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海绵城市设计

一、设计依据

1)国家有关规范及省、市颁布的相关政策和技术规定
2)《城镇给水排水技术规范》(GB50788-2012)
3)《室外排水设计标准》GB50014-2021
4)《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019
5)《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(GB50400-2016)
6)《屋面工程技术规范》  GB 50345-2012
7)《城镇雨水调蓄工程技术规范》(GB51174-2017)
8)《城市道路工程设计规范》CJJ37-2012(2016年版)
9)《城市道路路基设计规范》(CJJ194-2013)
10)《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135-2009)
11)《透水沥青路面技术规程》(CJJ/T190-2012)
12)《透水砖路面技术规程》CJJ/T188-2012
13)《砂基透水砖》(JG/T376-2012)
14)《绿化种植土壤》CJ/T340-2016
15)《四川省低影响开发雨水控制与利用工程设计标准》(DBJ51/T084-2017)
16)《四川省绿色建筑设计标准》DBJ51/T 037-2015
17)《城市道路与开放空间低影响开发雨水设施》(15MR105)
18)《雨水综合利用》(10SS705)
19)《市政排水管道工程及附属设施》(06MS201)
20)《城市道路--透水人行道铺砌》(16MR204)
21)《成都市海绵城市规划建设管理技术规定》
22)《四川省海绵城市建设技术导则(试行)》
23)《遂宁市海绵城市建设专项规划》(2015-2030)
二、工程概况
三、上位规划及设计要求
1、参照《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发[2015]75 号)“将70%的降雨就地消纳和利用”的海绵城市工作目标要求,结合本地原生地表降雨产流情况(根据《四川省水文手册》,遂宁市多年平均径流系数为 0.2~0.3),确定遂宁市中心城区年径流总量控制率 α 取 70%。
遂宁市不同年径流总量对应的设计降雨量(mm)
年径流总量控制率(%) 55% 60% 65% 70% 75% 80%
设计降雨量(mm) 11.8 14.2 17.2 20.9 25.7 32.1
2、年径流污染削减率
根据《遂宁市海绵城市建设试点实施计划(2015~2017)》,海绵城市建设试点区的年径流污染削减率(以年 SS 总量去除率计)不应低于 45%。
3、 场地竖向和排水系统
项目周边市政道路标高总体地形呈北高南低、东高西低。场地排水顺应周边道路,主要向西竞技宝jjb测速向,场地雨水最终排入市政雨水管网。
4、设计内容
1)以项目建设特征作为设计基本条件,进行因地制宜的低影响开发设计,选用合适的LID设施,使其与景观、建筑有机的结合。
2)LID工程系统的布局与现状排水管网系统有机协调;
3)本项目主要实现年径流污染控制、年径流总量控制(生态环境保护)目标。
4)本项目需满足70%的径流控制率,年径流污染削减率(以年 SS 总量去除率计)不应低于 45%要求,必须充分利用建筑周边绿化设置低影响开发设施,尽量将铺装设置为透水铺装,适当设置雨水花园等LID设施。
建筑与小区内常用低影响开发设施如下表所示:
 建筑小区常用低影响开发设施一览表
名称 示意图
透水铺装  
绿色屋顶  
下沉式绿地  
生物滞留设施(雨水花园)  
植草沟  
雨水集蓄利用  
渗滤沟  
本项目下垫面包括建筑、绿地、铺装等,根据本工程设计目标及项目的景观本底,采用如下LID设施:
a、雨水花园
b、透水铺装(含透水车位)
c、屋面绿化
5、 LID 设施计算
(一)海绵设施及指标计算公式
1)渗透量计算
根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行)(2014年版),以渗透为主要功能的设施规模渗透量按照下式(达西定律)计算:
Wp=KJAsts
式中:Wp—渗透量(m3);
     K—平均渗透系数,m/s,本次设计取2~7×10-6m/s;
J—水力坡降,一般可取J=1.0;
As   —有效渗透面积,m2;
ts —渗透时间(s),指将于过程中设施的渗透历时,取2h。
有路基防渗段渗水量计算增加折减系数。
     2)渗透设施进水量计算
根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行)(2014年版),低影响开发设施以径流总量和径流污染为控制目标进行设计时,设施具有的调蓄容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求。渗透设施的进水量应按照容积法计算:
 
