海绵城市技术在住区项目中全程落实

海绵城市技术在住区项目中全程落实

邱蓉

上海中森建筑与工程设计顾问有限公司上海市200062

摘要：海绵城市的建设通过一个个实际的城市单元来实现，这些单元包括城市的河道、公园、集中绿地、住区、商业等，这些单元中住区往往是目前讨论最少的，但它作为雨水控制的源头地区应该引起各方的重视。本文试图通过对在住区在进行海绵城市雨水管理的规划、设计、实施讨论，使海绵城市技术更好的落实到实处，更具有操作性。

关键词：住区建筑、雨水管理、透水铺装、雨水花园

当今中国正面临着各种各样的水问题：水资源短缺、水质污染、洪涝灾害、水生物栖息地丧失等，这些是一个城市、一个地区的系统性、综合性的问题。随着我国城市化进程的推进，大量的不透水地面取代了原来的透水绿地、农田，雨水在这些不透水地表上汇集，只能依靠城市雨水管收集后排出。一旦雨量过大，排水系统超负荷，就会出现内涝。同时雨水被管道排走，城市的需水未能获得满足，又出现了缺水的现象。让城市合理地留住雨水，合理地收集利用雨水变得极为重要。国家对“海绵城市”建设的提出就是要解决这些问题，以实现城市的雨水资源的合理化利用与管理。

海绵城市的建设内容复杂，从城市的供水、防洪、排水、环保等各方面均涉及，只有各环节衔接起来，统筹规划设计，科学地按规划步步推进方可取得实效。有了科学合理地规划，我们仍需要通过一个个实际的城市单元来实现海绵城市，这些单元包括城市的河道、公园、集中绿地、住区、商业等，这些单元中住区往往是目前讨论最少的，但它作为雨水控制的源头地区应该引起各方的重视。本文试图通过对在住区在进行海绵城市雨水管理的规划、设计、实施讨论，使海绵城市技术更好的落实到实处，更具有操作性。

1.了解场地实际情况

在我们传统的建设项目开发之初，很少有人会问：这个地块位于什么流域？其场地的雨水流向是如何？类似这样的问题。因为这根本就不是当前开发社区规划的一部分，开发商及设计者会理所当然地认为这些事情是政府应该考虑的，政府应该在这地块的周围建设完善的雨水、污水管道，把新增的雨水、污水通过城市管道带走。

但当我们用海绵城市的观点来对这个地块项目进行规划是，我们其实应该先回答如下问题：1.这块土地位于这个流域的位置。2.我的发展规划是否会对这块土地的植被造成极大的破坏。3.这块地的规划是否需要大量的土方并需要对这块地的原土进行替换与压实。4.这个规划方案是否会使这块地产生大量额外雨水径流。5.这个规划方案是否会产生地表污染。

只有带着这些问题进行土地的规划设计，在设计中尽量避免上述问题或通过其他技术措施对造成上述问题进行补偿。我们才能在设计之初按海绵城市的理念对该项目进行规划并进行落实。

随着海绵城市观念地深入，在住区的开发之初是否应考虑这样一个问题：我们的规划是一定要改造这块土地吗？我们是否有其他的规划方式使我们的建筑适用这块土地，而不是完全来改造这块土地？即通过我们的设计用尽可能少的空间来完成市场的需要。减少结构性改造痕迹，只用必要的部分来满足设计要求，在现在地形、地貌上绘制蓝图，最大限度减少重塑土地的需求，而不是清除所有现有的植被、重塑土地以满足最终开发方案的效果要求。这样的情况特别出现在林地、陡坡的住区项目中，尽量利用原有地形，而不是把项目人为地做成台阶式的规划设计，这样的设计通常破坏了自然土地系统，使土壤迅速地遭到侵蚀。

2.在起源的地方处理降雨

在传统中雨水设计中，一直遵循的理念是在所有建筑上设计屋面雨水系统，在道路及建筑为周边设计坡度，所有场地里的雨水快速、有效地排至区域雨水管道中，而建筑的屋面雨水也用雨水排水立管直接排至雨水管道中。但其实这个设计理念就是造成我们现在雨水问题中质与量的根源，因为从不透水表面降雨的快速径流不仅是下游水涝的根本原因，而且是污染物运输的主要运输机制。

在我们运用海绵城市设计理念来对住区进行设计时，我们完全可以利用建筑周边的表层改造，包括所有路面如：车道、停车场、步行道以及毗邻这些区域的土地的植被与景观重新规划。虽然这些措施并不能让雨水直接渗透回建筑周边的土壤下，但通过这些途径也可以部分实现。如在一个传统的商业中心对其停车场的改造中采用透水路面的渗透设计，而且在施工时不过度地压实内部土壤，这样的改造不仅没有使顾客在走到停车场取车的舒适度没有降低，同时对雨水径流的控制起到很好的作用。

