生态住宅小区水景观雨水系统研究

刘婧

摘要：人类的生存与发展离不开水，而随着经济社会的高速发展，对水资源的需求也与日俱增，人们已经明白水资源并非无限的。水资源供不应求是当今我国一大亟须解决的问题。我国的人口基数和人口密度非常大，然而人均水资源却仅有世界平均水平的1/4。高效地利用水资源，是解决我国水资源供需矛盾的根本途径。雨水收集回用是节约用水的一大重要方法，本文通过对某住宅小区雨水收集系统的研究，逐一阐述了该系统的前期条件和工作原理，希望能为致力于雨水系统的设计者提供参考。

关键词：生态小区住宅雨水收集水景观

Discussion on the Water Landscape Ecological Community Rainwater System

LIU Jing

（Changsha Phoenix Architectural Design Co.， Ltd.，Changsha， Hunan Province， 410000 China）

Abstract： The human survival and development is inseparable from the water， and with the rapid economic and social development， the demand for water is also growing， people have to understand water resources is not unlimited. Water is in short supply in China today is a big need to solve the problems. Our population base and the population density is very large， but per capita water resources but only a quarter of the world average. Efficient use of water resources is the fundamental way to solve the supply and demand of water resources. Rainwater collection and reuse is one of the important methods to conserve water， the paper through the study of a residential quarter rainwater collection system， each of the pre-conditions and describes the working principle of the system， hoping to provide a reference for the working designer rainwater systems.

Key Words： Ecological community; Residential area; Rainwater collection; Water landscape

小區雨水的收集和利用系统主要是在建筑小区构筑物中，根据生态学、工程学、经济学原理进行设计，依赖水生植物系统或土壤的自然净化作用，将雨水利用与景观设计相结合，从而实现环境、经济、社会效益的和谐统一。住宅小区的雨水利用能增加雨水就地循环利用率，缓解区域用水压力，修复住宅小区生态环境。雨水系统在生态小区中发挥着重要作用，是生态小区一个重要的组成部分。

1雨水收集系统的概念

屋面雨水收集系统主要适用于较为独立的住宅或公共建筑，通过屋面收集的雨水污染程度轻，雨水的pH呈中性， 含盐量很少，硬度很低，无需进行软化净化，可直接回用于水体补水、浇灌、冲洗厕所、洗车等，可达到五类水甚至四类水标准[1]。按照雨水的收集方式，可以分为3个主要系统：集水系统、贮水系统、配水系统。

1.1集水系统

用于非饮用的水可以从任何材料的屋面上收集，雨水直接在屋顶中汇流入落水管，通过初期弃流装置排掉雨水中的树叶、淤泥等污染物，再汇入贮水箱中[2]。

1.2贮水系统

以贮水箱或者贮水池的形式，可根据工程实际情况布置在地下或地上。

1.3配水系统

储存的水可利用重力或泵，在需要补水的7～10月，对景观湖进行适量的配水，配水管网数量和位置可根据实际情况进行安排和调整[3-4]。

2.工程案例分析

九峰小区占地约39.76h㎡，其中居住区用地约21.44h㎡，公共建筑用地约4.37h㎡，公共绿地约5.17h㎡，道路用地约4.97h㎡，其他用地约3.8h㎡，其中包含水池面积约0.45h㎡。本文研究的水体位于小区东北部，水池西高东低，面积约3385.9㎡，四周由小区道路与建筑围合。由于水体面积较大，池底渗漏较为严重，自然降雨相对不足且季节性强，水体长期水位较低、水量不足，流动性差，基本丧失自净能力，特别是夏天高温季节水体干涸现象较为严重。此外，由于水体不是自来水，而补给成本较高，消耗较大，所以也不是维持水景观效果的长久之计。因此，考虑针对该水体利用小区汇集的部分雨水来补充水体景观，建立一个可持续的生态水环境[5]。

2.1可收集雨水分析

针对小区坡屋顶，常用的雨水输送系统主要由带水落管的檐沟组成，雨水通过檐沟和水落管输送到贮水箱内;针对小区平屋顶，雨水直接在平屋顶中汇流入落水管，通过初期弃流装置排掉雨水中的树叶、淤泥等污染物，再汇入贮水箱中。

2.2雨水平衡分析

城市市政自来水、地下水、地表水等传统水源和雨水、污水再生水（如中水）等非传统水源都可以作为人工水体的补充水源。但传统水源由于政策限制性规定及各自存在的问题，已不适合作为主要水源对居住区景观水体进行补水，而非传统水源的开发和利用当下受到极大的关注，其中雨水收集是一种双赢的水资源利用方式，既生态环保，又节约成本。

2.2.1维持水景观的标准

根据现场资料，改造水体面积S约为3385.9㎡，水池深度H的平均值是1m，保持景观效果应达到：V1=S×H=3385.9×1=3385.9m3。

2.2.2水量估算

（1）水体蒸发量计算。

由湖南水文网数据可知，年平均水面蒸发量736.5mm，主要集中在夏季的7、8、9月份，占全年总蒸发量的40%。根据公式蒸发量（m3）=蒸发量（m）×S（m2），月份平均水面蒸发量见表1。

