低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的分類及選用分析

林燦雄

1 引言

隨著人口的快速增長(zhǎng)，城市建設(shè)快速擴(kuò)張，人們?cè)诔鞘虚_(kāi)發(fā)建設(shè)的過(guò)程中往往直接改變了地表的原始地貌，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)后的徑流系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開(kāi)發(fā)前，這造成了近年來(lái)雨澇災(zāi)害、水浸街頻繁發(fā)生，尤其以城市最為嚴(yán)重。避免這種破壞進(jìn)一步惡化，促進(jìn)人類城市建設(shè)與自然的和諧發(fā)展，采取低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)已迫在眉睫。

2 低影響開(kāi)發(fā)的興起

低影響開(kāi)發(fā)是近幾年在國(guó)內(nèi)興起的設(shè)計(jì)概念，其實(shí)早在20世紀(jì)90年代這設(shè)計(jì)概念在國(guó)外就已經(jīng)興起，只是當(dāng)時(shí)國(guó)人并未意識(shí)到其重要性，沒(méi)有引起給排水相關(guān)部門(mén)的重視。隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)地表、水環(huán)境的破壞越來(lái)越大，雨澇災(zāi)害發(fā)生越來(lái)越頻繁，水體污染愈來(lái)愈嚴(yán)重，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)、出行交通造成了嚴(yán)重威脅，人們這才重新意識(shí)到低影響開(kāi)發(fā)的重要性和必要性。

3 低影響開(kāi)發(fā)的意義

低影響開(kāi)發(fā)旨在最大限度地減小人類在開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中對(duì)地表原始地貌、自然水循環(huán)、生態(tài)環(huán)境的破壞，構(gòu)建與自然相適應(yīng)的城市雨水排水系統(tǒng)。通俗點(diǎn)講就是保持地塊開(kāi)發(fā)前后的雨水徑流量基本不變或更低，做到雨水就地消納補(bǔ)充地下水源，實(shí)現(xiàn)雨水的自然凈化，減少對(duì)水體的污染，就近收集回用節(jié)約自來(lái)水資源。

4 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的分類及功用

低影響開(kāi)發(fā)主要通過(guò)各種低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)施按功能主要分為滲透型、儲(chǔ)存型、調(diào)節(jié)型、傳輸型和凈化型五大類，各類設(shè)施又細(xì)分為幾種單項(xiàng)，詳表1。

表1 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施分類表

5 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的選用要點(diǎn)

我們?cè)谶M(jìn)行項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)原始地塊的水文地質(zhì)特征、建筑類別分布，地表功能建設(shè)及周邊水域環(huán)境等組合采用各項(xiàng)低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施以同時(shí)實(shí)現(xiàn)徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等多重目標(biāo)，最大限度減小對(duì)自然水循環(huán)的破壞。在實(shí)際工程中可參考表2選用。

表2 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選用參考表

6 案例分析

本工程為多層公共建筑，包含一個(gè)主樓和兩個(gè)小裙樓。項(xiàng)目位于廣州舊城區(qū)，用地建設(shè)前是辦公樓、廠房、商鋪等，為征拆新建性質(zhì)，總占地面積29263m2，下墊面主要由硬屋面、混凝土路面、水面及少量綠化組成，計(jì)算得出建設(shè)前綜合徑流系數(shù)為0.795。項(xiàng)目新建后下墊面主要由屋面、路面、露天停車區(qū)及綠化等組成，若不采取任何低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施，計(jì)算得出建設(shè)后綜合徑流系數(shù)為0.865，比原來(lái)的要大，不滿足相關(guān)政策要求。此外，廣州對(duì)新建項(xiàng)目也有規(guī)定，要求建設(shè)后的雨水徑流量不超過(guò)建設(shè)前的雨水徑流量，因此本項(xiàng)目必須采取一些低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施來(lái)降低地塊內(nèi)的雨水徑流量。

6.1 場(chǎng)地分析

（1）本項(xiàng)目為公建，位于舊城區(qū)，占地面積不大。

（2）建筑物為單體，首層室外被大片水景環(huán)繞，且水景池正投影下方為負(fù)一層結(jié)構(gòu)頂板，水體無(wú)法就地滲透到地下。

（3）室外場(chǎng)地空間十分有限，大部分面積為屋面、水景、道路，只有東邊、北邊有少量綠化區(qū)及停車區(qū)。

綜合分析考慮，本項(xiàng)目只有屋面、東邊和北邊具備條件采用低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)。

6.2 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選用

針對(duì)本項(xiàng)目的實(shí)際情況及室外地面的功能劃分，本項(xiàng)目主要考慮滲透鋪裝、下凹式綠地、植草溝、雨水花園、綠化屋頂、雨水調(diào)蓄池等低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施，具體選用分析如下：

（1）滲透鋪裝

建筑物東邊、南邊、北邊的廣場(chǎng)、道路、露天停車場(chǎng)考慮滲透鋪裝設(shè)計(jì)，具體如下：車道采用透水混凝土，廣場(chǎng)、人行道采用透水磚，車位停車區(qū)采用嵌草磚。透水鋪裝面積共計(jì)1480m2。透水鋪裝施工方便，能實(shí)現(xiàn)雨水就地入滲補(bǔ)充地下水源，具有一定的峰值流量削減和雨水凈化作用。

