浅议城市雨水收集在园林景观上的运用-开题报告

1  研究的背景和意义

水作为自然界最主要的构成元素之一，被称为人类的生命源泉，是生存、环境最不可缺的要素。水体是一个多变的、复杂的生态系统，协调着生态系统内部各者的关系与发展。随着城市的现代化进程和经济建设的飞速发展，人们致力于创造物质发展的同时也逐渐认识到环境与资源问题的重要性。而“水”对于城市建设以及城市环境保护等方面的影响力日渐凸显。

季风性气候带下的城市，只要台风、降雨就会发生严重的内涝灾害，造成重大的经济损失，同时对城市景观的破坏性也与日俱增；而某些干旱地区又因为降水量的稀少、雨水收集系统的欠缺造成了资源的浪费与城市景观的单一；究其根本是在于城市面积的不断扩张，铺装、道路、建筑、人工硬质景观等这些构筑物的不透水性造成了透水面积的缩小，在同样雨量的条件下，地表径流的加大，加重了城市内涝或水资源的流失，产生灾害的同时也加速了资源的浪费。

在以经济建设为中心的现代化城市发展中，如何减少雨水给城市造成灾害的同时又能巧妙的利用雨水来营造环保的、有效的、可持续发展的、优美的园林景观是当前城市雨水利用研究中的一个重要的课题。国内外许多地区、国家都开展了关于利用雨水收集在城市园林景观中的研究和实践。

2  国内外雨水收集在园林景观的应用的研究进展

2.1国内雨水收集在园林景观上的应用的现状

  2.1.1我国城市雨水收集的主要方法与技术

我国目前城市雨水利用成熟的技术主要有三种：建筑屋顶雨水收集、路面雨水利用、城市绿地雨水集蓄利用。建筑屋顶雨水相对干净，杂质、泥沙较少，可以通过简单的过滤后，直接排入蓄水系统。地面雨水杂质较多，污染源复杂，由于道路上灰尘沙粒较多，所以地面雨水在经过过滤处理后还需经过沉淀才能进入蓄水系统。城市道路路面、广场以及停车场都是良好的雨水收集路面。下雨后只需要经过简单的雨水收集与处理工程，即可进行储蓄。城市道路的雨水收集可以采取分路段与绿地下修建蓄水池的工程。

目前主要的雨水收集系统主要有：（1）旱溪系统；旱溪系统为地块内部的雨水主要通过路面、微地形及绿地汇集。旱溪一般可以通过植草浅沟、碎石沟渠、砂床过滤系统等。（2）地下蓄水系统；地下蓄水系统为分散布置，与地上收集系统连接，对收集的雨水进行沉淀、过滤、消毒等，使水质达到景观用水要求，可用于浇灌，水体补充等。

2.1.2我国城市雨水收集的利用方式

城市雨水利用包括雨水集蓄净化回用的直接利用、雨水渗透的间接利用和生态化的雨水综合利用三种。

（1）雨水的直接利用：将雨水经过输送管的运输，雨水储蓄构筑物的贮备，对雨水进行简单的处理、净化、滞留和调蓄之后，即可将雨水直接应用于绿化、停车场、冲洗道路、洗车和建筑工地用水等以及一些附属设施的冲厕和消防等的补充用水。甚至在严重缺水的城市也可以作为饮用水的水源。雨水直接利用的净化工艺主要根据径流雨水的水质、水量和雨水处理后所要达到的程度而定。雨水利用系统一般包括雨水汇集区、输水管系、截污装置、储存、净化和配水等几部分。 另外还设有溢流设施或渗透设施， 使超过储存容量的部分溢流或雨水渗透。

（2）雨水的间接利用：雨水渗透是一种间接雨水应用技术，也是一种雨水径流污染控制的有效方法之一。最大的优点就是可以补充涵养地下水资源，并且能够减少开发建设带来的硬化地面面积增加、雨水径流系数变大、暴雨时流量大而集中等对环境的扰动。根据渗透方式的不同，可以分为分散渗透技术和集中回灌渗透技术两种。分散式渗透设施包括渗透井、渗透管（沟）、渗透池（坑）、渗透地面、低势绿地等。分散式渗透设施容易实施，投资较少，可用于住宅区、道路两侧等场所。集中式回灌渗透是用干式或者湿式深井将雨水回灌地下，补充地下水资源，改善生态环境，缓解地面沉降。但使用时应采取预处理措施净化雨水， 同时对地下水质和水位进行监测。

