鄉村私家庭院雨水管理技術研究
——以句容市丁莊村私家庭院為例

曹麗娜 劉春風 曾富超

(江蘇農林職業技術學院，江蘇 句容 212400)

鄉村排水管網原本就不夠完善，污水處理較落后，伴隨鄉村城鎮化建設，不透水地面的增加，導致污廢水及垃圾滲濾液積累在地表或溝渠中，隨降雨排入水體，惡化水質[1]。而人們對鄉村私家庭院景觀要求日益提升，因此有必要對雨水管理技術進行研究，促進鄉村庭院雨水景觀建設，改善水環境。

1 丁莊村私家庭院現狀條件分析

1.1 區域分析

私家庭院位于句容市丁莊村，丁莊村為全國旅游示范村，以葡萄種植和農家樂旅游混合產業為主，建有萬畝示范葡萄園，生態環境優良。庭院位于村落的中部，東北鄰S266茅山大道，南靠Y405鄉道，周邊以葡萄園為主，整體生態環境較好，但北側有一處臨時混凝土攪拌場，有灰塵。

1.2 氣候水文分析

句容市位于N31°37′～32°12′、E118°57′～119°22′，屬于北亞熱帶中部氣候區，具有明顯的季風氣候特征，夏季高溫多雨，冬季低溫少雨，地處長江中下游，屬低山丘陵區。

近60a，句容年平均氣溫維持在16℃左右，經數據統計表明，春夏秋冬四季氣溫都在變暖，以春季氣溫上升最多，約1.3℃。年平均降水量為1079.5mm，隨著天氣變暖，年降雨量又有所增多，干旱或偏干旱年份有所減少，大水年呈增加趨勢[2]。主要災害性天氣為臺風、暴雨(大暴雨)、短時強降雨、降雪和積雪，大霧和霾、雷暴、梅雨、大風、低溫凍害等災害性天氣。隨著降雨量的日趨豐沛以及應對暴雨、強降雨等災害天氣的措施，可以嘗試利用雨水資源，對其進行收集、儲存并循環使用，以補給高溫天氣或旱季用水。

因為句容的地理位置和氣候環境，該地雨水資源豐富，水文條件較好。

1.3 用地類型與豎向分析

私家庭院的用地類型包括建筑屋面、庭院道路、硬質鋪裝和綠地等類型。場地整體地形較平坦，以鋪裝為零點，建筑西側地形最高，約1.2m，延伸到建筑北側呈緩坡下降；其余綠地坡度較平緩。庭院內最高點標高約8.00m，為2層建筑屋頂最高處，最低點標高約-2.40m，為水池最深處。鋪裝場地縱坡均不超過1%，該地形有利于在暴雨等極端天氣下有效將雨水通過地表徑流外排，庭院主要依靠自然地形排除雨水。

2 丁莊村私家庭院問題與需求分析

2.1 水池水質混濁，景觀效果較差

庭院內西南角為人工水池，整體呈矩形非常規整，旱季水位下降嚴重，水質較混濁，目前部分駁岸已斷裂，景觀效果較差(如圖1)。生活中，水池主要用來澆灌和清洗。

圖1 庭院水池

2.2 旱季植物灌溉耗費多

庭院植物包括造景植物和農作物2類，每年干旱期降雨量少，主要依靠人工從水池取水進行澆灌，耗費人力、物力，夏季干旱期水池蒸發量較大，導致景觀較差。

2.3 暴雨期雨水徑流污染較嚴重

庭院內土壤屬于黃土、黏土性質，雨水下滲性能弱且種植土壤外露嚴重，保水能力較差；庭院建筑排水管屬于外露式(如圖2)，因此，暴雨期和強降雨時易形成雨水徑流，沖刷嚴重，水環境較差。

圖2 建筑排水管

3 丁莊私家庭院雨水景觀設計目標

綜合考慮庭院的氣候、水文、用地類型和地形等環境條件，結合海綿城市建設理念，針對問題和需求，確定項目定位及目標，因地制宜的設計雨水系統，科學管理庭院雨水。

3.1 景觀提升

目前庭院景觀有待提升，包括建筑、庭院鋪裝、水池、植物配置等。建筑二層有一處屋頂花園，目前花架頂部的玻璃有裂痕，將屋頂設計為蓄水的屋頂花園，滿足陽臺植物灌溉需求；庭院鋪裝將原來的水泥道路改為透水鋪裝，通過地面收集雨水儲存在地下雨水罐中，供庭院植物灌溉同時補給水池；目前植物缺乏中層和地被草花類，將規劃一片區域集中用于農作物種植，微地形處進行植物造景。

3.2 設計雨水管理系統

針對庭院中不同的用地類型，設計對應的低影響開發單項設施，通過各類設施的組合應用，形成一個完整、可循環的雨水管理系統，實現徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等目標。

參考《海綿城市建設技術指南》中的表F2-1(以南京數據為參照)，確定本庭院雨水管理目標為，庭院實現年徑流總量控制率為80%，對應設計降雨量為29.7mm；流量控制目標為，實現三年一遇重現期下雨水經調蓄后安全排放。

