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生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施之雨水花园

作者:雨水收集浏览次数: 日期:2019年5月15日 10:35
雨水本是资源,是大自然水循环的部分,能够起到调节、补充地区水资源和补给地下水资源的作用,在城市环境中,由于观念、技术等因素的限制,雨水常常得不到有效利用,反而引起灾害。近年来,针对城市雨洪管理提出的雨水花园理念及技术在美国、欧洲等地得到大力推广并取得了良好的效果。雨水花园的自然面貌和易与城市景观融合的特点,使得其与风景园林行业的结合成为必然,值得我们深入研究。我国水资源短缺及由雨水引发的径流污染和城市洪涝,雨水收集、处理和综合利用技术成为我国急需解决的问题。
什么是雨水花园?
 
雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地,被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综合利用使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,或使之补给景观用水、厕所用水等城市用水,是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。
 
雨水花园形成于20世纪90年代美国马里兰州,乔治王子郡一名地产开发商建住宅区的时候,希望一个生态滞留与吸收雨水的场地来代替传统的雨洪最优管理系统。在该郡环境资源部的协助下,每栋住宅都配建了30-40平方米的雨水花园,建成后进行了数年的追踪监测,结果显示雨水花园平均减少了75-80%地面雨水径流量,此后,世界各地开始建造各种形式的雨水花园。
在我国,雨水处理扔处于起步阶段,可行工艺包括过滤,滞留,以及生物代谢等。其中雨水花园工艺是具有较大应用前景的具有可持续性发展理念的雨水处理工艺,虽起步较晚,但研究条件良好。随着我国城市内涝问题加重,海绵城市建设,雨水资源化利用率也是我国节水型城市考核指标和绿色建筑评价指标之一。我国积极推动规范修编和图集编制工作使雨水利用趋于规范化。国际《室外排水设计规范》加入了雨水综合利用、内涝防治的章节,《城市排水工程规划规范》、《城市内涝房子设计规范》、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》、《公园设计规范》、《城市绿地设计规范》及北京市地标《雨水控制与利用工程施工及验收规范》的修订也都将雨水利用或雨水花园建设纳入规范。随着生态城市建设的不断推进,我国也尝试性建成了北京奥林匹克公园、深圳牛山公园等雨水花园工程。
都很漂亮呀!那么,雨水花园的功能是什么呢?我们接着来唠唠~
 
功能揭秘
 
通过滞蓄消减洪峰流量、减少雨水外排保护下游管道、构筑物和水体
 
利用植物截流、土壤渗滤净化雨水,减少污染
 
充分利用径流雨量涵养地下水,也可对处理后的雨水加以收集利用,缓解水资源的短缺。
 
经过合理的设计以及妥善的维护能改善小区的环境,为鸟类、蝴蝶等动物提供食物和栖息地,达到良好的景观效果。
 
雨水花园好神奇呀,竟然有这么大的作用!您是不是对它的构造产生了兴趣呢?
 
海绵体
 
简约而不简单的结构,是雨水花园重要的“海绵体”,主要由5部分组成,由表及里分别是:蓄水层、覆盖层、种植土层、砂层以及砾石层。
 
蓄水层能暂时滞留雨水,同时起到沉淀作用。
 
覆盖层一般5-10cm厚,能保持土壤的湿度,避免土壤板结而导致土壤渗透性能下降。
 
种植土层栽植植物,通过植物的根系能够起到较好的过滤与吸附作用。种植土层的厚度根据所种植的植物来决定。如果只是种植花卉与草本植物,只需30-50cm,如果种植灌木需50-80cm,如果种植乔木,则需在1m以上。
 
砾石层中埋有直径100mm的穿孔管(PP材质),经过渗滤的雨水由穿孔管收集进入其他排水系统。
 
在种植土层与砾石层之间有个层沙,目的是防止土壤颗粒进入砾石层而引起穿孔管的堵塞,同时也起到通气的作用。
雨水花园植物的选择
 
雨水花园既是一种有效的雨水收集和净化系统,也是装点区域环境的景观系统,因此花园内植物的选择既要具有去污性又要兼顾观赏性。植物的选择蓄符合以下原则:
 