（3）雨水的综合利用：雨水的综合利用即是利用生态学的原理，通过人工与自然净化相结合的方式，再结合实际情况的条件下雨水集蓄利用、渗透与园艺水景观等相结合的综合性设计，从而实现建筑、园林、景观和水系的协调统一，实现经济效益和环境效益的统一，以及人与自然的和谐共存。在绿地、花坛等地收集雨水时，应当使用下凹式绿地来收集雨水，即在绿地的建造过程中，应调查好绿地周边的高程、绿地高程和集蓄水池高程的关系，使周边高程高于绿地高程，雨水口设在绿地上，集蓄水池高程略高于绿地高程而低于周边高程。这样降雨后雨水径流进入绿地，经绿地蓄渗、补充消耗的土壤水分后，多余的雨水流入集蓄水池。集蓄水池集蓄的雨水既可用来灌溉绿地，也可作为城市清洁用水。这种系统具有良好的可持续性，能实现效益最大化，达到意想不到的效果。但要求设计者具有多学科的知识和较高的综合能力，设计和实施的难度较大，对管理的要求也较高。

2.1.3国内雨水收集在园林景观上的应用现状

我国公园常用的集水技术主要是：路面雨水集蓄、绿地雨水集蓄；主要针对道路、绿地雨水收集。

我国目前雨水收集在景观上的运用的主要方法是下凹式绿地与透水性铺装。

（1）修建下凹式绿地；下凹式绿地具有蓄水、渗水、消减洪峰流量、过滤水质等优点，是目前我国城市雨水收集利用普遍使用方法之一，园林景观中的地形处理就是该种形式的表现手法。利用下凹式绿地与透水性铺装使雨水直接渗入地下，回补地下水，并分路段于道路周边绿地中修建地下蓄水池，进行雨水汇集利用。绿地一般比周围路面或广场下凹50~100mm，绿地设计是建议坡度大于等于2%，以便利于雨水的汇集。蓄水池设在绿地中，蓄水池收集口标高略高于绿地标高而低于周边道路广场的标高。这样的设计便可使道路及铺装区上的雨水径流首先流入绿地，部分区域结合景观需求，可设计汇水区域进行雨水收集，排入地下蓄水池中以备再次利用。

（2）铺设生态型透水地面；运用透水材料进行铺装在景观上是比较成熟的做法。透水铺装有着收集雨水，并回灌地下水的明显效果。下雨时，能使雨水快速渗透到地下，增加地下水含量；雨后净化空气，调节湿度的左右，对于缺水地区尤其有应用价值。根据道路的类别，铺设相应的生态透水地面，主要形式有：①渗水性地砖。一般用于人行道、自行车道和步行道等区域，铺装时，砖与砖之间的链接处使用透水性填充材料拼接，增加透水作用。②植草砖。一般用于机动车停车场和自行车停放区域，植草砖砖孔中用种植土填满，播撒草种。这种铺装方式可使停车场区域的绿化率达到40%左右。③卵石、冰裂纹、碎拼等铺装方式。一般用于游园小路、步行道铺设鹅卵石或碎石，透水性好，不规则的铺装样式、不同的色彩，给游园路增加了游览情趣。

同时大型广场、绿地、山坡、微地形以及停车场等都是良好的雨水收集面，在项目设计时，对雨量进行精细的计算，设计合理的水面面积及常水位，加强对雨水的利用作为水景补充用水，从而达到降低前期投资及后期养护成本的效果。

2.1.4我国雨水收集在园林景观上的应用的优秀案例

比较好的一个例子是北京大兴生药基地公园景观规划设计，地块近邻永定河，受到冲积，河滩土质砂质化，土层不易存水，渗透性强，周边也没有能够提供水源补充的水体。该项目的设计，前期对每个区域可汇集雨水量进行计算，得出了合理的景观水域面积，在保证景观效果的同时，又降低了后期养护费用，加上运用雨水收集及处理的技术方法，通过下凹式绿地、透水铺装等景观雨水收集的途径，利用旱溪系统、地下蓄水系统、自然汇集系统等雨水收集系统，收集利用了这一无成本的资源，不仅解决了景观用水的补给问题，节约了水资源，保证了景观体系的完整，同时又兼顾了经济的适宜性；而且在涵养地下水源、减缓地面沉降、控制雨水径流污染、改善区域生态环境等方面具有广泛的意义，有效地利用雨水资源为城市景观实际问题做出了完美的解答。

