基于低影響開發(fā)理念的場地優(yōu)化設(shè)計探討

趙 碩 賀靜漪

(中國航空規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司，北京 100120)

基于低影響開發(fā)理念的場地優(yōu)化設(shè)計探討

趙 碩 賀靜漪

(中國航空規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司，北京 100120)

通過分析傳統(tǒng)場地設(shè)計忽略的內(nèi)容，提出了基于低影響開發(fā)理念的場地優(yōu)化設(shè)計思路和方法，經(jīng)項目優(yōu)化實例和流量計算表明，場地的優(yōu)化設(shè)計達到了流量控制效果。

低影響開發(fā)，場地，優(yōu)化設(shè)計，流量控制

1 傳統(tǒng)場地設(shè)計做法局限性分析

傳統(tǒng)的場地設(shè)計較注重場地的使用功能和規(guī)劃條件。近年來隨著土地價值的增長和土地資源的稀缺，建筑物的占地面積和規(guī)模往往在滿足規(guī)劃用地條件的基礎(chǔ)上被最大化；出于生產(chǎn)運輸?shù)谋憬菪钥紤]、消防對場地條件的嚴格控制、停車位需求的增加等各方面的原因，硬化地坪的占地比重僅次于建筑占地；場地排水多采用暗管排水的方式，地表徑流高度集中到排水系統(tǒng)中，絕大部分的場地雨水通過分布在道路上的雨水篦子排放到場地雨水管網(wǎng)，最終匯入市政管網(wǎng)；場地豎向設(shè)計側(cè)重于場地的安全性、土石方量和基礎(chǔ)工程費用的節(jié)約，對場地水文循環(huán)的考慮較少；綠化用地被大面積的建(構(gòu))筑物、硬化地坪切割，分布零散，綠化用地可發(fā)揮作用有限。

2 基于低影響開發(fā)理念的場地設(shè)計優(yōu)化思路

低影響開發(fā)是雨水管理的一種全新的模式，其核心是維持場地開發(fā)前后水文特征不變，包括徑流總量、峰值流量、峰現(xiàn)時間等[1]。為達到低影響開發(fā)的目的，必須突破傳統(tǒng)的場地設(shè)計模式，對傳統(tǒng)的做法進行調(diào)整和優(yōu)化，并注重跟各專業(yè)的配合和銜接。

場地優(yōu)化設(shè)計主要從總平面方案優(yōu)化、豎向設(shè)計優(yōu)化和排水系統(tǒng)優(yōu)化三個方面進行考慮：

1)總平面方案優(yōu)化主要從遠期發(fā)展用地簡單處理、綠化布局優(yōu)化、道路平面尺寸優(yōu)化和結(jié)構(gòu)類型優(yōu)化三個方面考慮?？偲矫娣桨甘菆龅卦O(shè)計的基礎(chǔ)，大型的工程項目多采取分期實施的方式。遠期預留用地多為現(xiàn)狀植被或為場地粗平整后的土面區(qū)。查閱《室外排水設(shè)計規(guī)范》可得土面區(qū)徑流系數(shù)為0.25～0.35，綠地徑流系數(shù)為0.1～0.2?？傻贸鼋Y(jié)論：撒種簡單綠化的方式可有效減少場地的設(shè)計雨水流量。

綠化是場地設(shè)計不可或缺的組成部分，綠化的功能不僅僅局限于美化場區(qū)、豎向高差處理，綠地范圍的深化設(shè)計還能起到雨水調(diào)蓄的作用。然而零散分布的綠地僅能促進雨水下滲、缺少足夠的空間布置低影響開發(fā)的雨水設(shè)施；局部設(shè)置的大塊綠地僅能調(diào)蓄小區(qū)域的雨水。結(jié)合場地的匯水方向、匯水面積設(shè)置綠地，選擇合理的低影響開發(fā)雨水設(shè)施，可以充分發(fā)揮綠地的雨水調(diào)蓄功能。

道路尺寸的優(yōu)化主要從縮短路網(wǎng)長度和減少道路寬度兩方面進行考慮，從而可減少不透水硬化地坪的面積。從場地總平面布局的角度出發(fā)，盡端式道路應當盡量少設(shè)置，因為盡端式道路末端基本上都會設(shè)置回車場，在使用靈活性上和消防便捷性上效果不如環(huán)形車道。路網(wǎng)的優(yōu)化應結(jié)合實際的場地可利用空間，滿足不同地段道路的使用功能、交通需求的同時縮短路網(wǎng)總長度。道路寬度的設(shè)計主要是滿足交通量和大型車輛通行的需求。一般參考的設(shè)計規(guī)范為《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》和《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》。與城市道路相比，場區(qū)道路具有交通量小、行駛速度慢的特點，因此道路寬度滿足場區(qū)車輛通行使用即可。

工程中常用的道面結(jié)構(gòu)類型為：水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面；人行道常見的做法為混凝土磚路面；廣場、停車場常與道路結(jié)構(gòu)一致。這幾種類型的結(jié)構(gòu)層設(shè)計都沒有下滲雨水的作用，它們的排水方式為：通過豎向設(shè)計的坡度坡向排放至雨水篦子，通過雨水篦子進入場區(qū)排水管網(wǎng)，最終匯入市政排水管網(wǎng)。場區(qū)的雨水絕大部分進入場區(qū)排水系統(tǒng)。透水鋪裝的使用可以促進部分雨水下滲，使排入場區(qū)雨水管網(wǎng)的水量顯著減少。工程項目中常用的有透水瀝青路面、透水水泥混凝土路面/廣場、透水磚人行道和嵌草磚停車場。

