南宁青秀山森林公园年雨水收集量为43.40×105 m3，为总需水量的77.74%，雨水是园区内最直接、的水资源。根据园区的气候、地形地貌等条件，将青秀山分为天池雨水区、北坡雨水区、蜡烛湾雨水区、清水麓雨水区、玫瑰湾雨水区和瓦窑雨水区6个区并对雨水进行收集，分别设计了集雨系统、净化系统及存储系统，旨在能够较为充分地利用雨水资源，达到缓解用水压力、节约经济成本、调蓄雨洪、改善水环境等目的。

      水是人类赖以生存的宝贵资源，对水资源合理的开发利用从古至今都是人类社会的重要课题。中国是一个人均水资源十分贫乏的国家，水资源短缺已成为中国水资源可持续利用的障碍之一[1-4]。降水是自然界水循环系统中的重要环节，合理地开发利用雨水资源对修复自然界水循环十分有效[5，6]。雨水作为一种最直接、的水资源[7]，已经广泛应用于社会生活之中。国外对城市雨水利用的实践及研究起步较早，从20世纪80年代起，欧美及日本等发达国家开展了对雨水进行收集利用的研究，形成了比较完善的雨水收集利用系统。中国城市雨水利用尽管取得了一定成果，但总体上起步晚，发展相对滞后[8]。

　　“雨水利用”含义非常广泛，在很多领域都有涉及，有狭义和广义之分。狭义的雨水利用主要指对汇水面产生的径流进行收集、储存和净化后利用。广义的雨水利用包括所有采取各种措施对雨水资源的利用，其主要包括收集、存储后的直接利用；各种湿地、池塘、洼地等人工水体对雨水的净化和利用；通过各种渗透措施，使雨水渗透至地下水体，补充地下水资源等[9-11]。对雨水进行收集利用具有多重意义，可解决水资源短缺，缓解水资源供需矛盾，带来良好的社会效益和经济效益；调蓄雨洪，减少洪灾事件的发生率；涵养地下水资源，改善水环境状况，产生良好的生态效益。
　

    　青秀山是“中国水城”南宁市的重要组成部分，是南宁市的窗口和名片，对城市形象有着举足轻重的作用。青秀山的雨水收集利用，是对节约型社会建设号召的响应，能够保护城市生态环境，节约城市水资源，实现人与水、自然与文化的和谐发展。

　　1 研究区域概况及雨水收集区域划分
　　1.1 区域概况
　　南宁市青秀山属于丘陵地带，地势北高南低，区域内海拔63.9～288.3 m，的凤凰岭海拔288.3 m，位于青秀山核心景区，是南宁市的峰。海拔位于区域南部沿江地带。相对高差224.4 m。青秀山西起青山路，北至凤岭分区，南面和东面连接邕江的地域，总面积1 243.31 hm2，包括核心景区、北坡生态保护区、森林植物园区和休闲娱乐区四大部分。现为集风景旅游、森林休闲度假、科普教育于一体的综合性的国家4风景区。

　　1.2 雨水收集区域划分
　　根据青秀山的水系分区及地形分布，将景区分为6个雨水收集区，分别是天池雨水区、北坡雨水区、蜡烛湾雨水区、清水麓雨水区、玫瑰湾雨水区和瓦窑雨水区。每个雨水收集区内根据径流系数的不同，分别对建筑、广场、道路、绿地和水体这5个集雨面的雨水进行收集[12]，具体见表1。 　　2 雨水量的计算

　　2.1 暴雨强度计算
　　南宁市的暴雨强度可根据广西建委综合设计院编制的暴雨强度公式（1）计算得出。
　　q= （1）
　　式中，q为暴雨强度，单位L/（s?hm2）；t为降雨历时，单位min；P为重现期。
　　根据GB50014-2006规定：南宁市的P值即重现期为2年，降雨历时取5 min，可得出青秀山森林公园的暴雨强度为456.21 L/（s?hm2）。

　　2.2 雨水流量计算
　　雨水流量计算公式（2）为：
　　Q=qAφ （2）
　　式中，Q为初期雨水排放量，单位L/s；A为汇水面积，单位hm2；φ为径流系数。径流系数φ同汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌等情况的不同而异。目前各种地面径流系数通常采用按覆盖地面种类确定的经验数值[13]。根据公式（2）计算得出青秀山各集雨面雨水流量见表2。

　　2.3 年雨水收集量计算
　　年雨水收集量可以根据公式（3）计算：
　　V=φHAα（1-β） （3）
　　式中，V为年雨水收集量，单位m3； H为降雨量，单位mm；α为季节折减系数，取0.85；β为初期雨水弃流系数，取0.15。根据公式（3）计算得到青秀山各区域年雨水收集量见表3。

　　2.4 水体蒸发量计算
　　采用水量平衡法[14]计算水体蒸发量，公式如下：
　　E=I-O+V-L±W （4）
　　式中，E为研究区域的蒸发水量，单位m3；I为入湖（库）的水量，单位m3；O为出湖（库）的水量，单位m3；L为渗漏水量，单位m3；W为出湖（库）的蓄水变化量，单位m3。青秀山入湖水量为138.86×105 m3，出湖水量为127.88×105 m3，降雨量为16.11×105 m3，渗漏水量为19.05×105 m3，蓄水变化量为1.24×105 m3，蒸发量为6.80×105 m3。

