彭 康

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

海綿城市建設(shè)是指城市開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中采用源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等多種手段，通過(guò)“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市良性水文循環(huán)，維持或恢復(fù)城市的海綿功能。在我國(guó)城市建設(shè)用地中，建筑小區(qū)用地一般占總用地的40%，其產(chǎn)生的雨水徑流約占城市徑流總量的50%。因此，如何實(shí)現(xiàn)建筑小區(qū)雨水徑流的有效控制利用，已成為海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容之一。

1 工程概況

本工程位于廣東省惠州市，規(guī)劃用地面積為34 610 m2，計(jì)容建筑面積為184 530.7 m2，地上部分為6棟高層住宅及相應(yīng)的商業(yè)裙樓，地下部分為2 層，功能為車(chē)庫(kù)及設(shè)備用房。

2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

構(gòu)建低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)時(shí)，規(guī)劃控制目標(biāo)一般包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等，低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建通常選擇徑流總量控制作為首要的規(guī)劃控制目標(biāo)[1]。

本工程以《惠州市海綿城市規(guī)劃建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》和《惠州市海綿城市專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》等資料為主要設(shè)計(jì)依據(jù)，選擇年徑流總量控制率、雨水排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、內(nèi)澇防治重現(xiàn)期等作為強(qiáng)制性指標(biāo)，選擇年徑流污染控制率、雨水資源化利用率等作為指導(dǎo)性指標(biāo)。各指標(biāo)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如下：①年徑流總量控制率取70.0%，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為27.4 mm。②年徑流污染控制率不低于60.0%。③雨水資源化利用率不小于3%。④合理設(shè)置下凹式綠地率、透水鋪裝率。⑤雨水排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為5年，中心城區(qū)內(nèi)澇防治重現(xiàn)期為30年[2]。

3 技術(shù)思路

項(xiàng)目設(shè)計(jì)遵循以下設(shè)計(jì)思路：①根據(jù)上位規(guī)劃，確定控制目標(biāo)和相關(guān)指標(biāo)。②結(jié)合建筑和景觀專(zhuān)業(yè)的總圖，對(duì)場(chǎng)地豎向標(biāo)高和排水管網(wǎng)進(jìn)行分析，明確匯水路由和低洼地區(qū)，合理劃定收水范圍和排水分區(qū)。③選擇低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施類(lèi)型，布局低影響開(kāi)發(fā)措施。④計(jì)算開(kāi)發(fā)后的綜合徑流系數(shù)。⑤確定各低影響開(kāi)發(fā)措施的規(guī)模及雨水控制量。⑥根據(jù)多年平均徑流總量控制率的要求，校核擬設(shè)置的各低影響開(kāi)發(fā)措施是否可滿足設(shè)計(jì)要求。若不滿足，則調(diào)整其類(lèi)型、布置及規(guī)模，直至控制性指標(biāo)達(dá)標(biāo)為止。⑦對(duì)選擇的低影響開(kāi)發(fā)措施方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較和優(yōu)化組合[3]。

4 實(shí)施方案

4.1 豎向標(biāo)高及排水分析

本工程地塊四周均為規(guī)劃路，南高北低，南側(cè)規(guī)劃路標(biāo)高為41.40～42.00 m（85 高程，下同），北側(cè)規(guī)劃路標(biāo)高為35.90～37.50 m，通過(guò)東西兩側(cè)約i=5%坡度道路連通。紅線內(nèi)住宅入口對(duì)接南側(cè)規(guī)劃路，標(biāo)高為42.40～44.00 m，場(chǎng)地地勢(shì)平整；商業(yè)區(qū)及車(chē)庫(kù)入口對(duì)接北側(cè)規(guī)劃路，標(biāo)高為36.30～38.50 m。項(xiàng)目范圍內(nèi)有3 個(gè)市政預(yù)留雨水井，井底標(biāo)高為33.48～34.00 m，分布在項(xiàng)目北側(cè)市政綠地內(nèi)。綜上所述，結(jié)合場(chǎng)地豎向情況和市政接口條件，本項(xiàng)目雨水排水分3 路出口接出，匯水區(qū)域劃分為3 塊，編為匯水分區(qū)1、匯水分區(qū)2 和匯水分區(qū)3。

4.2 下墊面分析

根據(jù)設(shè)計(jì)資料，本工程開(kāi)發(fā)后綜合徑流系數(shù)經(jīng)計(jì)算為0.519，如表1所示。

表1 各分區(qū)低影響開(kāi)發(fā)措施類(lèi)型及數(shù)量統(tǒng)計(jì)

