基于海綿城市理念的某醫(yī)院院區(qū)雨水系統(tǒng)改造工程設(shè)計探討

余金子

（廣東省人民醫(yī)院廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院，廣州510000）

1 引言

傳統(tǒng)粗放的城市建設(shè)模式較少考慮環(huán)境保護問題，往往導(dǎo)致河流、湖泊和綠地等自然生態(tài)遭受不同程度的破壞，造成原本可以正常滲入地下的雨水形成地表徑流，給城市排水系統(tǒng)帶來較重負擔(dān)，進而產(chǎn)生城市內(nèi)澇和徑流污染等環(huán)境治理“老大難”問題。海綿城市理念是以雨水的源頭管控為核心，倡導(dǎo)構(gòu)建低影響開發(fā)模式，實施分散管理對策，控制雨水徑流和污染物，最大限度地利用自然方法來消解雨水的策略和方法。運用海綿城市理念對醫(yī)院院區(qū)雨水系統(tǒng)進行改造，能夠有效改善醫(yī)院周邊環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)功能，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有更好的“彈性”，滿足超標(biāo)雨水的排放，實現(xiàn)良性水文循環(huán)[1-4]。

2 工程概況

某醫(yī)院位于我國沿海地區(qū)，醫(yī)院地塊地勢逐漸由西南向東北傾斜，低洼較易受洪澇威脅，項目用地面積54 873.2 m2，規(guī)劃建筑面積約88 210.79 m2，包括3 層樓房3 棟、4 層樓房7 棟、11 層樓房5 棟、1 層辦公用房1 棟。地塊區(qū)域內(nèi)海綿城市建設(shè)指標(biāo)需達到年徑流總量控制率82%，相應(yīng)的設(shè)計降雨量為45.64 mm，雨水管道重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)為2年一遇。

3 醫(yī)院雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

3.1 下墊面現(xiàn)狀分析

本工程范圍內(nèi)現(xiàn)狀下墊面由植草溝、下凹綠地、普通綠地、屋面、透水鋪裝、非透水鋪裝等組成，其中綠化占比約50%，綜合雨量徑流系數(shù)約0.4（見表1）。

表1 下墊面分析表

3.2 場地現(xiàn)狀豎向分析

本工程場區(qū)地形較平緩，起伏較小，原為濱海淺灘，基巖為白堊系青山群粉砂質(zhì)泥巖。場區(qū)西側(cè)為一處水塘，勘察期間未進行回填，水塘水面標(biāo)高約1.1 m。場地地勢較平，場地北高南低，局部有人工堆土，首層建筑地面標(biāo)高為5.70 m，周邊道路標(biāo)高5.129～4.034 m。地面標(biāo)高高于周邊道路標(biāo)高1.0 m，有條件泄流澇水至周邊道路。

3.3 周邊水系及雨水管網(wǎng)分析

本項目排水采用雨污分流制。排水方式為“散排+溢流”排水的形式，匯水末端為地塊南側(cè)河道，南側(cè)的市政管線。建筑雨落管、鋪裝、道路及綠地的雨水先匯入下凹綠地、植草溝，再由溢流雨水口收集通過管道匯入河道、市政管網(wǎng)。30年一遇暴雨重現(xiàn)期發(fā)生時，醫(yī)院區(qū)內(nèi)道路相對低點積水可在峰值后通過雨水篦收集排放，澇水可通過2 條泄流通道排往周邊道路，道路澇水匯入湖泊。醫(yī)院區(qū)域內(nèi)建筑物底層不進水，不產(chǎn)生內(nèi)澇。

4 建設(shè)思路

4.1 設(shè)計流程

醫(yī)院區(qū)域的綠色基礎(chǔ)設(shè)施以源頭控制為主，利用低影響開發(fā)設(shè)施對區(qū)域內(nèi)雨水進行“滲、滯、蓄、凈、用、排”等方面的設(shè)計，以實現(xiàn)海綿城市建設(shè)總體要求。具體設(shè)計流程：一是通過對醫(yī)院所在區(qū)域水文特征、設(shè)計降雨條件等進行分析，結(jié)合規(guī)劃用地、場地豎向和管網(wǎng)情況，劃分子匯水分區(qū)；二是按照各匯水分區(qū)的特點、條件以及上位規(guī)劃，選擇適宜的海綿設(shè)施；三是按照子匯水分區(qū)核算徑流控制量和設(shè)施規(guī)模，采用低影響開發(fā)設(shè)施和傳統(tǒng)雨水管道相結(jié)合的方式，共同組成完整的工程技術(shù)體系（見圖1）。