　　2.5 绿地用水量计算
　　绿地用水量为灌溉绿地用水总量，计算公式为：
　　S=γ×A×10-3 （5）
　　其中，S为绿地灌溉用水量，单位m3/d；γ为《城市中水回用标准》中绿地绿化用水量标准，按照绿化状况、气候和土壤情况确定，一般为1.5～2.0 L/（m2?d），南宁市采用1.7 L/（m2?d）。需浇灌的绿地面积为611.75 hm2，则绿地灌溉用水量为1.04×104 m3/d，年绿地灌溉用水量为37.96×105 m3。

　　2.6 生活用水量计算
　　参考GB/T 50331-2002，根据项目设施规模，对青秀山用水量进行估算，用水量为1 641.10 m3/d，年生活用水量为5.99×105 m3。

　　2.7 其他损失、总需水量计算
　　其他损失为其余不可预计的水量损失，取蒸发量、绿地用水量及生活用水量总和的10%。总需水量为蒸发量、绿地用水量、生活用水量及其他损失之和[12]。青秀山年水体蒸发量为6.80×105 m3，绿地用水量为37.96×105 m3，生活用水量为5.99×105 m3，则其他损失水量为5.08×105 m3，总需水量为55.83×105 m3（表4）。根据前面的计算可以得出，青秀山年雨水收集量为43.40×105 m3，总需水量为55.83×105 m3，收集雨水量为总需水量的77.74%。对青秀山进行雨水收集是切实可行的，也是经济环保的。所收集的雨水能供给园区内大部分的生活、景观、市政等所需水量，减少了水资源的浪费。对雨水的收集也能起到调蓄雨洪、减轻排水压力、补充地下水的作用。

　　3 雨水收集利用规划
　　根据建筑的总体规划，共设置雨水收集处理站2个，分别位于青秀山西南门和南大门，属于清水麓雨水区和蜡烛湾雨水区。共设置蓄水池22个，集水井72个。雨水管总长28 320 m。

　　3.1 清水麓雨水区
　　清水麓雨水区区域内建筑较少，可用于雨水收集的屋面仅有3个。因此，在建筑群集中的地方设置雨水收集处理站，在另一处建筑地下设置蓄水池。根据地表径流方向，在地势低洼处设置集水井7个。沿道路方向铺设雨水管，管道总长2 032 m。

　　3.2 天池雨水区
　　天池雨水区区域内设置3座蓄水池，用于储存建筑屋面雨水。在雨水径流量集中的地方设置集水井8个，铺设雨水管总长6 832 m。

　　3.3 北坡雨水区
　　北坡雨水区在北门区和种植基地各埋设1座蓄水池。在地势低洼处设置集水井3个。沿道路方向铺设雨水管，管道总长5 929 m。
　

  　 3.4 蜡烛湾雨水区
　　蜡烛湾雨水区区域内水域面积大，建筑群落多。设置11座蓄水池，集水井33个，雨水收集处理站1个，雨水管总长9 524 m。

　　3.5 玫瑰湾雨水区
　　玫瑰湾雨水区区域内设置蓄水池2座，集水井13个，雨水管总长1 842 m。

　　3.6 瓦窑雨水区
　　瓦窑雨水区区域内共设置蓄水池3座，集水井8个，雨水管总长2 161 m。
　

   　4 雨水收集利用系统设计
　　南宁青秀山的雨水收集利用系统主要由集雨系统、输水系统、净化系统、存储系统、供水系统等部分组成。

　　4.1 集雨系统设计
　　集雨系统主要指收集城市雨水的场地，按照城市下垫面的不同，主要包括建筑屋面、路面、人行道、广场、停车场、绿地和草坪等[15]。青秀山的集雨系统由建筑集雨系统、广场集雨系统、道路集雨系统、绿地集雨系统以及水体集雨系统5部分组成。

　　4.1.1 建筑集雨系统 青秀山中建筑众多，对屋面雨水的收集主要选取建筑体量大、使用人数多的建筑屋顶进行，屋面面积为45.72 hm2。屋面雨水采用外收集方式，收集系统由集水沟、收集管、水落管、连接管等组成[16，17]。雨水经初期弃流后，通过收集装置到达调节池，进行化学沉淀反应处理，再通过过滤，使处理后的水到达清水池，水泵从清水池中抽水，在水泵提升水过程中对水进行消毒处理。屋面雨水主要用于厕所冲洗、绿化浇灌、景观用水、消防用水等。 　　

      4.1.2 广场集雨系统 对广场雨水的收集，按照广场铺装渗水性的高低分为两种方式。铺装渗透性低的广场，由广场中心地带向边缘地带设置坡度，使地表径流能流向广场边缘的雨水口。雨水通过雨水管依次流经截污格栅、筛网后，最终汇入蓄水池。铺装渗透性高的广场，则可以在铺装下设置集水孔，雨水通过渗透性铺装渗入集水孔，由雨水管输入调蓄池中。经过处理后的雨水可用于路面冲洗、景观营造等。

