南京奥体中心雨水收集与利用方案研究_开题报告

 （一）课题的研究意义

   雨水作为较为洁净的水资源，加强雨水资源的综合利用，是缓解水资源紧缺与节省洁净水资源的有效方式之一。近几年，随着城市化的不断加深，城市化不断的提高对于水资源以及城市水环境的影响程度变得越来越大。南京市原本水资源丰富，但由于早期粗放式的工业发展，导致南京市整体的水质下降，水质型缺水长期困扰着南京市，南京市含有非常丰富的自然雨水资源，在雨水资源的蒸发以及渗透之外，城市雨水的收集以及利用具有非常大的潜力。对于雨水资源的充分使用，甚至将雨水资源作为城市的重要水源进行收集利用，以这样的方式来减轻城市的水资源压力，进一步完善城市的生态环境。南京市奥体中心，是南京市政府在建邺区河西新城兴建的大型城市公共设施，将为南京市举办国内外大型体育文艺活动提供一个具有国际知名度的现代化场馆。南京奥体中心作为南京的一个形象窗口，向外界展现南京现代化的新面貌。本文旨在探究南京奥体中心公园的雨水收集利用方案。

（二）国内外研究现状

   国外对城市雨水收集与利用的研究起步较早，20 世纪60 年代初，发达国家已经开始探索雨水利用技术，经过几十年的发展，取得了较为丰富的实践经验，制定了较为全面的法律法规，形成了较为完善的管理框架和技术体系。

   说到雨水收集与利用技术就不得不提德国，德国的雨水收集与利用技术是最先进的，并形成了一套实用体系。德国的城市雨水利用方式有)种：一是屋面雨水集蓄系统。其集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。法兰克福一个苹果轧汁厂，更是把屋顶集下来的雨水作为工业冷却循环用水，成为工业项目雨水利用的典范。二是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨水管道口均设有截污挂篮，以拦截雨水径流携带的污染物。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道建有渗透浅沟，表面植有草皮，供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地，作为水景或继续下渗。

   德国波茨坦广场是柏林最具魅力的场所之一，也是德国雨水收集与利用的典型案例。由于柏林市的地下水位较浅，要求建成的波茨坦广场不能增加地下水的水量，也不能增加雨水的排放量。因此，在波茨坦广场上将适合建设绿地的建筑屋顶全部建成“绿顶”，绿色屋顶可含蓄50% 至90% 的降水量，有助于滞蓄雨水，缓解城市排水压力，通过屋顶收集来的雨水全部进入建筑与广场地下的储水箱里，经过处理后用于建筑物里的冲刷用水以及灌溉、消防用水。波茨坦广场的水景观主要由三部分组成，分别是索尼中心大楼前带有喷泉的水景观、戴克公司

总部大楼前的人工湖以及柏林电影节电影宫前的阶梯状水流，这些水景观的用水大都来源于大自然。

   美国西雅图市政厅的设计引进了许多可持续的建筑元素，包括绿色建筑评估体系、可持续性材料的利用以及能源和水的高效利用等。西雅图市政厅的雨水系统位于建筑的地下室，混凝土水池位于地下室地面以下，通过屋顶与屋面收集来的雨水被储存于此。水泵将雨水从储水池抽到一个较小的混合罐中，并输送至建筑物作为景观用水和厕所冲水。混合罐约有50 个。如果储水池是空的，混合罐将切换至市政用水。据估计，雨水收集可减少75% 的地表径流量，以及30% 的市政供水量。

   而随着互联网和物联网技术的发展，美国芝加哥市提出绿色基础设施已经成为城市雨水管理设施更新换代的择优之选，但必须与数字手段相结合，才能解决一系列的实际问题，例如如何量化绿色基础设施的治理作用，如何应用绿色基础设施对暴雨径流总量产生影响这一知识理论制定相关战略、规划和管理措施

等。认识到这种必要性后，芝加哥市实施了绿色设施智能监控试点项目，利用遥感、地理信息系统、云计算、数字城市等一系列新技术整合于一体，力图通过智能化手段减少城市地区的洪涝灾害，避免生命和财产损失。

   国内的雨水收集与利用技术与发达国家相比总体上起步较晚，发展相对落后。我国对雨水收集与利用技术的研究始于20 世纪90 年代，主要针对的是国内一些严重缺水的地区，但近几年，国内雨水收集与利用在实践中不断地探索，取得了长足的进步。我国雨水收集与利用技术的潜力巨大。

   位于北京的奥林匹克公园总占地面积11.59平方千米，整个奥林匹克公园每年的用水量超过1700 万立方米，基于“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念，奥林匹克公园设计了一套综合的雨水收集、雨水利用系统，通过景观路面、下沉花园、龙形水系等体现。园区内采用了透水性铺装路面，增加透水性，减少地面积水，提高园区内的防洪泄洪能力；下沉花园位于奥林匹克公园的中心区，地势南高北低，大面积采用透水铺装，将下渗的雨水引入地下的储水池，用于灌溉；龙形水系全长2.7千米，水系中的水来自附近清河的再生水，先流入园内的人工湿地净化，再流入湖区之后流入循环净化湿地，最后再进入湖区，如此循环往复，是一条生态水系，每年可节省水资源9 万立方米。

