工業(yè)制造項(xiàng)目的海綿城市專項(xiàng)設(shè)計(jì)實(shí)例探究

【摘要】工業(yè)廠區(qū)可以通過建立一套相對完整的海綿城市實(shí)現(xiàn)對雨水的收集和再利用，提高雨水資源的利用率，同時(shí)也能解決工業(yè)園區(qū)雨季的排水壓力，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廠區(qū)用水相對平衡。文中以天汽模汽車沖壓及焊接總成生產(chǎn)制造項(xiàng)目海綿城市專項(xiàng)設(shè)計(jì)為例，探討了工業(yè)廠區(qū)海綿城市設(shè)計(jì)模式，為工業(yè)項(xiàng)目的海綿城市專項(xiàng)設(shè)計(jì)提供參考。

【關(guān)鍵詞】海綿城市；工業(yè)廠區(qū)；城市規(guī)劃

【中圖分類號(hào)】TU984.2 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）05-0010-03

0 引言

工業(yè)廠區(qū)作為各城市建設(shè)用地的重要組成部分，是海綿城市建設(shè)不可缺少的重要部分。文中以天汽模汽車沖壓及焊接總成生產(chǎn)制造項(xiàng)目為例，依據(jù)廠區(qū)不同下墊面性質(zhì)、功能，采取不同的海綿城市設(shè)施，減少排入市政管道的雨水，使雨水資源盡可能地被合理利用，降低經(jīng)濟(jì)成本，降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目位于機(jī)場東路以東、規(guī)劃路以北、昌北路以西?？傆玫孛娣e77 588 m2，擬建廠房面積約50 000 m2，還有可供200人居住的宿舍樓和必要門衛(wèi)室。

根據(jù)合肥市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃（2016—2030年）及相關(guān)規(guī)定，確定項(xiàng)目海綿城市設(shè)計(jì)目標(biāo)。①徑流總量控制率，根據(jù)項(xiàng)目所在的高劉分區(qū)規(guī)劃年徑流總量控制率為72%，對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為19.0 mm。②徑流污染控制：徑流污染去除率（以SS計(jì)）為50%。

嚴(yán)格按照國家及合肥海綿城市相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，基本原則是安全為重、因地制宜、生態(tài)優(yōu)先、景觀協(xié)調(diào)。

2 技術(shù)策略

項(xiàng)目通過采用以“滲、滯、蓄、凈、用、排”等源頭低影響開發(fā)建設(shè)的綜合措施（LID）達(dá)到海綿城市建設(shè)目標(biāo)。主要采用植草溝、透水鋪裝、調(diào)蓄池等措施來實(shí)現(xiàn)雨水凈化和控制的目的，通過海綿城市措施實(shí)現(xiàn)“小雨不濕腳，大雨不內(nèi)澇”的目標(biāo)。小雨 ：產(chǎn)生徑流通過豎向排至周圍綠地下滲、凈化。中雨：雨水經(jīng)過項(xiàng)目地面海綿措施進(jìn)行第一道凈化后，溢流至雨水排水管網(wǎng)，部分雨水通過雨水蓄水池存儲(chǔ)調(diào)蓄，多余雨水溢流排放至廠區(qū)周邊市政管網(wǎng)。大雨：雨水經(jīng)過項(xiàng)目地面海綿措施進(jìn)行第一道凈化后，溢流至雨水排水管網(wǎng)，部分雨水通過雨水蓄水池存儲(chǔ)調(diào)蓄，多余雨水溢流排放至廠區(qū)周邊市政管網(wǎng)。特大暴雨：可利用周邊市政道路泄洪。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 下墊面分析

天汽模汽車沖壓及焊接總成生產(chǎn)制造項(xiàng)目總用地面積77 588 m2，建構(gòu)筑物占地面積53 253 m2，道路廣場面積14 786 m2（其中職工停車位面積約1 545 m2），綠化面積9 548 m2，如表1所示。

根據(jù)廠區(qū)下墊面分布情況，經(jīng)加權(quán)計(jì)算，項(xiàng)目場地綜合徑流系數(shù)為0.77，如表2所示。

結(jié)合廠區(qū)周邊規(guī)劃豎向高程設(shè)計(jì)，廠區(qū)內(nèi)部場坪高程設(shè)計(jì)為65.50～69.00 m。

3.2 匯水分區(qū)

