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公园项目中的雨水利用探析

2020-04-17中冶华天工程技术有限公司江苏南京210019

安徽建筑 2020年3期
关键词:排水沟用水量降雨量

武 静 (中冶华天工程技术有限公司,江苏 南京 210019)

海绵城市,即城市能够向海绵一样,下雨时吸水、蓄水、渗水,需要时将蓄存的水释放并加以利用。城市公园便是这一理念落地的重要载体,同时它能满足人们亲近自然和步移景异的需求,近几年各级地方政府便纷纷加大城市公园建设力度,一举两得。

城市公园等公共空间对人们生活的影响越来越大,不仅是城市形象的体现,也是城市人民生活质量的体现。如今快节奏的生活规律,人们也有走出钢筋混凝土框架,走进大自然、亲近大自然的愿望,城市公园也成了人们散步交往的好去处,本文通过对南京某城市公园的案例,简要叙述建设公园项目时,在保证公园视觉效果的条件下,如何实现雨水的综合利用,以达到低影响开发,低运行费用的目的。

1 工程概况

本工程为南京市某城市公园项目,占地面积98914.81㎡,东至规划翠阴路,南侧及西侧紧邻丽景路,北靠普泗路。公园内最大的亮点就是生态湿塘,占地面积23700㎡,补水主要是靠收集的雨水,湿塘中种植能净化水体的植物,将收集的雨水净化并储存在湿塘中。地块中除了生态湿塘外,还设置了儿童活动区域,健身步道,音乐喷泉等,设计竭力打造兼有主题性质的综合性公园,与周边绿地差异化发展,达到联合共生的目的。

2 可行性分析

南京市是一个降雨量比较丰富的城市,年平均降雨量为1071.9mm左右,年平均蒸发量为846.3mm,每年降雨量最多的季节为7月,年均降雨量大约为228.6mm,年蒸发量最大及年用水量最大的一个月也是7月,年均降雨量大约为111.8mm。在一年中,降雨量大的季节也是蒸发量大的季节,同时也是植物生长的高峰期,植物的需水量也处于高峰值;降雨量小的季节也是蒸发量小的季节,同时也是植物生长的低谷期,植物的需水量也很小,基本上没有。在此情况下将降雨回收再利用就有了很大的可能性。

年雨水径流总量

ψi——不同下垫面种类下的径流系数;

Ai——不同下垫面种类的面积(m2);

A——总面积(m2);

hy——设计降雨厚度(mm)。

3 降雨量计算

本工程所收集的雨水为红线范围内的场地雨水,收集面积为98914.81㎡。工程收集范围内有湖体水面,有草坪绿化,人行道路采用的均为透水路面,广场采用的石材面层,停车场采用透水铺砖,停车场道路采用混凝土路面,具体径流系数计算如下。

①径流系数计算(见表1)。

综合径流系数:

4 可回收雨量计算

W——可回收雨水总量(m3);

W'——径流雨水总量(m3);

α——季节折减系数,取0.85;

β——初期雨水弃流系数,取0.87。

5 水体年蒸发量

6 园区用水量计算

6.1 浇洒用水量计算

绿化年浇洒天数取71天,用水定额取 2L/(m2·d),绿化总面积为48258.61m2。年浇洒总量为:

本工程径流系数 表1

水量平衡表 表2

6.2 渗透水量

生态池塘属于淤泥底部,渗透量可以忽略不计。

6.3 最大日需水量

7 水量平衡分析

通过水量平衡表可以看出,全年的雨水总量大于地块的用水总量,且大多数月份的雨水降雨量都能满足本月的用水量要求,用水量最大的项目是水体的蒸发量,本项目通过湿塘水体储水的方式来达到雨水回用的目的。

8 雨水回收设施的设置

8.1 卵石排水沟

本地块的绿化为狭长的绿化山体,沿着山体四周布设卵石排水沟,排水沟的坡度与道路坡度相同(整个地块呈现北高南低的地形,排水沟也从北部向南部坡,坡度大概为2%),东侧部分无法设置卵石排水沟的地方设置盲管,排水沟与盲管中的水最终引入排水井内,再由排水井引入湖体中。雨水排进湖体的排水口处设置混凝土加固装置,以免对湖体的底部及水生动植物造成影响。

