浅谈建筑小区海绵城市给排水设计
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摘 要:建筑小区作为海绵城市源头控制的重点是海绵城市的重中之重,建筑小区海绵城市给排水设计要根據小区状况,因地制宜的选择适合的技术措施,通过科学、合理、全面、优化的搭配组合,通过源头减排、过程控制和末端控制实现海绵城市控制径流量和净化水质的目标,达到人与自然的健康、可持续发展。
关键词:建筑小区;海绵城市;给排水设计
1 前言
“海绵城市”的本质是改变传统城市建设理念。传统城市习惯于战胜自然、改造自然的城市建设模式,结果造成严重的城市病和生态危机;“海绵城市”则是顺应自然、尊重自然的低影响发展模式。在城市排水上,传统城市建设模式是以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划建设理念,而“海绵城市”以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划建设理念,实现减少地面径流、减轻径流污染和补给地下水等功能,追求城市人水和谐。
2 海绵城市技术简析
雨水源头减排是整个海绵城市的重点,是在雨水进入市政沟渠、管道等排水系统之前采取各种措施进行减排。源头减排的方法主要有:下渗、滞蓄。下渗主要通过下凹绿地、透水路面等技术措施来实现;滞蓄主要通过绿色屋面、下凹绿地、人工湿地和蓄水池(包括处理再利用)等技术措施来实现。过程控制是指超出源头控制能力的部分雨水,在排放过程中,通过下渗、蒸发、截留、调蓄等处理手段,将雨水处理、利用后再排放的过程。整个过程包含物理过程、化学过程以及讲解固定污染物的生物过程。过程控制可采取的技术措施主要有:草渠、渗透渠、雨水截污挂篮、截污雨水井、雨水调蓄罐及其处理回收利用等。
海绵城市的规划建设要按照海绵城市建设理念和要求分区域分流域统一规划。根据当地的自然地理条件、水文地质特点、水资源状况,降雨规律、水环境保护,内涝防治要求等科学、全面的规划,然后统筹建设。在各类开发建设项目中严格落实规划目标要求,因地制宜采取技术措施,达到海绵城市在雨水管理上对水量和水质的要求。
3 建筑小区海绵城市给排水设计
建筑小区作为雨水排放的起点,在海绵城市的整体规划中处于源头控制的范畴。源头控制决定着整个流域需要排放的水量以及水质情况,是海绵城市建设的重点。建筑小区的海绵城市设计意义重大。在建筑小区海绵城市设计的各专业中,又以给排水专业为主导,其他专业配合。因此建筑小区海绵城市给排水设计就是整个海绵城市建设的重中之重。
在一个区域进行海绵城市规划设计之前,应进行海绵城市专题研究,结合当地水环境现状、水文地质条件、气候状况以及经济发展状况等特点,因地制宜地制定出海绵城市规划控制指标。规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。并在此基础上制定城市海绵城市的实施策略、原则和重点实施区域。海绵城市的规划要尊重自然,从大局入手,从生态文明出发,系统思考,统筹协调,科学布局,才能够合理规划。
3.1 海绵城市的特点
与大规模海绵城市相比,建筑小区属于小海绵,海绵城市中的一个海绵细胞,其自身特点如下:规模小,相互独立。建筑小区占地面积大约在几万至十几万平方米之间,不同的建筑小区又被市政道路分割开来,因此各小区规模小又相互独立,在进行海绵城市给排水设计时应独立设计。地下室占比高。现代建筑小区讲究人车分流,地面无停车位,车位集中在地下室。因此地下室面积大,几乎占整个小区面积的百分之八十至九十,因此带来下渗难得问题,虽然小区内绿化很多,但无法做到真正下渗,因此渗排就显得更加重要。场地限制。建筑小区规模较小,其有限的面积尽可能用来建设,留给海绵城市的场地有限,在有限的场地里实现最大程度的海绵,是建筑小区海绵城市给排水设计的难点。场地管线复杂。建筑小区内有消防、给水、污水、雨水,还有电气的管线,在进行海绵城市给排水设计时应和其他管线综合考虑,做到最优。
