水庫公園沿湖斜坡雨水收集和利用技術研究

郁德鉆，鄧志華

（西南林業大學，昆明 650000）

西湖水庫位于雷州市西湖大道附近，始建于1958年1月，原屬小型水庫，1963年，雷州青年運河東運河通水以后，它成為青年運河的結瓜水庫，距離鶴地水庫約128 km，后經1964年、1968年及1975年三次擴建而成現在的中型水庫，1998年12月完成庫區除險加固。洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為100年一遇，抗震烈度為7 度。設計灌溉面積為2 000 hm2，捍衛城市人口約20 萬人。西湖水庫是一座以灌溉為主，結合工業供水、防洪、發電和養殖等綜合利用的中型水庫，水庫集雨面積為8.23 km2，正常蓄水位為19.557 m，相應庫容為1 394 萬m3；設計洪水位為20.287 m，相應庫容為1 590 萬m3；校核洪水位為20.807 m，總庫容為1 765 萬m3；死水位為9.757 m，相應庫容為40 萬m3；汛期限制水位為18.557 m，相應庫容為1 150 萬m3，水庫發證高程為19.057 m，它是雷州市城區生活用水的儲備水源。

1 研究背景

1999年5月，廣東省政府批準西湖水庫為湛江市地表飲用水水源地，并劃定一級保護區與二級保護區的范圍。2011年1月，《廣東省地表水環境功能區劃》出臺，確定西湖水庫為水功能一級保護區。但由于管理工作不力，相關部門監管缺位，西湖水庫水域面積減小，水污染日益嚴重，水質日趨惡化，部分環境影響因子超標，致使庫區周邊產生大量水浮蓮，它屬于富營養化水體。為此，急需對西湖水庫進行綜合整治。

2015年以來，雷州市政府啟動水庫整治工程，規劃綠道9.34 km。經過一、二期工程建設，目前已累計完成綠道建設9.34 km，完成水庫區域內照明工程、綠化工程、入口親水平臺及格賓網工程等建設內容。水庫整體面貌得到提升，它具備一定服務功能，吸引不少市民到此休閑游憩。但是，市民到水庫邊游泳、垂釣、水上游覽、傾倒垃圾等行為對水源保護區造成再次污染，破壞整治效果。同時，隨著城市化進程的加快，西湖水庫作為城市中心，不僅是中心城區的主要水源，也是城市排水系統的末端匯集點，它對城市水資源持續供給和防止城市內澇起到關鍵作用。因此，有必要完善碧道、文化體育運動區、濕地公園、文化藝術區、停車場、棧橋、濱水走廊及護欄等建設工程，保護水庫飲用水源，保護國家一級水源地，雷州市西湖水庫公園項目應運而生。

本項目以海綿城市理論為基礎，下雨時吸水、蓄水、滲水并凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用，以提升城市生態系統功能，減少城市洪澇災害，其對滿足經濟發展需求、優化環境和生態恢復均有重要意義。在滿足經濟發展需求方面，結合全國水資源分布和存量現狀[1]，可以明顯看出我國水資源極端匱乏，但浪費非常嚴重。如何更好地、高效地利用水資源，減少水資源浪費，增加水資源存量是世界需要解決的重要任務。在水資源供需矛盾日益加劇的情況下，越來越多的國家開始認識到雨水資源的價值[2]，通過研究制定各項雨水綜合利用措施，更好地發揮雨水的經濟效益。在優化環境方面，雨水收集利用是人民安居樂業的重要保障，西湖水庫的環境與人們的生產生活直接相關，本工程通過綠色植物種植，調節生態系統，改善生態環境。三期工程的實施對環境起到整體美化作用，滿足人們的精神生活需求，創造出形、色、質更為協調的環境。其間開展水土保持[3]，恢復水庫周邊生態環境，減少水土流失，提升水庫服務功能。三期工程對西湖水庫進行綜合整治，將為廣大市民提供休閑、觀光的靚麗場所，創造良好的城市景觀界面，它是促進城市提質擴容的一項重要公益性民生工程。

