关键词：海绵城市；年径流总量；计算；设计；评价；要点
1、海绵城市设计的政策与目标：
近年来,国家一直不断加大力度,也出台了一些政策性的文件，2015年10月份,《关于推进海绵城市建设的指导意见》发布,更加明确的指明了海绵城市建设的目标和总体建设要求,文件明确提出海绵城市建设将作为生态文明建设的重大战略部署。
海绵城市作为一个低影响的开发模式,其核心建设理念主要要把握好以下四点:自然积存、自然渗透、自然净化。通过消化和吸收好其核心建设理念,才能真正的将海绵城市建设好,总而言之,海绵城市建设就是要综合采取"渗、滞、蓄、净、用、排"这6大措施。能有效的消纳和利用70%以上的降雨,真正实现低影响开发,降低城市开发建设中对生态环境可能存在的一些不良影响。让城市河湖水系和山水林地田等生态系统得到有效的保护。工程概况及设计标准和原则2工程概况及设计标准和原则
2.1工程概况：
本项目为宁波市奉化区的一个居住建筑,因为靠近浙江沿海区域,为亚热带季风性气候，年均降水量有1480mm。由于临近东南沿海，夏秋季节经常会遭受台风侵袭。台风的到来，会带来大量的降水。极有可能引发洪涝灾害。这些因素也要求本项目必须提高雨水设计等级标准。
本地块占地东至西河路、南至长汀西路、西至祥和路、北至山岭路，总用地面积68588㎡。总建筑面积为231402.42。容积率为2.40，建筑密度为24.67%，绿地率为43.5%。
场地浅层土体以粉质黏土为主，渗透能力较差。若需建设生物滞留设施，则需对原土进行换土处理，增大渗水能力，在生物滞留设施结构内设置排水层及透水管，对净化后雨水进行排空。
2.2设计依据：
根据宁波市对海绵城市设计成果的深度和内容要求，为完成海绵城市专项设计，需勘察、建筑、给排水和景观专业配合提供项目相关资料，主要如下：
2.2.1工程地质勘察资料；
2.2.2项目报规方案设计文本；
2.2.3建筑及给排水专业阶段设计成果；
2.2.4国家相关设计规范、规程及验收标准。
2.3设计标准：
依据《宁波市海绵城市规划设计导则（2019甬DX-08）》及本项目土地出让规划条件，海绵控制性指标为：
?年径流总量控制率不低于75%，对应控制降雨量约21.9mm；
?场地综合径流系数不大于0.6；
?年径流污染削减率，其面源污染物削减率不宜低于60%；
?管渠排水标准，选取设计重现期为P=3；
?内涝防治标准，选取设计重现期为P=50；
?根据雨水回用使用用途为绿化浇洒和车库冲洗，雨水回用水质满足上述水质使用要求。雨水控制与回收利用系统统一考虑。
2.4设计原则：
1)在满足海绵城市建设目标的前提下，实现项目在建设后雨水径流污染负荷不大于建设前，改善宁波市水环境现状；
2)因地制宜设计海绵设施，生态设施优先，渗、滞、蓄、净、用、排相结合，做到尊重自然、顺应自然、结合自然；
3)实现源头减排，分散布置设施，高效、经济、美观，低成本、易维护；
4)雨污分流的排水体制，实现雨水资源化，改善水环境与生态环境，实现生态排水、综合排水；
5)在管线综合规划基础上合理布局 LID 设施，避免管线与海绵设施的冲突；
6)协同排水、道路、景观、建筑、施工等专业优化设计方案，确保落实到位；
一、海绵设计及相关计算：
3.1海绵设计：
1)建筑屋面：
考虑本项目为居住小区项目，场地内不宜过多设置下凹绿地，且大部分建筑均为一类高层建筑，屋面雨水落差很大，另外结合当地地下水位较高不利于雨水下渗等因素，主体建筑屋面雨水以采用雨水收集池为海绵设施的设计思路，其余部分低层建筑雨落管断接排至建筑周围的 LID 设施中，由LID设施进行调蓄和净化；.png)
图1： 屋面雨水流程图
2)道路及广场：
项目内的主路路面采用双向找坡，沿路面两侧设置下凹绿地和导水植草沟，在路边设置开口路牙，将路面雨水导入海绵设施。人行道路、非机动车道和广场，尽量采用透水铺装，场地内控制高程坡向，使广场内雨水自然排入周边海绵设施内。
