生態(tài)住宅小區(qū)水景觀雨水系統(tǒng)研究

劉婧

摘要：人類的生存與發(fā)展離不開水，而隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，對水資源的需求也與日俱增，人們已經(jīng)明白水資源并非無限的。水資源供不應(yīng)求是當(dāng)今我國一大亟須解決的問題。我國的人口基數(shù)和人口密度非常大，然而人均水資源卻僅有世界平均水平的1/4。高效地利用水資源，是解決我國水資源供需矛盾的根本途徑。雨水收集回用是節(jié)約用水的一大重要方法，本文通過對某住宅小區(qū)雨水收集系統(tǒng)的研究，逐一闡述了該系統(tǒng)的前期條件和工作原理，希望能為致力于雨水系統(tǒng)的設(shè)計者提供參考。

關(guān)鍵詞：生態(tài)小區(qū)住宅雨水收集水景觀

Discussion on the Water Landscape Ecological Community Rainwater System

LIU Jing

（Changsha Phoenix Architectural Design Co.， Ltd.，Changsha， Hunan Province， 410000 China）

Abstract： The human survival and development is inseparable from the water， and with the rapid economic and social development， the demand for water is also growing， people have to understand water resources is not unlimited. Water is in short supply in China today is a big need to solve the problems. Our population base and the population density is very large， but per capita water resources but only a quarter of the world average. Efficient use of water resources is the fundamental way to solve the supply and demand of water resources. Rainwater collection and reuse is one of the important methods to conserve water， the paper through the study of a residential quarter rainwater collection system， each of the pre-conditions and describes the working principle of the system， hoping to provide a reference for the working designer rainwater systems.

Key Words： Ecological community; Residential area; Rainwater collection; Water landscape

小區(qū)雨水的收集和利用系統(tǒng)主要是在建筑小區(qū)構(gòu)筑物中，根據(jù)生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計，依賴水生植物系統(tǒng)或土壤的自然凈化作用，將雨水利用與景觀設(shè)計相結(jié)合，從而實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟、社會效益的和諧統(tǒng)一。住宅小區(qū)的雨水利用能增加雨水就地循環(huán)利用率，緩解區(qū)域用水壓力，修復(fù)住宅小區(qū)生態(tài)環(huán)境。雨水系統(tǒng)在生態(tài)小區(qū)中發(fā)揮著重要作用，是生態(tài)小區(qū)一個重要的組成部分。

1雨水收集系統(tǒng)的概念

屋面雨水收集系統(tǒng)主要適用于較為獨立的住宅或公共建筑，通過屋面收集的雨水污染程度輕，雨水的pH呈中性， 含鹽量很少，硬度很低，無需進(jìn)行軟化凈化，可直接回用于水體補水、澆灌、沖洗廁所、洗車等，可達(dá)到五類水甚至四類水標(biāo)準(zhǔn)[1]。按照雨水的收集方式，可以分為3個主要系統(tǒng)：集水系統(tǒng)、貯水系統(tǒng)、配水系統(tǒng)。

1.1集水系統(tǒng)

用于非飲用的水可以從任何材料的屋面上收集，雨水直接在屋頂中匯流入落水管，通過初期棄流裝置排掉雨水中的樹葉、淤泥等污染物，再匯入貯水箱中[2]。

1.2貯水系統(tǒng)

以貯水箱或者貯水池的形式，可根據(jù)工程實際情況布置在地下或地上。

1.3配水系統(tǒng)

儲存的水可利用重力或泵，在需要補水的7～10月，對景觀湖進(jìn)行適量的配水，配水管網(wǎng)數(shù)量和位置可根據(jù)實際情況進(jìn)行安排和調(diào)整[3-4]。

2.工程案例分析

九峰小區(qū)占地約39.76h㎡，其中居住區(qū)用地約21.44h㎡，公共建筑用地約4.37h㎡，公共綠地約5.17h㎡，道路用地約4.97h㎡，其他用地約3.8h㎡，其中包含水池面積約0.45h㎡。本文研究的水體位于小區(qū)東北部，水池西高東低，面積約3385.9㎡，四周由小區(qū)道路與建筑圍合。由于水體面積較大，池底滲漏較為嚴(yán)重，自然降雨相對不足且季節(jié)性強，水體長期水位較低、水量不足，流動性差，基本喪失自凈能力，特別是夏天高溫季節(jié)水體干涸現(xiàn)象較為嚴(yán)重。此外，由于水體不是自來水，而補給成本較高，消耗較大，所以也不是維持水景觀效果的長久之計。因此，考慮針對該水體利用小區(qū)匯集的部分雨水來補充水體景觀，建立一個可持續(xù)的生態(tài)水環(huán)境[5]。

