海綿城市背景下的舊城廠區(qū)改造設(shè)計研究

摘"要：海綿城市建設(shè)和老舊城區(qū)的改造是國家“十四五”規(guī)劃的重點內(nèi)容，而老舊城區(qū)中工業(yè)廠區(qū)的海綿化改造設(shè)計卻缺乏行之有效的系統(tǒng)方案和技術(shù)模式。本文以湘潭市某廠區(qū)的海綿化改造設(shè)計為例，分析了舊城廠區(qū)海綿化改造設(shè)計的困境及改造原則。從問題分析、指標計算、布局設(shè)計及達標核算等方面構(gòu)建舊城廠區(qū)海綿化改造設(shè)計的模式。研究成果能夠為湘潭市舊城廠區(qū)海綿化改造設(shè)計方案提供客觀依據(jù)，同時，也可為我國老舊小區(qū)的海綿化改造實踐提供參考方案。

關(guān)鍵詞：海綿城市；舊城廠區(qū)；改造設(shè)計；設(shè)施布局文章編號：2095-4085（2024）05-0004-03

0"引言

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展改革委會同相關(guān)部門編制的《“十四五”全國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》指出，當前，我國正處于城市更新的關(guān)鍵時期，如何統(tǒng)籌推進城市水系統(tǒng)建設(shè)已成為亟待解決的問題。而積極推進海綿城市建設(shè)是解決這一問題的重要手段。

1"舊城廠區(qū)海綿化改造設(shè)計的需求及困境

在城市更新過程中，老舊城區(qū)由于受到用地條件、人居環(huán)境、管網(wǎng)混錯接等方面的限制，其海綿設(shè)施的建設(shè)缺乏系統(tǒng)性的技術(shù)方案，制約著城市基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展。2020年，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》對全國海綿改造相關(guān)技術(shù)標準進行了梳理［1］。然而，目前的技術(shù)標準主要聚焦于舊城小區(qū)單一類型，缺乏對舊城工業(yè)用地等其他多元類型海綿城市改造的詳盡指引。在城市用地類型中，工業(yè)用地面積大，且其存在綠化率較低、屋面大且坡屋面較多的特點，導致其易形成“快排”的排水模式。這與《指南》中要求的“慢排”模式相悖，從而導致舊城廠區(qū)的海綿化改造設(shè)計指標難以達成。

2"海綿城市背景下的廠區(qū)改造設(shè)計原則

基于舊城廠區(qū)海綿城市改造設(shè)計的特點，需要對項目的海綿措施適宜性進行評估。改造項目需要進行充分的現(xiàn)場調(diào)研，根據(jù)現(xiàn)有的排水設(shè)施實際情況，合理的規(guī)劃滲透和滯留設(shè)施的布局。同時，要結(jié)合當?shù)氐慕?jīng)濟情況和地形特點，在現(xiàn)有排水設(shè)施的基礎(chǔ)上實施改造設(shè)計方案，以充分體現(xiàn)經(jīng)濟和技術(shù)的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。另外要根據(jù)不同的設(shè)計理念（純生態(tài)、 灰綠耦合、 純灰色）制定技術(shù)路線，進行相關(guān)指標的計算并對海綿設(shè)施初步布局。然后再通過綜合徑流系數(shù)、SS去除率等主要參數(shù)指標的達標復核，論證海綿改造設(shè)計方案是否可行?？勺裱韵禄驹瓌t。

（1）現(xiàn)狀分析，整體規(guī)劃。充分利用廠區(qū)周邊的現(xiàn)有市政設(shè)施，進行廠區(qū)海綿化改造整體性規(guī)劃設(shè)計，聯(lián)合市政綠地、濕地、末端調(diào)蓄設(shè)施等，構(gòu)建整體海綿系統(tǒng)。

（2）設(shè)計計算，分析路線?？紤]下墊面的實際情況完成關(guān)鍵參數(shù)的計算分析，考慮綠色屋面、透水鋪裝、雨水花園、調(diào)蓄或者不調(diào)蓄的方案比選，確定技術(shù)路線。

（3）合理布局，經(jīng)濟適用?；趫龅貋碓u估海綿設(shè)施的選取，全面權(quán)衡綠色、灰色、藍色海綿設(shè)施的適用性。并結(jié)合廠區(qū)屋面面積大的特點，運用科學方法測算綠色、灰色設(shè)施的可調(diào)蓄雨水量，同時考量雨水回用的可能，從而依次計算海綿設(shè)施的規(guī)模。

（4）結(jié)合景觀，計算研判。結(jié)合景觀方案，布置藍色海綿設(shè)施；利用地形差異，考慮階梯級雨水花園；根據(jù)現(xiàn)有參數(shù)，計算場地綜合雨量徑流系數(shù)，研判生態(tài)設(shè)施調(diào)蓄雨量可否滿足要求。

（5）達標復核，效益分析。根據(jù)相關(guān)指標的計算結(jié)果，復核控制率調(diào)蓄量和污染物去除率的關(guān)鍵性指標是否達到預(yù)期。然后進行效益分析，給出調(diào)整措施，反向推導設(shè)施規(guī)模，確定實施資料清單，進行海綿化改造。

