建筑景观中雨水的生态净化技术

1 建筑雨水利用的现状

1.1建筑雨水利用的现状与问题

建筑雨水的收集、净化与利用成为近年来社会日益关注的问题。据统计数据显示我国2/3的城镇水资源严重短缺，但同时雨水利用率尚不到10%[1]。另外一方面传统形式的建筑雨水收集与排放很少考虑雨水的滞留与净化，所以遇到暴雨便会形成城市洪水并且给城市排水管网造成压力。另外雨水在收集排放的过程中冲刷建筑屋面会形成污染，并且污染物质随水排入河流湖泊，部分渗透入地下对地下水源造成污染。。目前我国城市化建设过程中“重上轻下”问题比较突出，即重视地面上建筑，而忽视地下管网建设，尤其是城市排水和蓄水系统的建设[2]。

1.2 相关研究的进展

当前对于建筑雨水资源的收集净化及循环利用已经成为许多国家关注及研究的对象，其中美国、德国及日本等国走在探索的前列，采用的主要措施如下：

⑴利用建筑屋顶花园绿地滞蓄雨水，一方面收集雨水起到防洪作用，另一方面增加雨水的蒸发，起到增加空气湿度的作用，对不宜建设绿地的屋顶，或者“绿顶”消化不了的剩余雨水，将通过专门的已带有一定过滤作用的雨漏管道进入地下总蓄水池，再由水泵与地面人工湖和水景观相连，形成雨水循环系统，而地下总蓄水池又设有水质自动监测系统和雨水处理系统。

⑵建筑与景观结合新能源、新材料、新科技通过渗透作用完成雨水净化过程。与传统技术相比，它具有技术简单、设计灵活、易于施工、运行方便、适用范围大、投资少、环境效益显著等优点。

⑶雨水自然净化技术的应用，雨水管理应该模拟自然界即通过蒸发、渗透、径流的雨水管理过程来实践，利用建筑周边场地做为雨水调蓄渗透的场所一般为公园、绿地、庭院、停车场、运动场和道路等，采用渗透池、渗透井、渗透侧沟、调蓄池和下凹式绿地、人工湿地等方法，其景观形式上结合艺术化设计，完全模仿自然环境。

2 结合景观生态净化的设计技术

2.1 新能源与建筑雨水净化

建筑内收集的雨水常常因为水体封闭，流动缓慢，水域整体面积小，易污染，自净能力差。当温度较高时，一些富含N、P的水体中，藻类就会大量繁殖，使水的颜色变成绿色发出鱼腥味，严重一点的还会变黑变臭。太阳能具有储量的“无限性”，并且对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用，另外太阳能的开发利用几乎不产生任何污染，具有良好的经济性，因此太阳能水体修复技术的利用具有各方面的优势。设备的原理是利用在建筑顶部的太阳能电池板将太阳能转化为电能，带动直流曝气泵将收集的雨水池水流不断流动，再沿太阳能电池板流回水体中，实现对水体的曝气复氧，同时，部分能量供应给紫外抑藻模块的紫外灯，实现利用紫外抑藻功能。通过曝气复氧和紫外抑藻的复合作用，减少水体中浮游植物密度，增加水中溶解氧，减少水体的腥臭味，控制水体中的 COD、TN、TP 等污染物含量，从而提高水体的透明度，保持水体清澈洁净。另外在建筑屋顶或平台处可以设计玻璃水温室，利用太阳能在玻璃温室内蒸发雨水，利用水蒸气在温室顶部生成蒸馏水，之后收集起来进一步消毒处理，此外在有条件的地区也可以利用风能为上述净化提供电力。

2.2建筑雨水的渗透净化

建筑雨水根据建筑本身功能、分布、材料等的不同，污染物成分也不尽相同。其中所含的主要污染物为C0D、SS、氮、磷、重金属、油渍、无机盐等污染物。

首先建筑屋顶汇水面性质对雨水径流水质有最直接的重要影响，屋面径流的主要污染源是屋面的沉积物及屋面防水材料析出有直接关系， 城市建筑屋面主要有平屋顶和坡屋顶之分。从屋面材料看有水泥砖保护层屋面、卵石保护层屋面、瓦屋面、石油沥青油包屋面等，渗透过滤净化方法是处理建筑屋顶雨水的污染的有效方法之一，在屋顶进行景观规划设计的过程中可以考虑土壤堆积过滤的方法，土壤具有较强的净化能力与修复能力，并对进水负荷的增加具有一定的缓冲作用。用天然土处理雨水径流中的污染物时，处理效率随运行时间的增加而急剧下降，短期内会出现堵塞。通过掺加细砂的方法来改变土壤结构，试验结果表明：土砂比为7：1的人工土对污染物的去除效果最佳，且渗透通量大。净化效果与渗透深度密切相关，lm厚人工土对C0D去除率可达90%以上，即地表lm厚土壤层可去除雨水径流中大部分的污染物，随深度的增加，净化作用可望进一步提高，但提高幅度不大，并且土壤柱对氮、磷、重金属等均具有一定的去除能力。

其次目前新型研制的材料生泰硅砂经过加工可以有快速透水与具有阻水、透油的两种相反特性，其原料来源于沙漠的原沙既可制成有形状的---“生泰砂基透水砖”，也可结合下凹式绿地、渗透池、渗透井、渗透侧沟、调蓄池和人工湿地的结构做为铺垫层，过滤雨水中大颗粒污染物或将油污污染过的雨水进行油水分离以起到净化的作用，相对于水体传统的硬质防水防渗层做法来说更加生态环保，具有因地制宜施工方便，防蒸发将水体的收集与净化同步，造价低等特点。在建筑排水引流过程中可考虑利用吸附树脂来进行雨水净化，吸附树脂的外观一般为直径为0.3～1.0 mm的小圆球，表面光滑，根据品种和性能的不同可为乳白色、浅黄色或深褐色。主要可以吸附雨水中的有机污染物，以及农药等化学残留物。

3 结语

建筑雨水的收集、净化与再循环利用结合建筑景观已成为当今社会发展的趋势，设计结合新能源、新材料、新科技的技术方法成为前提，建筑雨水的净化通过太阳能风能的利用、渗透净化、结合周边景观为一体的系统营造方法具有广泛探讨和应用的前景。