結(jié)合場地平面及豎向布置、雨水系統(tǒng)（雨水管網(wǎng)、排口），項(xiàng)目海綿城市匯水分區(qū)共劃分為2個(gè)分區(qū)。匯水分區(qū)如表3所示。

3.3 總體設(shè)計(jì)方案

低影響開發(fā)設(shè)施布局從景觀設(shè)計(jì)、建筑布局、市政設(shè)施等系統(tǒng)考慮，結(jié)合場地豎向及周圍區(qū)域雨水設(shè)施的銜接需求，綠地區(qū)域盡可能設(shè)計(jì)為植草溝，輸送、消納、滯留雨水徑流。地上停車位及人行鋪裝采用透水結(jié)構(gòu)。

屋面及鋪裝雨水優(yōu)先進(jìn)入植草溝，經(jīng)過下滲、凈化的雨水由滲管收集后有組織地排放，同時(shí)植草溝內(nèi)均設(shè)置溢流口，超出設(shè)計(jì)降雨量對應(yīng)徑流控制量的雨水通過溢流口以溢流形式有組織地利用管網(wǎng)排放至市政雨水管網(wǎng)。

項(xiàng)目主要的雨水徑流控制采用了透水鋪裝、植草溝、調(diào)蓄池等措施，以減少城市徑流外排、減輕面源污染，來滿足年徑流總量控制率和年SS 去除率的控制要求。雨水的滲透和綜合利用既能緩和城市水資源危機(jī)又能增加土壤中的含水量，調(diào)節(jié)小氣候，從而改善城市生態(tài)環(huán)境，減少所需雨水管道容量，緩解城市內(nèi)澇，減輕水體污染。

3.4 主要海綿措施設(shè)計(jì)

3.4.1 植草溝

植草溝指種有植被的地表溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水，并具有一定的雨水凈化作用，可用于銜接其他各單項(xiàng)設(shè)施、城市雨水管渠系統(tǒng)和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。

下凹式綠地在綠地建設(shè)時(shí)，使綠地高程低于周圍地面，以利于周邊雨水徑流匯入。蓄水深度100～200 mm。下凹式綠地透水性能良好，建設(shè)成本與常規(guī)綠地相近，可減少綠化用水并改善城市環(huán)境。

廠房周邊綠地、環(huán)廠區(qū)道路外側(cè)綠地均設(shè)計(jì)成為植草溝，總面積為3 694 m2。道路路緣石應(yīng)設(shè)置開孔，或調(diào)整為平路緣石的方式。

為保障植草溝的滲透性，植草溝的種植土層需要原狀土摻砂處理。

3.4.2 生態(tài)停車場

生態(tài)停車場是指具有高綠化、高承載的露天停車場，具備透水、凈化、環(huán)保、低碳功能。將停車空間與周邊下凹綠地結(jié)合，結(jié)合高透水屬性實(shí)現(xiàn)海綿城市徑流總量控制和污染物去除的控制指標(biāo)。

生態(tài)停車場平面布局應(yīng)結(jié)合下凹海綿設(shè)施和溢流設(shè)施，周邊可以選擇平道牙石或者開口道牙石。初期雨水經(jīng)生態(tài)停車場滲透、凈化，地表徑流進(jìn)入周邊下凹式海綿設(shè)施，超標(biāo)雨水通過溢流設(shè)施進(jìn)入排水系統(tǒng)。

廠區(qū)內(nèi)職工停車位設(shè)計(jì)成生態(tài)停車場，總面積1 545 m2。

3.4.3 調(diào)蓄水池

為充分利用水資源，項(xiàng)目設(shè)計(jì)雨水回用處理設(shè)施，雨水將經(jīng)過過濾消毒處理后經(jīng)增壓泵提升至使用點(diǎn)，雨水收集可以用于室外地面綠化灌溉、道路沖洗、地庫沖洗及洗車。蓄水池具有很好收集與調(diào)蓄雨水的作用[1-2]。

（1） 調(diào)蓄水池為地下混凝土結(jié)構(gòu)，布置在停車場下。在兩個(gè)匯水分區(qū)各布置一座調(diào)蓄水池，其中F1調(diào)蓄水池容積為220 m3，F(xiàn)2調(diào)蓄水池容積為100 m3，總?cè)莘e為320 m3。調(diào)蓄水池蓄滿后通過泵抽出。調(diào)蓄池主要收集廠區(qū)內(nèi)部雨水，并進(jìn)行調(diào)蓄。

