基于“海绵城市理念”的工程项目设计分析——以“厦门生物医药产业协同创新创业中心工程”为例

崔鹤范

(万地联合工程设计有限公司 福建厦门 361000)



基于“海绵城市理念”的工程项目设计分析
——以“厦门生物医药产业协同创新创业中心工程”为例

崔鹤范

(万地联合工程设计有限公司 福建厦门 361000)

“生物医药工程”为新建建设项目，综合考虑确定为以目标为导向的设计方案。场地范围“南高北低，西高东低”，地下室覆土厚度约1.2m，覆土范围主要位于项目占地北侧，根据项目周边市政雨水管线条件，市政雨水接口集中在项目东侧西园路和北侧后祥北路，结合管线布置，可将末端雨水调蓄设施设置在东侧用地范围。项目占地范围内实土区域面积较大，除主办公楼为高层建筑(20F，H=87.2m)，其他厂房都为多层建筑，拟采取“源头减量+末端调蓄+净化回用”的设计思路。

海绵城市；屋顶绿化；透水铺砖；下凹绿地；雨水渗透；调蓄及净化回用

1 工程概况

“厦门生物医药产业协同创新创业中心工程”项目(以下简称：“生物医药工程”)位于厦门市海沧区西园路西侧，后祥路北侧，规划用地总面积8.792hm2，地下室范围面积24 285.737m2，总建筑面积为208 006.073m2。1#～24#楼为5层丙类厂房，25#楼为20层公共建筑，地下室平时为一类汽车库及设备用房，如图1所示。该项目位于海沧区海绵城市试验片区内，综合分析后项目采用下凹绿地、绿色屋顶、透水铺装、雨水调蓄池等措施，实现雨水径流总量控制目标。

2 海绵城市定义

海绵城市顾名思义，是指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、净水，需要时将蓄存的水“释放”加以利用。发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，使城市开发建设后的水文特征接近开发前，采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段，通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的“海绵”功能[1]。

3 设计目标

图1 项目总平面图

结合本地块的设计条件及海沧区规划局的批复条件，该项目确定的设计目标如下：

(1)指标一：项目雨水年径流总量控制率不低于70%。

(2)指标二：地块内下凹式绿地的面积不小于5015m2。

(3)指标三：地块内绿色屋顶面积和透水铺装面积合计不小于29 252m2，无法满足上述面积要求时，每折减一平方米应在786m3蓄滞设施基础上增加设置有效调节容积0.02m3的蓄滞设施。

(4)指标四：地块内蓄滞设施有效调节容积不小于786m3。

4 设计分析

“生物医药工程”为新建建设项目，综合考虑应确定为以目标为导向的设计方案。场地范围“南高北低，西高东低”，地下室覆土厚度约1.2m，覆土范围主要位于项目占地北侧，根据项目周边市政雨水管线条件，市政雨水接口集中在项目东侧西园路和北侧后祥北路，结合管线布置，可将末端雨水调蓄设施设置在东侧用地范围。项目占地范围内实土区域面积较大，除主办公楼为高层建筑(20F，H=87.2m)，其他厂房都为多层建筑，拟采取“源头减量+末端调蓄+净化回用”的设计思路，如图2所示。

图2 技术路线

4.1 下凹绿地

园区硬化路面雨水优先通过微地形和竖向找坡排水，硬化路面雨水通过硬化路面与下凹绿地之间的路缘石开口，排至道路建筑周边绿地，绿地采用下凹式做法，比周边道路低100mm，绿地和道路雨水最终通过设置在绿地内的溢流式雨水口排至园区雨水排水系统。溢流式雨水排水口主要设置在下凹绿地和透水铺装区，绿地内雨水口高于绿地地坪100mm。下凹绿地可汇集周围硬化地表产生的降雨径流，利用植被、土壤、微生物的作用，截留和净化小流量雨水径流，超过绿地蓄渗容量的雨水经雨水口排入雨水管网。下凹绿地不仅可以起到削减径流量、减轻城市洪涝灾害的作用，而且下渗的雨水可以起到增加土壤水分含量以减少绿地浇灌用水量，以及补充地下水资源量的作用[2]。