2.2国外雨水收集在园林景观上的应用的现状

美国在上世纪70年代就开始研究雨水收集利用的问题，主要考虑雨水的截留、贮存、回灌、补充地表和地下水源，把提高天然入渗能力作为目的，在许多城市修建了屋顶蓄水系统和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统，减轻了防洪压力，改善了生态环境。

在德国，关于雨水收集利用系统也研究的比较早。它的雨水利用方式有三种，一是雨水的截污与渗透系统，而是屋面的雨水集蓄系统，三是生态小区的雨水利用系统。

在英国，800万套民宅都设计建设了相应的雨水回收系统，每年可减少3.2亿立方米的自来水使用量，占全英国自来水使用量的10%，而这其中的很大一部分被用来作为景观浇灌，水景的水源使用。

还有澳大利亚、日本等国家对于雨水收集利用也有较为久远的历史，目前已形成了比较成熟和完善的雨水收集、处理、控制和渗透技术及配套的法规体系，成为国际上雨水资源利用技术的先进国家。

2.2.1国外雨水收集利用主要技术措施

国外对于雨水利用的主要措施有：屋面集水、滞留池、生态调节池、植草沟、人工湿地等。

雨水间接利用采用渗滤沟、渗滤池、低洼绿地、梯田、花畦等方式将雨水渗入土壤，涵养地下水或回灌至地下水层。

2.2.2国外雨水收集与贮存的主要系统与方式

国外主要的雨水收集系统有：绿地生态水渠，道路渗滤沟。（1）绿地生态水渠：根据现状地形及景观要求，设计以下3种形式：①利用现状截洪沟进行改造，变成集、蓄、滤三个功能兼备的生态型水渠；②在山坳处设置引水渠，将山上雨水引入人工湿地过滤净化；③结合现状地形设计渗透型集水渠，渗滤沟+穿孔管+贮存池或渗滤池。（2）道路渗滤沟：因景观和功能要求，在主要道路和广场上未使用透水砖。因道路广场的标高大于绿地标，道路广场上的雨水可以汇聚到周边绿地内，再渗透到地下。而园内一般道路采用透水砖，并以级配砂石作为垫层，在级配砂石垫层内铺设全透型排水软管，便于雨水渗透、收集和利用。　

主要的雨水净化方式有：土壤渗滤净化，人工湿地净化，生物处理等。（1）土壤渗滤净化：大部分雨水在收集时同时进行土壤渗滤净化，并通过穿孔管将收集的雨水排入次级净化池或贮存在渗滤池中；来不及通过土壤渗滤的表层水经过水生植物初步过滤后排入初级净化池中。（2）人工湿地净化：分为2个处理过程，一是初级净化池，净化未经土壤渗滤的雨水；二是次级净化池，进一步净化初级净化池排出的雨水，以及经土壤渗滤排出的雨水；经二次净化的雨水排入下游清水池中，或用水泵直接提升到山地贮水池中。初级净化池与次级净化池之间、次级净化池与清水池之间用水泵进行循环。（3）生物处理：参考中水处理流程，结合人工湿地设计生物处理系统，处理冲厕、盥洗排水的净化系统。

主要的雨水贮存系统有：人工湖，地下贮水沟，地下贮水池等。（1）人工湖：结合景观水景要求设计人工湖，包括初级净化池、次级净化池、清水池。雨水利用时主要从清水池用泵抽取，供附近的冲厕用水以及补充山地绿化灌溉用水；少量溢出的雨水排入市政雨水管。在人工湖设计有若干水生植物种植池，这些种植池在丰富湖区景观的同时，也承担着沉积雨水带来的泥沙的作用，保证了湖水清洁，防止水质恶化，中水处理系统对湖水进行循环处理，同时为公园里其它绿地喷灌系统提供水源，使得汇集的雨水得以充分利用。（2）地下贮水沟：结合生态集水渠设计地下贮水沟，既是集水沟，也是贮水设施。贮存的水过滤后在重力作用下直接供给附近低标高厕所冲厕以及绿地灌溉，贮存沟内溢流出的雨水排入下游净化池中。（3）地下贮水池：根据景观场地设计及绿化灌溉就近原则，设置2种形式的地下贮水池：①自动滴灌式贮水池：主要设置在阳光草坪高位坡地上，抽取清水池中雨水，贮存在坡顶土层下方贮水池中，结合滴灌系统，利用重力作用灌溉下游草坪；②山地贮水池：水源主要来自高位集水沟收集过滤的雨水，必要时用水泵抽取清水池雨水补充；贮存的雨水主要用作附近低标高厕所冲厕以及绿地灌溉；利用溢流管将山地贮水池连成一个系统，水量过多则通过溢流管逐级下流，最后排入清水池中；缺水时通过水泵抽取清水池中雨水，逐级提升至最高位贮水池中。