一般对住区的按海绵城市要求雨水控制是更难完成的任务，因为住宅之间的人行道很小，地面停车位也非常零星，区域中的大路都是消防车及日常行车道公用。这个时候需要设计师动脑子采用更多雨水渗透的技术，如屋面绿化、雨水花园、植草沟等，这些设计可以结合住宅场地的特点，例如绿化屋面可以很好地降低建筑物屋面的雨水径流。在一些住区的断头路上边上设置雨水花园以渗透场地上的雨水汇流。

对于传统的雨水运输体系也应该进行改造，传统的雨水排水系统是用屋面雨水管-道路雨水口-区域雨水管道-市政雨水管道这样一个系统间建筑屋面以及道路径流汇集到最近的水体，这不是一个可持续发展的解决方案。在住区的设计中应结合实际情况对屋面的雨水立管进行断接，使其能自然流入周边的绿化设施，如雨水花园、植草沟、生物滞留带等。场地中的雨水也可以通过对竖向标高的调整时雨水汇入其中。同时在这些绿色设施下面敷设一根用土工布包裹的穿孔盲管可以更好地起到收集、转输、渗透雨水的功能。

类似的技术尝试已经在一些住区项目中开始进行实践，如上海市金地世家住宅项目中，针对住宅小区的特点采用了转输型植草沟、屋面雨水立管断接、住户内小型雨水桶、高低位花坛、小型多点的多塘雨水渗透、结合景观效果的透水铺装、取消道路雨水口而将场地雨水引导至绿地技术、盲管雨水系统、超排系统等等，目前看这些海绵城市技术在该项目中对于场地的雨水量及水质控制取得了较好的效果。

3.设计必须考虑“质与量”的控制

在开始具体做一个场地海绵城市设计时应首先对其雨水降雨进行评估，以确定在不同的降雨过程中总净流量可能的增加量。然后根据场地的土壤、地质、地形和植被的分析对现行场地规划进行评估、修改以适合于场地实际情况。同时对于建设场地潜在的污染也应该被重视，目前我们《海绵城市导则》中所推荐的技术应该对于控制各地块的非点源污染都是有效的，重点是是否合适于所针对的地块。住区是一个大海绵城市规划中的组成部分，该场地的规划要遵循大的地块规划要求，在设计时应对其采用的措施复核是否满足总体规划指标、是否会对其他水资源产生影响，例如对供水、污水处理的影响，是否会产生二次污染等。

对于一些干旱地区，雨水的收集与利用不应被忽略，特别是住区中的屋面径流、人行道雨水径流都是优质的水源，在这方面国内外都有许多成功的案例。例如在美国西南部，由于干旱各大小社区的自来水水资源都是被限制使用，他们的雨水管理方法就是集中在雨水收集利用方面。通过限制住户自来水的使用量，使其有动力采用分散的雨水收集技术，如雨水桶、埋地式雨水模块，尽量多的收集降雨水源以补充自来水的供应。

4.设计应该重视施工与维护

任何一个好的设计是应把施工及日常维护作为一个重点考量目标，好的设计能够采用被许多实际案例证明的稳妥的技术、系统、材料来进行创新的设计，在设计中所使用的材料注意应该是当地市场上有的。作为海绵城市雨水管理解决方案所采用的主要方法是雨水量的减少，实现雨水量的减少的最有效的方法是使雨水径流渗入土壤中，这种方法在其他国家已经使用了超过35年，并开发了模仿我们地球自然水循环过程的成熟计算软件，有许多的材料、技术在过去的30多年里的许多实际工程经验中被证明是有效的。

对于住区项目来说，日常维护是一个需要持续关注的问题。每个设计必须在开发规划中总作为重点考虑因素，在海绵城市雨水管理中这也是关键问题之一。

在住区海绵城市雨水管理设计过程中我们应把考虑的重点放在以上几点：如何解决浑浊雨水径流在海绵城市设施及管网中流动产生的沉淀物及其他污染物的去除方法；各种设计应该是便于日常维护；每个设计方案应该是因地制宜与实事求是的，它应能适合现在场地的条件，是可实施的实用方法；应该考虑当地施工人员的可操作施工。

在住区项目中，对于海绵城市技术的后期修复是需要考虑与讨论的，主要包括以下几个部分：

（1）透水铺装的多孔修复。根据国外经验常规维护下，透水路面可以有效运作超过20年，最早的仍然在运作的系统在1982年，但是在对透水路面的维修中常常被忽略的是它会随着时间的推移被堵塞。业主需要通过专业设备该透水直到恢复原来的渗透性。不过通过研究我们也发现对于清洗设备的选择中要避免高压清洗会造成原来在表面的污染物进入深层的透水表面，甚至进入下面的集料的事情发生。

