海綿城市建筑工程技術(shù)應(yīng)用分析

摘"要：海綿城市建設(shè)能夠提高城市的抗洪排澇能力，減少城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。本文以漳州市某小學(xué)為例，采用下凹式綠地、透水鋪裝、雨水收集池等多種海綿設(shè)施，通過合理高效的雨水收集、存儲、凈化和利用，最大限度地減少雨水外排，從而實(shí)現(xiàn)雨水的低影響利用。

關(guān)鍵詞：海綿城市；建筑工程；工程技術(shù)；應(yīng)用分析文章編號：2095-4085（2024）05-0092-04

0"引言

海綿城市通過合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)雨水的收集、滲透和利用系統(tǒng)，將雨水資源充分利用，可以有效減少城市暴雨過程中的雨水積聚和排放，從而降低城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。海綿城市建設(shè)注重生態(tài)保護(hù)和自然恢復(fù)，通過增加綠地、濕地和水體等自然要素的建設(shè)，可提高城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，增加城市的生態(tài)功能。本文案例項(xiàng)目充分應(yīng)用海綿城市建設(shè)方面的前沿理念和技術(shù)，為推動海綿城市建設(shè)發(fā)揮了積極的示范作用。

1"工程概況

漳州市某小學(xué)占地面積約6 441.59m2，總建筑面積為26 059.11m2，分為教學(xué)區(qū)和運(yùn)動區(qū)。其中教學(xué)區(qū)主要包括教學(xué)樓、報(bào)告廳、食堂等；運(yùn)動區(qū)包括塑膠運(yùn)動場和籃球場。項(xiàng)目地處海拔較低地區(qū)，地面坡度較?。ㄒ妶D1）。

圖1"漳州市某小學(xué)

2"海綿設(shè)施設(shè)計(jì)

項(xiàng)目的海綿設(shè)施設(shè)計(jì)主要遵循《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）》（住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2014年10月）等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括下凹式綠地、雨水收集池、雨水花園等措施。

2.1"下凹式綠地設(shè)計(jì)

下凹式綠地設(shè)置在項(xiàng)目場地內(nèi)的綠地區(qū)域，位置低于周邊的道路、人行步道和其他鋪裝地面，采用了局部下沉的設(shè)計(jì)方式，下沉深度以0.15m居多，可發(fā)揮良好的蓄滯凈化作用，切實(shí)減輕項(xiàng)目的雨水污染和徑流流量，實(shí)現(xiàn)雨水就地利用［1］。下凹綠地的出水口與項(xiàng)目雨水管網(wǎng)相連接，當(dāng)蓄水量超過其設(shè)計(jì)容積時(shí)，溢出的雨水可排入市政管網(wǎng)。本項(xiàng)目依托場地面積較大的優(yōu)勢，在多個(gè)匯水分區(qū)內(nèi)設(shè)置了下凹式綠地，包括匯水一區(qū)468m2、匯水二區(qū)635m2、匯水三區(qū)275m2、匯水四區(qū)254m2，共計(jì)1 632m2（見圖2）。

2.2"雨水收集池設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目設(shè)置1個(gè)雨水收集池，總蓄水容積為75m3，位于項(xiàng)目東南角。在降雨過程中，下凹式綠地會先充分發(fā)揮蓄水滲透作用，當(dāng)蓄滿后溢出的雨水會流入雨水收集池進(jìn)行儲存。雨水排空后，儲存在收集池中的雨水可以重復(fù)利用，主要用于周邊綠地和綠化帶的澆灌，可發(fā)揮雨水資源化利用的作用。

2.3"雨水花園設(shè)計(jì)

雨水花園主要利用場地內(nèi)的低洼區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，通過配置透水基質(zhì)、透水管、多種植被等方式，形成一個(gè)集雨水收集、存儲、凈化與景觀美化為一體的小型生態(tài)系統(tǒng)。雨水花園在植物配置方面更加側(cè)重于鄉(xiāng)土樹種，同時(shí)兼顧花卉等觀賞植物的布置，使其兼具一定的美觀功能。雨水花園中的透水管和透水磚的設(shè)置，可顯著提高雨水的入滲速率，增強(qiáng)其蓄滯功能［2］。此外，雨水花園也會配置一定的景觀石，使其更加富有藝術(shù)性。

