浙江杭州地区某项目的海绵城市设计

浙江杭州地区某项目的海绵城市设计
黄正杰;邓毅
【摘要】以浙江杭州地区某建筑项目为例,探讨建筑设计中具体采用的LID措施,分析了采用LID措施后雨水径流量系数的变化及雨水径流总量的控制情况,结果表明,海绵城市设计可有效减小径流系数,控制径流总量,优于传统的开发模式.
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2018(044)012
【总页数】3页(P100-102)
【关键词】海绵城市;LID措施;雨水调蓄
【作者】黄正杰;邓毅
【作者单位】浙江大学建筑设计研究院有限公司,浙江杭州 310028;浙江大学建筑设计研究院有限公司,浙江杭州 310028
【正文语种】中文
【中图分类】TU984
0 引言
在城镇化的大背景下，我国每年有1 000多万人进城，新建成的建筑相当于世界建筑总量的1/2。

在这种情况下，如果不引进海绵城市的建设模式，我国的城市地表径流量就会大幅度增加，从而引发洪涝积水、河流水系生态恶化、水污染加剧等问题。

近些年，中国的大小城市在这方面都有不少深刻的教训[1]。

为此，国家提
出了海绵城市的概念，并着力推动海绵城市建设，即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生[2]。

由于每个城市、每个地区、每个项目的气候条件、地质条件、原生环境等各不相同，因此“海绵城市”的设计实施不能生硬照搬他人的经验做法，而需因地制宜，采取符合自身特点的各项LID措施，才能真正发挥出海绵作用，从而改善城市的生态
环境。

下面以浙江杭州某项目为例浅谈海绵城市的设计。

1 工程概况、现状分析及建设目标
1.1 工程概况
本工程位于浙江省杭州市余杭区未来科技城板块。

项目基地面积12 232 m2，建
筑占地面积4 281 m2，绿地面积2 447 m2。

规划总建筑面积为59 727 m2，建筑主要功能为办公用房。

1.2 现状分析
径流量分析：
地块未开发前土地利用类型为荒地(雨量径流系数为0.35)，开发面积约为12 232 m2，杭州地区年平均降雨量为1 454 mm。

低影响开发源头控制设施用于径流总量控制、水质控制或雨水利用时，源头控制设施的设计规模采用容积法计算，计算公式如下：
V=10HψA。

式中：V——控制容积，m3；
H——设计降雨量，mm；
ψ——汇水面积内的综合径流系数；
A——汇水面积，hm2。

雨水径流系数见表1。

则根据上述计算，地块未开发前年平均径流量约为：0.35×1 454×12 232/1 000=6 225 m3。

若按照传统方法设计，地块建成后的径流系数与年平均径流量的估算结果如表2所示。

表1 雨量径流系数取值表下垫面种类雨量径流系数ψc下垫面种类雨量径流系数ψc硬屋面、未铺石子的平屋面、沥青屋面0.8^0.9级配碎石路面及广场0.4铺石子的平屋面0.6^0.7干砌砖、石或碎石路面0.4绿化屋面0.3^0.4非铺砌的土路面0.3混凝土或沥青路面及广场0.8^0.9绿地0.15大块石铺砌路面及广场
0.5^0.6透水铺装地面0.29^0.36沥青表面处理的碎石路面及广场0.45^0.55水面1地下建筑覆土绿地(覆土厚度≥500 mm)0.15地下建筑覆土绿地(覆土厚度
<500 mm)0.3^0.4
表2 传统开发下年平均径流系数名称汇水面积/m2面积比例/%径流系数年平均径流量/m3办公楼用地5 7070.470.857 053绿地2 4470.200.15534交通设施用地4 0780.330.855 040总用地面积12 23210.7112 627
通过上表可以看出，开发前后，综合径流系数及径流量均大大增加，开发后年平均径流量为开发前的203%，极大地加重了市政管网及河道的排水负荷。

因此，有针对性的采取一定的技术措施进行场地及设施设计，减小综合径流系数，综合入渗、过滤、蒸发及调蓄等方式尽可能的减小控制径流总量，以使得本地块尽可能的接近开发之前的水文环境的海绵城市的设计及实施势在必行。

1.3 建设目标
根据《杭州未来科技城低影响开发(LID)管理技术指南》的要求，本工程雨水工程采用低影响开发设施和调蓄池相结合的方式进行设计，设计控制目标如下：
1)对于20 mm降雨量(85%以上的降雨事件)情况下，采用滞留+渗透措施后，开
发后区域径流量不超过开发前；对于5年一遇以上降雨强度情况下，结合调蓄技
术措施，使产生的径流量控制在最高允许排放量范围内。

2)按本区域100年一遇降雨重现期，即24 h降雨量276 mm，本工程须满足雨水收集调蓄比例不低于50%。

2 低影响开发系统构建设计
2.1 设计原则
1)以最大化遵照现状地貌为原则，紧密结合地形，通过尽可能小的破坏，最大程度的实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化的可持续水循环。

