某小区海绵城市设计思考与建议--中国期刊网

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某小区海绵城市设计思考与建议

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：陈稽裕

[导读] 摘要：海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，在适应环境和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，国际通用术语为低影响开发雨水系统构建。

        柳州市建筑设计科学研究院有限公司广西柳州市 545000
        摘要：海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，在适应环境和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，国际通用术语为低影响开发雨水系统构建。为深入贯彻落实国家及广西壮族自治区关于推进海绵城市建设的文件精神，要求在城市建设中均应遵循低影响开发理念，落实低影响开发设施建设的主要内容。海绵城市技术按主要功能通常分为渗透、储存、调节、转输、截污净化等几类，柳州市海绵城市建设策略以削减地表径流、控制地面污染源、防治内涝为主，以雨水收集利用为辅。在做好海绵城市试点建设的同时，积极总结经验，扩大范围，加快完成海绵城市建设。
        关键词：海绵城市；设计；透水铺装；下沉式绿地
        引言
        为什么这么多城市缺水？一个重要的原因是水泥地太多，把能够涵养水源的林地、草地、湖泊、湿地给占用了，切断了自然的水循环，雨水来了，只能当污水排走，地下水越抽越少。习近平总书记说“山水林田湖是一个生命共同体，人的命脉在田，田的命脉在水，水的命脉在山，山的命脉在土，土的命脉在树”。可见解决城市的缺水问题，必须顺应自然，比如在提升城市排水系统时要优先考虑把优质的雨水留下来，考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。自财政部、住建部、水利部发布《关于印发海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）的通知》、广西住建厅批准实施《低影响开发雨水控制及利用工程设计规范》以及广西人民政府发布《关于推进全区海绵城市建设的通知》等指导性文件，海绵城市建设已成为工程建设中的重要内容。
        1项目简介
        柳州市作为广西壮族自治区海绵城市试点区之一。该项目位于柳州市柳北区，项目占地约40000m2，总建筑面积约200000㎡，其中地上建筑面积约155000m2，地下建筑面积约45000m2，绿地率30%，下沉式绿地率40%，道路占地20%，铺装率20%，透水铺装率40%，场地内共有9栋住宅建筑，建筑密度30%，建筑高度约73m。
        2小区海绵城市设计
        2.1住宅小区低影响开发雨水系统构建
        海绵城市建设－低影响开发雨水系统构建的基本原则是规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。因地制宜不同类型低影响开发技术具着众多不同形式的低影响开发设施，主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、调节池、植草沟、渗管/渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等等。根据《海绵城市建设技术指南2014》对我国近200个城市1983-2012年日降雨量统计分析，可得到柳州市年径流总量控制率范围在70%≤α≤85%。若年径流总量控制率取下限值70%，需要设计哪些低影响开发设施来实现呢？
        笔者在设计中以削减地表径流、控制地面污染源、防治内涝为主，以雨水收集利用为辅的基本原则，优先考虑透水铺装、下沉式绿地削减地表径流的低影响开发设施，若仍未达到相应年径流总量控制率要求再考虑其他设施。年径流总量控制率分析：净用地面积40000m2，屋面面积12000m2，绿地面积为12000m2，下沉式绿地面积为4800m2，平均蓄水深度为0.07m，道路占地面积8000m2，铺装面积8000m2，透水铺装面积3200m2（其他铺装为大石块铺装）透水层平均厚度0.2m加权孔隙率为0.2。依据70%的年径流总量控制率目标，查《海绵城市建设技术指南》表F2-1得到对应的设计降雨量H=22.7mm。查《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建（试行）》表4-3径流系数ψc表：道路、屋面ψc=0.85；绿地ψc=0.15；透水铺装ψc=0.10；大石块铺装ψc=0.6。加权计算雨量综合径流系数ψcz=（8000*0.85+1200*0.85+12000*0.15+7200*0.10+800*0.6）/40000=0.50。依据《海绵城市建设指南》第四章式（4-1），小区场地年径流总量控制率若要达到70%，应具有的低影响开发设施的控制容积：V控=10H*ψcz*F=10*22.7*0.50*4=454㎥。

