低影响开发设施的分类及选用分析

林灿雄

1 引言

随着人口的快速增长，城市建设快速扩张，人们在城市开发建设的过程中往往直接改变了地表的原始地貌，导致开发后的径流系数远远大于开发前，这造成了近年来雨涝灾害、水浸街频繁发生，尤其以城市最为严重。避免这种破坏进一步恶化，促进人类城市建设与自然的和谐发展，采取低影响开发技术已迫在眉睫。

2 低影响开发的兴起

低影响开发是近几年在国内兴起的设计概念，其实早在20世纪90年代这设计概念在国外就已经兴起，只是当时国人并未意识到其重要性，没有引起给排水相关部门的重视。随着中国城镇化的快速发展，开发建设对地表、水环境的破坏越来越大，雨涝灾害发生越来越频繁，水体污染愈来愈严重，对人民的生命财产、出行交通造成了严重威胁，人们这才重新意识到低影响开发的重要性和必要性。

3 低影响开发的意义

低影响开发旨在最大限度地减小人类在开发建设过程中对地表原始地貌、自然水循环、生态环境的破坏，构建与自然相适应的城市雨水排水系统。通俗点讲就是保持地块开发前后的雨水径流量基本不变或更低，做到雨水就地消纳补充地下水源，实现雨水的自然净化，减少对水体的污染，就近收集回用节约自来水资源。

4 低影响开发设施的分类及功用

低影响开发主要通过各种低影响开发设施来实现，设施按功能主要分为渗透型、储存型、调节型、传输型和净化型五大类，各类设施又细分为几种单项，详表1。

表1 低影响开发设施分类表

5 低影响开发设施的选用要点

我们在进行项目的开发建设过程中应根据原始地块的水文地质特征、建筑类别分布，地表功能建设及周边水域环境等组合采用各项低影响开发设施以同时实现径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等多重目标，最大限度减小对自然水循环的破坏。在实际工程中可参考表2选用。

表2 低影响开发设施选用参考表

6 案例分析

本工程为多层公共建筑，包含一个主楼和两个小裙楼。项目位于广州旧城区，用地建设前是办公楼、厂房、商铺等，为征拆新建性质，总占地面积29263m2，下垫面主要由硬屋面、混凝土路面、水面及少量绿化组成，计算得出建设前综合径流系数为0.795。项目新建后下垫面主要由屋面、路面、露天停车区及绿化等组成，若不采取任何低影响开发设施，计算得出建设后综合径流系数为0.865，比原来的要大，不满足相关政策要求。此外，广州对新建项目也有规定，要求建设后的雨水径流量不超过建设前的雨水径流量，因此本项目必须采取一些低影响开发设施来降低地块内的雨水径流量。

6.1 场地分析

（1）本项目为公建，位于旧城区，占地面积不大。

（2）建筑物为单体，首层室外被大片水景环绕，且水景池正投影下方为负一层结构顶板，水体无法就地渗透到地下。

（3）室外场地空间十分有限，大部分面积为屋面、水景、道路，只有东边、北边有少量绿化区及停车区。

综合分析考虑，本项目只有屋面、东边和北边具备条件采用低影响开发技术。

6.2 低影响开发设施选用

针对本项目的实际情况及室外地面的功能划分，本项目主要考虑渗透铺装、下凹式绿地、植草沟、雨水花园、绿化屋顶、雨水调蓄池等低影响开发设施，具体选用分析如下：

（1）渗透铺装

建筑物东边、南边、北边的广场、道路、露天停车场考虑渗透铺装设计，具体如下：车道采用透水混凝土，广场、人行道采用透水砖，车位停车区采用嵌草砖。透水铺装面积共计1480m2。透水铺装施工方便，能实现雨水就地入渗补充地下水源，具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用。

（2）下凹式绿地、植草沟

将东边北边的绿化区域设计成下凹式绿地，绿地比周边地面、道路低200mm；东、北裙楼屋面雨水立管考虑断接，即裙楼屋面雨水直接散排至室外道路；绿地周边道路不设路缘石和雨水口，降雨时裙楼屋面雨水、地面雨水、道路雨水可顺地势自由流淌至下凹式绿地汇集，部分雨水能直接下渗到地下，有效减少地块内的地表雨水外排量。

