張 紅

（廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

海綿城市“慢排式”的雨洪管理理念以“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用，得到了國家大力推廣。但目前對海綿城市建設(shè)研究大多基于建筑小區(qū)[1-2]、風(fēng)景園林[3-4]、市政道路[5]，在給水廠中的應(yīng)用較少。因此，本文通過對潮州某給水廠進(jìn)行海綿城市設(shè)計，為海綿城市理念在給水廠的實(shí)踐做出有力探索。

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程概況

潮州市某給水廠南臨河道，北臨現(xiàn)狀工廠，東西側(cè)為規(guī)劃道路，西臨現(xiàn)狀污水廠。給水廠設(shè)計總規(guī)模25 萬m3/d，近期規(guī)模15 萬m3/d，項(xiàng)目主體采用“混凝—沉淀—過濾—消毒”常規(guī)工藝，供水水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022），廠區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，廠區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計重現(xiàn)期取2年。

1.2 建設(shè)目標(biāo)

參照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2015年發(fā)布的《海綿城市績效評價和考核辦法（試行）》的海綿城市建設(shè)評價體系，基于《潮州市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃（2017—2035）》（簡稱《規(guī)劃》）要求，結(jié)合給水廠的建設(shè)實(shí)際，將本項(xiàng)目海綿城市水環(huán)境建設(shè)指標(biāo)體系細(xì)化為4類，分別為水生態(tài)、水安全、水環(huán)境、水資源，海綿城市水環(huán)境建設(shè)指標(biāo)體系如表1所示。

表1 海綿城市水環(huán)境建設(shè)指標(biāo)體系

2 海綿設(shè)施布置與核算

2.1 設(shè)計思路

2.1.1 低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)流程設(shè)計

本項(xiàng)目建（構(gòu)）筑物主要包括辦公樓、食堂、水處理構(gòu)筑物、污泥處理設(shè)施、加藥間及機(jī)修車間等，根據(jù)水廠不同功能分區(qū)建（構(gòu)）筑物的特點(diǎn)，選取性價比高的低影響開發(fā)設(shè)施落實(shí)海綿設(shè)計。由于給水廠地勢北高南低，豎向設(shè)計應(yīng)堅持雨水的重力流原則并盡量利用原有的豎向高差條件組織雨水流程，將雨水徑流逐級降低匯入蓄存設(shè)施[6]。其中人行通道、廣場和停車場等場所充分利用強(qiáng)透水性材料，實(shí)現(xiàn)雨水的快速滲透，達(dá)到補(bǔ)充地下水和降低徑流系數(shù)的效果；在廠區(qū)道路和建筑物周邊綠地布置下凹式綠地和雨水花園，既可增加廠區(qū)的美觀度，又可消納徑流雨水，充分發(fā)揮調(diào)蓄、滯留和凈化功能。所有建筑物的雨落管斷接，就近引入海綿設(shè)施。

當(dāng)發(fā)生降雨時，雨水經(jīng)透水鋪裝引入下凹式綠地及雨水花園，通過雨水收集管進(jìn)入雨水調(diào)蓄池，處理后雨水用于沖刷廠區(qū)道路、補(bǔ)充景觀用水和灌溉綠化。降雨高峰時，雨水調(diào)蓄池還起到蓄留雨水、削減峰值作用，超量溢流至市政雨水管。雨水組織排放流程如圖1所示。

圖1 雨水組織排放流程

2.1.2 匯水分區(qū)劃分及海綿設(shè)施布置方案

給水廠建設(shè)用地面積為6.2 hm2，總建筑面積2.2 hm2；道路用地面積約4.3 hm2；綠化用地面積3.1 hm2，綠化率49.6%。綜合給水廠總平面布置及綠化實(shí)施方案，依據(jù)地形標(biāo)高及雨水管網(wǎng)布局、道路等布置劃分匯水分區(qū)?？偲矫娓鶕?jù)功能可分為廠前區(qū)、水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)，其中水處理單元又可細(xì)分為3 個匯水分區(qū)，全廠共6 個匯水分區(qū)。

根據(jù)給水廠平面布局，布置下凹式綠地、透水人行道、生態(tài)停車場、雨水花園等海綿設(shè)施，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)雨水的調(diào)蓄、凈化、回用和超量外排。各匯水分區(qū)及海綿設(shè)施布置方案如圖2所示。