2 項目概況

雷州市西湖水庫公園是西湖水庫綜合整治工程的最終成果，該項目的實施是為了更好地盤活西湖水庫，建設內容包括碧道、文化體育運動區、濕地公園、文化藝術區、停車場、棧橋、濱水走廊及護欄。基于西湖水庫周邊土地利用現狀，結合各段庫岸的多樣性，本項目進行庫岸、道路的統一規劃設計，并從水源保護和景觀設計的角度研究整體景觀體系，而整體項目能否成功的關鍵有3 點。一是打造西湖水庫北岸景觀系統，結合現有地形和保護水源、水土保持的要求，對庫岸植被進行提升，注重生態保護。二是充分利用現有地形高差及水位高差變化，因地制宜打造彈性濱水濕地景觀公園，用休閑散步道路串聯各地形高差空間，盡量減少土方量。三是大部分地塊存在明顯高差，安全隱患較大，在空曠地塊加裝護欄，滿足造型要求，同時與周邊環境相協調。

3 沿湖斜坡雨水收集和利用的必要性

按照賦存條件、含水層的水理性質和水力特征，雷州市西湖水庫周邊地區的地下水屬于第四系松散孔隙潛水及微承壓水。出露地表的松散空隙和孔洞是良好的透水介質，地下水以大氣降水和水庫補給為主，兼有地表水下滲補給，地下水徑流強烈，依地勢由高往低流動，以泉或滲流形式排泄于溪溝中[4]。目前，水庫沿湖周邊多為斜坡，總長約為9 km，水庫沿岸平地與水庫水面的平均高差約為5 m，現狀水土流失比較嚴重，水庫周邊土地耕性良好，但存在土層薄和結構力差等問題，再加上周邊人畜活動頻繁，缺乏水土保持設施，在暴雨的侵蝕下，水庫南北兩側水土流失日益加重。本項目從水源保護和景觀設計的角度研究整體景觀體系，以生態性原則為落腳點抓建設，實現可持續保護與提升，結合景觀功能，采用本土植物，構建城市海綿系統，打造雨水收集系統。

項目建設可能造成新的水土流失，特別是主體工程設施及管理區、保護區輔助設施與生態示范區建設，另外還有料場開采、廢棄物堆放、臨時施工占地等。因此，有必要基于沿湖斜坡進行雨水收集和利用。一是充分發揮城市濕地公園基本建設開發的巨大潛力。城市濕地公園的雨水收集系統不僅可以凈化園林景觀，優化環境，還具有蓄水防洪、水質凈化、水分補給等功能。因此，要充分發揮城市濕地公園的基本建設和發展潛力，更好地發揮城市“腎功能”。二是構建形象化城市，完成城市濕地功能。簡單來說，在城市小斜坡、低洼地等建立立體濕地系統[5]，形成濕地公園，通過管道排放雨水，同時利用城市雨水收集系統儲存和回收雨水，對水進行過濾。三是采取雨水收集利用措施，很好地預防各類活動和惡劣天氣帶來的不利影響，特別是暴雨對區域的危害，從而改善水庫區域的小氣候，增大空氣濕度，促進植物生長，水庫周邊生態環境得到有效恢復[6]。

