以某電力局為例的公建類小區海綿化改造工程研究

周丹丹

（上海公路橋梁（集團）有限公司，上海 200433）

2013 年年底，習近平總書記在中央城鎮化工作會議上提出要大力建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”[1-2]。由國內外經驗可知，建設海綿城市是適應城市快速發展，從源頭緩解城市內澇、削減城市徑流污染負荷、節約水資源、保護和改善城市生態環境的有效措施，是新型城市雨洪管理理念，是城鎮可持續發展的重要手段。近年來，我國已經陸續啟動了30 多個海綿城市建設試點[3]，通過開展大量的海綿城市試點城市建設，總結工程中的經驗教訓，為在全國推廣此技術做出鋪墊。

目前，第一批試點城市已經陸續結束了驗收工作，海綿城市建設得到了空前的發展[4-5]，同時也暴露了諸多設計施工問題，以嘉興市某電力局海綿化改造為案例，分析公建類小區雨水控制利用項目的設計方案。

1 工程概況

1.1 下墊面概況

待改造區塊下墊面形式主要為屋面、綠化、水泥混凝土路面、瀝青路面、普通植草磚停車位和荷蘭磚鋪裝等，具體見表1 及圖1。

表1 某電力局下墊面分析表

由表1 及圖1 可知，該電力局景觀效果單一，缺乏活力；硬質路面占比較大，下墊面徑流系數高達0.73。與規劃控制目標相差較遠，下墊面改造勢在必行。

1.2 降雨條件及排水設施

根據臨近氣象站多年統計資料，嘉興市多年平均降水量為1200 mm 左右，最大降雨量達到1805 mm，最小降雨量僅為724 mm，多年平均降雨天數為135 d。根據該市的排水防澇專項規劃中的P=2 年和P=30 年的暴雨時程分布建立降雨模型。

圖1 某電力局下墊面示意圖

本次待整改區塊現行的排水體制為合流制，合流廢水自南向北收集，接入北面市政雨水管道。故雨水管道常年有污水流出，嚴重損壞城市內河水質。

1.3 存在的問題

通過對區塊內部排水主干管進行系統檢測和檢查，發現區塊內部排水系統存在的主要問題如下：

（1）區塊現有排水管道采用的設計標準偏低，部分檢查井存在淤堵破損的情況，雨天低洼區域積水現象較為嚴重；化糞池由于缺乏后期的定期清掏、管理，導致污水管道排水不暢、過流能力差，滲漏嚴重。

（2）雨污水混流嚴重，如雨水檢查井中有污水管接入；雨水立管有陽臺洗衣廢水接入，雨水排口在旱季存在污水流出現象。區塊下墊面硬化率較高，綠地率低，雨水徑流系數偏大。

2 建設目標及思路

2.1 建設目標

建設海綿城市，構建低影響開發雨水系統，規劃控制目標一般包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等[6]。各地應結合當地特有情況，合理選擇其中一項或多項目標作為規劃控制目標[2-3]。海綿城市建設的主要目標：①通過技術措施實現年徑流總量控制率，提升各區塊管網排水能力，達到雨水徑流面源污染控制，從而改善附近河道水環境；②通過雨污水分流改造，切斷河道污染源，改善河道水質；③通過海綿城市建設，改善配套基礎設施，提升綠化景觀。

根據嘉興市的相關專項規劃，該市規劃年徑流總量控制率為78%，所在片區規劃公建類項目海綿改造年徑流總量控制率應達到56.11%的控制目標，對應設計降雨量為12 mm。綜合考慮該區塊的實際情況，經過多次方案比選，研究區域控制目標設置如下：①年徑流總量控制率：56.11%，對應降雨量為12 mm；②徑流污染控制率：TSS 總削減率達到41%；③排水標準：結合現有排水管網及有效地形設計，綜合達到2 年一遇的排水標準；④環境整治目標：景觀局部提升；⑤排水防澇目標：通過海綿城市改造消除歷史積水點。

2.2 設計思路

結合海綿城市建設目標，本區塊海綿城市設計思路如下：①采用源頭低影響開發措施，主要通過雨水的下滲減排實現年徑流總量控制率，另外根據現場調查的需求結合管理要求，本次改造設置集中式雨水回收利用系統。②通過排水管網提標改造，提高雨水系統排水能力，實現雨污分流。

3 工程設計

3.1 海綿化改造設計

通過計算，本次設計需要調蓄容積為52.59 m3，設計單項設施累計儲水量為57.49 m3。具體低影響開發（LID）設施規模計算詳見表2。

表2 LID 設施規模計算表

（1）雨水花園設計

雨水花園設置于下沉式綠地末端集水處，與下凹式綠地聯合使用，增大有效儲水容積，增加土壤入滲能力。雨水花園結構層自下而上設計依次為原狀土+5 cm 粗砂+透水土工布+30 cm 碎石儲水層+透水土工布+35 cm 種植土及填料層+30 cm 蓄水層（含5 cm 土壤覆蓋層）。本項目雨水花園設計總面積44 m2，見表3。

表3 雨水花園結構層設計

（2）透水停車位

根據需求，將部分現狀車位改造為透水停車位，結構為：植草土+15 cm C25 砼植草地坪+5 cm φ8@150×150 鋼筋砼+2 cm 粗砂找平層+30 cm 碎石墊層+透水土工布+5 cm 粗砂。

（3）雨水收集回用系統

收集雨水主要用于各區塊綠化帶澆灌和路面澆灑以及沖洗車輛?；赜盟款A測見表4。

本區塊調蓄池規模按照最高日設計用水量的2 天用量計算，即收集的水量約在2 天內用完，本項目設計蓄水容積約為32 m3。

雨水處理工藝采用過濾的方式，雨水處理流程如下：屋面→滲透路面→溢流雨水→初期雨水棄流器→雨水調蓄池→成品一體化處理設備→回用。

表4 嘉興市某電力局回用水量預測表

（4）LID 設施總體布置

由以上計算可知各種類LID 設施的面積，根據區塊現場情況，因地制宜地合理分布各設施點位，詳見圖2。

圖2 LID 總布局圖

3.2 排水能力提升設計

該區塊現行的排水體制是合流制。本次改造以主路為中心，主路東邊的建筑保留作為污水管使用。新建雨水立管，并對立管斷接處理以達到屋面雨水控制的效果；主路西面的雨水管道與污水管道進行分流改造。污水重新布管，雨水利用原有管網進行收集處理。

改造后，區塊內雨水主管為DN400，污水主管為DN225。采用SWMM 模型[7]對區塊改造前后排水能力進行評估，結果顯示：LID 及雨污分流改造后，某電力局的雨水系統能夠達到3 年一遇2 h降雨標準；污水管道能夠滿足區塊內污水排放標準。

4 結論

全國各地無數的海綿城市改造案例證明，公建類區域內海綿化改造是一項難度大、關乎整個試點城市海綿化的節點。該部分海綿化改造對現狀調查、方案設計和施工都提出了很高的要求。本案例工程依據海綿城市建設主導思想，結合現場情況調查及規劃指標要求，有的放矢，總結了公建類小區雨水徑流總量控制的有效方式。綜合調控，合理優化低影響開發設施的最佳尺寸，達到雨水徑流體積削減的總目標，同時實現了雨污分流、提升排水能力、改善內河水質等綜合目標。