基于海绵城市理念的城市雨水生态利用系统的设计论文_李明,董贤东

基于海绵城市理念的城市雨水生态利用系统的设计论文_李明,董贤东

湖北省城市规划设计研究院 湖北省武汉市 430000

摘要:海绵城市是以城市中的降雨为主要研究对象,通过完善和优化雨水收集与利用的技术,合理收集雨水资源,落实符合当地实际情况的雨水生态,使雨水能够最大程度的利用,来解决城市水资源短缺、城市内涝等问题,改善城市生态环境。下凹式绿地透水性能良好,可补充地下水、调节径流和滞洪以及削减径流污染物,可减少绿化用水并改善城市环境。通过对某大学所在区域降雨分析,确定下凹式绿地设计净雨量,提出雨水收集利用方案,雨水资源化改造后在各种降水频率的雨水利用率均高于43.8%,对于减轻市政排水管网的压力和增加土壤入渗的效果显著。

关键词:海绵城市;城市雨水;生态利用系统;设计

1.雨水收集系统的结合

1.1与下凹式绿地结合

下凹式绿地是一种低于周围路面的绿化形式,是为了减少径流流出和利用更多的雨水。绿地下沉深度必须满足园林总体设计要求,局部可设置一些微地形和溢流,使下凹式绿地更加灵活、美观、舒适。但土壤质量要求非常高,必须是未经改良的土壤,才能承载更多的雨水。如北方某地区地形较为平坦,地下原土主要为粉质黏土,渗透性小于1.0×10-7cm/s,表层土为改良土,深度为0.8~1m,渗透性小于1.0×10-3cm/s。而且地下水位较浅,根据勘察显示,1~2m深处可见地下水。针对这种情况,可在下凹式绿地设置雨水收集口与雨水收集系统相连,并在适当位置设置雨水储存设备。如建造一个200mm的凹形绿地,则在绿地底部设置雨水收集出口,绿地的溢流雨水出口高出绿地120mm,可以更好地发挥下凹式绿地的作用。

1.2与植草沟结合

植草沟也是城市海绵城市概念的体现。在城市主干道和次干道旁设置海绵绿化带,可使雨水流入植草沟。雨水由沟渠中的植物过滤,一些雨水渗入地下,部分雨水通过雨水收集口和管道收集到雨水收集系统的蓄水池中。雨水的另一部分留在绿色植物的表面,以减少绿化用水。植草沟实际上起到了城市排水沟的作用,促进了城市水循环更有效、更合理的运行,其内部的绿化植物均为当地植物,一般具有良好的透水性,与植草沟结合的施工成本相对较低。这也将减少绿化用水,在未来保持绿化的同时改善城市环境。

1.3与雨水花园结合

雨水花园的概念起源于美国。其目的是以类似于自然湿地池塘的方式保留和储存雨水。雨水通过雨水花园的湿地和植物进行净化和过滤。目前为了保留更多宝贵的雨水资源和雨水收集系统,雨水将储存在储水设施中,以补充未来景观水景和绿化植被的使用。在庭院景观建设中,开发集雨系统的雨水花园是最经济的。据调查,雨水花园雨水收集系统建设的增加,使地面雨水径流平均减少85%~90%,其成本效益比将逐步反映在未来的运行中。

1.4与小区景观水景结合

雨水收集系统收集的雨水经过过滤、消毒后,可用于公园和住宅景观。水景不仅能为人们提供休息和游玩的空间,还能改善周围的自然环境和空气的湿度和温度。暴雨突发时收集雨水,储存雨水资源,发挥储水池的作用,降低雨水径流对城市排水管网的压力。景观水景也可以通过沟渠、水道和河流连接,同时提取储存的雨水。在增加过滤器和泵后,可与雨水收集系统连接,为系统补充水。形成雨水集蓄,发挥海绵城市功能,保护环境,节约水资源。

2.实例设计

2.1项目概况

某大学位于中国北方某市,多年平均降水量597mm,多年平均蒸发量800~1000mm,由北向南递增,受季风气候影响,降雨量年内分配不均匀,一年中该市的降雨主要集中在6月、7月、8月三个月中,这三个月降雨量占年降雨总量的60%,汛期暴雨频发,由于市区的雨水管道系统雨水的设计排泄能力限制,易造成地面大量积水问题。

