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      南寧青秀山森林公園年雨水收集量為43.40×105 m3，為總需水量的77.74%，雨水是園區(qū)內(nèi)最直接、的水資源。根據(jù)園區(qū)的氣候、地形地貌等條件，將青秀山分為天池雨水區(qū)、北坡雨水區(qū)、蠟燭灣雨水區(qū)、清水麓雨水區(qū)、玫瑰灣雨水區(qū)和瓦窯雨水區(qū)6個區(qū)并對雨水進行收集，分別設(shè)計了集雨系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)及存儲系統(tǒng)，旨在能夠較為充分地利用雨水資源，達到緩解用水壓力、節(jié)約經(jīng)濟成本、調(diào)蓄雨洪、改善水環(huán)境等目的。

      水是人類賴以生存的寶貴資源，對水資源合理的開發(fā)利用從古至今都是人類社會的重要課題。中國是一個人均水資源十分貧乏的國家，水資源短缺已成為中國水資源可持續(xù)利用的障礙之一[1-4]。降水是自然界水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，合理地開發(fā)利用雨水資源對修復(fù)自然界水循環(huán)十分有效[5，6]。雨水作為一種最直接、的水資源[7]，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會生活之中。國外對城市雨水利用的實踐及研究起步較早，從20世紀80年代起，歐美及日本等發(fā)達國家開展了對雨水進行收集利用的研究，形成了比較完善的雨水收集利用系統(tǒng)。中國城市雨水利用盡管取得了一定成果，但總體上起步晚，發(fā)展相對滯后[8]。

　　“雨水利用”含義非常廣泛，在很多領(lǐng)域都有涉及，有狹義和廣義之分。狹義的雨水利用主要指對匯水面產(chǎn)生的徑流進行收集、儲存和凈化后利用。廣義的雨水利用包括所有采取各種措施對雨水資源的利用，其主要包括收集、存儲后的直接利用；各種濕地、池塘、洼地等人工水體對雨水的凈化和利用；通過各種滲透措施，使雨水滲透至地下水體，補充地下水資源等[9-11]。對雨水進行收集利用具有多重意義，可解決水資源短缺，緩解水資源供需矛盾，帶來良好的社會效益和經(jīng)濟效益；調(diào)蓄雨洪，減少洪災(zāi)事件的發(fā)生率；涵養(yǎng)地下水資源，改善水環(huán)境狀況，產(chǎn)生良好的生態(tài)效益。
　

    　青秀山是“中國水城”南寧市的重要組成部分，是南寧市的窗口和名片，對城市形象有著舉足輕重的作用。青秀山的雨水收集利用，是對節(jié)約型社會建設(shè)號召的響應(yīng)，能夠保護城市生態(tài)環(huán)境，節(jié)約城市水資源，實現(xiàn)人與水、自然與文化的和諧發(fā)展。

　　1 研究區(qū)域概況及雨水收集區(qū)域劃分
　　1.1 區(qū)域概況
　　廣西南寧市青秀山屬于丘陵地帶，地勢北高南低，區(qū)域內(nèi)海拔63.9～288.3 m，的鳳凰嶺海拔288.3 m，位于青秀山核心景區(qū)，是南寧市的峰。海拔位于區(qū)域南部沿江地帶。相對高差224.4 m。青秀山西起青山路，北至鳳嶺分區(qū)，南面和東面連接邕江的地域，總面積1 243.31 hm2，包括核心景區(qū)、北坡生態(tài)保護區(qū)、森林植物園區(qū)和休閑娛樂區(qū)四大部分。現(xiàn)為集風(fēng)景旅游、森林休閑度假、科普教育于一體的綜合性的國家4風(fēng)景區(qū)。

　　1.2 雨水收集區(qū)域劃分
　　根據(jù)青秀山的水系分區(qū)及地形分布，將景區(qū)分為6個雨水收集區(qū)，分別是天池雨水區(qū)、北坡雨水區(qū)、蠟燭灣雨水區(qū)、清水麓雨水區(qū)、玫瑰灣雨水區(qū)和瓦窯雨水區(qū)。每個雨水收集區(qū)內(nèi)根據(jù)徑流系數(shù)的不同，分別對建筑、廣場、道路、綠地和水體這5個集雨面的雨水進行收集[12]，具體見表1。 　　2 雨水量的計算

