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海绵城市低影响开发雨水系统构建途径

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海绵城市低影响开发雨水系统构建途径

  • 分类:海绵城市建设
  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2020-05-16 16:27

海绵城市低影响开发雨水系统构建途径

  提到海绵城市,我们先要了解LID(低影响开发 low Impact Development;LID是指在场地开发过程中采用源头,分散式措施维持场地开发前的水文特征。它最开始强调的源头控制径流。

  

 

  这个概念在人口密集,城市开发强度的城市渐渐发展源头,中途和末端不同尺度的控制措施。

  我们常常听到的渗、滞、蓄、净、用、排等就是针对这些措施的技术指导,从而实现城市良性水文循环,恢复城市的“海绵”功能。

  

 

  所以海绵城市是什么呢?

  低影响开发雨水系统构建途径可能是最合适它的学名。

  海绵城市的做法很多,绿色屋顶,植草沟,透水铺装···

  其中最出名的成员大概就是雨水花园了、雨水收集模块水池。

  雨水花园作为雨洪管理的手法在景观上其实已经有些年头了。

  下面介绍的是深圳市海绵雨水利用科技有限公司一个典型的雨水收集模块水池项目。

  一、工程概况

  项目位于光明新区的门户区,紧邻光明新区管委会,距离光明新区中心仅2.5公里,位于中心的辐射范围内。项目建设用地面积约17.5万平方米,总计容面积约58.3万平方米。主要功能为研发厂房约46.7万平方米。此预算回用工程主要收集屋面及路面等雨水,通过路面雨水市政管网进行收集,经雨水沉淀弃流后进入PP模块组合式一体化雨水利用构筑物内,经消毒过滤处理后供应绿化浇晒用水、景观补水等。

  二、施工范围

  室外埋地构筑部分,模块蓄水池、设备机房,输水UPVC管及电线电缆、过滤消毒设备、不锈钢清水池、回用泵组的安装与调试。

  三、编制说明编制依据

  本工程所涉及的国家或行业规范、规程、技术法规、标准,地方标准。

  (1)《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006

  (2)《建筑给排水设计规范》GB50015-2003

  (3)《室外给水设计规范》GB50014-2006

  (4)《室外给水设计规范》GB50013-2006

  (5)《给水排水工程结构设计规范》(GCJ69-84)

  (6)《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303-2002)

  如需了解本项目相关资料技术,请联系海绵雨水专业人士。

  以下为该项目现场施工图集。仅供参考!如需转发请联系海绵雨水公司。

  

雨水收集模块

 

  海绵雨水PP模块水池安装

  下面在介绍的是一个很典型的雨水花园--宾夕法尼亚大学的SHOEMAKER GREEN。

  

 

  这个项目在2014年ASLA通用设计奖之后,又斩获了2016年ASLA的研究荣誉奖。

  可以说,这个项目在定型和定量上都有很高的专业性。

  所以我们今天从这两个方面分析一下这个项目:

  

 

  首先是定性即设计层面上的这个项目主要可以分为三个大步骤来完成。

  1、分析径流

  

 

  从图示能分析出来这个场地的地势是比较低的,雨水落地之后,从屋顶,其他不透水铺地来的雨水斗会汇集到这里。

  2、设计径流路线

  

 

  注意图中的排水层

  

 

  周边建筑屋顶采集的雨水可以通过管道进入场地的排水层。

  

 

  排水层是可渗透的,收集的雨水在往下渗透的同时进行过滤。

  

 

  呗植被过滤净化之后,雨水通过下层管道流向场地预埋的储水箱,等待回收利用。

  

 

  如果雨量过大,场地内的储水系统不能满足雨水滞留的话,多余的水才会溢流到城市管网,进入城市循环系统。

  3、完成区域水循环模型

  

 

  这个模型模拟的是这样的情况:

  

 

  开始下雨(1)之后,周边的场地开始形成地表径流(2)。地表径流在场地汇集产生的水量。

  

 

  一部分,通过排水层的过滤渗透。转移到场地内部的蓄水池,蓄水池储蓄的水(3)可以回收。用于晴天时候的植物灌溉(4),其中最主要的就是草坪的喷灌系统用水(5)。

  

 

  另一部分和用于喷灌的水呗土壤吸收,用来维持土壤自身的湿度(9),供给场地植物的根系吸收,并利用植物的蒸腾作用(6)回归大气中。

  

 

  除此之外场地对极端情况也做了设计:例如,干旱的时候可以从城市用水管道(8)0引水进行植物灌溉,以及雨水量过大的时候可以溢流到下水道(7)进入城市排水管。

  这个小公园不仅仅是在设计上成功。在施工方面,从培训施工人员到所有建设材料回收再利用。将环境友好做了个彻头彻尾。

  