圖1 設(shè)計流程圖

4.2 設(shè)施選擇

根據(jù)本工程具體情況，選擇的海綿設(shè)施包括植草溝、下凹綠地、透水鋪裝、蓄水池等。植草溝具有低建設(shè)維護成本的優(yōu)點，可以收集雨水、釋放雨水，并具有雨水凈化功能的植物表面溝渠，它可以用來連接其他單項設(shè)施及城市雨水管道系統(tǒng)。下凹綠地指低于周邊鋪砌地面或道路在200 mm 以內(nèi)的綠色空間。透水鋪裝指雨水下滲的設(shè)施，主要分為2 種類型，縫隙式透水鋪裝和自透水鋪裝。建筑與院區(qū)內(nèi)的透水鋪裝一般設(shè)置于停車位和景觀道路處，有補充地下水、雨水凈化、峰值流量削減的作用。透水鋪裝不計算徑流調(diào)蓄空間，僅降低徑流系數(shù)。

5 詳細設(shè)計

5.1 設(shè)計控制容積計算

式中，V為控制容積，m3；F為目標(biāo)設(shè)計降雨量，取28.64 mm；φ 為徑流系數(shù)；H為計算匯水分區(qū)面積，m2；。

根據(jù)項目用地條件和規(guī)模，參照下墊面雨量徑流系數(shù)，計算項目區(qū)域雨量綜合徑流系數(shù)，約為0.4，則項目設(shè)計控制容積須不小于628.63 m3（見表2）。

表2 設(shè)計控制容積計算表

5.2 子匯水區(qū)劃分

為使海綿設(shè)施在雨水管理中發(fā)揮有效作用，根據(jù)位置條件、豎向分析和管網(wǎng)條件，將項目分為兩個子流域。第1 匯水分區(qū)34 168 m2，第2 匯水分區(qū)20 705.2 m2。

5.3 技術(shù)設(shè)計

本項目占地總面積54 873.2 m2，結(jié)合項目的用地性質(zhì)、豎向和場地特點，在用地紅線范圍內(nèi)布置植草溝、下凹綠地、透水鋪裝等海綿設(shè)施（見圖2）。雨水經(jīng)地面徑流后，流進附近的下凹綠地或植草溝中，通過徑流凈化雨水。海綿設(shè)施通過植被和土壤下墊層的下滲后水質(zhì)得到凈化，徑流被削減，降低洪峰流量，補充地下水。建筑排水?dāng)嘟勇渌?，建筑、路面雨水通過散排就近排入下凹綠地、植草溝中。樓前透水磚鋪裝就近以1%的坡度坡向樓間綠地，除下滲部分，其余就近排入下凹綠地或植草溝。超出下滲部分雨水通過溢流設(shè)施進行排水，通過溢流管網(wǎng)排入河道、市政管網(wǎng)中。

圖2 污染管控流程圖

5.4 總體布局

根據(jù)技術(shù)設(shè)計，項目共采用植草溝3 842 m2，下凹綠地5 128 m2，透水鋪裝2 062 m2，雨水調(diào)蓄池150 m3。將小區(qū)道路內(nèi)部雨水口延伸至LID 設(shè)施內(nèi)，布置溢流雨水口。

6 達標(biāo)分析

6.1 設(shè)計降雨量分析

設(shè)計降雨量計算表見表3。

表3 設(shè)計降雨量計算表

6.2 年徑流總量控制率分析

本項目第1 匯水分區(qū)年徑流總量控制率為77.79%，第2匯水分區(qū)年徑流總量控制率為92.95%，加權(quán)平均后可保證本項目整體年徑流總量控制率為83.51%，達到設(shè)計目標(biāo)要求。

7 結(jié)論

醫(yī)院開發(fā)雨水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)與市政、水利、建筑小區(qū)等規(guī)劃相協(xié)調(diào)，在進行低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)先對綠地原有水文、地形、土壤、植被以及雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀等進行勘察調(diào)研，并分析總結(jié)存在的問題。結(jié)合海綿城市設(shè)計理念，應(yīng)以城市綠地系統(tǒng)專項規(guī)劃、雨水系統(tǒng)相關(guān)專項規(guī)劃等為依據(jù)，考慮場地條件與特點，明確綠地雨水控制利用目標(biāo)與指標(biāo)。雨水系統(tǒng)應(yīng)通過源頭減排、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等途徑，采用相應(yīng)設(shè)施或設(shè)施組合達到控制雨水徑流量，增加雨水滲透、儲蓄、凈化、利用的目標(biāo)。已建綠地項目應(yīng)在最大限度保護現(xiàn)有植被和文化歷史景觀的前提下，整合利用現(xiàn)有的雨水系統(tǒng)。通過調(diào)整場地內(nèi)綠地與鋪裝比例，優(yōu)化場地布局，增大或保持植被覆蓋率，合理增加低影響開發(fā)設(shè)施，滿足雨水控制目標(biāo)和指標(biāo)要求，增強雨水的滯留和滲透功能。