北京奧林匹克公園中區(qū)雨洪利用設(shè)計(jì)

1、北京奧林匹克公園雨洪利用設(shè)計(jì)前言為全面貫徹“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)”三個(gè)理念，北京奧林匹克公園中區(qū)重要景觀及龍形水系設(shè)計(jì)考慮了水資源的循環(huán)利用，把雨洪控制與利用納入到實(shí)際的建設(shè)中，以展示城市雨水排放新概念，實(shí)現(xiàn)雨水資源化。通過(guò)雨洪利用工程的設(shè)計(jì)與實(shí)施，一方面將提高本地水資源的利用率，緩解北京水資源缺乏與奧林匹克公園需水的供需矛盾，另一方面，也減輕奧林匹克公園及周邊防洪和排水壓力，對(duì)北京整體發(fā)展和綠色奧運(yùn)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。奧林匹克公園坐落于北京市中軸線北端，它包括北區(qū)的森林公園，中區(qū)的奧運(yùn)場(chǎng)館和南區(qū)的民族大道，共三大部分。規(guī)劃總用地面積約1135ha，其中北區(qū)的森林公園680ha，中區(qū)2

2、91ha，南區(qū)164ha。奧林匹克公園中區(qū)除奧運(yùn)場(chǎng)館和建筑用地之外的公用區(qū)域，包含了地面景觀（中軸路+樹陣區(qū)）38.3ha、下沉花園5.0ha、休閑綠地23.7ha、水系18.0ha和市政道路兩側(cè)的人行道部分10.1ha，雨洪利用設(shè)計(jì)總面積約95ha，約占中區(qū)規(guī)劃用地面積的1/3。雨洪利用設(shè)計(jì)針對(duì)奧林匹克公園中心區(qū)的地形、地質(zhì)和規(guī)劃用地特點(diǎn)，在三大奧運(yùn)理念和節(jié)儉辦奧運(yùn)的指導(dǎo)下，因地制宜，分別采用不同的雨洪利用方式，滿足綠地灌溉用水需求和減少地面積水與外排徑流，達(dá)到緩解本區(qū)域內(nèi)防洪和水資源短缺的問(wèn)題，以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)本區(qū)域內(nèi)的水資源可持續(xù)利用。（一）雨洪利用

3、原則提出了“下滲為主，適當(dāng)回收；先下滲凈化，再回收利用”的設(shè)計(jì)新理念。充分利用樹陣、廣場(chǎng)、非機(jī)動(dòng)車道的雨水，補(bǔ)充綠地、水系的部分水量消耗。設(shè)計(jì)中首先考慮樹陣、綠地、市政交通道路、鋪裝地面的自然下滲，再考慮超標(biāo)準(zhǔn)的雨水就地回收，就近利用，在滿足雨洪利用設(shè)計(jì)的要求下，節(jié)省工程投資。充分利用水系，對(duì)雨水實(shí)施有效管理，蓄泄結(jié)合，以蓄為主，合理攔蓄雨水資源。減少區(qū)域內(nèi)因開發(fā)建設(shè)造成的降雨徑流系數(shù)的增大，嚴(yán)格控制外排水量。（二）雨洪利用標(biāo)準(zhǔn)作為奧林匹克公園的重要景觀，綜合考慮其地塊的特性及其對(duì)雨水的涵養(yǎng)能力，中軸樹陣區(qū)和市政道路人行道采用2年一遇24h降雨的雨洪利用標(biāo)準(zhǔn)；休閑綠地部分、下沉花園及其它區(qū)域采

4、用5年一遇24h降雨的雨洪利用標(biāo)準(zhǔn)。各地塊徑流系數(shù)控制為1年一遇降雨外排水量的綜合徑流系數(shù)不超過(guò)0.1，2年一遇降雨外排水量的綜合徑流系數(shù)不超過(guò)0.3，5年一遇降雨外排水量的綜合徑流系數(shù)不超過(guò)0.5。（三）雨洪利用形式1.中軸路+樹陣區(qū)區(qū)域內(nèi)的廣場(chǎng)、非機(jī)動(dòng)車道及輕型車的鋪裝地面，均采用透水鋪裝。鋪裝面層采用新型環(huán)保的風(fēng)積沙透水磚，粘結(jié)找平層也同樣采用透水性較強(qiáng)的風(fēng)積沙，使其與面層緊密結(jié)合為一體，其下鋪設(shè)300mm厚級(jí)配碎石墊層，在級(jí)配碎石墊層內(nèi)鋪設(shè)全透型。另外在樹陣區(qū)和中軸路范圍內(nèi)，每各3050m設(shè)計(jì)一條1.2x0.9m的支滲濾溝，收集周圍滲透到級(jí)配碎石墊層內(nèi)的雨水，再通過(guò)支滲濾溝內(nèi)的全透型排