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图2：场地雨水流程图
3)集中绿地：
场地集中绿地内设置下凹绿地、传输草沟，并采用场地找坡，使雨水流向下凹绿地。收集和消纳景观区域、附近住宅屋面和道路的雨水。
4)雨水管网方案：
在本项目中，我们采用雨、污分流机制，这样在雨水来临时候，能够及时的排入周边道路中的市政雨水管网中，在基地雨水管网末端，我们还设置了调蓄水池。回收的雨水回用水可以用于道路降尘清洗和道路绿化浇灌及地库冲洗等，既能有效调蓄雨水径流量，又可以有效的减轻雨水径流面源污染，雨水资源得到了充分有效的利用，具有重要的经济意义和环境意义。
5)透水铺装：
透水铺装可以有效的缓解其他排水系统排水压力，从而减轻地表径流造成的一些污染。在本项目中，我们通过采用透水砖和透水沥青等来铺装。
6)竖向设计：
首先控制项目地面标高防止外域雨水流入。同时系统的设计屋面、路面、绿地、生态海绵设施、雨水口、雨水管网、蓄水池高程关系，使屋面、道路、场地等不透水区的雨水径流流入海绵设施。
7)生态设施：
本工程生态滞留设施主要采用下凹绿地，设施由蓄水层、覆盖层、滤料层、过渡层和排水层五部分组成，排水层采用碎石等材料保证设施蓄水能力，土壤渗透性差的下凹绿地排水层设置盲管，将长期滞留的雨水排入雨水管网。滤料层渗透系数要求大于100mm/h，尽量选用原始土壤，以节省造价，厚度设计为400mm。
下凹绿地在植被选择中多以水生植物为主。根系发达，耐冲刷，净化能力强，特别是植物根系对重金属的拦截和吸附作用，生命力顽强，便于管理，合理搭配起到既能增强净化力又具有观赏性的效果。
3.2海绵设计相关计算：
1)场地综合径流系数Ψ：
根据下垫面类型，按照《宁波市海绵城市规划设计导则（2019甬DX-08）》加权平均法计算综合径流系数。
具体取值如下表所示：
表1.场地下垫面系数
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Fn—下垫面汇水面积（m2）；Ψn—下垫面径流系数；
综上所得场地Ψ平=0.48
2)场地径流雨水量计算：
暴雨强度公式：.png)
设计重现期：P=3a；降雨历时20min，暴雨强度q＝225.5L/s·ha；
基地汇水面积6.8588 ha；雨水流量公式Q=qΨF；总雨水量：742L/s。
3)雨水控制调蓄容积计算：
设计调蓄容积 V=10HψF
V-调蓄容积（m3）；H-设计降雨量（mm）；ψ-综合雨量径流系数；
F-汇水面积（m2）。得出：场地设计调蓄容积V=722m3
4)年径流总量控制率达标计算：
以径流总量控制为目标时，地块内各低影响开发设施的设计调蓄容积之和，即总调蓄容积不低于根据目标控制率计算得出的地块总产水量。
本项目共设计下凹绿地801 m2，下凹有效深度0.20m，调蓄深度按0.40m计（设计下渗速度为100mm/h,下渗2小时）,则雨水花园调蓄容积为320 m3。其余雨水采用蓄水池进行调蓄，分别在东西两片雨水管网末端设置雨水蓄水池，容积分别为171m3和257 m3，共为428 m3。调蓄池设于项目的地下车库内，其中257 m3吨水池为收集回用水池,用水量按绿地浇灌、道路及地库冲洗的三天用水量进行收集处理，该部分设计见建筑施工图设计院的设计资料，本篇不做详细说明。
场地内设计调蓄水量428+800×0.4=748 m3＞722 m3满足年径流总量控制率达到75%的要求。详细计算见后面表三。
5)年径流污染削减率计算：
年径流污染削减率以年SS总量去除率进行计算。
年SS总量去除率=年径流总量控制率×低影响开发设施SS平均去除率。
表2.海绵设施径流污染控制率