优先选用本土植物,适当搭配外来物种
 
本土植物对当地的气候条件、土壤条件和周边环境有很好的适应能力,在人为建造的雨水花园中突显适应能力并使花园景观具有极强的地方特色。国外在雨水花园的研究、建造和植物选择、培育方面有着更多的经验、提供了丰富的植物选材,可以在试验驯化的前提下谨慎选用,既提高花园中物种的多样性,又避免物种入侵。
 
选用根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物
 
植物对于雨水中污染物质的降解和去除机制主要有3个方面:一是通过光合作用,吸收利用氮、磷等物质,二是通过根系将氧气传输到基质中,在根系周边形成有氧区和缺氧区穿插存在的微处理单元,使得好氧、缺氧和厌氧微生物均各得其所,发挥相辅想成的降解作用,三是植物根系对污染物质,特别是重金属的拦截和吸附作用。因此根系发达、生长快速、茎叶肥大的植物能更好得发挥上述功能,是雨水花园植物选择的重要标准。此外,雨水花园在降雨期间水体流动速度较快,因此要求植物拥有较深的根系。
 
选用既耐涝又有一定抗旱能力的植物
 
因雨水花园中的水量与降雨息息相关,存在满水期与枯水期交替出现的现象,因此种植的植物既要适应水生环境又要有一定的抗旱能力。作为一个需经常处理污染物的人工系统,容易滋生病虫害,所选的植物也要具有较高的抗逆行,能抗污染、抗病虫害、抗冻、抗热等。
 
选择可相互搭配种植的植物
 
不同植物的合理搭配可提高对水体的净化能力,可将根系泌氧性强的植物混合栽种,构成符合式植物床,创造出有氧微区和缺氧微区共同存在的环境,从而有利于总氮的降解,可将常绿草本与落叶草本混合种植,提高花园在冬季的净水能力,可将草本植物与木本植物搭配种植,提高植物群落的结构层次性和观赏性。
 
雨水花园不是一劳永逸的,维护很重要!
 
雨水花园的维护
 
在暴雨过后检查雨水花园的覆盖层以及植被的受损情况,及时更换受损的覆盖材料与植物。
定期清理雨水花园表面的沉积物,以免使其渗透能力下降,降低其效果。
定期清除杂草,同时对生长过快的植物进行适当修建。
根据植物生长状况及降水情况,适当对植物进行灌溉。
 
最后结语
 
雨水花园不能等同于简单的下凹绿地,需要进行竖向地形的整体平衡,对原有土壤的消纳能力进行核算,在满足消纳雨水的情况下,营造优美的和谐的意境。同时尽量结合市政现有实施,缓解绿地因极端暴雨天气产生的雨水滞留。作为增强绿地及局部地域的消纳雨水的措施。建议采用下渗式层级结构,不做防渗层的处理,增加水跟土壤的微循环,实现雨水就低消纳,存蓄利用。
 
雨水花园作为一种分散式的雨洪控制与利用措施,具有建造及养护费用低,运行管理简单。生态环保、自然美观。易与场地环境结合等优点。国内外的研究实践已经表明雨水花园的多重效益,及其在多种场地类型中应用的可能。在提倡节能减排、建设可持续发展的生态型城镇、建设节约型和谐社会等重大战略背景下,雨水花园在我国具有广阔的应用前景。除场地形态以外,雨水花园的设计还需要综合考虑气候,水文、地质、土壤、植物等多种因素。因此,园林林设计人员除了将雨水花园这种形式及理念运用到实际项目中外,还应与水文学、土壤学、植物学等专业人员相互协作配合,研究并建立起一套适合各地环境条件的雨水花园应用体系。

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