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1、 分类号 _ TU98 学号 1105040411001 学位论文 北京地区雨水花园设计研究 The Rain garden design research in Beijing lj洁 梢样教师姓夂 丁奇职称 副教授 _ 北京建筑大学 朱 志 红 职 称 教 授 级 高 丁 北贞市园林古紐设讣研究院 中请学位级别 硕士 学位类别 艺术学硕士 _ 专 业名称 _ 设计艺术学 _ 年 级 2011级 论文答辩时间 2 0 1 4 年 6 月 学位授予单位和 U期 北京建筑大学 _ 2014 _年 _月 答辩委员会主席 孙 叨 职 称 教 授 论文评阅人 _ 匿名评审 _ 北京建筑大学硕士学位论文
2、原创性声明 本人郑取声明：所 7交的学位论文，足本人在导师的桁导下进行的研究丄作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文屮小包含其他人 已鈴犮表或撰写过的研究成果，也小包含本人成他人为获得北京建筑大学或其它教 W机 构的，位或学历证书而使用过的材料。与我 -同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 匕在论文屮作了叨确的说明并表不了谢怠。 若存不实之处，本人愿意承担扣关法彳 H责任。 学位论文作者签字： Pi. 口期：必 年 /月 北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期问论文工作的知 识产权属十北京建筑大学，允
3、许论文被查阅和借阅。学校冇权保留论文并 hW家有关部 门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制 T段保存和 r编学位论文。 保密学位论文在解密 f的使用授权冋上 = 学位论文作者签名： 仲年 &月丨 1fn 校内导师签忠厂一 年 t 月 (rti 校 外 导 师 签 名 ：幺 /俾 . 3m/d; 土壤中含有大量的直径 25mm的木屑、碎石、树根或其他腐质材料 等。该雨水花园既需要净化径流雨水，还需及时排出饱和的雨水径流，因此结构相对比 较复杂，需设有紧急溢流装置。 2.4国内外雨水花园发展概况 2.4.1国外的
4、雨水花园发展概况 雨水资源控制利用技术在世界其他许多国家都得到了很好的发展， 1993年美国颁布 了生物滞留指南，雨水花园技术并作为独立的一章被列入更多地区的雨水利用技术 规章中。同时雨水花园的基本原理、设计和建造方法等被广泛研究。像密歇根环境部门 对当地雨水花园的起源、建造步骤、实例应用、以及结合雨水罐的使用，都进行了详细 研宄。马里兰州颁布的生物滞留指南， 1993年第一版， 2001年一版， 2002年为修订 版； 2003年威斯康星州颁布了居民建造雨水花园指南；密歇根州立大学环境工程部 于 2006年颁布了雨水花园设计和建造指南； 2008年维吉尼亚州出台雨水花园技术 指南等。许多州都
5、有 BMP和 LID暴雨手册，其中均有详细的生物滞留设计方法，这些 政策的相继出台都为该地区的雨水花园建造提供了技术上的支持与帮助，促进了雨水花 园的快速发展。 1 1罗红梅，车伍，李俊奇，汪宏玲，孟光辉，何建平 .雨水花园在雨洪控制与利用中的应用 J.中国给排水， 2008, 24 (6)； 48 52 将雨水资源利用与景观设计成功结合的德国，关于雨水花园的技术研宄一直处于领 先地位，用法律的形式规定雨水利用系统在新建或改建地区必须考虑进行设计。所以， 雨水资源利用也成为衡量开发区域品位的重要指标。在德国的居住区中，雨水花园的技 术同样得到了广泛的应用，常见的做法有屋顶绿化、水景、中水回用等
6、。此外，德国在 法律法规和政策上对雨水资源的利用给予一定支持，各州法规规定：在新建场地，必须 有效的利用雨水，否则政府将收取雨水排放费用。除了特殊情况外，降雨不能直接排放到 公共管网中。现在己经颁布的屋面雨水利用设施标准，为德国雨水花园的实施提供 了强有力的保障。 美国早期的雨水花园以乔治王子郡的住宅区雨洪管理系统为开端。项目采用生态滞 留与雨水渗透的方法来代替传统的雨洪排水系统。 20世纪 80年代，美国实行 “ 就地滞 洪蓄水 ” 政策，对全部新开发区域强制实行。在新建或改建项目中的雨水径流量不能超 过开发前水平。雨水调蓄控制 和处理工程必须进行报批，必须运用技术手段保护水环境 和雨水径流