（2）下凹式綠地、植草溝

將東邊北邊的綠化區(qū)域設(shè)計(jì)成下凹式綠地，綠地比周邊地面、道路低200mm；東、北裙樓屋面雨水立管考慮斷接，即裙樓屋面雨水直接散排至室外道路；綠地周邊道路不設(shè)路緣石和雨水口，降雨時(shí)裙樓屋面雨水、地面雨水、道路雨水可順地勢(shì)自由流淌至下凹式綠地匯集，部分雨水能直接下滲到地下，有效減少地塊內(nèi)的地表雨水外排量。

同時(shí)，沿圍墻邊在綠地和圍墻之間設(shè)置傳輸型植草溝，雨水流進(jìn)下凹式綠地后通過(guò)植草溝匯集再傳輸至雨水花園積蓄。下凹式綠地和植草溝總面積約848m2。通過(guò)綠地和植草溝的雙重過(guò)濾能一定程度上去除地表徑流中的垃圾污染物。

（3）雨水花園

建筑物北面的綠化面積相對(duì)較大，且不是建筑物的主入口，設(shè)計(jì)考慮在西北角和東北角的位置設(shè)置小型雨水花園。雨水花園通過(guò)植草溝和周邊下凹式綠地連通。雨水花園可削減暴雨徑流峰值、延遲徑流峰值出現(xiàn)時(shí)間。本項(xiàng)目雨水花園面積共計(jì)120m2，按蓄水深度0.3m考慮可有效蓄水 36m3。

（4）綠化屋頂

本建筑共有3個(gè)屋面，分別為主樓屋面和2個(gè)裙樓屋面。裙樓屋面為不上人屋面，因此考慮在裙樓屋面設(shè)置綠化屋頂；主樓屋面面積較大，且屋面日后也將作為展覽場(chǎng)地使用，所以考慮在主樓屋面也設(shè)置一部分綠化區(qū)域，既能美化屋面環(huán)境，又能起到削減屋面雨水徑流量及凈化雨水的作用。綠化屋頂采用種植土加PP蓄水模塊的構(gòu)造模式，具體做法參閱綠化屋頂構(gòu)造示意圖1。

圖1 綠化屋頂構(gòu)造示意圖

雨天時(shí)屋面初期雨水直接下滲到種植土里面；在小雨時(shí)能實(shí)現(xiàn)雨水就地消納，大雨時(shí)一部分雨水經(jīng)植被下滲到種植土過(guò)濾后進(jìn)入到下層鏤空的蓄水模塊空間積蓄有效地削減屋面徑流量，另一部分雨水則從植被表層流走，通過(guò)植被表層截留去除徑流中的垃圾污染物后再匯集到屋面天溝。主樓及裙樓設(shè)置的綠化屋頂面積約448m2。

（5）雨水調(diào)蓄

本項(xiàng)目最大的亮點(diǎn)之一是室外規(guī)劃有環(huán)繞主體建筑的大片水景，水面面積高達(dá)8266.5m2，考慮將室外水景池設(shè)計(jì)成具有雨水調(diào)蓄功能的池體作為雨水調(diào)蓄設(shè)施。具體做法是在水景池景觀常水位以上預(yù)留4cm的水位調(diào)節(jié)高度作為雨水調(diào)蓄水位，則水景池可調(diào)蓄的雨水量為8266.5×0.04=330m3。

此外，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)有雨水回用系統(tǒng)，在室外設(shè)置了一個(gè)有效容積為1050m3的雨水收集池，此雨水收集池亦可作為雨水調(diào)蓄設(shè)施使用。具體操作是在雨季時(shí)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)在強(qiáng)暴雨來(lái)臨之前提前將雨水收集池放空，暴雨時(shí)一部分雨水通過(guò)棄流管或安全分流井外排，一部分在雨水收集池中積蓄回收利用。雨水調(diào)蓄設(shè)施可削減地塊內(nèi)的雨水徑流量，降低城區(qū)的市政雨水管網(wǎng)負(fù)荷，削減量可根據(jù)《廣州市建設(shè)項(xiàng)目雨水徑流控制指引》中雨水調(diào)蓄設(shè)施徑流削減量公式計(jì)算：

式中：Qtxd——雨水調(diào)蓄設(shè)施雨水徑流削減量（L/s）。

Vtxd——雨水調(diào)蓄設(shè)施有效容積（m3）。

t——降雨歷時(shí)（s）。

Ttxd——排空時(shí)間（s）

降雨歷時(shí)假設(shè)取60min，排空時(shí)間8h，Qtxd計(jì)算可得：

6.3 結(jié)論

根據(jù)計(jì)算，本地塊重新開(kāi)發(fā)后如果未采取任何低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施時(shí)綜合徑流系數(shù)為0.865，采取上述低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施后綜合徑流系數(shù)為0.802，接近開(kāi)發(fā)前水平?？鄢晁{(diào)蓄設(shè)施的削減量后本地塊開(kāi)發(fā)后的雨水外排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開(kāi)發(fā)前，已滿足相關(guān)政策要求。表3為本地塊建設(shè)前后雨水徑流量的對(duì)比。

表3 本地塊建設(shè)前后雨水徑流量的對(duì)比

7 總結(jié)

低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)于保護(hù)地球環(huán)境、保持水生態(tài)環(huán)境的平衡，削減城區(qū)市政雨水管網(wǎng)的洪峰流量，減少人為的雨澇災(zāi)害有著十分關(guān)鍵的作用，且效果明顯，我們?cè)趯?shí)際的項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)積極推廣使用低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)，讓低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施在實(shí)際工程中切切實(shí)實(shí)地落地，讓其發(fā)揮應(yīng)有的作用，促進(jìn)人類和自然的和諧發(fā)展。