　　4.1.3 道路集雨系统 南宁青秀山的道路雨水收集目标主要是对主干道区域的雨水收集，道路宽7 m，总长57.06 km，面积为39.94 hm2。
　　路面设置5‰的横坡，旨在路面排水并收集雨水。雨水沿坡流入雨水篦，经过初期弃流后，通过筛网由雨水管进入蓄水池。人行道铺设渗水砖，由集水孔流入雨水管道，最终进入蓄水池（图1）。对蓄水池中的雨水进行沉淀、过滤等净化处理后，可以用于绿地灌溉、景观营造、路面冲洗等。

　　4.1.4 绿地集雨系统 根据坡度的不同，对绿地雨水分三种方式进行收集。在地势略为平坦的绿地上，选取地势较低的点设置渗透渠，雨水由此经雨水管流入调蓄池。在有缓坡的绿地处，地表水流动的距离和时间都比较长，流动速度慢，大量渗入土壤之中，可在其低洼处布置渗井，储存多余水量并通过雨水管输送到地下蓄水池中。在坡度较为陡峭的地带，可在两侧设置鱼骨式的截水沟，这样既可以防止水流对土壤的冲刷又可以蓄水。绿地雨水可用于回灌绿地地下水，或者储存起来作为喷灌绿地和消防的用水。

　　4.1.5 水体集雨系统 水体本身就是一个自然界的调蓄池，拥有一定的自净能力。水体的雨水收集是以湿地的形式进行的（图2），再加以人工建造的土-植被系统净化雨水，形成一个天然的雨水收集处理系统。湿地不仅具备储水功能，还能随水位的变化形成不同景观，可谓是一举两得。人工湿地根据类型与结构的不同可分为表面流人工湿地、潜流人工湿地和复合垂直流人工湿地。其中潜流人工湿地具有较高的水力负荷率和去除率，是人工湿地设计中使用的结构形式之一[18，19]。雨水进入湿地后，由于水生植物根系及表层土壤和填料的截留作用从而达到净化水质的作用，净化后的水体可以作为景观用水、灌溉用水等。在植物的选择上，多采用深根挺水类植物，如香蒲、芦苇、鸢尾、美人蕉、千屈菜、水葱、慈姑、再力花等。净化后的水体一部分渗入土壤补充地下水，另一部分则可进行瀑布、跌水、溪流等水景景观的营造。

　　4.2 净化系统设计
　　净化系统就是对雨水进行净化处理的系统，包括雨水弃流、沉沙池、滤池、拦污栅等设施，主要是去除雨水中的泥沙、垃圾等杂质。青秀山的雨水净化主要依靠筛网、雨水篦、截污格栅等小型设施将污染物体拦截后，通过沉淀、过滤后的水体方可使用。对汇水面积大、雨水污染较严重的区域则设置调节池、清水池等净化设备。同时，通过土壤、植被的自身净化功能对雨水进行净化处理。园区内雨水经过水质净化工艺处理后能达到国家四类水一级排放标准和景观环境用水标准，以及城市杂用水水质标准，最终实现雨水回用作水体补水、绿地灌溉、道路冲洗、消防用水、冲厕等。

　　4.3 存储系统设计
　　青秀山的存储系统主要由蓄水池、集水井、湿地以及景观小品组成。

　　4.3.1 蓄水池设计 蓄水池的容积根据南宁气候资料，按一定设计重现期降雨量计算，计算方法参考公式（6）。
　　Ws= （6）
　　式中，Ws为蓄水池积水量，单位m3；hy为日降雨量，单位mm；δ为初期雨水弃流厚度，单位mm。蓄水池的大小需适宜，应在1～3 d内将池中雨水用完，为下一次降雨留出空间。若体积过大，不仅投资成本高，而且容易滋生细菌；体积过小又降低了蓄水池的产水量，达不到雨水回收利用的目的。

　　4.3.2 人工湿地设计 人工湿地的储存容积可用公式（7）计算：
　　V=CyA （7）
　　式中，V为湿地的储存容积，单位m3；C为系数，取10；y为汇水区的设计水位，单位mm。湿地选取砾石作为填料，水深40～60 cm[20]。将湿地的调蓄、净化功能与景观相结合，分别设计其在平水、枯水及洪水期时的不同效果。

　　5 小结
　　南宁青秀山气候条件优渥，植被资源丰富，水域面积宽阔，十分有利于雨水收集。对雨水资源进行利用，能解决园区内大部分的需水量，避免了水资源的浪费。降雨过程中植物群落对大部分的雨水进行截留、渗透以及净化，这些雨水回渗地下补充了地下水资源。湿地兼具净化与存储功能，可以起到净化水体、调蓄雨洪的作用。对雨水进行收集利用将有利于整个公园的可持续发展，真正做到低碳、经济、环保。