5、水軟管排入主滲濾溝，然后收集到集水池，供周圍綠化噴灌使用。透水墊層和排水軟管的鋪設(shè)，有雙向排水的功能，一方面便于雨水下滲、收集和利用，另一方面當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí)作為排水管，避免地下水頂托地面鋪裝。樹陣區(qū)內(nèi)每棵樹之間為透水的硬質(zhì)鋪裝，為達(dá)到滲水收集的目的，在設(shè)計(jì)中把區(qū)別于其它鋪裝顏色的一種鋪裝做成透水的溝槽收集雨水，溝槽由透水磚和透水墊層鋪裝而成，其下埋設(shè)透水管。雨水可以緩慢滲入土壤灌溉樹陣內(nèi)的樹木，從而減少灌溉量甚至不需人工灌水。多余的入滲雨水通過(guò)地下埋設(shè)的收集管道收集后引入專門的蓄水池存蓄，用于其它綠地灌溉。中軸路考慮到行走重型車和整體美觀的需要，在中間21.0m范圍內(nèi)鋪設(shè)花崗巖，為了達(dá)到雨洪

6、利用的目的，鋪裝縫隙采用透水縫隙，基層盡量采用無(wú)砂混凝土，基層下面鋪設(shè)級(jí)配碎石墊層。并在花崗巖鋪裝的兩側(cè)各設(shè)計(jì)了一條雨洪集水溝，集水溝用透水磚砌筑并于周邊的滲濾溝銜接，使下滲和排水溝收集的雨水相互滲透，形成完整的雨洪利用系統(tǒng)。集水溝內(nèi)還設(shè)置一定高度的擋水板，當(dāng)雨水超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，雨水才能外排。中軸路21.0m之外的區(qū)域仍采用透水鋪裝路面。近鄰國(guó)家體育館的慶典廣場(chǎng)為大面積的花崗石鋪裝，面層及基層均不透水。為了減輕排水壓力和改善排水的水質(zhì)，在地面雨水口處設(shè)置棄流框，棄流框的容積可以存蓄34mm的初期降雨，框內(nèi)設(shè)有多層過(guò)濾網(wǎng)，初期雨水過(guò)濾后下滲，后期雨水集中排放到下游的集水池。2.休閑綠地部分綠地部

7、分主要以雨水下滲為主，用綠地涵養(yǎng)水源，減少綠化灌溉。因此，全部采用下凹式綠地或帶增滲設(shè)施的下凹式綠地形式進(jìn)行雨洪利用。綠地比周圍路面或廣場(chǎng)下凹50100mm，路面和廣場(chǎng)多余的雨水可經(jīng)過(guò)綠地入滲或外排。增滲設(shè)施采用滲濾框、滲槽、滲坑等多種形式。在大面積的綠地內(nèi)也設(shè)計(jì)了一定數(shù)量的雨水口，但雨水口高于綠地50100mm，只有超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水才能經(jīng)雨水口排入市政雨水管道。與水系連接的綠地部分，只在水岸邊設(shè)計(jì)下凹式濾溝，當(dāng)雨水較大時(shí)，從綠地流下的雨水先經(jīng)過(guò)濾溝過(guò)濾后再流入水系，保證了收集雨水的清潔度。3.下沉花園部分下沉花園部分地下水位較高，下沉花園部分綠地雨水不宜全部入滲。因此，綠地下埋設(shè)全透型排水

8、管，將下滲的雨水引入蓄水設(shè)施收集起來(lái)以備回用。綜合考慮美觀和雨洪利用問(wèn)題，下沉廣場(chǎng)內(nèi)路面80采用透水鋪裝。不透水路面坡向透水路面，雨水經(jīng)透水路面下滲、收集或外排。4.市政交通道路市政交通道路兩側(cè)人行道采用透水鋪裝地面，機(jī)動(dòng)車道路為不透水硬化路面，在兩側(cè)設(shè)置環(huán)保型雨水口，將機(jī)動(dòng)車道內(nèi)的初期雨水和較大的污染物攔截后排入下游管道。5.龍形水系龍形水系總長(zhǎng)2.7km，水面寬度25150m，總水面面積18300m2，其中70000m2為建造在地下空間之上，設(shè)計(jì)上也完全做成生態(tài)水系。通過(guò)水系生態(tài)護(hù)岸涵養(yǎng)、滲濾收集雨水，每年可節(jié)省水資源90000 m3。（四）風(fēng)積沙透水磚的應(yīng)用在本工程雨洪利用硬質(zhì)鋪裝的選材

9、上，突破了采用常規(guī)砼透水磚和無(wú)砂混凝土墊層的做法，提出采用創(chuàng)新技術(shù)的做法風(fēng)積沙透水磚和風(fēng)積沙結(jié)合層。這種新材料、新工藝的創(chuàng)新技術(shù)，提高了路面透水性能和解決了大塊透水磚抗折強(qiáng)度的問(wèn)題，它的透水原理不是靠縫隙透水，而是靠破壞水的表面張力來(lái)透水，這樣，透水磚的表面可以做成光滑的質(zhì)感，不至于產(chǎn)生堵塞、失效的問(wèn)題，大大優(yōu)先于普通無(wú)砂混凝土透水磚。這種新技術(shù)的透水磚還具有很強(qiáng)的可塑性，可在磚上繪制各種設(shè)計(jì)圖案，這樣解決了中軸路圖案鋪裝的問(wèn)題，可替代中軸路部分花崗石鋪裝，提高雨洪利用效果。透水磚結(jié)合層也采用了風(fēng)積沙透水磚的材料，取代了無(wú)砂混凝土結(jié)合層。透水磚和結(jié)合層的主要材料是用沙漠中的風(fēng)積沙，是一種變廢為

