海绵城市背景下的旧城厂区改造设计研究

摘"要：海绵城市建设和老旧城区的改造是国家“十四五”规划的重点内容，而老旧城区中工业厂区的海绵化改造设计却缺乏行之有效的系统方案和技术模式。本文以湘潭市某厂区的海绵化改造设计为例，分析了旧城厂区海绵化改造设计的困境及改造原则。从问题分析、指标计算、布局设计及达标核算等方面构建旧城厂区海绵化改造设计的模式。研究成果能够为湘潭市旧城厂区海绵化改造设计方案提供客观依据，同时，也可为我国老旧小区的海绵化改造实践提供参考方案。

关键词：海绵城市；旧城厂区；改造设计；设施布局文章编号：2095-4085（2024）05-0004-03

0"引言

住房和城乡建设部、国家发展改革委会同相关部门编制的《“十四五”全国城市基础设施建设规划》指出，当前，我国正处于城市更新的关键时期，如何统筹推进城市水系统建设已成为亟待解决的问题。而积极推进海绵城市建设是解决这一问题的重要手段。

1"旧城厂区海绵化改造设计的需求及困境

在城市更新过程中，老旧城区由于受到用地条件、人居环境、管网混错接等方面的限制，其海绵设施的建设缺乏系统性的技术方案，制约着城市基础设施高质量发展。2020年，住房与城乡建设部印发的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》对全国海绵改造相关技术标准进行了梳理［1］。然而，目前的技术标准主要聚焦于旧城小区单一类型，缺乏对旧城工业用地等其他多元类型海绵城市改造的详尽指引。在城市用地类型中，工业用地面积大，且其存在绿化率较低、屋面大且坡屋面较多的特点，导致其易形成“快排”的排水模式。这与《指南》中要求的“慢排”模式相悖，从而导致旧城厂区的海绵化改造设计指标难以达成。

2"海绵城市背景下的厂区改造设计原则

基于旧城厂区海绵城市改造设计的特点，需要对项目的海绵措施适宜性进行评估。改造项目需要进行充分的现场调研，根据现有的排水设施实际情况，合理的规划渗透和滞留设施的布局。同时，要结合当地的经济情况和地形特点，在现有排水设施的基础上实施改造设计方案，以充分体现经济和技术的协调和统一。另外要根据不同的设计理念（纯生态、 灰绿耦合、 纯灰色）制定技术路线，进行相关指标的计算并对海绵设施初步布局。然后再通过综合径流系数、SS去除率等主要参数指标的达标复核，论证海绵改造设计方案是否可行。可遵循以下基本原则。

（1）现状分析，整体规划。充分利用厂区周边的现有市政设施，进行厂区海绵化改造整体性规划设计，联合市政绿地、湿地、末端调蓄设施等，构建整体海绵系统。

（2）设计计算，分析路线。考虑下垫面的实际情况完成关键参数的计算分析，考虑绿色屋面、透水铺装、雨水花园、调蓄或者不调蓄的方案比选，确定技术路线。

（3）合理布局，经济适用。基于场地来评估海绵设施的选取，全面权衡绿色、灰色、蓝色海绵设施的适用性。并结合厂区屋面面积大的特点，运用科学方法测算绿色、灰色设施的可调蓄雨水量，同时考量雨水回用的可能，从而依次计算海绵设施的规模。

（4）结合景观，计算研判。结合景观方案，布置蓝色海绵设施；利用地形差异，考虑阶梯级雨水花园；根据现有参数，计算场地综合雨量径流系数，研判生态设施调蓄雨量可否满足要求。

（5）达标复核，效益分析。根据相关指标的计算结果，复核控制率调蓄量和污染物去除率的关键性指标是否达到预期。然后进行效益分析，给出调整措施，反向推导设施规模，确定实施资料清单，进行海绵化改造。

3"改造实例分析

3.1"现状分析

项目用地位于湘潭市河东大道南侧，总用地面积27 824.9m2。车行道用地面积10 367.99m2，铺装用地面积1 263.64m2，屋面用地面积13 875.3m2，绿地用地面积2 122.22m2，水面用地面积195.75m2，绿化率约为7.63%。