3"改造實例分析

3.1"現(xiàn)狀分析

項目用地位于湘潭市河東大道南側(cè)，總用地面積27 824.9m2。車行道用地面積10 367.99m2，鋪裝用地面積1 263.64m2，屋面用地面積13 875.3m2，綠地用地面積2 122.22m2，水面用地面積195.75m2，綠化率約為7.63%。

結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研和技術(shù)資料分析，現(xiàn)有場地的綜合徑流系數(shù)計算（見表1）。

通過設(shè)計降雨量下的年徑流總量控制率分析，該地區(qū)的多年平均徑流總量控制率在85%，設(shè)計降雨量為33.3，不符合當?shù)貥藴室蟆?/p>

由以上計算可見，未做海綿化建設(shè)之前，場地下墊不透水區(qū)域的面積過大，雨水的排除模式以市政管線為主，為“快排式”排水模式，對市政雨水管線的瞬時負荷較大，已造成排水不暢的現(xiàn)象。通過技術(shù)分析，主要存在以下幾個問題。

（1） 廠區(qū)現(xiàn)有綠地種植土壤的滲透性不高，不利于雨水的滲透，且綠地的豎向規(guī)劃不合理，未見下凹式綠地的設(shè)計。

（2）廠區(qū)現(xiàn)有的廣場和空地未起到雨水匯集和滲透及調(diào)蓄的作用。從材料上看，現(xiàn)有空地和廣場未采用透水鋪裝材料和生態(tài)材料，不能滲透雨水，易造成面源污染。

（3）經(jīng)過指標計算，廠區(qū)現(xiàn)有排水設(shè)施主要依靠市政雨水排水管道進行排水，需增加低影響開發(fā)措施，以實現(xiàn)建設(shè)目標［2］。

3.2"指標計算

根據(jù)《湘潭市海綿城市專項規(guī)劃》的相關(guān)要求，該項目所在單元的控制目標為：工程設(shè)計徑流總量控制率確定為75%，根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》要求對應(yīng)設(shè)計降雨量為22.5mm，徑流污染TSS削減率為60%。

為達到控制目標，依據(jù)對項目的雨水徑流量、暴雨強度、初期棄流量、雨水滲透量、年徑流污染削減率等設(shè)計指標進行計算。計算結(jié)果（見表2）。

結(jié)合綠色建筑的相關(guān)要求，為防止面源污染，初期雨水應(yīng)增設(shè)雨水棄流裝置。按照海綿城市設(shè)計和綠色建筑的計算指標，將各單項設(shè)施的污染額去除率指標進行計算（見表3）。

3.3"海綿設(shè)施及布局

在充分考慮場地現(xiàn)有排水設(shè)施的基礎(chǔ)上，按照設(shè)計規(guī)范要求，工程考慮采用LID技術(shù)實施布局設(shè)計：下凹式綠地580.153m2，植草溝314.599m2，生態(tài)樹池667.476m2，透水鋪裝1 263.644m2及相應(yīng)配套設(shè)施和處理系統(tǒng)等。其改造設(shè)計系統(tǒng)流程（見圖1）。

3.4"達標復核

依據(jù)國家標準和地方標準，在現(xiàn)有雨水排水設(shè)施的基礎(chǔ)上，復核本工程主要采用的LID技術(shù)措施：下凹式綠地、植草溝、生態(tài)樹池、透水鋪裝等在雨水控制容積和徑流污染削減率方面控制目標是否達到要求（見表4）。

根據(jù)雨水徑流量計算公式：W＝10×ψc×h×F（m3）， 反算得到雨水降雨量達到19.06mm時，雨水調(diào)蓄容積可最大化利用，當此降雨量對應(yīng)雨水控制率在75.47%時滿足要求。

本工程污染物去除率=年均徑流量控制率×總污染物去除率=75.47%×85.4%=64.45%滿足建設(shè)目標要求。

4"結(jié)語

廠區(qū)的海綿化改造是城市可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的重要一環(huán)，其排水模式的改變對海綿城市的建設(shè)能夠起到積極推進的作用，有益于在城市更新發(fā)展中構(gòu)建系統(tǒng)完備、安全韌性高的城市基礎(chǔ)設(shè)施體系［3］。本文通過問題分析、指標計算、布局設(shè)計及達標核算，為廠區(qū)海綿化改造設(shè)計提供了可行性參考案例。在后續(xù)研究過程中，期望以多維度對指標進行分析和計算，同時為風險排除和安全預(yù)警等提供技術(shù)支持［4］。

參考文獻：

［1］胡二平.城市排水規(guī)劃的方法創(chuàng)新.建設(shè)科技，2015（10）：128-129.

［2］歐陽麗琴.論“海綿城市”設(shè)計在小區(qū)中的運用［J］.花卉，2018（3）：83-84.

［3］李璐璐，方小桃，趙芳，等.城市更新視角下老舊城區(qū)海綿城市的改造策略［J］.重慶大學學報，2022，45（S1）：121-124.

［4］黃黛詩，王寧，吳連豐，等.海綿城市理念下既有工業(yè)廠區(qū)建設(shè)方案研究［J］.給水排水，2019（11）：63-73.

基金項目：本文系湖南省教育廳科學研究項目：“海綿城市”視角下城市不透水基礎(chǔ)設(shè)施布局與改造研究的階段性研究成果（課題編號：22C0764）。

作者簡介：周密（1987—），女，漢族，湖南湘潭人，碩士研究生，講師/工程師。研究方向：市政工程。