城市地下空间低影响开发雨水系统设计

Lin Chuan，Hou Danhui，Fang Zhiyong
（ School of Architecture and Urban Planning，Beijing University of Civil Engineering and Architecture，Beijing 100044，China）
透水铺装由透水性面层和透水性垫层构成。其构 造层次为基床、开级配碎石底基层、无砂大孔混凝土基 层、结合层、混凝土透水砖面层（ 见图 3） 。开级配碎石 底基层起过渡与填充作用。无砂大孔混凝土基层是扩 散上层荷载、铺设面层的结构层。结合层为过渡面层， 并是兼有找平作 用，实 现 面 层 与 基 层 的 牢 固 黏 结 的 构 造层，一般采用 1 ～ 5mm 粒径的石屑为骨料。
低影响开发（ low impact development，LID） 是从基 于微观尺度景观控制的 BMPs 措施（ 最佳管理措施） 发 展而来的。LID 理念由美国乔治省马里兰州环境资源 署于 1990 年首次提出，主要是以分散式小规模措施对 雨水径流进行源 头 控 制，该 种 方 式 不 需 要 大 面 积 的 土 地，就能将大部分雨水截留，并通过渗透、过滤等措施， 保证补充地下水的水质、水量，变雨水为资源。从雨水 处理模式的角度来讲，其核心是通过合理的方式，模拟 自然水文条件，并通过综合性措施，从源头上降低城镇 开发建设所导致的水文条件的显著变化和雨水径流对 生态环境 的 影 响。从 城 市 设 计 和 建 筑 设 计 的 角 度 来 讲，其核心是通过各种设计技术，按照水文功能等效原 则，通过洼地贮存、渗透、地下水补给、降雨径流流量和 容积控制等措施，维持和再现开发前的场地环境，减少 开发带来的径流 污 染，并 强 调 雨 水 处 理 措 施 与 景 观 设 计的结合，使景观设计和排涝、减少温室效应、节能结
此外，覆土层还必须保证局部与自然土壤相接，不 被建筑物、构筑物封闭围合，以保证下渗雨水有顺利排 放的途径。 3. 2. 2 透水铺装雨水下渗
透水铺装既可以满足城市人活动时对硬质地面的 要求，又可以部分的实现大地的透水功能，因此是现代 城市建设中的一种重要的生态措施。透水铺装一般耐 磨性和载重量较小，因此常用于园路、小型广场、人行 道、停车场、轻 载 重 车 道 等。 透 水 铺 装 的 材 料 有 多 种， 如混凝土透水砖、风积沙透水砖、露骨料透水混凝土、 木塑地板、嵌 草 石 板 路 等。 透 水 铺 装 和 景 观 绿 地 结 合 设计，还可以发挥其美学功能。
施工技术
2010 年 12 月
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CONSTRUCTION TECHNOLOGY
第 39 卷 增刊
城市地下空间低影响开发雨水系统设计
林 川，侯丹卉，房志勇
（ 北京建筑工程学院建筑与城市规划学院，北京 100044）
［摘要］针对日益突出的城市雨水问题，基于低影响开发理念，结合我国国情，对城市地下空间开发所涉及的雨水
而基于 LID 理念的雨水处理措施，则强调通过一 系列的低影响开发技术措施，达到改变城市雨水循环 过程的目的，使城市在开发建设后的水文功能更加接 近其开发建设前原有的储存、渗透、径流排放总量、径 流速度、径流范围、雨水滞留时间、雨水蒸发总量等。
［收稿日期］2010-09-02 ［作者简介］林 川，北京建筑工程学院建筑与城市规划学院教 授，北京市西城区展览馆路 1 号 100044，电话：13691296641， E-mail：linchuan@ bucea. edu. cn
2010 增刊
林 川等：城市地下空间低影响开发雨水系统设计
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从技术的角度讲，基于 LID 理念的雨水处理措施， 主要是通过综合 使 用 减 少 不 透 水 铺 装 面 积 、延 长 雨 水 径流流动的通道 和 汇 流 时 间 、利 用 土 壤 覆 盖 物 和 植 物 群落的作用对径 流 进 行 过 滤 并 促 使 其 下 渗 等 方 式 ，尽 可能地减少雨水 的 集 中 收 集 与 集 中 传 输 ，从 而 达 到 模 拟建设场地开发前的自然雨水循环条件的目的（ 见图 1）。
处置问题进行了研究。侧重介绍地面构造对雨水入渗的促进措施、壤中流蓄排技术及地下建筑主体的防渗设计。
［关键词］低影响开发；地下空间；雨水；防渗
［中图分类号］TU823. 6
［文献标识码］A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
［文章编号］1002-8498（2010） S1-0468-04
Rainwater System Design of Underground Space in Cities Based on Low Impact Development Concept
Abstract：The paper probes into the issues of dealing with rainwater in the urban underground space construction，based
on the low-impact development concept，and combining with the current situation of China. Then，authors emphasize the promotion measures of covering earth structure to rain infiltration，the technology of storm － water drainage in soil，and impermeable design of the main body of underground space.
