某住宅小区海绵城市的设计与应用

某住宅小区海绵城市的设计与应用

钟家仙

（上海华东房产设计院有限公司 210000）

摘要：近年来，全国许多大中城市都发生了内涝灾害，为了保障人民的正常生活及财产安全，减轻城市排水系统的压力，国家提出了海绵城市的概念，并且全国各地也出台了相应的技术标准，前几年，海绵城市主要用于公园、市政道路等公共设施里，住宅小区比较少见，目前随着国家的大力提倡及政策规定，所有新建住宅小区也基本上同步设计了海绵城市，本文以江苏某住宅小区为例来浅谈海绵城市的设计与应用。

关键词：海绵城市 绿色建筑 下凹绿地 雨水回用

前言：海绵城市是指城市像海绵一样，在不同的环境变化和解决自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、渗水、蓄水、净水，需要时将存储的水净化处理并可加以利用。建造具有自然存储、自然渗透以及自然净化功能的海绵城市是可持续发展和绿色生态建设的重要组成部分，是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现，也是城市建设的重大任务。

1.项目概况：

本项目位于江苏省靖江市，总用地面积77137㎡，总建筑面积171312㎡，其中地下总建筑面积34900㎡。本工程包含17栋高层住宅楼、1栋物业社区配套用房(4#楼)和2栋配电间。建筑密度22%，绿化率40%。根据《靖江市海绵城市规划设计导则》（试行）的规定，本项目属新建小区，需设计海绵城市设施。

2.设计目标及主要指标：

本项目主要设计目标主要有以下三个：1.通过海绵城市设施避免和减少城市内涝，控制径流，降低汇流，通过各类绿色雨水基础设施的建设和多项措施联合作用，达到降低地表径流量、控制城市内涝；2.降低径流污染，通过下凹绿地、生态滤池等措施过滤和降解汇流雨水中的污染物，达到净化水体、控制面源污染、保护城市水环境；3.缓解水资源短缺，通过各类净化设施的处理和各级管网的输送，将处理达标的雨水回用于市政浇洒、景观水补充等用途，实现水资源的“开源节流”，节约了水资源也降低了污水的排放。

本地块总海绵指标设计值：年径流总量控制率80%，，污染物削减率56%。依据《靖江市海绵城市规划设计导则（试行）》和项目用地分析，通过项目地块汇水分区、海绵设施布置以及径流组织设计，并根据设施实际调蓄体积进行校核。海绵城市设施规模计算表见图一：

本次海绵工程设计主要收集地块内屋面及地表径流雨水，屋面雨水经雨水管直接接入雨水管网，地表雨水流至附近, 下凹式绿地进行自然生态净化处理，同时进行渗透。净化后雨水经管道排至雨水收集池，可用于回收利用。超量雨水经溢流排至市政管网，最终汇入下游水体。

图一：海绵城市设施规模计算表

3.海绵城市设施种类：

3.1 雨水渗透截留系统：

雨水渗透系统是指天然原生态的自然入渗系统被破坏，雨水无法再次回补到地下，人工将落到受雨面上的雨水经处理后，再次回补到地下的一种处理系统，本项目采用了几种组合方式，将渗、引、蓄、排相结合，有效得保证了整个地块的雨水径流控制总量。主要采用了以下三种方式。

3.1.1 透水铺装：

透水铺装作为一种新兴的城市铺装形式，通过采用大孔隙结构层或排水渗透设施，使得雨水能够通过铺装结构就地下渗，从而控制地表径流、雨水利用等目的。本项目建筑物室外可渗透地面面积为2008㎡，室外可渗透地面率9%，采用透水砖及草坪砖，并结合景观布置透水铺装的设置区域。

3.1.2 下凹式绿地：

下凹式绿地适用于任何用地类型的绿化用地，但地下水位较高且污染较严重的地区及距离建筑物基础小于3m的区域应设置防渗措施。

（1）建筑周边绿地采用下凹式绿地，面积为3870㎡；下凹式绿地低于周边铺砌地面或道路，下凹深度为150 mm。

（2）场地道路按一定坡度坡向绿地；

（3）下凹式绿地中间设置成品溢流口，溢流口间距为30m，溢流口周边1m范围种植耐寒耐劳草皮。溢流口通过排水管道接入市政雨水管道。

3.2 雨水回用系统

雨水回用系统是海绵城市的重要组成部分，具有以下优点：1.通过雨水收集池蓄水，错开暴雨排水高峰期。2.合理降低城市排水负荷主要采用沉淀过滤、紫外消毒的水处理技术，不使用生化水处理技术，无生化污染物排放，合理降低运营管理费用，且绿色污染。3. 初期雨水采用弃流方式排空，降低了回用雨水的污染物浓度，减少了回用雨水的处理难度。4. 整套雨水回用系统采用PLC可编程控制，集成化、智能化程度较高，实现了一体化运行，降低运营难度，实现了科学化运营。

