海綿城市設(shè)計要點實踐研究

劉明

（中鐵十一局集團房地產(chǎn)開發(fā)有限公司）

1 海綿城市概念

海綿城市是指城市像海綿一樣，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。建設(shè)海綿城市，主要是通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術(shù)途徑，實現(xiàn)城市良性水文循環(huán)，提高對徑流雨水的凈化、利用等功能，維持或恢復(fù)城市的海綿功能[1]。我國“海綿城市”的建設(shè)系統(tǒng)稱為低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，即城市在開發(fā)建設(shè)時要最大化的減輕對城市生態(tài)系統(tǒng)的影響，從國家整體上調(diào)蓄干旱與內(nèi)澇并存的矛盾，將城市基建系統(tǒng)進行整合，從城市規(guī)劃層面出發(fā)，整合給排水、園林綠化、交通規(guī)劃，從而實現(xiàn)雨水的利用系統(tǒng)[2]。

2 項目用地現(xiàn)狀及規(guī)模

2.1 項目用地現(xiàn)狀

項目總用地面積21 940.8m2，東側(cè)緊鄰城市主干道，道路寬度60m，南側(cè)臨城市支路，道路寬度30m，北側(cè)為一處家具廠，西側(cè)為已建成住宅小區(qū)。上位城市總體規(guī)劃中，地塊東側(cè)城市主干道一側(cè)由北向南控制一條20m寬的綠化帶，屬性界定為G1城市公園綠地。

地形起伏較大，地面標(biāo)高在26.92m～31.68m，相對高差約4.76m。項目周邊具有完善的排水管網(wǎng)系統(tǒng)。

2.2 項目建設(shè)規(guī)模

項目為2棟22層辦公塔樓（含1層商業(yè)裙房），建筑高度99.8m，1棟6層辦公樓（含2層商業(yè)街裙房），建筑高度30.1m?？偨ㄖ娣e74 246.77m2，其中計容建筑面積57 075.74m2，容積率2.6。修建性詳細(xì)規(guī)劃總平面圖見圖1。

3 項目海綿城市設(shè)計

3.1 項目海綿城市設(shè)計完成值

采用SWMM對項目地塊連續(xù)降雨量進行動態(tài)模擬分析，對標(biāo)設(shè)計目標(biāo)取值，進行低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建，項目年徑流總量控制率為71%，峰值徑流系數(shù)0.61，面源污染消減率為77%，可滲透硬化地面占比44.26%，下沉式綠地率33%，雨水管網(wǎng)設(shè)計暴雨重現(xiàn)期3a。

3.2 下墊面分類設(shè)計

圖1 修建性詳細(xì)規(guī)劃總平面圖

下墊面主要分為建筑屋面、路面及鋪裝、綠地、水面四類。在下墊面分類布局設(shè)計過程中，滿足《武漢市海綿城市規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》的設(shè)計目標(biāo)中各項強制性要求（年徑流總量控制率、峰值徑流系數(shù)、面源污染消減率等），根據(jù)項目修建性詳細(xì)規(guī)劃總平面圖中的交通流線設(shè)計、消防通道及登高面布局、綠化園林用地布局及地下室范圍，分析各類型功能的覆土厚度、路基承載力、防水工程等要求，合理進行下墊面的分類及布局。

項目容積率較高，場地空間局促，為滿足場地交通流線、消防疏散要求，有車行功能的下墊面為混凝土或瀝青路面及廣場和大塊石等鋪砌路面及廣場共6071m2，植草類透水鋪裝和非植草類透水鋪裝4800m2，建筑屋面主要是硬屋面、未鋪石子的平屋面共5285m2。根據(jù)地勘報告，本項目海綿設(shè)施設(shè)置范圍內(nèi)場地覆土從上往下主要為人工填土（滲透系數(shù)5.0×10m/s）和粉質(zhì)黏土（滲透系數(shù)5.0×1010m/s），場地滲透能力較好，可用于海綿設(shè)施下墊面改造。

3.3 海綿設(shè)施分布設(shè)計

海綿設(shè)施主要類型為透水鋪磚、下沉式綠地、綠色屋頂及雨水罐等。根據(jù)各類海綿設(shè)施的適用特點，綜合考慮項目開發(fā)建設(shè)成本、園林景觀設(shè)計、場地坡向及覆土等因素，合理進行海綿設(shè)施的選型及布局設(shè)計。

透水鋪裝主要用于廣場鋪地以及車行鋪裝，使用植草磚等形式，實現(xiàn)雨水的滲透。但其設(shè)置在地下車庫上部時，需要有覆土600mm～700mm。下沉式綠地具有雨水的滲透儲存及生態(tài)凈化作用，其造價及維護成本低，但大面積設(shè)置時景觀效果不好。綠色屋頂在現(xiàn)代建筑中普遍存在，可結(jié)合平臺的使用打造公共休閑空間，但是其對屋頂?shù)暮奢d及防水要求較高，造價及后期維護成本高。

