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中美雨水花园设计规范差异性探讨

日期:2023年07月20日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:183
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202307131910143301 论文字数:37555 所属栏目:建筑学论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇建筑学论文,本文选择设计规范较为完善的美国作为对比对象。主要研究内容包括对中美雨水花园设计规范的收集,对各规范进行针对性筛选、总结。

第1章绪论

1.1研究背景与意义

标准化水平已成为各地区核心竞争力的基本要素,对经济、科学和技术等领域有重大意义,是国民经济和社会发展的重要技术保障。2021年10月,中共中央、国务院印发了《国家标准化发展纲要》,新时代全面建设社会主义现代化国家,需推动标准化、提升产业标准化水平和完善绿色发展标准化保障等标准化建设工作内容,标准化进程刻不容缓。

随着我国城市化不断发展的同时,对城市环境的影响也越来越大。城市化干旱和水污染会造成环境破坏和经济损失[1]。相较于农村的人口和经济密度,城市对水资源的消耗要多很多,这会造成城市干旱。城市化的发展还伴随着工业化的进程,加重水环境的污染。其次各类建筑、硬化路面代替从前的植被、自然路面,不透水面积增加,当出现持续强降雨后,会产生洪涝灾害。最后由于人口快速增长、城市化加速和基础设施不足,城市洪水的频率和影响逐渐增加[2]。因此,如何有效的治理雨水径流量和水污染成为如今亟待解决的课题。

2013年中央城镇化工作会议上,习近平总书记提出了“海绵城市”建设的要求。2015年国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号),强调修订完善海绵城市建设技术标准的重要性。海绵城市建设标准体系极大影响海绵城市的建设,现存海绵城市建设标准体系还不够完善,需进行修订和完善。2021年,财政部、住房城乡建设部、水利部联合发布了《关于开展系统化全域推进海绵城市建设示范工作的通知》(财办建〔2021〕35号),系统化全域推进海绵城市建设。雨水花园作为海绵城市建设的一种重要设施,是一种常见且具有景观效果的雨水径流控制设施,对雨水径流水量的调节和污染物的削减起重要的作用,能降低城市化对水环境的不利影响[3],因此我国需发展雨水花园技术。

1.2雨水花园概念

雨水花园,又称生物滞留设施,美国《Low-impact development designstrategies:An integrated design approch》(以下简称“美国国家规范”)[10]中提出:“雨水花园是指在园林绿地中有树木或灌木的浅凹绿地,由树皮或植物覆盖。它通过滞留和下渗雨水来补充地下水,减少地表雨水径流,还可通过植物和土壤的吸附、降解和蒸发等作用减少污染”。我国《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》[7](以下简称“我国国家规范”)中提出:“生物滞留设施指在地势较低的区域,通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。”当城市雨水径流产生的热污染破坏整个水生态系统的平衡时,雨水花园等海绵城市技术设施能减轻热污染[11,12]。

宏观上来说,以雨水收集、处理等为目的,并取得较好景观品质的都可定义为雨水花园[13]。微观上来说,雨水花园是一种具有景观效果处理雨水径流的设施[14]。设计规范里的雨水花园是以具体设施要求体现的,因此本文主要从微观上进行对比分析。

第2章雨水花园分类

2.1概述

雨水花园的类型选择在设计里是极其重要的,合理选择不同类型的雨水花园才能让设施更具有针对性效果。目前许多工程存在对雨水花园认知不足的问题:未按工程实际条件选择适宜的设计,致使雨水花园设计形式单一[52],不同地区未能进行高效甚至有效的设计。雨水花园的分类和应用密切相关,设计者应该根据降雨量、土壤、植物和地形地势等条件合理选择,同时注意雨水径流控制目标。

美国雨水花园的分类在马里兰州规范《Bioretention Manual》[18]里有详细的划分,根据不同方向分为4类。1992年规范颁布时,按应用区域和性能分为2大类,这为早期雨水花园的建设提供极大的参考价值。2007年,雨水花园分类有了新发展,规范里雨水花园分类方式增加了2个,此2类是对雨水花园分类的补充,具体规定较少。我国雨水花园设计起步晚,目前我国许多规范和研究的分类方式较为散乱,很多时候并不能合理的选择适宜类型,甚至有时会出现选择矛盾情况,因此有必要对雨水花园的分类进行整理和对比分析。

