生態(tài)停車場雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)

摘要：海綿城市遵循“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”原則，綜合采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù)措施建設(shè)，有利于修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)城市水資源、促進(jìn)人與自然和諧共生。由于生態(tài)停車場的建設(shè)，對推進(jìn)海綿城市建設(shè)至關(guān)重要，因此某景區(qū)生態(tài)停車場通過設(shè)置下沉式綠地、透水鋪裝、生態(tài)停車位等低影響開發(fā)設(shè)施，使其降雨的年徑流總量控制率達(dá)到70%以上，年徑流污染削減率達(dá)到50%以上，有效控制了生態(tài)停車場的降雨徑流，統(tǒng)籌保護(hù)了原有自然水文特征和水生態(tài)環(huán)境。通過著重介紹了生態(tài)停車場的低影響開發(fā)設(shè)施設(shè)計(jì)、雨水控制與利用計(jì)算、雨水溢流井及雨水排水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)，以期為其他生態(tài)停車場建設(shè)提供更多借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：海綿城市；生態(tài)停車場；雨水控制與利用；下沉式綠地；年徑流總量控制率；年徑流污染削減率

引言

海綿城市是指通過城市規(guī)劃、建設(shè)的管控，遵循“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”原則，綜合采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù)措施，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)水量與水質(zhì)、生態(tài)與安全、綠色與灰色、景觀與功能等關(guān)系，有效控制城市降雨徑流，最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)行為對原有自然水文特征和水生態(tài)環(huán)境造成的破壞，實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化城市的新發(fā)展，起到修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)城市水資源、改善城市水環(huán)境、保障城市水安全等效果[1]。

由于在海綿城市建設(shè)的過程中，生態(tài)停車場的建設(shè)推進(jìn)海綿城市建設(shè)至關(guān)重要，因而備受關(guān)注。但有些傳統(tǒng)停車場為追求最大停車容量的目標(biāo)，建設(shè)時(shí)基本都采用硬化地面，雨水徑流量大，增加了區(qū)域內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，破壞了場地原有自然水文功能，與海綿城市理念相違背[2]。2022年，江西省南昌市成為“十四五”時(shí)期第二批系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)的示范城市之一，標(biāo)志著南昌市在城市建設(shè)發(fā)展全過程中需要融入海綿城市建設(shè)理念，并且需要盡量保護(hù)原有自然水文特征和水生態(tài)環(huán)境。因此，南昌市某國家AAAA級旅游景區(qū)，為了滿足游客停車容量的需求，需要建設(shè)一座大型露天停車場。就基于海綿城市的理念，本著遵循源頭減排原則，通過合理設(shè)計(jì)低影響開發(fā)（LID）設(shè)施，南昌市某國家AAAA級旅游景區(qū)打造了一座承載力強(qiáng)、綠化率高、使用壽命長且具備雨水徑流調(diào)控能力、更加低碳環(huán)保的生態(tài)停車場。

1 項(xiàng)目概況

南昌市某國家AAAA級旅游景區(qū)生態(tài)停車場項(xiàng)目，設(shè)計(jì)用地總面積62578m2，其中綠地面積11510 m2，綠地率為18.39%；項(xiàng)目配套設(shè)施總建筑面積 1578m2，機(jī)動車停車位 1202 個。為了滿足海綿城市建設(shè)的要求，根據(jù)場地進(jìn)行雨水控制與利用計(jì)算，合理選擇低影響開發(fā)設(shè)施，統(tǒng)籌雨水溢流井布置及雨水排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，打造一座兼具“滲、滯、蓄、凈、用、排”多重功能的生態(tài)停車場。

2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

根據(jù)《南昌市海綿城市建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（2022年）的要求，確定場地年徑流總量控制率不低于70%，對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為23mm；年徑流污染削減率（一般以年SS總量去除率計(jì)）不低于50%。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50015-2019）的要求，確定場地雨水排水管道的排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不小于3a[3]。

3 場地分析

3.1 豎向分析

地塊地勢西北高、東南低，用地紅線與市政道路銜接的出入口按照地塊的出入口高于市政道路設(shè)計(jì)，高差約0.1～0.2m，不存在市政雨水倒灌至地塊內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。建筑正負(fù)零標(biāo)高按照比室外場地高0.3～0.6m設(shè)計(jì)，不存在室外場地雨水倒灌至建筑室內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。車行道按照雙向坡度設(shè)計(jì)，采用平緣石或開口路緣石，并坡向兩側(cè)的下沉式綠地，道路雨水轉(zhuǎn)輸至下沉式綠地滯蓄，同時(shí)在下沉式綠地內(nèi)設(shè)置雨水溢流井。