（2）生物修复系统。在住区项目中使用最多的应该是雨水花园，因为它允许灵活设计并且可以根据现场条件和径流量需求进行复杂的变化。设计和建造过程可以从非常简单的“后院”雨水花园到超级城市区域的高工程化的生物修复细胞。例如根据国外经验，雨水花园最适合于大于等于中等渗透率（6.35mm/hr）的地区。当渗透率小于6.35mm/hr的情况下，如果必须也可以使用，但必须使用经修正的土壤或增加暗渠。雨水花园也往往适用于一些住区改造项目，可以通过与以前开发的地段和场地的整合达到较满意的效果。所有的雨水花园应用的一个重要问题是他们的长期保护和维护，在这样的情况下，提供管理保证以确保其长期的功能是很重要的。对于雨水花园生物系统的修复理念应贯穿于规划、设计、施工、维护全过程，其内容包括雨水花园尺寸的确定、种植土的选用、土壤的酸碱性定期检测、花园中植物的选择、植物种植的季节、排水系统等等。以下是一个典型的雨水花园施工顺序：1）完成场地平整，尽可能减少压实。如果需要可以构建路缘坡或其他流入口。2）平整雨水花园区域内的平整。雨水花园床的区域可以用作临时的沉淀井，但建议该床的完成标高要至少比沉淀井的底标高要低300mm。3）挖掘雨水花园到设计的内底深度，并疏松现有的土壤表面，注意不要压实土壤。4）如果需要可以设计开槽暗渠及碎石排水或存储层。5）根据设计的平面图和规范所示用修正过的土壤回填雨水花园。建议过量填充以考虑沉降。如有必要可以采用轻手夯实。6）根据当地气候及预算安装自动灌溉系统。7）在种植前至少24小时预湿种植土壤以帮助沉降。8）完成最后的平整来实现设计高程，根据图纸上指定的区域留下上层堆肥或护根的空间。9）根据种植图种植植被。10）在需要的表面流入口处安装防冲刷。

对于雨水花园的维护根据国外的经验显示在其建立的头一或两年时间里最频繁，其主要工作包括以下几点：1）雨水花园将在播种后的头2?3年需要补充灌溉。在这个时期之后，耐旱品种可能需要一些额外的水，应建立以后在极度干旱期对植物的浇水时间表。2）在种植植被的时期，手工去除杂草，随着雨水花园的植物生长除草频率应随时间而递减。3）雨水花园应该不定期进行修剪，修剪必要的植被，以保持植物健康生长。4）更换枯死的植物。如果特定物种更容易发生死亡率，它可能需要被更可能在雨中花园中成功的不同物种替换。5）对于高污染侵蚀地区，对植物护根工作非常重要。当径流内含有较低的金属负荷时，护根需要维持在50-75mm的厚度。在具有相对高的金属负荷的区域，应该每年进行一次护根。6）雨水花园应每年至少检查两次泥沙堆积，水土流失，并且对植被的健康进行评估。如果沉积物积聚达到积水深度的25％应被清除，如果在雨水花园中发现侵蚀，应采用重新换土等稳定措施。

上述对于住区海绵城市雨水管理的设计过程讨论目的是为能以有效方式使设计针对每个住区项目，选择最佳的雨水管理解决方案。当然因为我国对于海绵城市建设才刚刚起步，住区项目的海绵城市设计也都在摸索阶段，希望本文能对住区项目的规划设计起到作用。海绵城市住区的规划设计核心改变传统规划设计思路即将雨水管理放在场地设计和整体土地开发过程的最后阶段，在大多数其他建设项目决定后再进行的设计形式，使雨水管理措施变成场地的“剩余”区域。真正的海绵城市住区规划设计应该在场地设计过程中把雨水管理推到最前线——在场地策划过程的最初阶段。只有这样海绵城市在重要的目标及真正全面的雨水管理方法才能有效地集成到场地设计全过程中。

参考文献：

[1]海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建（试行），住建部、2014

[2]上海市海绵城市建设指标体系（试行），2015（10）

[3]上海市海绵城市建设技术导则（试行），2015（11）

[4]王波，李成.透水性铺装与城市生态及物理环境.工业建筑，2002（12）

[5]徐向阳，李文起.北京市试验小区雨洪关系的分析研究，水利，1993（7）

[6]欧岚，车武，汪慧珍.城市屋面雨水绿地水平流渗透净化研究.城市环境与城市生态，2001，14（6）

[7]邓阳侠，冯绍元，蔡金宝，等.用土壤含水层处理系统去除水库微污染有机物的试验研究.水利学报，2005（9）

[8]殷捷.城市屋面径流污染特性及其利用探讨.安徽农业科学，2007，35（17）

[9]张书函，丁跃元，陈建刚.德国的雨水收集利用与调控技术，北京水利，2002（3）

[10]希瑟·金凯德-莱瓦里奥著，吴俊奇译.雨水设计——雨水收集·贮存·中水回用，中国建筑工业出版社，2012

[11]奈杰尔·邓尼特，安迪·克莱登著，周湛曦·孔晓强译.雨水园——园林景观设计中雨水资源的可持续利用与管理，中国建筑工业出版社，2013

作者简介：

邱蓉，女，硕士，执行副总工程师高级工程师全国注册设备工程师从事给排水、消防设计20年，参与过多项大、中型工业、民用项目的给排水、消防设计工作。上海市建设工程评标专家及上海市政府采购评审专家。邮箱：ruthqr@sina.com