建筑小区海绵设施专项设计方案探析

彭 怡 （昆明冶金高等专科学校，云南 昆明 650033）

1 引言

2015年10月，国务院办公厅发布《关于推进海绵城市建设的指导意见》（国办发[2015]75号），明确指出要最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。从2015年起，全国各城市新区、各类园区、成片开发区要全面落实海绵城市建设要求。

在国家大力推进“海绵城市”理念与相关工程建设相结合的时代背景下，在传统的设计基础上进行海绵设施专项设计，将海绵城市理念及低影响开发技术措施与城市建设有机结合已经成为趋势。海绵城市的规划设计方案可通过因地制宜地使用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术措施，提高城市建成区雨水涵养水平。

2 海绵设施规划布局思路

2.1 建设途径

海绵城市建设途径主要有：对原有生态系统保护、生态恢复和修复、低影响开发三种。海绵城市设计可以通过对场地内规划和建设的管控，从“源头减排、过程控制、系统治理”着手，综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施，有效控制城市降雨径流，使得城市能够像“海绵”一样，在适应环境变化、抵御自然灾害等方面具有良好的“弹性”，实现自然积存、渗透和净化的良性发展。

2.2 布局思路

进行海绵设施规划布局要遵循以下原则：

①尽量减少开发建设区域的不透水表面积，提高场地自然下渗的能力[1]；

②尽量保持原有的自然水文状态；

③尽量充分利用场地自然下渗能力，减轻建设行为对原有水文状态的冲击；

④与景观布局结合，在处理雨水的同时，提供良好的景观价值及雨水资源利用。

3 场地评估

3.1 地质条件评估

地质条件评估包括场地稳定性评估与海绵设施建设适宜性评估。

其中区域场地稳定性主要评估场地附近有无活动性断裂通过，在自然状态下有无滑坡、崩塌、泥石流、砂土液化等不良地质现象，以判断该场地的建设条件。

海绵设施适宜性则主要评估场地地形坡度、包气带、浅层含水层的地质特征，用以判断该场地的渗水、蓄水和净水潜力[2]。适宜性评估可用场地坡度、包气带渗透系数、下垫面情况、地下水位深度、潜水层渗透系数、浅层含水层富水性以及表土污染程度等指标综合判定。

3.2 降雨条件评估

设计降雨量的计算根据近2年逐日降水量资料（不包括降雪），扣除≤2mm的降雨事件的降雨量，将降雨量日值按雨量由小到大进行排序，统计＜某一降雨量的降雨总量（＜该降雨量的按真实雨量计算出降雨总量，＞该降雨量的按该降雨量，计算出降雨量总和，二者累计总和）在总降雨量中的比率即年径流总量控制率，对应的降雨量（日值）即为设计降雨量。统计分析得出不同设计降雨量对应的年径流总量控制率及不同年径流总量控制率对应的设计降雨量之间的关系。

降雨条件评估可确定场地设计年径流总量控制率与设计降雨量，同时还可确定海绵设施的控制目标，其包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用，具体控制目标可结合项目实际条件选择一项或多项目标作为控制目标。

3.3 下垫面条件评估

下垫面条件关系到场地的径流系数，与场地的下渗条件息息相关，硬化路面越多，场地径流系数越大，可用于设置海绵设施的场地也就越少。对下垫面条件的评估可用于确定海绵设施的类型，草地、砂土场地等入渗性强的场地，适宜布置强入渗型LID设施（例如：渗透塘、渗井、下沉式绿地、生物滞留池等），在就地消纳本区域降水的同时，对本区域地下含水层进行水量补充。而对于硬化路面、建筑密集区等下垫面条件不好的场地，则更适合建设雨水积蓄型LID设施（雨水罐、调节池等），并考虑将本区域雨水传输至其他入渗性能好的场地进行处理。

3.4 坡度条件评估

场地坡度平缓的条件下更适宜建设海绵设施，当坡度较大时会导致场地径流速度过快，使入渗雨水大幅减少，即使设置了LID设施，也很难达到预期的设计效果。在场地条件评估完成后，LID设施的设置还需与总图专业相协调，以保证场地的设计坡向能满足海绵设施的要求。此外，在进行场地条件评估的同时，需要根据场地竖向条件，进行场地雨水分区，确定地表雨水径流组织方案，建筑、道路、绿地等竖向设计，其应有利于径流汇入LID设施。

4 海绵设施规划设计

海绵设施主要通过雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件，实现开发区域可持续水循环。海绵设施一般包括减少径流总量设施、减小峰值径流量设施、增加径流汇流时间设施和LID综合管理实践设施体系等四个部分。设施的选取可根据设置目的有针对性的选择，一般以减少径流总量为主要目的的规划设计方案，可选择渗透塘、渗井、雨水花园、下凹式绿地等具有下渗功能的LID设施；而以削减洪峰流量为主要目的的规划设计方案则可选择生态滞留池、雨水罐、调节池等具有调蓄功能的LID设施。

海绵设施的设置还应考虑建筑基础及路基强度，为防止雨水渗透影响建筑物，一般情况下建筑物基础3m范围内不设置海绵设施，并在主要车行道路侧海绵设施采用防渗土工布保护路基。

5 植物配置

植物的配置应以乡土植被为主，在节约建设成本的同时减少后期景观的维护费用，配置时可相互搭配种植去污性和观赏性不同植物，提高对水体的净化能力。植物配置主要基于乡土树种优先原则、适应性原则、多样性原则、景观性原则及节约性等原则[3]。例如选择适宜的乡土树种，将草本植物与木本植物搭配种植，提高植物群落的结构层次性和观赏性，注重乔木、灌木、草本、藤蔓植物的合理搭配，提升植物层次的丰富度和雨水设施的功能。

海绵设施布置及主要控制指标一览表 表1

6 工程实例

某小区进行海绵设施专项设计，规定性指标为年径流总量控制率，建设要求为83%，指导性指标包括透水铺装率、下沉式绿地率、绿色屋顶率以及单位面积调蓄容积。雨水管渠系统设计标准为3年一遇，海绵设施流程图如图1所示。

图1 某小区海绵设施流程图

在满足功能需求的基础上，结合景观效果需求布置海绵设施。海绵开发设施的布局考虑充分利用场地内绿地，将不同高程场地产生的雨水因地制宜地引入合适的绿地中进行源头消纳。海绵设施布置总平面图如图2所示。

图2 某小区海绵设施总平面布置图

小区内部共分8个排水分区，其海绵设施布置详见表1。经过核算，建成后年径流总量控制率为83.7%。

植物的配置以乡土植物为主，草本植物与木本植物搭配种植，提高植物群落的结构层次性和观赏性，雨水花园中乔木搭配榉树、栾树、黄金槐、海棠、金桂、杨梅球，灌木及草地被采用黄杨、女贞、芦竹、美人蕉等。生物滞留带主要以马蹄金、细叶芒、狗牙草等耐涝植物为主。

7 结语

海绵设施专项设计将生态保护、雨水综合利用与景观提升相结合，通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术措施的联合使用，使项目实现径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制及雨水资源化利用等目标。