海綿城市建設(shè)中生物滯留設(shè)施設(shè)計(jì)研究

孫大偉 姚 衛(wèi)

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇 常州 213000)

0 引言

常州市作為江蘇省海綿城市建設(shè)第一批試點(diǎn)城市，根據(jù)《常州市海綿城市建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃》，規(guī)劃總面積達(dá)1 862 km2，海綿城市建設(shè)將最大限度地減少城市開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，促進(jìn)常州城市水生態(tài)的修復(fù)、水環(huán)境的改善、水資源的涵養(yǎng)、城市內(nèi)澇防治能力的提升，為常州全面推進(jìn)海綿城市建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)和有效指導(dǎo)。

然而在工程設(shè)計(jì)中，由于經(jīng)驗(yàn)匱乏，填料選擇失當(dāng)，導(dǎo)致生物滯留設(shè)施下滲速度過(guò)快或過(guò)慢，植物無(wú)法成活，失去對(duì)雨水自然凈化與處理特性，反而成為景觀的敗筆，本文將重點(diǎn)介紹一種適合常州市的生物滯留設(shè)施的設(shè)計(jì)、調(diào)蓄容積計(jì)算、植物選擇及后期維護(hù)管理。

1 生物滯留設(shè)施的設(shè)計(jì)

1.1 濾料

生物滯留設(shè)施結(jié)構(gòu)層從上到下依次為滯留層、覆蓋層、過(guò)濾層、過(guò)渡層和排水層，其中，滯水層高200 mm，且滯水層距離周邊匯水面保證100 mm的超高；覆蓋層厚50 mm，敷設(shè)材料選用鵝卵石，并在雨水入口處增加消能石，防止沖刷；過(guò)濾層厚600 mm，滲透率100 mm/h，有機(jī)質(zhì)含量不小于3%；礫石排水層為厚度200 mm的5 mm～10 mm瓜子片，詳見(jiàn)圖1。

1.2 穿孔管

穿孔收集管、溢流管可采用UPVC,PPR，雙螺紋滲管或雙壁波紋管等材料，沿寬度方向每1.5 m設(shè)置一根穿孔管，穿孔收集管管徑宜為DN100 mm，開(kāi)孔率應(yīng)控制在1.5%(1%～3%)，開(kāi)孔孔徑8 mm，坡度大于0.5%，穿孔管大樣如圖2所示。穿孔排水管接入生物滯留池溢流井，排入周邊雨水管網(wǎng)。

2 調(diào)蓄容積計(jì)算

生物滯留帶有效蓄水深度0.2 m，覆蓋層孔隙率50%，過(guò)濾層厚0.6 m，孔隙率為15%，其單位面積調(diào)蓄量包括表層蓄水，土壤、礫石空隙蓄水能力及生物滯留設(shè)施滲透量。

VS=V-WP。

其中，VS為滲透設(shè)施的有效調(diào)蓄容積，包括設(shè)施頂部和結(jié)構(gòu)內(nèi)部蓄水空間的容積，m3；V為滲透設(shè)施進(jìn)水量，m3；WP為滲透量，m3。

即：V=VS+WP。

滲透設(shè)施滲透量：

WP=K·J·AS·tS。

其中，K為土壤(滲透層)滲透系數(shù)，取值100 mm/h；J為水力坡降，一般取J=1；AS為有效滲透面積，m2；tS為滲透時(shí)間，h，指降雨過(guò)程中設(shè)施的滲透歷時(shí)，一般可取2 h。

根據(jù)生物滯留池大樣圖進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)考慮到道路路基等因素對(duì)滲透面積及空隙體積的影響，考慮設(shè)置滲透面積折減系數(shù)0.80，覆蓋層、過(guò)濾層空隙體積折減系數(shù)0.85。