2.1可收集雨水分析

針對小區(qū)坡屋頂，常用的雨水輸送系統(tǒng)主要由帶水落管的檐溝組成，雨水通過檐溝和水落管輸送到貯水箱內(nèi);針對小區(qū)平屋頂，雨水直接在平屋頂中匯流入落水管，通過初期棄流裝置排掉雨水中的樹葉、淤泥等污染物，再匯入貯水箱中。

2.2雨水平衡分析

城市市政自來水、地下水、地表水等傳統(tǒng)水源和雨水、污水再生水（如中水）等非傳統(tǒng)水源都可以作為人工水體的補充水源。但傳統(tǒng)水源由于政策限制性規(guī)定及各自存在的問題，已不適合作為主要水源對居住區(qū)景觀水體進(jìn)行補水，而非傳統(tǒng)水源的開發(fā)和利用當(dāng)下受到極大的關(guān)注，其中雨水收集是一種雙贏的水資源利用方式，既生態(tài)環(huán)保，又節(jié)約成本。

2.2.1維持水景觀的標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)現(xiàn)場資料，改造水體面積S約為3385.9㎡，水池深度H的平均值是1m，保持景觀效果應(yīng)達(dá)到：V1=S×H=3385.9×1=3385.9m3。

2.2.2水量估算

（1）水體蒸發(fā)量計算。

由湖南水文網(wǎng)數(shù)據(jù)可知，年平均水面蒸發(fā)量736.5mm，主要集中在夏季的7、8、9月份，占全年總蒸發(fā)量的40%。根據(jù)公式蒸發(fā)量（m3）=蒸發(fā)量（m）×S（m2），月份平均水面蒸發(fā)量見表1。

所以得出：

（1）年平均水面蒸發(fā)量：V2=S×（31.7×3+61.4×3+98.2×3+54×3）×10-3=2493.7m3。

（2）水體月平均最大蒸發(fā)量：V3=208.9m3。

（3）水體月平均最小蒸發(fā)量：V4=107.4m3。

（2）水體下滲量計算。

景觀湖湖底漏水嚴(yán)重，據(jù)業(yè)主提供的資料滲漏損失率取40%計算，假設(shè)1年內(nèi)不做任何補水措施，則該湖的年水體下滲量V5=水體正常水量×滲漏損失率。

所以景觀湖水體年下滲量V5=V×40%=3385.9×40%=1354.36m3 ，假設(shè)平均每月的下滲量相同，則月平均下滲量V6=1354.36＼12=112.9m3。

（3）集水區(qū)域降水量。

根據(jù)湖南省氣象資料顯示，年降雨量均值為1355mm，平均降雨比較充沛的時間主要集中在4、5、6月份，占全年降雨總量的43.2%，降雨較少的月份為9、10月份，只占全年降雨總量的8.8%。根據(jù)公式降水量（m3）=降水量（m）×S（m2），具體月份平均降雨量見表2。

所以得出：

（1）年平均水面降水量：V7=1355mm。

（2）水體月平均最大降水量：V8=208.7mm。

（3）水體月平均最小降水量：V9=55.2mm。

（4）景觀湖水體補水量計算。

水量變化量=平均降雨量-（平均蒸發(fā)量+平均下滲量），可計算出全年12個月份的水量變化量，從計算結(jié)果可以看出，水體需要補充水量的月份為7、8、9、10、11、12這6個月份，其中10月所需補水量最大，達(dá)到V12=108.8m3。

