劉元元

（河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 鄭州 450016）

1 引言

深圳前海合作區(qū)作為新建開發(fā)項(xiàng)目，要求貫徹海綿城市理念，減輕城市建設(shè)對水文生態(tài)的影響；作為高密度、高容積率的前海合作區(qū)而言，其海綿城市建設(shè)目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑是首要任務(wù)，文章以前海合作區(qū)某地塊為例進(jìn)行探討。

2 項(xiàng)目概況

前海合作區(qū)位于深圳市南山區(qū)，雨量充沛，年降雨量約1 924 mm，降雨季節(jié)分配不均，干濕季節(jié)明顯。項(xiàng)目前期開發(fā)8個地塊，主要為商業(yè)區(qū)、居住區(qū)及辦公區(qū)，總占地面積約6.69萬m2。為響應(yīng)國家海綿城市建設(shè)號召及前海合作區(qū)上層次開發(fā)建設(shè)過程中海綿城市理念，且降低項(xiàng)目內(nèi)澇風(fēng)險、保護(hù)并改善前海片區(qū)水環(huán)境，對前海媽灣片區(qū)各地塊海綿城市建設(shè)提出不同建設(shè)目標(biāo)，文章以其中一地塊為例，對其海綿城市建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行探討。

3 海綿城市建設(shè)目標(biāo)

鑒于深圳前海合作區(qū)是人工填海的產(chǎn)物，無法評估開發(fā)建設(shè)前的水文特征，故其海綿城市建設(shè)目標(biāo)主要依據(jù)深圳市海綿城市建設(shè)相關(guān)研究、深圳市前海深港合作區(qū)建設(shè)用地規(guī)劃，以及國內(nèi)外海綿城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，最終確定前海合作區(qū)媽灣片區(qū)某地塊海綿城市建設(shè)目標(biāo)為：①地塊綜合徑流系數(shù)不得大于0.50；②P=3a時，年徑流總量控制率不低于70%；③地塊徑流污染物控制達(dá)到TSS削減35%、COD削減35%、TP削減30%。

為確保前海合作區(qū)某地塊海綿城市建設(shè)后可達(dá)到相應(yīng)的規(guī)劃目標(biāo)，特制定以下流程，如圖1所示。

圖1 海綿城市建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)途徑圖

4 海綿城市建設(shè)目標(biāo)可行性分析

4.1 綜合徑流系數(shù)控制

①綠地下沉比例不宜小于60%；②屋頂可綠化面積綠化覆蓋比例不宜小于30%；③不透水下墊面徑流控制比例不宜小于80%；④人行道、停車場、廣場透水鋪裝地面不宜小于70%，以確保海綿城市建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

依據(jù)《海綿城市建設(shè)指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》中對不同措施類型雨量徑流系數(shù)的規(guī)定進(jìn)行合理取值，并通過加權(quán)平均法對該地塊綜合徑流系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，見表1。

表1 前海招商局媽灣片區(qū)某地塊綜合徑流系數(shù)表

由表1 可知，該地塊海綿城市實(shí)施后綜合徑流系數(shù)為0.48，小于目標(biāo)值0.50，可實(shí)現(xiàn)前海合作區(qū)綜合徑流系數(shù)目標(biāo)；如達(dá)不到目標(biāo)值，可對表1 中各海綿城市措施面積占比調(diào)整，或通過建立調(diào)蓄池以達(dá)到降低綜合徑流系數(shù)的目的。

4.2 年徑流總量控制

前海合作區(qū)媽灣片區(qū)該地塊年徑流總量控制率要求不低于70%，即70%的雨水盡量留下來，30%的雨水通過傳統(tǒng)方式排放。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，主要借助和合排水軟件進(jìn)行場地排水模擬。

模型分別對匯水區(qū)域進(jìn)行相關(guān)屬性設(shè)置，主要包括不同類型下墊面徑流系數(shù)、洼蓄量、損失法等；降雨情景設(shè)定主要依據(jù)暴雨強(qiáng)度公式q=167A/（t+b）n，重現(xiàn)期P=3a時對應(yīng)的A=9.67、b=5.68、n=0.52，經(jīng)計(jì)算可得單場次降雨歷時T=180 min 時的時間-深度曲線。

此次模擬選取降雨總量、非海綿城市建設(shè)（傳統(tǒng)開發(fā)建設(shè)）和海綿城市建設(shè)三種工況進(jìn)行模擬，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 不同工況模擬結(jié)果表

由表2 可知，該地塊要實(shí)現(xiàn)其年徑流總量控制率不低于70%，則該地塊外排雨量不宜大于426.60 m3。如按非海綿城市建設(shè)，則地塊外排量為811.00 m3，大于目標(biāo)值426.60 m3，如需實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，則需建立一個約384.40 m3的調(diào)蓄池；按照表1 中規(guī)劃的海綿城市建設(shè)技術(shù)指標(biāo)，則該地塊外排量為316.00 m3，遠(yuǎn)小于目標(biāo)值426.60 m3，可實(shí)現(xiàn)前海合作區(qū)年徑流總量控制率目標(biāo)。由表2 還可看出海綿城市建設(shè)較非海綿城市建設(shè)可多滯納504.50 m3雨水量。

4.3 徑流污染物控制

徑流污染物控制作為海綿城市建設(shè)的目標(biāo)之一，主要通過海綿城市建設(shè)前后綜合徑流系數(shù)與污染物濃度之間的相關(guān)關(guān)系來表征：

式中：φ1為非海綿城市建設(shè)模式下綜合徑流系數(shù)；φ2為海綿城市建設(shè)模式下綜合徑流系數(shù)；c1為非海綿城市建設(shè)模式下某一污染物濃度；c2為海綿城市建設(shè)模式下某一污染物濃度；h為降雨厚度。

由表1和表3可知，該地塊按海綿城市建設(shè)和非海綿城市建設(shè)模式下的綜合徑流系數(shù)分別為0.48 和0.79。因缺乏開發(fā)前后污染物濃度資料，故假設(shè)開發(fā)前后污染物濃度相同，通過上式計(jì)算可得η=39%，表明該地塊采用海綿城市建設(shè)模式較非海綿城市建設(shè)模式下可多削減39%的污染物，達(dá)到海綿城市建設(shè)中對徑流污染物控制的目標(biāo)。若未達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，可調(diào)整海綿城市措施規(guī)模來實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)目標(biāo)。

表3 非海綿城市建設(shè)模式下地塊綜合徑流系數(shù)表

5 結(jié)語

①提出了海綿城市建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的有效途徑。②海綿城市綜合徑流系數(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依據(jù)規(guī)劃區(qū)域下墊面的類型、引導(dǎo)性控制指標(biāo)和雨量徑流系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均得到。③依據(jù)和合排水軟件通過對規(guī)劃區(qū)域匯水區(qū)域的劃分、基本屬性及降雨情景設(shè)置，模擬地塊降雨總量與海綿城市建設(shè)后地塊外排雨量來控制年徑流總量。④海綿城市污染物控制的實(shí)現(xiàn)主要通過傳統(tǒng)開發(fā)模式與海綿城市開發(fā)模式下的地塊綜合徑流系數(shù)和污染物濃度之間的相關(guān)關(guān)系來確定。