3.2 雨水管網(wǎng)分析

設(shè)計(jì)采用雨污分流的排水方式，雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取3a。地塊內(nèi)雨水管網(wǎng)沿道路平行鋪設(shè)在綠化帶內(nèi)或停車位區(qū)域內(nèi)，充分利用地勢高差，由西北方向向東南方向收集，排至東側(cè)市政道路的市政雨水管網(wǎng)。位于東側(cè)市政道路上的2個市政雨水接駁口管徑為DN800，市政雨水管網(wǎng)管徑為DN800，滿足地塊的雨水排水要求。

3.3 下墊面分析

游覽休憩設(shè)施、旅游廁所等建筑屋面采用傳統(tǒng)的青磚灰瓦，為硬質(zhì)坡屋面，無法設(shè)置屋頂綠化?？紤]機(jī)動車道荷載要求，機(jī)動車道采用瀝青路面。人行道采用大塊石鋪砌路面和透水鋪裝路面，生態(tài)停車位采用植草磚鋪裝。道路、停車位及建筑周邊的綠地設(shè)計(jì)采用下沉式綠地，低于周邊道路或停車位0.2m，便于雨水滯蓄。

4設(shè)計(jì)方案

4.1 技術(shù)路線

為了提煉漢代文化與建筑的特征元素，打造具有濃郁漢代特色文化類建筑，項(xiàng)目中的游覽休憩設(shè)施、旅游廁所等建筑屋面采用傳統(tǒng)的青磚灰瓦，屋頂采用高屋脊、大坡度的設(shè)計(jì)，靠近屋脊兩側(cè)的坡度超過60°，檐部的坡度不足30°，利用慣性使快速流下的雨水沖出屋檐外，斷接排至建筑周邊下沉式綠地，同時(shí)在下沉式綠地內(nèi)設(shè)置雨水溢流井。地面雨水徑流先通過地面坡度匯集到下沉式綠地內(nèi)，由雨水溢流井溢流進(jìn)入地塊內(nèi)設(shè)計(jì)的雨水管網(wǎng)，雨水管網(wǎng)沿道路平行鋪設(shè)在綠化帶內(nèi)或停車位區(qū)域內(nèi)，并在末端排至市政雨水管網(wǎng)。技術(shù)路線如圖1所示。

4.2 排水分區(qū)及計(jì)算

4.2.1 排水分區(qū)

地塊地勢西北高、東南低，東側(cè)市政道路有兩個市政雨水接駁井，以中間水平車行道為界線，根據(jù)地形地貌、排水管渠界定的地面徑流雨水的集水范圍將地塊劃分為南北2個排水分區(qū)，北側(cè)排水分區(qū)一的匯水面積為30406 m2；

南側(cè)排水分區(qū)二的匯水面積為30406 m2。排水分區(qū)平面如圖2所示。

4.2.2 雨水控制與利用計(jì)算

各排水分區(qū)下墊面指標(biāo)如表1所示。各排水分區(qū)的雨量綜合徑流系數(shù)、目標(biāo)徑流控制量、現(xiàn)狀徑流控制量、低影響開發(fā)設(shè)施需滯蓄量、下沉式綠地滯蓄量等計(jì)算如表2所示。按照停車場總平面設(shè)計(jì)，排水分區(qū)一、排水分區(qū)二的下沉式綠地面積分別為2964m2、7772m2，有效蓄水深度分別按照0.15m 、0.10m計(jì)算，則蓄水容積分別為2964×0.15=444.6m3、7772×0.10=777.2m3，均大于各排水分區(qū)的低影響開發(fā)設(shè)施需滯蓄量，即采用下沉式綠地、透水鋪裝、生態(tài)停車位等低影響開發(fā)設(shè)施基本滿足各排水分區(qū)的控制目標(biāo)要求。

4.3 低影響開發(fā)設(shè)施設(shè)計(jì)

低影響開發(fā)設(shè)施一般具有補(bǔ)充地下水、集蓄利用、削減峰值流量及凈化雨水等多個功能，而下沉式綠地、透水鋪裝、生態(tài)停車位、生物滯留設(shè)施等低影響開發(fā)設(shè)施在補(bǔ)充地下水、削減峰值流量、凈化雨水等方面均具有較好的效果，且建造費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用較低，適合應(yīng)用于生態(tài)停車場[4]。

