常儇宇，郭 清

（昆山市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，江蘇 昆山 215337）

0 引言

近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越重視社會(huì)發(fā)展過(guò)程中城市建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，以維持社會(huì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。海綿城市建設(shè)作為一種低影響開(kāi)發(fā)模式，有利于保護(hù)自然生態(tài)格局，維系生態(tài)本底的滲透、滯蓄、蒸發(fā)（騰）、徑流等水文特征的原真性，保護(hù)和恢復(fù)降雨徑流的自然積存、自然滲透、自然凈化，提高水生態(tài)系統(tǒng)的自然修復(fù)能力［1］。

昆山自 2016 年入選為江蘇省海綿建設(shè)試點(diǎn)城市以來(lái)，在全市范圍大力推廣海綿城市建設(shè)理念，同時(shí)在示范區(qū)范圍內(nèi)建成了一大批海綿城市項(xiàng)目。昆山根據(jù)水資源環(huán)境特征及城市現(xiàn)狀問(wèn)題，結(jié)合自身探索，以提升城市彈性、可持續(xù)性和宜居性為目標(biāo)，重構(gòu)水與公共空間價(jià)值觀。其中，昆山杜克大學(xué)校區(qū)低影響開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、江南理想校區(qū)和康居公園區(qū)域建設(shè)項(xiàng)目、昆山市中環(huán)路海綿型道路改造項(xiàng)目入選國(guó)家案例集［2］，隨著海綿建設(shè)工作的不斷開(kāi)展，這些建成的海綿項(xiàng)目是否達(dá)到預(yù)期效果，實(shí)際施工建設(shè)能否按照規(guī)劃設(shè)計(jì)完成，建設(shè)效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，均需要對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

根據(jù)海綿城市建設(shè)的理念和內(nèi)涵，年徑流總量控制率和年 SS 總量去除率為地塊海綿城市建設(shè)的核心控制指標(biāo)［3］，在每個(gè)地塊規(guī)劃設(shè)計(jì)階段均對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)提出了明確要求，但這兩個(gè)指標(biāo)在地塊項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中會(huì)受到實(shí)際地形環(huán)境、施工技術(shù)水平及各專(zhuān)業(yè)的配合情況等因素的影響，因此海綿城市建設(shè)完成后對(duì)這兩個(gè)核心指標(biāo)的核查過(guò)程應(yīng)充分考慮各影響因素，使得地塊海綿城市建設(shè)績(jī)效能夠得到精確評(píng)估。

本文以實(shí)際工程為例，介紹了一種基于實(shí)測(cè)的地塊海綿城市建設(shè)績(jī)效考核指標(biāo)計(jì)算方法，以期為地塊海綿城市建設(shè)績(jī)效評(píng)估工作及如何在實(shí)際施工過(guò)程中控制海綿城市建設(shè)施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)海綿城市績(jī)效提供借鑒和參考。

1 研究項(xiàng)目和評(píng)估指標(biāo)

1.1 研究項(xiàng)目

昆山某新建居住小區(qū)，位于昆山市鎮(zhèn)東圩區(qū)，地面高程一般在 3.2 m 以下，易受洪澇威脅，地下水位較高，土壤漬害較重，項(xiàng)目地塊呈矩形，南北向長(zhǎng)約 100 m，東西向長(zhǎng)約 350 m，主要由 15 層到 26 層的高層住宅組成，地塊東南角設(shè)一所幼兒園，項(xiàng)目占地面積 30 900.0 m2，其中綠地面積 16 071.2 m2。

規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況對(duì)海綿設(shè)施分布盡量合理優(yōu)化，減少較大的高差改變，即在場(chǎng)地低點(diǎn)設(shè)置海綿設(shè)施。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的海綿設(shè)施包括生物滯留池、下凹式綠地、濕式植草溝、轉(zhuǎn)輸型植草溝、透水鋪裝、蓄水池。通過(guò)這些海綿設(shè)施將場(chǎng)地雨水收集、凈化，減少面源污染，并能削減場(chǎng)地徑流總量，減少雨水外排量，降低排水壓力，項(xiàng)目整體大貌如圖 1 所示。

圖1 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)照片

1.2 評(píng)估指標(biāo)

本項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)包括年徑流總量控制率和年 SS 總量去除率，其定義如下。

