工業項目的海綿城市建設標準與技術要點

謝 勝，吳晨浩，呂永鵬,*

(1.上海市政工程設計研究總院<集團>有限公司， 上海 200092；2.上海城市排水系統工程技術研究中心， 上海 200092)

2015年10月，國務院辦公廳發布《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》(國辦發〔2015〕75號)，要求：從2015年起，全國各城市新區、各類園區、成片開發區要全面落實海綿城市建設要求。工業用地是城市建設用地的主要類型之一，是海綿城市建設的重要區域，由于其硬化面積高、徑流污染程度高等特征，在實施海綿城市建設中遇到諸多問題。目前，國內關于工業項目海綿城市建設的研究相對薄弱，其工程實踐并未考慮工業項目的徑流污染情況[1-2]，存在技術路線和措施選取方面問題；此外，關于行業主管部門對化工等工業項目的雨水徑流污染控制的標準有待深入研究[3-6]。本文通過梳理化工工業項目實施海綿城市建設所存在的問題，并針對性提出實施路徑、建設標準和技術應用等實施建議，為全國工業項目的海綿城市建設提供技術參考。

1 海綿城市建設特征

工業項目由于其綠地率較低、徑流污染風險較高以及環保部門的應急管理要求，其海綿城市建設實施路徑、建設標準和技術措施選取均有明顯的特征，不能按照常規的地塊項目進行海綿城市設計。

(1)工業項目綠地率較低。為提高工業項目建設用地的利用效率，《工業項目建設用地控制指標》(國土資發〔2008〕24號)中第四條要求，“工業企業內部一般不得安排綠地”，而綠地是海綿化設計的主要載體，因此，工業項目的海綿措施選取受到了較大的局限。

(2)地表徑流污染風險較高。工業項目由于生產或運輸過程中存在“跑冒滴漏”，造成地面污染物質量多，地表徑流的重金屬或有機污染程度高，尤其是化工、印染以及污染嚴重的三類工業項目[7]。若采用下凹式綠地、植草溝等滲透設施，污染物質可能會隨雨水徑流滲入地下水中，造成土壤和地下水污染。《城鎮內澇防治技術規范》(GB 51222—2017)[8]中第4.1.9條(強制性條文)要求：嚴禁在地表污染嚴重的地區設置具有滲透功能的源頭控制設施。

(3)對于化工、印染等污染程度高的三類工業項目，環保部門要求其建設符合含初期雨水收集處理的應急事故水池的相關要求。以化工項目為例，根據《化工建設項目環境保護設計標準》(GB 50483—2019)[6]的要求，化工建設項目應建設應急事故水池，且“應根據發生事故的設備容量、事故時消防用水量及可能進入應急事故水池的降水量等因素綜合確定”。

2 實施技術要點

針對工業項目，根據其對居住和公共設施等環境的干擾和污染程度，分為一類、二類和三類工業項目[9]。本研究重點分析對環境污染程度高的三類工業項目，因此，將工業項目分為一般工業項目和三類工業項目。

2.1 一般工業項目

2.1.1 實施思路

對于污染程度較低、環境干擾較小的一般工業項目(含一類工業項目和二類工業項目)，其徑流組織技術路線和低影響開發雨水系統典型流程與居住用地類項目基本一致。如圖1所示，通過合理布設下凹式綠地、雨水花園等海綿設施，并通過地表徑流組織設計，以實現生態設施對面源污染的控制以及雨水的資源化利用，而超過海綿設施消納能力的雨水進入排水管渠系統排放。

注：參考《海綿城市建設技術指南》(試行)重新繪制圖1 一般工業項目的徑流組織技術路線圖Fig.1 Technical Roadmap of Runoff Organization for General Industrial Projects

2.1.2 技術要點

(1)應合理布局綠地并建設海綿設施，通過精細化的標高設計進行徑流組織設計，從源頭減少徑流量的產生，削減徑流污染負荷。廠區內部的綠地應建成下凹式綠地，并在適當位置建設雨水滯留、滲透設施；針對大面積的工業區屋面，可采用屋頂綠化的方式蓄存雨水；廠區內部的非機動車道路、人行道、小車停車場等應采用透水鋪裝地面。

(2)一般工業項目適宜采用的設施有綠色屋頂、透水鋪裝、生物滯留設施、生態樹池、植草溝、雨水調蓄設施等。

(3)為避免地下水污染風險，對于存在特殊污染風險的廠區和道路，不宜建設生物滯留設施、生態樹池、植草溝等滲透設施。

2.2 三類工業項目

2.2.1 實施思路

三類工業項目的地表徑流污染濃度較高，根據《化工建設項目環境保護設計標準》(GB 50483—2019)和《水體污染防控緊急措施設計導則》的要求，三類工業項目的徑流組織應脫離一般工業倉儲項目的雨水系統典型流程，可采用雨水池等灰色基礎設施，注重初期雨水的調蓄與收集。如圖2所示，初期雨水調蓄與收集后進入污水系統的進行預處理，隨后進入市政污水系統；對于超過雨水池儲存能力的雨水，經監測水質符合排放標準時，排入市政雨水管網進行排放。

