浙江杭州地區(qū)某項目的海綿城市設(shè)計

黃正杰 鄧 毅

(浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

0 引言

在城鎮(zhèn)化的大背景下，我國每年有1 000多萬人進城，新建成的建筑相當(dāng)于世界建筑總量的1/2。在這種情況下，如果不引進海綿城市的建設(shè)模式，我國的城市地表徑流量就會大幅度增加，從而引發(fā)洪澇積水、河流水系生態(tài)惡化、水污染加劇等問題。近些年，中國的大小城市在這方面都有不少深刻的教訓(xùn)[1]。為此，國家提出了海綿城市的概念，并著力推動海綿城市建設(shè)，即城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生[2]。

由于每個城市、每個地區(qū)、每個項目的氣候條件、地質(zhì)條件、原生環(huán)境等各不相同，因此“海綿城市”的設(shè)計實施不能生硬照搬他人的經(jīng)驗做法，而需因地制宜，采取符合自身特點的各項LID措施，才能真正發(fā)揮出海綿作用，從而改善城市的生態(tài)環(huán)境。下面以浙江杭州某項目為例淺談海綿城市的設(shè)計。

1 工程概況、現(xiàn)狀分析及建設(shè)目標

1.1 工程概況

本工程位于浙江省杭州市余杭區(qū)未來科技城板塊。項目基地面積12 232 m2，建筑占地面積4 281 m2，綠地面積2 447 m2。規(guī)劃總建筑面積為59 727 m2，建筑主要功能為辦公用房。

1.2 現(xiàn)狀分析

徑流量分析：

地塊未開發(fā)前土地利用類型為荒地(雨量徑流系數(shù)為0.35)，開發(fā)面積約為12 232 m2，杭州地區(qū)年平均降雨量為1 454 mm。低影響開發(fā)源頭控制設(shè)施用于徑流總量控制、水質(zhì)控制或雨水利用時，源頭控制設(shè)施的設(shè)計規(guī)模采用容積法計算，計算公式如下：

V=10HψA。

式中：V——控制容積，m3；

H——設(shè)計降雨量，mm；

ψ——匯水面積內(nèi)的綜合徑流系數(shù)；

A——匯水面積，hm2。

雨水徑流系數(shù)見表1。

人才培養(yǎng)注重與實際相結(jié)合，避免輕實踐、重理論的教學(xué)方式，注重學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)。在校期間，以學(xué)期為階段對學(xué)生的實踐、管理、個人能力進行分段式培養(yǎng)，避免突擊式、短期外出游玩式的實踐考察活動。每個單獨的學(xué)期進行實踐類課程的實踐教學(xué)活動，課程體系的設(shè)置由淺入深，使學(xué)生的專業(yè)能力在每一個學(xué)期結(jié)束后都有明顯提升。建立系統(tǒng)的實習(xí)計劃和漸進式能力培養(yǎng)課程體系，課程設(shè)置要符合學(xué)校的地理位置特征，避免千校一面、開設(shè)課程重疊化，突出區(qū)域特征，形成特色鮮明的培養(yǎng)模式。加大選修課力度，豐富多樣、層次明晰的選課設(shè)置對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)大有裨益。

則根據(jù)上述計算，地塊未開發(fā)前年平均徑流量約為：0.35×1 454×12 232/1 000=6 225 m3。

若按照傳統(tǒng)方法設(shè)計，地塊建成后的徑流系數(shù)與年平均徑流量的估算結(jié)果如表2所示。

表1 雨量徑流系數(shù)取值表

表2 傳統(tǒng)開發(fā)下年平均徑流系數(shù)

通過上表可以看出，開發(fā)前后，綜合徑流系數(shù)及徑流量均大大增加，開發(fā)后年平均徑流量為開發(fā)前的203%，極大地加重了市政管網(wǎng)及河道的排水負荷。因此，有針對性的采取一定的技術(shù)措施進行場地及設(shè)施設(shè)計，減小綜合徑流系數(shù)，綜合入滲、過濾、蒸發(fā)及調(diào)蓄等方式盡可能的減小控制徑流總量，以使得本地塊盡可能的接近開發(fā)之前的水文環(huán)境的海綿城市的設(shè)計及實施勢在必行。

1.3 建設(shè)目標

根據(jù)《杭州未來科技城低影響開發(fā)(LID)管理技術(shù)指南》的要求，本工程雨水工程采用低影響開發(fā)設(shè)施和調(diào)蓄池相結(jié)合的方式進行設(shè)計，設(shè)計控制目標如下：

1)對于20 mm降雨量(85%以上的降雨事件)情況下，采用滯留+滲透措施后，開發(fā)后區(qū)域徑流量不超過開發(fā)前；對于5年一遇以上降雨強度情況下，結(jié)合調(diào)蓄技術(shù)措施，使產(chǎn)生的徑流量控制在最高允許排放量范圍內(nèi)。