年徑流總量控制率：根據(jù)多年日降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，場(chǎng)地內(nèi)累計(jì)全年得到控制的雨水量占全年總降雨量的百分比。

年 SS 總量去除率：雨水經(jīng)過(guò)海綿設(shè)施的物理沉淀、生物凈化等作用，場(chǎng)地內(nèi)累計(jì)多年平均得到控制的雨水徑流 SS 占多年平均雨水徑流 SS 總量的比例。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)為年徑流總量控制率為 87.77 %，年 SS 總量去除率為 70.22 %。

2 實(shí)測(cè)

通過(guò)對(duì)近幾年的海綿城市設(shè)計(jì)及施工過(guò)程跟蹤研究和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，很多因素會(huì)造成建成的海綿績(jī)效評(píng)估指標(biāo)存在偏差，如下墊面粗糙程度、場(chǎng)地豎向布置、海綿設(shè)施布置、海綿設(shè)施內(nèi)部構(gòu)造、海綿設(shè)施連接、過(guò)濾層材料厚度、排水系統(tǒng)施工、匯水口設(shè)置位置、雨水控制流程、滯留層高度、溢流設(shè)施構(gòu)造、植物選型、長(zhǎng)勢(shì)等，其中場(chǎng)地豎向布置（場(chǎng)地綠化、道路等區(qū)域的主要高程、坡向）、海綿設(shè)施布置（海綿設(shè)施類(lèi)型和位置）、雨水控制流程（如雨落管斷接和海綿設(shè)施之間的銜接）及排水系統(tǒng)四個(gè)要素對(duì)績(jī)效評(píng)估指標(biāo)影響的因素權(quán)重較大，因此現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)內(nèi)容主要圍繞這幾個(gè)方面進(jìn)行。

2.1 場(chǎng)地豎向布置實(shí)施情況的實(shí)測(cè)

通過(guò)對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)所有匯水區(qū)域的檢查，并結(jié)合激光全站儀、測(cè)距儀等測(cè)量工具對(duì)場(chǎng)地綠化、道路等區(qū)域的主要高程、坡向測(cè)量發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目?jī)?nèi)大部分區(qū)域可實(shí)現(xiàn)有效匯水，有效匯水區(qū)內(nèi)雨水徑流能夠匯入海綿設(shè)施。項(xiàng)目共劃分為 54 個(gè)匯水區(qū)，總面積 30 900.0 m2，其中有效匯水區(qū) 28 個(gè)，總面積 12 700.0 m2，無(wú)效匯水區(qū) 22 個(gè)，具體匯水區(qū)劃分如圖 2 所示。本項(xiàng)目匯水區(qū)中透水場(chǎng)地為綠地、停車(chē)位、透水鋪裝；不透水場(chǎng)地包括硬質(zhì)道路、硬質(zhì)廣場(chǎng)、硬質(zhì)屋頂。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)匯水區(qū)示意圖

2.2 雨水控制流程

通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)及施工文件審查和現(xiàn)場(chǎng)檢查，該項(xiàng)目部分匯水區(qū)雨水徑流匯入雨水管道，最終進(jìn)入 200 m3的蓄水池收集再利用，雨水收集凈化流程示意圖如圖 3 所示。有效匯水區(qū)內(nèi)廣場(chǎng)及綠地雨水通過(guò)轉(zhuǎn)輸型植草溝匯入生物滯留池或下凹式綠地，無(wú)效匯水區(qū)內(nèi)雨水直接匯入市政雨水管網(wǎng)。

圖3 雨水收集凈化流程示意圖

2.3 海綿設(shè)施布置

通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)及施工文件審查和現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，部分生物滯留池、下凹式綠地、轉(zhuǎn)輸型植草溝的布置與竣工圖紙存在偏差。小區(qū)內(nèi)停車(chē)位采用植草類(lèi)透水鋪裝，現(xiàn)場(chǎng)共設(shè)置 20 個(gè)生物滯留池、7 個(gè)下凹式綠地、1 條濕式植草溝、24 條轉(zhuǎn)輸型植草溝、1 個(gè)蓄水池。實(shí)際海綿設(shè)施具體布置情況如圖 4 所示。

圖4 海綿設(shè)施布置情況示意圖

2.4 海綿設(shè)施參數(shù)