4.3 低影響開(kāi)發(fā)措施

采用的低影響開(kāi)發(fā)措施主要有干式植草溝、下凹式綠地、透水鋪裝、雨水調(diào)蓄池及雨水回用系統(tǒng)等[4]。

（1）干式植草溝：本工程部分園區(qū)道路周邊條形綠化設(shè)置植草溝，種有植被的地表溝渠，植草溝面積為280 m2。

（2）下凹式綠地：下凹式綠地標(biāo)高比周邊道路低0.15～0.20 m，下凹式綠地設(shè)置溢流口，超過(guò)蓄存容量的雨水通過(guò)溢流口進(jìn)入場(chǎng)地雨水管網(wǎng)中。本工程地面綠地面積為10 418 m2，其中下沉式綠地（含植草溝）面積為2150 m2，下凹式綠地率為20.6%。

（3）透水鋪裝：采用透水磚、透水混凝土鋪裝人行道路和廣場(chǎng)，透水瀝青鋪裝車(chē)行道路。小區(qū)內(nèi)人行道路、廣場(chǎng)及車(chē)行道路總面積為14 087 m2，透水鋪裝面積為8500 m2，透水鋪裝率為60.3%。

（4）雨水調(diào)蓄池：雨水調(diào)蓄池主要用于調(diào)節(jié)地塊的徑流總量及徑流峰值流量，同時(shí)可兼做雨水回收利用的原水池。根據(jù)《惠州市海綿城市規(guī)劃建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》的要求，硬化面積超過(guò)1 hm2的新建建筑與小區(qū)應(yīng)設(shè)置雨水調(diào)蓄設(shè)施，雨水調(diào)蓄設(shè)施按照每公頃硬化面積不低于250 m3的規(guī)模進(jìn)行設(shè)置。

（5）雨水回用系統(tǒng)：雨水管網(wǎng)末端設(shè)置雨水回用系統(tǒng)。場(chǎng)地內(nèi)所有降雨優(yōu)先通過(guò)地面低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施后進(jìn)入雨水管網(wǎng)，最終匯入項(xiàng)目的雨水調(diào)蓄池中，處理回用于場(chǎng)地綠化灌溉、道路沖洗等。

4.4 海綿城市建設(shè)目標(biāo)分解計(jì)算

4.4.1 年徑流總量控制率分析

根據(jù)惠州市多年平均徑流總量控制率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量，本工程年徑流總量控制率取70.0%，對(duì)應(yīng)降雨量27.4 mm。以匯水分區(qū)1 為例，根據(jù)雨水徑流量計(jì)算公式W＝10×ψc×h×F（m3），本項(xiàng)目需要控制的徑流量W=10×27.4×0.516×1.7229=243.8 m3。低影響開(kāi)發(fā)措施中干式植草溝的雨水調(diào)蓄容積W1=170×0.15=25.5 m3；下凹式綠地調(diào)蓄容積W2=1110×0.15=166.5 m3；透水鋪裝屬于在徑流系數(shù)內(nèi)已綜合考慮其空隙的設(shè)施，因此不考慮其調(diào)蓄容積；雨水調(diào)蓄池容積按每公頃硬化面積不低于250 m3的規(guī)模設(shè)置，W3=196.2 m3。綜上所述，低影響開(kāi)發(fā)措施能夠控制的雨水量WZ=25.5+166.5+196.2=388.2 m3＞243.8 m3，可滿足年徑流總量控制率的要求。

將WZ=388.2 m3代入上述雨水徑流量計(jì)算公式，可反推得到本分區(qū)的理論設(shè)計(jì)降雨量h=43.6 mm，對(duì)應(yīng)得出理論年徑流總量控制率約82%。

4.4.2 年徑流污染控制率分析

以匯水分區(qū)1 為例，參考《惠州市海綿城市規(guī)劃建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》中各單項(xiàng)設(shè)施的污染去除率數(shù)據(jù)，干式植草溝取60%，蓄水池取80%，計(jì)算得出低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施加權(quán)平均去除率為80.2%。年徑流污染削減率P=PWPT（PW——匯水區(qū)域海綿城市設(shè)施污染物削減率；PT——匯水區(qū)域年徑流總量控制率），因此該分區(qū)的年徑流污染去除率=80.2%×82.0%=65.8%（以SS計(jì)），滿足年徑流污染控制率不低于60.0%的目標(biāo)。

4.4.3 峰值徑流控制分析及雨水調(diào)蓄池容積復(fù)核

（1）根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》公式3.1.3 的要求，需控制的雨水徑流總量W＝10（ψc-ψ0）×hf×F（m3）。匯水分區(qū)1 的控制徑流峰值徑流系數(shù)ψ0取0.2，雨量徑流系數(shù)ψc經(jīng)計(jì)算取0.516，hf采用一年一遇日降雨量，F(xiàn) 為匯水分區(qū)內(nèi)硬化匯水面面積，計(jì)算出匯水分區(qū)1 需控制及利用的雨水徑流總量W=188.4 m3。本分區(qū)已設(shè)置196.2 m3的雨水調(diào)蓄池及相關(guān)低影響開(kāi)發(fā)措施，可滿足峰值徑流控制目標(biāo)。

