海绵城市建筑工程技术应用分析

摘"要：海绵城市建设能够提高城市的抗洪排涝能力，减少城市内涝的风险。本文以漳州市某小学为例，采用下凹式绿地、透水铺装、雨水收集池等多种海绵设施，通过合理高效的雨水收集、存储、净化和利用，最大限度地减少雨水外排，从而实现雨水的低影响利用。

关键词：海绵城市；建筑工程；工程技术；应用分析文章编号：2095-4085（2024）05-0092-04

0"引言

海绵城市通过合理规划和设计雨水的收集、渗透和利用系统，将雨水资源充分利用，可以有效减少城市暴雨过程中的雨水积聚和排放，从而降低城市内涝的风险。海绵城市建设注重生态保护和自然恢复，通过增加绿地、湿地和水体等自然要素的建设，可提高城市的生态环境质量，增加城市的生态功能。本文案例项目充分应用海绵城市建设方面的前沿理念和技术，为推动海绵城市建设发挥了积极的示范作用。

1"工程概况

漳州市某小学占地面积约6 441.59m2，总建筑面积为26 059.11m2，分为教学区和运动区。其中教学区主要包括教学楼、报告厅、食堂等；运动区包括塑胶运动场和篮球场。项目地处海拔较低地区，地面坡度较小（见图1）。

图1"漳州市某小学

2"海绵设施设计

项目的海绵设施设计主要遵循《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》（住房城乡建设部2014年10月）等相关规范标准。设计内容包括下凹式绿地、雨水收集池、雨水花园等措施。

2.1"下凹式绿地设计

下凹式绿地设置在项目场地内的绿地区域，位置低于周边的道路、人行步道和其他铺装地面，采用了局部下沉的设计方式，下沉深度以0.15m居多，可发挥良好的蓄滞净化作用，切实减轻项目的雨水污染和径流流量，实现雨水就地利用［1］。下凹绿地的出水口与项目雨水管网相连接，当蓄水量超过其设计容积时，溢出的雨水可排入市政管网。本项目依托场地面积较大的优势，在多个汇水分区内设置了下凹式绿地，包括汇水一区468m2、汇水二区635m2、汇水三区275m2、汇水四区254m2，共计1 632m2（见图2）。

2.2"雨水收集池设计

本项目设置1个雨水收集池，总蓄水容积为75m3，位于项目东南角。在降雨过程中，下凹式绿地会先充分发挥蓄水渗透作用，当蓄满后溢出的雨水会流入雨水收集池进行储存。雨水排空后，储存在收集池中的雨水可以重复利用，主要用于周边绿地和绿化带的浇灌，可发挥雨水资源化利用的作用。

2.3"雨水花园设计

雨水花园主要利用场地内的低洼区域进行设置，通过配置透水基质、透水管、多种植被等方式，形成一个集雨水收集、存储、净化与景观美化为一体的小型生态系统。雨水花园在植物配置方面更加侧重于乡土树种，同时兼顾花卉等观赏植物的布置，使其兼具一定的美观功能。雨水花园中的透水管和透水砖的设置，可显著提高雨水的入渗速率，增强其蓄滞功能［2］。此外，雨水花园也会配置一定的景观石，使其更加富有艺术性。

2.4"路缘石开口设计

本项目路缘石开口的间距控制在5m左右。考虑到场地内行人和车辆的通行，路缘石开口的宽度不宜太大，本项目将宽度设定为30～50cm之间。路缘石开口具有引导、输送雨水的功能，还可以在绿地雨水超标时，实现超标雨水的排出。因此，路缘石开口的设计需考虑雨水在两者之间的双向流动需求。此外，路缘石开口的朝向也会影响其效果。本项目在设计时考虑了道路与绿地的高差情况，采用了面向绿地的单边开口式设计。路缘石开口处还需设置必要的挡土墙等设施，以防止雨水冲刷造成水土流失。

2.5"屋顶绿化设计

本项目的屋顶绿化采用经济型的设计方案，主要采用多年生草皮和低矮灌木植被进行覆盖，可大幅增加建筑屋顶的蓄水能力，延长雨水在屋顶的停留时间，减缓雨水径流速度，对建筑雨水实现源头控制具有重要作用。此外，屋顶绿化还具有隔热保温的功能，可为建筑提供一定的隔热效果，减少建筑内部对空调的依赖，降低建筑运行能耗。

2.6"雨水断接设计

本项目的雨水断接采用的是暗管埋设的方式。具体做法是在建筑屋顶雨水管道入土接入雨水井或市政管网前进行中断，屋顶的雨水就可以在绿地中第一时间完成局部缓释。雨水排放口通常会设置在距墙体0.6m以上、绿地较低洼处，并在排放口设置卵石等材料进行雨水的消能处理，以免对绿地和建筑结构造成冲刷损害［3］。这种暗管埋设式的雨水断接模式可以最大程度发挥周边绿地的蓄滞雨水功能，延长雨水的渗透时间，从而减少雨水直接排入市政管网的比例。这样不仅可减轻市政排水系统的压力，还可补充场地内的地下水，提高植被的生长环境。