7、质量。到20世纪 90年代，美国的雨水花园技术快速向前发展，政策也相应 发展完善。提高雨水的天然入渗能力是这一时期美国雨水利用的宗旨。所以利用屋面蓄 水、入渗井、草地、透水铺装等组成的地表回灌系统得到了大范围的推广和应用。美国 在雨水的利用上也有政府相应法律法规的支持。美国的雨水利用法律规定：新开发区域 的雨洪径流量需少于开发前的雨水径流量，新开发地区强制实行就地滞洪蓄水。 2008年，雨水花园指南在新西兰北岸市出台，作为生物滞留技术的指导。其 它 的雨水利用法规还包括： 2002年，奥克兰颁布的暴雨管理设施：设计向导手册； 2000 年颁布的奥克兰地区地影响开发指南； 2004年出台的暴雨管
8、理指南和源头暴 雨管理指南等。 澳大利亚：主要提倡 WSUD暴雨管理体系，具体指南和手册如下： 2002年颁布的悉 尼地区水敏感规划指南 ;2004年颁布的西部悉尼地区水敏感城市设计技术指南、 2006 年颁布的评价墨尔本小规模水敏感城市设计； 2006墨尔本颁布的城市暴雨最佳实 践环境管理指南等。 日本是一个雨量充沛的国家，早在 20世纪 60年 代，就以建造蓄洪池的方式存储雨 水作为景观用水和消防及灾害时的紧急用水。日本政府于 1992年颁布第二代城市排 水总体规划，正式将雨水渗沟、渗塘、透水路面等技术作为城市总体规划的一部分，同 时还规定了雨水下渗设施必须在新建以及改建的大型公共建筑中修
9、建。很多日本的城市 为其雨水利用提供资金上的支持，实行补助金制度，如东京墨田区 1996年建立墨田区促 进雨水利用补助金制度，对中小型储雨装置、地下储雨装置给予一定的补助，雨水净化 器补 1/3-2/3的设备价、水池补 40-120美元 /m3。从而促进了日本雨水利用技 术的应用 以及雨水资源化的发展。这些政策法规和经济措施全力支持着日本雨水利用技术的发 展。 2.4.2国内的雨水花园发展概况 在我国早在元朝，北京城就己经建设了城市排水设施，到了明清时期，合流制排水 系统己经完善。对于雨水资源的利用，北京地区一直处于国内的领先阶段。 20世纪 90 年代初期，因水资源紧张，北京市第一次提出城市
10、的雨洪利用概念。因为当时条件的限 制，只做了研宄，并没有进行实际应用。在 2000年，中国和德国合作了 “ 北京城市雨 洪控制与利用技术研宄与示范 ” 项目的研宄，第一批城市雨洪控制与利用示范工程在中 国开始建设。北京市的城市雨洪管理也开始进入排水和利用相结合的发展阶段，具体分 析见第三章 3. 2节。 我国对雨水问题关注较晚，大多城市在雨水利用方面基本还处于探索和研宄阶段。 目前城市雨水花园的建造利用还处于初期发展阶段，与发达国家相比，国内的教科书、 设计资料及雨水径流污染控制问题、城市排水系统和设施的科学规划、设计与建设，及 相关的技术、法规与管理等领域还存在着较大差距。国内的雨水管理系统
11、仍沿用传统的 以排为主的管道排水系统， 基本没有专门的暴雨管理体系，对排水体制和管道系统的研 究十分薄弱。雨水资源大量流失，地下水位和地面下沉，加重了河道的排水压力，导致 洪涝灾害的发生。国内对于雨水径流处置措施的研究和应用也甚少，真正意义上的雨水 生态措施更少，仅在高速公路或水敏感路段附近建设一些简易的蒸发池或在农村干旱地 区建造一些以沉淀为主的水池、水窖、水塘和水坝等，水质净化效果差。还有大量分流 制中的径流雨水与合流制中的雨污溢流水，仍未经任何处理直接排入下游河道，对水体 造成严重污染。在此背景下，我国城市雨水资源利用己经发展成为一个十分热 门的课题， 北京、上海、成都等多地相继开始进行
12、雨水研究并将其应用到实际案例中。如北京奥森 公园、上海辰山植物园、后滩公园、成都活水公园、哈尔滨群力雨洪公园、天津桥园、 中山岐江公园等都是雨水利用研宄的典范。 但是国内关于雨水利用的研宄，多数是针对雨水利用的方法途径、建造技术等方面 的研宄。现阶段雨水事业发展范围较小，还处于初级阶段，仅政府、部分专家们和少量 公众大力支持，大部分公众对雨水知识相当匮乏，想立即形成一套完善的暴雨体系十分 困难。但是可以先针对某一地区的雨水利用概况研宄发展一种或多种高效、成熟、合 适 且公众接受度较高的生态径流处置措施，这样一来既能唤起公众的高度重视又起到示范 作用，随着雨水事业慢慢发展，最终达到完善我国暴雨管
