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传统村落雨水控制利用技术初探

2017-03-02徐慧楠

山西建筑 2017年2期
关键词:山体山村降雨量

徐慧楠 李 雪

(浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江 临安 311300)

传统村落雨水控制利用技术初探

徐慧楠 李 雪

(浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江 临安 311300)

以温州市殿后山村为研究对象,分析了山村雨水管理利用相关要素与雨水管理利用现状,并结合海绵城市的理念,计算了殿后山村雨水资源化潜力,建立了雨水控制利用体系,以期在有效利用雨水的基础上,营造良好的水体景观。

传统村落,雨水,生态景观,降雨量

0 引言

在传统村落的建设中,对雨水的控制利用具有悠久的历史,早在明代人们就发明了水窖集水,2500多年前就有拦蓄雨水用于灌溉的做法,解决了用水问题,同时缓解了洪涝灾害。尤其是近年来,随着工程技术的发展和雨水集蓄利用系统以及雨洪调控工程的推广,对雨水的控制利用取得了更大的进展,但与此同时,技术过于单一、缺少合理的规划、不能满足生态和景观需求等也是急需解决的问题。

2014年10月住建部发布了《海绵城市建设技术指南》,推动了我国各地海绵城市建设的步伐。对于最大限度的实现城市雨水的自然积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态系统保护具有重要的指导作用[1]。本文所研究的项目位于我国南方山区,年降雨量大,汛期降雨集中,而雨水控制利用尚不够完善,雨水利用率相对较低。通过利用海绵城市建设的技术,结合山村地形特点、自然山体和山体植被,实现对雨水的拦蓄、收集和循环利用,最终实现生态景观化的雨水管理利用。

1 殿后山村基本概况

温州市平阳县殿后山村地处浙江省南部,紧邻东海,东临西湾风景区,具有丰富旅游资源、自然风光和人文景观。全村总面积2 202亩,146.8 hm2,水田13.54 hm2,旱地13.4 hm2,山林地80.4 hm2,早香茶基地6.7 hm2,水果林基地33.5 hm2。

该区域属于浙闽太平洋沿海基底隆起带,以火山形成的地貌为主,其次为沉积地貌,殿后山村地貌类型主要是低山和丘陵,地势整体呈现西高东低、北高南低,海拔范围在0~630之间(如图1所示)。

2 殿后山村雨水管理利用现状

通过调查了解到,近年来,殿后山村通过采取一些相应措施,在雨水的管理利用方面已取得了一定进展,改善了村庄的生态水文环境,但是仍旧有不少问题亟待解决。

1)整体上缺少合理的规划,未能形成一个完整的技术体系。在山洪的控制和雨水的收集方面,虽然都采取了一定措施,如排水沟渠,水塘等,但是在水体的净化、下渗方面关注较少,使得水体不能进行良好的自然循环。

2)水质污染问题严重。一方面农用化学药品汇入水体带来的面源污染,另一方面,村庄居民区周围环境中的垃圾、粪便、家禽等造成的水体污染,这些未经处理的地表径流汇入附近水体,将会对水质造成不同程度的污染。

3)缺乏独立的雨水管网。山村内的雨水和污水排放未采用分流制,生活污水和雨水都经沟渠排入管道,造成大量雨水资源的浪费。村内供水采用的引水管裸露的铺设在排水沟中,不但会阻碍雨水的排放,同时影响视觉效果(见图2)。

4)硬质驳岸加剧了景观水体的恶化。村庄内现有水塘因采用硬质驳岸,阻碍了水体的循环,导致水体水质的恶化。并且没有补给水源,在冬季少雨季节,水塘干涸,这些都会影响水体的生态和景观价值(见图3,图4)。

5)建筑和庭园未考虑雨水收集。建筑屋顶未设置雨落管,雨水直接顺屋面落下到庭园地面,形成地表径流的无组织漫流。

3 殿后山村雨水资源化潜力计算

3.1 降雨时空分布

平阳地处浙江东南沿海,属于中亚热带海洋性季风气候区,四季分明,雨量充沛。年降雨量大,平阳县年平均降雨量1 807 mm,但是年际间降雨不均,降雨量差异较大;降水集中,全年的降水量主要集中在春、夏两季(3月~9月),降雨总量占全年降雨量的82%,春雨期(3月~4月)雨水量占全年的17%,梅雨期(5月~6月)雨量为全年的25%,而台风雷雨期7月~9月,总雨量达630 mm,占全年降雨量的41%,而秋冬少雨期(10月~12月),因受极地干冷空气团控制,雨量较少;易遭受台风暴雨的影响,近年来平阳地区频频遭受台风袭击,台风引发短时强降雨,对当地造成严重的洪涝灾害。由2002年—2014年温州市水文站和平阳县水文站获取降雨资料统计,计算出平阳县月平均降雨量(见表1)。

表1 2002年—2014年平阳县月平均降雨量表

3.2 汇水面覆盖条件

汇水面是指汇集雨水的各种表面,汇水面的覆盖情况与雨水径流的流量和水质有密切关联[2],汇水区域内,不同的下垫面类型直接影响地表蒸散发量和入渗量,进而影响产流和汇流过程。对研究区域内的用地类型进行统计,如表2所示。

