海綿城市專項(xiàng)方案設(shè)計(jì)

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1引言

2013年12月，在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議的講話中強(qiáng)調(diào)“提升城市排水系統(tǒng)時(shí)，要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”[1]。2015年，國(guó)務(wù)院辦公廳《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》（國(guó)辦發(fā)〔2015〕75號(hào)），要求通過海綿城市建設(shè)綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，將70%的降雨就地消納和利用[2,3]。目前，全國(guó)正在開展多個(gè)城市的海綿城市建設(shè)試點(diǎn)，以期通過試點(diǎn)成果帶動(dòng)全國(guó)海綿城市高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)[4]。海綿城市的建設(shè)需要依托道路、綠地、地塊和水系等各種載體，住宅小區(qū)用地在城市建設(shè)用地中占比較高為40%~50%，是海綿城市建設(shè)的重要組成部分，如何合理、高效地建設(shè)海綿型住宅小區(qū)是海綿城市建設(shè)的重要任務(wù)，也是海綿城市建設(shè)目標(biāo)達(dá)成的重要內(nèi)容。本案以一個(gè)住宅小區(qū)海綿城市設(shè)計(jì)為例，介紹住宅小區(qū)海面城市方案設(shè)計(jì)的流程和要點(diǎn)。

2項(xiàng)目概況

項(xiàng)目總用地3.58hm2，建筑面積：0.46hm2，地上建筑面積5.36hm2，地下建筑面積2.77hm2，建筑密度12.98%；綠地率約35%；地面停車位12個(gè)，地下停車位550個(gè)。

3設(shè)計(jì)目標(biāo)

對(duì)項(xiàng)目的場(chǎng)地豎向、土壤滲透性能、地下水位、地下空間開發(fā)、雨水出路、圩區(qū)水位等建設(shè)條件分析，綜合確定影響本項(xiàng)目海綿城市建設(shè)的因素。結(jié)合本項(xiàng)目自身特點(diǎn)和圩區(qū)的問題與需求分析，構(gòu)建海綿型排水系統(tǒng)，制定年徑流總量控制率達(dá)80%和年SS總量去除率達(dá)60%的目標(biāo)。

4設(shè)計(jì)原則

該小區(qū)的專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案需遵循以下原則：（1）集中與分散相結(jié)合的原則：結(jié)合小區(qū)內(nèi)可利用成片綠地設(shè)置調(diào)蓄容積較大的集中型處理設(shè)施，利用建筑周邊零散綠地設(shè)置調(diào)蓄容積較小的分散型處理設(shè)施，構(gòu)建多樣化的海綿系統(tǒng)。（2）采用低影響開發(fā)原則：通過生物滯留池、人工濕地、植草溝等低影響開發(fā)設(shè)施實(shí)現(xiàn)雨水的滲透、滯蓄與凈化，降低項(xiàng)目開發(fā)對(duì)水文狀況的干擾。（3）先綠色后灰色、先地上后地下的原則：小區(qū)內(nèi)的雨水應(yīng)優(yōu)先采用地上海綿設(shè)施對(duì)雨水進(jìn)行滲透、滯蓄、凈化；其次，考慮采用地下灰色設(shè)施。（4）提高雨水資源化利用的原則：充分利用綠色設(shè)施的凈化作用，將凈化后的雨水儲(chǔ)存后用于小區(qū)內(nèi)綠地澆灑用水及車庫沖洗用水。

5設(shè)計(jì)策略

本次設(shè)計(jì)總體策略采用源頭分散式處理方式對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的雨水進(jìn)行收集、凈化，并通過蓄水池系統(tǒng)進(jìn)行收集、處理和回用。蓄水池收集范圍內(nèi)的場(chǎng)地雨水徑流，先進(jìn)入生物滯留池處理，凈化后的雨水和生物滯留池溢流雨水轉(zhuǎn)輸至蓄水池進(jìn)行回用，超過蓄水池存儲(chǔ)容積的雨水溢流接至室外雨水管道，最終排入河道。蓄水收集范圍外的場(chǎng)地雨水徑流，先進(jìn)入生物滯留池處理，凈化后的雨水和生物滯留池溢流雨水接至室外雨水管道，最終排入河道。