4.2 绿色屋顶

建筑屋顶采用种植容器式屋顶绿化设施，屋顶绿化以容器组合形式布置观赏植物，根据季节的不同随时变换植物，也可以根据屋顶原有的结构摆设种植器，植物以观花为主，同时一些观叶植物在园中也常应用，在外观上类似于立体的花坛，花卉可以随时更换，观赏价值较高，但在管理的工作量上相对较大，常用一些观叶草本植物代替草花可以延长观赏期，用不同造型的可移动容器组合搭配可设计成不同的形式，随意摆放。容器式屋顶绿化不仅是有美化效果，还有生态效益。绿化能释放氧气、吸收二氧化碳、降尘降噪、隔热等，降低城市热岛效应。此外，这种绿化方式的蓄水率可达43%，符合海绵城市的要求，减少地面径流。也不必担心屋顶会积水，也不会滋生蚊蝇。

4.3 透水铺装

透水铺装按照材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土、透水沥青混凝土、嵌草砖、嵌砂砖、胶筑透水石等。与不透水路面相比，采用透水铺装，雨水能够较快地渗入地表，这样不仅可以延缓地表径流产生时间，同时还能够减小径流总量。透水铺装具有较大的孔隙率，因此它对下渗雨水有过滤吸附作用。实验表明，透水铺装对SS、COD、TN和TP均有一定程度的去除能力。这种特点使得透水路面对雨水径流污染控制有较强的能力，降低了初期雨水污染程度。

正是由于孔隙率大、结构松散的特点，透水铺装存在易被颗粒物堵塞的问题；透水沥青路面实践发现，透水排水能力在2年后降低了60%以上，4年以后基本丧失透水能力。所以对透水铺装要定期采取相应的养护措施，例如采用高压水冲洗，去除孔隙内的颗粒物质，保持路面的透水性能。降雨是地下水的主要来源，不透水路面阻挡了雨水的下渗，使得地下水得不到有效补充，会出现地下水水位下降的问题。同时，地表形成的径流携带大量污染物质通过排水系统进入自然水体，加重了水环境污染问题。透水铺装具有的渗透结构形式，可以将地表水净化后传递到地下土壤中，这不仅维持了地下水水位稳定，同时保障了地下水水质安全[3]。该项目在园区在入口广场、主入口、地面停车位等处采用透水铺装。

4.4 雨水调蓄池

图3 雨水渗透模块平面布置图

图4 1#雨水调蓄池平面布置图

建筑屋面雨水立管上设初期雨水弃流过滤器，弃流雨水排至建筑周边排水沟或绿地。经弃流过滤后的雨水接入建筑周边分散设置的高效生态一体化雨水蓄水渗透模块，模块设有溢流管，超过蓄力能力的雨水通过溢流管排至雨水口或雨水井，模块表面覆土深度0.8m。园区一共设置83个蓄水渗透模块如图3所示，总有效调蓄容积为249m3。雨水管网末端设有pp模块式雨水调蓄池，雨水调蓄池应设有人孔、通气孔，溢流管、放空管、水池反冲洗设施等，人孔等检修孔应有防人员坠落措施。1#雨水调蓄池尺寸为(20.0m×8.0m×2.5m)，调蓄池容积400m3，有效容积320m3，如图4所示。调蓄池内配置两台排空泵(一用一备)，排空泵型号：100JYWQ80-15-7.5(流量80m3/h，扬程15m，功率7.5kW)。2#雨水调蓄池尺寸为(15.0m×8.0m×2.5m)，调蓄池容积300m3，有效容积240m3，如图5所示。调蓄池内配置两台排空泵(一用一备)，排空泵型号：100JYWQ80-15-7.5(流量80m3/h，扬程15m，功率7.5kW)。2#调蓄池内配置两台雨水回用提升泵(一用一备)，提升泵型号：50JYWQ25-22-7.5(流量25m3/h，扬程22m，功率4.0kW)。地块内雨水须经过该调蓄池后方可进入城市排水系统，雨水调蓄池把雨水径流的高峰流量暂存其内，待最大流量下降后采用人工控制将雨水通过提升泵排至市政雨水管网，应保证8h内将蓄水池排空。2#雨水调蓄池末端设置雨水净化消毒处理间，消毒达标后排入50m3清水池内，清水池水供给室外绿化用水，如图6所示。