4.3.1 下沉式綠地

下沉式綠地是指低于周邊道路或鋪砌地面在0.20m 以內(nèi)的綠地。沿道路、停車位及建筑周邊設(shè)置下沉式綠地，接納并轉(zhuǎn)輸?shù)缆?、屋面雨水。道路與綠地之間采用平緣石或開口路緣石，使道路雨水順暢地排向綠地。排水分區(qū)一下沉式綠地的下沉深度為0.20m，排水分區(qū)二下沉式綠地的下沉深度為0.15m，綠地內(nèi)設(shè)置雨水溢流井，溢流井頂面標(biāo)準(zhǔn)高度高于綠地0.10m，低于周邊路面0.05m。下沉式綠地內(nèi)設(shè)置耐淹植物，耐淹時(shí)間不小于24h。雨水溢流井應(yīng)定期清理，防止被樹葉、垃圾等堵塞，而導(dǎo)致過水不暢。

4.3.2 透水鋪裝

透水鋪裝是指可滲透、滯留和排放雨水并滿足荷載要求和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的鋪裝結(jié)構(gòu)，可有效提高水文控制效果、緩解城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，并對雨水徑流有良好的過濾效果[5]。人行道采用透水磚鋪裝，雨水通過透水磚的大孔隙結(jié)構(gòu)層就地入滲，可達(dá)到消減地表徑流、補(bǔ)充地下水資源的目的。為保障透水鋪裝透水性能的可持續(xù)性，應(yīng)定期對其采用高壓清洗或吸塵清潔。

4.3.3 生態(tài)停車位

生態(tài)停車位的面層采用混凝土植?磚鋪裝，植草磚的形狀設(shè)計(jì)為圓形開孔與方形開孔相結(jié)合的形態(tài)，更有利有于提高植草磚受到荷載作用后抵抗位移的能力。植?磚鋪裝具有優(yōu)越的綠化效果和較好的耐磨、吸音、吸塵、蓄水性能，且植?磚鋪裝的徑流減控能力和入滲能力優(yōu)于現(xiàn)澆透水混凝土鋪裝和混凝土透水磚鋪裝[6]。生態(tài)停車場車位大樣如圖3所示。

4.4 指標(biāo)核算

4.4.1 年徑流總量控制率核算

徑流總量控制率核算如表3所示。經(jīng)核算，設(shè)計(jì)徑流控制量為1932m3，可控制的降雨量為30.87mm，大于22mm，年徑流總量控制率為78%，大于70%，減輕了對市政雨水管網(wǎng)的負(fù)荷，滿足控制目標(biāo)要求。

4.4.2 年徑流污染削減率核算

雨水經(jīng)過下沉式綠地、透水鋪裝、生態(tài)停車位、生物滯留池等低影響開發(fā)設(shè)施物理沉淀、生物凈化等作用，雨水徑流中的SS、氮、磷等污染物可以得到削減[7][8]。場地的低影響開發(fā)設(shè)施對污染物去除率（以年SS總量去除率計(jì)）為75%，年徑流總量控制率為78%，則年徑流污染削減率為75%×78%=58.5%，大于50%，減少了對水生態(tài)環(huán)境的影響，滿足控制目標(biāo)要求。

4.4.3 雨水排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期核算

在場地東側(cè)設(shè)置了兩個雨水管排出口，管徑為DN800，坡度i=0.003，每個雨水管排出口最大泄流量為941.1L/s，兩個雨水管排出口最大泄流量總和為1882.2L/s，對應(yīng)的雨水排水管道的排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為10a，大于3a，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

結(jié)論

結(jié)合實(shí)際場地，通過合理設(shè)置下沉式綠地、透水鋪裝、生態(tài)停車位等低影響開發(fā)設(shè)施，場地年徑流總量控制率達(dá)到 70%以上，年徑流污染制率達(dá)到50%以上，雨水排水管道的排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期達(dá)到3a以上，有效控制了停車場的降雨徑流，統(tǒng)籌保護(hù)了原有自然水文特征和水生態(tài)環(huán)境，達(dá)到了設(shè)計(jì)、控制目標(biāo)，可為類似項(xiàng)目海綿城市設(shè)計(jì)提供示范。

與傳統(tǒng)停車場相比，生態(tài)停車場具有承載力強(qiáng)、綠化率高、使用壽命長等優(yōu)勢，且具備雨水徑流調(diào)控能力、更加低碳環(huán)保。生態(tài)停車場的建設(shè)，對于推進(jìn)海綿城市建設(shè)至關(guān)重要。

為了保證低影響開發(fā)設(shè)施正常、安全運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)施的日常巡查，以及檢修和維護(hù)管理。雨水溢流井應(yīng)定期清理，防止被樹葉、垃圾等堵塞而導(dǎo)致過水不暢。為保障透水鋪裝透水性能的可持續(xù)性，應(yīng)定期對其采用高壓清洗或吸塵清潔。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

饒欽富（1988—），男，漢族，江西南昌人，工程師，碩士，主要從事給排水設(shè)計(jì)工作。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-02-20