摘?要:自2014年10月住建部發(fā)布《海綿城市建設(shè)設(shè)計指南-低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》( 以下簡稱《海綿建設(shè)指南》)以來,在城鄉(xiāng)規(guī)劃、市政建設(shè)、建筑小區(qū)等方面進行推廣應(yīng)用,取得了不少成效。在實際應(yīng)用中,由于涉及建筑規(guī)劃、景觀環(huán)境、給水排水等多個專業(yè),兼之部分工程設(shè)計人員對海綿城市建設(shè)的概念和要求不夠清楚,理解不夠深刻,造成實際工程設(shè)計中,相應(yīng)的海綿建設(shè)方案設(shè)計不合理甚至錯誤,難以滿足實際工程建設(shè)要求。筆者就常見的建筑小區(qū)的海綿建設(shè)方案設(shè)計談?wù)勛约旱膸c體會,供工程設(shè)計人員參考。
關(guān)鍵詞:建筑小區(qū);海綿方案設(shè)計; 低影響開發(fā);設(shè)施計算
一、建設(shè)目標的確定
建筑小區(qū)的海綿建設(shè)標準應(yīng)滿足項目所在區(qū)域海綿城市規(guī)劃所規(guī)定的指標要求。各地根據(jù)自身不同的水資源及水環(huán)境情況,會制定不同的海綿城市建設(shè)目標控制要求。以某市為例,根據(jù)《某市海綿城市規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》,其海綿建設(shè)標準主要包括多年平均徑流總量控制率、年徑流污染削減率等強制性標準,以及下沉式綠地率、透水鋪裝率、綠色屋頂率等指導(dǎo)性標準。設(shè)計人員首先應(yīng)根據(jù)項目所在地的控制性詳細規(guī)劃,或者按照當?shù)匾?guī)劃主管部門列明的設(shè)計技術(shù)條件要求,確定項目要實現(xiàn)的主要具體目標,如徑流總量控制率不應(yīng)小于80%,年徑流污染削減率不應(yīng)小于50%,綠色屋頂率不宜低于20%等。
二、海綿建設(shè)低影響開發(fā)設(shè)施總體規(guī)模計算
(一)低影響開發(fā)設(shè)施的規(guī)模應(yīng)滿足當?shù)睾>d城市規(guī)劃徑流總量控制率指標的要求。
在進行海綿設(shè)施規(guī)模計算前,首先要明確相關(guān)計算參數(shù),具體包括項目場地內(nèi)各種不同種類的受雨下墊面的面積Fi、雨量綜合系數(shù)Ψi,以及與徑流總量控制率指標相對應(yīng)的設(shè)計日降雨量h。不同種類的受雨下墊面的面積Fi可由項目的建筑總平方案設(shè)計圖計算取得。雨量綜合系數(shù)Ψi可根據(jù)不同的下墊面類型由當?shù)氐暮>d城市設(shè)計導(dǎo)則(指南),或由《海綿建設(shè)指南》查找取值。與徑流總量控制率相對應(yīng)的設(shè)計日降雨量h可按照當?shù)氐暮>d城市設(shè)計導(dǎo)則(指南)來取值,或由當?shù)叵鄳?yīng)的主管部門具體提供,或由當?shù)貧庀蠼涤曩Y料統(tǒng)計導(dǎo)出。
為了使項目的降雨雨水能夠得到有效控制,實現(xiàn)建筑小區(qū)的海綿建設(shè)目標,項目海綿設(shè)施的總體規(guī)模通常采用計算場地對雨水的調(diào)蓄總量來進行量化確定。即場地內(nèi)所有低影響開發(fā)雨水設(shè)施所具備的雨水調(diào)蓄量之和W,不應(yīng)小于與徑流總量控制率相對應(yīng)的降雨所產(chǎn)生的雨水總量W。
依據(jù)《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400-2016(以下簡稱
確定海綿建設(shè)各類低影響開發(fā)雨水設(shè)施設(shè)置的總體規(guī)模。
(二)低影響開發(fā)設(shè)施的規(guī)模應(yīng)滿足對用地內(nèi)雨水徑流峰值進行控制的要求。
按照《雨水控制利用規(guī)范》第3.1.3要求,建設(shè)用地內(nèi)應(yīng)對雨水徑流峰值進行控制。所需控制的雨水徑流總量:
式中hy為設(shè)計日降雨量,可由規(guī)范附錄A查取(對應(yīng)一年一遇或兩年一遇);
Fi為第i類硬化匯水面的面積,由總平面設(shè)計確定;
Ψi為與第i類硬化匯水面對應(yīng)的雨量徑流系數(shù);
Ψ0為控制徑流峰值所對應(yīng)的徑流系數(shù),也是外排徑流系數(shù)限定值,由
當?shù)貐^(qū)域規(guī)劃確定,通常可取0.2~0.4。
由公式可知,當Ψi=Ψ0時,Wi=0。理解為在項目場地中,對于雨量徑流系數(shù)Ψi大于外排限定徑流系數(shù)值Ψ0的匯水面,理論上均要對其產(chǎn)生的徑流增量進行控制。但規(guī)范第3.1.6條明確了硬化匯水面僅包括“硬化地面、非綠化屋面、水面”,不含各種綠地、透水鋪裝、或常年徑流系數(shù)約小于0.3或小于Ψ0的下墊面。
(三)整個建筑小區(qū)低影響開發(fā)設(shè)施的設(shè)置總規(guī)模應(yīng)同時滿足上述第1、第2點,即應(yīng)以Max(W, Wp)進行控制計算。
