劉偉凡

（廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

1 項目背景

隨著城市的發(fā)展和擴張，城市下墊面的硬化率也不斷提高，城市的建設(shè)造成地表徑流系數(shù)提高，將城市地面的污染隨降雨徑流排入水系造成初雨污染。傳統(tǒng)的徑流控制以排為主，注重灰色基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，但城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)不能承擔(dān)強暴雨事件，城市內(nèi)澇的發(fā)生頻率越來越高，影響范圍也越來越大；另一方面，雨水徑流污染以及城市缺水問題也愈發(fā)嚴(yán)重，這一矛盾也成為我國城市發(fā)展中的典型問題[1]。因此，城市內(nèi)澇控制與徑流污染治理成為學(xué)術(shù)研究和工程建設(shè)的熱點。

海綿城市是同步解決內(nèi)澇和徑流污染的新理念。通過海綿城市建設(shè)，控制地表徑流的同時，有效截流初雨中的污染物，降低初雨污染對水系的影響；城市現(xiàn)有水系循環(huán)差、雨水回用率低，通過有效的海綿城市措施，實現(xiàn)對常年低水位或者枯水河道的水體恢復(fù)、水動力補充、水景觀構(gòu)建，實現(xiàn)海綿城市的水系景觀優(yōu)化效果，通過對初雨的截流和處理，可實現(xiàn)雨水的回用，滿足城市綠化澆灑、地面清洗等低水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水需求，實現(xiàn)雨水資源化利用[2]。本文探討海綿城市規(guī)劃設(shè)計的要點，并以佛山市某公園項目為例，分享海綿型公園的設(shè)計運用工程經(jīng)驗。

2 海綿城市規(guī)劃設(shè)計要點

當(dāng)前海綿城市建設(shè)正在如火如荼地進行，如不進行頂層規(guī)劃設(shè)計，難免會有短視和局部與整體不協(xié)調(diào)的情況出現(xiàn)。城市建設(shè)規(guī)劃中，應(yīng)配合城市總體規(guī)劃中生態(tài)格局的建設(shè)，應(yīng)與不同類型用地的布局統(tǒng)一規(guī)劃，與城市更新、環(huán)境改善、市政設(shè)施完善等整體建設(shè)相協(xié)調(diào)，與黑臭水體治理規(guī)劃、防洪排澇專項規(guī)劃、水資源及再生水利用規(guī)劃相銜接。尤其是公園本身具有很好的海綿城市建設(shè)條件，通過合理的設(shè)計，公園綠地需要與雨水管網(wǎng)設(shè)施共同組成雨水工程體系，達到為城市蓄水承擔(dān)責(zé)任的目的。

3 某公園項目海綿城市設(shè)計

3.1 項目概況

該項目位于佛山市，總用地面積12.2hm2，建成后主要使用功能為城市公園，項目以年徑流總量控制率為90%（對應(yīng)設(shè)計降雨量為43.4mm）為設(shè)計目標(biāo)。對于規(guī)劃控制暴雨（24h 歷時），開發(fā)后的徑流系數(shù)不大于佛山新城總體規(guī)劃的綜合徑流系數(shù)，開發(fā)后的流量峰值應(yīng)小于傳統(tǒng)開發(fā)的峰值的1/4～1/3。開發(fā)后的徑流量等于或小于開發(fā)前的徑流量；發(fā)生50 年一遇的24h 暴雨時，不得出現(xiàn)水漫街現(xiàn)象。

本項目縱向標(biāo)高變化較大，大部分綠地均為坡地，綠地徑流系數(shù)取0.25。本項目開發(fā)前為平整后的土地，綜合徑流系數(shù)取0.25；開發(fā)后綜合徑流系數(shù)經(jīng)統(tǒng)計計算為0.40。

3.2 排水分區(qū)

根據(jù)修詳規(guī)排水管線綜合平面圖，本項目共有4 路雨水管接入市政管網(wǎng)，故匯水區(qū)域劃分為4 塊，編號為A～D，如圖1 所示。廣場匯水區(qū)域無法重力排水，因而雨水經(jīng)蓄水池收集后，提升至A、D 區(qū)域蓄集、排放，根據(jù)廣場區(qū)域的匯水情況，將此區(qū)域分為廣場1 區(qū)（E）和廣場2 區(qū)（F），廣場1 區(qū)（E）基本為硬質(zhì)鋪裝面，雨水匯集至蓄水池后，由提升泵抽升至下沉綠地蓄集排放，廣場2 區(qū)（F）基本為山體、綠地，雨水主要蓄積于植草溝內(nèi)，超期雨水由單體周邊的景觀水池蓄積。

圖1 龍舟廣場分區(qū)