13、理体系的目的。 2.5国内外雨水花园研究进展 2.5.1国外雨水花园成功案例 1)美国波特兰雨水花园 波特兰市一年四季气 候分明，夏季干燥炎热，冬 季潮湿寒冷， 11月至次年 的 4月为雨季，降雨几乎 要持续 9个月之多，占到全 丨 年的 80%。该案例紧邻东方 银行大厦的俄勒冈州会议 中心，位于波特兰市的俄 勒冈州科学工业博物馆的 停车场。设计的主要目标 是通过雨水花园的作用改 善水质，吸收雨水并且过 滤掉植物根部和土壤里的汽 车尾气微粒。 设计从 33. 38亩的屋顶集中降雨，落水管输送至 由一系列浅滩、小瀑布和被玄武岩堰分隔而成的串联 水池组成的雨水花园。每一个水池都必须积满水之后， 雨
14、水才从水池边溢出，进入下一个相邻的水池，在雨 水流动的过程中，雨水中的污染物则被分解过滤，这 种做法不仅可以减缓暴雨径流速度，给雨水充足的时 间完成下渗，还可以净化水质，缓解水污染。水渠底 部由青灰色石板铺成，边缘铺置鹅卵石，如图 2. 3所 示。渗透 型铺装的选择，可以使雨水快速入渗并吸收。 在设计中，考虑到周围景观环境，还种植本土水生植 物，在净化雨水的过程中，植物根系还可防止沙土和 碎石的流失，营造自然的人工湿地环境。在暴雨期间， 该雨水花园不仅可以容纳场地中的雨水，还可以还容 纳附近 68. 86m2沼泽地收集的雨水，最终雨水经过水 池的净化流入公共排水管道。波特兰雨水花园将生态 科学
15、和艺术美巧妙结合，是雨水管理和景观结合的 优秀案例。 2)西南第 12大道緑街工程 美国西南第 12大道緑街工程紧邻波特兰市中心，场地类型为线性街道空间。这是 一个街道改造 的案例。该改造案例以雨水花园的形式管理街道周围的径流雨水，阻止了 图 2. 3波特兰雨水花园实景来源 : www.L 图 2.2波特兰雨水花园平面图来源 ： 解析波特兰雨水花园， P3 径流雨水直接进入城市河道。因此沿街道一侧设置了 4个连续的由预制混凝土板围合的 雨水收集池。雨季时，雨水径流顺着 2%坡度的街道进入最近的雨水收集池。该雨水收集 池的雨水通过 30cm宽的路道牙开口进入。每一个雨水收集池能够容纳 6cm的水
16、深，雨 水下渗的速度是 l cm/h。 当雨量过大时，多余的雨水从下一个道牙缺口流向街道，顺着 地势进入一个雨水收集池。当所有收集池的雨水饱和时，雨水流入市政排水系统，如图 2. 4所示。 图 2.4雨水收集平面示意图来源：改绘 雨水收集池为预制混凝土池，雨水收集池雨季时收集雨水，非雨季可作为观赏种植 池。里面种植了平展灯心和多花蓝果树草两种既耐湿又耐旱的植物。 平展灯心草的根系 结构利于雨水渗入并通过土壤有效地阻挡雨水径流中的杂质和沉积物，帮助减缓水流速 度。具有教育和宣传意义的雨水花园工作流程解说牌沿雨水花园摆放，如图 2. 4所示。 美国西南第 12大道緑街工程将马路道牙和人行道之间的从
17、前没有被利用的绿化带 改造为雨水花园，经雨水花园收集、渗透作用缓解街道中降雨时存在的雨水问题。经统 计分析，该雨水花园工程管理了街道约 68万 L的年雨水径流量。同时，模拟水流的实 验表明，它能够将 25年一遇的暴雨径流减轻 70%左右。 图 2. 5街道实景来源： 从美国风景园林师协会获奖项目看雨水花园在多种场地类型中的应用洪泉唐慧超 3) 塔博尔山中学雨水花园 塔博尔山中学雨水花园是一个面积约为 380m2的小型庭院，由校园建筑围合。由沥青 停车场改造，需要解决的主要问题是场地利用率不足、小气候温度过高。 图 2. 6改造前的沥青场地和改造后的雨水花园 来源：从美国风景园林师协会获奖项目看