2.2.3国外雨水收集在园林景观上运用的主要方式

国外在雨水收集和利用的过程中，最为典型的园林景观运用主要有雨水花园和绿色街道。

（1）雨水花园；在一些雨水充沛的城市，可以运用雨水花园来增强城市的排水功能。屋顶、停车场等公共环境中的雨水通过雨水花园收集到生态池的专门排水系统中，经过一系列生态净化过程，收集到的雨水用于浇灌或补充地下水。雨水花园主要包括5部分：蓄水层、覆盖层、植被及种植土层、人工填料层及砾石层。雨水花园中的水体、植物、可渗透铺装构成了街道景观的三大元素，同时结合雨水的循环处理和再利用，丰富的植物材料，通过人为的组织安排，遵循艺术美、对比关系、主从关系、节奏和韵律、比例和尺度等设计原则，从而创造出变化而统一的艺术美感，增加了街道的活力和可辨识性，使生活在城市中的人群能够与自然和谐共存。

（2）绿色街道；绿色街道是指利用渗透池、雨水花园以及街道和人行道之间的浅沟收集雨水。绿色街道一般设在城市的隐蔽处或缝隙处，如停车场、林荫大道、学校周围，雨水经由绿色街道，最后注入一系列植被的洼地，雨水在这里经植物净化渗入到土壤中。

2.2.4国外雨水收集在园林景观上的应用的优秀案例

比较著名的雨水花园的例子位于波特兰。设计师们将东方银行大厦俄勒冈州会议中心屋顶的雨水收集起来(屋顶面积约2.2万平方米)，通过落水管输送到雨水花园,使大量降雨渗入地面。在景观造型方面,运用了叠水的手法，将一条石砌的水池用玄武岩堰分隔成若干的浅滩及一定落差的小瀑布，彼此串联在一起，雨水从一个水池到下一个水池蜿蜒流过，减缓了暴雨下泻的速度，也使雨水有足够的时间下渗。雨水量大时，多余的雨水通过溢水口排入城市排水系统。池中铺设的青石板、卵石有利于雨水的下渗，与粗犷的玄武岩营造了一种自然、质朴的氛围。池边种植多种耐水湿植物，可以有效吸收、吸附雨水中的污染物，植物根系可以固定水中的碎石、沙土，防止长期雨水冲刷对池底的破坏作用，这些摇曳多姿的植物使雨水景观更加生动、自然、充满生命力，在功能性与景观性两方面做到了完美的结合，堪称典范。

其他比较著名的案例诸如德国柏林波茨坦广场，澳大利亚墨尔本爱丁堡雨园等都是比较好的雨水景观的范本。

  3 存在的问题分析

根据国内和国外利用雨水收集设计的景观的现状和发展趋势分析，相比国外一些城市集水景观，国内该方面的景观主要存在了以下几个问题。

3.1景观化程度不够、美观性不够

有些城市的雨水下渗设施一味追求雨水收集的效率，却忽视了设施本应具备的景观效果，在人工设计和城市规划研究基础上的雨水径流明显，忽略了城市景观因素的参与，并未给市民提供应有的视觉美感。

3.2人性化功能不足

雨水收集的景观对行人造成了困扰，对交通的流畅性有一定阻碍，而使行走的人措手不及，从而导致不必要的人身安全问题。

3.3植物配置不合理

植物种植不能做到因地制宜，有些城市绿地植物种类单调，设计不合理，从而增加了地表冲刷，破坏了地表植被的自然群落状态。有些景观植被选择和配置以为追求视觉美感，追求社会效益，没有重视植物的生长特性和自然群落机理，从而导致植物群落的生态性缺失，从而加大了径流量，反正加剧了雨水资源的流失。

3.4生物系统重视性不够

一些雨水收集景观没有重视其空间环境本应充当生物栖息地的功能，纯粹的为了做雨水景观而做的景观。一些城市景观的设计和施工存在问题，利用和管理方法还不够完善，使得生物种群种类逐渐减少，生物链脱勾，生态结构简化，从而使水体自净能力减小。雨水收集利用的实践和生物系统有着相互制约和相互促进的密切关联，现状说明，有些现存的园林景观并没有体现两者之间的和谐关系，不能保证园林景观净化功能的有效性。