6海綿城市方案設(shè)計(jì)

6.1匯水分區(qū)劃分

在項(xiàng)目景觀方案的基礎(chǔ)上，依據(jù)場(chǎng)地豎向、道路和鋪裝布局、雨水管道排布、建筑屋面分水線的位置等，劃分每個(gè)海綿設(shè)施服務(wù)范圍，即匯水分區(qū)，并根據(jù)每個(gè)分區(qū)實(shí)際的下墊面情況并進(jìn)行匯流及海綿城市設(shè)計(jì)，每個(gè)分區(qū)都是一個(gè)獨(dú)立的目標(biāo)核算單元。

6.2設(shè)施規(guī)模

海綿設(shè)施的調(diào)蓄容積采用容積法進(jìn)行計(jì)算，將各分區(qū)設(shè)計(jì)降雨量目標(biāo)、綜合雨量徑流系數(shù)、匯水面積數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算出各海綿城市分區(qū)所需的調(diào)蓄容積。本項(xiàng)目地下室范圍內(nèi)生物滯留池滯留層高度為100mm，地下室輪廓線范圍外生物滯留池滯留層高度為200mm，根據(jù)各分區(qū)的調(diào)蓄容積和生物滯留池滯留層高度確定設(shè)施規(guī)模。經(jīng)計(jì)算，小區(qū)共建設(shè)生物滯留池1357m2。蓄水池的規(guī)模設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合小區(qū)回用水量要求，小區(qū)內(nèi)雨水回用對(duì)象主要為地下車庫沖洗和綠地澆灑。蓄水池考慮儲(chǔ)存3d的用水量，蓄水池規(guī)模290m3，其中雨水蓄水池270m3，雨水清水池20m3。

6.3目標(biāo)校核

采用SWMM對(duì)本項(xiàng)目連續(xù)降雨產(chǎn)生的徑流進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,分析項(xiàng)目進(jìn)出流量變化。通過海綿系統(tǒng)的構(gòu)建，本項(xiàng)目3年內(nèi)總降雨體積和出流總量分別為146461m3和28852.8m3，年徑流總量控制率達(dá)到80.3%，達(dá)到控制目標(biāo)。結(jié)合當(dāng)?shù)匾呀ㄉ餃舫氐奈廴疚锶コO(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)施的年SS總量去除率約為70%~95%，經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目的年SS總量去除率為64.7%，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

6.4雨落管斷接

采用雨落管外排水形式的屋面雨水，可選擇“明溝+散水口式”“盲溝+水簸箕”“空腔斷接”等方式，將原來進(jìn)入雨水管道的屋面雨水引導(dǎo)至建筑周邊綠地中生物滯留池進(jìn)行處理。

6.5生物滯留池

生物滯留池是雨水進(jìn)行凈化、滯蓄的核心設(shè)施，由于基地地下水位高，生物滯留池應(yīng)做好防滲處理。生物滯留池結(jié)構(gòu)層從上到下依次為滯水層、覆蓋層、過濾層、過渡層和排水層。

6.6植草溝

植草溝可以代替雨水管道或者排水溝進(jìn)行雨水的轉(zhuǎn)輸，如屋面雨水散排至周邊綠地和路面雨水漫流至周邊綠地均可以用植草溝轉(zhuǎn)輸至生物滯留池進(jìn)行處理。植草溝種植要求：宜種植密集的草坪（百慕大混黑麥草），控制植物高度在0.1~0.2m。

7結(jié)語

結(jié)合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容，形成海綿型住宅小區(qū)的典型設(shè)計(jì)流程：根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)條件確定本項(xiàng)目的問題與需求，基于上位規(guī)劃要求制定項(xiàng)目的海綿城市建設(shè)目標(biāo)，在既定目標(biāo)的基礎(chǔ)上結(jié)合項(xiàng)目自身特點(diǎn)確定設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)策略，并進(jìn)行海綿匯水分區(qū)劃分、確定類型、規(guī)模和布局，最后結(jié)合SWMM軟件對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行校核，確保設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

作者：洪凱 單位：科設(shè)勘察設(shè)計(jì)有限公司