨水利用的必要性與可行性城市建成區(qū)的地面硬化改變了原地面的水文特性。地面硬化之前正常降雨形成的地表徑流量與雨水入滲量之比約為2∶8，地面硬化后二者的比例變?yōu)?∶2。城市中的雨水處理由標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的雨水管線來承擔(dān)。城市地下水從降水中獲得的補(bǔ)給量逐年減少。城市雨水利用的功能：節(jié)水功能、對(duì)水環(huán)境及生態(tài)環(huán)境的修復(fù)功能、雨洪調(diào)節(jié)功能2、雨水利用系統(tǒng)的組成和一般要求城市雨水利用，是通過雨水入滲調(diào)控和地表（包括屋面）徑流調(diào)控，實(shí)現(xiàn)雨水的資源化，使水文循環(huán)向著有利于城市生活的方向發(fā)展。（1）雨水利用系統(tǒng)的組成雨水利用可以采用雨水入滲系統(tǒng)、收集回用系統(tǒng)、調(diào)蓄排放系統(tǒng)之一或其組合。（2）雨水利用系統(tǒng)的一般要求①雨水下滲系統(tǒng)宜設(shè)雨水收集、下滲等設(shè)施，雨水入滲系統(tǒng)的土壤滲透系數(shù)宜為10-6~10-3m2/s，且滲透面距地下水位大于1.0m。②收集回用系統(tǒng)應(yīng)設(shè)雨水收集、存儲(chǔ)、處理和回用水管網(wǎng)等設(shè)施，宜用于年平均降雨量大于400mm的地區(qū)。③調(diào)蓄排放系統(tǒng)應(yīng)設(shè)雨水收集、存儲(chǔ)設(shè)施和排放管道等設(shè)施，宜用于有防洪排澇的場(chǎng)所。雨水入滲可采用綠地入滲、透水鋪裝地面入滲、淺溝與洼地入滲、淺溝滲渠組合入滲、滲透管溝、入滲井、入滲池、滲透管排放系統(tǒng)等多種方式。3、雨水利用常見過程措施（1）綠地入滲（2）透水性鋪裝入滲透水性鋪裝地面的規(guī)定：①透水鋪裝地面應(yīng)設(shè)透水面層、透水找平層和透水墊層。②透水地面面層的滲透系數(shù)均應(yīng)大于10-4m/s，找平層和墊層的滲透系數(shù)必須大于面層。透水設(shè)施的蓄水能力不宜低于重現(xiàn)期為2年的60min降雨量；面層孔隙率不宜小于20%；找平層厚度為20~50mm；透水墊層厚度不宜小于150mm，孔隙率不應(yīng)小于30%。（3）淺溝與洼地入滲（4）淺溝滲渠組合入滲溝底表面的土壤厚度不應(yīng)小于100mm，滲透系數(shù)不應(yīng)小于10-5m/s；滲渠中砂層厚度不應(yīng)小于100mm，滲透系數(shù)不應(yīng)小于10-4m/s；滲渠中的礫石厚度不應(yīng)小于100mm。一般在土壤的滲透系數(shù)小于等于5×10-6m/s（5）滯留池（6）儲(chǔ)水池案例：斯圖加特老機(jī)場(chǎng)改造設(shè)計(jì)在斯圖加特新機(jī)場(chǎng)投入使用后，市政府決定將原來的機(jī)場(chǎng)改造成為集企業(yè)、服務(wù)業(yè)和居住于一體的新城市區(qū)域。1999年舉行了該地塊的城市設(shè)計(jì)國(guó)際設(shè)計(jì)競(jìng)賽，2000年3月評(píng)審出競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。一等獎(jiǎng)由APMory,Osterwalder,Vielmo建筑事務(wù)所；KraftBerlin工程事務(wù)所；Kienle景觀設(shè)計(jì)事務(wù)所；ERMLahmeyer＆Dr.Koch生態(tài)平衡設(shè)計(jì)事務(wù)所，以及Koelz,Lahmeyer,Henes交通設(shè)計(jì)事務(wù)所組成的設(shè)計(jì)小組奪得。該方案賦予了該地塊新的城市特征，形象鮮明，尤其是在地塊中部設(shè)置的狹長(zhǎng)形，集中的休閑綠地和水面，對(duì)于當(dāng)?shù)氐臍夂蛴葹橹匾?