雨水收集區(qū)域徑流量估算公式如下：

V=A×Q×C

式中：V為降雨產(chǎn)生的徑流量（m3）;A為雨水收集區(qū)面積（m2）;Q為降雨量（mm）;C為集水區(qū)徑流系數(shù)。

選取小區(qū)中距離水體距離最近的4棟建筑（1區(qū)4、5、6、13棟）的屋面作為雨水收集區(qū)域，其屋頂面積A=2868.8m2。

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2009（2009版）中4.9.6規(guī)定，并經(jīng)過加權(quán)平均計算取徑流系數(shù)C=0.80。

所以得出：

（1）年平均雨水收集區(qū)域徑流量：Va=A×V7×10-3×C=3109.8m3。

（2）平均降水量最大月雨水收集區(qū)域徑流量：V10=A×V8×10-3×C=478.8m3。

（3）平均降水量最小月雨水收集區(qū)域徑流量：V11=A×V9×10-3×C=126.7m3。

（5）總述。

計算證得V10>V12，月最小雨水收集徑流量大于月最大需水量，可以保證景觀湖的正常供水。

2.3雨水收集分析

針對該小區(qū)已建成情況，不適合重新破路安置水箱，考慮水下式貯水箱;考慮到氣候及降雨量的不確定的彈性變化，所以需要設(shè)計蓄水池容積為150m3。湖區(qū)水深平均1m，建造平面為150m2的水箱便能維持小區(qū)水景觀的正常運作[6]。

2.4 結(jié)論

通過對此住宅小區(qū)雨水收集系統(tǒng)的案例分析，可以總結(jié)出雨水收集系統(tǒng)的幾點啟示。

2.4.1可持續(xù)性

住宅小區(qū)水體景觀對屋面雨水的處理、回收和再利用的設(shè)計，是一個可以長期操作且效果好、操作簡單、維護(hù)成本低的景觀補水給水方式。這種方式緩解了我國水資源緊缺的現(xiàn)狀，也推動了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2.4.2環(huán)保性

對雨水進(jìn)行回收利用，可以減少雨水在地面的積累和污染，緩解小區(qū)排水的壓力。變“廢”為“寶”，把多余的雨水進(jìn)行適當(dāng)回收，既滿足了景觀湖的補水需求，又避免了過多雨水對地面環(huán)境造成的不良影響。

2.4.3經(jīng)濟性

屋面的雨水相對來說算比較干凈的自然來水，它不含有污染的重金屬，所以對雨水的凈化過濾省去了一大筆資金。儲水箱是雨水收集系統(tǒng)中耗資最大的設(shè)備，但是其維護(hù)管理非常簡單，后續(xù)的維護(hù)基金也相對較少。因此，運用雨水收集系統(tǒng)來提供景觀補水在經(jīng)濟性上有很大的優(yōu)勢。

3 結(jié)語

水景觀雨水收集系統(tǒng)在水資源節(jié)約、蓄洪排水、城市水環(huán)境修復(fù)等方面十分重要，它對于改善城市生態(tài)環(huán)境，解決城市缺水問題，促進(jìn)水資源的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。目前來說，水景觀的雨水系統(tǒng)應(yīng)用還存在很多實際問題，但國家層面加快對碳中和的戰(zhàn)略部署、對綠色建筑的推廣，必將引發(fā)建設(shè)者對水景觀雨水系統(tǒng)的重視。身為設(shè)計師，要真正回歸設(shè)計的本質(zhì)，把經(jīng)濟合理性與低碳環(huán)保有機結(jié)合起來。

參考文獻(xiàn)

[1]盧天鋒.建筑室外景觀設(shè)計中常見問題分析[J].科技資訊，2020.18.594（21）：55-56，59.

[2]張莉婭.公園空間的景觀設(shè)計探討[J].科技資訊，2021.19.631（22）：79-81.

[3]郭欣浩.包頭市西二街小區(qū)景觀改造規(guī)劃設(shè)計[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.

[4]許東林，周峰越.現(xiàn)代城市住宅綠地綜合構(gòu)成與設(shè)計研究[J].設(shè)計藝術(shù)研究，2021，11（2）：47-51.

[5]克勞斯·昆茲曼，呂清，等.未來的挑戰(zhàn)——修復(fù)混凝土巨龍[J].新建筑，2020（2）：10-15.

[6]楊丹萍，傅志成.南京某綠色住宅小區(qū)雨水回用工程分析[J].江蘇建筑，2018（4）：111-114.