曹爽，鄭敬霖

（1.武漢市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院；2.中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430000）

上饒國(guó)際醫(yī)療旅游先行區(qū)作為上饒市南部一個(gè)嶄新的城市核心區(qū)，是開啟上饒市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)城市建設(shè)的戰(zhàn)略要地。本項(xiàng)目位于上饒國(guó)際醫(yī)療旅游先行區(qū)核心地帶，毗鄰上饒三清山機(jī)場(chǎng)、西臨上饒大道、南接320 國(guó)道、東至葉挺大道。作為上饒國(guó)際醫(yī)療旅游先行區(qū)的啟動(dòng)區(qū)，更是承擔(dān)著重要的戰(zhàn)略意義。

國(guó)家的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，但是城市的防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)卻相對(duì)滯后，“海綿城市”就是讓城市像海綿一樣蓄水、滲水和凈水。海綿城市利用人工結(jié)合生態(tài)的方法，使雨水資源得到了充分的利用。

1 基于SWMM 模型的海綿城市建設(shè)過程

1.1 項(xiàng)目概況

本工程位于江西省上饒市中心城區(qū)南部，由會(huì)議、會(huì)展、醫(yī)療相關(guān)的研發(fā)、療養(yǎng)、檢測(cè)、培訓(xùn)等多組建筑物組成。上饒國(guó)際精準(zhǔn)醫(yī)療中心項(xiàng)目總建設(shè)用地面積267463 平方米，約401.2 畝。本項(xiàng)目為其中的B 區(qū)部分，B 區(qū)建設(shè)用地155652 平方米。

1.2 海綿設(shè)施（LID）設(shè)計(jì)問題分析

圖1 項(xiàng)目范圍圖

海綿設(shè)施有多種形式，每個(gè)地方都有當(dāng)?shù)氐膶?dǎo)則作為設(shè)計(jì)依據(jù)，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)主要為《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》和《江西省海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，但是在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了很多問題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》和《江西省海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》針對(duì)的是整個(gè)江西省，不具有地方特點(diǎn)。本項(xiàng)目在上饒市，上饒市雖然地處江西省，但是它依然有其特有的氣候氣象等因素，江西省不能完全代表上饒市。（2）《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》和《江西省海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》更多的規(guī)定是關(guān)于全局關(guān)鍵因素的控制，并不能完全指導(dǎo)海綿城市設(shè)計(jì)中的一些具體問題。（3）即使所有的設(shè)計(jì)都符合《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》和《江西省海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，依然會(huì)有多種方案的選擇，并不是說按照導(dǎo)則做就只有一種方案，但是導(dǎo)則并不能提供進(jìn)一步判斷的準(zhǔn)則。（4）海綿設(shè)施設(shè)計(jì)的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》和《江西省海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，導(dǎo)則將一些復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化雖然有利于方案的設(shè)計(jì)，但是會(huì)造成不符合實(shí)際情況。

1.3 海綿城市設(shè)計(jì)方案解決對(duì)策

（1）概述。由于兩個(gè)海綿城市建設(shè)方案均符合導(dǎo)則和規(guī)范相關(guān)要求，因此根據(jù)相關(guān)規(guī)范、導(dǎo)則和現(xiàn)有方法無法判斷兩種方案的優(yōu)劣。本文采用SWMM 模型中的LID 單元對(duì)項(xiàng)目區(qū)兩個(gè)方案的關(guān)鍵參數(shù)系統(tǒng)徑流量進(jìn)行模擬分析以解決方案的選取問題。

（2）雨水設(shè)計(jì)參數(shù)。降雨數(shù)據(jù)采用了上饒市的暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，保證了模擬結(jié)果能代表當(dāng)?shù)氐臍夂驓庀笄闆r。雨水暴雨強(qiáng)度公式：q=2744.378(1+0.555lgP)/(t+17.408)0.759。 場(chǎng) 地雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P=3a，降雨歷時(shí)取20min，雨峰系數(shù)為0.3。

（3）匯水分區(qū)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目整體地勢(shì)較為平坦，西北高，東南低。綜合分析本項(xiàng)目的地形、坡度等因素，將項(xiàng)目區(qū)分為5 個(gè)匯水區(qū)域，分區(qū)域進(jìn)行控制。

