南宁园博园景观水系水量平衡分析

作者:曹雷 张丽
单位:中国建筑设计研究院有限公司
摘要:河湖水系对海绵城市建设具有重要作用,以南宁园博园三大景观水系玲珑湖、清泉湖、七彩湖为例,对其水量平衡进行分析,以便充分利用三大水系自身流域的雨水进行补水,合理利用水资源,进而推动海绵城市的建设。
关键词:海绵城市 水资源 景观水系 水量平衡
作者简介:曹雷,中国建筑设计研究院有限公司高级工程师; 张丽,中国建筑设计研究院有限公司高级工程师;

0 引言

第十二届中国(南宁)国际园林博览会于2018年12月6日在南宁园博园开幕。南宁素有“中国绿城”的美誉,且湖泊众多。河湖水系对海绵城市建设具有重要作用,以南宁园博园三大景观水系玲珑湖、清泉湖、七彩湖为例,重点分析其水量平衡,进而合理利用水资源(见图1)。

1 三大景观水系

园博园有玲珑湖、清泉湖、七彩湖三大水系(见图2)。

1)玲珑湖位于园区北侧,总面积604018m2。全区根据地块位置分为南区和北区,南区水面面积105543m2,设计常水位为69.0m,调蓄水位为72.0m;北区水面面积137207m2,设计常水位为68.5m,调蓄水位为72.0m。南区与北区通过设置在东南侧及西南侧的溢流堰连通,水面由南区向北区流动。玲珑湖北区的水面达到设计水位后通过溢流堰排入八尺江(见图3)。

2)清泉湖位于园区中部,紧邻主入口区,是主入口区深入景区后的重要对景区域,占地面积429507m2,水体面积87458m2。清泉湖设计常水位为68.0m,调蓄水位为69.0m。

 

图2 园博园三大水系位置

图2 园博园三大水系位置

 

3)七彩湖位于园区南部,北邻清泉湖景区,水面面积41064m2,水流方向由南向北,设计常水位为68.0m,调蓄水位为69.0m。

2 水量平衡计算

为维持三大水系的景观效果,根据南宁气候及地质条件进行水量平衡计算确定补水量,保证水系常年保持一定水位。

2.1 计算公式

 

式中,△W为区域内蓄水量的年变化值(m3),可正可负;Wrb为人工补水量(m3/月);Wjr为地面径流入流量(m3/月);Wjy为月降雨量(m3);Wzd为月均蒸发量(m3),根据当地水面日均蒸发厚度乘以水面面积再乘以天数计算;Wsd为渗透量(m3/月),是水体渗透面积与入渗速率的乘积;Wl g为用水量(m3/月);Wjc为径流流出量(m3/月)。

 

2.2 原则

南宁市多年平均逐月蒸发量与降雨量如表1所示。南宁园博园场地内的岩土层主要为耕土,素填土,淤泥质土,第四系残积相,冲、洪积相的黏性土、砂土、碎石土及石炭系灰岩等。根据地勘报告结果,土壤渗透条件一般。

1)丰水月(5-8月)优先采用雨水进行景观灌溉;枯水月可采用泉水直接灌溉。

2)丰水月景观补水优先依靠雨水进行补充;枯水月可采用泉水进行补充。

3)进行年丰水月与枯水月的水量平衡,利用丰水月余量补充枯水月的不足,最大程度减少泉水补水量。

表1 南宁市多年平均逐月蒸发量与降雨量mm   

表1 南宁市多年平均逐月蒸发量与降雨量mm

3 三大水系水量平衡计算

3.1 玲珑湖

以玲珑湖南区流域1月为例进行水量平衡计算。玲珑湖南区水面面积105543m2,平均水深1.8m,水系总水量为194686m3。流入玲珑湖南区水系的流域面积为519540m2,流域面积综合雨量径流系数为0.37。根据公式进行水量平衡计算。玲珑湖南区水系各月水量平衡计算统计如表2所示。