图 2 地下建筑顶板绿化构造设计 为保证植物的 正 常 生 长，应 在 植 物 根 系 主 要 分 布 层以下增设排水管，使多余水分可以及时排除。同时， 排（ 蓄） 水 设 施 必 须 铺 设 在 耐 根 穿 刺 层 的 上 面。为 了 防止栽植土壤经 冲 刷 后 细 小 颗 粒 随 水 流 失 ，造 成 土 壤 中的成 分 和 养 料 流 失，并 堵 塞 排 水 系 统，还 需 在 排 （ 蓄） 水层上面铺设过滤层，并使其具有较强的渗透性 和根系穿透性。其中，耐根穿刺层的材料可选用高密 度聚乙烯土工膜、PVC 卷材等。如地下设施边缘有侧 墙，铺设耐根穿刺层应向建筑侧墙面延伸，目的是防止 植物根系从侧墙接缝等处穿透防水层。 在地下空间 上 部 的 绿 化 地 面 设 计 中，覆 土 层 的 厚 度确定也是一个非常重要的问题。通常由于受工程条 件的限制，采用根据地下设施覆土厚度选择相应的植
进雨水入渗的措施，使多雨期的土壤水分很容易达到 饱和。在绿地系统中，土壤中过多的水分如若排不出 去，很容易造成植物烂根或产生疾病，而且土壤的透气 性变差，直接影响植物对氧的需求，根系部分缺氧，有 毒物质滋生，会使植物成活率大为降低，对绿化植物极 为不利。
为了改善土壤 的 通 气 状 况，以 及 由 于 大 面 积 地 下 空间的建设使土壤中的高含水量无法及时向下渗透排 除，应采取相应的壤中流蓄排设计。 3. 3. 2 大面积地下空间地面雨水蓄排技术
如何通过有效的措施解决好雨水入渗与地下建筑 防渗之间的矛盾，达到既可以促进雨水入渗，又可以使 地下建筑免受水的侵蚀的目的，即达到建筑安全和生 态环境改善的双赢。 3. 2 地下空间上部促进地面雨水下渗的构造层次设计 3. 2. 1 绿化地面雨水下渗
地下空间顶 板 绿 化 的 构 造 层 次，自 下 而 上 一 般 包 括防水层、耐根穿刺层、排 （ 蓄） 水层、过滤层、栽植土 壤层、植被层等（ 见图 2） 。
图 1 城市传统雨水循环及低影响开发措施 通过上面的分 析 可 知，以 低 影 响 开 发 理 念 来 指 导 城市建设，具有一系列的优点。主要有：①可以减少区 域内的降雨外排流量，提高地区乃至城市防洪能力；② 可以增加地下水补给量、涵养水源；③可以减少地面积 水，营造水景观，改善地区及周边环境；④可以改善局 部热岛效应，调节小气候。 3 城市地下空间雨水系统设计 下面仅以设计最高地下水位低于地下建筑地坪， 地下室周围土层 为 强 透 水 性 土 壤 ，且 土 中 水 分 仅 是 下 渗的地表水、上层 滞 水 和 上 升 的 毛 细 管 水 的 地 下 工 程 的防渗设计为主要研究对象。 3. 1 地下建筑与雨水入渗相互作用 根据低影响开发的理念，促进雨水就地入渗，是改 善生态环境的一个主要策略。然而，由于城市中（ 尤其 是现代大都市中） 地下空间的大量建设，造成雨水入渗 的途径被阻断，致使地下水的回补变得困难，从而导致 地下水位下降严重。这种现象在大面积连续地下空间 的建设中更为严重。原因是这种大型地下空间使土壤 中蓄存的雨水无 法 透 过 建 筑 物 下 渗 ，致 使 地 下 水 的 回 补变得尤其困难。 另一方面，雨水 的 入 渗 也 增 加 了 地 表 水 和 上 层 滞 水含量，其结果是使土壤的含水量增加，从而可能使得 地下空间的实际水文条件不符合工程设计时给定的水 文条件。而最终结果是土壤中水分将渗入到地下建筑
合起来，造就生态和谐的生活环境。 2 城市雨水循环
城市的雨水循 环，包 括 蒸 发、凝 结、降 水、径 流、市 政管网排水、城市河道排水等环节。降落到城市地面 上的雨水，可根据其下垫面的不同，分为两种迥异的排 放途径：①降落到不透水地面的雨水，其中的一部分作 为地面径流排入市政管网，最终排至城市河道，另一部 分，则经过蒸发作用重新进入水循环过程的初始环节， 再形成降水。②降落到透水地面上的雨水（ 包括绿化 地面和透水铺装地面等） ，除地面径流外，其中的一部 分形成下渗，回补地下水，并通过蒸发作用再次进入水 循环过程的初始环节，再次形成降水，而无法消纳的多 余水分，则通过城市雨水口排至市政管网或雨水池，最 终进入城市河道。
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施工技术
2010 增刊
物种类的方法。但是，由于受到地下设施的阻断，植物 可能无法通过毛细管作用吸收到其生长所需的地下 水，尤其当地面灌溉或降雨不足时，植物可能无法正常 生长。因此，对于地下空间上部绿化地面的设计，其覆 土厚度应满足栽 植 土 层 厚 度 的 要 求 ，以 便 植 物 生 长 的 要求，保证绿化的长期效果。