2.2下凹式绿地设计净雨量

蓄满产流是以满足含气层缺水量为产流的控制条件,但是,在一些地区,即土层未达田间持水量之前,因降雨强度超过入渗强度而产流,这种产流方式为超渗产流,在这种情况下,可采用初损后损法计算设计净雨。下凹式绿地是入流量大的典型超渗产流,所以,我们选择初损后损法计算。流域内某时段内次暴雨总量及径流系数为:

式中:

R—下凹式绿地一次暴雨的净雨量,mm;

P—下凹式绿地一次暴雨的降雨量,mm;

—稳定入渗率,mm/h;

tc—地面的产流历时,min;

Qs—某时段降雨总量,mm;

S—绿地总雨力,mm/min;

—径流系数;

b,n—地区参数,该地区分别为9和0.77;

研究表明绿地高程降低5~20cm滞蓄雨水最为适宜。按照绿地滞蓄雨水的效果,将绿地设计成两种形式进行理论分析,1)绿地高程与地表相等;2)绿地高程比地面低10cm。通过计算径流系数来比较两种绿地形式滞蓄暴雨的效果。当绿地高程降低10cm时,绿地本身的径流系数可由0.53~0.64降至0,径流雨水在下凹式绿地中储存和渗透,,遇到特大暴雨时下凹式绿地滞蓄能力范围内进行储存,超出部分通过设计渗透沟进行缓解和储存。

2.3水量分析

确定径流系数。径流系数以地面覆盖种类经验值来计算。

整个汇水面积受地面覆盖性质和占有面积的比例的影响,用加权平均法计算平均径流系数av值。

i—各类地面的径流系数,其数值小于1;

Fi—汇水面积上各类地面的面积,m2;

F—全部汇水面积,m2。

则综合径流系数为:

av= =0.68

城区降水选取降水频率分别为20%、50%、75%、95%所代表年为1970年、1966年、1982年和1965年。如表1所示为该地区代表年月降水量。

该地区一年中降水充裕的时间集中在5~10月份,这部分降水量占全年降水量的85%,在进行水量平衡计算时由于自然因素问题的季节折减系数β取0.85。在水量计算过程中考虑到蒸发、植物截留等损失,增加一个蒸发损失系数γ,建筑物屋面为0.1,绿地为0.05,主干道为0.1,人行道路为0.15。

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(1)地区降水总量W降水

地区降水总量为该地区不同频率年降水量与总面积之积,即:

W降水=P×A总

(2)雨水资源量W雨资

雨水资源量为按照乘以季节折减系数(β=0.865)计算,即:

W雨资=β×W降水

(3)绿地年滞蓄(渗透)雨量W绿地

以绿地不同设置形式的径流系数为依据,按重现期T=1计算,即:

W绿地=P×β×φ绿地×(1-γ绿地)×A绿地

(4)道路年滞蓄(渗透)雨量W道路

在改造之前每年降雨期间道路上的雨水除了蒸发以外,全部通过雨水口一起流入市政管网,将地块周边范围内的所有道路进行透水性铺装,可以大大增加雨水的收集率,径流系数取0.4,即:

W道路=P×β×道路×(1-γ道路)×A道路

表1 该地区月平均降水量及代表年月降水量

基于海绵城市理念进行城市雨水生态利用系统的设计雨水利用率明显提高,雨水资源化改造后在各种降水频率的雨水利用率均高于43.8%,对于减轻市政排水管网的压力和增加土壤入渗的效果显著。

3.结论

总之,雨水收集系统在海绵城市中的建设意义重大,长期发展将产生巨大的生态效益和经济效益。雨水收集系统有利于完善景观综合设计理念,对改善城市的蓄水排涝有积极地意义。雨水收集系统的建设又有利于城市排水管网的优化,有利于对水资源的合理利用,有利于完善城市景观及各种住宅小区对雨水的收集调蓄,同时对减少城市内涝,降低城市排水系统的压力,改善城市水环境起到重大作用。

参考文献

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[3]罗碧红.基于雨水径流总量控制的高密度城区下凹式绿地量化研究[D].湖南大学.

[4]王玮,王浩.田晓冬等.基于海绵校园背景下校园景观设计研究——以南京林业大学景观设计为例[J],中国园林,2018(6):65-69.

[5]吕娟,周建晶,屠丹.下凹式绿地在城市道路雨水收集利用中的应用[J].黑龙江科技信息,2015(30):199-199.