同时，沿围墙边在绿地和围墙之间设置传输型植草沟，雨水流进下凹式绿地后通过植草沟汇集再传输至雨水花园积蓄。下凹式绿地和植草沟总面积约848m2。通过绿地和植草沟的双重过滤能一定程度上去除地表径流中的垃圾污染物。

（3）雨水花园

建筑物北面的绿化面积相对较大，且不是建筑物的主入口，设计考虑在西北角和东北角的位置设置小型雨水花园。雨水花园通过植草沟和周边下凹式绿地连通。雨水花园可削减暴雨径流峰值、延迟径流峰值出现时间。本项目雨水花园面积共计120m2，按蓄水深度0.3m考虑可有效蓄水 36m3。

（4）绿化屋顶

本建筑共有3个屋面，分别为主楼屋面和2个裙楼屋面。裙楼屋面为不上人屋面，因此考虑在裙楼屋面设置绿化屋顶；主楼屋面面积较大，且屋面日后也将作为展览场地使用，所以考虑在主楼屋面也设置一部分绿化区域，既能美化屋面环境，又能起到削减屋面雨水径流量及净化雨水的作用。绿化屋顶采用种植土加PP蓄水模块的构造模式，具体做法参阅绿化屋顶构造示意图1。

图1 绿化屋顶构造示意图

雨天时屋面初期雨水直接下渗到种植土里面；在小雨时能实现雨水就地消纳，大雨时一部分雨水经植被下渗到种植土过滤后进入到下层镂空的蓄水模块空间积蓄有效地削减屋面径流量，另一部分雨水则从植被表层流走，通过植被表层截留去除径流中的垃圾污染物后再汇集到屋面天沟。主楼及裙楼设置的绿化屋顶面积约448m2。

（5）雨水调蓄

本项目最大的亮点之一是室外规划有环绕主体建筑的大片水景，水面面积高达8266.5m2，考虑将室外水景池设计成具有雨水调蓄功能的池体作为雨水调蓄设施。具体做法是在水景池景观常水位以上预留4cm的水位调节高度作为雨水调蓄水位，则水景池可调蓄的雨水量为8266.5×0.04=330m3。

此外，本项目设计有雨水回用系统，在室外设置了一个有效容积为1050m3的雨水收集池，此雨水收集池亦可作为雨水调蓄设施使用。具体操作是在雨季时根据天气预报在强暴雨来临之前提前将雨水收集池放空，暴雨时一部分雨水通过弃流管或安全分流井外排，一部分在雨水收集池中积蓄回收利用。雨水调蓄设施可削减地块内的雨水径流量，降低城区的市政雨水管网负荷，削减量可根据《广州市建设项目雨水径流控制指引》中雨水调蓄设施径流削减量公式计算：

式中：Qtxd——雨水调蓄设施雨水径流削减量（L/s）。

Vtxd——雨水调蓄设施有效容积（m3）。

t——降雨历时（s）。

Ttxd——排空时间（s）

降雨历时假设取60min，排空时间8h，Qtxd计算可得：

6.3 结论

根据计算，本地块重新开发后如果未采取任何低影响开发设施时综合径流系数为0.865，采取上述低影响开发设施后综合径流系数为0.802，接近开发前水平。扣除雨水调蓄设施的削减量后本地块开发后的雨水外排量远远小于开发前，已满足相关政策要求。表3为本地块建设前后雨水径流量的对比。

表3 本地块建设前后雨水径流量的对比

7 总结

低影响开发技术对于保护地球环境、保持水生态环境的平衡，削减城区市政雨水管网的洪峰流量，减少人为的雨涝灾害有着十分关键的作用，且效果明显，我们在实际的项目建设过程中应当积极推广使用低影响开发技术，让低影响开发设施在实际工程中切切实实地落地，让其发挥应有的作用，促进人类和自然的和谐发展。