2)从实际情况入手，在保证设计安全的前提下，将现状条件最大化利用，注重经济、实用。

3)工程设施与景观设计相结合，在实现低影响开发的前提下，力求景观效果的进一步提升。

2.2 LID具体设施
设计采用滞留、渗透及调蓄相结合，有效收集屋顶及地面雨水，避免建筑物不透水面积过大造成径流增加。

室外硬化地面尽可能采用透水铺装，LID措施采用下凹式绿地、生物滞留带、雨水调蓄池等。

2.2.1 透水地面铺装
场地设计上为尽可能的最小化场地总不透水面积，室外道路均采用透水铺装地面，共设置透水地面2 579 m2。

当透水铺装设置于地下室顶板上时，顶板覆土厚度不应小于600 mm，并设置排水层。

透水铺装地面施工方便，可补充地下水并具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用。

与一般路面相比较，渗透路面下层需建透水层，因此比一般道路路基要厚，单考虑路面的建设成本会比传统路面高，但考虑到渗透路面可大大减少雨水井和排水管网的用量，渗透路面可使工程整体造价降低，如图1，图2所示。

2.2.2 下凹式绿地
尽可能的增加场地植被面积并引导雨水流入植被覆盖区，地块内共设置地面绿化2 447 m2，地块西侧处设下凹式绿地453 m2，下凹深度20 cm。

下沉式绿地其建设费用和维护费用较低，具有一定的调蓄作用，其绿地范围内应根据下凹深度配置耐淹性植物，下凹式绿地构造示意图见图3。

2.2.3 生物滞留带
结合沿街及沿南侧路面分散设置生物滞留设施，靠近路基部分进行防渗处理，道路径流雨水通过路缘石豁口进入，雨水口设于生物滞留带内，共设置雨水滞留带
741 m2，蓄水深度为20 cm。

生物滞留设施形式多样，易于景观结合，径流控制效果好，建设及维护费用较低，但局部地下水位较高处需采取必要的换土、防渗等措施，构造示意图见图4。

2.2.4 雨水蓄水池
地下室东侧设钢筋混凝土雨水调蓄水池一个，调蓄池池有效容积700 m3，用于高峰雨量调蓄。

雨水进入水池前，经过弃流井弃流。

雨水调蓄池占地少，调蓄水量大，雨水管易接入，同时可避免阳光直射、防止蚊蝇滋生。

另外调蓄池可结合雨水回用系统设计，有效利用雨水资源，达到节水节能的效果。

3 结语
3.1 雨水径流系数控制与雨水调蓄水量
通过上述的LID措施，本工程具体的雨水径流系数与雨水调蓄水量如表3，表4所示。

表3 低影响开发下年平均径流量序号名称汇水面积/m2LID措施汇水面积/m2面
积比例径流系数取值加权值年平均径流量/m3备注1屋面5 707硬质屋面面积5 7070.470.800.376 638绿色屋面面积00.000.350.0002交通设施用地4 078硬化铺装面积1 4990.120.800.101 744透水铺装面积2 5790.210.300.061 125透水铺装占比0.633地面绿化2 447普通绿地面积1 2530.100.150.02273下凹式绿地面积4530.040.150.0199生物滞留带面积7410.060.150.011624总量12 23212 23210.559 780
表4 年径流雨水量及LID设施调蓄流雨水量序号名称计算参数雨水量或储水量
/m3备注1年径流总量控制雨水量汇水面积/m212 232日降雨量/mm1381 688百年一遇径流总量控制率50%对应的日降雨量2径流系数控制的雨水量综合径流系数0.557603理论所需的LID措施总调蓄水量——9284实际设置的LID措施总调蓄水量——939具体措施下凹式绿地生物滞留带蓄水池设置面积/m2有效储水深度/cm设置面积/m2有效储水深度/cm有效储水容积
m3453207412010091148700采用钢筋混凝土蓄水池
3.2 结论
由表3,表4可以看出，通过透水地面、下凹绿地、生物滞留带、雨水蓄水池等LID 等技术措施的实施，散型源头控制，有效的减少了雨水的面污染。

低影响开发模式下，场地内径流系数大大减小，经计算地块综合径流系数为0.55，雨水径流量得到有效控制，百年一遇日降雨量总量径流的控制率在50%以上，既缓解地块市政管网及河道的排水压力，又提升排水系统排水能力，大大优于传统开发模式。

参考文献:
【相关文献】
[1] 仇保兴.海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J].城乡建设,2015(2):11-18.
[2] 车生泉，谢长坤，陈丹.海绵城市理论与技术发展沿革及构建途径[J].中国园林,2015,35(6):11-15.
[3] 民用建筑雨水控制与利用设计导则(浙江省)[Z].
[4] 杭州市海绵城市建设低影响开发雨水系统技术导则[Z].
[5] 杭州未来科技城低影响开发(LID)管理技术指南[Z].。