海綿城市專項方案設計

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1引言

2013年12月，在中央城鎮化工作會議的講話中強調“提升城市排水系統時，要優先考慮把有限的雨水留下來，優先考慮更多利用自然力量排水，建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”[1]。2015年，國務院辦公廳《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》（國辦發〔2015〕75號），要求通過海綿城市建設綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70%的降雨就地消納和利用[2,3]。目前，全國正在開展多個城市的海綿城市建設試點，以期通過試點成果帶動全國海綿城市高質量、高標準的建設[4]。海綿城市的建設需要依托道路、綠地、地塊和水系等各種載體，住宅小區用地在城市建設用地中占比較高為40%~50%，是海綿城市建設的重要組成部分，如何合理、高效地建設海綿型住宅小區是海綿城市建設的重要任務，也是海綿城市建設目標達成的重要內容。本案以一個住宅小區海綿城市設計為例，介紹住宅小區海面城市方案設計的流程和要點。

2項目概況

項目總用地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，地下停車位550個。

3設計目標

對項目的場地豎向、土壤滲透性能、地下水位、地下空間開發、雨水出路、圩區水位等建設條件分析，綜合確定影響本項目海綿城市建設的因素。結合本項目自身特點和圩區的問題與需求分析，構建海綿型排水系統，制定年徑流總量控制率達80%和年SS總量去除率達60%的目標。

4設計原則

該小區的專項設計方案需遵循以下原則：（1）集中與分散相結合的原則：結合小區內可利用成片綠地設置調蓄容積較大的集中型處理設施，利用建筑周邊零散綠地設置調蓄容積較小的分散型處理設施，構建多樣化的海綿系統。（2）采用低影響開發原則：通過生物滯留池、人工濕地、植草溝等低影響開發設施實現雨水的滲透、滯蓄與凈化，降低項目開發對水文狀況的干擾。（3）先綠色后灰色、先地上后地下的原則：小區內的雨水應優先采用地上海綿設施對雨水進行滲透、滯蓄、凈化；其次，考慮采用地下灰色設施。（4）提高雨水資源化利用的原則：充分利用綠色設施的凈化作用，將凈化后的雨水儲存后用于小區內綠地澆灑用水及車庫沖洗用水。

5設計策略

本次設計總體策略采用源頭分散式處理方式對場地內的雨水進行收集、凈化，并通過蓄水池系統進行收集、處理和回用。蓄水池收集范圍內的場地雨水徑流，先進入生物滯留池處理，凈化后的雨水和生物滯留池溢流雨水轉輸至蓄水池進行回用，超過蓄水池存儲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地雨水徑流，先進入生物滯留池處理，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海綿城市方案設計

6.1匯水分區劃分

在項目景觀方案的基礎上，依據場地豎向、道路和鋪裝布局、雨水管道排布、建筑屋面分水線的位置等，劃分每個海綿設施服務范圍，即匯水分區，并根據每個分區實際的下墊面情況并進行匯流及海綿城市設計，每個分區都是一個獨立的目標核算單元。

6.2設施規模

海綿設施的調蓄容積采用容積法進行計算，將各分區設計降雨量目標、綜合雨量徑流系數、匯水面積數據代入公式，計算出各海綿城市分區所需的調蓄容積。本項目地下室范圍內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，根據各分區的調蓄容積和生物滯留池滯留層高度確定設施規模。經計算，小區共建設生物滯留池1357m2。蓄水池的規模設計應結合小區回用水量要求，小區內雨水回用對象主要為地下車庫沖洗和綠地澆灑。蓄水池考慮儲存3d的用水量，蓄水池規模290m3，其中雨水蓄水池270m3，雨水清水池20m3。

6.3目標校核

采用SWMM對本項目連續降雨產生的徑流進行動態模擬,分析項目進出流量變化。通過海綿系統的構建，本項目3年內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到80.3%，達到控制目標。結合當地已建生物滯留池的污染物去除監測數據，設施的年SS總量去除率約為70%~95%，經計算，項目的年SS總量去除率為64.7%，達到設計目標。

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，將原來進入雨水管道的屋面雨水引導至建筑周邊綠地中生物滯留池進行處理。

6.5生物滯留池

生物滯留池是雨水進行凈化、滯蓄的核心設施，由于基地地下水位高，生物滯留池應做好防滲處理。生物滯留池結構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行雨水的轉輸，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輸至生物滯留池進行處理。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結語

結合本項目的設計內容，形成海綿型住宅小區的典型設計流程：根據項目建設條件確定本項目的問題與需求，基于上位規劃要求制定項目的海綿城市建設目標，在既定目標的基礎上結合項目自身特點確定設計原則和設計策略，并進行海綿匯水分區劃分、確定類型、規模和布局，最后結合SWMM軟件對設計目標進行校核，確保設計目標的實現。

作者：洪凱 單位：科設勘察設計有限公司