當W≥Wp時,設(shè)施對雨水的調(diào)蓄總量取W。
當W
四、低影響開發(fā)設(shè)施設(shè)置計算
(一)設(shè)施的年徑流總量控制率計算:
由徑流量公式W=Ψ·F·h可知,設(shè)施所能控制的降雨量:h=W(Ψ·F)-1。其中W為設(shè)施所具備的調(diào)蓄量,可根據(jù)設(shè)施的設(shè)置面積、容積、滲透量等,按《海綿建設(shè)指南》第四章第八節(jié)的方法計算。要注意式中的F應(yīng)采用設(shè)施的匯水面積而不是采用設(shè)施的設(shè)置面積進行計算。同樣,式中的Ψ值應(yīng)該是對應(yīng)設(shè)施匯水面積的綜合雨量徑流系數(shù)。
計算出設(shè)施所能控制的降雨量h值后,即可由當?shù)氐亩嗄昶骄鶑搅骺偭靠刂坡逝c設(shè)計降雨量的對應(yīng)關(guān)系曲線,對應(yīng)得出此設(shè)施的年徑流總量控制率α。多年平均徑流總量控制率與設(shè)計降雨量的對應(yīng)關(guān)系曲線可由當?shù)氐暮>d城市設(shè)計導(dǎo)則(指南),或由當?shù)叵鄳?yīng)的規(guī)劃主管部門具體提供。
(二)項目的年徑流總量控制率計算:
計算出項目場地內(nèi)各低影響開發(fā)設(shè)施的年徑流總量控制率αi后,由設(shè)施的匯水面積Fi與αi的乘積加權(quán)平均,即可得出整個項目的設(shè)計年徑流總量控制率。
即:α=(∑Fi·αi)(∑Fi)-1(注意:此公式適用于項目場地無客水進入時的計算)
(三)年徑流污染去除率計算:
衡量雨水徑流污染的指標主要有:懸浮物(SS)化學需氧量(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)等。除特殊的場所如?;坊蛏⒀b礦物的碼頭、倉儲,傳染醫(yī)院區(qū)等以外,對于普通的建筑小區(qū),通常采用SS作為徑流污染物控制的指標。按照《海綿建設(shè)指南》 :
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的加權(quán)平均去除率
式中Ri為某設(shè)施對徑流SS的去除率,可由《海綿建設(shè)指南》表4-1查取;Wi為進入此設(shè)施的徑流總量,可通過公式Wi=Ψi·Fi·h計算得出(注意:Fi為設(shè)施的匯水面積)。
五、實際設(shè)計中存在的主要問題
在項目的實際設(shè)計中,常容易出現(xiàn)以下問題,需要設(shè)計人員加以注意避免。
5.1、設(shè)施的設(shè)置規(guī)模與實際匯水面積不匹配。在場地某處設(shè)置了具有較大調(diào)蓄量的低影響開發(fā)設(shè)施,但其實際可匯水面積較小,造成此設(shè)施進水徑流量不足,這樣其他設(shè)施就有可能超負荷進水而溢流,無法滿足對雨水徑流的控制要求。
5.2、與建筑、景觀等專業(yè)間沒有協(xié)調(diào)溝通好,出現(xiàn)場地開發(fā)過度,地下室占地較大而缺少必要的實土面積,各類低影響開發(fā)設(shè)施難以布設(shè);道路邊綠化地坪高于路面使路面雨水難以導(dǎo)入;屋面雨水無法斷接等。
5.3、不根據(jù)工程的實際情況來設(shè)置各類地影響開發(fā)設(shè)施,也不考慮場地土質(zhì)的透水性,直接在末端設(shè)置了大容量的滲透池或雨水回用池。這樣做表面上各數(shù)據(jù)都滿足要求,但實際效果較差。由于土質(zhì)滲透性不好或換土不夠充分等,造成滲透池滲透效果不良,形同虛設(shè)。而不合理地設(shè)置較大規(guī)模的雨水回用,經(jīng)濟性極差,造成設(shè)施閑置棄用。
5.4、在地下室頂板上的覆土層上設(shè)置低影響開發(fā)設(shè)施時,由于覆土厚度不足,無法滿足設(shè)施下墊面有效介質(zhì)層的厚度要求,或是在底部沒有設(shè)置滲排管,使得設(shè)施處理效果較差。
六、結(jié)語
綜上所述,在城鎮(zhèn)建筑小區(qū)的海綿城市建設(shè)方案設(shè)計中,設(shè)計人員要正確理解相關(guān)設(shè)計理念,掌握好各項指標參數(shù)的要求和計算方法,同時與相關(guān)專業(yè)設(shè)計人員密切協(xié)調(diào)配合,結(jié)合項目實際情況因地制宜采用各類低影響開發(fā)技術(shù)和設(shè)施,方能取得良好的成效。
參考文獻:
[1]住建部2014年10月《海綿城市建設(shè)設(shè)計指南-低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》(試行)
[2]某市人民政府《某市海綿城市規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》(試行)
[3]《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400-2016
作者簡介:吳恒,(1965_10)本科,職稱:高工,方向:給水排放工程,