建筑设计与节能建筑设计探索

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［摘要］涝池是我国西北黄土高塬地区的一种蓄水设施。礼泉县东塬村原涝池年久失修,淤积严重,整体功能基本荒废。基于此,按照防洪排涝要求,科学计算规划涝池样式,修建进水渠、排水渠,恢复涝池蓄水排涝功能,同时配置景观绿化设施,加强安全防护提醒,多方提升涝池建设生态、社会效益。

［关键词］涝池；修复整治；工程；设计；分析

1涝池概况

礼泉县东塬村原涝池位于村内偏东处,南北长29m,东西宽约20m,池内杂草从生,垃圾遍地,环境较差。由于年久失修,现状淤积严重,最深处不足2m,已失去原有涝池的防洪排涝功能。设计修复涝池位于村东南处,为全村最低处,东面有自然沟道,蓄存设计集水面积内雨洪量。通过进水渠汇集后经过前置拦污栅和沉砂池处理后流入涝池,然后通过涝池自净功能对水体进一步处理,形成具有生态价值的水面景观,并在涝池周围配套绿化美化措施,以改善所在村雨涝状况,推进新农村建设。经现场调查,设计涝池集水区无工矿企业,主要污染来源为群众生活污水。目前无集中收集处理措施,生活污水基本处于散排状态,靠蒸发和渗漏自然消耗。设计充分利用现状地形,对现有涝池进行维修改造,利用拦蓄降雨径流,营造生态湿地。同时合理配套绿化、文化等设施,使其成为群众农闲时期娱乐休闲的好去处。

2新修涝池设计

根据《陕西省涝池建设技术导则》相关规定,东塬村涝池为小型涝池,设计洪水标准为5年一遇6h降雨。

2.1水文计算

2.1.1洪峰流量采用推理公式法计算：Q=0.278KIF式中：Q为设计洪峰流量,m3/s；I为设计条件下最大降雨强度,mm/h；K为径流系数；F为汇水面积,km2。（1）设计降雨强度根据1∶1万地形图和采用GPS实际量测,通过绘图软件勾画东塬涝池汇流面积。勾画结果为：东塬村涝池汇流面积F=0.11km2（见图1）。由于设计涝池汇流面积远小于20km2,根据《咸阳市水文手册》规定可直接将点雨量当作面雨量计；根据《咸阳市水文手册》暴雨等值线图查得,涝池所在区域6h点雨量为40mm,即为面雨量。由《咸阳市水文手册》查得流域几何中心不同历时6h最大点暴雨量均值Hi及变差系数CV,取CS=3.5CV,P-Ⅲ型曲线得模比系数KP值,由公式Htp·点=Kp·Ht求各频率的设计点暴雨量,见表1。（2）径流系数设计涝池集水区为村庄,虽建筑较为集中,但非硬化面积占主要,参照《陕西省涝池建设技术导则》规定,综合分析项目区径流系数取0.35。经计算东塬村涝池设计洪峰流量Q=0.18m3/s。2.1.2设计洪水总量设计洪水总量,一般采用公式计算:W=10KRF式中：W为洪水总量,m3；F为集水面积,hm2；R为设计条件下降雨量,mm；K为径流系数。按上述方法计算,东塬村涝池设计洪水总量为2556m3。

2.2涝池池体设计

（1）涝池容积根据实测地形,以及平面布置计算,东塬村涝池容积为840m3。（2）涝池深度在设计标准条件下,根据设计洪水总量和涝池受周边地形、房屋、休闲娱乐场所、绿化要求等限制,充分考虑周边房屋安全,本次设计结合现状地形情况确定设计池深不超过2.5m、水深不超过1.96m、景观水深不超过1.0m。（3）防渗设计池底和四周采用30cm厚红胶泥防渗,上覆0.3m细黄土。（4）边坡防护为避免雨水对涝池边坡进行冲刷,池壁采用生态连锁式护坡砖护坡,并在连锁式护坡间隙中采用种植花草防护。

2.3进水工程设计

根据涝池所在位置及汇水现状,涝池进水工程由进水渠组成,进水渠后接沉砂池、涵管和陡坡段,将水流引入池底。进水渠均采用矩形混凝土渠道,断面形式采用矩形断面,按照明渠均匀流计算其断面尺寸,公式为：Q=ωC（iR）1/2式中：Q设为设计流量,m3/s；i为明渠底坡；C为谢才系数,C=R1/6/n,n为糙率,取0.02；ω为明渠过水断面面积（m2）,ω=bh；R为水力半径,m,R=ω/χ；b为明渠宽度,m；h为正常水深,m；χ为湿周,m,χ=b+2h。经计算,明渠宽度取0.4m时,进水渠水深介于0.21m~0.24m,安全超高取值不小于0.2m。进水渠采用矩形断面,为了便于施工,断面尺寸统一为0.4m×0.45m（宽×高）,侧墙宽0.15m,底板厚0.15m,采用C15砼浇筑,过路段引水加盖板,盖板采用0.15m厚C20钢筋砼具体尺寸。进水渠末端接沉淀池,沉砂池采用MU7.5砖、M5混合砂浆砌筑,底板厚0.24m,池顶加盖板,盖板采用0.15m厚C20钢筋砼,雨水在流入沉淀池前采用拦污栅对杂物进行拦截处理,拦污栅尺寸为0.5m×0.5m,拦污栅孔径不大于25mm。沉淀池后接DN400钢筋砼管,涵管出口后接1∶2陡坡,陡坡采用15cm厚C15砼衬砌。池底部采用15cm厚C15砼衬砌,砌护半径为1.0m。