结合现场调研和技术资料分析，现有场地的综合径流系数计算（见表1）。

通过设计降雨量下的年径流总量控制率分析，该地区的多年平均径流总量控制率在85%，设计降雨量为33.3，不符合当地标准要求。

由以上计算可见，未做海绵化建设之前，场地下垫不透水区域的面积过大，雨水的排除模式以市政管线为主，为“快排式”排水模式，对市政雨水管线的瞬时负荷较大，已造成排水不畅的现象。通过技术分析，主要存在以下几个问题。

（1） 厂区现有绿地种植土壤的渗透性不高，不利于雨水的渗透，且绿地的竖向规划不合理，未见下凹式绿地的设计。

（2）厂区现有的广场和空地未起到雨水汇集和渗透及调蓄的作用。从材料上看，现有空地和广场未采用透水铺装材料和生态材料，不能渗透雨水，易造成面源污染。

（3）经过指标计算，厂区现有排水设施主要依靠市政雨水排水管道进行排水，需增加低影响开发措施，以实现建设目标［2］。

3.2"指标计算

根据《湘潭市海绵城市专项规划》的相关要求，该项目所在单元的控制目标为：工程设计径流总量控制率确定为75%，根据《海绵城市建设技术指南》要求对应设计降雨量为22.5mm，径流污染TSS削减率为60%。

为达到控制目标，依据对项目的雨水径流量、暴雨强度、初期弃流量、雨水渗透量、年径流污染削减率等设计指标进行计算。计算结果（见表2）。

结合绿色建筑的相关要求，为防止面源污染，初期雨水应增设雨水弃流装置。按照海绵城市设计和绿色建筑的计算指标，将各单项设施的污染额去除率指标进行计算（见表3）。

3.3"海绵设施及布局

在充分考虑场地现有排水设施的基础上，按照设计规范要求，工程考虑采用LID技术实施布局设计：下凹式绿地580.153m2，植草沟314.599m2，生态树池667.476m2，透水铺装1 263.644m2及相应配套设施和处理系统等。其改造设计系统流程（见图1）。

3.4"达标复核

依据国家标准和地方标准，在现有雨水排水设施的基础上，复核本工程主要采用的LID技术措施：下凹式绿地、植草沟、生态树池、透水铺装等在雨水控制容积和径流污染削减率方面控制目标是否达到要求（见表4）。

根据雨水径流量计算公式：W＝10×ψc×h×F（m3）， 反算得到雨水降雨量达到19.06mm时，雨水调蓄容积可最大化利用，当此降雨量对应雨水控制率在75.47%时满足要求。

本工程污染物去除率=年均径流量控制率×总污染物去除率=75.47%×85.4%=64.45%满足建设目标要求。

4"结语

厂区的海绵化改造是城市可持续发展建设的重要一环，其排水模式的改变对海绵城市的建设能够起到积极推进的作用，有益于在城市更新发展中构建系统完备、安全韧性高的城市基础设施体系［3］。本文通过问题分析、指标计算、布局设计及达标核算，为厂区海绵化改造设计提供了可行性参考案例。在后续研究过程中，期望以多维度对指标进行分析和计算，同时为风险排除和安全预警等提供技术支持［4］。

参考文献：

［1］胡二平.城市排水规划的方法创新.建设科技，2015（10）：128-129.

［2］欧阳丽琴.论“海绵城市”设计在小区中的运用［J］.花卉，2018（3）：83-84.

［3］李璐璐，方小桃，赵芳，等.城市更新视角下老旧城区海绵城市的改造策略［J］.重庆大学学报，2022，45（S1）：121-124.

［4］黄黛诗，王宁，吴连丰，等.海绵城市理念下既有工业厂区建设方案研究［J］.给水排水，2019（11）：63-73.

基金项目：本文系湖南省教育厅科学研究项目：“海绵城市”视角下城市不透水基础设施布局与改造研究的阶段性研究成果（课题编号：22C0764）。

作者简介：周密（1987—），女，汉族，湖南湘潭人，硕士研究生，讲师/工程师。研究方向：市政工程。