表2 殿后山村各用地类型面积 m2

3.3 雨水资源化利用潜力估算

雨水降落到地面,在汇流的过程中渗透、蒸发,造成各种径流损失,而经过损失保留下来的径流则可作为雨水资源。受自然和技术等条件限制,在不考虑季节折减的情况下,该研究区域可利用的雨水资源可以用公式表示为:

W=H×A×ψ×10-3[3]。

其中,W为雨水资源化理论潜力,m3;H为年降水量,mm;A为不同土地利用类型的面积,m2;ψ为径流系数。

经查阅资料,浙江地区山地径流系数取0.6,由公式得出,殿后山村每年可利用的雨水资源量为1.68×106m3。

4 殿后山村雨水控制利用体系

综合考虑了殿后山村的水文地质、水资源、土地利用布局等,并兼顾经济性、生态性、景观性因素,来确定雨水控制利用的整体系统模式及单项设施。

经上述分析,处于浙江南部的殿后山村,不同于我国北方的水资源短缺,其突出问题则是表现为雨洪灾害和径流污染,因此,该项目应以径流峰值控制和径流污染控制为主要目标,设施上优先选用雨水截污净化、渗透和调节等技术,并注重工程设施与水景的结合,充分利用水资源。

根据殿后山村的现状地形和坡度,可以将整个研究区域分为两个汇水面1和2,在汇水面1内,依靠自然形成的冲沟将雨水汇入到现有的水体龙潭水景处,汇水面2内,雨水由山体高处向低处汇流,经过村庄内的雨水设施,汇入山脚水潭(如图5所示)。

4.1 山丘区雨水控制利用

因山体坡度大,雨水径流流速也较大,在山坡上滞留入渗的雨水较少,特别是暴雨时期,易形成山洪。因此,在山体的雨水控制利用时,充分利用自然植被和人工设施拦蓄、收集雨水,把更多的雨水留在山体中。

在这一个整套的径流控制利用体系中,所采用的技术设施按功能上大体可以分为三大类,即滞留渗透设施、传输设施和受纳调蓄设施。

4.1.1 滞留渗透设施

对于山体的雨水径流,结合山体特点和山体绿化,利用人工设施和自然植被拦截滞留雨水。在山坡上,利用自然地形,通过修筑挡土墙,微地形整理增加山体起伏,来减缓雨水径流的流速,减少地表冲刷造成的水土流失和径流污染,增加雨水的渗透循环。

山体低洼处建雨水渗透塘,不仅可以滞蓄雨水,满足山林灌溉和防火需求,还可以增加景观效益。

4.1.2 传输设施

径流传输设施能够将雨水径流引导至局部汇水区或整片汇水区的末端进行收集,代替传统的地下管网进行雨水的输送。依靠山体自然形成的汇流沟,将径流传输至低处的龙潭。将汇流沟进行清理和改造,岸边种植水生植物,增添景观效果。沟底铺设鹅卵石、砂石,减少雨水冲刷,增加雨水下渗净化。同时在沿途中,可设置沉砂池,用于沉淀雨水径流中所携带的泥砂。在径流传输的整个过程,强调传输雨水的同时进行净化,保证输送到下游的水质质量。

4.1.3 受纳调蓄设施

选取合适地点修建地下蓄水池,对山体、道路雨水径流进行收集利用。同时根据景区游览需要,在蓄水池上部修建休憩亭及观光平台,达到了蓄水、休憩、观景,一举数得。

4.2 居民区雨水控制利用

1)庭院。对于村庄内的民居建筑及庭园,利用雨水桶直接收集雨水,可用于清扫、洗衣等生活杂用水;在空间足够大的庭院,则结合了景观效益,设置雨水花园,在控制庭园径流量的同时,又能美化庭院环境。

2)道路铺装。村公路一侧设置排水沟,雨水经由排水沟流向低处的景观池,景观池附近设置前置塘,雨水先经过沉淀去污后再排入景观池。

3)停车场和广场。道路、广场、停车场多采用生态透水材料,雨水能直接就地下渗。广场、停车场周边设置雨水花园,未能下渗的雨水径流汇入雨水花园。

5 结语

近年来,我国所面临的城镇的防洪排水、水资源短缺等问题日益严峻。如何扭转传统观念,探索一种新的雨水管理途径,确保防涝安全的前提下,实现雨水的资源化利用和生态景观效果,是十分必要的。

[1] 住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响雨水开发系统构建[Z].2014.

[2] 刘嘉琳.基于雨洪管理的节约型园林绿地设计研究[D].北京:北京林业大学,2013.

[3] 赵世明,赵 锂,王耀堂,等.雨水控制与利用系统的计算[J].中国给水排水,2014(2):54-57.

The technology preliminary research on traditional villages rainwater control and utilization

Xu Huinan Li Xue

(LandscapeArchitectureCollege,ZhejiangAgricultureandForestryUniversity,Lin’an311300,China)

Taking the Wenzhou Dianhou village as the research object, this paper analyzed the village rain water management related factors and rainwater management utilization situation, and combining with the sponge city concept, calculated the Dianhou village rainwater resources potential, established the rainwater control utilization system, in order to create good water landscape on the basis of effective utilization of rainwater.

traditional village, rain water, ecological landscape, precipitation

1009-6825(2017)02-0134-03

2016-11-04

徐慧楠(1990- ),女,在读硕士; 李 雪(1991- ),女,在读硕士

TU991.114

A

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