18、雨水花园在多种场地类型中的应用洪泉唐慧超 设计基于场地存在的问题，通过对庭院空间的重新组织，将停车场改造成一个集艺 术、教育和生态功能于一体的创新性的雨水花园。暴雨时，周围屋顶和广场中约 2800m2 的径流雨水，通过管道和排水沟流入 lgOin2的雨水花园中。雨水花园的设计深度为 20cm, 随着雨量的增加，雨水花园中的径流雨水逐渐上升，超过 20cm,雨水自动流出花园并进 入下水道系统，如图 2. 7所示。雨水花园中设计了一条人性化的约为 0.6m宽的道路，由 细沙铺设，连接了雨水花园的两端。 该 “ 走廊 ” 的设计既能使人观察到雨 水从不同区域进入花园的过程，又能 作为工作人员修剪维护
19、雨水花园的通 道。在植物种植上，将莎草和灯心草 进行混植，在保证植物整体环境色彩 的情况下允许杂草的存在，以减少频 繁的维护。据统计，该雨水花园内收 集的所有降雨都能被渗透，且不会流入 市政排水系统。 图 2.7雨水收集平面示意图来源：改绘 2.5.2国内雨水花园成功案例 1) 北京奥林匹克公园 北京奥林匹克公园位于 北京市区的北部，城市中轴线 的北端，规划总用地面积为 1159hm2,分为南、中、北三 区，北区即北京奥林匹克森林 公园，占地 680hm2。 奥林匹克 公园的规划设计遵循循环水 务、坚持生态治河的理念、利 用生态自然系统、循环过滤系 图 2.8奧森公园雨洪利用系统图来源：北京奧
20、林匹克公园水系及 雨洪利用系统研究、设计与示范 统等先进技术净化水体，充分利用雨水和再生水资源，多水联调，实现了水资源的优化 配置，奥森公园的雨洪综合利用量超过 85%。 奥森公园的雨洪利用主要有以下 8种措施： a.利用屋顶 集中收集雨水，收集的雨水 流入建筑周边的透水铺装和绿地进行吸纳入渗，处理后的雨水用于绿地灌溉等景观用 水。 b.在园路、人行道中主要利用透水铺装进行雨水下渗。 c.设计态渗透型停车场， 在庭院广场和停车场中采用新型透水砖。 d.下凹式绿地，周围绿地低于铺装地面 50- 100mm,适当修建增渗设施。 e.沿道路修建渗滤行排水沟。 f.在自然地形的低洼处设 计雨水花园汇聚
21、雨水，形成良好的景观效果。 g.室外运动场运用收集下渗型运动场模式， 雨水排入相邻绿地。 h.信息化的雨洪调度系统，充分利用水系蓄洪。 奥林匹克公园中心区 地面景观及下沉花园中共有 9个地面景观雨洪集水池，容积 7200m3,下沉蓄洪涵道的总容积约为 11000m3。 下面主要介绍奥森公园中的下凹绿地技术 和透水铺装技术的运用。 A、 下凹式绿地。园内全 部利用下凹式绿地进行雨水 收集和净化，主要目的是控制 雨水的径流量，达到涵养水 源、回用雨水的目的。绿地低 于周围路面和广场 50-100nini, 降雨时，周围和广场的雨水流 入绿地下渗或者排入市政管 道。面积较大的绿地内设计一 定数量的雨
22、水口，超过 50mm 标准的雨水会经雨水口进入市政管道，如图 2. 9所示。 B、 透水铺装技术 奥森公园中大量的透水铺装在小型 广场、中心区的园路和非机动车道等地 采用。铺装面层采用风积沙透水砖、混 凝土透水砖青砖、嵌草石板路等，如图 2. 10 和图 2. 11。 树 阵 区 域 的 绿 化 带 低 于 铺 装 80- 100mm， 形成下凹式绿地。每棵树之 间为透水的硬质铺装，渗透型的树池结 构采用多孔的混凝土板制作，进而达到 图 2.9下凹式绿地原理图来源：北京奧林匹克公园水系及雨洪 利用系统研究、设计与示范 图 2.10混凝土透水砖铺装来源：北京奧林匹克公园 水系及雨洪利用系统研究、
23、设计与示范 收集雨水的目的，从而减少灌溉量。多余的雨水会通过埋在地下的管道入渗，进入专门 的蓄水池用于旱季的景观用水。 郑克白在北京市雨水利用概况 及政策介绍中经实地调研统计得出： 2007-2012年连续 6个雨季的运行情 况良好，历次暴雨期间，中心区所有 区域运行正常，无明显积水情况发生。 2009年雨洪利用总量为 402173m3,雨洪 图 2.11嵌草石板地面来源：北京奥林匹克公园水系 及雨洪利用系统研究、设计与示范 利用综合利用率高达 98%, 2012年 7月 21日，中心区经受住了长历时降雨的考验。下 沉花园 2号泵站雨洪排水泵从上午 10点 40分开始进行排水作业，至 22日凌