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下沉式绿地调蓄容积：V绿=4800*0.07=336㎥；透水铺装调蓄容积：V透=3200*0.2*0.2=128㎥。由（V绿+ V透）和V控比较可得336+128=464≥454，可见本项目通过透水铺装、下沉式绿地低影响开发设施能够满足本住宅小区年径流总量控制率70%的要求。
        2.2小区低影响开发技术设施
        结合柳州市水文地质、水资源等特点及经济技术，因地制宜及经济高效的原则选择透水铺装、下沉式绿地低影响开发设施，其具有渗透、储存、调节、转输、截污净化等多个功能。
        透水铺装根据面层不同材料可划分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装。透水砖铺装和透水水泥混凝土铺装主要应用于广场、人行道、非机动车道等。当透水铺装应用在道路时，对道路路基强度以及稳定性都潜在一定风险，建议采用半透水铺装结构；当透水铺装设置在地下室顶板上方时，地下室顶板覆土厚度不应小于0.60m，且需设置排水措施；当透水铺装设置在土地，土地透水能力有限时，应在透水层内设置排水管或排水板等排水措施。笔者在设计该项目的机动车道（除消防车道外）、非机动车道均采用透水水泥混凝土铺装；人行道全部采用透水砖铺装，道路范围内可渗透消纳全部雨水，透水路面建议设计在车速低于30km/h的机动车道路上。透水铺装能渗透雨水、减少地表径流、补给地下水、美化生活环境、减少河床侵蚀及促进污染物降解。透水铺装不含阻碍雨水下渗的材料，可允许雨水渗透至地下。研究表明，当设置透水铺装时雨水径流的控制相当明显。其余宅间空间、景观节点、人行道、停车场及车行道等采用透水铺装，即透水砖；消防登高面处采用卡扣式透水花岗岩；停车场采用植草砖。（1）卡扣式透水花岗岩属于缝隙式透水方式，8mmPE卡扣固定花岗岩留出透水缝隙，面层透水材料满足CJJ/T188《透水砖路面技术规程》要求，抗压强度平均值≥50.0MPa，单块最小值≥42.0MPa，抗折强度平均值≥6.0MPa，单块最小值≥5.0MPa。（2）透水砖透水系数≥1×10-2cm/s；抗冻性满足50次冻融循环后抗压强度损失率≤20%，质量损失率≤5%。（3）基层透水混凝土主要技术指标满足《低影响开发雨水控制与利用工程技术规程》透水混凝土性能要求；透水系数≥0.5mm/s；抗冻性满足50次冻融循环后抗压强度损失率≤20%，质量损失率≤5%；强度等级满足抗压强度≥25MPa，抗弯强度≥2.5MPa。（4）底基层/垫层级配碎石满足《透水砖路面技术规程》要求。（5）路基根据《透水砖路面技术规程》，透水砖路面下的土基具有一定透水性，土壤透水系数≥1.0×10-3mm/s。（6）地质条件依据地勘报告，本项目土壤多为杂填土，渗透系数为5m/d（即5.79X10-5m/s），粉质黏土0.4m/d（即4.63X10-6m/s），满足渗透系数需要。（7）居住区公共场地路面可通过路缘石开口，将多余雨水溢出至绿地中，再通过溢流口将多余雨水排至市政雨水管道。
        下沉式绿地狭义上是指低于周边铺砌地面或道路在200mm以内的绿地；广义上是指具有一定的调蓄容积（在以径流总量控制为目标进行目标分解或设计计算时，不包括调节容积），且可用于调蓄和净化雨水的绿地，包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。笔者在设计该项目绿地时主要采用下沉式绿地形式。下沉式绿地满足正常绿地的基本功能，可使雨水进入下沉式绿地进行调蓄、下渗与净化，而非直接通过下水道排放，将其与超标雨水径流排放系统衔接，将未能及时消解的雨水径流通过管道排出场地。下沉式绿地低于周边铺砌地面或道路，下凹深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透性能确定，一般为100～200mm。下沉式绿地内一般应设置溢流口（如雨水口），保证暴雨时径流的溢流排放，溢流口顶部标高一般应高于绿地50~100mm。下沉式绿地对于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于1m及距离建筑物基础小于3m（水平距离）的区域，应采取必要的措施防止次生灾害的发生。绿地植物宜选用耐旱耐涝的乡土植物，以乔灌木结合为主。
        结语
        柳州市属于水资源相对丰富的地区，笔者建议海绵城市设计时应把握好“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设”的原则，设计阶段因地制宜落实低影响开发设施，应用“渗，滞，蓄，净，用，排”等技术，以削减地表径流、控制地面污染源、防治内涝为主，以雨水收集利用为辅，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。
        参考文献：
        [1]《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建（试行）》（2014年10月）
        [2]李冠南.关于海绵城市的探讨[J].低碳世界，2017（35）：200-201.
        [3]葛晓光.海绵城市雨水花园的研究分析及应用[J].建筑技术开发，2018（8）：1-2.