摘要：随着时代的发展，水景成为住宅景观必不可少的造景元素。水量补给导致高昂成本投入是当下住宅景观水景运营维护的绊脚石。利用自然降水补给景观用水是急需探索的可持续发展之路。但我国各地区的雨水资源分配不均，以雨水作为主要水源的水景规模与园区的雨水收集利用方案需要科学的分析。利用水量平衡分析可以统筹考虑水景设计与雨水收集的各相关要素，模拟、量化水景运行状况与雨水收集量的关系，指导水景方案的规划设计，降低水景项目的建设投资与运营成本，实现生态环保及经济高效兼顾的住宅水景。
关键词：水量平衡分析；住宅景观；水景规划设计；
1、前言
住宅水景的水量补给问题对于水景的建设与运行而言至关重要，收集自然降水作为景观用水技术可行、运行经济，并符合当前的节水形势。在住宅水景的设计过程中应用水量平衡分析可以将雨水利用与水景建设统筹考虑，指导水景方案的规划设计，寻求合理的水景规模、高效的水资源利用率，降低水景项目的建设投资与运营成本。
2、水量平衡分析
2.1水量平衡分析原理
水景规划方案及其各设计参数初步设定之后对其进行水量平衡分析。水量平衡分析是在满足水景正常运行的条件下（如保持设计常水位），计算一段时间内水体的输入水量、输出水量及其差值。根据差值确定水体在现行规划设计下的水量盈亏状况，是否满足水景需要，是否需要外排水或补水及补水成本等。
2.2水景水量平衡分析流程
将水量平衡分析应用到园区水景设计中，可按（图1）流程进行。
2.3水量平衡分析具体操作
2.3.1资料的收集与分析
（1）园区基础资料
园区基础资料包括总建筑面积、用地规划、土质条件（土壤类型、土质渗透速率等）等。根据园区的总建筑面积及用地规划可以计算出该园区的综合径流系数：园区的综合径流系数依据下式计算：ψ=ψ1×B1+ψ2×B2+……+ψ11×B11
其中：Bi——不同性质用地占总汇水面积的比例；Ψi——不同性质用地的径流系数。
（2）园区所在地多年气象统计资料的收集与分析
气象统计资料包括多年（至少10年以上）的月平均降雨量、月平均蒸发量、当地的暴雨强度公式、一定设计重现期（P=1、5、10、20……）下的最大24小时降雨量等。对月降雨量的分析统计方法有多种，可按不同要求进行选择。初步水量平衡分析可采用多年月平均降雨量，特殊年份分析可按丰水年、平水年、枯水年统计各月份的降雨量进行分析。对蒸发量的分析一般取多年平均值。
2.3.2确定园区的规划方案
根据园区规划资料，确定水景的水面面积、调蓄高度、补水方案及水量、用水方案及水量、水体渗漏情况等。
2.3.3水量平衡计算
水量平衡可按月份进行计算（表1）。
根据当地气象资料和用地规划、径流系数等可计算出该月内汇流雨水量和蒸发量；补水量指较为固定的水源（如再生水）每月进入水景的水量，该值可能为0；回用水可用于绿化或喷洒道路等，依据各地用水定额而定；渗漏量为水体的渗漏损失，可依据实际条件计算，也可按定值估算。确定完以上水量后，可以填写表1中【1】～【5】项的内容。
根据水量差可计算出水体水深、水体剩余调蓄高度，以及为保障安全和水景运行而必须的外排雨水量或增加的补水量。由此可填写（表1）全部内容。
2.3.4水量平衡分析
根据（表1）可以得出在确定的规划方案下的每月水量差、年水量差、外排水量、水位变化等参数。依据计算结果并结合景观布置、地面高程、场地要求等因素分析初步方案的合理性。
2.4分析成果与方案调整