24、晨 4时结 束工作，始终坚持 4台低水位泵进行地面未出现积水。 2) 上海辰山植物园 坐落于上海市松江区佘山国家旅游度假区内的辰山植物园，周围水资源十分丰富， 平均年际地表径流量 2. 12亿 m3。 辰 山植物园的雨水花园分为两种 ，一 种是以控制径流量为目的雨水渗透 型的雨水花园。另一种是以控制径 流污染为目的的雨水收集型的雨水 花园。 A、 以渗透为目的的雨水花园。 它主要通过温室屋顶和园内的 “ 绿 环 ” 控制径流雨水。 “ 绿环 ” 根据园 内的建筑、土壤、植被等具体情况进 行设计，如图 2. 13。它的工作原理是： 通过碎石层和地表土进行初期雨水渗透，在此过程中雨水中较大的胶体颗
25、粒和固体污染 物被碎石和土壤吸收吸附，初步净化后雨水通过地下管道汇聚。超出碎石和土壤渗透能 图 2.12辰山植物园雨水花园设施图来源：上海辰山植 物园雨水花园营建技术浅析阚丽艳、陈伟良等 图 2.13辰山植物园绿环雨水渗透型剖面图来源：上海辰山植物园雨水花园营建技术浅析阚丽 艳、陈伟良等 力的雨水径流被城市排水管网疏导。 “ 绿环 ” 周围的雨水通过排水 管流入到蓄水池，可 应用于园区的景观灌溉用水，从而使水资源循环。以渗透为目的的雨水花园有效削减了 雨水径流量，净化了园区水质，同时节省了园内的景观灌溉用水，使地下水得以回灌。 除 “ 绿环 ” 外，通过温室屋顶的滞留也提供了 丰富水资源，每年
26、大约可滞留蓄水 400 t。 B、 以收集雨水为目的的雨水花园。为了 改善园内景观水体的 V类水质，在部分区域的 水体边缘结合雨水花园对水质进行修复。其设 计结构见图 2. 14。该类型的雨水花园结构由外 向内依次是：植被层、腐殖土层、土工布层、 透水层、 1C水空间、渗透层。通过雨水花园的 作用主要净化的污染物有 BOD5、 COD、 Hg等 重金属，以及雨水径流中的酸雨、降尘和 NOx。 图 2.14辰山植物园水生专类园中雨水花园结构 图来源：上海辰山植物园雨水花园营建技术浅 析阚丽艳、陈伟良等 图 2. 15辰山植物园雨水花园部分景观剖面示意图来源：上海辰山植物园雨水花园营建技术浅析阚丽
27、 艳、陈伟良等 上海辰山植物园雨水花园植物选择的前提是集观赏性和去污性于一体，从而达到景 观设计和科研功能的结合。辰山植物园通过雨水花园技术的应用不仅取得了可观的经济 效益，而且对其生态环境的可持续发展也有着十分重要的意义，是我们今后学习的典范。 3) 北京天秀花园 天秀花园小区位于北京市海淀区肖家河西路以东、农大南路与农大北路之间，小区 占地面积 11. 68hm2， 其中水面面积 0. 5hm2、 屋面面积 2. 39hm2、 绿地面积 5. 16hm2、 道路 与庭院广场面积 3. 63hm2。 天秀花园小区雨水利用示范工程主要包括：屋面与道路雨水 收集、处理、滞留、回灌及景观补水系统，
28、西部屋面雨水下渗系统，透水路面工程，绿 地雨水利用设施，自动化监控系统，展示工程等内容。设计标准为 5年一遇降雨，总的 蓄水容积为 5600m3。 表 2. 3天秀花园雨水综合利用情况统计表来源：北京市雨水利用工程实例编汇 年份 P 2005 2麵 P 2007 2008* 台计 平均 p 夭秀花囷 合利用 15435.4HH 23 了孙： 14409.4+ 29354,5 S2965 207413- 小区示范 Cm?)* 工程 # 雨水综 合利用 S4 72 82J3P S3 75 SW SO A 率 0*5 * 4)北京双紫园小区 : 双紫园小区位于海淀区双紫园支渠南侧，北洼路西。小区内建
29、筑屋面面积为 0. 6hm2, 绿地面积为 1. Ohm2,道路面积为 0.7hm2,总面积 2. 3hm2。 工程主要是对小区内的建筑屋 面、绿地、道路的雨水进行收集，利用于绿地灌溉、景观、洗车等。设计标准按 5年一 遇日降雨量设计，调蓄池总容积： 800m3。 2012年 7月 21日暴雨期间小区降雨量 251ii皿，雨水收集池未及时排空，造成雨水 溢流至双紫渠，地面积水约 30cm。 表 2.4双紫园小区雨水综合利用情况统计表来源：北京市雨水利用工程实例编汇 仄賑水利 用 X程 年份 2QC1 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 合 if 平均 _水综合
