乡村私家庭院雨水管理技术研究
——以句容市丁庄村私家庭院为例

曹丽娜 刘春风 曾富超

(江苏农林职业技术学院，江苏 句容 212400)

乡村排水管网原本就不够完善，污水处理较落后，伴随乡村城镇化建设，不透水地面的增加，导致污废水及垃圾渗滤液积累在地表或沟渠中，随降雨排入水体，恶化水质[1]。而人们对乡村私家庭院景观要求日益提升，因此有必要对雨水管理技术进行研究，促进乡村庭院雨水景观建设，改善水环境。

1 丁庄村私家庭院现状条件分析

1.1 区域分析

私家庭院位于句容市丁庄村，丁庄村为全国旅游示范村，以葡萄种植和农家乐旅游混合产业为主，建有万亩示范葡萄园，生态环境优良。庭院位于村落的中部，东北邻S266茅山大道，南靠Y405乡道，周边以葡萄园为主，整体生态环境较好，但北侧有一处临时混凝土搅拌场，有灰尘。

1.2 气候水文分析

句容市位于N31°37′～32°12′、E118°57′～119°22′，属于北亚热带中部气候区，具有明显的季风气候特征，夏季高温多雨，冬季低温少雨，地处长江中下游，属低山丘陵区。

近60a，句容年平均气温维持在16℃左右，经数据统计表明，春夏秋冬四季气温都在变暖，以春季气温上升最多，约1.3℃。年平均降水量为1079.5mm，随着天气变暖，年降雨量又有所增多，干旱或偏干旱年份有所减少，大水年呈增加趋势[2]。主要灾害性天气为台风、暴雨(大暴雨)、短时强降雨、降雪和积雪，大雾和霾、雷暴、梅雨、大风、低温冻害等灾害性天气。随着降雨量的日趋丰沛以及应对暴雨、强降雨等灾害天气的措施，可以尝试利用雨水资源，对其进行收集、储存并循环使用，以补给高温天气或旱季用水。

因为句容的地理位置和气候环境，该地雨水资源丰富，水文条件较好。

1.3 用地类型与竖向分析

私家庭院的用地类型包括建筑屋面、庭院道路、硬质铺装和绿地等类型。场地整体地形较平坦，以铺装为零点，建筑西侧地形最高，约1.2m，延伸到建筑北侧呈缓坡下降；其余绿地坡度较平缓。庭院内最高点标高约8.00m，为2层建筑屋顶最高处，最低点标高约-2.40m，为水池最深处。铺装场地纵坡均不超过1%，该地形有利于在暴雨等极端天气下有效将雨水通过地表径流外排，庭院主要依靠自然地形排除雨水。

2 丁庄村私家庭院问题与需求分析

2.1 水池水质混浊，景观效果较差

庭院内西南角为人工水池，整体呈矩形非常规整，旱季水位下降严重，水质较混浊，目前部分驳岸已断裂，景观效果较差(如图1)。生活中，水池主要用来浇灌和清洗。

图1 庭院水池

2.2 旱季植物灌溉耗费多

庭院植物包括造景植物和农作物2类，每年干旱期降雨量少，主要依靠人工从水池取水进行浇灌，耗费人力、物力，夏季干旱期水池蒸发量较大，导致景观较差。

2.3 暴雨期雨水径流污染较严重

庭院内土壤属于黄土、黏土性质，雨水下渗性能弱且种植土壤外露严重，保水能力较差；庭院建筑排水管属于外露式(如图2)，因此，暴雨期和强降雨时易形成雨水径流，冲刷严重，水环境较差。

图2 建筑排水管

3 丁庄私家庭院雨水景观设计目标

综合考虑庭院的气候、水文、用地类型和地形等环境条件，结合海绵城市建设理念，针对问题和需求，确定项目定位及目标，因地制宜的设计雨水系统，科学管理庭院雨水。

3.1 景观提升

目前庭院景观有待提升，包括建筑、庭院铺装、水池、植物配置等。建筑二层有一处屋顶花园，目前花架顶部的玻璃有裂痕，将屋顶设计为蓄水的屋顶花园，满足阳台植物灌溉需求；庭院铺装将原来的水泥道路改为透水铺装，通过地面收集雨水储存在地下雨水罐中，供庭院植物灌溉同时补给水池；目前植物缺乏中层和地被草花类，将规划一片区域集中用于农作物种植，微地形处进行植物造景。

3.2 设计雨水管理系统

针对庭院中不同的用地类型，设计对应的低影响开发单项设施，通过各类设施的组合应用，形成一个完整、可循环的雨水管理系统，实现径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等目标。

参考《海绵城市建设技术指南》中的表F2-1(以南京数据为参照)，确定本庭院雨水管理目标为，庭院实现年径流总量控制率为80%，对应设计降雨量为29.7mm；流量控制目标为，实现三年一遇重现期下雨水经调蓄后安全排放。