龍舟廣場采用的低影響開發(fā)措施主要有：干式植草溝（包含滲渠、植被緩沖帶）、下沉式綠地、透水鋪裝道路、透水鋪裝停車場、雨水花園（生物滯留設(shè)施）、雨水調(diào)蓄池、生態(tài)屋頂、雨水濕地及多功能蓄水池、初期雨水棄流設(shè)施等。此外，各區(qū)域接入市政管網(wǎng)前，根據(jù)徑流控制計算結(jié)果確定雨水調(diào)蓄池設(shè)施的規(guī)模，以控制雨水徑流峰值。

3.3 廣場區(qū)域水量平衡計算

廣場1 區(qū)和廣場2 區(qū)與市政雨水管網(wǎng)沒有連接，直接進行計算。經(jīng)水量平衡分析，廣場1 區(qū)為滿足控制目標(biāo)，最大日低影響開發(fā)設(shè)施尚需調(diào)蓄420m3，最大月低影響開發(fā)設(shè)施尚需調(diào)蓄2200m3的徑流量。采用綜合措施對廣場1 區(qū)的雨水徑流進行消納，廣場1 區(qū)增設(shè)800m3雨水池，主要功能為調(diào)蓄徑流總量。雨水池中設(shè)潛污泵，利用區(qū)域A、區(qū)域D 內(nèi)的下沉綠地調(diào)蓄廣場1區(qū)的最大月不能消納的雨水。廣場2 區(qū)低影響開發(fā)設(shè)施滿足《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中年徑流總量控制率為90%的要求。

3.4 徑流峰值模擬計算

其他四個區(qū)域與市政雨水管網(wǎng)相連，降雨徑流過程更加復(fù)雜，因此采用SWMM（Storm Water Management Model）模型進行徑流峰值模擬計算。SWMM 模型可以模擬完整的城市降雨徑流循環(huán)，包括地表徑流和排水網(wǎng)絡(luò)中水流、管路中串聯(lián)或非串聯(lián)的蓄水池、地表污染物的積聚與沖刷、暴雨徑流的處理設(shè)施、合流污水溢流過程等。

LID 設(shè)施規(guī)模及大小均按實際輸入模型。模型計算步長為5min，雨水管網(wǎng)末端均考慮為自由出流，即不考慮市政管網(wǎng)水位對本區(qū)域管網(wǎng)排水的頂托作用。

從圖2 中可以看出，A 區(qū)傳統(tǒng)開發(fā)模式下，管網(wǎng)末端峰值流量為892L/S，低影響開發(fā)模型下，管網(wǎng)末端峰值流量為430L/s，低影響開發(fā)峰值流量為傳統(tǒng)開發(fā)的48%，達不到佛山導(dǎo)則的要求，故采用雨水脫過池，削減管網(wǎng)出流峰值，超過傳統(tǒng)峰值流量33%（297L/s）的時間段內(nèi)的流量進入雨水調(diào)蓄池，經(jīng)計算，雨水脫過池大小為40m3。類似地計算得出B、C、D 雨水調(diào)蓄池大小分別為40m3、65m3、105m3。

此外，A 區(qū)最大日低影響措施至少可接受廣場區(qū)域來水250m3，最多可接受850m3的雨水量。A 區(qū)最大月至少可接受廣場區(qū)域來水2000m3。D 區(qū)最大日低影響措施至少可接受廣場區(qū)域來水200m3，最多可接受650m3的雨水量。D 區(qū)最大月至少可接受廣場區(qū)域來水2000m3，滿足廣場1 區(qū)雨水調(diào)蓄要求。

3.5 項目計算結(jié)果

經(jīng)過各分區(qū)計算，協(xié)調(diào)了低影響措施的空間分布不均勻性。采用低影響措施后，排入市政雨水管網(wǎng)的峰值流量均小于傳統(tǒng)開發(fā)模式下雨水峰值流量的1/3，龍舟廣場項目基本滿足《室外排水設(shè)計規(guī)范》《海綿城市建設(shè)指南》《佛山新城海綿城市建設(shè)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》的指標(biāo)要求，達到“海綿城市”的建設(shè)要求。

4 結(jié)語

城市公園應(yīng)在不影響市民休閑娛樂功能的基礎(chǔ)上，發(fā)揮調(diào)蓄和回用雨水徑流的作用，海綿城市建設(shè)規(guī)劃應(yīng)成為城市眾多專項規(guī)劃中的一環(huán)，用于指導(dǎo)海綿城市建設(shè)工作的開展，尤其是服務(wù)于城市發(fā)展的總體規(guī)劃。因目前低影響開發(fā)控制指標(biāo)無法精確推算實際雨水徑流控制效果，為保證城市不受防澇影響，建議城市新區(qū)各地塊采用低影響開發(fā)設(shè)施與人工設(shè)施相結(jié)合，比如下沉式綠地或廣場、渠箱、區(qū)域調(diào)節(jié)池等，實現(xiàn)雨水的收集、轉(zhuǎn)輸、處理和利用，并考慮與綜合管廊的建設(shè)相結(jié)合。

圖2 A、B、C、D 各區(qū)低影響開發(fā)管網(wǎng)末端流量過程線