30、利 用重 f mh 1977.7 2606.1 miA 370S.5 3428.1 46U.9 W23J 74171 31412 3929 水综台利 用拿 4S.38 49.84 45 JS 48 SO 63J28 6139 6 66 71.23 51M 2.5_3小结 通过对国内外成功案例的分析，我们可以看出，在线型空间的雨水花园设计中，例 如街道中雨水花园的设计，应该沿街道的方向结合道路绿化带进行设计。在保证正常的 交通状况下，可以利用街道地形的坡度、马路道牙豁口等方式加以引导。对于建筑庭院 中的雨水花园设计，可以设计在场地中心，采用集中处理雨水的方式，建筑屋顶和周围 道路等场地中的雨水通
31、过管道设施流入雨水花园。在有大面积不透水地面且建筑集中的 场地进行雨水花园设计时，应结合地形引导径流雨水，采用分散式的雨水管理方法，就 近流入雨水花园中。 在雨水花园植物的配置中应该以 乡土植物为主，耐水淹且耐干旱，在具备上述条件 的同时还应具有吸附有害物质、过滤杂质的功能。雨水花园的种植设计应该在与整体环 境相协调的情况下随意而自然。同时建议在雨水花园的周边应设置一系列解说牌，阐释 其科学原理，发挥雨水花园的教育和宣传功能。 2.6本章小结 本章重点分析总结了雨水花园的概念、理论基础、结构、功能、类型以及国内外雨 水花园的发展概况和成功案例。因雨水花园具有管理简单、建造费用低、自然美观，易
32、与景观结合等优点而被一些欧洲国家、美国、澳大利亚等许多国家推崇采纳。从对各国 的雨水资源利用策略和成功案例中可以看出：用科学的规划设计来协调自然和人工景 观，创造出生态服务型的可持续发展的良好城市景观环境己变成现代景观规划设计所关 注的焦点。众多国内外成功的案例也证明雨水花园极高的生态价值，适合在多种场地中 应用。在建设生态城市和资源节约型社会的大背景下，雨水花园在我国具有广阔的应用 前景。通过科学的规划设计保留和建立出具有生态服务功能的自然和人工化的系统来实 现雨水资源的控制和利用己成为一种可能。 第 3章北京地区雨水花园设计的影响因素 3.1北京地区自然条件概况 3.1.1北京地区降雨特点
33、 北京地区降雨年内分配不均且年际变化很大，在年际之间，汛期降水量变化幅度较 大。北京地区春冬降雨少，夏季降雨多，暴雨数量多集中在 7月下旬和 8月上旬，容易 发生洪涝灾害。北京地区的年可用水资源总量 43. 33亿 m3,人均水资源不足 300m3。 根 据北京市多年降雨统计分析，北京市年平均降雨 595mm， 汛期为每年的 6-9月份，占到 全年降水总量的比例为 85%。 北京地区的夏季降雨频繁且暴雨强度大。根据资料统计，北京地区 1小时内的降雨 雨量达到 150iimi;平均每年出现 5次 24小时雨量多 50mm的降雨，每年出现暴雨次数的 范围在 2-15次之间。近些年因城市化对城市环境
34、的破坏，极端暴雨频繁。 2004年以来 共发生 88次小时降雨量 70mm的降雨。 北京地区降雨分布不均，雨洪灾害的发生地区、暴雨的强度和雨区笼罩范围等都不 一样。雨区边缘地带降水量较少，甚至发生干旱情况，而暴雨中心地区则洪涝灾害严重 , 图 3. 1北京市历年降雨水量对比图来源：北京市 图 3.2北京市不同月份降雨量比例图来源：北京 雨水利用概况及政策介绍郑克白 市雨水利用概况及政策介绍郑克白 这充分表明降雨的地区差异导致水旱灾害地区分布的不同。 在北京地区降雨时空分布不均且场地有限的前提下，雨水花园是一种净化效果好、 占地面积小、应用灵活且公众接受度高的削峰减量措施。暴雨时滞留、净化、收集
35、雨水 ; 旱季时则可以作为景观美化环境，适合在北京地区大量推广。 3.1.2北京地区土壤环境 土壤环境对于雨水花园中雨水的下渗速度和植物的选择有着至关重要的作用。土壤 密度和土壤渗透率是衡量该地区是否适合建造雨水花园的前提条件。北京地区的土壤类 型多样，因成土因素的差异，有明显的地域分布规律。从土壤酸碱性上来看，北京市建 成区各种绿地类型土壤 pH均大于 8. 0,属于 碱性土壤。在各种绿地类型中，北京市区道 路绿地中养分缺少严重，普遍出现土壤肥力较低的情况。 图 3.3北京市土壤类型图来源：百度文库 图 3.4北京市土壤质地图来源：百度文库 美国水土保护局基于土壤在水文方面的土壤渗透性，将土