圖2 各匯水分區(qū)及海綿設(shè)施布置方案

2.2 海綿設(shè)施規(guī)模計算

2.2.1 徑流控制總量核算

根據(jù)海綿設(shè)施布置方案，水廠的下墊面分為建筑屋面、水面、綠地、瀝青路面、透水人行道和透水停車場，參照《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南（試行）》（簡稱《指南》）第四章表4-3，雨量徑流系數(shù)分別取0.85、0、0.15、0.85、0.45 和0.48，用加權(quán)平均法計算廠區(qū)的綜合雨量徑流系數(shù)?。分別對6 個匯水分區(qū)進(jìn)行計算，各分區(qū)設(shè)計調(diào)蓄容積如表2所示，得出水廠的總設(shè)計調(diào)蓄容積為579.8 m3。

表2 各分區(qū)設(shè)計調(diào)蓄容積

設(shè)計調(diào)蓄容積計算如式（1）所示。

式中：V——設(shè)計調(diào)蓄容積，m3；H——設(shè)計降雨量，mm，本項(xiàng)目設(shè)計降雨量為22.6 mm；?——綜合雨量徑流系數(shù)；F——匯水面積，hm2。

給水廠具有調(diào)蓄作用的海綿設(shè)施為雨水調(diào)蓄池、下凹式綠地和雨水花園，其中調(diào)蓄池有效深度2.5 m，下凹式綠地有效深度0.12 m，雨水花園調(diào)蓄有效深度0.25 m，各分區(qū)的實(shí)際調(diào)蓄容積如表3所示，給水廠實(shí)際總調(diào)蓄容積為785.1 m3。

表3 各分區(qū)的實(shí)際調(diào)蓄容積

根據(jù)《規(guī)劃》，潮州市年徑流總量控制率及對應(yīng)的設(shè)計降雨量如表4所示。通過海綿化設(shè)計，廠區(qū)綜合雨量徑流系數(shù)為0.41，實(shí)際調(diào)蓄容積達(dá)到785.1 m3，滿足設(shè)計所需調(diào)蓄容積579.8 m3，年徑流總量控制率可達(dá)到73.0%，滿足64.2%的控制目標(biāo)。

表4 潮州市年徑流總量控制率及對應(yīng)的設(shè)計降雨量

2.2.2 年徑流污染削減率核算

根據(jù)《指南》，年SS 總量去除率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設(shè)施對SS 的平均去除率。參考《指南》表4-1 確定海綿設(shè)施對SS 的平均去除率，雨水調(diào)蓄池、透水鋪裝和雨水花園對SS 平均去除率分別取85.0%、90.0%和82.5%（不考慮下凹式綠地對污染物的去除效果，不納入計算），用加權(quán)平均法計算低影響開發(fā)設(shè)施對SS 的平均去除率為89.3%。本項(xiàng)目年SS 總量去除率=73.0%×89.3%=65.2%，滿足61.7%的控制目標(biāo)。

2.3 細(xì)節(jié)設(shè)計建議

（1）雨水調(diào)蓄池容積不宜太大，設(shè)計時應(yīng)充分考慮雨水回用的用途及水量需求，并建議布置在廠區(qū)低洼處，靠近主要雨水回用區(qū)域。本項(xiàng)目將雨水調(diào)蓄池設(shè)置在廠前區(qū)匯水分區(qū)一低洼處，主要用于周邊的綠化灌溉和沖刷道路及廣場。

（2）廠區(qū)建筑物雨落管斷接處需設(shè)置消能設(shè)施，就近接入或通過雨水溝渠引入海綿設(shè)施。

3 結(jié)語

本文基于海綿城市理念對給水廠進(jìn)行設(shè)計，因地制宜布置下凹式綠地、雨水花園、雨水調(diào)蓄池、透水鋪裝等設(shè)施。通過海綿設(shè)施的調(diào)蓄作用及對SS 的去除能力，達(dá)到徑流總量和徑流污染控制目標(biāo)，基本實(shí)現(xiàn)水生態(tài)、水安全、水環(huán)境、水資源等4 個方面的建設(shè)目標(biāo)。