城市给排水建设中海绵城市理念的应用研究

赵伟锋

（西城工程设计集团有限公司，杭州 310023）

海绵城市理念是基于现代化城市建设发展而来的，其核心是通过渗、滞、蓄、净、用、排等技术手段实现城市防洪防涝及雨水综合利用。因此，在城市给排水建设中应用海绵城市理念，不仅可以有效改善城市的内涝及旱情，实现对水的优化管理及灵活利用，形成一套完善的水资源管理体系；
而且也符合现代城市的发展要求，可以优化城市资源配置及利用，进而加快城市的可持续发展[1]。由此可见，加强海绵城市理念应用及研究对推动城市发展有着重大意义。

海绵城市指的是在城市建设中通过一定的技术手段将其建设成犹如海绵一样的可以渗水、蓄水、净水的结构形式，可以提高城市应用旱涝的弹性。具体来说，海绵城市就是在多雨时节通过渗透、蓄存、净化等方式将大量的雨水吸收蓄存下来，以此来解决城市的内涝问题。同时，在城市需要水的时候，可将蓄存的雨水释放出来进行再利用，进而保证城市的生态平衡及稳定[2]。

某市新区规划建设面积约为225 km2，其中A 地块面积为3.02×104m2，为将新区打造成一个集科技、绿色、环保、民生于一体的现代化新区，A 块地给排水建设拟定应用海绵城市模式，本文就以A 地块为例，对海绵城市的实际应用展开论述，具体如下。

3.1 海绵城市指标计算

3.1.1 综合径流系数

综合径流系数指的是多种用地类型的加权径流值。根据GB 50015—2019《建筑给水排水设计标准》（附条文说明）中相关规定计算综合径流系数[3]，具体如式（1）：

式中，ψ 为综合径流系数；
Fi为区域汇水面积，m2；
ψi为i 类下垫面的径流系数；
F 为汇水面积，m2。

为计算得出A 块地的综合雨量径流系数及综合流量径流系数，结合A 块地的实际情况总结了各类海绵城市设施的径流系数，并计算出了实际的综合雨量径流系数及综合流量径流系数，具体见表1。

表1 各类海绵城市设施的径流系数

由表1 可知，综合雨量径流系数为0.478，综合流量径流系数为0.512，均小于0.55，符合该新区地海绵城市规划设计的要求。

3.1.2 透水铺装

A 块地新建的市政道路、中心广场及儿童乐园均采用露骨透水混凝土进行铺装；
人行道及消防登高面等位置均采用透水材料铺装；
个别公园道路采用青石板碎拼。实际透水铺装面积及铺装率见表2。

表2 透水铺装面积及铺装率

A 块地规划设计透水铺装率要求≥70%。硬化地面总面积=硬质铺装地面面积+透水铺装地面面积；
透水铺装率=透水铺装地面面积÷硬化地面总面积×100%=12 390÷14 903×100%=83%＞70%，由此可见，实际透水铺装率满足规划设计要求。

3.1.3 绿化

A 块地建设中在各建筑物四周均布置了下凹绿地，并且也配置了植草沟及边沟等，可使屋顶的雨水直接流入下凹绿地中。同时，为方便超额雨水排放，也对下凹绿地及雨水花园等设置的溢流口，并就近与雨水检查井或雨水口相连，可保证超额雨水及时排走[4]。A 块地实际绿化面积见表3。

表3 绿化面积

A 块地规划设计的下凹绿地率要求≥50%。实际绿地总面积=下凹绿地面积+雨水花园面积+普通绿地面积；
实际下凹绿地率=（下凹绿地面积+雨水花园面积）÷绿地总面积×100%=（2 895+456）÷4 726×100%=71%＞50%，因此，实际下凹绿地率满足规划设计要求。