36、壤分为四种类型，如表 3.1。其中 A， B类型的土壤渗透性能较好，应尽量保护此类土壤区域不被破坏； C、 D类型的土壤渗透性能较差，可以用于建设建筑、道路等不透水表面。 表 3.1基于水文特性的土壤分类方法来源：基于低影响开发的场地景观规划设计方法研究来源：王 佳 土壤类型 土壤组成 透水速率 A 沙 土 、 壤 质 砂 、 砂 壤 土 40im/s B 粉 砂 壤 土 、 壤 土 lOun/s 40|xm/s C 砂 质 粘 壤 土 1 pm/s 1 Opm/s D 粘 壤 土 、 粉 质 粘 壤 土 、 砂 质 粘 土 、 粉 质 粘 土 、 粘 土 通惠河、潮白河上建成了三处重点雨洪利
37、用工 程，工程总滞蓄能力为 1966_3 7Tm3。 53 2006 全市共建雨水利用工程 103处，总雨水利用 M达 125万 m3 103 2007 共建设雨水利用项目 480佘项，总的汇水面积达到 31G0万 m2， 铺装透水砖 90万 m2,建设下凹式绿地 140万 m2,年综合利用雨 水呈达到 830万 m3 3 403 2011 北京地区雨水利用工程建设数 M达到 688项， B建成的雨水收 集池及景观水体的蓄水能力达到 303万 m3/年，共建设透水铺装 315万m2,下凹式绿地面积达 _280万 m2,全市每年的综合雨 水利用虽达到 1318万 = 6&8 图 3. 5北京市雨
38、水利用发展历程来源 :改绘 国际理念也融入进了一些技术措施，雨水利用技术逐步生态化和景观化。 3.2.2北京地区的雨水利用相关政策、法律、规范分析 2005年至 2007年北京市为促进雨水利用工程的发展，相继颁布了多项法规政策和 标准，雨水利用建设项目也逐步走向规范。详见表 3. 3。 表 3. 3北京市雨水利用相关政策剖析来源：自绘 发布时间 名称 具体内容 2000年 12月 1日 北京市节约用水若千规定 “ 住宅小区、单位内部的景观环境和其他市政杂用水，必须使用雨水或者再 生水，否则将处以 1000元以上 5 000元以下的罚款，同时鼓励绿化用水使用雨 水和符合用水水质要求的再生水，逐步
39、减少使用自来水 ” 。 2003年 3月 关于加强建设工程用地内 兩水资源利用的暂行规定 凡在本行政 g内，新建、改建、扩建工程 (含各类建筑物、广场、停车场、 道路、桥梁和其他构筑物等建设工程设施 )均应进行雨水利用工程设计和 建设 ” 2004年 5月 北京市实施中华人民共 和国水法办法 “ 鼓励、支持单位和个人因地制宜地采取雨水收集、入渗、储存等措施幵 发、利用水资源 ” 。 2005年 3月 北京市节约用水管理办法 住宅小区、单位灼部的景观环境用水应当使用雨水或再生水，不得使用自 来水，违者将处以最髙 3万元的罚款 ” 。 2005年 11月 25日 关于加强建设项目节约用 水设施管理
40、的通知 要求各类建设项目都应采取雨水利用措施，工程一般采用就地滲入和贮存 利用等方式，其中屋顼的雨水，应集中引入地面透水匡域或收集利用：人 行道、步行街、广场、庭院等地面的铺装，应设计、建设透水路面，或雨 水收集利用措施；绿地应设计、建设雨水滞留设施，用于滞留雨水的绿地 须低于周围地面。另外，绿化项目必须按雨水利用设计、建设，园林公共 绿地应当采用节水灌溉方式。 2006年 11月 27日 关于加强建设项目雨水利 用工程的通知 北京市行政区域内所有新建、改建、扩建工程 （ 含各类建筑物、广场、停 车场、道路、桥梁和其他构筑物等建设工程设施 ）， 均应建设雨水利用设 施。同时对南水利用工程的可行
41、性研宂、设计任务书、施工图设计、竣工 验收、交付使用等建设程序的各个环节进行了规定，建立了联动工作机制。 2007年 4月 1日 建筑与小区雨水利用工程 技术规范 规范适用于民用建筑、工业建筑与小区雨水利用工程的规划、设计、施工、 验收、管理与维护。这一系列法律法规的出台为雨水利用建设项目提供了 有力的政策支持 2012年 9月 关于进一步加强雨水利用 型城市绿地建设的通知 明确指出新建、改造城市公园绿地、单位庭院、居住区绿地均应安排雨洪 利用相关设施，建立完整的雨洪利用系统。公园绿地内根据面积、高程等， 适当建设渗透型雨水积蓄池。并提出建设水旱两宜型的雨水花园和完善屋 顶绿化收集存储雨水的相
