排水设计在海绵城市建设中的工程应用——以南宁市某项目为例论文_滕宗焕

广西鸿运设计有限公司 广西南宁 530000

摘要:本文将海绵城市建设应用于南宁市某路的设计,达到了南宁市控制目标,提升了生态效果,解决道路积水和内涝。

关键词:海绵城市;年径流总量控制率;年径流污染削减率

所谓海绵城市,也即是将城市建设为海绵一样,在面对环境突变与自然灾害时能够展现良好“弹性”,雨水过剩时能够将水进行吸收、储存、渗透及净化,而在雨水缺少时便能够及时将储存的水进行“释放”,实现物尽其用。

某路位于南宁市青秀区,属于南宁市新建的一条次干道,路宽20米。本着“小雨不湿鞋、中雨不积水、大雨不内涝”的海绵城市设计理念对其进行设计,道路排水系统采用了非常规做法,采用低影响雨水系统,主要通过渗透、停滞、积蓄、净化、排水等其他技术手段,使水循环径流更加的顺畅、自然。

1、控制目标

(1)参考《广西海绵城市建设技术指南》及《南宁市海绵城市规划设计导则》中道路海绵建设指标要求,雨水径流总量控制率新建道路为75%。南宁市多年平均径流总量控制率对应的设计降雨量如表所示。

南宁市多年平均径流总量控制率对应的设计降雨量

(2)根据《广西海绵城市建设技术指南》及《南宁市海绵城市规划设计导则》,年径流总量控制率按75%确定,对应的设计降雨量为26mm。

(3)年径流污染削减率:取 50%。

2、低影响开发雨水系统(简称LID)

设计的道路横断面为从道路中线往两边坡向,两侧各设有1.5米下凹式绿化带,绿化带内每隔30米设一个双篦溢流式雨水口,在道路的北侧设有一根市政雨水管。道路雨水首先经过穿孔路缘石进入下凹式绿地,经过绿地渗透、储存、净水后,超出的部分雨水溢流进入溢流雨水口,再经雨水连接管,最终汇入市政雨水管。

人行道采用透水铺装。

海绵城市设计标准横断面图

3、低影响开发雨水系统计算

(1)雨水径流量计算

雨水径流量计算公式:W=10×ψc×h×F(m3)

式中:W—径流总量(m3)

ψc—雨量综合径流系数,混凝土或沥青路面采用ψc=0.85;人行道透水铺装采用ψc=0.40;绿地采用ψc=0.15。

h—设计降雨量(mm)

F—汇水面积(hm²)

(2)雨水流量计算

雨水量计算采用南宁市市暴雨强度公式:

t — 降雨历时(min),t=t1+t2,其中取 t1=10min;

P — 设计重现期,采用 P=3a;

雨水量设计采用下列公式:

Q=ψ·q·F

式中:Q―雨水设计流量(L/s);

q―设计暴雨强度(L/s•ha);

ψ— 管道的综合径流系数,根据管段汇水范围内的地面覆盖种类及相应的径流系数 取值,混凝土或沥青路面采用ψ=0.85;透水路面采用ψc=0.40;下沉式绿地采用ψ=0.15。

F —管段的汇水面积 hm²。

(3)生物滞留设施控制的径流总量计算

Ws=A×dp×η+A×(n-fc)×min(t×α×k,dz)(m3)

式中:

Ws—径流总量(m3)

生物滞留设施的面积(㎡);

dp—生物滞留设施蓄水层深度;

η—生物滞留设施蓄水层有效利用空间系数,可取 0.8-0.9;

n—生物滞留设施从垫层表面到砾石层底部的平均孔隙率;fc—田间持水量;

min—取最小的运算符

t—渗透时间(h),一般取 24h;

α—生物滞留设施内垫层、种植土壤层与砾石层总渗透系数与种植土壤层渗透系数之比,一般取 1.2-1.3;

k—种植土壤渗透系数(m/h);

dz—种植土壤层表面到砾石层底部的总深度(m)。

4、雨水径流控制计算

道路总面积为 19400m2,其中行车道(沥青混凝土)面积为 132204m2,人行道(透水砖铺装)面积为 3880m2,下凹式绿化带(生物滞留带)面积为 2300m2。

(1)控制目标的雨水量

控制目标的雨水量计算表

根据雨水径流量计算公式:W=10×ψc×h×F(m³),年径流总量控制率按75%确定,对应的设计降雨量为26mm,则雨水控制量为343m3。

(2)雨水径流量控制率计算

海绵建设可消纳的雨水量表

生物滞留带(下凹式绿化带)设计深度为0.20米,则其消纳的雨水量为460m3,大于控制目标的雨水量。根据雨水径流量计算公式:W=10×ψc×h×F(m³),反算本项目消纳的雨水降雨量为34.8mm,进行海绵城市建设后雨水径流量控制率约为83.4%>75%,满足建设目标要求。

(3)雨水径流污染物控制率计算

参考《南宁市海绵城市规划设计导则》(试行),结合本项目中所涉及的低影响开发措施占比,进行加权平均计算,详见下表。

污染物去除率计算表

年 SS 总量去除率=年径流总量控制率×低影响开发设施对 SS 的平均去除率。

本项目 SS 总量去除率=83.4%×0.70=58.4%>50%,满足建设目标要求。

5、结论

设计的年径流总量控制率为75%,年径流污染削减率为50%;经过低影响开发雨水系统改造之后年径流总量控制率为83.4%,年径流 污染削减率58.4%,海绵城市建设的城市道路两项指标均达到南宁市设计标准。由此可见下凹式绿化带设计方案可以大大提高城市道路年径流总量控制率,促进生态文明城市建设,并有效缓解了该地方积水内涝问题,提升了道路的海绵特质。

参考文献:

[1] 张晓雅.珠海某片区海绵城市设计方案分析[J].建筑·节能,2019,(02).

作者简介:

滕宗焕(1982-),女,籍贯广西兴业,工程师,2007年毕业于昆明理工大学环境工程专业,研究生学历,现从事给水排水工程行业工作。

论文作者:滕宗焕

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/29

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