2.4"路緣石開口設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目路緣石開口的間距控制在5m左右?？紤]到場地內(nèi)行人和車輛的通行，路緣石開口的寬度不宜太大，本項(xiàng)目將寬度設(shè)定為30～50cm之間。路緣石開口具有引導(dǎo)、輸送雨水的功能，還可以在綠地雨水超標(biāo)時(shí)，實(shí)現(xiàn)超標(biāo)雨水的排出。因此，路緣石開口的設(shè)計(jì)需考慮雨水在兩者之間的雙向流動需求。此外，路緣石開口的朝向也會影響其效果。本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了道路與綠地的高差情況，采用了面向綠地的單邊開口式設(shè)計(jì)。路緣石開口處還需設(shè)置必要的擋土墻等設(shè)施，以防止雨水沖刷造成水土流失。

2.5"屋頂綠化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的屋頂綠化采用經(jīng)濟(jì)型的設(shè)計(jì)方案，主要采用多年生草皮和低矮灌木植被進(jìn)行覆蓋，可大幅增加建筑屋頂?shù)男钏芰Γ娱L雨水在屋頂?shù)耐Ａ魰r(shí)間，減緩雨水徑流速度，對建筑雨水實(shí)現(xiàn)源頭控制具有重要作用。此外，屋頂綠化還具有隔熱保溫的功能，可為建筑提供一定的隔熱效果，減少建筑內(nèi)部對空調(diào)的依賴，降低建筑運(yùn)行能耗。

2.6"雨水?dāng)嘟釉O(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的雨水?dāng)嘟硬捎玫氖前倒苈裨O(shè)的方式。具體做法是在建筑屋頂雨水管道入土接入雨水井或市政管網(wǎng)前進(jìn)行中斷，屋頂?shù)挠晁涂梢栽诰G地中第一時(shí)間完成局部緩釋。雨水排放口通常會設(shè)置在距墻體0.6m以上、綠地較低洼處，并在排放口設(shè)置卵石等材料進(jìn)行雨水的消能處理，以免對綠地和建筑結(jié)構(gòu)造成沖刷損害［3］。這種暗管埋設(shè)式的雨水?dāng)嘟幽Ｊ娇梢宰畲蟪潭劝l(fā)揮周邊綠地的蓄滯雨水功能，延長雨水的滲透時(shí)間，從而減少雨水直接排入市政管網(wǎng)的比例。這樣不僅可減輕市政排水系統(tǒng)的壓力，還可補(bǔ)充場地內(nèi)的地下水，提高植被的生長環(huán)境。

2.7"植草溝設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的植草溝采用淺溝的形式開挖建造。溝的斷面形狀為倒拋物線型，可避免溝內(nèi)形成死角。植草溝的底部用φ50mm的滲透管連通，能夠提高雨水的滲透速率，增強(qiáng)設(shè)施入滲能力。植草溝的縱向坡度被控制在4%左右，以防止水土流失。邊坡坡度不超過1∶3。溝內(nèi)植被選用箭葉團(tuán)扇草等耐澇性較強(qiáng)的草種，植被高度控制在0.1～0.2m。項(xiàng)目的植草溝與下凹綠地等其他海綿設(shè)施相結(jié)合，共同構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，用于處理、儲蓄雨水。

2.8"除污雨水口

本項(xiàng)目中的除污雨水口采用兩層同心圓筒結(jié)構(gòu)，中層和外層分別裝填不同材質(zhì)的濾料。初期雨水經(jīng)過網(wǎng)格蓋板后，依次流入中層和外層進(jìn)行處理，中層濾料具有一定的生物降解功能，可吸附和過濾污染物；后期雨量增大時(shí)，雨水直接從中層上部溢流至內(nèi)層排出，以確保雨水排放通暢。除污雨水口布置在雨水管網(wǎng)的末端，能使雨水在排至市政管網(wǎng)前進(jìn)行最后凈化。