1)月渗透量水系底部土壤主要为黏土,根据渗透系数,计算出玲珑湖南区水系每天的渗透量为467m3,每月的渗透量为14017m3

表2 玲珑湖南区水系各月水量平衡计算统计m3   

表2 玲珑湖南区水系各月水量平衡计算统计m3

注:此表不包含水系补水水量

2)每月流域面积汇入玲珑湖南区水量根据每月降雨量,可计算出1月汇入玲珑湖南区的雨水量为7614m3

3)每月玲珑湖南区自身降雨量1月玲珑湖南区自身降雨量为4337m3

4)每月玲珑湖南区自身蒸发量1月玲珑湖南区自身蒸发量6338m3

5)月人工每天补水量玲珑湖南区按45天整体换水1次考虑,每天补水量为194686/45=4326m3,每月补水量为129791m3

6)月用水量灌溉和浇洒定额为2L/(m2·d),最高日用水量为1039m3。4-10月按每3天浇洒1次,则每月用水量为10390m3;11月至次年3月按每6天浇洒1次,则每月用水量为5195m3

7)玲珑湖南区水系1月进水总量为充分利用雨水资源,减少对天然泉水的依赖,三大湖泊的水量平衡计算不计入补水量。

 

8)玲珑湖南区水系1月出水总量:

W=Wzd+Wsd+Wl g=6338+14017+5195=25550m3

9)玲珑湖南区水系1月净流入总量:

 

不考虑利用泉水补水情况下,5-8月降雨量大于蒸发量,灌溉水源采用湖水,玲珑湖南区净入总量为76183m3,水系可维持常水位且有盈余。

其余月份降雨量均小于蒸发量,灌溉用水采用泉水,这时仅4月和9月水系可维持常水位且有盈余,10月至次年3月入水量均不足,水系达不到常水位;年净入总量为23806m3,因此可在不需泉水补水情况下实现水系全年保持在常水位。

为保证玲珑湖南区常水位,可采取以下措施:4-5月挡水板可不升高,保持常水位即可;6-9月升高液压可调式电动挡水板,将盈余雨水量进行蓄存,总可蓄水量达69989m3;其他月份由于蒸发量较大,每月净入水量为负值,蓄水水量逐月减小,但仍可维持水位在常水位以上。

3.2 清泉湖

清泉湖流域面积458302m2,综合雨量径流系数为0.40。清泉湖水量平衡计算结果如表3所示。

不考虑利用泉水补水情况下,5-8月降雨量大于蒸发量,其余月份降雨量均小于蒸发量。4-9月灌溉水源采用湖水,清泉湖净入总量为101486m3,水系可维持常水位,且有盈余。

其余月份灌溉用水采用泉水,这时仅2月和3月水系可维持常水位且有盈余,10月至次年1月入水量均不足,水系达不到常水位;年净入总量为99493m3,因此可在不需泉水补水情况下实现水系全年保持在常水位。

为保证清泉湖常水位,可采取以下措施:2-7月挡水板可不升高,保持常水位即可;8-9月升高液压可调式电动挡水板,蓄存盈余雨水量,总可蓄水达23780m3;其他月份由于蒸发量较大,每月净入水量为负值,蓄水水量逐月减小,但仍可维持在常水位以上。

3.3 七彩湖

七彩湖流域面积475963m2,综合雨量径流系数为0.37。七彩湖水量平衡计算结果如表4所示。3-9月灌溉水源采用湖水,七彩湖净入总量为105848m3,水系可维持常水位且有盈余;其余月份灌溉用水采用泉水,这时仅12月水系不能维持常水位,其他月份(10月,11月,1月,2月)均可维持常水位;年净入总量为114775m3,因此可在不需泉水补水情况下实现水系全年保持在常水位。

为保证七彩湖常水位,可采取以下措施:1-10月挡水板不升高,保持常水位即可;11月升高液压可调式电动挡水板,蓄存盈余雨水,总可蓄水达2204m3;12月由于蒸发量较大,每月净入水量为负值,蓄水量逐月减小,但仍可维持在常水位以上。

4 结语

通过以上水量平衡分析,三大湖泊均可实现全年无补水。园区绿化灌溉和场地浇洒可优先采用湖水,经处理达到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》的规定后方可使用。在三大湖泊周边设雨水回用灌溉系统,用于周边灌溉和浇洒。

表3 清泉湖水系各月水量平衡计算统计m3   

表3 清泉湖水系各月水量平衡计算统计m3

注:此表不包含水系补水水量

表4 七彩湖水系各月水量平衡计算统计m3   

表4 七彩湖水系各月水量平衡计算统计m3

注:此表不包含水系补水水量

 

Water Balance Analysis of Landscape Water Systems in Nanning Garden Expo Park
1229 0 0
文字:     A-     A+     默认 取消