初期径流雨水因污染较重，应采用“弃流法”排出，后期径流雨水收集后，采用“分（弃）流+过滤+消毒”水处理工艺，由于处理后雨水用于绿化灌溉和道路冲洗，因此经过过滤消毒后即可满足用水要求，工艺简单。处理流程如下：场地屋面雨水-雨水收集管网-初期雨水弃流-雨水储存-过滤器-紫外线消毒器-清水池-变频压力供水系统-回用于绿化喷灌、道路浇晒等。

本项目雨水回用系统采用成品模块化设备，在场地南侧和北侧各设一个，每个容积300m³，其中雨水收集池250m³，清水池50m³。雨水经处理后用于绿化及道路浇洒。注意的是在雨水回用时要采取如下水质保障措施：1. 各个设计阶段均需有防倒流措施，区分不同水质，低水质雨水不得直接流入高水质水系统中。2. 雨水回用系统各个池、管、井均需有明显涂色标识，防止误饮误用。应当设有龙头等取水部位，除设置明显标识外，还应增设锁具。4. 雨水回用于浇晒绿地时，避免影响行人，采用夜间灌溉及滴灌、微灌等措施。

4.年径流总量控制率

4.1 综合雨量径流系数：

根据项目设计资料，项目总用地77137m²，硬质铺装22545m²，透水铺装2008m²，硬质屋面16970m²，绿地面积33183m²，下凹绿地面积3870m²，综合径流系数计算如下：

4.2 设计调蓄体积计算：

项目总用地77137m²，场地综合径流系数为0.54。本项目年径流总量控制率设计目标基准值为80%，对应的设计降雨量为28mm，则设计调蓄体积为：

V=77137×0.54×28.0÷1000=1166m³

4.3 实际调蓄体积计算，本项目通过以下技术措施满足海绵城市调蓄体积要求：

4.3.1 设置透水铺装减少地面径流

4.3.2 设置下凹式绿地收集周边绿化及硬质铺装雨水，下凹式绿地面积为3870m²，下凹深度为150mm，可实现雨水控制容积为3870×0.15=580m³。

4.3.3 设置雨水回用水池，在场地南侧及北侧共设置成品模块化雨水调蓄池600 m³。 综合以上技术措施，本项目海绵城市雨水径流控制容积如下表：

项目依据建筑平面布局及景观设计，采取下凹绿地、透水铺装及调蓄池等技术措施，设计调蓄容积为1180m³，高于计算所需785.7m³，满足项目所需雨水控制容积的要求。

5.面源污染控制率

项目总调蓄容积共计为1180m³，其中下凹绿地调蓄容积为580m³，雨水回用调蓄容积为600m³。 参照《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建》，下凹绿地设施污染物去除率为90%，雨水蓄积池设施污染物去除率为80~90%。 综合以上技术措施，本项目海绵城市年径流污染去除率按加权平均计算为： 本项目低影响开发设施加权平均去除率=(580×90%+600×85%)/1180=87.4%，年径流污染去除率等于低影响开发设施加权平均去除率乘以年径流总量控制率： 本项目的年径流污染去除率=80%×87.4%=70.0%。

6.结语：

海绵城市不仅能有效地收集雨水并加以利用，管理雨水及洪涝灾害，还能起到缓解城市热岛效应等现象的作用，同时也能修复和治理城市生态环境，构建绿色健康和谐的生态体系。海绵城市建设设施中的透水铺装、雨水花园、绿色屋顶等技术手段，还能增加城市美观度，提高城市品位。随着城镇化进程的不断加快，国家也一直提倡绿色建筑、可持续发展建设。海绵城市建设在城市防涝、生态改善、水资源利用中扮演着重要的角色。我国海绵城市建设才刚刚起步，海绵城市在设计和实际运行中还存在不少问题和困难。希望通过本篇文章能对住宅项目中的海绵城市设计起到抛砖引玉的作用。也衷心希望海绵城市这一利国利民的技术能不断发展完善，发挥巨大的作用。

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》

2.《海绵城市建设评价标准》GB/T51345-2018

3.《靖江市海绵城市规划设计导则》（试行）