海绵小区建设的设计误区及对策

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:贺婷婷1 常允艳2 陈明3 杨政宏4 刘明哲5
[导读] 摘要:文章以海绵城市建设理论为基础,以某公共服务区的海绵城市专项设计为案例,论述了在海绵小区设计方面存在的误区,并提出相应的可操作性对策与建议。
        重庆水利电力职业技术学院  重庆  402160
        摘要:文章以海绵城市建设理论为基础,以某公共服务区的海绵城市专项设计为案例,论述了在海绵小区设计方面存在的误区,并提出相应的可操作性对策与建议。
        关键词:LID设施;海绵城市;指标;
        The design misunderstanding and countermeasure of sponge community construction(Architecture Engineering Department,Chongqing Water Resources and Electric Engineering College,Chongqing 402160,China)
        Abstract:Based on the theory of sponge city construction and taking the special design of sponge city in a public service area as a case study,this paper discusses the misunderstandings in the design of sponge community,and puts forward the corresponding operational countermeasures and suggestions.
        Keywords:LID facilities;Sponge City;Control rate;Index;
        1海绵城市理念
        1.1海绵城市建设内涵
        “海绵城市”的概念是由“雨洪管理”一概念演变而来。是指城市能够像海绵一样,具有一定的弹性,能面对雨水带来的自然灾害,如洪水、内涝等。在洪雨期间,雨水能通过城市的渗、蓄、滞、净、用等生态修复技术实现具有综合生态系统服务的“海绵体”[]。
        海绵城市建设的实质是尽量维持生态平衡的人工干预自然的活动。建设的目的是为了解决城市内涝等生态问题,减小水灾害,维持水生态平衡;建设目标是小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解,让群众切身感受到海绵城市建设的效果[]。海绵城市的设计与建造要遵循自然水循环规律、生态优先原则,工程设计与建造前后尽量保持水循环的一致性,在设计建造过程中避免过度设计,利用下垫面原始生态环境构造人居环境适宜、能充分发挥海绵城市效果的工程[]。
        1.2海绵城市专项设计指标
        海绵小区的设计从空间上来讲属微观设计,从整个海绵城市建设系统来讲,属于源头减排的设计。因此小区的设计质量关系到整个城市的海绵建设质量,亟需构建城镇可持续排水系统和绿色雨水基础设施
        1.2.1年径流总量控制率
        根据多年日降雨量统计数据分析计算(扣除降雨量小于2mm降雨事件),通过自然和人工强化措施,场地内年累计经过渗透、蒸发、过滤、回用等方式得以控制的降雨量占年降雨量的比值[]。计算场地全年累计(不外排)的雨量占全年总降雨量的百分比,包含蒸发部分。
        1.2.2年径流污染去除率
        区域内的年径流总量控制率与海绵城市建设设施对污染物(以SS计)的平均去除率的乘积[]。主要针对初期雨水,对控制的降雨量中的污染物进行削减。
        1.2.3雨水径流峰值控制
        峰值控制实质为水安全,是解决城市内涝的重要指标。在2年一遇24h降雨条件下,开发后外排雨水峰值流量不高于开发前[]。
        1.3海绵城市常用LID设施
        1.3.1植草沟
        用于收集和转输径流雨水的种有植被的地表浅沟。
 
        图1 转输型植草沟大样
        1.3.2雨水花园
        雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地,被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,或使之补给景观用水、厕所用水等城市用水。是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。
 
        图2 雨水花园
        1.3.3透水铺装
        透水路面是实现海绵城市“渗和净”的重要途径,采用透水材料,主要运用在停车场、人行道等低荷载路面上。
 
        图3 透水路面
        1.3.4调节塘
        以削减峰值流量功能为主,具有一定的径流总量和峰值流量控制效果,起到一定补充地下水和净化雨水的作用。适用于建筑与小区、城市绿地等具有一定空间条件的区域。功能较为单一,宜与雨水湿地合建,构成多功能调蓄水体。
 