3.1.4 绿色屋顶

A 块地规划设计时，预对住宅屋面采取坡屋顶形式的绿色屋顶，但是因为绿色屋顶在实际应用中会增大整个建筑物的结构荷载，而且坡度也不宜太大，故只对一些公共服务性建筑及商业综合建筑的屋顶应用了绿色屋顶，而住宅建筑中只有40%的建筑设置了绿色屋顶。

3.1.5 单位硬化面积内的调蓄容积

A 块地建设规划设计方案中明确要求了硬化面积的调蓄容积应≥0.03 m3/m2，且硬化面积主要指的是硬化铺装面积与硬化屋面面积之和。由表1 可知：硬化面积=硬质铺装面积+硬化屋面面积=2 513+11 850=14 363 m2。A 地块建设规划海绵设施调蓄容积为692.9 m3。故可以根据公式计算出单位硬化面积的调蓄容积=海绵设施调蓄容积÷硬化面积=692.9÷14 363=0.048 2 m3/m2，大于0.03 m3/m2，说明该地块单位硬化面积内的调蓄容积满足规划设计的要求。

3.1.6 年径流污染去除率

A 地块的雨水系统采用的是雨污分流排水形式，海绵城市主要是负责控制初期雨水的面源污染，并预防河道黑臭问题。污染去除率指的是低影响开发设施拦截及吸附污染物的效率。该新区规划要求年径流污染去除率要≥65%，且城市面源污染控制率以TSS 计。总结该地块中对污染物SS 有去除作用的设施主要有绿化屋面、下凹绿地、雨水花园、透水铺装及蓄水池[5]。各设施对应的污染物去除率见表4。

表4 海绵设施对应的污染物去除率（以SS 计）

根据式（2）和式（3）可计算得到设计降雨量。该新区年径流总量控制率及对应降雨量见表5。根据计算设计降雨量对应的46 mm，可查对应年径流总量控制率为90.16%。

表5 新区年径流总量控制率及对应的降雨量

式中，V 为设计调蓄容积，m3；
H 为设计降雨量，mm。

设计降雨量=692.9÷10 000÷（10×0.478×3.147 9）=46 mm。

年径流污染去除率=年径流总量控制率×海绵设施对SS的平均去除率，由此可以计算出：

该区块年径流污染去除率=（63.11%×2895+81.14%×456+76.64%×12 390+76.64%×100）/（2 895+456+12 390+100）=74.30%＞65%。

因此，该地块的年径流污染去除率满足设计要求。

3.1.7 雨水蓄水池

A 地块中布置的雨水蓄水池为PP 模块拼装式的蓄水池，设置地埋一体式雨水处理设备，并也依据雨水回用的实际用途不同配备了相应的净化设施。雨水蓄水池实际尺寸为：长45 m、宽3.5 m、高4.5 m，单个蓄水池可蓄水708.75 m3。

3.2 雨水综合利用

A 地块的雨水综合利用主要是对雨水收集净化处理后，用于冲洗车辆、绿化浇水及道路浇洒等。为保证雨水综合利用的效果，该地块上配备了一套雨水综合处理系统，该系统可以一次性收集708.75 m3的雨水。并且系统前端设计有雨水分流井，对雨水进行初步处理后，使雨水进入到蓄水池中，接着再通过全自动清洗过滤器及紫外线消毒设备全面过滤、消毒后进入清水池备用，以备绿化及冲洗等使用，具体工艺流程见图1 所示。

图1 雨水综合利用系统工艺流程示意图

综上所述，海绵城市已经成为现代城市给排水建设发展的主要趋势，通过建设海绵城市不仅能够有效提高城市的雨水资源利用率，而且也有利于促使城市自然生态环境保持平衡，进而推动城市实现长久稳定的可持续发展目标。因此，相关单位及技术人员应在城市给排水建设发展中，根据本地现实情况灵活应用海绵城市理念，使海绵城市理念与城市发展实现深入融合，才能真正发挥出海绵城市的效用，为城市的可持续发展保驾护航。

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