根据水量平衡分析结果，可明确不同雨水利用方案与水景规划方案下水景的运行状况、节水效果、蓄洪能力等指标，可估算不同方案下的投资和运行成本。判断初步规划方案的合理性，确定是否对初步规划方案进行必要的调整。如需调整，则需要将新的规划方案重新进行水量平衡分析；如不需调整，则可确定规划方案，进行下一步工作。在水景规划方案不是惟一的情况下，也可以用水量平衡分析结果进行比较。水景方案的确定除了水量外还需要考虑其他许多因素，水量平衡分析结果可作为决策依据之一，避免目前常见的水景设计的盲目性和后遗问题。
3、水量平衡分析的应用实例
常州某住宅小区，规划水景面积1000m2，绿地面积约为7900㎡，道路及场地面积约为2400m2。小区无污水回用设施，无自备水源，补水水源只能采用雨水。由于道路雨水成分复杂，水质较差，处理成本较高，故甲方要求只回收屋面雨水，试通过水量平衡分析，确定雨水回收量是否能满足该规划用水要求。
在进行水量平衡分析时，应从输入项和输出项两个方面入手。根据上述已知条件，该项目输入项水量来自屋面雨水的收集，输出项由三项组成：水景的补水量（由于水景池底做防水层，不考虑下渗量）、绿化和浇洒道路用水量以及车库用水量。
3．1输出项计算
3．1．1水景补水量计算
常州市全年12个月，只有7、8、9月的降雨量大于蒸发量，其余月份的蒸发量均大于降雨量。从理论上来讲，可不考虑7、8、9月人工水景的补水。但由于夏季的降雨时间分布并不均匀，往往一场暴雨的降雨量就占全月降雨量的70％，可利用屋面面积量会通过水景的溢流设施流失掉，所以并不排除7、8、9月人工水景仍需补水的可能性。因此在计算时，对于7、8、9月仍然按需要补水考虑，每月降雨量应扣除最大一场雨的降雨量，再加上50mm（假设溢流水位高出正常水位50mm），故7、8、9月人工水景的补水量分别为：51．1mm（141．4—235．5+195．2—50），18．9mm（132．1—234．1+170．9—50），18mm（92．1—118+93．9—50）。其他月份补水量为月蒸发量与月降雨量之差，如10月份人工水景的补水量为：11．3mm（57．7—46．4）。
3．1．2绿化、道路、车库用水量计算
用水量标准参照《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003）：
（1）居住小区绿化浇洒用水量标准1～3L／（m2•d），取2L／（m2•d）。
（2）居住小区道路、场地浇洒用水量标准2～3L／（m2•d），取2L／（m2•d）。按每月冲洗8次计（约每周冲洗2次）。
3．2输入项计算
全年各月份屋面收集雨水量见表2。
3．3水量平衡计算分析
将上述各项计算水量进行综合，全年可回收利用的雨水量为2983．1m3，水景、绿地、车库全年总用水量为2845．8m3，仅靠雨水补水可满足全部用水需求。
该分析方法也可用于已建成的水景，通过水量平衡分析了解水景整体的运行状况，有利于调整水景的运行管理或进一步的改建。（表2）所示的水量平衡分析表是以一年为周期按月分析，可以此为基础修改分析时间段，对水景作更细化或更宏观的分析。
4、结语
水量平衡分析是用科学的理论分析指导实践中的水景设计和用水规划，利用水量平衡分析可清晰地模拟雨水利用效果和水景建成后的运行状况，指导水景方案的合理设计，对住宅景观节约用水、提高雨水资源利用率、降低投资和运行成本等具有重要意义。
参考文献：
［1］任思敏．居住区景观的实用性设计研究［D］．西安建筑科技大学，2015．
［2］张中亮，孟琳琳．城市住宅小区生态园林景观设计及其应用［J］．现代园艺，2013（04）：88．
论文作者:刘冬冬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/11
标签：水景论文; 水量论文; 雨水论文; 降雨量论文; 方案论文; 用水论文; 园区论文; 《基层建设》2017年第16期论文;