周宗东
中国建筑第八工程局有限公司 上海
摘要：临海项目在海绵城市设计中，控制年总径流控制率，控制径流污染控制率，达到小雨场地不积水，暴雨不内涝。结合当地气象条件浅谈海绵城市设计。
关键词 海绵城市 年总径流控制率 污染控制率 调蓄
本地块位于临港商务核心区，处于海绵示范区“一核、一围、四带、五区”的“一围”商务街区。地块为产业科研类设计用地，基地面积约2.2万㎡，总建筑面积10.9万㎡，建筑高度59.1m。地上为高层科研办公用房，地下二层均为汽车库及设备用房，楼栋沿周边市政路布置，园区内部合围形成中心景观区。
1 设计条件
该项目区域年降雨量均值为 1109.6mm，累年最大值为 1592mm（2012 年），最小值为 630mm（2003年），年雨日约 125 天。
该项目地区具有明显的海洋性季风特征，主要气候特征：气候温和，四季分明，雨量充沛，春季温凉多雨，夏季炎热湿润；东南风盛行，秋季先湿后干，冬季西北风为主， 寒冷干燥。
地区常年平均地下高水位埋深为 0.5 m，低水位埋深为 1.5m。根据本地区的工程实践，场地弱透水土层按 III 类环境较符合实际情况。
地区土壤的入渗率偏低，稳定入渗率在 1.0×10-5m/s 以下，低于农地和荒地，对于雨水下渗不利，地下水位较高，海绵绿色设施需设置防渗膜及更换入渗率更高的土壤的措施。
2设计目标与原则分析
2.1设计目标
本项目属于新建项目，经过海绵城市建设后应满足如下要求：
（1）年总径流控制率≥75%的控制目标，对应设计降雨量 22.44mm；
（2）径流污染控制率50%（以 SS 计）。
（3）五年一遇不积水，百年一遇不内涝。
2.2 设计原则
海绵城市方案设计遵循以下原则：生态优先原则、技术合理原则、经济合理原则。
2.3 设计计算依据
（1）调蓄容积
各海绵分区的设计调蓄容积采用《海绵城市建设技术指南（试行）》中的容积法进行计算：
V = 10HψF
式中：V——设计调蓄容积，m3；
H——设计降雨量，mm；
Ψ——综合雨量径流系数。
（2）综合雨量径流系数
采用加权平均法计算场地的综合雨量径流系数 φ：
φ=（φ 绿地 F 绿地+φ 硬化地面 F 硬化地面+φ 透水铺装 F 透水铺装）/（F 总面积） 式中： φ——场地的综合雨量径流系数
Fi——某种下垫面的面积，m2
φi——某种下垫面的雨量径流数
（3）径流污染削减率
污染物去除率根据《海绵城市建设技术指南》，年 SS 总量去除率 α=年径流总量控制率×低影响开发设施对 SS 的平均去除率。低影响开发（LID）设施对于悬浮颗粒物、有机物、部分金属离子和油类物质具有良好的控制能力。根据海绵城市相关设施的布置，径流均汇入设置的 LID 设施，根据各设施污染控制率计算得到各分区的 SS 削减率。场地的径流污染综合削减率根据下式计算：
β=α*Σ(Fi *βi 去除率)/ΣFi。
式中：β——场地的径流污染综合削减率；
α——场地的年径流总量控制率；
Fi——第 i 种 LID 设施的汇水面积，m2；
3 设计方案选择
3.1技术策略
(1) 建筑屋面径流组织
结合景观设计，在部分楼栋屋顶部分设置屋顶绿化，强化屋面对雨水径流的滞蓄能力。将各栋楼绿色屋面雨落管直接接入地下雨水管道，硬质屋面初期雨水经下凹绿地截污收集后去污处理，中后期雨水溢流进入蓄水池进行调蓄利用；超标雨水经分流超越蓄水池弃流，排放至地块的市政雨水管道中。
(2) 道路及铺装径流组织
结合路面的功能需求，采用适宜的透水铺装路面、透水沥青行车道，降低道路径流系数，减少路面产流，实现小雨不湿鞋的效果。
优化硬质铺装区竖向设计，通过硬质铺装坡向、周边绿地的竖向关系等设计，最大面积的使硬质铺装径流能方便地汇入绿地中的下凹绿地雨水设施进行消纳。
3.2技术路线
根据上文的分析，技术路线见下图：
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4 设计方案分析
4.1下垫面分析
本项目取各下垫面的径流系数可以计算出下垫面综合径流系数 0.55。
(1)室外总体绿化
结合雨水径流控制要求布置下凹绿地，并将道路径流引入其中进行消纳。
(2) 雨水调蓄与资源化利用
结合雨水调蓄池设计，建设雨水净化和回用系统，将收集到的雨水径流处理达标后用于场地绿化、道路冲洗。
4.2汇水分区及径流排水分析
综合分析项目总平面图及给排水管线布置方案，依据道路和铺装阻隔及雨水管线布置等，划分每个海绵设施服务范围，即汇水分区，并根据每个分区实际的下垫面情况并进行汇流及海绵城市设计，每个分区都是独立的目标核算单元。下凹绿地设置于硬质铺装周边，硬质铺装标高高于下凹绿地标高，下凹绿地中雨水蓄存达到溢流水位由下凹绿地内溢流口排放至周边雨水管网。
4.3海绵设施设置
海绵设施主要有透水铺装、下凹绿地、屋顶绿化、车库覆土pds虹吸排水系统、雨水调蓄池。其中，具有雨水调蓄功能的海绵设施为下凹绿地、雨水调蓄池。
5 海绵设施维护与管理
5.1运行维护
雨季来临前应对各项分散式雨水控制利用设施进行清洁和维护，确保其安全运行；在雨季定期对设施的运行状况进行检查。植物养护应满足景观和设施正常运行的要求。
5.2海绵设施监测
根据海绵设施监测管控要求，需在如下点位安装在线监测仪表，具体包括：
(1)雨水管网的监测：在基地雨水管网与市政雨水管网连接点安装超声波流量计、在线 SS 仪。
(2)截污池和调蓄水池监测：在水池内安装超声波流量计、在线 SS 仪、超声波液位计，对水位、水质、出口流量进行监测。
(3)雨量监测：选择相对空旷区域安装在线雨量监测设备，对雨量数据进行 24 小时采集分析。
6 海绵城市设计的实施意义
海绵城市能有效缓解城市内涝，使城市水生态得以修复。在海绵城市设施设计需结合我国的国情、气候、地理等因素特点，针对项目特点开展海绵城市建设的规划目标、技术方法、构建途径及实施策略。
参考文献
1 DG/TJ 08-15-2009 《绿地设计规范》
2 GB50400-2016 《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》
3 GB50014—2006（2016 年版）《室外排水设计规范》
4 GB/T51345-2018 《海绵城市建设评价标准》