《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》要點應(yīng)用解析

根據(jù)城市排水現(xiàn)狀，天津市計劃打造“海綿城市”兩大試點將于2019年建成，天津市的雨水資源利用已經(jīng)逐步發(fā)展起來。根據(jù)天津市海綿城市的發(fā)展，編寫了《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，制定了海綿城市設(shè)計主要控制參數(shù)。導(dǎo)則中解析了多種技術(shù)措施，用來對設(shè)計參數(shù)進行調(diào)整，使新建工程的年徑流總量控制率、徑流污染控制率、綜合徑流系數(shù)等滿足海綿城市的規(guī)定。如增加下凹式綠地和滲透設(shè)置，降低年徑流總量控制率；通過更改下墊面層的類型，改變新建工程綜合徑流系數(shù)；在建設(shè)中采取初期雨水收集處理，在合流制地區(qū)增設(shè)調(diào)蓄池，對雨水進行處理，加強管道養(yǎng)護措施等降低年徑流污染控制率（SS）總量去除率。

下邊結(jié)合實際工程案例對上述技術(shù)措施運用到海綿城市中進行詳細的計算分析。

1 工程概況

翠濤道位于天津市北辰區(qū)，修筑范圍是均富路—宏園路，全長0.7 km。翠濤道規(guī)劃道路紅線寬度為16 m，規(guī)劃路斷面、設(shè)計路斷面均為3 m+10 m+3 m，翠濤道規(guī)劃兩側(cè)有10 m綠化帶，按設(shè)計斷面實施。道路沿線場地地勢總體較平坦。

工程建設(shè)用地面積25 200 m2，其中瀝青路面面積7 000 m2，占總用地面積的27.8%；人行道硬質(zhì)鋪裝面積4 200 m2，占總用地面積的16.7%；市政綠地面積14 000 m2，占總用地面積的55.5%。

2 現(xiàn)狀分析

2.1 綜合徑流系數(shù)

根據(jù)《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，確定不同匯水面徑流系數(shù)，見表1。

表1 匯水面徑流系數(shù)

根據(jù)表1計算求出設(shè)施建設(shè)前本項目綜合徑流系數(shù)=0.9×27.8%+0.6×16.7%+0.15×55.5%=0.43。

2.2 豎向排水條件

綠化側(cè)分帶等均采用下凹式綠地，機動車道雨水通過設(shè)置在側(cè)分帶內(nèi)的收水井排入雨水管道。人行道標高高于車行道，人行道采用1%坡向綠化帶，車行道采用1.5%坡向道路兩側(cè)收水井，同時根據(jù)縱向排水需求設(shè)置0.22%～0.110%的縱坡。

2.3 土壤和地下水條件

根據(jù)勘察報告，翠濤道淺部地層土滲透系數(shù)建議值及滲透性見表2。

勘察期間測得場地地下潛水水位：初見水埋深1.60～1.70 m，標高－0.30～0.20 m；穩(wěn)定水位深1.40～1.70 m，標高－0.10～0.69 m。

表2 地基土滲透系數(shù)及滲透性

3 海綿設(shè)施設(shè)計總體方案

鑒于本區(qū)域尚無海綿城市規(guī)劃，規(guī)劃指標結(jié)合《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》以及周邊區(qū)域海綿城市的建設(shè)標準確定。

天津地區(qū)年徑流總量控制率75%～85%，本區(qū)域取年徑流總量控制率為80%，根據(jù)《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》中年徑流總量控制率與設(shè)計降雨量之間的關(guān)系，確定相對應(yīng)降雨量為30.4 mm。見表3。

表3 年徑流總量控制率對應(yīng)的設(shè)計降雨量值

《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》對于年徑流污染控制率（SS）總量去除率的規(guī)定：新建、改建區(qū)域（項目）年徑流污染控制率宜＞40%?？紤]道路工程的特殊性，本區(qū)域道路工程年徑流污染控制率（SS）總量去除率≥40%，徑流系數(shù)控制目標≤0.65。

1）透水鋪裝?！短旖蚴泻＞d城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，城鎮(zhèn)道路人行道應(yīng)采用透水鋪裝，透水鋪裝率不應(yīng)低于70%。本工程人行道面積4 200 m2，均采用透水鋪裝。采用透水鋪裝后匯翠濤道綜合徑流系數(shù)=0.9×27.8%+0.2×16.7%+0.15×55.5%=0.37，滿足《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》徑流系數(shù)控制目標≤0.65規(guī)定。

2）下凹式綠地。人行道路面層排水已設(shè)計排水坡度1.5%，通過道路表面徑流的方式進入綠化帶，綠化帶內(nèi)綠地整體下降20 cm對雨水進行有效滯蓄。綠地內(nèi)設(shè)置溢流井，雨水通過溢流井排入市政雨水管道，溢流井頂部標高低于人行道標高5 cm。下凹式綠地寬度以滿足徑流控制為宜。