42、关措施。 2013年 11月 27日 雨水控制与利用施工图设 计深度要求的通知 要求各设计单位严格按照技术要点和设计要求进行工程项目的设 计工作，施工图审査机构也应严格要求，做好审査工作，确保城市新建建 设工程中的雨水控制与利用工程达到同步设计、同步施工、同步验收。 除表格中所列举的北京地区颁布的雨水利用政策法规外，还编制实施了城市雨水 利用工程技术规程，作为北京市雨水利用建设的地方标准，用来指导北京市的雨水利 用工程，为其提供技术保障。城市雨水利用工程技术规程适用于北京市扩建、改建、 新建的小区、建筑及市政建设项目中雨水控制与利用工程的规划与设计；工程应以削减 径流排水、防止内涝和雨水的资源
43、利用为目的，同时鼓励采广泛采用新技术、新材料、 新方法。规程中给出了北京地区的降雨量及蒸发量关系、不同土壤的渗透系数的参考标 准、雨水径流量、渗透设施等的计算方法。 城市雨水利用工程技术规程中规定： “ 己建成区域的外排雨水流量径流系数不 大于 . 5;新开发区域外排雨水流量径流系数不大于 0. 4;外排雨水峰值流量不大于市 政管网的接纳能力 ” 。这一规定明确了在北京地区建造雨水花园的目标。同时还规定了 建造雨水利用设施应满足的条件：“1 、利用土 壤入渗时，土壤的渗透系数应 l -6iii/s， 且地下水位距离渗透路面的高差 l. m; 2、入渗系统空隙的容积设计为调蓄设施时，应 满足入渗
44、时间彡 12h; 3、地下建筑的顶面附土厚度 600mm， 且应设有排水片层或渗排 水管时，可计为透水铺装层； 3、除了地面入渗外，雨水入渗设施应距离建筑物的基础 不宜小于 3m” 等一系列的条件，同时还指出在城市广场、城市绿地、非机动车道、步行 街的雨水控制与利用形式应以入渗为主；市区路段道路、下凹式立体交叉道路、郊区公 路的雨水控制与利用形式应以调蓄排放为主。 ” 这些规定为 雨水花园场地的调研和选址 指明了方向。 城市雨水利用工程技术规程中还规定了生物滞留设施的做法：生物滞留设施可 以设计在建筑物周边的绿地中，直接接纳屋面雨水径流；也可以设计在道路绿化的隔离 带中，场地和人行道的雨水可以
45、通过路道牙的豁口进入生物滞留设施。设施的溢流管一 般可为溢流竖管或篦子，并设有一定的超高。为了达到较好的水质净化要求，在生物滞 留系统中可以适当增加种植土层、砂层和砾石层的厚度，也可以在设施中种植抗污染能 力较好的植物。 城市雨水利用工程技术规程的颁布为北京地区的雨水花园建设和推广起到了 推 动作用，同时为雨水花园的建设提供了技术上的保障。 雨水资源的利用对缓解城市水资源紧缺、改善城市生态环境有着重要的意义，己经 引起政府和社会各界的高度关注和重视，上述规章制度的颁布对北京地区的雨水利用、 雨洪控制与利用等都提出了相应的要求，为北京地区雨水花园工程的建造指明了方向， 提供了法律保障，促进了雨水
46、花园的研宄和发展，推动了北京市雨洪管理的快速发展。 3.2.3北京地区雨水花园工程现状 2000年，北京市水利局和德国埃森大学合作了 “ 城市雨洪控制与利用 ” 项目，历经 5年，共建设 5种模式、 6种不同类型的雨洪利用工程的示范小区、 1个雨洪利用的中心 试验场，工程建设总面积 60hm2,建设蓄水池 2228m3， 年节水 18. 49m3。 在加强雨水利用 相关政策、措施的指引下，雨水利用工程项目逐年增长。直到 2006年年底，北京城区范 围内在公园、居住小区、学校和机关等地己经建成了 103处雨水利用工程。这些工程的 实施对北京地区的雨水资源利用起到了一定的带头作用，但是还应加强对雨
47、水资源化的 宣传，促进人们对雨水利用的认识和参与雨水利用的积极性。2007年，北京地区新建 480多项雨水利用项目，是北京市雨水利用发展最快的一年，北京地区的雨水利用己经 进入了一个崭新的阶段。 1)北京地区除雨水花园外常用雨水控制利用设施如下： 下凹绿地：道路铺装区域及周边绿地应优先考虑采用下凹设计，绿地部分主要以雨 水下渗为主，用绿地涵养水源，减少绿化灌溉。铺装地面高于周围绿地 50-100mm， 并坡 向绿地，可适当建设增渗设施。 图 3.6下凹绿地来源：北京市雨水利用工程实例汇编 渗水铺装：透水铺装具有很强的透水性、透气性、保水性，有利于削减暴雨径流量 , 增加区域地下水含水量，减少因地表径流造成雨天路滑的情况。小区内道路公路辅路、 人行道等非重型机动车道