4 丁庄私家庭院雨水管理方案

4.1 设计径流控制量计算

4.1.1 综合雨量径流系数计算

根据庭院中各种用地类型和规模，参照《指南》中各种下垫面雨量径流系数参考值，结合项目自身特征，采用加权平均法计算庭院综合雨量径流系数。各类下垫面雨量径流系数为：硬质屋面0.80，透水铺装地面0.08，水面1.00，绿地0.15，计算得出综合雨量径流系数φ为0.49。

4.1.2 设计总径流控制量计算

利用容积法计算设计调蓄容积：

V=10HφF[3]

式中，V为设计调蓄容积，m3；H为设计降雨量，mm；φ为综合雨量径流系数；F为汇水面积，hm2。

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

因此，该庭院总设计径流控制量为79.4m3。

4.2 竖向设计与汇水分区

庭院整体地势西高东低，高差约1.2m，根据现场用地条件、竖向条件及管网情况，详细划分为5个汇水分区(如图3)。

图3 庭院汇水分区图

4.3 设施选择与工艺流程

根据庭院自身面临的问题和需求，结合现场黏土性质、降雨量等情况，重点选择透水铺装、雨水花园、生态树池和储水罐等设施进行对雨水的源头滞蓄、净化、削减与资源化利用。

针对不同下垫面条件，分别采取不同的技术措施，对雨水进行导流、传输和储存并实现循环使用，形成一个完整的雨水循环系统。庭院中的建筑为坡屋顶，雨水流速快，对屋面设置横向截水沟进行截流，部分雨水储存在屋顶阳台，部分雨水通过排水管引入生态树池，经过滤净化排入水池；透水铺装过滤净化雨水后将其收集于储水罐，多余的雨水排至水池，旱季储水罐中的雨水用于植物灌溉；雨水花园本身可以过滤净化收集雨水，具体工艺流程如图4。

图4 庭院雨水管理工艺流程图

4.4 总体布局

根据庭院各汇水区计算所需径流控制量和各汇水分区下垫面情况，合理进行雨水技术设施布置。庭院南侧设计一处雨水花园，透水铺装地下设置储水罐，建筑前的花坛改造为生态树池，二层屋顶花园设置一个小储水罐收集部分屋顶雨水。

4.5 分区详细设计

1区用地面积为993.56m2，用地类型为屋面和生态树池，经计算，设计径流控制量为14.5m3；2区用地面积为1031.3m2，用地类型为透水铺装，经计算，设计径流控制量为15m3；3区用地面积为312m2，用地类型为水池，设计径流控制量为4.54m3；4区用地面积3029.8m2，用地面积为绿地，经计算，设计径流控制量为44.1m3；5区用地面积为109.5m2，用地类型为雨水花园，经计算，设计径流控制量为1.6m3。所有分区设计径流控制径流量如表1。

表1 汇水分区设计径流控制量计算表

根据庭院雨水设施布局，按照以上5个分区设施径流控制量计算方法，详细计算了5个分区内雨水设施径流控制量(如表2)。其中，1区的雨水通过屋顶、生态树池过滤净化后由储水罐储存，3区的雨水直接由雨水池储存，4区的雨水部分经过土壤下渗，过量的雨水径流由雨水池消纳，整个庭院雨水径流控制达标。

表2 分区内雨水设施径流控制量表

庭院雨水设施总径流控制量55.71m3，雨水池可控制径流量93.6m3，可实现总径流控制量约149.3m3，满足规划控制目标要求。

4.6 低影响开发设施设计

低影响开发采用源头分散式控制理念实现雨洪的生态管理，按照功能划分，主要包括渗透、储存、调节、传输和净化等功能[4]。庭院中使用的渗透技术设施主要为透水铺装，储存技术设施为雨水花园、储水罐，传输技术设施为渗管(透水盲管)，截污净化技术为生态树池。

庭院中原有的水泥铺装全部改为透水铺装，雨水通过透水铺装、透水基层、透水盲管传输至地下储水罐中。建筑南侧为雨水花园，上部临时蓄水高度为0.2m，种植土厚0.5m，砾石厚0.2m，通过植物、土壤、微生物系统协同控制，超出的雨水通过溢流管流至储水罐中[5](如图5)。

图5 透水铺装和雨水花园结构

屋顶的雨水部分通过落水管传输到生态树池，将雨水过滤净化储存在储水罐中，多余的雨水通过溢流管排放至雨水池，储水罐收集的雨水用于庭院植物灌溉。

5 小结

目前国内外研究较集中于城市降雨径流污染及控制，对于农村降雨径流研究较少，但美丽乡村的建设对雨水管理提出了需求，所以针对村庄的雨水管理技术进行研究具有现实意义。

本项目针对现场情况进行分析并结合海绵城市建设技术指南，提出庭院雨水管理目标。计算得出汇水分区的设计径流控制量和每一个分区内部的雨水设施径流控制量，核对每个汇水分区排水是否达标。经计算，各项低影响开发雨水设施规模和类型满足庭院规划控制目标要求。