趙剛
(滄州市園林綠化局河北滄州061000)
淺談滄州市長蘆公園雨水綜合利用
趙剛
(滄州市園林綠化局河北滄州061000)
長蘆公園雨水綜合利用是對海綿城市理念的一次探索與實踐。雨水的綜合利用,再次利用,可節(jié)約大量的自來水和地下水,提高人們珍惜水資源、節(jié)約水資源的意識,有著巨大的社會效益。
長蘆公園;雨水徑流;滲透;綜合利用;匯集
1.1 地理位置、氣候特點。滄州市位于河北省的東南部,東側緊臨渤海,北靠京津,與山東半島、遼東半島隔海相望。距離北京240km,距天津120km,距省會石家莊221km。滄州地處環(huán)渤海中心地帶,是河北省確定的“兩環(huán)”(環(huán)京津、環(huán)渤海)開放一線地區(qū),也是京津通往東部沿海地區(qū)的交通要沖。滄州全境地處歐亞大陸東部,中緯度地帶,屬暖溫帶半干旱半濕潤的季風氣候。年平均干燥度1.2~1.5,大陸度63.8~66.0,大陸性氣候很顯著。年平均溫度約為13℃,最冷月份(1月)平均氣溫-3℃,極端最低氣溫-19℃,最熱月份(7月)平均氣溫26.5℃,極端最高氣溫達40℃。平均降雨量為584.5mm左右,分配極不均勻,集中在7、8月份,占全年降雨的70%~80%。
1.2 城市空氣環(huán)境。空氣污染呈季節(jié)性變化,冬季采暖期間污染較重。全年首要污染物為可吸入顆粒;大氣降水pH值加權均值為6.17,沒有出現酸雨。廢氣主要污染排放量中煙塵達標率99.96%,工業(yè)粉塵達標率82.90%。
1.3年自然降水變化。滄州市近60年平均降水量為584.5mm,其中20世紀50~70年代降雨量分別為613.6mm、619.9mm、648.3mm;80年代564.0mm;90年代519.0mm。進入21世紀年平均降水量552.4mm,略有回升,仍低于平均值32.1mm。
滄州市長蘆公園位于新華區(qū),緊鄰長蘆大道東側,因今滄州市治下曾有古縣名為長蘆縣故而得名。長蘆公園整體占地面積約109700m2,東西長650余米,南北寬169余米,(其中綠地83998m2、鋪裝16502m2、水域8200m2,綠地率76.57%,綠化覆蓋率78.10%,公園綠地面積109700m2)。全園分為一文化主軸,五生態(tài)文化花園(即長蘆生態(tài)藝術軸、綠色休閑花園、七彩花園、靜思花園、集水綠地、循環(huán)花園),整個公園(從設計、施工、管理)自始至終貫徹以人為本的思想,突出將生態(tài)、環(huán)保、節(jié)約與地域性文化特色相結合,打造自然野趣園林特色,滿足居民文化體驗、休息、健身、兒童嬉戲、科普認知等實用功能,是一座開放性的綜合公園。
長蘆公園雨水綜合利用是對海綿城市理念的一次探索與實踐。目的是嘗試將全園范圍內的降水就地園內消化,不通過市政管線外排;降水時在可行條件下收集部分周圍雨水進行臨時儲存,以便進行綜合利用。一方面可以減輕降雨時市政排水管網的排水壓力;另一方面收集的雨水可作為園內的景觀用水、沖洗用水、澆灌用水,可節(jié)約大量的自來水和地下水,提高人們珍惜水資源、節(jié)約水資源的意識,有著巨大的社會效益。雨水的綜合利用主要通過以下幾方面來實現:①全園范圍內盡最大可能增加雨水滲透面積,雨水就地滲入,補充地下水源,消減地面雨水徑流;②通過雨水收集槽匯集雨水于旱溪、集水綠地、景觀湖中暫存,最終集水于景觀湖中,可用于綠化澆灌、景觀用水、沖刷用水。
4.1.1 加強公園綠地建設。綠地,是降水向地下下滲的主要途徑。而綠地的質量建設的好壞(綠地質量指單位綠地面積上綠量,特別是人工綠地,綠量的多寡,是綠地質量的標志之一),將直接決定降水的下滲量。一般而言,綠量越多,綠化素材搭配越合理則生態(tài)效益越好;綠量越多,搭配合理,留蓄雨水的量越大,海綿體性就越明顯。綠地滯留雨水層次自上而下可分為3個層次:冠層滯留、表土疏滲和根際滯留,冠層滯留:樹木越高,樹冠越密,層次越多,葉片越細,滯留的雨水越多。因此植物配置首先要考慮綠地上的喬木覆蓋率(>70%)和多層植物覆蓋率,要多種參天大樹和冠大蔭濃的樹種,不讓人進入的密林部分植物搭配上要考慮多層結構,喬木本身都可以考慮3層。植物葉形的選擇可多考慮細密枝葉的樹種,使小雨時樹冠滯留更多的雨水。為了增強綠地的入滲能力,長蘆公園在植物素材的搭配上注重喬灌草的合理配置。在豎向設計上以微地形為主,減少陡坡,增加緩坡,注意延綿多變,延長徑流在綠地中的滯留時間,避免降雨較大時造成水土流失。