10、寶的新技術(shù)，這種材料的使用在雨水下滲的過(guò)程中還能起到很好的凈化過(guò)濾作用。（五）雨水收集系統(tǒng)1.滲濾系統(tǒng)滲濾系統(tǒng)由透水鋪裝、多孔墊層、透水毛管、支滲濾溝、主滲濾溝組成。雨水通過(guò)多重過(guò)濾凈化，匯集到雨水集水池，回用水的水質(zhì)將滿足灌溉要求。 滲濾、收集系統(tǒng)回用系統(tǒng)透水地面多孔墊層透水毛管支滲濾溝主滲濾溝雨水集水池灌溉用水其它用水 透水鋪裝結(jié)構(gòu)由風(fēng)積沙透水磚（或帶縫隙的不透水材料）、風(fēng)積沙黏結(jié)找平層、墊層構(gòu)成，墊層內(nèi)一定間距埋設(shè)全透型排水管。雨水通過(guò)透水磚、連接找平層、墊層、全透型排水管得到多重凈化。為保證面層透水磚的平整和路面整體的穩(wěn)定性，在墊層之上鋪墊5080mm厚風(fēng)積沙黏結(jié)找

11、平層，此層為現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)，用化學(xué)方式固結(jié)，用機(jī)械方式夯實(shí)。支滲濾溝為透水地面局部下降形成通長(zhǎng)的滲濾溝槽，滲濾溝槽邊緣為無(wú)紡布反濾層，槽內(nèi)為單級(jí)配碎石，級(jí)配碎石內(nèi)埋設(shè)全透型排水管，雨水通過(guò)雨洪收集毛管匯入支滲濾溝。主滲濾溝的結(jié)構(gòu)基本同支滲濾溝，級(jí)配碎石內(nèi)埋設(shè)沖孔排水管，雨水通過(guò)支滲濾溝匯入主滲濾溝，再輸送到雨水集水池2.雨水集水池對(duì)2年一遇、5年一遇60min、120min、240min、360min、720min、24h各個(gè)不同歷時(shí)的時(shí)段降雨量進(jìn)行收集容積的試算，取各計(jì)算結(jié)果的最大值為設(shè)計(jì)值。通過(guò)計(jì)算并考慮到地域分塊和就近利用的條件下，在地面景觀部分設(shè)8個(gè)集水池，下沉花園部分設(shè)2個(gè)集水池，雨水集水

12、池的總?cè)萘繛?500m3。雨水集水池結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土獨(dú)立結(jié)構(gòu)，分散布置，在保證能順利收集來(lái)自主滲濾溝雨水的同時(shí)，使其盡量接近用水點(diǎn)。集水池內(nèi)設(shè)風(fēng)積沙滲濾墻一道，除了遮擋漂浮物之外，加強(qiáng)過(guò)濾，以保證吸水口的水質(zhì)絕對(duì)潔凈。集水池末端接灌溉用水系統(tǒng)，集水池的沖洗、排空均在該系統(tǒng)內(nèi)解決。（六）雨水集水池的雨水水質(zhì)雨水經(jīng)過(guò)下滲過(guò)濾后,水質(zhì)將得到極大改善。預(yù)測(cè)雨水集水池中有機(jī)物濃度（CODcr）低于30mg/L；SS的濃度為0mg/L；氨氮濃度<1mg/L左右，氨氮指標(biāo)優(yōu)于地表水III類水體標(biāo)準(zhǔn)，總磷（TP）濃度低于0.1mg/L，滿足地表水類水體標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)與生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ25.1-89）

13、和觀賞性水景類景觀用水的再生水水質(zhì)指標(biāo)（GB/T18921-2002）進(jìn)行對(duì)比，蓄水池中雨水水質(zhì)良好，能達(dá)到娛樂景觀回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。（七）雨洪利用綜合指標(biāo)表1  雨洪利用綜合指標(biāo)表序號(hào)名稱單位數(shù)量備注1雨洪利用總面積M2951721 2雨洪利用收集水量M3/年139170多年平均3雨洪入滲量M3/年324357多年平均4多年平均降雨量M3/年556757 5雨洪總利用率%80%多年平均 結(jié)論歸納起來(lái)，北京奧林匹克公園中區(qū)雨洪利用設(shè)計(jì)，具有以下的創(chuàng)新點(diǎn)：      先下滲凈化、再收集回用的雨水收集技術(shù)。        不透水面層與透水墊層相結(jié)合的雨洪利用技術(shù)。風(fēng)積沙透水鋪裝技術(shù)，形成風(fēng)積沙透水磚鋪裝標(biāo)準(zhǔn)。完全不透