雨水花园概述文档.docx

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雨水花园概述文档

1.城市道路的雨洪现状

城市道路是承担城市交通的重要载体，其通常程度是制约城市正常运转的关键因素。

然而，随着城市暴雨的日趋增加，城市道路的积水问题越来越严重，已经对居民的正常生活，甚至生命安全造成了威胁。

城市道路的雨洪问题主要有：

1）城市道路积水点分布范围广、数量多。

积水点是指城市中降雨强度小于50mm/h，雨后路面积水深度超过30cm，且雨后1小时内未能排除积水的地段。

2）城市道路积水点主要分布于低洼空间与城市之路。

2.城市广场的雨洪现状

城市广场是城市中重要的公共空间，人流量大，空间使用效率高，尤其具有疏散作用的商业广场和交通广场，对于城市步行交通的组织具有重要的作用。

城市广场雨洪问题的主要原因有1）广场中不透水面积过大，2）广场空间地势较低，3）广场及其周边场地内排水设施不完善。

3.城市住宅区的雨洪现状

城市住宅区是城市面积中面积最大的城市空间，在城市中占有重要的地位，也是居民生活的重要场所，但同时，城市住宅区也是城市雨洪泛滥的重要空间。

在城市现有的部分住宅区中，有积水严重，久排不出的现象，有些甚至还有雨水倒灌的现象，给居民的出行和生活带来严重的影响。

究其原因在于管道排水能力不足和住宅区地势低洼。

一、雨水花园设计与建设的理论基础

雨水花园指在城市地势较低的地方种植乔木、灌木和花草等植物的一种工程设施，其雨水利用院里是将雨水通过植物的截流与土壤的下渗作用过滤、净化雨水，以达到消减雨水径流量的作用。

它是城市暴雨最佳管理措施中的一项集技术，近年来在许多发达国家被广泛地用于雨洪控制与径流污染控制系统，也可作为一种生态型的雨水间接利用设施。

最早的雨水花园出现在上个世纪90年代的美国马里兰州的乔治王子郡，该区每一栋住宅都配建有30~40平方米的雨水花园。

它的建造被证明是高效而又节约的。

建成后对其进行了数年的追踪监测，结果显示雨水花园平均减少了75~80%地面雨水径流量。

从城市可持续发展角度来看，雨水利用是未来城市发展的重要课题，一方面，城市水资源短缺日益严重，过多开采地下水以及雨水的污染造成了城市生态环境的破坏；另一方面，在多雨季节很多城市洪水泛滥成灾，给人民生活和财产造成严重的威胁和损失。

抓住水资源短缺与城市雨洪灾害这些主要矛盾，实现雨水资源的收集与再利用，同时改善城市水循环，保护城市生态环境，不仅能有效地缓解城市的雨洪灾害，变害为利，而且能够实现雨水资源的再利用，促进和改善城市的生态环境。

雨水花园作为一种生态型的雨水控制与利用措施，是从可持续发展理论的角度出发，将雨水资源的可持续利用与改善城市生态环境相结合，是城市水资源可持续发展的重要措施。

在生态规划设计理论的倡导下，要求规划设计充分尊重自然的肌理，保护城市生态环境，实现自然资源的再利用与再循环。

雨水花园就是利用了生态规划设计的基本原理，结合当地的自然条件，利用乡土植物与土壤的截留、净化与渗透雨水的作用，将城市的雨水资源有效的收集与利用，改善城市的水循环，实现城市雨水资源的再利用。

在传统的发展模式和“灰色基础设施”的作用下，城市雨水难以渗入地下，形成了开发后远高于城市开发前的雨水径流总量和径流速度，导致了城市雨洪灾害的发生。

在绿色基础设施理论的指导下，一系列城市绿色雨水基础设施应运而生，这些措施是模仿自然的生态方法进行工程的规划与建设，通过集蓄、下渗、截留、调蓄、蒸发、蒸腾等原理及人工技术支持进行雨水的控制与利用，缓解了城市的雨洪灾害、净化了城市雨水径流污染、保护了城市水环境、维护了城市的生态平衡，实现了城市雨水的可持续利用。

雨水花园与传统的依赖管网的“灰色基础设施”相比，不仅投资和维护成本低廉，还为城市水循环的改善提供了更有效的途径，并且与景观规划设计相结合，同时实现生态、环境和美学等多种功能。