图5 2#雨水调蓄池平面布置图

图6 清水池平面布置图

雨水回用系统应符合以下要求：

(1)雨水回用的水质应符合现行国家标准关于绿化用水的相关规定；

(2)雨水回用系统应进行水量平衡计算；

(3)清水池的补水应采取防止生活饮用水被污染的措施，补水管口应设在池外；

(4)回用水、绿化给水管口应设永久性标示牌并写上“非饮用水”；

(5)雨水处理工艺应包含：雨水→初期径流弃流→雨水蓄水池沉淀→过滤→消毒→雨水清水池；

(6)清水池应设有人孔、通气孔，溢流管、放空管、水池反冲洗设施、循环过滤设施等，人孔等检修孔应有防人员坠落措施；

(7)收集雨水及其回用水严禁与生活饮用水管道相连接。

5 设计目标完成情况

(1)下凹绿地指标完成情况

下凹绿地规划指标要求面积不小于5015m2，实际下凹绿地面积为8463.91m2，已经达标。

(2)绿色屋顶及透水铺装指标完成情况

建筑屋顶采用种植容器式屋顶绿化设施，屋顶绿化总面积为21 040.29m2。园区入口广场等处采用透水铺装，总面积为3353.11m2。绿化屋顶和透水铺装面积合计24 393.40m2。指标控制要求，绿色屋顶面积和透水铺装面积合计不小于29 252m2。无法满足规划面积要求时，每折减平方米增加设置有效调节容积0.02m3的蓄滞设施，通过增设98m3的调蓄容积后，达标。

(3)调蓄设施完成情况

1588.5m3(含下凹绿地调蓄空间)，达标，如表1所示。

表1 海绵城市建设指标可达性分析

6 结语

生物医药工程通过采用下凹绿地、绿色屋顶、透水铺装、雨水调蓄池等措施，实现了雨水径流总量控制率70%，径流污染削减率56%，较传统的城市建设模式有了很大的改善，既避免了洪涝，又有效地收集了雨水。

[1] 建城函[2014]275号.海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建(试行)[Z].2014.

[2] GB 50400-2006 建筑与小区雨水利用工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[3] GB/T 50596-2010 雨水集蓄利用工程技术规范[S].北京：中国水利水电出版社,2010.

[4] 苏义敬，王思思，车伍，等.基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计[J].南方建筑,2014，21(3)：39-43.

[5] 王华.透水铺装在海绵城市中的应用[J].山西建筑，2016，42(7)：143-145.

Based on the concept of “sponge city” project design analysis——to“xiamen biological medicine industry collaborative innovation entrepreneurship center project” as an example

CUIHefan

(Wand Union Engineering Design co., Ltd,Xiamen 361000)

"biomedical engineering" for the new construction project, comprehensive consideration shall determine the design scheme of target oriented. Site scope "low meteorological north, west and low in the basement turns the soil thickness is about 1.2 m, covering scope mainly in the project covers an area of the north, according to the project surrounding municipal rainwater pipeline conditions, rain interface is focused on the project on the east side and west park road and north after auspicious north road, combined with the pipeline arrangement, can set the end of the rainwater storage facilities in the east of the land. Project covers an area of larger regional areas within the scope of real soil, in addition to the main office for high-rise building (20f,H=87.2m), other factory for multistory buildings, plans to take "source reduction + end to regulate + purification" design idea.

Sponge city; Roof greening; Permeable brick paving; The concave greenbelt; The rain infiltration; Storage and purificationPermeable brick paving; The concave greenbelt；Rainwater infiltration;Storage and purification

崔鹤范(1977- )，男，工程师。

E-mail:759946964@qq.com

2017-03-06

TU991

A

1004-6135(2017)08-0089-06