海綿城市建設中生物滯留設施設計研究

孫大偉 姚 衛

(常州市規劃設計院，江蘇 常州 213000)

0 引言

常州市作為江蘇省海綿城市建設第一批試點城市，根據《常州市海綿城市建設專項規劃》，規劃總面積達1 862 km2，海綿城市建設將最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，促進常州城市水生態的修復、水環境的改善、水資源的涵養、城市內澇防治能力的提升，為常州全面推進海綿城市建設提供科學依據和有效指導。

然而在工程設計中，由于經驗匱乏，填料選擇失當，導致生物滯留設施下滲速度過快或過慢，植物無法成活，失去對雨水自然凈化與處理特性，反而成為景觀的敗筆，本文將重點介紹一種適合常州市的生物滯留設施的設計、調蓄容積計算、植物選擇及后期維護管理。

1 生物滯留設施的設計

1.1 濾料

生物滯留設施結構層從上到下依次為滯留層、覆蓋層、過濾層、過渡層和排水層，其中，滯水層高200 mm，且滯水層距離周邊匯水面保證100 mm的超高；覆蓋層厚50 mm，敷設材料選用鵝卵石，并在雨水入口處增加消能石，防止沖刷；過濾層厚600 mm，滲透率100 mm/h，有機質含量不小于3%；礫石排水層為厚度200 mm的5 mm～10 mm瓜子片，詳見圖1。

1.2 穿孔管

穿孔收集管、溢流管可采用UPVC,PPR，雙螺紋滲管或雙壁波紋管等材料，沿寬度方向每1.5 m設置一根穿孔管，穿孔收集管管徑宜為DN100 mm，開孔率應控制在1.5%(1%～3%)，開孔孔徑8 mm，坡度大于0.5%，穿孔管大樣如圖2所示。穿孔排水管接入生物滯留池溢流井，排入周邊雨水管網。

2 調蓄容積計算

生物滯留帶有效蓄水深度0.2 m，覆蓋層孔隙率50%，過濾層厚0.6 m，孔隙率為15%，其單位面積調蓄量包括表層蓄水，土壤、礫石空隙蓄水能力及生物滯留設施滲透量。

VS=V-WP。

其中，VS為滲透設施的有效調蓄容積，包括設施頂部和結構內部蓄水空間的容積，m3；V為滲透設施進水量，m3；WP為滲透量，m3。

即：V=VS+WP。

滲透設施滲透量：

WP=K·J·AS·tS。

其中，K為土壤(滲透層)滲透系數，取值100 mm/h；J為水力坡降，一般取J=1；AS為有效滲透面積，m2；tS為滲透時間，h，指降雨過程中設施的滲透歷時，一般可取2 h。

根據生物滯留池大樣圖進行計算，同時考慮到道路路基等因素對滲透面積及空隙體積的影響，考慮設置滲透面積折減系數0.80，覆蓋層、過濾層空隙體積折減系數0.85。

滯留池滯留體積：

VS=滯留層體積+(覆蓋層+過渡層)結構內部空隙體積×

空隙體積折減系數=200×10-3+50×10-3×1×50%×

0.85+600×10-3×1×15%×0.85=0.30 m3。

滯留池滲透體積：

WP=100×10-3×1×1×0.80×2=0.16 m3。

本次設計雨水滯留器每平方米可調蓄容積為0.46 m3。

3 植物選擇

3.1 植物選擇原則

1)應根據基地的氣候、土壤和水文條件優先選擇適生的鄉土植物，不應選擇入侵物種。

2)應根據綠地雨水設施的主要功能，充分考慮水位、日照、水質、土壤、坡度及周邊植被現狀等因素，有針對性地選擇適應各種環境的觀賞植物品種，優先選擇耐水濕、抗污染、根系發達的植物。

3)宜選擇易栽培、成活率高、抗性強、維護管理簡單的植物品種。

4)速生品種和慢生品種相結合，近期效果和遠期效果兼顧。

5)應注重植物配置的藝術化處理，選擇觀賞性強的植物品種，與周邊綠地植物相融合。

3.2 植物配置原則

1)遵循綠地種植設計總體要求，發揮植物生態、景觀、游憩等功能。

2)充分尊重場地的原有植被，雨水設施建設不以犧牲林蔭率為代價。

3)結合綠地雨水設施內部的微環境進行合理布置，要有利于植物在短期內產生系統功能。

4)應按照生態學原理，通過上層、中層、下層植物品種的合理搭配，逐步形成穩定的植物群落。通過速生樹種與慢生樹種的搭配、落葉與常綠植物的搭配，增強群落穩定性，構建地帶性植物群落。

5)應正確處理植物群落的空間關系。全面考慮植物的觀賞效果和季相變化，保證旱季和雨季的景觀效果，并與周邊環境相協調。

3.3 植物選擇參考

綜合植物種類分析，結合當地氣候及景觀需求，推薦選擇以下幾種海綿城市設施種植植物：旱傘草、千屈菜、矮蒲葦、風車草、菖蒲、美人蕉、萱草等。

4 維護管理

1)應編制養護管理計劃，并按計劃認真實施，必須嚴控植物高度、疏密度，保持適宜的根冠比和水分平衡。

2)應定期對生物滯留設施進水口進行清理，保證周邊雨水可以匯入設施；定期清理溢流口，防止溢流口堵塞導致超量雨水無法溢流進入雨水管道，而進入周邊綠地或道路。

3)當生物滯留設施邊坡出現塌陷應及時修補。

4)覆蓋層出現缺失，應及時補充，防止過濾層裸露。

5)生物滯留設施排空時間超過36 h時，應及時檢查盲管及填料是否堵塞。

6)如生物滯留設施出現堵塞可利用檢查口對填料進行反沖洗。

5 結語

我國海綿城市建設尚處于起步階段，生物滯留設施作為綠色設施中應用最廣泛的設施之一，在設計過程中要充分理解生物滯留設施的概念，切實結合項目工程的實際條件，因地制宜的進行生物滯留設施的設計。優先選擇易于養護的本土植物，合理制定生物滯留設施運行維護制度，保障其正常功能的發揮。