所以得出：

（1）年平均水面蒸发量：V2=S×（31.7×3+61.4×3+98.2×3+54×3）×10-3=2493.7m3。

（2）水体月平均最大蒸发量：V3=208.9m3。

（3）水体月平均最小蒸发量：V4=107.4m3。

（2）水体下渗量计算。

景观湖湖底漏水严重，据业主提供的资料渗漏损失率取40%计算，假设1年内不做任何补水措施，则该湖的年水體下渗量V5=水体正常水量×渗漏损失率。

所以景观湖水体年下渗量V5=V×40%=3385.9×40%=1354.36m3 ，假设平均每月的下渗量相同，则月平均下渗量V6=1354.36＼12=112.9m3。

（3）集水区域降水量。

根据湖南省气象资料显示，年降雨量均值为1355mm，平均降雨比较充沛的时间主要集中在4、5、6月份，占全年降雨总量的43.2%，降雨较少的月份为9、10月份，只占全年降雨总量的8.8%。根据公式降水量（m3）=降水量（m）×S（m2），具体月份平均降雨量见表2。

所以得出：

（1）年平均水面降水量：V7=1355mm。

（2）水体月平均最大降水量：V8=208.7mm。

（3）水体月平均最小降水量：V9=55.2mm。

（4）景观湖水体补水量计算。

水量变化量=平均降雨量-（平均蒸发量+平均下渗量），可计算出全年12个月份的水量变化量，从计算结果可以看出，水体需要补充水量的月份为7、8、9、10、11、12这6个月份，其中10月所需补水量最大，达到V12=108.8m3。

雨水收集区域径流量估算公式如下：

V=A×Q×C

式中：V为降雨产生的径流量（m3）;A为雨水收集区面积（m2）;Q为降雨量（mm）;C为集水区径流系数。

选取小区中距离水体距离最近的4栋建筑（1区4、5、6、13栋）的屋面作为雨水收集区域，其屋顶面积A=2868.8m2。

根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2009（2009版）中4.9.6规定，并经过加权平均计算取径流系数C=0.80。

所以得出：

（1）年平均雨水收集区域径流量：Va=A×V7×10-3×C=3109.8m3。

（2）平均降水量最大月雨水收集区域径流量：V10=A×V8×10-3×C=478.8m3。

（3）平均降水量最小月雨水收集区域径流量：V11=A×V9×10-3×C=126.7m3。

（5）总述。

计算证得V10>V12，月最小雨水收集径流量大于月最大需水量，可以保证景观湖的正常供水。

2.3雨水收集分析

针对该小区已建成情况，不适合重新破路安置水箱，考虑水下式贮水箱;考虑到气候及降雨量的不确定的弹性变化，所以需要设计蓄水池容积为150m3。湖区水深平均1m，建造平面为150m2的水箱便能维持小区水景观的正常运作[6]。

2.4 结论

通过对此住宅小区雨水收集系统的案例分析，可以总结出雨水收集系统的几点启示。

2.4.1可持续性

住宅小区水体景观对屋面雨水的处理、回收和再利用的设计，是一个可以长期操作且效果好、操作简单、维护成本低的景观补水给水方式。这种方式缓解了我国水资源紧缺的现状，也推动了经济的可持续发展。

2.4.2环保性

对雨水进行回收利用，可以减少雨水在地面的积累和污染，缓解小区排水的压力。变“废”为“宝”，把多余的雨水进行适当回收，既满足了景观湖的补水需求，又避免了过多雨水对地面环境造成的不良影响。

2.4.3经济性

屋面的雨水相对来说算比较干净的自然来水，它不含有污染的重金属，所以对雨水的净化过滤省去了一大笔资金。储水箱是雨水收集系统中耗资最大的设备，但是其维护管理非常简单，后续的维护基金也相对较少。因此，运用雨水收集系统来提供景观补水在经济性上有很大的优势。

3 结语

水景观雨水收集系统在水资源节约、蓄洪排水、城市水环境修复等方面十分重要，它对于改善城市生态环境，解决城市缺水问题，促进水资源的可持续发展具有重大意义。目前来说，水景观的雨水系统应用还存在很多实际问题，但国家层面加快对碳中和的战略部署、对绿色建筑的推广，必将引发建设者对水景观雨水系统的重视。身为设计师，要真正回归设计的本质，把经济合理性与低碳环保有机结合起来。

参考文献

[1]卢天锋.建筑室外景观设计中常见问题分析[J].科技资讯，2020.18.594（21）：55-56，59.

[2]张莉娅.公园空间的景观设计探讨[J].科技资讯，2021.19.631（22）：79-81.

[3]郭欣浩.包头市西二街小区景观改造规划设计[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2020.

[4]许东林，周峰越.现代城市住宅绿地综合构成与设计研究[J].设计艺术研究，2021，11（2）：47-51.

[5]克劳斯·昆兹曼，吕清，等.未来的挑战——修复混凝土巨龙[J].新建筑，2020（2）：10-15.

[6]杨丹萍，傅志成.南京某绿色住宅小区雨水回用工程分析[J].江苏建筑，2018（4）：111-114.