4.1.2 管理房(300m2)采用簡單屋頂綠化的處理方式,以低矮灌木和地被為主。屋頂綠化截留雨水的效益十分巨大。它可以通過以下途徑截留雨水:①植被層截水,10cm高的地被層的地上部分可以截留2~5mm的雨水。②土壤層截水,土壤基質和土壤空隙均可截留雨水,10cm的土壤層(孔隙率≥50%)可以截留40~50mm的雨水。
4.1.3 硬化地面,均以透水鋪裝材料為主。長蘆公園的硬化鋪裝在滿足使用功能的前提下,最大化采用透水材料。透水鋪裝可透氣透水,截留雨水并為植物根系呼吸帶來好處,更可以為地面降溫;使雨水進入路面結構和下面的土壤,增加土壤含水量。運用透水材質進行鋪裝在國外已經是比較成熟的做法,如日本、德國、美國地區(qū)已普遍使用。大面積的廣場、停車場采用透水材料可有效減少地表徑流,有利用疏導過量的雨水,增加土壤含水量,提高地下水位,為植物生長提供充足水分。一級園路、廣場采用透水混凝土(自底向上為素土夯實、300mm厚級配碎石、180mm厚粗骨料透水混泥土、40mm厚細骨料透水混泥土、淺灰色固化保護層);二級園路采用透水磚(自底向上為素土夯實、150mm厚級配碎石、100mm厚粗骨料透水混泥土、細沙、透水磚);停車場采用草坪磚鋪裝。
4.2.1 綠地雨水收集。由于綠地的相對入滲功能較強,所以綠地的集流效率較差,降雨較小時集流雨水幾乎為零。但是由于集流面積大,在降雨較大過程中收集雨水量也相對可觀,同時由于植物的根系對雨水徑流中的懸浮物、雜質起到一定的凈化作用,草地可以大量滯留有害金屬,吸收地表污物,樹木的根系可以吸收水中的溶解質,減少水中細菌含量。因此通過綠地集流的雨水水質較好。
4.2.2 廣場、道路、鋪裝的雨水收集。長蘆公園沿廣場、道路、鋪裝的四周及兩側設有雨水收集槽,內填碎石,分別與集水綠地、旱溪、景觀湖相連通。當降雨量過小或降雨初期時,由于硬化鋪裝采用透水材料,雨水以就地滲入為主,將不產生地表徑流。當降雨量大于雨水滲透量時,所產生的雨水徑流將通過道路、廣場、鋪裝自身的排水坡度流入雨水收集槽,經過碎石簡單物理過濾分別匯入到旱溪、集水綠地、景觀湖中,實現雨水暫時儲存。
4.2.3 地形設計特點。長蘆公園地形設計結合原地形設計為四周高,中間低,東高西低的整體布局。并結合園林景觀效果設計分別在園區(qū)的西側修建一個8000m2的主景觀湖;還設計了多個形狀各異、面積大小不同、深淺不一的集水綠地散布在園區(qū)各處;修建一條旱溪,自東到西貫穿整個園區(qū),將各個分散的集水綠地、雨水收集槽、景觀湖構成一個整體水系。
根據降雨量大小而產生的雨水徑流量不同,地表雨水徑流隨地形的起伏,通過自然排水坡度、雨水收集槽,依據就近匯入暫存的原則,分別匯集到旱溪、集水綠地內洼地、景觀湖中。當地表雨水徑流量較小時,降水將會分別暫存在旱溪洼地、集水綠地洼地、景觀湖內;隨著雨水量的增大,當集水綠地洼地內儲存的雨水水位超過各自的溢水水位線時,溢出雨水通過旱溪最終向景觀湖匯集。隨著降雨量進一步增大,匯集到景觀湖的雨水量不斷增加,水位逐步上漲,當景觀湖、旱溪、集水綠地內暫存雨水水位持平時,則三者將構成一個整體水系,根據互通器原理,三者水位將會同步上漲、下落,無形中加大了長蘆公園整體雨水儲存能力。
5.1 就地滲入,減少徑流。雨水通過綠地、通透的硬化鋪裝,就地滲入,減少徑流,可使更多的雨水留在城市境內,下滲到淺表土壤以及地下水層,可增加土壤含水量,調節(jié)局部小氣候,遏制城市熱島效應。同時也可充分利用土壤的凈化功能,對初期地表徑流的污染控制具有重要意義。強化就地滲入是增加地下水源、減少城市雨洪量、改善城市環(huán)境的有效途徑。
5.2 匯集儲存雨水的再次利用。景觀湖匯集的雨水,經過植物、碎石的過濾、吸附和在湖體中的沉淀,其水質能達到景觀用水、灌溉用水的標準。長蘆公園內設計有2條供水管線,一條通市政給水管網;一條設有泵坑與景觀湖相連通。在景觀湖水位線容許的條件下,可將湖水代替自來水或深層地下水用于綠化灌溉、道路沖洗、廁所沖刷、水景用水。
6.1 如何延長透水性硬化鋪裝材料使用年限。隨著使用年限增加,灰塵、細小的碎屑必然將會在鋪裝空隙間沉淀、堆積,堵塞空隙,降低透水性,甚至不透水,失去了透水材料的意義,如何解決這個問題,將是今后關注重點。
6.2 下滲的雨水對地下深水層和淺水層的水位將會分別產生多大影響,如會造成淺水層水位的上升,就滄州地區(qū)來說特別是5~10m淺層水位的升高將會對建筑、植被產生多大影響。
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