本項目出于對開發(fā)建設(shè)成本的考慮，未采用綠色屋頂?shù)脑O(shè)計，同時合理利用地塊東側(cè)退讓20m城市綠化帶，結(jié)合景觀設(shè)計，布置深度為150mm的下沉式綠地，總蓄水容積306.5m3。

3.4 場地豎向及徑流路徑設(shè)計

場地豎向及徑流路徑的設(shè)計能夠組織場地雨水，引導(dǎo)其經(jīng)海綿設(shè)施進行滯留、滲透、凈化、蓄存，溢流后外排進入市政排水管網(wǎng)。在設(shè)計過程中，需要綜合考慮場地標(biāo)高現(xiàn)狀，場地周邊市政排水管網(wǎng)的分布及海綿設(shè)施的布局等因素，系統(tǒng)化的設(shè)計場地豎向及徑流路徑。

根據(jù)項目用地高差現(xiàn)狀，合理平衡土方及管道施工量，北側(cè)場地標(biāo)高28.80m，南側(cè)場地標(biāo)高27.45m，道路坡度1.2%，場地徑流方向由北向南，由海綿設(shè)施處理后外排。內(nèi)部道路徑流優(yōu)先由兩側(cè)綠化溢流后匯入雨水管道，接入場地南側(cè)市政道路雨水管道。項目地下室范圍大，海綿設(shè)施布置在地下室頂板上，因此設(shè)置虹吸排水板系統(tǒng)，同時在下沉式綠地下方設(shè)置排水盲管，下沉式綠地內(nèi)均設(shè)有溢流雨水口，用于收集超過其調(diào)蓄體積的雨水，并通過雨水管排至現(xiàn)狀雨水檢查井。

4 部分海綿設(shè)施構(gòu)造及適用性分析

4.1 透水鋪裝

透水鋪裝根據(jù)材料的不同，分為磚、瀝青、水泥混凝土等形式，包括綠化設(shè)計中使用的植草磚、碎石路面。設(shè)施構(gòu)造見圖2。

透水鋪裝中磚、水泥形式的可用于廣場硬質(zhì)鋪裝中，地面荷載不高。瀝青混凝土形式的適用于車行路面，承載力強。設(shè)置在地下車庫頂部時，需要覆土600mm～700mm以上，設(shè)置透水基層。

4.2 綠色屋頂

綠色屋頂設(shè)置在建筑物頂部或裙房頂部，進行綠化景觀設(shè)計，可形成建筑休閑開敞空間。根據(jù)選用植物的不同，建筑頂板上的覆土厚度200mm～600mm不等。

綠色屋頂?shù)脑O(shè)置對建筑屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)荷載及防水有較高的要求，防水層上設(shè)置保護層及排水層，屋頂一般為平屋頂。綠色屋頂?shù)闹参飳涌梢杂行нM行雨水截污處理。

4.3 下沉式綠地

圖2 透水鋪裝設(shè)施構(gòu)造圖

圖3 下沉式綠地設(shè)施構(gòu)造圖

下沉式綠地指設(shè)置在人行道路兩側(cè)及車行道路中部的綠地，其低于路面標(biāo)高200mm左右，可形成小范圍的生態(tài)濕地，截留并凈化雨水。設(shè)施構(gòu)造見圖3。

下沉式綠地可用于在城市的道路及園林景觀中，在兩側(cè)砌筑部分打開雨水口，有利于道路雨水的集蓄。其建設(shè)及維護成本較低。

5 結(jié)語

①通過低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建能夠控制徑流污染，徑流雨水水質(zhì)可以得到明顯改善，保護城市水系生態(tài)環(huán)境；

②通過海綿城市設(shè)計，可在一定程度上減少或避免混凝土雨水管道的使用，節(jié)省材料生產(chǎn)、運輸、安裝和運維的費用，大大減少排水管道的建設(shè)和鋼筋混凝土水池的工程量；

③在海綿城市設(shè)計中合理利用植草溝、下沉綠地、透水鋪磚等海綿設(shè)施進行徑流雨水滲透、儲存、轉(zhuǎn)輸與凈化，實現(xiàn)徑流總量減排、內(nèi)澇防治、徑流污染、雨水資源化利用等多重目標(biāo)，并通過人工土壤滲濾等循環(huán)凈化等設(shè)施保障景觀灌溉、保潔等用水，實現(xiàn)雨水資源的循環(huán)利用。