摘要:随着我国城市化的不断发展,城市被不断的扩建和翻新,城市雨水问题在我国表现的也越来越突出,作为一项低影响开发体系下的雨水管理措施,雨水花园可以对涵蓄地表雨水径流进行吸纳,进而有效的利用和管理雨水资源。径流污染在雨水花园的作用下可以得到有效的控制,峰值流量和径流流量也会被削减,雨水花园的发展前景在我国非常广阔。对此,笔者在本文中通过结合自身多年的工作经验,对构建雨水花园的技术进行了简要的分析,将一些较为关键的参数提出,希望对日后建设雨水花园能够起到一定的帮助性作用。
关键词:雨水花园;构建技术;分析
引言:
有些雨水花园是自然形成的,而有些雨水花园则是经过人工挖掘而成的,具有生物保水功能和审美性。通常情况下,雨水花园会汇聚并吸收地面或屋顶的雨水,雨水在基质和植物的作用下会得到净化,并向土壤中不断渗入。雨水花园不仅是雨水利用设施,还是雨洪控制设施,其施工技术在国外已经相当成熟,而在我国依然处于入门阶段,比较于西方的一些国家,在表层土质、气候、水文等方面的差异性还比较大。所以,我国在构建雨水花园时,要结合当地的实际情况,并对外国先进技术加以应用,进而得到良好的发展,为日后建设雨水花园提供合理性的参考,图1为雨水花园构建示意图:
图1 雨水花园构造示意图
一、雨水花园的主要作用
雨水花园的功能并不仅有雨水渗透,还具备以下几点功能:
(一)可以将径流中的悬浮颗粒、重金属离子、有机污染物及病原体等有害物质有效的去除;
(二)通过对植物的合理配置,雨水花园为各种小鸟、昆虫等小动物提供了良好的栖息之地;
(三)通过植物的蒸腾作用,雨水花园可以对空气和环境中的温度、湿度进行调解,进而促进小气候环境的改善;
(四)构建雨水花园并不会花费太多的成本,而且和草坪比起来,更便于管理和维护;
(五)雨水花园的景观和传统草坪景观相比较,会给人们带来耳目一新的感觉。
二、雨水花园施工应用的相关技术
(一)位置选择
选择雨水花园的位置是非常关键的。在实际选择位置的时候,需要对以下几点进行着重的考虑:建筑基础和雨水花园的边线之间最少要有2.5米的距离,这样建筑基础不会受到侵蚀;不能与水井或供水系统周边过近,常年积水的低洼地带也要排除在外,主要是为了防止雨水下渗过慢,长期的雨水花园中积存,对植物生长是极为不利的,而且还会滋生大量的蚊虫;如果在较为平坦的地方建造雨水花园,则便于维护雨水花园;另外,还应该选择阳光充足的地方进行建造。
(二)检测土壤的渗透性
对于水花园进行建造之前有一个前提条件,需要对场内土壤的渗透性进行检测。对于建造雨水花园来说,沙质土壤和砂土是非常合适的选择。检测渗透性的方法如下:在所选之地挖一个小坑,大小为15厘米左右,并将水注满其中,谁在24小时后如果没有完全下渗,就证明这块地并不适合雨水花园的建造。如果该地土壤具有比较差的渗水性,则可以进行局部土壤的处理,将沙土、表层土和腐殖土按照2:1:1的比例进行混合。
(三)对深度和结构进行确定
关于雨水花园的构建的方面,可以分成以下几个部分:
1.蓄水层。蓄水层主要是针对暴雨设计的,可以将其中的金属离子和有机物过滤出去,并进行沉淀,进而起到净化雨水的作用。在对蓄水层的深度进行设计的时候,要以当地的降水情况和周边地形等因素为依据,通常情况下,蓄水池都是100-250mm的深度。
2.覆盖层。雨水花园几乎都是使用树皮构建的覆盖层,最终目的是为了将土壤板结减少,使土壤水分得以保持,进而促进土壤渗透性的增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时,覆盖层,有助于微生物环境的改善,加快微生物分解有机质。除此之外,覆盖层还可以避免地表径流,使雨水不会损伤到雨水花园,通常情况下,覆盖层有5-8cm的厚度。
3.植被和种植土层。在种植土层和植被的功能中,过滤和吸附是最主要的。所以,在对土壤进行选用时,应该选择比较大渗透系数的,对雨水下渗是极为有利的。以植被的不同类型为依据,对种植土层的厚度进行确定,草本植物需要25cm左右的种植土厚度。在雨水花园中,最好栽植一些景天、大花萱草等草本植物,生长年头多,而且短时间内还比较耐水淹。
4.人工填料层。通常情况下,都是以雨水的实际情况的依据,对人工填料层的厚度进行确定,大概为0.5-1.2米,大多数时候选择是天然或人工材料。当选用砾石或炉渣的时候,一般要大于5~10m/s的渗透参数;如果选用的是沙质土壤,其成分和种植土层是大致一样的。
5.砾石层。通常情况下,砾石层有20~30cm的厚度,主要组成部分是小于50cm直径的砾石。可以将直径10cm的穿孔管埋置在砾石层中,主要是为了将雨水向蓄水系统引入。与此同时,还要将土工布铺设在砾石层和填料层,避免沙粒进入到砾石层中。为了防止土工布出现堵塞现象,也可以在砾石层和填料层之间铺设一层150mm左右厚度的沙层,这样可以避免穿孔管被土壤颗粒堵住,而且还为通风效果提供了保障。
三、确定面积
影响雨水花园面积的主要因素有渗透性、雨水径流量和有效容量等,需要以这些因素为依据,对于雨花园的表面积进行精准的计算。在我国,达西定律渗透法、汇水面积比例估算法、完全水量平衡法以及蓄水层有效容积法等等这些方法都是较为常见的。在本文中,对汇水面积比例估算法进行了介绍,这种算法是依据雨水花园服务的汇水面积与其相应的比例系数相乘而得到的,计算公式为:A1=AdB,其中B是修正系数。
当回流面积与不透水面积相当的时候,雨水花园最终算出的面积多5%~10%
的汇水面积。汇水面积估算法尽管是一种比较方便的算法,但是如果积累的工程经验不够丰富,这样的公式是很难建立的,而且对不同的标准要求和降雨特征变化大难以适应。计算方法不同,存在的偏差也会不同,具有比较大的局限性,因此,需要对雨水花园的设计标准、功能侧重和特点进行充分的研究之后才能够建成应用。雨水花园如果是沙质土壤,则适用达西定律;如果有大量的粘土,则适用蓄水池有效容积法;如果污染严重的雨水径流,则适用完全水量平衡法。
四、对平面布局的确定
需要与当地的实际情况为依据,对雨水花园的平面形式进行确定。需要注意的是,当宽和长的比例大约2:3的时候,才能将雨水花园的作用和性能充分发挥出来。
结束语:
综上所述,这对城市微型生态系统进行还原和保护的基础上,雨水花园起到
的作用是不容忽视的。除此之外,雨水花园还使园林技术和艺术这很大程度上得到了结合。雨水花园不仅可以对水循环进行调节、蓄水,而且还可以形成非常美丽的园林景观,其观赏价值非常高。从根本上来说,雨水花园对园林城市、生态城市和绿色城市建设的理念有严重影响,在一定程度上,促进了我国城市生态环境和新型城镇化可持续发展的实现。
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论文作者:刘岸东,罗迎春,陈灵调
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第13期
论文发表时间:2017/10/12
标签:雨水论文; 花园论文; 土壤论文; 砾石论文; 径流论文; 汇水论文; 面积论文; 《建筑学研究前沿》2017年第13期论文;