        图4 多功能调节塘
        2海绵小区设计误区
        2.1过分夸大低影响开发雨水设施的作用,不计成本设计
        低影响开发是20世纪90年代始出现的雨水管理理念和技术手段,LID即Low Impact Development[]。通过低影响开发有助于调节城市水循环和减少内涝。传统雨水工程是由管道、管井、不透水路面等硬质工程组成的排水系统。与传统雨水工程相比,LID设施在水生态和水循环的维持方面有着不可比拟的优势,不少设计人员在设计时夸大LID设施的作用,完全摒弃传统雨水系统,认为海绵设计不需要灰质工程,这是理解误区。城市灰质工程(硬质工程)是城市水安全的有效保障,在雨水量过多、LID设施不能及时消化的时候,多余的雨水还是要通过灰质工程排出,否则仍然会产生内涝,只是出现内涝的时间有所减缓。因此不计成本的设计海绵城市对于城市水安全而言并不能起到推动作用。
        2.2下垫面解析误区
        下垫面主要分析场地地块类型、范围、面积等。以某公共服务区项目为例,天然绿地2975m2,透水地面1479m2,不透水地面2776m2,普通屋面1682m2。按照年径流总量控制力为75%计算,方法一按照所有下垫面不受控计算,需要LID设施面积522m2;方法二将其中天然绿地、透水地面列为受控项,不参与LID计算,需要LID设施面积424m2。天然绿地和透水铺装地面本身对径流就起到了控制作用,很难产生地面径流,不应纳入不受控项重复计算。
        2.3 LID设施选用布置不合理
        LID的计算结果,是一个LID设施总面积。而实际工程中,采用一个LID设施的集中布置方式不能满足较远地块位置的雨水径流控制。LID设施的布置应分散,并且应合理考虑不受控场地雨水的流入,LID设施也不应过多,设计冗繁,加大建设成本。在分散布置时,某些设计人员将LID设施拆分成2个及以上容积式设施,但是并未注意LID设施底部标高的高差,导致其中一个LID设施并未起到作用,设计时应注意设施联通并注意控制底部标高保持一致性。在设有容积式LID设施的分区,某些设计人员一味地采用植草沟,故意设计加长植草沟路径,增加建设成本,虽然雨水径流组织应尽量采用植草沟,但是建筑原版的排水沟也是雨水组织的形式之一,不应舍弃。还有一些设计人员,在布置LID设施时不考虑控制距离,有的LID设施布置间距过大,导致雨水径流收集路径过长。
        2.4 控制指标赋值过大
        海绵小区计算时,是将年径流总量控制率分解到每个服务范围及汇水分区。不少设计人员在分解指标时,没有充分考虑下垫面组成情况,例如硬质地面面积较多的区域,也按照上位控规标准75%的径流总量控制率来赋值,导致计算出的LID设施容积偏大,工程建设成本增加。
        2.5 LID设施的过度设计
        海绵小区设计应以“生态优先”为原则,轻改造,避免设计过度。不少设计人员将常规的LID设施都涉及到了,从植草沟到雨水收集利用或调节塘。看似项目十分完整,实则有些LID设施重复设计,过度设计,增加建设成本。例如针对时空降雨分布不规律,年际变化大的地区,在不缺水的情况下,不需要进行雨水收集和利用。又如有的场地地势平坦,并无天然洼地,为了实现计算雨水峰值控制,采用了调节塘,或者采用大量的雨水花园和生物滞留带,增加工程成本。
        3对策与建议
        3.1正确分析下垫面
        下垫面分析不是简单的对地块的划分,而是对场地类型、范围、面积还有竖向进行分析。正确分析下垫面是径流路径组织的基础,正确梳理受控项和不受控项的前提,也是汇水分区划分的基础。
        3.2防止过度设计
        要做到防止过度设计应从以下几个方面着手:
        第一,在控制指标赋值应根据下垫面实际情况进行指标分解。在选择指标时,优先选择规划指标,其次是项目所在地的有关政府文件,最后在没有上述两种指导性文件时,选择低影响开发标准。当某些项目的上位指标过高时,应及时向业主提出调整控规指标,并提供详细的论证资料,并提出满足排水分区总规划指标不降低的合理方案。
        选择硬质工程较多的净流控制率可以分解比上位指标低,绿地、透水等较多的下垫面可以赋值更高的径流控制率。总体上满足整个地块的加权平均值符合上位规划要求即可。
        第二,充分了解各种LID设施功能,合理选用合适的LID设施,避免冗繁设计。LID设施并不是越多越好,也不是完全能替代灰质排水工程。在这里要明确两种设施所承担的不同功能,LID设施承担减缓径流,曾加下渗,生态平衡的作用,灰质排水工程起到当LID设施超出负荷时的安全排水作用,灰质工程同样是内涝防止的有效手段。不少城市内涝的产生也是灰质工程堵塞或规模不满足排水要求所产生,因此灰质工程必不可少,LID也不能替代灰质工程。在设计时,结合地形地貌,场地特征考虑适合的LID设施,优先考虑植草沟和排水沟转输,雨水花园不是必须的,当需要将雨水花园分成多个设施时,应注意符合连通器原理,并且控制底部标高一致。
        第三,设计时应考虑成本,不必将植草沟、雨水花园、调节设施都设计一遍。时刻遵循生态优先原则,轻改造;并结合项目实际情况和所在区域气候特征选用合适的LID设施。
        第四,海绵设计并不是水专业的事情,建筑、和景观专业的配合也是海绵设计中不可缺少的环节。
        4结语
        海绵城市的设计计算主要有容积法和模型法。对于计算小区而言多采用容积法,对于面积较大的规划项目而言采用模型法更准确。
        作者简介:
        贺婷婷(1983.7-),女,重庆人,硕士,讲师,注册公用设备工程师(给水排水),重庆水利电力职业技术学院,研究方向:给水排水、消防、海绵城市。
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