2)豎向設(shè)計優(yōu)化主要從硬化地坪排水方向設(shè)計優(yōu)化和綠地排水方向和結(jié)構(gòu)層設(shè)計優(yōu)化兩個方面進行考慮。硬化地坪指的是車行道、人行道、停車場和廣場；通過道路橫坡的設(shè)計，停車場、廣場坡度坡向的設(shè)計，使硬化地坪的雨水直接順著設(shè)計坡向流入綠地以增強雨水的入滲。對應的綠地也應當做一定的處理，以便于場地雨水匯集和增強入滲功能，場區(qū)常見的工程措施為植被淺溝、下沉式綠地等，設(shè)施類型的選用和可用綠地的規(guī)模和匯水方向的設(shè)計有關(guān)。

3)排水系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化：場地總平面、豎向、綠化設(shè)計方案確定后，場地排水模式由傳統(tǒng)的“地表徑流快速排除”變?yōu)椤罢{(diào)蓄、下滲、回用、少排”。

場地優(yōu)化設(shè)計思路如圖1所示。

3 實例分析

以重慶某基地的場地設(shè)計為例，對優(yōu)化方案進行流量計算評價。項目建設(shè)用地呈五邊形，基地總用地面積約為82 450 m2，規(guī)劃設(shè)計六棟建筑物。項目整體分期建設(shè)，一期建設(shè)兩棟高層以及場區(qū)的主次干路、停車場和市政管線配套。原設(shè)計方案為：二期預留用地為簡單土面區(qū)，道路、停車場、廣場采用瀝青混凝土路面，人行道采用混凝土磚，綠化地坪排水方向坡向道路(見圖2)。優(yōu)化后的方案為：二期預留用地撒播簡單綠化，部分道路、廣場采用透水瀝青混凝土路面，停車場采用透水磚停車場，人行道、部分鋪裝廣場采用透水磚；建筑周邊零散分布綠地設(shè)置植草溝，基地周邊綠化和中心綠化設(shè)計為下沉式綠地(見圖3)。

從峰值流量控制和場地總徑流量控制兩方面對優(yōu)化方案進行計算分析：

1)降雨量的推理公式法：

Q=Ψ·q·F。

表1 綜合徑流系數(shù)計算表(傳統(tǒng)方案)

表2 綜合徑流系數(shù)計算表(優(yōu)化方案)

根據(jù)上式計算得到傳統(tǒng)設(shè)計方案和優(yōu)化后方案的雨水設(shè)計流量對比，見表3。

表3 方案比較分析表

峰值流量的控制效果，以流量削減率作為指標，按照如下式計算：

優(yōu)化方案與傳統(tǒng)方案比較，n=26.23%。

場地設(shè)計優(yōu)化之后，與傳統(tǒng)方案相比，場地雨水流量減少，削峰效果明顯。

2)優(yōu)化方案對總徑流量控制效果的計算分析。

a.根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》附錄F：重慶屬于Ⅲ區(qū)，總徑流量控制率取85%，設(shè)計調(diào)蓄容積應滿足如下要求：

V=10HΨF。

其中，F(xiàn)為8.245hm2；H為設(shè)計降雨量，參考《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》附錄B查得H=31.9mm；Ψ為綜合徑流系數(shù)，計算可得Ψ=0.42(見表4)。

表4 綜合徑流系數(shù)計算表

計算可得：V=1 104.67 m3。

b.基地可用調(diào)蓄設(shè)施及調(diào)蓄能力計算：

下凹式綠地的設(shè)計容積：

Vs=下凹式綠地的有效下凹面積×下凹深度=

6 720×0.17=1 142 m3。

滲透性地面的滲透量:

Wp=KJAsts。

其中，K為土壤的滲透系數(shù)，本場地土壤為粘土，取1.0×10-6m/s；J為水力坡降，取1；As為有效滲透面積，取6 720 m2；ts為滲透時間，取7 200 s。

代入解得：Wp=48.38 m3。

c.總徑流量控制效果分析。

(Vs+Wp)=1 190.38 m3>V=1 104.67 m3。

可以達到《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》要求，從而實現(xiàn)3年一遇重現(xiàn)期下場地雨水經(jīng)調(diào)蓄后安全排放，且無需另行建設(shè)雨水調(diào)蓄池。

通過計算可得出優(yōu)化方案無論從削減峰值流量方面還是總徑流量控制方面都遠優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計方案的結(jié)論。

4 結(jié)語

基于低影響開發(fā)的場地優(yōu)化設(shè)計較傳統(tǒng)方案在流量控制方面具有顯著的優(yōu)勢。該優(yōu)化設(shè)計方法可結(jié)合場地功能特點和區(qū)位條件普遍應用于各類場地設(shè)計。

[1] 海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[2] GB 50014—2014，室外排水設(shè)計規(guī)范[S].

[3] CJJ 37—2012，城市道路工程設(shè)計規(guī)范[S].

[4] GBJ 22—1987，廠礦道路設(shè)計規(guī)范[S].

[5] GB 50187—2012,工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范[S].

[6] 王 佳.基于低影響開發(fā)的場地景觀規(guī)劃設(shè)計方法研究[D].北京：北京建筑大學，2013.

Inquiry on filed optimal design on basis of low-impact development concept

Zhao Shuo He Jingyi

(ChinaAviationPlanning&DesignResearchHeadquarterCo.,Ltd,Beijing100120,China)

Through analyzing traditional field design ignorance, the paper puts forward field optimal design concepts and methods on the basis of low-impact development concept. The project optimizing example and flow calculation shows that optimal designed field achieves the flow control effect.

low-impact development, site, optimal design, flow control

1009-6825(2017)01-0136-02

2016-10-27

趙 碩(1987- )，女，工程師； 賀靜漪(1982- )，女，高級工程師

TU991.1

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