3.2 海绵城市设计原则
建筑小区海绵城市给排水设计就是在建筑小区内通过具有“渗、滞、蓄、净、用”等功能的技术措施,实现规划提出的小区红线内的控制目标。在设计过程中遵循以下原则:
生态优先。设计中要保护好河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等自然水生态敏感区,优先利用自然排水系统,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续循环。
安全为重。设计中要以保护人民生命财产安全和社会经济安全为出发点,综合采用工程和非工程措施提高低影响开发设施的建设质量和管理水平,消除安全隐患,增强防灾减灾能力,保障城市水安全。
因地制宜。根据本地自然地理条件、水文地质特点、降雨规律等,合理确定设计方案,科学规划布局和选用下凹式绿地、植草沟、人工湿地、可渗透路面、砂石地面和自然地面,以及透水性停车场和广场等低影响开发设施及其组合系统。
3.3 海绵城市技术措施及优缺点分析
建筑小区海绵城市给排水设计可供设计人员选用的海绵城市技术措施及其优缺点如下:
(1)绿色屋面是指在高出地面以上,与自然土层不相连接的各类建筑物、构筑物的顶部,以及天台、露台上由覆土层和疏水设施构建的绿化体系。可以有效减少屋面径流总量和径流污染负荷,具有节能减排的作用,但对屋顶荷载、防水、坡度、空间条件等有严格要求。
(2)透水铺装是指可渗透、滞留和渗排雨水并满足一定要求的地面铺装结构。按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土和透水沥青。其适用区域广、施工方便,可补充地下水并具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用,但易堵塞,可供选择的颜色和样式较少。
(3)下凹绿地是指低于周边地面标高,可积蓄、下渗自身和周边雨水径流的绿地。下凹深度宜为50mm~100mm。下凹绿地适用区域广,其建设费用和维护费用均较低,但大面积应用时,易受地形等条件的影响,实际调蓄容积较小。
(4)雨水花园是指在地势较低洼的区域通过植物、土壤和微生物系统滞蓄、净化雨水径流。雨水花园形式多样、适用性强且易于景观结合,径流控制效果好;但地下水位和岩石层较高、土壤渗透性较差、地形较陡的地区,应采用必要的换土、防渗等措施避免次生灾害的发生,建设费用将随之增加。
(5)植草沟是指可以转输雨水,在地表浅沟中种植植被,利用沟内的植物和土壤截留、净化雨水径流措施。其建设和维护成本低,易于景观结合,但在已建成区以及开发强度较大的新区易受场地条件限制。
(6)雨水蓄水模块是指具有雨水储存功能的集蓄利用设施,具有削减峰值流量的作用。蓄水池具有节省占地、易接入避免阳光直射、防止蚊蝇滋生、储存水量大等优点,储存雨水也可合理回用,但建设费用较高,需重视后期维护管理。
现有海绵城市建设大都以径流量为控制指标,但在给排水设计过程中,需要在满足径流量的基础上保证水质的净化,特别是在地下室顶板上的海绵城市技术措施,既要考虑“渗、滞”,也要考虑“排”,以防形成死水,水质恶化。需要强调的是现有建筑小区地下室顶板上的海绵城市技术措施的排水尤为重要,“渗”后再“排”,“渗”即是“净”。在建筑小区海绵城市给排水设计过程中,选用各技术措施的实施,既要实现“渗”、“滞”、“蓄”也要实现“净”,即达到径流量的控制目标,也要实现净化水质的要求。综合各方面因素,在设计过程中要做到科学合理、全面优化,在实现控制径流量和净化水质的基础上,要力争实现人与自然的可持续发展。
作者简介:
赵捷(1990—)女(汉族),陕西西安人,硕士研究生,工程师,现主要从事房地产开发管理工作。
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