（4）海綿設(shè)施布置方案設(shè)計(jì)。根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況以及《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》和《江西省海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，為了達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)年徑流總控制率的75%，本項(xiàng)目區(qū)實(shí)施現(xiàn)狀地塊的用地類型及用地構(gòu)成進(jìn)行徑流產(chǎn)流計(jì)算，計(jì)算采用加權(quán)平均法計(jì)算項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的徑流量，即為設(shè)計(jì)徑流控制量。匯水面主要有三種類型，分別為綠地、透水鋪裝、硬質(zhì)鋪裝。

綜合雨量徑流系數(shù)：

φ綜合=（φ綠地F綠地+φ硬質(zhì)鋪裝F硬質(zhì)鋪裝+φ透水鋪裝F透水鋪裝）/（F綠地+F硬質(zhì)鋪裝+F透水鋪裝）

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中給出的各種匯水面的雨量徑流系數(shù)，φ綠地取值0.15、φ硬質(zhì)鋪裝取值0.85、φ透水鋪裝取值0.25。

年徑流總量控制計(jì)算公式：

V總=φhF/1000

式中，V總為年控制徑流總量，m3；φ 為雨量綜合徑流系數(shù)；h 為年凈流總量控制率對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量，mm；F 為匯水面積，m2。

依據(jù)上式的計(jì)算和景觀、建筑的要求做出以下兩種方案。

（1）方案一（表1）

表1 方案一LID 設(shè)施布置

（2）方案二（表2）

表2 方案一LID 設(shè)施布置

（5）模型概化。根據(jù)地形及管網(wǎng)資料，將模型概化為5 個(gè)匯水區(qū)域、1 個(gè)排水口、5 個(gè)節(jié)點(diǎn)及5 根管道。項(xiàng)目區(qū)域范圍內(nèi)雨水管線重現(xiàn)期為3 年，降雨歷時(shí)20 分鐘，雨峰系數(shù)為0.3，其余參數(shù)按照暴雨強(qiáng)度公式確定。

圖2 模型概化圖

（6）模型參數(shù)確定。本項(xiàng)目滲透采用滲透模型采用霍頓模型，管網(wǎng)的匯流采用動(dòng)力波，滲透模型的最大入滲率取67.2mm/h，最小入滲率為12mm/h，入滲衰減系數(shù)為4/h。

（7）模擬結(jié)果比較分析。本次模擬選擇的降雨重現(xiàn)期為3 年，模型結(jié)果時(shí)間序列為每分鐘讀取一次數(shù)據(jù)，設(shè)置模擬時(shí)間為20 分鐘。模擬結(jié)果如下：

系統(tǒng)徑流過程線模擬：

圖3 系統(tǒng)徑流過程線圖（方案一）

圖4 系統(tǒng)徑流過程線圖（方案二）

根據(jù)以上模擬結(jié)果明顯可以看出，方案一中無LID 海綿設(shè)施和有LID 海綿設(shè)施兩個(gè)雨水峰值的差值更大，說明方案一布置的LID 海綿設(shè)施對(duì)雨水起到的消峰作用更大，所以方案一優(yōu)于方案二。根據(jù)模擬結(jié)果，本工程設(shè)計(jì)推薦采用方案一作為本項(xiàng)目的海綿設(shè)施布置形式。之所以會(huì)出現(xiàn)指南無法判斷的情況，本文作者認(rèn)為是指南過于簡(jiǎn)單所致，譬如不同形式的下凹式綠地在《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中的雨量徑流系數(shù)均為0.15，但是實(shí)際上不同形式的下凹式綠地的效果是不一樣的，下凹式綠地不同的形式可以在SWMM 中設(shè)置不同的參數(shù)解決了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》過于簡(jiǎn)單的問題。

圖5 SWMM 下凹式綠地參數(shù)設(shè)置

2 結(jié)語

由于海綿城市的相關(guān)導(dǎo)則和規(guī)范只對(duì)關(guān)鍵影響因素作了規(guī)定，所以在相關(guān)導(dǎo)則和規(guī)范的框架下依然有多種方案的選擇，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員方案選擇的困境。本文根據(jù)研究區(qū)域的匯水特點(diǎn)、地形坡度等基本信息的處理，對(duì)研究區(qū)域的管網(wǎng)、LID 布置形式和排口進(jìn)行了合理的模型概化，使模型更能反應(yīng)項(xiàng)目的實(shí)際效果，而不是簡(jiǎn)單的套導(dǎo)則和規(guī)范。本文通過對(duì)比分析兩種方案的系統(tǒng)徑流過程線圖，選取了更優(yōu)的方案，解決了該項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的選取困難，所述方法可供類似工程作為參考。