，成為該地塊和周邊地區(qū)的氣流通道。狹長(zhǎng)形的湖泊水體主要由建筑物屋頂雨水和道路空地雨水匯集而成。該湖面面積為40000m2，其中15000m2沿湖岸地帶種植蘆葦，起著天然清潔所匯集雨水的作用。2000~2001年由該小組完成該地塊的總體設(shè)計(jì)，2002年起進(jìn)入修建性詳細(xì)規(guī)劃和單體設(shè)計(jì)。兩個(gè)處理主導(dǎo)方案該湖的湖水主要由基地內(nèi)建筑物屋頂雨水和道路空地雨水匯集而成，基地的雨水在基地內(nèi)完成自身循環(huán)，不匯入城市污水和雨水管網(wǎng)體系，這樣一方面對(duì)基地的生態(tài)環(huán)境的維護(hù)是重要的貢獻(xiàn)，另一方面可以減輕城市管網(wǎng)的壓力。（1）方案一：優(yōu)先蒸發(fā)和下滲，包括大面積的屋頂植被和水面營(yíng)造；（2）方案二：通過將全部來自構(gòu)筑覆蓋表面的雨水導(dǎo)入到規(guī)劃的地表水體中，集中凈化并作為飲用水再利用。兩個(gè)主導(dǎo)方案應(yīng)用過程中有一系列的組合可能性，以適應(yīng)規(guī)劃基地的特殊要求和滿足使用者的需求。在機(jī)場(chǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)中將兩種主導(dǎo)方案的各種組合的可能性共14種可能方案進(jìn)行了比較，選擇了傾向于方案二“雨水的集中再利用”的設(shè)計(jì)。主導(dǎo)方案一：優(yōu)先蒸發(fā)和下滲優(yōu)先蒸發(fā)和下滲可以使雨水排導(dǎo)的投資成本最小，主要通過減少非再利用雨水的徑流方法來實(shí)現(xiàn)：（1）蒸發(fā)式的雨水排導(dǎo)可以通過大面積屋頂植被和長(zhǎng)湖蘆葦帶獲得加強(qiáng)；（2）屋頂表面的徑流量應(yīng)該根據(jù)長(zhǎng)湖蓄水要求來確定；（3）基地外的穆爾肯（Murken）河不導(dǎo)入長(zhǎng)湖；（5）交通用地的雨水經(jīng)過集中預(yù)凈化處理導(dǎo)入排水溝。規(guī)劃基地的雨水同街道的雨水一起排導(dǎo)，設(shè)置滯留池來限制排水溝內(nèi)的徑流水位；（6）高負(fù)荷的國(guó)家高速路的上下匝道應(yīng)該分別排導(dǎo)；（7）利用湖岸區(qū)的下滲功能，進(jìn)而減少長(zhǎng)湖的溢洪口的設(shè)置。以減少地表徑流為目標(biāo)的雨水管理街道排水建立場(chǎng)地模型，將規(guī)劃基地的地表進(jìn)行模型化，達(dá)到一個(gè)地塊內(nèi)部的土方平衡，避免土方運(yùn)輸?，F(xiàn)狀坡度是基于地表水體走向的，模型化應(yīng)該使整個(gè)建成區(qū)坡向集中綠地。公共街道的排水街道在整個(gè)建成區(qū)應(yīng)該靠雨水灌渠來排導(dǎo)。輕度污染地方的雨水，如步行路、自行車路和停車位，可以通過洼地或洼地—水溝直接滲入街邊綠地。徑流次級(jí)道路、行車路面的雨水在開放式水渠中收集，或者在洼地—水溝中下滲，或者導(dǎo)入中央雨水凈化系統(tǒng)。高負(fù)荷道路的雨水經(jīng)雨水管道進(jìn)入中央雨水凈化系統(tǒng)。雨水經(jīng)過物理和生物凈化排入排水渠，或者選擇性地進(jìn)入雨水湖泊。溢洪口的設(shè)置通過湖岸區(qū)的下滲功能得到減少。入戶道路的排水入戶道路可以完全進(jìn)行構(gòu)筑覆蓋，以利于雨水獲得。雨水輸導(dǎo)可以通過管道或開放溝渠。與排水溝的連接可以通過公共街道的排導(dǎo)得到保證。綠地綠地設(shè)洼地或溝渠，將大流量的降水導(dǎo)入雨水湖的集中雨水凈化設(shè)備。綠地規(guī)劃應(yīng)該使雨水通過洼地和溝渠順利流入排水系統(tǒng)。源自綠地的雨水不能進(jìn)入湖泊，因?yàn)槠漯B(yǎng)分含量過高