排水沟的断面尺寸计算:

S——排水沟的水流速度。排水沟为浆砌排水沟,选择流速为1.0m/s。

Q1——排水沟所接受的汇水面积内的雨水汇集量

选择500×800断面尺寸的排水沟,水深 0.56,设计充满度为 0.7。

排水沟的断面尺寸及做法见图1。

图1 设置卵石排水沟的总长度为946m

8.2 雨水弃流

初期的雨水弃流厚度选用3mm,雨水弃流总面积为地块内除去水面的面积:

据《建筑与小区雨水控制与利用工程技术规范》(GB 50400-2016),当卵石沟储存的雨水有效储水容积大于等于初期径流弃流量,雨水回用收集系统可不设初期径流弃流设施。故本工程不设初期弃流井。

8.3 雨水蓄存设施

由水量平衡表可以得出本地块内的年雨水可回收量大于于地块的年用水需求量,但仍有大量的雨水可以利用,本地块利用水池的常水位与溢流水位之间的弹性高度储存雨水,因水体采用跌水形式,所以最终的储存空间留在最下游,最下游的可用面积为2200m2,常水位与溢流水位之间的高度为0.45m,可储存雨水 =2200×0.45=990m3,最大日用水量大约为301.32m3,大约等于三天半的日用水量。

8.4 雨水的溢流及排空装置

在生态湿塘的最低点处设置雨水溢流装置与雨水提升泵站,沿着最低点的池塘边缘驳岸位置设置长度为50m的溢流口,溢流口与吸水池之间采用过水洞连接,在常水位处设置泄空管与吸水池连接,最大泄流量为990m3,选择10h泄空,泄流量为100m3/h,泄空管管径为DN300。

8.5 水体水质

为保证生态湿塘的水质,生态湿塘中种植了大量的水生植物,根据南京市的气候特点与本地块的水环境现状,挑选耐污能力强、景观效果好、去污能力强便于管理的植物,如芦苇、水葫芦、轮叶黑藻、睡莲、矮生苦草等植物。芦苇对悬浮物、氯化物、硫酸盐等的都有很好的去除率,也能够吸收汞和铅等重金属,对磷的去除率可以达到64%;水葫芦可以吸收水中的生化含需氧量和化学需氧量,水葫芦对氮磷也有很强的吸收能力;轮叶黑藻对水体中的总氮和总磷有很高的去除率。

湿塘内除种植可净化水质的沉水植物与停水植物外,还采取设置内循环系统,将最下游的水通过循环泵抽至最上游,在降雨后的6到7天内,每天循环12h,通过循环作用与水生植物的净化,使湖体的水质达到绿化浇洒的要求。

9 雨水回用

储存的雨水主要用于景观水体的补水与绿化浇洒。

9.1 在最低点湿塘处设置雨水回用泵坑

泵坑建于岸边,通过深入湿塘的吸水口从湿塘中吸水,在进入泵坑前设置80目的可抽取式过滤网,雨水回用池内设置两个潜水泵,经潜水泵提升后作为绿化浇洒之用。

图2 设置卵石排水沟的总长度为946m

9.2 湿塘补水

湿塘中设置补水系统,当水位降至常水位以下100mm时,开始补水,补水由电磁阀与设置在池塘水中的液位传感器共同控制,当水位低于常水位100mm时,电磁阀开启,开始补水,当水位到达常水位高度时电磁阀切断,停止进水,电磁阀设置于进水口附近的岸边的阀门井中。

9.3 绿化浇洒

本工程绿化浇洒分两种,高大乔木与灌木区因生态系统形成后不需要经常浇灌,采用快速取水口,需要时人工浇灌;草坪区域采用喷灌。快速取水口的水源为湖体中水,经过入口过滤后供给,喷灌区域的水源采用洁净的城市自来水。为防止误饮误用,快速取水口处设置了明显的中水标志,并设置了带锁具的阀门。

10 场地排涝

本工程为地势低洼部分,四周的道路均高于地块内部道路,本工程位于城区,设计时按照50年重现期的雨水量2h排除积水来设计排涝泵站。

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