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SS平均去除率=80%
年径流污染控制率= SS平均去除率×年径流总量控制率=80%×75%=60%。
二、海绵化建设设计图纸：
4.1汇水分区划分图：
根据地块现状室外竖向标高及市政雨水预留接入口的条件，将整个地块分为东西两个片区，具体见下面的汇水分区及海绵设施布置图，由中间的红线分成左右两个汇水大区。
根据建筑屋顶汇水分界线、小区道路竖向标高设计、小区硬质铺装场地的竖向设计，结合景观绿化、竖向、种植等先决条件，以有利于将雨水导入绿地内海绵设施为原则，将整个场地分为20个小的汇水分区，每个分区为单独的计算单元。具体布置见下面的汇水分区及海绵设施布置图（蓝线围合区域）：
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4.2海绵措施布置图：
本工程的雨水组织设计思路是将部分屋面、道路及硬质地面的雨水导入下凹绿地，部分屋面雨水及不利于导入下凹绿地的硬化面雨水由雨水管网收集至雨水调蓄及回用水池，下凹绿地与调蓄回用水池的总容积满足对应径流总量控制率的容积标准。
根据上述条件及要求，本项目每个汇水分区结合场地竖向因地制宜的确定 LID 设施（下凹绿地）的平面布局，并通过计算确定下凹绿地的规模，具体的计算见下表：
表3.汇水分区计算表.png)
4.3雨水径流组织设计：
根据划分的服务区及区内的海绵设施布置，进行有效的雨水径流组织设计，通过场地竖向设将雨水有组织的汇入海绵设施，见下图：
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下凹绿地、雨水调蓄池的超标雨水排放，由小区雨水管网排至市政雨水管道系统，场地内的雨水管网走向见上图。
三、海绵城市设计验收标准：
鉴于各个地区的海绵设计标准各不相同，做法也是百花齐放，在国家住房和城乡建设部的要求下，编制出台了《海绵城市建设评价标准》GBT 51345-2018。
标准第5.1.3条提出控制率评价应符合下面规定，“将各设施、无设施控制的各下垫面的年径流总量控制率，按包括设施自身面积在内的设施汇水面积、无设施控制的下垫面的占地面积加权平均，得到项目的实际年径流总量控制率”。本工程正是本着这一条的宗旨进行的综合海绵设计。
四、总结：
本工程共设置下沉式绿地801㎡，雨水回用池 428m3。经计算按海绵城市设计方案实施后，年径流总量控制率为 75%，年径流污染削减率60%，落实了海绵城市设计理念。
本工程海绵城市设计方案结合项目本身建筑特征和用水特点，因地制宜地选用下凹绿地、透水铺装、植草沟及调蓄回用水池等海绵措施，实现海绵城市控制目标，在施工完成后，预计可达到“小雨不外排，大雨不内涝”的海绵治理目标，同时有效的净化海绵指标控制范围内的雨水。整体上可以降低周边市政雨水管网的压力，间接改善周边河道水质。
本工程海绵城市设计方案的实施对奉化地区其他新建项目的海绵城市建设具有一定的借鉴意义。共同促进城市健康持续发展。
参考文献：
[1]《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水构建》（试行）(2014)275号
[2]《浙江省人民政府办公厅关于推进全省海绵城市建设的实施意见》（浙政办发【2016】98号）
[3]《宁波市海绵城市规划设计导则》（2019 甬 DX-08）
论文作者:王宏
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷23期
论文发表时间:2020/4/3
标签：海绵论文; 雨水论文; 径流论文; 设施论文; 绿地论文; 汇水论文; 场地论文; 《建筑实践》2019年38卷23期论文;