建筑小區(qū)海綿城市設(shè)計思考與建議

黃均兆

(貴陽建筑勘察設(shè)計有限公司， 貴州貴陽 550001)

1 概述

建筑小區(qū)的海綿城市設(shè)計是城市雨洪管理設(shè)計基本的、起端的內(nèi)容，建設(shè)類型多樣，涉及面廣，在建筑小區(qū)給排水設(shè)計中，要充分進行論證分析，引進雨水海綿城市設(shè)計的內(nèi)容，選擇雨水利用和排出方案，使建筑小區(qū)的雨水在小區(qū)內(nèi)得到充分利用和儲存，減少外排量，踐行海綿城市設(shè)計理念，要根據(jù)工程特征、自然條件和相關(guān)要求，優(yōu)選方案，包括雨水排出、雨水入滲、雨水回用、雨水開發(fā)設(shè)施等。

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”，雨水的綜合利用在于自然積存、自然滲透、自然凈化，使城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生。海綿城市建設(shè)有利于修復(fù)城市水生態(tài)，涵養(yǎng)水資源，增強城市防澇能力，擴大公共產(chǎn)品有效投資，提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量，促進人與自然和諧發(fā)展。海綿城市建設(shè)內(nèi)容涵蓋雨水的滲、滯、蓄、凈、用、排等方面。

2 海綿城市構(gòu)建途徑

海綿城市的建設(shè)需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)城市開發(fā)建設(shè)的各部門各環(huán)節(jié)，明確低影響開發(fā)雨水的控制總目標，制定相應(yīng)規(guī)模工程的規(guī)劃控制指標，制定詳細規(guī)劃指標，落實相應(yīng)的建設(shè)內(nèi)容。包括明確責任主體、制定規(guī)劃、設(shè)計建設(shè)、運行維護等。設(shè)計階段要進行平面和豎向設(shè)計，統(tǒng)籌考慮景觀綠化、景觀湖、濱水帶等，建設(shè)低影響雨水開發(fā)設(shè)施，主要包含建筑與小區(qū)、城市道路、綠地與廣場、水系等方面的內(nèi)容。低影響雨水開發(fā)設(shè)施建成后要明確管理維護責任單位和責任人，加強設(shè)施的日常維護管理，確保低影響設(shè)施運行正常，發(fā)揮應(yīng)有作用。

3 建筑與小區(qū)海綿城市設(shè)計

海綿城市的建設(shè)范圍廣，涉及城市建設(shè)各方面，其中建筑與小區(qū)的低影響雨水開發(fā)是基本的、起端的建設(shè)內(nèi)容，適宜作為低影響開發(fā)雨水建設(shè)的工程，應(yīng)在景觀、道路交通、排水、建筑等各專業(yè)設(shè)計方案中體現(xiàn)低影響開發(fā)雨水建設(shè)的內(nèi)容，落實規(guī)劃目標。建筑與小區(qū)的海綿城市設(shè)計內(nèi)容屬于建筑給排水設(shè)計的一部分，低影響雨水開發(fā)融合于建筑與小區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計中，雨水的凈化回用也屬于建筑節(jié)水的主要方面。

各類低影響雨水開發(fā)設(shè)施主要有：透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調(diào)節(jié)塘、植草溝、滲管、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲透等。

(1) 下沉式綠地：狹義的下沉式綠地指低于周邊鋪砌地面100～200 mm的綠地，綠地內(nèi)設(shè)雨水溢流口，超出溢流口的雨水排到雨水管。下沉式綠地廣泛應(yīng)用于建筑與小區(qū)、道路、廣場內(nèi)，布置方式靈活，面積大小可根據(jù)場地確定。下沉式綠地建設(shè)費用和維護費用較低，但大面積應(yīng)用時易受地形影響，實際調(diào)蓄容積較小。

(2) 滲透塘：是一種用于雨水下滲補充地下水的洼地，具有凈化雨水和削減峰值流量的作用。滲透塘前應(yīng)設(shè)置沉砂池等預(yù)處理設(shè)施，以去除大顆粒污染物，滲透塘水深不小于0.6 m，塘底部構(gòu)造一般為200～300 mm的種植土、透水土工布、300～500 mm的過濾介質(zhì)層。滲透塘設(shè)溢流設(shè)施和放空管，并與城市雨水管網(wǎng)和超標雨水徑流排放系統(tǒng)銜接。滲透塘適用于匯水面積大于1 hm2且具有一定空間條件的區(qū)域；建設(shè)費用較低，但對場地要求較嚴格，后期維護費用較高。

(3) 滲井：滲井通過井底和井壁進行雨水下滲，還可在滲井周圍設(shè)置水平滲排管，并在滲排管周圍鋪設(shè)礫石。滲井的出水管的管內(nèi)底高程應(yīng)高于進水管管內(nèi)頂高程。滲井適用范圍廣，布置靈活，占地面積小，建設(shè)和維護費用抵，但滲井的水質(zhì)和水量控制作用有限。