1）生物滯留池。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙生物滯留池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 5 所示，豎向結(jié)構(gòu)包括滯留層、過(guò)濾層、過(guò)渡層、排水層。過(guò)濾層采用的填料根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤性質(zhì)進(jìn)行配比，滲透系數(shù)為 200 mm/h。為提高生物滯留設(shè)施的調(diào)蓄作用，在穿孔管周?chē)鲈O(shè)礫石防止土壤進(jìn)入穿孔管。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1 所示。

表1 生物滯留池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖5 生物滯留池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

通過(guò)文件審查和現(xiàn)場(chǎng)檢查，對(duì)項(xiàng)目生物滯留池的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行檢查，并匯總實(shí)際檢查結(jié)果。

2）下凹式綠地。本項(xiàng)目下凹式綠地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 6 所示。

圖6 下凹式綠地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖

3）濕式植草溝。本項(xiàng)目濕式植草溝過(guò)濾層采用生物物料介質(zhì)，增加一層透水土工布。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 7 所示。

圖7 濕式植草溝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖（單位：mm）

4）轉(zhuǎn)輸型植草溝。本項(xiàng)目植草溝優(yōu)先采用梯形轉(zhuǎn)輸型植草溝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 8 所示。

圖8 轉(zhuǎn)輸型植草溝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖

5）透水鋪裝。本項(xiàng)目停車(chē)位采用植草類(lèi)透水鋪裝，總面積共 807.3 m2；兒童游樂(lè)場(chǎng)采用非植草類(lèi)透水鋪裝，總面積為 278.2 m2。

2.5 排水系統(tǒng)設(shè)置

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)檢查得到溢流設(shè)施布置示意圖，如圖 9 所示。結(jié)合文件審查，本項(xiàng)目共 20 個(gè)生物滯留池、6 個(gè)下凹式綠地、1 條濕式植草溝設(shè)有溢流設(shè)施。溢流設(shè)施采用圓形溢流井，部分溢流井溢流面過(guò)低，井底積水。

圖9 溢流設(shè)施布置示意圖

2.6 實(shí)測(cè)結(jié)果匯總

通過(guò)文件審查和現(xiàn)場(chǎng)檢查，得到該項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施情況，并與設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果匯總?cè)绫?2 所示。

3 指標(biāo)計(jì)算

3.1 模擬軟件

本項(xiàng)目采用 MUSIC 作為模擬軟件，其是世界主要的雨水徑流水質(zhì)管理及預(yù)測(cè)模擬軟件，通用于政府、咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)及施工等水務(wù)行業(yè)各參與方。MUSIC 通過(guò)模擬處理系統(tǒng)出水水質(zhì)在輸入的連續(xù)水文條件（降雨量及蒸發(fā)量數(shù)據(jù)）下的變化情況，不僅可以對(duì)單一處理系統(tǒng)多年平均表現(xiàn)進(jìn)行分析評(píng)估，更適用于預(yù)測(cè)不同雨水處理流程等綜合管理策略的效果。

3.2 水文資料

該項(xiàng)目采用昆山市完整的現(xiàn)存共 11 年的水文資料，其中降雨量為 6 min 連續(xù)降雨數(shù)據(jù)，蒸發(fā)量為多年平均月蒸發(fā)數(shù)據(jù)，以 6 min 為間隔進(jìn)行連續(xù)性模擬。昆山市近 11 年平均降雨量為 1 183 mm，年平均蒸發(fā)量為 1 031 mm。

3.3 模擬模型

3.3.1 總體模型

根據(jù)該項(xiàng)目匯水區(qū)劃分與海綿設(shè)施布置，在 M U S I C 中創(chuàng)建出如圖 10 所示的模型。其中匯水區(qū)屬于 S o u r c e N o d e 節(jié)點(diǎn)，海綿設(shè)施屬于Treatment Node 節(jié)點(diǎn)。

表2 實(shí)施情況匯總表

3.3.2 參數(shù)輸入及結(jié)果輸出

模型輸入?yún)?shù)均為實(shí)際測(cè)量及檢測(cè)值。具體參數(shù)類(lèi)型為匯水區(qū)面積、徑流系數(shù)、透水場(chǎng)地持水量；各海綿區(qū)域?qū)嵤┏叽缧螤?、?nèi)部構(gòu)造、填料滲透系數(shù)、植物生長(zhǎng)情況；雨水控制流程、排水系統(tǒng)情況等實(shí)測(cè)信息。

