摘要:雨水花园主要是针对建设生态社会而制定的雨洪利用和控制设施,现阶段已经开始广泛应用在道路雨洪径流、商业区和工业区建筑、停车场以及城市住宅等场所,能够高效缓解道路的节流蓄水性能较低以及雨水管网排水性能不强等缺陷。本文结合道路雨洪径流的发生原因展开分析,结合雨水花园类别和性能,进一步提出雨水花园应用在雨洪利用和控制的设计内容,以供参考。
关键词:雨水花园;雨洪控制和利用;道路雨洪径流
1.雨洪发生因素
1.1道路绿地的截留蓄水性能低
土壤和绿地植被有着较强的渗透和截流性能,可以有效控制雨洪径流的流速,针对重视雨水资源利用的国家已经开始得到利用。而从国内实际情况进行分析,道路绿地性能更多是美化区域城市空间景观、分隔导流车道等为主,选择栽种的植物通常属于观赏性绿植范畴,并没有构建多类型复合植物群落。没有综合考虑到植物耐寒、耐涝、以及耐旱情况,在旱季时段部分植物可能是高耗水性植株,加上植床土质的渗水性能较低,植床标高明显高于道路路面,使得雨洪径流难以有效汇入道路绿地内。由于上述问题,造成国内城市道路的绿地能够发挥出蓄洪截流能力迟迟得不到提高。
1.2道路铺设的地面不具备渗水性能
结合国内相关数据显示,道路表面的径流系数和道路面层、基层结构密切相关。现阶段,国内多数以上城市的道路主要选择水泥材料或沥青材料,人行道则采用花岗岩或大理石等渗水性较低的材料。上述材料虽然可以奇高道路路面密室程度,但是其渗水性却过低,一旦发生雨洪问题,会造成道路的径流系数大幅度提高,增加雨洪的治理难度。
1.3排水管网没能符合路面排水的需求
近年来国内城镇建设脚步不断加快,使得城区总排水量大幅增长。但是,现有的排水管网却有着设计不够合理、数量不充足以及管网相对老化等缺陷,再加上长期使用所造成的沙尘、固体垃圾堵塞排水口,如果遭遇暴雨天气非常容易出现城市内涝情况。
2.雨水花园的分类与主要性能
2.1雨水花园主要性能
雨水花园通过运用植被、土壤等生物作业、化学作用以及物理作用进行雨水资源处理,主要性能包括:第一,雨水花园中蓄积雨水所产生的蒸发效果与植被蒸腾等作用能够调节周围环境湿润程度,进而缓解了热岛效应;第二,雨水花园中植被和土壤的截流与渗透作用能够提高雨水径流的阻碍,削弱径流流量。补充城市地下水源的同时,降低了城市洪涝的发生机率;第三,雨水花园可以高效除去雨洪径流内各种污染物。例如:病原体去除比率为百分之七十至百分之百;总磷去除比率百分之六十;总氮去除比率百分之五十;悬浮物总含量去除比率百分之八十;重金属去除比率百分之四十五至百分之九十五。
2.2雨水花园分类
一是,控制雨洪径流总量型。控制雨洪径流总量类的雨水花园主要性能是控制所在区域内的雨洪径流,控制径流速度和径流总量。补偿区域内地下水源,同时也可以对水质进行净化。此类雨水花园主要应用在水质比较高、回流面积相对较小的雨洪区域,例如:小区屋面的雨水径流、城乡分散式单户庭院径流等。控制雨洪径流总量型的雨水花园结构比较简单,不再需要增设专门的排水沟。但是,针对雨水花园的位置选择却要求比较高,例如:雨水花园必须远离树荫区域,增加阳光的照射;雨水花园和建筑物的间隔必须控制在三米以上,方式建筑物的基地结构被雨水浸泡;雨水花园尽量设置于雨水汇聚比较集中的地点,但是也需要把区域土壤渗透情况进行分析,防止出现长时间的积水问题;雨水花园选择的位置要相对平坦宽阔,环节土方耗用,进而实现投建资金的控制。二是,控制径流污染型。控制径流污染型的雨水花园也称作生物滞留地区,其性能主要是控制径流污染,主要应用在观察、道路周围等区域。
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3.雨洪控制和利用中应用雨水花园的设计内容