（3）根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》公式（4-5）的要求，調(diào)節(jié)設(shè)施容積其中：Qin——調(diào)節(jié)設(shè)施的入流流量；Qout——調(diào)節(jié)設(shè)施的入流流量，計(jì)算步長(zhǎng)取5 min，計(jì)算降雨歷時(shí)不大于120 min。對(duì)調(diào)蓄池實(shí)際進(jìn)水流量與控制峰值后的外排流量差值進(jìn)行求解，得出雨水調(diào)蓄池容積V=139.4 m3。本分區(qū)已設(shè)置雨水調(diào)蓄池196.2 m3，可滿足峰值徑流控制目標(biāo)。

綜上所述，匯水分區(qū)1 的年徑流總量控制率、年徑流污染控制率及峰值徑流控制目標(biāo)均可滿足目標(biāo)要求。按相同原則分別計(jì)算匯水分區(qū)2、3 的數(shù)據(jù)，當(dāng)不能滿足目標(biāo)要求時(shí)，調(diào)整各措施的類(lèi)型及規(guī)模，并結(jié)合控制率超標(biāo)的匯水分區(qū)的指標(biāo)來(lái)綜合平衡，直至共同承擔(dān)并滿足整個(gè)設(shè)計(jì)區(qū)域的控制性指標(biāo)為止。本工程各分區(qū)低影響開(kāi)發(fā)措施可控雨水量統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 各分區(qū)低影響開(kāi)發(fā)措施可控雨水量統(tǒng)計(jì)

4.4.4 雨水資源化利用目標(biāo)分析

本工程綠化澆灑年均用水定額取0.28 m3/m2，道路廣場(chǎng)澆灑年均用水定額取0.50 m3/m2，則年用水量合計(jì)為9960 m3。本工程匯水分區(qū)3 的雨水調(diào)蓄池200 m3兼做雨水回收利用池，按每月蓄滿一次水量計(jì)算，年可利用雨水量為2400 m3。根據(jù)雨水回用系統(tǒng)水量平衡分析，本工程雨水資源利用率不小于3%，滿足雨水資源化利用的目標(biāo)。

4.4.5 排水防澇分析

本工程紅線內(nèi)地坪標(biāo)高均且高于周邊道路，場(chǎng)地內(nèi)按照紅線外的坡向設(shè)置一定的排水坡度，有條件泄流澇水至周邊道路。各建筑單體室內(nèi)地坪按照高于室外地坪0.3 m 設(shè)置，建筑物首層不易進(jìn)水。本工程室外雨水排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為5年，在地下車(chē)庫(kù)入口、坡頂設(shè)置雨水溝及減速帶，在坡底設(shè)排水溝，并采用強(qiáng)排設(shè)施防止雨水灌入地下車(chē)庫(kù)內(nèi)部。當(dāng)發(fā)生30年一遇以上暴雨時(shí)，澇水可沿超標(biāo)暴雨泄流通道排往周邊市政道路，確保項(xiàng)目安全[5]。

本工程海綿城市設(shè)計(jì)指標(biāo)完成情況如表3所示。

表3 本工程海綿城市設(shè)計(jì)指標(biāo)完成情況

本工程通過(guò)設(shè)置一系列低影響開(kāi)發(fā)措施，可以滿足各項(xiàng)規(guī)范和導(dǎo)則的指標(biāo)要求，達(dá)到了海綿城市的建設(shè)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)狀及規(guī)劃情況，合理設(shè)置低影響開(kāi)發(fā)措施，最終使外排雨水量得到了有效控制，雨水利用達(dá)到可觀收益。在海綿設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意以下4 個(gè)方面。

（1）下沉式綠地應(yīng)結(jié)合地形條件、豎向標(biāo)高、水流方向等因素設(shè)置，需確保其能有效收集徑流雨水，否則會(huì)造成實(shí)際調(diào)蓄容積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積。

（2）在徑流系數(shù)內(nèi)已綜合考慮其空隙的設(shè)施，如透水鋪裝、綠色屋頂?shù)龋湫钏莘e不應(yīng)計(jì)入總蓄水容積。

（3）雨水調(diào)蓄池容積除了按照海綿設(shè)計(jì)相關(guān)公式計(jì)算之外，還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范、當(dāng)?shù)貙?dǎo)則要求等進(jìn)行校核，容積綜合各種算法取大值。

（4）對(duì)于有多個(gè)匯水分區(qū)的項(xiàng)目，當(dāng)其中一個(gè)匯水分區(qū)的調(diào)蓄空間不足時(shí)，可統(tǒng)籌其他匯水分區(qū)內(nèi)的調(diào)蓄空間共同承擔(dān)其徑流總量控制目標(biāo)，但用地整體的控制目標(biāo)必須滿足設(shè)計(jì)要求。