圖10 項(xiàng)目總模型圖

通過(guò)模擬計(jì)算得到該項(xiàng)目匯水區(qū)徑流總量控制率多年平均值為 62.95 %，SS 總量去除率多年平均值為 50.23 %（見(jiàn)表 3）。

表3 項(xiàng)目模擬結(jié)果

4 結(jié)論分析

本文研究項(xiàng)目在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的年徑流總量控制率（%）的目標(biāo)值為 87.77，年 SS 總量去除率（%）的目標(biāo)值為 70.22。實(shí)測(cè)計(jì)算得出年徑流總量控制率（%）為 62.95，年 SS 總量去除率（%）為 50.23。由于施工環(huán)境條件及施工過(guò)程中控制不當(dāng)?shù)雀鞣矫嬖?，使得設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)際海綿績(jī)效存在一定的偏差。

通過(guò)實(shí)測(cè)，設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)際海綿績(jī)效存在偏差的原因有以下幾點(diǎn)。

1）因?yàn)楹＞d城市建設(shè)是本著低影響、因地制宜的理念，所以在海綿項(xiàng)目施工過(guò)程中特別是改造項(xiàng)目，往往會(huì)受到施工環(huán)境或施工條件的限制，導(dǎo)致海綿設(shè)施無(wú)法有效實(shí)施，如在地下管線(xiàn)較多的區(qū)域設(shè)施就須取消或是改變類(lèi)型，或有些設(shè)施須改變尺寸或位置。

2）海綿城市建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，包含土建、市政、給排水、園林綠化等專(zhuān)業(yè)，各專(zhuān)業(yè)如果施工順序及工序間銜接不當(dāng)，極易造成如場(chǎng)地豎向布置出現(xiàn)坡向與設(shè)計(jì)不符甚至相反的情況，導(dǎo)致設(shè)計(jì)原本該匯水的匯水分區(qū)無(wú)法實(shí)現(xiàn)匯水。

3）由于海綿城市建設(shè)施工技術(shù)是新興工種，施工人員技術(shù)水平及經(jīng)驗(yàn)存在不足現(xiàn)象，或是工人入場(chǎng)前，施工技術(shù)交底不夠，施工質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，施工過(guò)程中會(huì)存在一些如雨水控制流程錯(cuò)誤，即雨水匯流到設(shè)施的過(guò)程中原有的雨水匯流路線(xiàn)被改變，本該留到海綿設(shè)施里的雨水，卻無(wú)法進(jìn)入設(shè)施，進(jìn)而產(chǎn)生積水或是直接進(jìn)入市政管網(wǎng)；還有很多設(shè)施內(nèi)部構(gòu)造會(huì)存在“打折”的現(xiàn)象，污染物去除效果也大大打折；或是有些海綿設(shè)施匯水口為開(kāi)啟或是開(kāi)啟尺寸不夠，造成雨水無(wú)法按照預(yù)定流程進(jìn)入海綿設(shè)施，無(wú)法起到海綿作用。

4）海綿城市建設(shè)在運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)維保養(yǎng)不當(dāng)或缺失，也是造成海綿績(jī)效無(wú)法發(fā)揮的重要原因之一，如設(shè)施內(nèi)垃圾不能及時(shí)清理，植物生長(zhǎng)沒(méi)有定期修剪，設(shè)施沒(méi)有得到有效保養(yǎng)維修。

5 結(jié)語(yǔ)

因?yàn)楹＞d城市建設(shè)施工是個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，如果施工過(guò)程不能得到有效控制，就會(huì)對(duì)建成的海綿城市建設(shè)發(fā)揮績(jī)效造成一定的影響。所以在評(píng)估海綿城市績(jī)效時(shí)應(yīng)通過(guò)實(shí)測(cè)后再結(jié)合軟件評(píng)估來(lái)實(shí)際考察績(jī)效是否能真正達(dá)到。

由于海綿城市建設(shè)在國(guó)內(nèi)尚在發(fā)展階段，在建設(shè)中存在的問(wèn)題隨著發(fā)展進(jìn)程會(huì)慢慢突顯出來(lái)，本文研究也會(huì)由于階段性及經(jīng)驗(yàn)的不足存在一定的局限，如模型需要大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)率定以提高軟件模擬的精確度，研究的方法還需要多年的運(yùn)行來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證考察。