 

  然而它最厉害的是它的一套检测系统:

  监控的内容除了雨水的水量及质量,回收再利用的转化率。

  还包括土壤的碳固村存,养分循环,植物的生长情况,蒸腾速率。

  甚至是参与检测的人员的行为映射都有严格的记录。

  

 

  这套系统可以帮助项目在建成之后不会太过偏离最开始的设计发展预期。

  同时,也正是这一套检测系统,让它在2016年再次拿到了ASLA。ASLA给它的评语也明确指出了这个项目的意义:

  这个项目获得的数据是共享的。

  并且过程是十分清晰,它是可以被其他景观设计师复制和应用的。

  我们来具体看看这个项目,在定量数据上的成果吧。

  

 

  这个项目发出的灵魂拷问:

  1、土壤和植被到底在雨洪管理上有多大帮助?

  2、水循环系统和蓄水池系统在每个季节的运作效果如何?

  3、纱质土壤和机草坪是否能做为一个生态健康,提供蒸腾作用并且抗压实的管理模式进行推广?

  接下来我们就逐个分析分析

  1、雨水管理的效率

  四种情况下的雨水循环数据:

  

 

  数字模型模拟下:降水量为1英尺,整个场地需要接收53410加仑的水量。

  植被灌溉不需要从城市用水管网索取,(图面“8”为零)。但仍需要城市排水管帮忙承担一部分排水。(“7”虽然较细但是还存在。)我们待会儿看第二张图,就会发现模拟过程中,土壤生物群的储水功能被低估了。

  

 

  这是研究期间达到的最大降雨,当时降雨量达到3.14英寸。

  但是场地内的雨水并没有溢出到城市官网。(“7”和“8”都是空缺状态,但是“6”极其硕大)。表明了在降水量是模拟程序三倍以上的时候,这个小公园依旧可以不依靠城市给排水管网,进行区域雨水自循环。

  

 

  场地的雨水在冬季的时候有接近溢出的现象,有两点原因。

  1、冬季土壤生物休眠,蒸腾作用微弱,土壤储水量饱和(“6”变得很细)

  2、为了防止冬季冻灾场地内的蓄水箱在冬季并没有投入使用。同时也不需要喷灌。(“3,4,5”都处于空缺状态)。

  

 

  在没有下雨的天气(“1”是处于空缺状态的),发生过一次溢流,当时灌溉系统发出错误指令,使当时灌溉用水是正常时候的4倍(图中可以看挪用了城市用水“8”,“4,7”的量都很大)。

  这一组数据说明SHOEMAKER GREEN的这一套水循环设计是有效的,并且土壤生态群在其中的作用是非常可观的。

  2.2季节影响

  

 

  这份表格明确了季节的划分,针对于不同的检测对象,有不同的季节分区。

  例如土壤这一栏,将全面分成了霜冻前后以及年中三个大分区。

  除此之外还会进行定期的数据汇总分析,以明确季节变化带来的水循环系统变动。

  这样的做法为其他气候区域的设计,创造了更多样更贴切的参考数据。

  2.3土壤到底能吸多少水?

  

 

  项目对植物的数据记录精确的可怕,并且就数据看来,这些植物都还是非常给力的。最突出的是沼泽白橡,在峰值的时候每天每株沼泽白橡可以蒸发35加仑的水量。

  

 

  还记得刚刚的数据么,最大降水量的时候,场内接收的雨水量为168776加仑。再看看平面图上密密麻麻的植物,是不是瞬间觉得安心了?

  并且随着场地内植物的成熟,这些数字会逐年增加。这也说明场地的水循环效率会逐年上升。

  这一项数据,统计了植物蒸腾作用的具体数值,为之后其他项目预算提供了可靠的数据。

  像这样的数据,之后其他项目不管是在设计前还是设计上都是可以用来参考的。现在我们国家在推行海绵城市,来解决迫在眉急的城市雨洪现象。而我们最需要的就是建立这样一套我们自己普适得数据库,来指导我们推行海绵城市。

  

海绵城市建设

 

  在雨洪管理,海绵城市这个方面,设计的项目承担了很重要的社会角色,只是在做定性分析是远远不够的。

  项目开始前的数据收集,包括当前地块预估的最大降雨量,地势流向,水文特点,针对项目的数字模型建立等等。

  项目完成之后的监督,管理,数据反馈。

  这些看起来并不那么酷的定量工作可能正是海绵城市推行上最重要的事情。

  海绵城市文本+施工图资料包

  (海绵是低影响开发文本集)

  

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