4 沿湖斜坡雨水收集和利用的技術措施

雷州市西湖水庫公園設置多種雨水收集與利用設施，如圖1所示。一是設置下沉式綠地生物滯留帶草溝；二是人行道鋪裝；三是設置雨水花園；四是設置工程雨水收集與利用系統。

圖1 西湖水庫公園設置的雨水收集與利用設施

4.1 設置下沉式綠地生物滯留帶草溝

下沉式綠地生物滯留帶草溝是低勢綠地結合滯留帶設置的一種以本土草本植物為主的長條形公共綠地[7]，其高程低于周圍路面，不管其路緣石設計的高度與地表平齊還是高于周圍地表，可在路緣石上設置20～60 cm 的寬度，并且在集中入水口鋪設卵石等消能設施，使得雨水徑流以分散式進入下沉式綠地，或通過溢流口排入雨水管道。與線狀的植被淺溝相比，面狀的下沉式綠地能夠承接更多的雨水，在地勢較低的區域利用開放空間承接和儲存雨水，然后通過植物、土壤和微生物系統蓄滲、凈化徑流雨水，進而減少徑流外排作用。本項目根據沿湖斜坡現場實際情況，高效地設置綠化隔離帶，達到凈化、輸送道路徑流和營造景觀的多重目的。

4.2 人行道鋪裝

普通人行道大部分采用花崗巖面磚，這種磚不但成本高、不環保、不透水，而且存在不耐用、強度低、極易破碎等問題。本工程以“固廢利用、循環經濟”為目標，通過多次試驗，最終選定瓷質透水花崗巖。作為新型人行道鋪裝材料，它主要利用陶瓷廢料、礦山尾礦、工業廢渣等材料二次復合而成，成本低、防滑穩定、透水性好，也解決不耐用、強度低、極易破碎等問題，相比普通人行道透水磚鋪裝材料，其更美觀、更環保，使用體驗也有明顯的提升。降雨時，雨水能夠通過材料復合顆粒間的空隙快速滲入地下，打造出“雨天干燥路面”，實現“小雨不見水，大雨不積水”，從而提高路面抗滑能力，降低事故發生率，保障通行安全。

4.3 設置雨水花園

本項目主要借鑒美國波特蘭雨水花園設計理念，包括石材體系設計和植物體系設計。一方面，根據不同景觀需求，設置不同石材，湖邊底部的石材能使雨水在上面自由流淌，邊緣的鵝卵石又能夠使多余雨水很快地滲入地下，被土壤吸收；另一方面，為了營造人工濕地的自然生態環境，在沿湖水岸邊分布種植許多水生植物，使雨水花園增添綠色，植物可以吸收多種污染物，根系可以將碎石和沙土牢牢地固定，防止因長時間水流沖刷而引起水土流失和地基層松動。

4.4 設置工程雨水收集與利用系統

西湖水庫公園雨水收集與利用系統如圖2所示。雨水收集與利用系統可以提高雨水的利用價值，緩解水庫水污染面臨的困境。該系統采用開拓性技術，可以很好地回收雨水。西湖水庫公園主要利用雨水滲透補充地下水資源，減少地面塌陷和污水入侵對城市發展的威脅。雨水收集與利用系統可以儲存雨水，減少城市內澇[8]。該系統使用截污掛籃裝置和棄流過濾裝置對雨水進行收集和預處理，確保收集的雨水水質符合要求；建設雨水收集池，配套使用蓄水系統和凈化系統進行雨水儲蓄和凈化；最后通過壓力控制泵和雨水控制器將雨水送至用水點，雨水控制器可以實時顯示雨水蓄水池的水位。整個工程施工簡單，既不占用空間，還環保安全。

圖2 西湖水庫公園雨水收集與利用系統

5 結語

作為備用飲用水水源地，近年來，雷州市西湖水庫面臨諸多威脅，水域面積逐年減少，水污染日益嚴重，水質日趨惡化。西湖水庫沿湖斜坡較多且密集，沿湖斜坡可設置雨水收集與利用措施。本研究設計下沉式綠地生物滯留帶草溝，現場試驗后確定人行道鋪裝材料和方法，參考經典案例設計雨水花園，結合實際情況設計工程雨水收集與利用系統，形成沿湖斜坡雨水收集、處理及利用的成套技術措施，實現對雨水的收集、處理和利用，提高水資源回收利用率，從而加強水源保障，加快城市建設，完善城市功能，優化城市形象，促進區域社會經濟發展。