　　2.1 暴雨強度計算
　　南寧市的暴雨強度可根據(jù)廣西建委綜合設(shè)計院編制的暴雨強度公式（1）計算得出。
　　q= （1）
　　式中，q為暴雨強度，單位L/（s?hm2）；t為降雨歷時，單位min；P為重現(xiàn)期。
　　根據(jù)GB50014-2006規(guī)定：南寧市的P值即重現(xiàn)期為2年，降雨歷時取5 min，可得出青秀山森林公園的暴雨強度為456.21 L/（s?hm2）。

　　2.2 雨水流量計算
　　雨水流量計算公式（2）為：
　　Q=qAφ （2）
　　式中，Q為初期雨水排放量，單位L/s；A為匯水面積，單位hm2；φ為徑流系數(shù)。徑流系數(shù)φ同匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面鋪砌等情況的不同而異。目前各種地面徑流系數(shù)通常采用按覆蓋地面種類確定的經(jīng)驗數(shù)值[13]。根據(jù)公式（2）計算得出青秀山各集雨面雨水流量見表2。

　　2.3 年雨水收集量計算
　　年雨水收集量可以根據(jù)公式（3）計算：
　　V=φHAα（1-β） （3）
　　式中，V為年雨水收集量，單位m3； H為降雨量，單位mm；α為季節(jié)折減系數(shù)，取0.85；β為初期雨水棄流系數(shù)，取0.15。根據(jù)公式（3）計算得到青秀山各區(qū)域年雨水收集量見表3。

　　2.4 水體蒸發(fā)量計算
　　采用水量平衡法[14]計算水體蒸發(fā)量，公式如下：
　　E=I-O+V-L±W （4）
　　式中，E為研究區(qū)域的蒸發(fā)水量，單位m3；I為入湖（庫）的水量，單位m3；O為出湖（庫）的水量，單位m3；L為滲漏水量，單位m3；W為出湖（庫）的蓄水變化量，單位m3。青秀山入湖水量為138.86×105 m3，出湖水量為127.88×105 m3，降雨量為16.11×105 m3，滲漏水量為19.05×105 m3，蓄水變化量為1.24×105 m3，蒸發(fā)量為6.80×105 m3。

　　2.5 綠地用水量計算
　　綠地用水量為灌溉綠地用水總量，計算公式為：
　　S=γ×A×10-3 （5）
　　其中，S為綠地灌溉用水量，單位m3/d；γ為《城市中水回用標準》中綠地綠化用水量標準，按照綠化狀況、氣候和土壤情況確定，一般為1.5～2.0 L/（m2?d），南寧市采用1.7 L/（m2?d）。需澆灌的綠地面積為611.75 hm2，則綠地灌溉用水量為1.04×104 m3/d，年綠地灌溉用水量為37.96×105 m3。

　　2.6 生活用水量計算
　　參考GB/T 50331-2002，根據(jù)項目設(shè)施規(guī)模，對青秀山用水量進行估算，用水量為1 641.10 m3/d，年生活用水量為5.99×105 m3。

　　2.7 其他損失、總需水量計算
　　其他損失為其余不可預(yù)計的水量損失，取蒸發(fā)量、綠地用水量及生活用水量總和的10%?？傂杷繛檎舭l(fā)量、綠地用水量、生活用水量及其他損失之和[12]。青秀山年水體蒸發(fā)量為6.80×105 m3，綠地用水量為37.96×105 m3，生活用水量為5.99×105 m3，則其他損失水量為5.08×105 m3，總需水量為55.83×105 m3（表4）。根據(jù)前面的計算可以得出，青秀山年雨水收集量為43.40×105 m3，總需水量為55.83×105 m3，收集雨水量為總需水量的77.74%。對青秀山進行雨水收集是切實可行的，也是經(jīng)濟環(huán)保的。所收集的雨水能供給園區(qū)內(nèi)大部分的生活、景觀、市政等所需水量，減少了水資源的浪費。對雨水的收集也能起到調(diào)蓄雨洪、減輕排水壓力、補充地下水的作用。

　　3 雨水收集利用規(guī)劃
　　根據(jù)建筑的總體規(guī)劃，共設(shè)置雨水收集處理站2個，分別位于青秀山西南門和南大門，屬于清水麓雨水區(qū)和蠟燭灣雨水區(qū)。共設(shè)置蓄水池22個，集水井72個。雨水管總長28 320 m。

　　3.1 清水麓雨水區(qū)
　　清水麓雨水區(qū)區(qū)域內(nèi)建筑較少，可用于雨水收集的屋面僅有3個。因此，在建筑群集中的地方設(shè)置雨水收集處理站，在另一處建筑地下設(shè)置蓄水池。根據(jù)地表徑流方向，在地勢低洼處設(shè)置集水井7個。沿道路方向鋪設(shè)雨水管，管道總長2 032 m。