2)按本區(qū)域100年一遇降雨重現(xiàn)期，即24 h降雨量276 mm，本工程須滿足雨水收集調(diào)蓄比例不低于50%。

2 低影響開發(fā)系統(tǒng)構(gòu)建設(shè)計

2.1 設(shè)計原則

1)以最大化遵照現(xiàn)狀地貌為原則，緊密結(jié)合地形，通過盡可能小的破壞，最大程度的實現(xiàn)雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化的可持續(xù)水循環(huán)。

3)工程設(shè)施與景觀設(shè)計相結(jié)合，在實現(xiàn)低影響開發(fā)的前提下，力求景觀效果的進一步提升。

2.2 LID具體設(shè)施

設(shè)計采用滯留、滲透及調(diào)蓄相結(jié)合，有效收集屋頂及地面雨水，避免建筑物不透水面積過大造成徑流增加。室外硬化地面盡可能采用透水鋪裝，LID措施采用下凹式綠地、生物滯留帶、雨水調(diào)蓄池等。

2.2.1透水地面鋪裝

場地設(shè)計上為盡可能的最小化場地總不透水面積，室外道路均采用透水鋪裝地面，共設(shè)置透水地面2 579 m2。當(dāng)透水鋪裝設(shè)置于地下室頂板上時，頂板覆土厚度不應(yīng)小于600 mm，并設(shè)置排水層。

透水鋪裝地面施工方便，可補充地下水并具有一定的峰值流量削減和雨水凈化作用。與一般路面相比較，滲透路面下層需建透水層，因此比一般道路路基要厚，單考慮路面的建設(shè)成本會比傳統(tǒng)路面高，但考慮到滲透路面可大大減少雨水井和排水管網(wǎng)的用量，滲透路面可使工程整體造價降低，如圖1，圖2所示。

2.2.2下凹式綠地

盡可能的增加場地植被面積并引導(dǎo)雨水流入植被覆蓋區(qū)，地塊內(nèi)共設(shè)置地面綠化2 447 m2，地塊西側(cè)處設(shè)下凹式綠地453 m2，下凹深度20 cm。

下沉式綠地其建設(shè)費用和維護費用較低，具有一定的調(diào)蓄作用，其綠地范圍內(nèi)應(yīng)根據(jù)下凹深度配置耐淹性植物，下凹式綠地構(gòu)造示意圖見圖3。

2.2.3生物滯留帶

結(jié)合沿街及沿南側(cè)路面分散設(shè)置生物滯留設(shè)施，靠近路基部分進行防滲處理，道路徑流雨水通過路緣石豁口進入，雨水口設(shè)于生物滯留帶內(nèi)，共設(shè)置雨水滯留帶741 m2，蓄水深度為20 cm。

生物滯留設(shè)施形式多樣，易于景觀結(jié)合，徑流控制效果好，建設(shè)及維護費用較低，但局部地下水位較高處需采取必要的換土、防滲等措施，構(gòu)造示意圖見圖4。

2.2.4雨水蓄水池

地下室東側(cè)設(shè)鋼筋混凝土雨水調(diào)蓄水池一個，調(diào)蓄池池有效容積700 m3，用于高峰雨量調(diào)蓄。雨水進入水池前，經(jīng)過棄流井棄流。雨水調(diào)蓄池占地少，調(diào)蓄水量大，雨水管易接入，同時可避免陽光直射、防止蚊蠅滋生。另外調(diào)蓄池可結(jié)合雨水回用系統(tǒng)設(shè)計，有效利用雨水資源，達到節(jié)水節(jié)能的效果。

3 結(jié)語

3.1 雨水徑流系數(shù)控制與雨水調(diào)蓄水量

通過上述的LID措施，本工程具體的雨水徑流系數(shù)與雨水調(diào)蓄水量如表3，表4所示。

表3 低影響開發(fā)下年平均徑流量

表4 年徑流雨水量及LID設(shè)施調(diào)蓄流雨水量

3.2 結(jié)論

由表3,表4可以看出，通過透水地面、下凹綠地、生物滯留帶、雨水蓄水池等LID等技術(shù)措施的實施，散型源頭控制，有效的減少了雨水的面污染。低影響開發(fā)模式下，場地內(nèi)徑流系數(shù)大大減小，經(jīng)計算地塊綜合徑流系數(shù)為0.55，雨水徑流量得到有效控制，百年一遇日降雨量總量徑流的控制率在50%以上，既緩解地塊市政管網(wǎng)及河道的排水壓力，又提升排水系統(tǒng)排水能力，大大優(yōu)于傳統(tǒng)開發(fā)模式。

參考文獻:

[1] 仇保興.海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望[J].城鄉(xiāng)建設(shè),2015(2):11-18.

[2] 車生泉，謝長坤，陳 丹.海綿城市理論與技術(shù)發(fā)展沿革及構(gòu)建途徑[J].中國園林,2015,35(6):11-15.

[3] 民用建筑雨水控制與利用設(shè)計導(dǎo)則(浙江省)[Z].

[4] 杭州市海綿城市建設(shè)低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則[Z].

[5] 杭州未來科技城低影響開發(fā)(LID)管理技術(shù)指南[Z].