二、雨水花园的类型与结构

雨水花园的类型雨水花园根据不同的控制目标可以分为以控制径流污染为目的的雨水花园和以控制径流量为目的的雨水花园两种类型。

表雨水花园的类型

类型

以控制径流污染为目的

以控制径流量为目的

主要功能

①处理污染较严重的初期雨水。

②塑造城市景观。

③净化雨水、改善城市水循环

①减少区域雨水径流量。

②塑造城市景观。

③净化雨水、改善城市水循环

适用范围

一般适用于径流污染比较严重的城市空间，如：

停车场、城市广场、城市道路

一般适用于处理雨水水质相对较

好、汇流面积较小的城市空间，如：

屋面雨水、庭院、学校、居住小区

特点

结构比较复杂，需要设计专门的底部排水沟渠

①结构相对比较简单、无需设计专

门的底部排水沟渠。

②造价低。

③施工管理简便

雨水花园是通过植物截留和土壤的渗透作用来净化初期的雨水径流污染、快速减少雨水径流量以及收集地面雨水。

其结构主要分为蓄水层、覆盖层、植被及种植土、人工填料层、砾石层五个部分，详细见雨水花园结构图。

雨水花园结构图雨水花园的各组成部分具有不同的雨水控制作用，以及相应的技术要求，具体内容见下表。

序号

组成

作用

技术要求

1

蓄水层

①雨水滞留：

降雨时雨水优先滞留于蓄水层。

②过滤雨水：

通过植物的作用过滤雨水，同时将雨水中的沉淀物留在此层

其高度根据开发场地所在地区的降

雨特性来确定，一般多为100~250mm

2

覆盖层

①提高土壤渗透能力：

可以保持土壤的湿度，防止水土流失。

②净化雨水：

覆盖层中的树皮可以提供良好的微生物环境，有利于雨水的净化

①一般采用树皮进行覆盖。

②其最大深度一般为50~80mm

3

种植土层

过滤与净化雨水作用

①一般选用渗透系数较大的砂质土壤，其主要成分中砂子含量为60%~85%，有机成分含量为5%~10%，

粘土含量不超过5%。

②种植土的厚度根据所种植的植物来决定。

种植花卉与草本植物，只需30~50cm厚；种植灌木需50~80cm厚；

种植了乔木，则土层深度在1m以上[46]。

③种植在雨水花园的植物应选择多年生植物，并可短时间耐水涝

4

人工填料层

渗水作用

①多选用渗透性较强的天然或人工材料。

②其厚度应根据当地的降雨特性、雨水花园的服务面积等确定，多为0.5~1.2m。

③当选用砂质土壤时，其主要成分与

种植土层一致。

④当选用炉渣或砾石时，其渗透系数一般不小于10-5m/s

5

砾石层

排除多余雨水：

多余的雨水由穿孔管收集排入到城市排水管道中

①由直径不超过50mm的砾石组成，厚度200~300mm。

②在其中可埋置直径为100mm的穿孔管

备注：

①通常在人工填料层和砾石层之间铺设一层150mm厚的砂层，防止土壤颗粒堵塞穿孔管，还能起到通风的作用。

②在雨水花园的顶部还设有溢流口，通过溢流管将过多的雨水排入其他的排水系统

三、雨水花园与城市排水系统的衔接

雨水花园是通过植物与土壤的截留与下渗作用对城市雨洪进行控制的一种生态型雨洪利用措施。

降雨时，雨水首先通过地形的作用或雨水口的设计将场地周边的雨水引入到雨水花园中，通过雨水花园中的蓄水层、滞水层、种植土层和人工填料层等组成部分截流与下渗雨水，多余的雨水被贮存在雨水的蓄水空间中，当雨水持续增加，径流量超过雨水花园的承载能力时，雨水将通过溢流装置排入到城市的排水管道中。

溢流装置的断面示意图

在我国的小城镇和大城市的旧城区中多采用雨污合流制的排水系统，而大城市的新建城区中则采用雨污分流制的排水系统。

对于合流制的排水系统，雨水花园能削减合流制管道暴雨时的雨水流量，对城市的雨洪问题有一定的缓解作用，当暴雨来临时，雨水首先集蓄在雨水花园中，减缓了雨水径流的流速与流量，能有效的缓解城区积水问题，起到了源头控制作用；在分流制的排水体系中，雨水花园不仅能作为源头控制的雨洪利用措施，同时，可以作为终端控制的雨洪利用措施，雨水进入排水管道之后，一部分初期雨水被弃流，另一部分雨水通过管道排入城市的低洼地雨水花园中，通过植物的净化过滤作用，将雨水进行收集利用。