2.2结构

不同类型的雨水花园结构都不完全相同,但美国规范并没有专门按结构不同对雨水花园进行划分。我国和美国对雨水花园的命名有生物滞留设施、生物滞留池、雨水花园和雨水绿地等,这是由雨水花园展现的特性不同而决定的,都是同一类技术设施。

我国规范直接按结构将雨水花园分为简易型和复杂型,这种分类在我国设计规范里最为普遍、常用,受到我国各地区的实际应用。简易型和复杂型雨水花园典型构造见图2-1和图2-2。

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第3章雨水花园规模设计...................................21

3.1概述........................................21

3.2设计方法....................................21

第4章雨水花园断面设计................................33

4.1概述...................................33

4.2主体设施.................................33

第5章雨水花园工程施工和运行维护...........................42

5.1工程施工...............................42

5.1.1水土保持.................................42

5.1.2土壤测试................................43

第5章雨水花园工程施工和运行维护

5.1工程施工

雨水花园运行效果很大程度上取决于采用的理论设计和工程施工,在这2个点上,工程施工对雨水花园效果的影响更为关键。不同地区规范在工程施工具体要求不同,对于雨水花园工程施工的一般规定只需按设计要求完成即可。中美设计规范对关键性参数进行勘测、复核等方面都较为一致、完善,本文主要以美国马里兰州[18]、俄勒冈州[19]和我国江苏省规范[53]为例,针对水土保持、土壤测试、施工流程、节点施工、后期工作中需要注意的地方进行探讨。

5.1.1水土保持

水土保持是避免水土流失的措施,又称泥沙控制(以下以水土保持统称)。通常与侵蚀控制一起使用,用于施工现场以防止或减少侵蚀,是一种措施或装置。美国重点关注水土保持,在施工阶段,由于土壤需要清理和压实,水土很容易发生流失。对于传统的雨水花园设计,设计者只需在土地最低点放置一个水土保持装置即可,马里兰州[18]具体措施见表5-1。

建筑学论文参考

结论与展望

结论

针对学者提出现行雨水花园设计规范存在编制滞后等问题,本文选择设计规范较为完善的美国作为对比对象。主要研究内容包括对中美雨水花园设计规范的收集,对各规范进行针对性筛选、总结。基于我国和美国设计规范中雨水花园分类、规模设计、断面设计、工程施工及运行维护5个方面来进行对比分析,比较差异性,为中国雨水花园甚至海绵城市技术标准的修订提供合理化建议。得出如下结论:

(1)针对排空时间这一参数,因涉及雨水花园的选择、设计、验收和维护等多个方面,应得到足够重视。在选择上,应合理规定雨水花园的排空时间,比如在一些偏僻处,可选择蓄水型雨水花园。对于美观性要求强的区域,可选择渗透型雨水花园。在设计雨水花园构造上,排空时间、渗透系数影响蓄水层、种植土层的设计,我国应该针对不同地区差异性规范排空时间的取值。在验收时,排空时间应该采用更为严格的标准来要求,这样当设施过几年甚至十年后依然有很好的运行效果。在无其它条件的情况下,推荐雨水花园验收排空时间标准为3~5h。

(2)在雨水花园类型上,建议可增加以污染物种类和浓度来区分的类型。适当增加单项雨水花园在道路、停车场、住宅区等地区应用的具体设计要求。对雨水花园缓冲区距离范围、压低高度、路缘石类型应进行合理研究。着眼未来,可对现有雨水花园项目进行评估,增加设计目的、设计项目等合理类型。

(3)在雨水花园设计方法上,对比容积法、水量平衡法和流量法3种方法,结果显示,以邢台数据来看3种方法的设计计算结果由大到小为:容积法>水量平衡法>流量法。当以雨水径流控制为主可选择容积法,以径流污染控制为主可选水量平衡法或流量法,而流量法数值是必须要满足要求。

参考文献(略)