从身边事看新中国成立70周年迅猛发展

李迪欣

哈尔滨工程大学 黑龙江哈尔滨 150000

今年是新中国成立70周年,70年来,经过一代又一代勤劳的中国人民的积极探索和共同奋斗,中国发生了翻天覆地的变化,取得了举世瞩目的成就。从1949年中华人民共和国成立到现在2019年的70年间,足以让一颗小小树苗长成参天大树,也足以让一个国家完成从耻辱到辉煌的蜕变,70年来,我们国家砥砺前行,奋发图强,无论在国力、政治、经济方面,还是在人民的日常生活方面,都发生了巨大的变化。

人们的穿着方面,新中国成立初期,由于我国当时正处于建设初期,经济发展水平比较落后,物质条件较差,人们的服装大都以朴素为中心,注重于实用性,服装颜色也大多集中于黑、蓝和灰色;后来,随着国民经济的迅速发展和改革技术的投入和进步,中国的服装制造业也迅速发展,人们的穿着也不再以朴素为中心,而是在面料、设计等方面都呈现着新时代的多元化,年轻人开始追求潮流时尚,比起舒适、实用,年轻人们甚至更加注重美丽,中国的服装文化受到了国外服装文化的极大影响,这毫无疑问显示出我们国家的发展、与国际接轨的程度和追赶世界的步伐。

在饮食方面,新中国成立初期,中国大多数人民生活贫苦,食不果腹,当然不注重食物的味道,甚至不在意食品的质量和新鲜程度。而如今,人们基本解决了温饱问题,而且,大多数家庭有经济条件追求食物的品质、口感以及味道,甚至能够买到几十年前人们根本没有见过的进口食品、稀奇蔬果。七十年来,我国农业不断发展,再加上领导人的正确规划和指导,我国粮食产量逐年增加,成为名副其实的粮食大国,早已彻底告别挨饿年代。

中国现代人的饮食,早已不是能不能吃饱的问题了,而是能不能吃好的问题,食物的味道和其包含的营养才是大家所关心的。这也体现了人民生活质量的提升。

如今,人们的住房条件提高,高楼大厦,几乎每个人都有自己个人的生活空间,甚至很多家庭都有自己的小院子,而且家里有各种各样的家电,特别是近几年出现的智能家居,使现代人能够享受到半自动化生活,为当下人们的日常生活提供了很大的便利和舒适度。而且,各个小区都有很好的绿化,给人们提供了较好的居住环境,各个小区的物业和保安系统,也增加了居住的安全性。而新中国成立初期人们的住所,基本都是单层的小土屋,只能提供简单的遮风挡雨的功能,人们的居住环境比较差。

由于国民经济的落后,新中国成立初期人们的出行条件较差,虽然国内已经有了汽车、飞机等较高级的出行工具,但普及性并不高,大多数人仍是步行或者骑马。而当下,随着经济的发展,人们的出行也变得非常便利,公交车、地铁、火车、高铁、飞机、轮船都是人们日常的出行工具,而且,受益于互联网金融的发展,人们可以随时查询车次、班次,随时购买车票,为现代人实现说走就走的旅行提供条件。在七十年前的中国,一个家庭能够拥有一台汽车,是一件极为罕见、令人羡慕的事情,而现在,私家车数量逐年增长,人们的出行也方便了许多。

70年来,我国发展最明显、最迅猛的领域之一就是中国的铁路,从时速40公里到350公里,营运里程达到12.7万公里,“四纵四横”高铁网提前建成运营,70年,中国铁路建造技术也进入了世界前列。青藏铁路破解高原冻土等特殊地质的世界级难题;西成高铁破解艰难山区复杂工程地质建设的难题;港珠澳大桥的桥岛隧集群工程举世瞩目。70年,路网运输能力和效率显著提升,客运周转量、货运发送量、换算周转量、运输密度等主要运输经济指标已稳居世界第一,实现从“追赶者”到“引领者”的角色转换,这也正是中国整体实力增长的一面镜子,也见证着新中国成立70周年来所取得的辉煌成果。

因此,我们如此幸运,生在这个和平安定不断发展的中国,没有经历过七十年前的苦涩岁月,没有经历过国家发展初期懵懂摸索的时光,我们现在无忧无虑地生活,所享受着的一切,都是前辈们辛苦奋斗积攒下来的。因此,我们要积极继承前一代人艰苦努力,不懈奋斗的精神,适应时代的需求,不断完善自我,为祖国的建设挥洒青春。

作者简介

李迪欣(1997.07.09–),女,黑龙江省哈尔滨人,哈尔滨工程大学金融专业本科生。

论文作者:李明,董贤东

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/8/2

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