　　3.2 天池雨水區(qū)
　　天池雨水區(qū)區(qū)域內(nèi)設(shè)置3座蓄水池，用于儲存建筑屋面雨水。在雨水徑流量集中的地方設(shè)置集水井8個，鋪設(shè)雨水管總長6 832 m。

　　3.3 北坡雨水區(qū)
　　北坡雨水區(qū)在北門區(qū)和種植基地各埋設(shè)1座蓄水池。在地勢低洼處設(shè)置集水井3個。沿道路方向鋪設(shè)雨水管，管道總長5 929 m。
　

  　 3.4 蠟燭灣雨水區(qū)
　　蠟燭灣雨水區(qū)區(qū)域內(nèi)水域面積大，建筑群落多。設(shè)置11座蓄水池，集水井33個，雨水收集處理站1個，雨水管總長9 524 m。

　　3.5 玫瑰灣雨水區(qū)
　　玫瑰灣雨水區(qū)區(qū)域內(nèi)設(shè)置蓄水池2座，集水井13個，雨水管總長1 842 m。

　　3.6 瓦窯雨水區(qū)
　　瓦窯雨水區(qū)區(qū)域內(nèi)共設(shè)置蓄水池3座，集水井8個，雨水管總長2 161 m。
　

   　4 雨水收集利用系統(tǒng)設(shè)計
　　南寧青秀山的雨水收集利用系統(tǒng)主要由集雨系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、供水系統(tǒng)等部分組成。

　　4.1 集雨系統(tǒng)設(shè)計
　　集雨系統(tǒng)主要指收集城市雨水的場地，按照城市下墊面的不同，主要包括建筑屋面、路面、人行道、廣場、停車場、綠地和草坪等[15]。青秀山的集雨系統(tǒng)由建筑集雨系統(tǒng)、廣場集雨系統(tǒng)、道路集雨系統(tǒng)、綠地集雨系統(tǒng)以及水體集雨系統(tǒng)5部分組成。

　　4.1.1 建筑集雨系統(tǒng) 青秀山中建筑眾多，對屋面雨水的收集主要選取建筑體量大、使用人數(shù)多的建筑屋頂進行，屋面面積為45.72 hm2。屋面雨水采用外收集方式，收集系統(tǒng)由集水溝、收集管、水落管、連接管等組成[16，17]。雨水經(jīng)初期棄流后，通過收集裝置到達調(diào)節(jié)池，進行化學(xué)沉淀反應(yīng)處理，再通過過濾，使處理后的水到達清水池，水泵從清水池中抽水，在水泵提升水過程中對水進行消毒處理。屋面雨水主要用于廁所沖洗、綠化澆灌、景觀用水、消防用水等。 　　

      4.1.2 廣場集雨系統(tǒng) 對廣場雨水的收集，按照廣場鋪裝滲水性的高低分為兩種方式。鋪裝滲透性低的廣場，由廣場中心地帶向邊緣地帶設(shè)置坡度，使地表徑流能流向廣場邊緣的雨水口。雨水通過雨水管依次流經(jīng)截污格柵、篩網(wǎng)后，最終匯入蓄水池。鋪裝滲透性高的廣場，則可以在鋪裝下設(shè)置集水孔，雨水通過滲透性鋪裝滲入集水孔，由雨水管輸入調(diào)蓄池中。經(jīng)過處理后的雨水可用于路面沖洗、景觀營造等。

　　4.1.3 道路集雨系統(tǒng) 南寧青秀山的道路雨水收集目標主要是對主干道區(qū)域的雨水收集，道路寬7 m，總長57.06 km，面積為39.94 hm2。
　　路面設(shè)置5‰的橫坡，旨在路面排水并收集雨水。雨水沿坡流入雨水篦，經(jīng)過初期棄流后，通過篩網(wǎng)由雨水管進入蓄水池。人行道鋪設(shè)滲水磚，由集水孔流入雨水管道，最終進入蓄水池（圖1）。對蓄水池中的雨水進行沉淀、過濾等凈化處理后，可以用于綠地灌溉、景觀營造、路面沖洗等。

　　4.1.4 綠地集雨系統(tǒng) 根據(jù)坡度的不同，對綠地雨水分三種方式進行收集。在地勢略為平坦的綠地上，選取地勢較低的點設(shè)置滲透渠，雨水由此經(jīng)雨水管流入調(diào)蓄池。在有緩坡的綠地處，地表水流動的距離和時間都比較長，流動速度慢，大量滲入土壤之中，可在其低洼處布置滲井，儲存多余水量并通過雨水管輸送到地下蓄水池中。在坡度較為陡峭的地帶，可在兩側(cè)設(shè)置魚骨式的截水溝，這樣既可以防止水流對土壤的沖刷又可以蓄水。綠地雨水可用于回灌綠地地下水，或者儲存起來作為噴灌綠地和消防的用水。