4 丁莊私家庭院雨水管理方案

4.1 設計徑流控制量計算

4.1.1 綜合雨量徑流系數計算

根據庭院中各種用地類型和規模，參照《指南》中各種下墊面雨量徑流系數參考值，結合項目自身特征，采用加權平均法計算庭院綜合雨量徑流系數。各類下墊面雨量徑流系數為：硬質屋面0.80，透水鋪裝地面0.08，水面1.00，綠地0.15，計算得出綜合雨量徑流系數φ為0.49。

4.1.2 設計總徑流控制量計算

利用容積法計算設計調蓄容積：

V=10HφF[3]

式中，V為設計調蓄容積，m3；H為設計降雨量，mm；φ為綜合雨量徑流系數；F為匯水面積，hm2。

V=10HφF=10×29.7×0.49×5465.6/10000=79.4m3

因此，該庭院總設計徑流控制量為79.4m3。

4.2 豎向設計與匯水分區

庭院整體地勢西高東低，高差約1.2m，根據現場用地條件、豎向條件及管網情況，詳細劃分為5個匯水分區(如圖3)。

圖3 庭院匯水分區圖

4.3 設施選擇與工藝流程

根據庭院自身面臨的問題和需求，結合現場黏土性質、降雨量等情況，重點選擇透水鋪裝、雨水花園、生態樹池和儲水罐等設施進行對雨水的源頭滯蓄、凈化、削減與資源化利用。

針對不同下墊面條件，分別采取不同的技術措施，對雨水進行導流、傳輸和儲存并實現循環使用，形成一個完整的雨水循環系統。庭院中的建筑為坡屋頂，雨水流速快，對屋面設置橫向截水溝進行截流，部分雨水儲存在屋頂陽臺，部分雨水通過排水管引入生態樹池，經過濾凈化排入水池；透水鋪裝過濾凈化雨水后將其收集于儲水罐，多余的雨水排至水池，旱季儲水罐中的雨水用于植物灌溉；雨水花園本身可以過濾凈化收集雨水，具體工藝流程如圖4。

圖4 庭院雨水管理工藝流程圖

4.4 總體布局

根據庭院各匯水區計算所需徑流控制量和各匯水分區下墊面情況，合理進行雨水技術設施布置。庭院南側設計一處雨水花園，透水鋪裝地下設置儲水罐，建筑前的花壇改造為生態樹池，二層屋頂花園設置一個小儲水罐收集部分屋頂雨水。

4.5 分區詳細設計

1區用地面積為993.56m2，用地類型為屋面和生態樹池，經計算，設計徑流控制量為14.5m3；2區用地面積為1031.3m2，用地類型為透水鋪裝，經計算，設計徑流控制量為15m3；3區用地面積為312m2，用地類型為水池，設計徑流控制量為4.54m3；4區用地面積3029.8m2，用地面積為綠地，經計算，設計徑流控制量為44.1m3；5區用地面積為109.5m2，用地類型為雨水花園，經計算，設計徑流控制量為1.6m3。所有分區設計徑流控制徑流量如表1。

表1 匯水分區設計徑流控制量計算表

根據庭院雨水設施布局，按照以上5個分區設施徑流控制量計算方法，詳細計算了5個分區內雨水設施徑流控制量(如表2)。其中，1區的雨水通過屋頂、生態樹池過濾凈化后由儲水罐儲存，3區的雨水直接由雨水池儲存，4區的雨水部分經過土壤下滲，過量的雨水徑流由雨水池消納，整個庭院雨水徑流控制達標。

表2 分區內雨水設施徑流控制量表

庭院雨水設施總徑流控制量55.71m3，雨水池可控制徑流量93.6m3，可實現總徑流控制量約149.3m3，滿足規劃控制目標要求。

4.6 低影響開發設施設計

低影響開發采用源頭分散式控制理念實現雨洪的生態管理，按照功能劃分，主要包括滲透、儲存、調節、傳輸和凈化等功能[4]。庭院中使用的滲透技術設施主要為透水鋪裝，儲存技術設施為雨水花園、儲水罐，傳輸技術設施為滲管(透水盲管)，截污凈化技術為生態樹池。

庭院中原有的水泥鋪裝全部改為透水鋪裝，雨水通過透水鋪裝、透水基層、透水盲管傳輸至地下儲水罐中。建筑南側為雨水花園，上部臨時蓄水高度為0.2m，種植土厚0.5m，礫石厚0.2m，通過植物、土壤、微生物系統協同控制，超出的雨水通過溢流管流至儲水罐中[5](如圖5)。

圖5 透水鋪裝和雨水花園結構

屋頂的雨水部分通過落水管傳輸到生態樹池，將雨水過濾凈化儲存在儲水罐中，多余的雨水通過溢流管排放至雨水池，儲水罐收集的雨水用于庭院植物灌溉。

5 小結

目前國內外研究較集中于城市降雨徑流污染及控制，對于農村降雨徑流研究較少，但美麗鄉村的建設對雨水管理提出了需求，所以針對村莊的雨水管理技術進行研究具有現實意義。

本項目針對現場情況進行分析并結合海綿城市建設技術指南，提出庭院雨水管理目標。計算得出匯水分區的設計徑流控制量和每一個分區內部的雨水設施徑流控制量，核對每個匯水分區排水是否達標。經計算，各項低影響開發雨水設施規模和類型滿足庭院規劃控制目標要求。