滯留池滯留體積：

VS=滯留層體積+(覆蓋層+過(guò)渡層)結(jié)構(gòu)內(nèi)部空隙體積×

空隙體積折減系數(shù)=200×10-3+50×10-3×1×50%×

0.85+600×10-3×1×15%×0.85=0.30 m3。

滯留池滲透體積：

WP=100×10-3×1×1×0.80×2=0.16 m3。

本次設(shè)計(jì)雨水滯留器每平方米可調(diào)蓄容積為0.46 m3。

3 植物選擇

3.1 植物選擇原則

1)應(yīng)根據(jù)基地的氣候、土壤和水文條件優(yōu)先選擇適生的鄉(xiāng)土植物，不應(yīng)選擇入侵物種。

2)應(yīng)根據(jù)綠地雨水設(shè)施的主要功能，充分考慮水位、日照、水質(zhì)、土壤、坡度及周邊植被現(xiàn)狀等因素，有針對(duì)性地選擇適應(yīng)各種環(huán)境的觀賞植物品種，優(yōu)先選擇耐水濕、抗污染、根系發(fā)達(dá)的植物。

3)宜選擇易栽培、成活率高、抗性強(qiáng)、維護(hù)管理簡(jiǎn)單的植物品種。

4)速生品種和慢生品種相結(jié)合，近期效果和遠(yuǎn)期效果兼顧。

5)應(yīng)注重植物配置的藝術(shù)化處理，選擇觀賞性強(qiáng)的植物品種，與周邊綠地植物相融合。

3.2 植物配置原則

1)遵循綠地種植設(shè)計(jì)總體要求，發(fā)揮植物生態(tài)、景觀、游憩等功能。

2)充分尊重場(chǎng)地的原有植被，雨水設(shè)施建設(shè)不以犧牲林蔭率為代價(jià)。

3)結(jié)合綠地雨水設(shè)施內(nèi)部的微環(huán)境進(jìn)行合理布置，要有利于植物在短期內(nèi)產(chǎn)生系統(tǒng)功能。

4)應(yīng)按照生態(tài)學(xué)原理，通過(guò)上層、中層、下層植物品種的合理搭配，逐步形成穩(wěn)定的植物群落。通過(guò)速生樹(shù)種與慢生樹(shù)種的搭配、落葉與常綠植物的搭配，增強(qiáng)群落穩(wěn)定性，構(gòu)建地帶性植物群落。

5)應(yīng)正確處理植物群落的空間關(guān)系。全面考慮植物的觀賞效果和季相變化，保證旱季和雨季的景觀效果，并與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.3 植物選擇參考

綜合植物種類分析，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚣熬坝^需求，推薦選擇以下幾種海綿城市設(shè)施種植植物：旱傘草、千屈菜、矮蒲葦、風(fēng)車草、菖蒲、美人蕉、萱草等。

4 維護(hù)管理

1)應(yīng)編制養(yǎng)護(hù)管理計(jì)劃，并按計(jì)劃認(rèn)真實(shí)施，必須嚴(yán)控植物高度、疏密度，保持適宜的根冠比和水分平衡。

2)應(yīng)定期對(duì)生物滯留設(shè)施進(jìn)水口進(jìn)行清理，保證周邊雨水可以匯入設(shè)施；定期清理溢流口，防止溢流口堵塞導(dǎo)致超量雨水無(wú)法溢流進(jìn)入雨水管道，而進(jìn)入周邊綠地或道路。

3)當(dāng)生物滯留設(shè)施邊坡出現(xiàn)塌陷應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

4)覆蓋層出現(xiàn)缺失，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，防止過(guò)濾層裸露。

5)生物滯留設(shè)施排空時(shí)間超過(guò)36 h時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查盲管及填料是否堵塞。

6)如生物滯留設(shè)施出現(xiàn)堵塞可利用檢查口對(duì)填料進(jìn)行反沖洗。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)海綿城市建設(shè)尚處于起步階段，生物滯留設(shè)施作為綠色設(shè)施中應(yīng)用最廣泛的設(shè)施之一，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分理解生物滯留設(shè)施的概念，切實(shí)結(jié)合項(xiàng)目工程的實(shí)際條件，因地制宜的進(jìn)行生物滯留設(shè)施的設(shè)計(jì)。優(yōu)先選擇易于養(yǎng)護(hù)的本土植物，合理制定生物滯留設(shè)施運(yùn)行維護(hù)制度，保障其正常功能的發(fā)揮。