(4) 蓄水池：蓄水池具有雨水儲存功能和削減峰值流量的作用，包括鋼筋混凝土蓄水池、塑料蓄水模塊拼裝式蓄水池、地下封閉式蓄水池等。適用于有雨水回用需求的建筑與小區(qū)，需配建相應(yīng)的雨水凈化設(shè)施。蓄水池具有占地節(jié)省、雨水管渠易接入、儲水量大等優(yōu)點，雨水回用于綠化、沖洗地面、洗車等，但建設(shè)和維護費用高。

(5) 植草溝：指種植有植被的地表溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水，并對雨水凈化，也可用于銜接其他單項設(shè)施、城市雨水管渠。植草溝斷面宜為倒拋物線形、三角形、梯形，縱坡不應(yīng)大于4 %，最大流速應(yīng)小于0.8 m/s，溝內(nèi)植被宜控制在100～200 mm。植草溝適用于廣場、道路等不透水面周邊，可與雨水管渠聯(lián)合應(yīng)用。植草溝具有建設(shè)和維護費用低，易與景觀結(jié)合，但易受場地條件制約。

(6) 滲管/渠：指具有滲透功能的雨水管渠，可用穿孔塑料管、無砂混凝土管渠等組成。滲管/渠的開孔率應(yīng)控制在1 %～3 %，敷設(shè)坡度滿足排水要求。滲管/渠適用于建筑與小區(qū)、公共綠地內(nèi)雨水轉(zhuǎn)輸流量較小的區(qū)域，不適用于地下水位高、徑流污染嚴重的區(qū)域。滲管/渠對場地空間要求較小，但建設(shè)費用較高，易堵塞，維護困難。

(7) 初期雨水棄流設(shè)施：通過一定方法或裝置將儲存在初期沖刷效應(yīng)、污染較嚴重的降雨初期徑流棄除，以降低雨水的后續(xù)處理難度，棄流雨水排入市政污水管網(wǎng)由污水處理廠進行處理，棄流形式包括自控棄流、滲透棄流、雨落管棄流、棄流池等。初期雨水棄流設(shè)施是其他雨水開發(fā)設(shè)施的重要預(yù)處理設(shè)施，主要用于屋面雨水、徑流雨水等集中入口的前端。初期雨水棄流設(shè)施占地面積小、建設(shè)費用地，可降低后續(xù)設(shè)施的維護管理費用，但徑流污染物棄流量不易控制。

低影響雨水開發(fā)設(shè)施的選擇應(yīng)結(jié)合建筑密度、綠地率及土地利用布局等條件，根據(jù)城市總規(guī)、專項規(guī)劃及詳規(guī)明確的控制目標，結(jié)合設(shè)施的主要功能、經(jīng)濟性、適用性、景觀效果等因素選擇效益最優(yōu)的單項設(shè)施及其組合系統(tǒng)。組合系統(tǒng)中各設(shè)施的主要功能應(yīng)與規(guī)劃控制目標相對應(yīng)：缺水地區(qū)以雨水資源化利用為主要目標時，可優(yōu)先選用以雨水集蓄利用主要功能的雨水儲存設(shè)施；內(nèi)澇風險嚴重的地區(qū)以徑流峰值控制為主要目標時，可選用峰值削減效果較優(yōu)的雨水儲存和調(diào)節(jié)等技術(shù)；水資源較豐富的地區(qū)以徑流污染控制和徑流峰值控制為主要目標時，可選用雨水凈化和峰值削減功能較優(yōu)的雨水截污凈化、滲透和調(diào)節(jié)等技術(shù)。以總投資成本宜最低，并綜合考慮設(shè)施的環(huán)境效益和社會效益。

對控制雨水徑流總量作用較強的設(shè)施有：透水磚鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、滲管/渠；對控制雨水徑流峰值作用較強的設(shè)施有：濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)池/塘；對控制雨水徑流污染作用較強的設(shè)施有：復(fù)雜型生物滯留設(shè)施、雨水濕地、濕式植草溝、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施。

建筑小區(qū)占據(jù)城市城區(qū)將近70 %的面積，是城市雨水排水系統(tǒng)的起端，建筑小區(qū)雨水控制與利用是城市雨水利用控制的重要組成部分，效果明顯且相對經(jīng)濟。對于維護自然界水循環(huán)、節(jié)約用水、修復(fù)城市生態(tài)環(huán)境、抑制城市洪澇災(zāi)害有重要作用和深遠意義。建筑小區(qū)雨水海綿城市設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計情況選擇采用雨水入滲系統(tǒng)、收集回用系統(tǒng)、調(diào)蓄排放系統(tǒng)中的一種系統(tǒng)或多種系統(tǒng)組合，在每個系統(tǒng)中選擇合理的設(shè)施和方式。

4 結(jié)束語

適用于建筑與小區(qū)的低影響雨水開發(fā)設(shè)施有：透水磚鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)池/塘、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、雨水收集回用。在建筑與小區(qū)的海綿城市應(yīng)用設(shè)計中，需根據(jù)工程特征經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后合理選擇，如年均降雨量小于400 mm的地區(qū)或雨水年回用水量小于項目年用水量的3 %的項目，不宜選用雨水收集回用系統(tǒng)。建議在建筑小區(qū)的雨水排水系統(tǒng)設(shè)計中，積極引進海綿城市設(shè)計概念，因地制宜選用合理經(jīng)濟的雨水控制、利用、排出方案，使雨水得到充分的控制和利用，促進生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展。