3.5对雨水资源的开发性不够

在一些城市，由于水源的充足以及较好排水系统的建设，从而忽略了雨水资源的利用与开发，在园林景观上花极大的成本建设水景以及灌溉系统，造成了资源上与经济上极大的浪费，这与当前倡导的城市可持续发展的理念极为不符。优秀的城市建设应当是可持续的、环保的、经济结构合理的，因而对于资源利用与城市建设相结合的问题研究尤为重要，而雨水资源的开发利用与城市园林景观的结合就是该问题的一个至关重要的方面。

  4 我国雨水收集在园林景观上运用的研究展望

    我国对于利用雨水收集的园林景观的研究尚处于初级阶段，鉴于雨水资源利用的日趋重要，在了解国内外学者对其研究的基础上，认为未来国内运用雨水收集的园林景观的研究应注重以下几个方面：

  4.1对于适用雨水收集的园林景观形式的调查研究

    对于雨水资源分布不同、气候不同、纬度不同、经济发展程度不同的地区，在城市雨水收集方面的方式以及其在园林景观上的运用形式也极为不同，对于我国现阶段适用雨水收集利用的景观形式进行系统的全面的调查，进一步研究充分开发雨水资源，这对于城市园林景观的生态性、创新性都具有十分重要的作用。

4.2加强雨水收集系统服务功能的研究，使景观效益与生态服务功能发挥到最佳

对于如何把雨水收集的景观效益与环境服务功能有效的结合起来，使景观效益与生态服务功能发挥到最佳，也是今后研究的重点。

  4.3应加强多学科知识的学习，引入新的思维方式

  城市雨水收集园林景观运用的研究在我国尚处于初级阶段，而该体系又是一个复杂的体系，除涉及传统的雨水收集理论，雨水储存处理理论、城市气候研究理论外还涉及其他多学科的知识，如生态系统理论、园林景观美学理论、人文生态学理论、景观生态学等，这就要求科研人员及经营工作者加强理论学习、调整知识结构、突破以往思维局限，引入新的思维方式。

二、拟解决的主要问题及解决方法

  1 拟解决的问题

1.我国雨水收集利用在园林景观方面的现状情况、景观类型、主要功能进行调查与研究；分析现存的问题以及拟解决的方案。

2.现阶段能够利用雨水收集的园林景观的类型、运用方式以及运用技术的探讨。

2 拟解决问题的方法

1.对一些地区雨水景观进行实地调查，拍摄照片，记录相关数据。

2.查阅相关的文献资料，整理相关数据，进行分析。

3.参考相关的经验，比较相似的个体，解决现状分析中提出的问题。

三、^范文提纲

引言

1城市雨水收集的重要性及主要方法

1.1城市雨水收集的重要性

1.2雨水资源利用措施

1.2.1渗滤池

1.2.2植草沟

1.2.3花畦

1.2.4渗透性铺装

1.3雨水收集系统

1.3.1绿地生态水渠

1.3.2道路渗滤沟

1.4雨水净化系统

1.4.1土壤渗滤净化

1.4.2人工湿地净化

1.4.3生物处理

1.5雨水贮存系统

1.5.1人工湖

1.5.2地下贮水沟、池

2现阶段我国在城市雨水收集园林景观运用方面的现状

2.1雨水收集在我国园林景观的利用上的主要形式类型

2.2该类型景观的现状以及存在的问题

3国外城市雨水收集在景观上应用的成果

3.1各国在雨水景观方面取得的成就

3.1.1美国

3.1.2德国

3.1.3英国

3.2雨水花园的设计利用

3.2.1波特兰雨水花园

3.2.2德国柏林波茨坦广场

3.2.3澳大利亚墨尔本爱丁堡雨园

4对于我国城市雨水收集在园林景观运用上的探讨

4.1屋顶、建筑构筑物顶面的雨水收集在园林景观方面的运用

4.2居住区、小游园等路面雨水收集在园林景观方面的运用

4.3道路、高速公路两侧雨水收集在园林景观方面的运用

4.4大型湿地，主题性公园的雨水收集在园林景观方面的运用

5我国在城市雨水收集园林景观运用上的不足与展望

四、参考文献

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