四、雨水花园在雨水利用规划中的作用

在《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》和《北京城市总体规划》（2004年——2020年）中，要求把城市的雨水利用与城市建设、绿地规划和生态建设相结合，将透水铺砖、渗沟、渗井、雨水调蓄池等雨水利用设施纳入到城市规划建设中来，在满足防洪要求的前提下，最大限度的将雨水就地截留利用。

城市的雨水系统由三个相互联系的过程组成：

首先是雨水的产生，它是指城市中雨水降落的过程，雨水落到地面如果没有相关设施的处理将形成雨水径流。

其次是雨水的移动，它是指雨水从场地中经过开发设计的引导进入到城市的排水管道中的过程。

最后是雨水的传输，它是指雨水通过城市管道排入到城市河流水体中的过程，按照此过程，城市的雨水利用规划应该从整体出发，将整个城市作为研究对象，利用各种雨水收集系统在城市的各个区域进行雨水收集，然后通过城市排水管道最终汇集到城市低洼处的公园水面，进行统一的过滤与净化，最终利用于城市的清洁，园林的绿化等非生活用水。

城市的雨水利用规划可以分为两大部分，第一部分是利用城市原有的地形地貌，以原有水系为基础，进行城市的绿地系统规划，通过将雨水利用设施与城市绿地规划相结合，借助于自然的力量有效的收集城市雨水；第二部分是在城市居住区、商业区等各功能区中设置相对独立的雨水收集系统，收集的雨水一部分进行再利用，一部分排入城市的排水管道，最终将其汇集到在城市低洼处规划的公园中，在公园中进行统一的处理。

雨水花园可以利用于城市的绿地系统规划中，同时也可以作为城市各功能区中雨水收集系统的一部分，是城市雨水利用规划中一项重要的措施。

根据雨水收集利用的过程，雨水花园属于雨水利用第一阶段的应用措施，即源头控制类，设置在雨水径流传输过程中的起始区，对场地雨水进行控制的效率较高。

该类雨洪利用措施的特点是能有效的减少初期的雨水污染物，通过雨水就地下渗的方法快速的处理初期的雨水径流，对于城市雨水的收集与利用具有重要的作用。

五、低洼地雨水花园

利用城市现有的低洼地，形成面积较大的雨水花园。

其主要的雨水收集方法将雨水花园周边设计为缓坡，可以使场地周边的雨水通过重力的作用流入到雨水花园中，也可以通过排水管道的设计将周边建筑、广场等空间的雨水排入到雨水花园中。

在此集蓄的雨水可以有充足的时间下渗到土壤中，也可以在其底部设计专门的排水沟渠，收集的雨水可以进行非生活用水的再利用。

该类雨水花园有三个特点。

第一，雨水花园的面积较大，因此，在城市暴雨强度较大、降水量较多的情况下可以迅速、大量的收集雨水，对场地内及其周边的雨洪灾害均有较大的缓解。

第二，该类雨水花园可以有效的补充城市地下水、保护城市的生物多样性、实现城市水资源的可持续利用。

第三，在景观塑造方面，该类雨水花园可以创造雨季与旱季不同的景观效果，为周边的居民提供休闲、散步的好去处。

根据低洼地雨水花园的这些特点，可以将其运用到城市公园、居住区、城市道路周边的大面积绿地等城市空间中。

例如图中的雨水花园就是在小区最低洼的地形位置上，设计为全小区的雨水汇集池，不仅可以有效的对小区进行雨水的控制与利用，同时也改善了小区的环境，对其微气候的调节具有重要的意义。

六、下凹式雨水花园

主要应用于城市中地势较平坦的地方。

其主要的方法是将城市中的绿地建造成下凹式的空间模式，一般用于雨水初期径流的入渗与净化。

当降雨过程开始时，雨水主要集蓄在下凹空间中；当集蓄的雨水超过雨水花园的渗透能力时，雨水将随地下铺设的排水管道流入地下储水装置中；随着雨量的不断增大，多余的雨水随着管道排入下一级的雨水收集设施中。

该类雨水花园的特点是规模较小、建造容易、维护简单，应用灵活、广泛，可以作为城市排水管道前期的阀门，缓解城市排水管道的压力，避免城市雨洪灾害的发生。

同时其占地面积小的特点，比较适用于以下三种情况：

第一，可以适用于城市旧城区的改造