注：參考某化工項目環評報告重新繪制圖2 三類工業的工業廢水、初期雨水等收集處理系統圖Fig.2 Collection and Treatment System of Industrial Wastewater and Initial Rainwater of the 3rd Industrial Project

2.2.2 技術要點

(1)不得采用下凹式綠地、透水鋪裝等地面滲透的海綿城市技術措施，減少對土壤和地下水的污染風險。

(2)針對大面積的工業區屋面，可采用屋頂綠化的方式蓄存雨水，從源頭減少屋面徑流量的產生，削減徑流污染負荷。

(3)由于污染風險較大，為避免降雨徑流對土壤和地下水的污染，三類工業適宜采用的技術設施為綠色屋頂和調蓄池(事故池)。應根據相關規范要求，建設事故池，并考慮可能進入應急事故水池的降水量，必要時需對初期雨水進行收集和處理。

3 工業項目海綿城市建設指標

3.1 一般工業項目

一般工業項目的海綿城市建設指標為年徑流總量控制率的確定，其指標的確定與其他地塊項目基本一致，應結合片區控制需求、工業項目的建設強度、綠地率等指標合理確定，一般新建項目宜取65%左右。

3.2 三類工業項目

三類工業項目主要通過事故池設計時考慮初期雨水收集和調蓄規模，以達到削減降雨徑流量和徑流污染負荷的效果，其設計標準主要包括“國標法”和“石化法”。

(1)國標法

目前，GB 50483—2019提出了事故池應考慮“進入應急事故水池的降水量”，并在條文中說明降水量為“當地的最大降雨量”[6]。根據GB 50483—2019，對初期雨水進行控制和處理，其控制標準為“采用當地暴雨強度公式取一次降雨過程中的前15～30 min降水量，一般取20～30 mm厚度的初期降雨量”。

該方法并不符合排水設計相關規范的要求：“當地的最大降雨量”描述并未確定降雨設計重現期；暴雨強度公式是用于計算不同降雨歷時條件下的峰值設置流量的，其降雨歷時并不能區分“一次降雨過程中的15～30 min降水量”，因此，“20～30 mm厚度的初期降雨量”也就無法確定。

(2)石化法

除上述國標以外，中國石化集團發布的企業標準《事故狀態下水體污染的預防與控制技術要求》(Q/SY 1190—2013)[3]對事故池提出了詳細設計的要求，其中發生事故時可能進入該收集系統的降雨量V的計算如式(1)～式(2)。

V=10qF

(1)

q=qa/n

(2)

其中：q——降雨強度(以平均日降雨量計)，mm；

qa——年平均降雨量，mm；

n——年平均降雨日數；

F——必須進入事故廢水收集系統的雨水匯水面積，hm2。

該方法通過計算全年場次降雨的平均降雨量，以此作為可能進入事故池的降雨量。數值偏小，則易造成大量徑流污染未經收集和處理進入自然水體。

(3)海綿法

海綿城市所提出的年徑流總量控制率是基于長時段的降雨數據統計分析，確定控制(日)設計降雨量與全年徑流總量控制的比值關系，通過徑流體積控制實現徑流污染控制，與事故池設計中雨水污染控制的環保要求基本一致。工業用地的年徑流總量控制率一般為65%左右，其對應設計降雨量根據區域降雨特征確定[10-11]。

(4)案例核算

以河北省滄州市某三類工業項目的海綿城市專項設計為例，該工業項目占地面積為9 766 m2，綜合徑流系數(φ)約為0.85，產區范圍內雨水自行控制。根據上位海綿城市專項規劃，廠區年徑流總量控制率為65%，對應設計降雨量(H)為16.9 mm，統計近30年降雨數據，年均降雨量為543 mm，降雨天數為64 d。

①國標法。根據最新的GB 50483—2019，V國標法=166～249 m3。

②石化法。根據海綿城市建設指標要求，廠區的初期雨水調蓄容積計算為：V石化法=10qF=10×0.976 6×543/64=83 m3。

③海綿法。根據《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建》的計算方式，廠區調蓄容積計算為：V海綿法=10HφF=10×0.976 6×16.9×0.85=140 m3。

案例分析結果表明，滄州市三類工業項目的初雨設計規模為V國標法>V海綿法>V石化法，其中，V國標法的取值區間較大，且數值較大；V海綿法數值位于V國標法與V石化法之間。建議三類工業用地的事故池中的初期雨水控制計算標準采用海綿法的指標。

4 結論與建議

(1)工業項目的綠地率低、徑流污染風險高，因此，其海綿城市設計思路應按照因地制宜的原則合理布設，應合理布局綠地并建設海綿設施，通過精細化的標高設計進行徑流組織設計；對于降雨徑流污染嚴重的三類工業項目，其海綿措施應以雨水調蓄池(應急事故池)為主，嚴禁設置具有滲透功能的源頭控制設施。

(2)海綿城市所提出的年徑流總量控制率是基于長時段的降雨數據統計分析，確定控制(日)設計降雨量與全年徑流總量控制的比值關系，通過徑流體積控制實現徑流污染控制，與事故池設計中雨水污染控制的環保要求基本一致。建議相關部門在制定(修訂)的應急事故池設計標準時，其中徑流污染控制體積可與對應區域年徑流總量控制率標準協同一致。