基于雨水利用的郑州某小区景观设计研究★

田林钢 郑静敬 杨 柳

(1.华北水利水电大学水利学院，河南 郑州 450000;2.吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130000)

0 引言

北京的“7·21”、上海的“9·13”等特大暴雨灾害的发生，人们开始反思对城市雨水的态度，传统“雨水废水”的观点和城市规划中以“排”为主的做法使雨水得不到很好的利用［1-3］。20 世纪以来，美、日等国针对不同程度的雨水收集展开了一系列的研究，并建立了初具规模的雨水收集利用系统［4］。为促进生态文明建设，郑州市近几年也建立了一些雨水收集利用工程，如第一中学雨水利用工程、河南省体育馆雨水收集工程等。

郑州市处河南省中北部，地貌有山地、平原、水域等多种类型，年降水量为633.3 mm，夏季降雨量占全年的52.3%。某小区总占地面积约220 677 m2，根据GB 50180—93 城市居住区规划设计规范(2002 年版)有关居住区各项用地所占比例的平衡指标，其建筑、道路、绿地占地面积分别为110 338 m2，44 135 m2，66 203 m2。目前小区仍采用传统的雨水排放技术，忽略了雨水污染及防涝，远不能实现生态型社会理念。小区绿地基本为上凸型，广场道路铺设不透水材料，硬化面积较大，适宜雨水资源的收集利用。

1 雨水收集方案

根据郑州市地形、地质和气候概况决定采用复合式雨水收集模式，即外环自然排雨区—中环泵站蓄雨区—内环生态集雨区。外环排雨区一部分和市政管网相连，一部分直接排入东风渠;中环管道区雨水经过初弃后进入泵站，通过弃流泵，将初弃雨水输送至景观湖净化，或直接排入市政雨水管网;内环利用绿色屋顶、下凹式绿地、雨水花园等措施体现小区生态化建设。为减小泵站的设计流量和蓄水池占地面积，节省后期处理费用，自流部分雨水不设弃流装置，直达景观水体系统。同时，采用泵站与溢流管相结合的方式优化小区防洪排涝系统，提高安全保障系数。

2 年均可集雨水量

年均可集雨量受不同气候条件和雨水水质等自然因素及特定社会条件下的建筑布局、结构等影响。对于郑州市大多数地区，年均可集雨量可按Q=ψ ×α ×β ×A(H ×10－3)计算。根据GB 50015—2003 建筑给排水设计规范(2009 年版)，ψ1为房屋硬化面积径流系数，ψ2为路面硬化面积径流系数，ψ3为绿地径流系数，分别取0.9，0.6，0.15;平均降雨量H=633.3 mm;季节折减系数α 取0.67;初期弃流系数β 取0.94，计算得出该小区每年可集雨量为54 131 m3。

3 一次降雨可集最大雨水量

暴雨强度q 的计算公式:

根据郑州市降雨特点，降雨参数分别取A=45.8，c=1.15，n=0.99，b=37.3，暴雨降雨历时t=70 min，设计重现期p=3 年，则暴雨强度q=117.44 L/(s·hm2)［5］。代入公式Q=ψ ×q ×F和V=Q×t×60 ×10－3－F ×h ×10，其中，Q 为设计雨水流量;V为一次降雨可集最大雨量;h 为初期弃流量，取2.0 mm(经验所得)，则该小区一次降雨可集最大雨量为6 253 m3。

4 绿化用水量

参考GB 50015—2003 建筑给排水设计规范(2009 年版)的相关标准和小区用地情况，小区绿化浇洒用水定额为1.0 L/(m2·d)～3.0 L/(m2·d)，道路及广场浇洒用水定额为2.0 L/(m2·d)～3.0 L/(m2·d)，分别取2.0 L/(m2·d)，2.5 L/(m2·d)，除去降雨当天及降雨后第2 天并结合郑州市降雨情况，绿地浇灌天数取258 d，道路浇洒天数取100 d，则全年需水量为5.0 万m3。

5 景观设计方案

5.1 屋顶绿化

屋顶绿化一定程度上丰富了城市的俯仰景观，并有效减少暴雨径流，净化雨水，有效降低CODCr和SS 浓度［6］，较之普通屋顶，水质更能满足景观用水要求，可直接回收利用。屋顶植物对气候、土壤等条件的要求不同于地面植物，楼顶风大，阳光充足易干旱，因此应选择阳性、耐寒瘠、低矮的浅根性植物，如罗汉松、黄杨、麦冬等本土植物。

5.2 雨水花园

雨水花园是构建“海绵城市”最有效的生态措施，也是与自然条件相适应的雨水调蓄措施，下雨时减缓雨水冲刷力，可吸收、滞渗、净化雨水，待有需要时将存储的雨水“释放”出来，实现雨水资源的有效管理，同时调节区域小气候。与传统草坪相比，雨水花园结合景观化处理，给人以新的景观感知和视觉享受，是一个充满艺术气息的“雨水银行”，且构造简单，后期维护成本较低，易于推广。

设计策略是将小区中心部位的池塘改造成雨水花园，在底部设分流管，分流给需水区域。通过挖填方的平衡技术，在四周布设雨水管道，内环区域的径流通过雨水管进入花园，充分利用植物降低径流污染实现净化。此外预留1 m 左右宽的粗砂廊道贯穿花园，在不破坏花园生态系统的同时方便居民及维护人员进出，并在池塘周边设置亲水平台或休憩亭，创造丰富的体验空间。

5.3 微景观

小区可利用雨水循环系统构建如水幕墙、跌水景墙等纵向景观点，阶梯式绿地广场、景观池等横向景观点(见图1，图2)。

6 结语

图1 跌水景墙示意图（手绘）

图2 景观池示意图（手绘）

居住区雨水景观化是一项复杂的工程，包含了小区的总体规划、雨水收集系统规划、景观规划设计等不同领域的问题，是艺术与技术的结合。为做出符合本地雨水利用设施，在借鉴学习国内外雨水综合利用技术的同时必须结合场地实际情况。

通过对郑州某小区雨水收集利用现状的调查，分析其存在的问题及可利用的雨水资源量，经过水量平衡计算，采用景观化的“透、渗、蓄”等措施后，年均集雨量满足绿化用水量的需求，作为小区绿化的主要用水来源。这对于在年降水量550 mm～650 mm的干旱半干旱地区，占地面积在20 万m2～30 万m2的居住区雨水景观化利用具有一定的参考价值。

［1］朱 鹏，张 雷.城市化与水资源相互关系研究述评［J］.城市问题，2008(11):26-30.

［2］刘琳琳，何俊仕.城市雨水资源化的实例分析［J］.水资源保护，2007，23(6):52-55.

［3］车 伍，李俊奇.城市雨水利用技术与管理［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［4］梁文逵.城市雨水收集利用研究现状与进展［J］.工业与废水，2014，3(6):6-9.

［5］胡良明，高丹盈.雨水综合利用理论与实践［M］.郑州:黄河水利出版社，2009.

［6］廖文波，苏志尧，崔大方，等.粤北南方红豆杉群落的研究［J］.云南植物研究，2002，24(3):295-306.

［7］许 萍，车 伍，李俊奇.屋顶绿化改善城市环境效果分析［J］.环境保护，2004(7):41-44.

［8］SL 267—2007，雨水集蓄利用工程技术规范［S］.