3"主要指標(biāo)核算

本項(xiàng)目的海綿城市建設(shè)指標(biāo)控制目標(biāo)為：年徑流總量控制率≥80%，對應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為32.6mm；年徑流污染物去除率（TSS）≥45%。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，項(xiàng)目對多個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和分析。

3.1"年徑流總量控制率

年徑流總量控制率反映項(xiàng)目采取的各類海綿設(shè)施對雨水徑流的控制效果。本項(xiàng)目根據(jù)不同面積的下墊面類型，計(jì)算全場地未采取措施時(shí)的雨水徑流總量，計(jì)算結(jié)果（見表1、 表2）。

V=10HφF

式中：V為設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積；H為設(shè)計(jì)降雨量；φ為綜合雨量徑流系數(shù)；F為匯水面積。

綜上，本項(xiàng)目綜合年徑流總量控制率為81.33%，對應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量約為34.54mm，能滿足目標(biāo)年徑流總量控制率80%的要求［4］。

3.2"年徑流污染物去除率計(jì)算

不同海綿設(shè)施對污染物SS的去除效率也有所不同，下凹式綠地的SS去除率可達(dá)75%，透水鋪裝的去除率為85%。根據(jù)各設(shè)施的面積以及去除率，可以計(jì)算出每個(gè)匯水分區(qū)的年徑流污染物控制率。以匯水分區(qū)1為例（見表3）。

c=nΣFiCiF

式中：c為面源污染總消減率；n為年徑流總量控制率；Ci為各類單個(gè)海綿設(shè)施對固體懸浮物（SS）消減率；F為各類單個(gè)海綿設(shè)施匯水面積之和（m2），即F=ΣFi；Fi為單個(gè)海綿設(shè)施的匯水面積（m2）。

其他匯水分區(qū)計(jì)算過程不再贅述，年經(jīng)流污染物控制率（見表4）。

綜上，本項(xiàng)目通過設(shè)置適當(dāng)比例的海綿設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了81.49%的固體懸浮物（SS）去除率，滿足了年徑流污染物去除率≥45%的規(guī)劃目標(biāo)。

3.3"滲透時(shí)間計(jì)算

本項(xiàng)目在墊層和基礎(chǔ)之間設(shè)置了防水層，按規(guī)范要求進(jìn)行了防水設(shè)計(jì)，使得基礎(chǔ)具備較好的防水能力。建筑周邊為小塊綠地，當(dāng)雨水花園等設(shè)施距離建筑基礎(chǔ)水平小于3m時(shí)，采用對應(yīng)工程措施為：在其邊緣設(shè)置厚度不小于1.5mm的聚乙烯土工膜。本項(xiàng)目實(shí)際景觀施工中，土壤滲透系數(shù)不能滿足1×10-5m/s，需更換土壤，且滲透系數(shù)不低于1×10-5m/s按最不利原則，故本項(xiàng)目土壤滲透系數(shù)取1×10-5m/s，滲透面積僅考慮水平滲透面積，可得到滲透時(shí)間為11.57h小于12h，能滿足規(guī)劃要求［5］。

ts=WpaKJAs=0.250.6×1×10-5×3 600=11.57h

通過上述指標(biāo)的計(jì)算分析可以看出，本項(xiàng)目采用的各類低影響開發(fā)海綿設(shè)施，能夠有效控制雨水徑流量，并具有一定的凈化雨水的能力，項(xiàng)目的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)滿足了海綿城市建設(shè)的要求。

4"結(jié)語

本文以漳州市某小學(xué)工程項(xiàng)目為案例，采用下凹式綠地、透水鋪裝、雨水收集池等多種海綿設(shè)施，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部和周邊區(qū)域雨水的自然滯留、滲透和凈化，能夠有效處理城市雨水和污水?？蔀榻窈蠛＞d城市建設(shè)提供實(shí)際參考。

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