下凹式綠地選用《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》附錄C中規(guī)定的耐短期水淹的天津市本地樹種。

3）截污型雨水口。采用環(huán)保型雨水口。

4）綠化排鹽設(shè)計。在遵循海綿設(shè)計的前提下實施。

以上幾種技術(shù)措施結(jié)合的排水方案形式：

1）人行道雨水徑流→下凹式綠地→溢流井溢流→市政雨水管道；

2）人行道雨水徑流→沿透水鋪裝下滲→市政雨水管道；

3）車行道雨水徑流→環(huán)保型雨水口→市政雨水管道。

4 雨水徑流計算

4.1 徑流總量控制計算

場地需要控制的徑流總量

式中：V——需要控制的徑流總量，m3；

Ψzc——雨量徑流系數(shù)，與綜合徑流系數(shù)相同；

hy——年徑流總量控制率目標下對應(yīng)的日降雨量，取30.4 mm；

F——匯水面積，hm2。

本工程徑流控制總量V=10×0.37×30.4×2.52=283.45（m3），應(yīng)設(shè)最小調(diào)蓄容積為 1.05V=1.05×283.45=297.62（m3）。

4.2 徑流污染控制計算

環(huán)保型雨水口對污染物有較強的去除效果，其去除率按照70%選取。透水磚鋪裝污染物去除率（以SS計算）為80%～90%，本工程按照80%選取，下凹式綠地具有一定的生物滯留作用，污染物去除率為70%～95%，本工程按照70%選取。

年徑流污染控制率（SS）總量去除率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設(shè)施對SS的平均去除率=80%×（70%×27.8%+80%×16.7%+70%×55.5%）=57.4%。

《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》對雨水徑流污水控制規(guī)定為年徑流污染控制率（SS）總量去除率應(yīng)≥40%，本工程滿足規(guī)定。

4.3 有效滯蓄水量

本工程綠化帶面積14 000 m2，采用下凹式綠地滯蓄人行道雨水，有效水深按照溢流口以下深度計，下凹式綠地的滯蓄容積V3=14 000×0.15=2 100（m3）。

4.4 計算結(jié)論

經(jīng)計算，本工程徑流雨水總量Ve=V3=2 100 m3＞297.62 m3。鑒于綠地面積遠大于其所需調(diào)蓄容積，下凹式綠地在綠地內(nèi)所占的比例＞14.2%即可滿足規(guī)定，單側(cè)綠化帶長度為700 m，推算出下凹式綠地寬度≮3 m即能夠滿足規(guī)定，按3 m計算。

4.5 排水分區(qū)徑流計算校核

根據(jù)道路縱坡以及地勢劃分為三個排水分區(qū)。

1）分區(qū)一。道路長度210 m；匯水面積7 560 m2，其中，車行道面積2 100 m2，人行道面積1 260 m2，綠化帶面積4 200 m2。方案實施后，應(yīng)設(shè)調(diào)蓄容積89.28 m3，實設(shè)調(diào)蓄容積94.5 m3，滿足徑流總量控制目標。年徑流污染控制率（SS）總量去除率57.4%，滿足年徑流污染控制率（SS）總量去除率應(yīng)≥40%的規(guī)定。

2）分區(qū)二。道路長度272 m；匯水面積9 792 m2，其中，車行道面積2 720 m2，人行道面積1 632 m2，綠化帶面積5 440 m2。方案實施后，應(yīng)設(shè)調(diào)蓄容積115.65 m3，實設(shè)調(diào)蓄容積122.4 m3，滿足徑流總量控制目標。年徑流污染控制率（SS）總量去除率57.4%，滿足年徑流污染控制率（SS）總量去除率應(yīng)≥40%的規(guī)定。

3）分區(qū)三。道路長度263 m；匯水面積為9 468 m2，其中，車行道面積 2 630 m2，人行道面積 1 578 m2，綠化帶面積5 260 m2。方案實施后，綜應(yīng)設(shè)調(diào)蓄容積111.83 m3，實設(shè)調(diào)蓄容積118.35 m3，滿足徑流總量控制目標。年徑流污染控制率（SS）總量去除率57.4%，滿足年徑流污染控制率（SS）總量去除率≥40%的規(guī)定。

5 結(jié)論

根據(jù)《天津市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》對宜興埠翠濤道進行海綿城市設(shè)計，改變了排水管網(wǎng)原本簡單的排水形式，以雨水徑流控制為手段，采取從末端治理到全過程治理的綜合手段，系統(tǒng)的解決排水問題并能夠獲得好的環(huán)境效益和社會效益。