（2） 通過分流井將雨水接入雨水調(diào)蓄池。

（3） 調(diào)蓄池主要是收集廠房屋頂雨水并進(jìn)行調(diào)蓄，消減外排流量。調(diào)蓄池和其他分散海綿設(shè)施共同組成海綿調(diào)蓄空間。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；尺寸為 15 m×4 m×2 m ；覆土1.2 m；沖洗方式為水泵沖洗；放空方式為水泵放空，設(shè)2臺(tái)放空泵，單臺(tái)流量Q=50 m3/ h。

3.5 調(diào)蓄容積的計(jì)算

依據(jù)劃分的排水分區(qū)及各個(gè)分區(qū)的下墊面情況，利用容積法《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南（試行）》計(jì)算排水分區(qū)設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積，計(jì)算公式如下：

V=10HφF " "（1）

式中：V為設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積，m3；H為設(shè)計(jì)降雨量，mm，取值14；φ為綜合雨量徑流系數(shù)；F為匯水面積，hm2。故項(xiàng)目總體所需控制的調(diào)蓄體積為：10×14.0×0.77×7.7588=836.4 m3。

3.6 海綿目標(biāo)可達(dá)性分析

項(xiàng)目采用海綿設(shè)施有：植草溝、透水停車位、人行道透水鋪裝、調(diào)蓄池等。調(diào)蓄量主要由植草溝、調(diào)蓄池等實(shí)現(xiàn)。

植草溝調(diào)蓄容積計(jì)算：根據(jù)項(xiàng)目植草溝面積及調(diào)蓄深度，計(jì)算植草溝調(diào)蓄容積，調(diào)蓄深度為0.15 m，植草溝調(diào)蓄容積=植草溝面積×調(diào)蓄深度。

3.6.1 年徑流總量控制率

項(xiàng)目采用容積法設(shè)計(jì)，即以徑流總量控制為目標(biāo)，控制地塊內(nèi)低影響開發(fā)設(shè)施的設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積之和，即總調(diào)蓄容積。項(xiàng)目徑流總量控制目標(biāo)可達(dá)性分析計(jì)算如表4所示。

經(jīng)計(jì)算，工程所能控制徑流體積為874.1 m3，大于所需控制的調(diào)蓄體積836.4 m3，故工程海綿設(shè)施布局滿足海綿控制率要求。校核設(shè)計(jì)對應(yīng)控制降雨量公式為：

h， =V2 / （10φF） （2）

式中：h，=14mm，設(shè)計(jì)對應(yīng)年徑流總量控制率63%。

項(xiàng)目主要的雨水徑流控制措施有植草溝、透水鋪裝、調(diào)蓄池等。通過調(diào)蓄和收集回用措施，可實(shí)現(xiàn)場地年徑流總量控制率63%。

3.6.2 徑流污染控制率

年SS總量去除率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設(shè)施對SS的平均去除率。

主要以植草溝、透水停車場、透水人行道等海綿設(shè)施控制面源污染，其中透水鋪裝80%，植草溝按照90%計(jì)，項(xiàng)目徑流污染控制目標(biāo)可達(dá)性分析計(jì)算如表5所示。

經(jīng)計(jì)算，工程SS總體去除率為54.69%，大于徑流污染控制目標(biāo)50%，故工程海綿設(shè)施布局滿足年徑流污染削減率要求，減少了因徑流污染而帶來的城市水環(huán)境污染[3-4]。

4 結(jié)語

項(xiàng)目占地面積大，其豎向設(shè)計(jì)對海綿城市建設(shè)具有重要意義，結(jié)合周邊市政道路及工藝確定合理的豎向設(shè)計(jì)，同時(shí)硬化面積較大，在海綿城市設(shè)計(jì)中應(yīng)最大化利用自然蓄存和凈化能力。各項(xiàng)海綿設(shè)施的選擇應(yīng)通過海綿目標(biāo)可達(dá)性分析和計(jì)算后，方案設(shè)計(jì)過程中應(yīng)選擇合適的規(guī)模，以此指導(dǎo)施工圖設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡介]周玉生（1986—），男，合肥人，大學(xué)本科，高級工程師，研究方向：市政給排水、海綿城市。