海绵城市的核心是让城市像海绵一样,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时把存的水释放出来利用。建设方案不是堆一堆透水砖和雨水花园,而是按年径流总量控制率目标,把源头减排、中途转输、末端调蓄三级设施系统配置起来,让每一片硬化地面产生的雨水径流都有去处。方案设计要先算清楚目标控制率对应多少降雨量,再倒推需要多大面积的渗透设施和多大容积的调蓄池。设施建好后要长期维护,否则透水砖堵死、下沉绿地积泥,设施变成摆设。以下从需求分析、系统方案、设备配置、实施管理展开,并点明设施建好后没人维护这一最常见的失败原因。方案设计要结合场地竖向与下垫面条件,不能脱离场地硬凑指标。
一、需求分析
1.1 控制目标。按当地海绵城市专项规划,年径流总量控制率通常取70%~85%,对应的设计降雨量H从当地降雨资料查得,一般在20~40毫米之间。这个H是后续所有调蓄容积计算的输入条件,不能拍脑袋取。配套考核指标还包括SS削减率、峰值径流削减率、雨水回用率。
1.2 场地本底。测量场地汇水分区、下垫面组成(建筑屋面、道路、绿地、水面各占多少比例)、现状竖向(地形坡度、雨水自然流向)、地下水位、土壤渗透系数。这些数据决定哪些设施适合在本场地建:土壤渗透好的地方做渗透设施,渗透差的地方做调蓄回用。
1.3 竖向与雨水口衔接。场地雨水先经源头设施消纳,超过源头能力的再经转输设施排到末端调蓄或市政管网。竖向设计要让雨水自然流向源头设施,不能让源头设施设在雨水到不了的高处。雨水口标高比路面低10~20毫米,保证收水顺畅。
二、系统方案与流程
2.1 源头减排设施。在建筑屋面、道路、广场、绿地上就近布置:透水铺装用透水砖加碎石基层,让雨水就地渗下去;下沉式绿地比路面低100~200毫米,周边路面雨水汇进来暂存下渗;雨水花园在绿地里做浅凹区,填配比滤料,种耐淹植物;绿色屋顶在屋面上种浅根植物,延缓屋面径流。源头设施把大部分小降雨就地消纳,是海绵城市的第一道防线。
2.2 中途转输设施。超标雨水从源头设施溢流出来,经植草沟、渗透渠转输到末端。植草沟种草皮,既排水又过滤;渗透渠埋穿孔管外包碎石,边转输边渗透。转输设施沿道路或绿地布置,断面按设计流量计算。
2.3 末端调蓄设施。超过源头与转输能力的雨水,在片区末端设调蓄池(地下PP模块或钢筋混凝土池)暂存,雨后缓慢排空。调蓄池同时承担错峰排放与雨水回用双重功能。回用雨水经简单处理后用于绿化浇洒、道路冲洗。调蓄池进水设弃流装置,把初期脏雨水排走,干净雨水进池。
2.4 工艺路线。雨水从汇水面出来,先经透水铺装或下沉绿地就地渗一部分,多余的溢流进植草沟转输,再多余的进末端调蓄池存起来,雨后或回用或缓慢排入市政管网。三级设施串起来,实现小雨不出片区、中雨慢排错峰、大雨安全溢流。
三、设备配置
3.1 透水铺装材料。透水砖的透水系数要满足设计要求,基层用级配碎石,厚度150~200毫米,下设穿孔排水管排渗出水。车行道下的透水铺装要满足荷载要求,不能只看透水性能忽视强度。
3.2 下沉式绿地与雨水花园。下沉深度按植物耐淹能力定,一般100~200毫米。滤料层配比:砂、壤土、有机质按比例混合,厚度300~500毫米。底部设穿孔排水管,渗透不了的水排走。
3.3 调蓄池设备。地下PP模块蓄水池配防渗膜、泵坑、排空泵。回用的加过滤与消毒设备。进水管设弃流装置,把初期脏雨水排走,干净雨水进池。液位计自动控制进水与排空。
3.4 监测设备。关键设施设流量、水位监测点,数据接入海绵城市监控平台,评估设施运行效果与控制率达标情况。监测点选在调蓄池进出口、下沉绿地溢流口等关键位置。监测点不必太多,选在调蓄池进出口、下沉绿地溢流口、透水铺装透水系数检测点等关键位置。数据积累一年后,可以反推设计降雨量是否合理,指导后续项目设计。
四、实施与运行管理
4.1 施工要点。透水铺装基层压实度要达标,否则沉降变形;下沉绿地滤料分层填筑,配比准确;PP模块池按GB51174-2017《城镇雨水调蓄工程技术规范》施工,防渗膜焊缝检测合格,满水试验通过。
4.2 验收。透水铺装现场测透水系数,不小于设计值;下沉绿地测下沉深度与植物成活率;调蓄池做满水试验与排空测试。按GB/T51345-2018《海绵城市建设评价标准》开展效果评价。
4.3 运维。海绵设施三分建七分管:透水铺装定期高压冲洗防堵塞,下沉绿地定期清落叶杂物,调蓄池每年排空清淤。很多项目验收时指标达标,一两年后透水砖堵死、下沉绿地积泥、植物荒了,设施变成摆设,问题出在没有运维制度。
4.4 设施组合经济性。海绵城市不是六类设施全上,而是按场地条件组合:有大片绿地的优先下沉绿地和雨水花园,便宜见效;道路广场多的用透水铺装就地渗透;需要削峰的末端设调蓄池兜底;用地紧张的用渗透渠、渗透井占地小。把最便宜的源头设施先用足,末端再用调蓄兜底,比一上来就建大池省钱。设施选型以调蓄、收集回用、截污净化为主,脱离场地条件硬凑指标,设施建了也是摆设还得花维护费。
4.5 海绵设施验收要点。透水铺装现场测透水系数,不小于设计值;下沉绿地测下沉深度与植物成活率;调蓄池做满水试验与排空测试。按GB/T51345-2018《海绵城市建设评价标准》开展效果评价。验收时不仅看设施建没建,还要看设施能不能正常运行——透水砖堵了没有、下沉绿地积不积水、调蓄池排空正不正常。
五、海绵设施长效运维专属注意点
海绵城市建设最容易走的弯路是"为了指标而建":场地本身硬化面多、土壤渗透差,硬上一堆渗透设施,结果渗不动、淤积成臭水。方案设计时要实事求是,不具备渗透条件的场地就把重点放在调蓄与回用上,不必硬凑渗透面积。运维方面要提前安排:透水砖半年冲一次,下沉绿地每季度清一次杂物,调蓄池每年清一次淤,这些工作要写进物业合同或专项运维预算,不能等堵死了再修。设施建在绿地里的,植物养护要纳入绿化养护一并安排;建在广场道路下的,透水面层的翻修周期要与市政道路维护计划对齐。造价方面,透水铺装、下沉绿地、调蓄池分项构成,按设施类型与面积估算,以厂家实际报价与施工图预算为准;龙康水工设备可配套PP模块调蓄池、弃流装置、过滤消毒回用设备,按场地控制率目标反推设施规模与配置。
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