2.7"植草沟设计

本项目的植草沟采用浅沟的形式开挖建造。沟的断面形状为倒抛物线型，可避免沟内形成死角。植草沟的底部用φ50mm的渗透管连通，能够提高雨水的渗透速率，增强设施入渗能力。植草沟的纵向坡度被控制在4%左右，以防止水土流失。边坡坡度不超过1∶3。沟内植被选用箭叶团扇草等耐涝性较强的草种，植被高度控制在0.1～0.2m。项目的植草沟与下凹绿地等其他海绵设施相结合，共同构成一个系统，用于处理、储蓄雨水。

2.8"除污雨水口

本项目中的除污雨水口采用两层同心圆筒结构，中层和外层分别装填不同材质的滤料。初期雨水经过网格盖板后，依次流入中层和外层进行处理，中层滤料具有一定的生物降解功能，可吸附和过滤污染物；后期雨量增大时，雨水直接从中层上部溢流至内层排出，以确保雨水排放通畅。除污雨水口布置在雨水管网的末端，能使雨水在排至市政管网前进行最后净化。

3"主要指标核算

本项目的海绵城市建设指标控制目标为：年径流总量控制率≥80%，对应设计降雨量为32.6mm；年径流污染物去除率（TSS）≥45%。为实现这一目标，项目对多个主要技术指标进行了详细的计算和分析。

3.1"年径流总量控制率

年径流总量控制率反映项目采取的各类海绵设施对雨水径流的控制效果。本项目根据不同面积的下垫面类型，计算全场地未采取措施时的雨水径流总量，计算结果（见表1、 表2）。

V=10HφF

式中：V为设计调蓄容积；H为设计降雨量；φ为综合雨量径流系数；F为汇水面积。

综上，本项目综合年径流总量控制率为81.33%，对应设计降雨量约为34.54mm，能满足目标年径流总量控制率80%的要求［4］。

3.2"年径流污染物去除率计算

不同海绵设施对污染物SS的去除效率也有所不同，下凹式绿地的SS去除率可达75%，透水铺装的去除率为85%。根据各设施的面积以及去除率，可以计算出每个汇水分区的年径流污染物控制率。以汇水分区1为例（见表3）。

c=nΣFiCiF

式中：c为面源污染总消减率；n为年径流总量控制率；Ci为各类单个海绵设施对固体悬浮物（SS）消减率；F为各类单个海绵设施汇水面积之和（m2），即F=ΣFi；Fi为单个海绵设施的汇水面积（m2）。

其他汇水分区计算过程不再赘述，年经流污染物控制率（见表4）。

综上，本项目通过设置适当比例的海绵设施，实现了81.49%的固体悬浮物（SS）去除率，满足了年径流污染物去除率≥45%的规划目标。

3.3"渗透时间计算

本项目在垫层和基础之间设置了防水层，按规范要求进行了防水设计，使得基础具备较好的防水能力。建筑周边为小块绿地，当雨水花园等设施距离建筑基础水平小于3m时，采用对应工程措施为：在其边缘设置厚度不小于1.5mm的聚乙烯土工膜。本项目实际景观施工中，土壤渗透系数不能满足1×10-5m/s，需更换土壤，且渗透系数不低于1×10-5m/s按最不利原则，故本项目土壤渗透系数取1×10-5m/s，渗透面积仅考虑水平渗透面积，可得到渗透时间为11.57h小于12h，能满足规划要求［5］。

ts=WpaKJAs=0.250.6×1×10-5×3 600=11.57h

通过上述指标的计算分析可以看出，本项目采用的各类低影响开发海绵设施，能够有效控制雨水径流量，并具有一定的净化雨水的能力，项目的整体规划设计满足了海绵城市建设的要求。

4"结语

本文以漳州市某小学工程项目为案例，采用下凹式绿地、透水铺装、雨水收集池等多种海绵设施，实现内部和周边区域雨水的自然滞留、渗透和净化，能够有效处理城市雨水和污水。可为今后海绵城市建设提供实际参考。

参考文献：

［1］黄蓓蓓.海绵城市建设的难点与技术要点探析［J］.居业，2022（4）：50-52.

［2］梁伟雄.海绵城市施工技术在景观中的运用［J］.居业，2023（10）：22-24.

［3］丁江芳.关于海绵城市建筑工程技术应用［J］.陶瓷，2020（10）：100-101.

［4］吴建国.关于海绵城市建筑工程技术应用探讨［J］.城市建筑，2019，16（6）：9-10.

［5］张文斌.基于海绵城市理念的建筑工程技术研究［J］.工程技术研究，2022，7（5）：55-57.