2.4排水工程设计

根据实测地形条件,在涝池东南角布设排水渠,利用自然地形条件将多余水量排至现有板桥排水渠,设计排水渠进口高程为低于池顶0.5m。排水渠采用矩形断面,断面尺寸统一为0.6m×0.45m（宽×高）,侧墙宽0.15m,采用C15砼浇筑。2.5景观生态补水工程设计为满足人文景观及生态需求,设计在缺水情况下利用附近机井对涝池进行补水,该井出水量为32m3/h。经现场实测,补水工程需埋设φ110PVC管道80m。

3景观绿化工程设计

3.1景观绿化布局

在涝池周围顺势布置自然流畅的人行步道。为保护行人尤其儿童人身安全,防止事故发生,在涝池四周布设防护栏,防护栏采用水泥仿木护栏；在涝池周围及入口处的醒目位置布设安全警示牌、宣传栏等,增加植物布置,突出水土保持科技治理元素。

3.2植物配置

尽量保留原有树木,去除低矮的杂草、灌丛,增加观赏性较高园林植物,通过种植乔、灌、地被花卉,形成稳定的植物群落,提高观赏效果。①原则上保留原有的树种,去除枯死树木和病虫害严重的树木。②种植观赏性较高园林植物。乔木树种主要包括柳树、柿树、刺槐、桃树、杏树等；灌木树种主要有紫薇、木槿、石楠球、海桐球等；绿篱主要有刺柏、月季等；地被花卉主要有荷兰菊、郁金香等；草坪主要有剪股颖和麦冬。

3.3绿化种植技术

（1）乔木栽植技术栽植的乔木必须选择无病虫害、生长健壮的苗木或树木。为防止苗木在运输过程中缺水萎焉,影响苗木移植的成活率,要求：①从起苗到栽苗最好不要超过24h,柳树、皂角等可以延长至2d~3d；②如果遇到移植时温度过高,气候太干燥,每隔2h进行一次喷水,同时要喷适量的蒸腾抑制剂；③起苗前4d~5d灌足水,根系周围的土壤吸足水分后易挖掘,土球运输中不易破裂,土球直径为树木直径的5~6倍；④把根系修剪平整并涂生根粉,对光线敏感的树种（如雪松、白皮松等）应在树干上标记移栽前树冠的朝向,按原方向移栽。栽植深度比原土深2cm~3cm,栽苗时做到“三埋两踩一提苗”,栽植后需立即浇一次透水。（2）灌木栽植技术尽量选择阴雨天进行,要求：①做到随起苗、随分级、随运送、随修剪、随栽植、随浇水,土球大小为20cm～30cm,必须保持土球湿润,切勿暴晒；②从起苗到栽苗最好不要超过12h,如果不能及时移栽必须在假植区暂时进行假植；③如果遇到移植时温度过高,气候太干燥,每隔1h进行一次喷水。栽植深度比原土深1cm左右,栽苗时做到“三埋两踩一提苗”。栽植后需立即浇一次透水,成活期内土壤含水量必须达到田间持水量的60%。（3）绿篱栽植技术栽植的绿篱选择无病虫害、生长健壮、长势一致、略高于设计高度的营养钵苗。尽量选择阴雨天进行。根据栽植宽度设计为单排、双排。全面整地,栽植时先栽植外围的苗木,株行距基本一致,种植坑的深度略大于苗木的根系长,栽植深度与原土深一致或略低,填土埋实。设计中的灌木树种按照设计高度稍作修剪,修剪完毕围堰浇透水一次；成活期应做遮阴处理。（4）地被植物及草坪栽植技术草坪以铺植为主,地被花卉布设网格进行片植。铺植的草坪及种植的地被花卉必须选择无病虫害、生长健壮、长势一致的植物。全面整地。①草坪的铺植：尽量在阴雨天进行,采用满铺技术,将草皮以1cm～2cm的间隙铺植在整好的场地。铺设完毕浇透水一次,之后适墒情而浇。②地被花卉：按照设计要求选择布设网格进行成片栽植,栽植后浇透水一次,之后适墒情而浇。

4结论

涝池是我国黄土高塬地区的一种蓄水设施,池水可供畜用、洗涤,富余者还可灌溉农田。东塬村涝池建设工程完成后,通过拦蓄降雨径流,能避免雨水漫流、浸泡农房,保护群众的财产安全；充分利用天然雨水资源,形成局部生态水面景观,改善了当地人居环境,净化了空气和当地生态；涝池周边将成为百姓茶余饭后休憩游玩的场所,为美丽乡村建设所必须。

作者：时晓东 单位：礼泉县水土保持工作站