   上海市年平均降水量约为1000 毫米，其中6—9 月份为汛期，降水量能达到580 毫米以上。2010年5 月，世博会世博轴上6 个“阳光谷”造型各异、极富创意的设施吸引了人们的眼球，体现了“生态世博”的理念，“阳光谷”的喇叭造型让阳光自然地泻入地下，让阳光洒落谷底，喇叭口还是下水口和蓄水池，大量的雨水将通过“阳光谷”被储存起来，并经过过滤，用于绿化浇灌、场馆清洗以及厕所用水，同时也满足了特大暴雨时泄洪的要求。据估计，通过“阳光谷”收集来的雨水可以使世博轴的用水量节省约5 万立方米。

（三）课题研究存在的问题分析

1.公园内大部分道路铺装没有采用透水式铺装。由于公园铺装采用了三七灰土垫层，影响了雨水下渗的速度，雨量过大时会造成积水，造成了雨水流入排污管道，浪费了雨水资源。

2.公园的道路和铺装上未埋设雨水收集渗井，造成铺装上大量的雨水流入市政排水管道系统，浪费了公园的雨水资源。

3.公园部分绿地的地势高于道路铺装，雨季中铺装上雨水无法流入绿地和景观水体补充，有时还有倒流现象，造成雨水资源浪费严重，不能满足草坪合理用水的要求。

4.绿地内的土壤渗透率较低，雨水不易快速渗透，同时，土壤密实度较大不易于植物根系通风透气，不利于树木的生长。

（四）解决问题的实验方案

1.分析南京市的气象气候条件，计算雨水的回用量，并且在一年和一周期（12day）内进行水量平衡核算，然后计算调节池和蓄洪容积。

2.结合问题，探究下凹式绿地的可行性。

3.探究南京市奥体中心主场馆“世界第一双斜拱”的雨水收集利用方案。

二、^范文提纲

1南京奥体中心雨水收集利用方案

1.1南京气象气候条件及自然地理条件

1.2南京奥体中心雨水收集利用方案

2雨水回用量计算

2.1灌溉水量计算

2.2水景补水计算

3水量平衡核算

3.1年水量平衡核算

3.2一周期（12d）水量平衡核算

4调节池及蓄洪涵容量计算

4.1雨水调节容积核算

4.2蓄洪容积校核

5结论

三、参考文献

[1]国外雨水收集利用与研究[A]. 张建新,郑大玮.第四次全国雨水利用技术研究会暨学术年会专辑^范文集[C]. 2004

[2]北京中山公园雨水收集利用及下凹式绿地的建造[A]. 赖娜娜,袁承江.中国公园协会2011年^范文集[C]. 2011

[3]雨水收集利用方法在公园设计中的运用——以北京大兴生药基地公园景观规划设计为例[A]. 付尧涵.多元与包容——2012中国城市规划年会^范文集(09.城市生态规划)[C]. 2012

[4]北京奥林匹克公园中心区下沉花园雨水利用及防洪排水设计[J]. 郑克白,孙敏生,彭鹏.  给水排水. 2008(07)

[5]北京奥林匹克公园中心区雨水利用总体思路[J]. 赵飞,张书函,李文忠,陈建刚,吴东敏.  给水排水. 2008(10)

[6]德国城市雨水再利用[J].   海河水利. 2003(02)

[7]从芝加哥看城市雨水管理的新思路[J].   城市管理与科技. 2017(04)

[8]城市雨水的收集和利用的研究[J]. 许怀奥.  城市建设理论研究(电子版). 2017(14)

[9]型场馆雨水利用系统的优化设计[J]. 李海燕,车伍,李俊奇,黄延.  中国给水排水. 2006(10)

[10]中国水面蒸发量的变化[J]. 任国玉,郭军.  自然资源学报. 2006(01)

[11]水面蒸发量的预测[J]. 闵骞.  水资源研究. 2004(02)

[12]世博轴膜结构屋面雨水水质分析及处理[J]. 徐莉娜,梁葆春,张滨,吴敏. 中国给水排水.2010(8)

[13]武汉光谷金融服务中心雨水回收处理利用方案概述[J]. 谢丽萍.  给水排水. 2010(S2)

[14]世博文化中心屋面雨水收集利用介绍[J]. 谭奕,蒋旻,田钢柱.  给水排水. 2010(10)

[15]上海市降雨特性统计与雨水存储池容积计算[J]. 宁静,李田.  中国给水排水. 2006(04)

[16]南京:全面实施雨水收集利用工程[J]. 孙驹治.  建设科技. 2010(21)

[17]常州市中医医院雨水收集利用系统设计简介[J]. 杨乐.  科技创新与应用. 2017(20)