　　4.1.5 水體集雨系統(tǒng) 水體本身就是一個自然界的調(diào)蓄池，擁有一定的自凈能力。水體的雨水收集是以濕地的形式進行的（圖2），再加以人工建造的土-植被系統(tǒng)凈化雨水，形成一個天然的雨水收集處理系統(tǒng)。濕地不僅具備儲水功能，還能隨水位的變化形成不同景觀，可謂是一舉兩得。人工濕地根據(jù)類型與結(jié)構(gòu)的不同可分為表面流人工濕地、潛流人工濕地和復(fù)合垂直流人工濕地。其中潛流人工濕地具有較高的水力負荷率和去除率，是人工濕地設(shè)計中使用的結(jié)構(gòu)形式之一[18，19]。雨水進入濕地后，由于水生植物根系及表層土壤和填料的截留作用從而達到凈化水質(zhì)的作用，凈化后的水體可以作為景觀用水、灌溉用水等。在植物的選擇上，多采用深根挺水類植物，如香蒲、蘆葦、鳶尾、美人蕉、千屈菜、水蔥、慈姑、再力花等。凈化后的水體一部分滲入土壤補充地下水，另一部分則可進行瀑布、跌水、溪流等水景景觀的營造。

　　4.2 凈化系統(tǒng)設(shè)計
　　凈化系統(tǒng)就是對雨水進行凈化處理的系統(tǒng)，包括雨水棄流、沉沙池、濾池、攔污柵等設(shè)施，主要是去除雨水中的泥沙、垃圾等雜質(zhì)。青秀山的雨水凈化主要依靠篩網(wǎng)、雨水篦、截污格柵等小型設(shè)施將污染物體攔截后，通過沉淀、過濾后的水體方可使用。對匯水面積大、雨水污染較嚴重的區(qū)域則設(shè)置調(diào)節(jié)池、清水池等凈化設(shè)備。同時，通過土壤、植被的自身凈化功能對雨水進行凈化處理。園區(qū)內(nèi)雨水經(jīng)過水質(zhì)凈化工藝處理后能達到國家四類水一級排放標準和景觀環(huán)境用水標準，以及城市雜用水水質(zhì)標準，最終實現(xiàn)雨水回用作水體補水、綠地灌溉、道路沖洗、消防用水、沖廁等。

　　4.3 存儲系統(tǒng)設(shè)計
　　青秀山的存儲系統(tǒng)主要由蓄水池、集水井、濕地以及景觀小品組成。

　　4.3.1 蓄水池設(shè)計 蓄水池的容積根據(jù)南寧氣候資料，按一定設(shè)計重現(xiàn)期降雨量計算，計算方法參考公式（6）。
　　Ws= （6）
　　式中，Ws為蓄水池積水量，單位m3；hy為日降雨量，單位mm；δ為初期雨水棄流厚度，單位mm。蓄水池的大小需適宜，應(yīng)在1～3 d內(nèi)將池中雨水用完，為下一次降雨留出空間。若體積過大，不僅投資成本高，而且容易滋生細菌；體積過小又降低了蓄水池的產(chǎn)水量，達不到雨水回收利用的目的。

　　4.3.2 人工濕地設(shè)計 人工濕地的儲存容積可用公式（7）計算：
　　V=CyA （7）
　　式中，V為濕地的儲存容積，單位m3；C為系數(shù)，取10；y為匯水區(qū)的設(shè)計水位，單位mm。濕地選取礫石作為填料，水深40～60 cm[20]。將濕地的調(diào)蓄、凈化功能與景觀相結(jié)合，分別設(shè)計其在平水、枯水及洪水期時的不同效果。

　　5 小結(jié)
　　南寧青秀山氣候條件優(yōu)渥，植被資源豐富，水域面積寬闊，十分有利于雨水收集。對雨水資源進行利用，能解決園區(qū)內(nèi)大部分的需水量，避免了水資源的浪費。降雨過程中植物群落對大部分的雨水進行截留、滲透以及凈化，這些雨水回滲地下補充了地下水資源。濕地兼具凈化與存儲功能，可以起到凈化水體、調(diào)蓄雨洪的作用。對雨水進行收集利用將有利于整個公園的可持續(xù)發(fā)展，真正做到低碳、經(jīng)濟、環(huán)保。