3.1位置选择
防止建筑地基浸泡:雨水花园是雨水资源管理系统的主要内容,其含水量相对较大,如果地基较长时间内被雨水浸泡,会造成地基土的强度与承载能力大幅降低。目前城市中主要以高层建筑为主,一旦地基发生雨水侵蚀,极有可能出现建筑物倾斜、沉降以及坍塌问题。
地势宽阔平坦:雨水花园的水流量相对较大,选择地势相对宽阔平坦的位置能够降低雨水流速,进而增强雨水吸收量与发挥出水质净化作用。如果雨水花园建设在坡度比较大的地区,水流会污染周围的环境。
土壤渗透性能:相较于其他花园而言,雨水花园针对下垫面结构的要求非常严格,土壤有着良好的渗透性能能够增加雨水花园的渗透速率,降低积水产生的机率。
雨水汇集的位置:由于雨水具有易流动性,并且往往不是朝着同一个方向流动。因此,雨水花园在设计环节必须要考虑其地势情况,尽可能的选择地势低的位置,使得周围雨水可以流向雨水花园内,进而解决城市的积水问题。
阳光相对充足:城市内有着较多的树木和建筑物,影响了阳光照射效果。雨水花园设计环节也需要考虑到植物生长所需的温度与阳光,在位置选择的过程中需要注意阳光是否充足。
3.2下垫层的结构
雨水花园的垫层结构主要是砂石层、砾石层、植被土壤层、蓄水层以及覆盖层,因为地域天气情况、植物根系以及污染情况不尽相同,使得实际雨水花园的垫层设计厚度也不能过于统一。针对属寒地区的雨水花园建设需要增加覆盖层厚度,确保土壤湿度和温度;针对污染情况相对严重的地区,在设计雨水花园下垫层阶段,需要增加砂石层的厚度,实现污染物净化的目标。
3.3植物设计
雨水花园的植物设计需要按照地区气候、城市文化等因素进行考虑:第一,耐涝抗旱。针对夏秋季节降雨多的地区,雨水花园在完成雨水收集之后通常会将雨水资源储存于蓄水层内沉淀一段时间,而这一期间雨水会浸泡花园植物。因此,植物选择需要考虑到其耐涝程度;针对春冬季节降水较少的地区,选择植物阶段要考虑其抗旱程度。第二,乡土植物。雨水花园的植物设计阶段尽量选择本地区乡土植物,因为种植外来植物可能会造成本地区原有的生态平衡被破坏。而本土的植物对生长方面的养分需求和土壤成分匹配程度较高,具有极强的适应性能。第三,抗污染物。针对重度污染地区,雨水中的一氧化碳、重金属、悬浮物等含量比较高,因此,在植物选择环节必须要确保对污染物有着较强的吸收和净化性能。第四,美观实用。符合地区的人群审美标准,雨水花园必须具备艺术价值和观赏价值,扭转人们的认知误区,处理雨水花园中看却不中用这一问题。第五,经济。雨水花园在建设环节需要耗用大量人力物力,因此在植物选择环节需要遵循经济适用原则,方便后期管理与维护。例如:控制径流总量类雨水花园主要选择蕨类植物和灌木等四季性植被。此外,需要考虑搭配植物是否会妨碍交通或者污染公共空间的空气质量。
结束语:
总而言之,雨水花园概况来讲是利用土壤和植物过滤性能来滞留雨水,确保雨水缓慢渗透到土壤层内,进而实现降低暴雨径流和净化雨水等目标。通常情况下,建立雨水花园对土壤材料要求并不严格,黏土、砂土等种类土质都可以在工业商业建筑区、道路、城市公共建筑以及住宅区等场所使用,是现代化城市道路控制暴雨径流最为主要和有效的管理路径。
参考文献:
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论文作者:许文兴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/28
标签:雨水论文; 径流论文; 花园论文; 植物论文; 道路论文; 土壤论文; 性能论文; 《基层建设》2017年第36期论文;