式中:V—渗透设施进水量(m3)
H —设计降雨量,mm,本项目Pt=60.5%,对应的设计降雨量约为13mm;
F —汇水区域面积,m2;
  —雨量径流系数,(根据下垫面情况计算取值,本次设计透水铺装径流系数取0.2,绿地取0.15,绿色屋面取0.35、硬地取0.85、硬质屋面取0.85。
3)渗透设施有效调蓄容积按式进行计算
Vs=V-Wp
式中:Vs—渗透设施的有效调蓄容积,包括设施顶部和结构内部蓄水空间的容积,m3,雨水花园实际内部蓄水空间系数取0.8。 
V—渗透设施进水量,m3;
Wp—渗透量,m3。
4) 年径流污染去除率Pz
Pz=Pw*Pt
Pw——LID设施的污染去除率,
6、LID设施典型作法
1)生物滞留设施—雨水花园
雨水花园常规做法自上而下结构层依次为蓄水层、种植土层、透水土工布、砂滤层、透水土工布、砾石层(含集水盲管)、防渗膜或透水土工布层、素土夯实层、原土层。其中蓄水层为取300mm,,内部设置雨水溢流设施;种植土层需满足植物生长需要,通常取400~500mm,种植土一般为腐殖土:沙土:园土=1:2:3,其渗透系数应大于5×10-5m/s,可根据渗透系数调整具体各项比例;透水土工布规格要求大于200g/m2;砂滤层厚度取100mm;砾石层厚度取150~300 mm,砾石孔隙率应为35%~45%,有效粒径>80%,砾石层内敷设集水盲管,盲管采用PVC材质,管径为d300,铺设坡度i≥0.5%,且盲管周围应包裹一层透水土工布,规格200g/m2,透水盲管的开孔率宜为2%~3%,开孔有效孔径8~12mm。
 
 
 雨水花园下垫层示意图
  
 自然式雨水花园示意图
2)植草沟
 本次项目的植草沟采用转输型植草沟,自上而下依次为过水断面、草皮、种植土、素土夯实和原土层。其中蓄水层为200 mm;种植土层为300mm,种植土一般为腐殖土:沙土:原土=1:2:3,其渗透系数应大于5×10-6m/s,可根据渗透系数调整具体各项比例;素土夯实层压实度90%。
 
 植草沟剖面示意图
转输植草沟与场地坡度保持一致,场地较平时纵坡范围宜为0.2%~0.3%。。
3)透水铺装
透水铺装适用范围广、施工方便,可补充地下水并具有一定的峰值流量消减和雨水净化作用。透水铺装的具体做法详见景观设计。
 
人行透水铺装剖面图
 
 车行透水铺装剖面图
4)绿色屋顶
本项目将西侧沿街商业屋顶设置成了覆土式绿色屋顶,种植佛甲草。绿色屋顶结构分植被层、种植土层、过滤层等。通过种植草本科植被,可以达到吸收雨水、减少噪音灰尘、调节室内温度等功能。绿色屋面的具体做法详见建筑和景观设计。
 
图10.6.5-6  绿色屋顶剖面图
5)雨水花园植物选择
(一)植物选型原则
(1)适宜性原则
根据当地的气候特点、现场用地条件、地形土壤、水位分布、绿地雨水设施类型综合考虑选择适宜树种。
(2)景观性原则
根据绿地所处环境和功能定位,正确处理绿地雨水设施植物与周围空间结构、植物群落的关系;综合考虑季相、色彩、质感、旱季雨季的景观效果,合理配置。
(3)多样性原则
 注重乔木、灌木、草本、藤蔓植物的合理搭配,提升植物层次的丰富度和雨水设施的功能。
(4)节约性原则
植物以耐旱耐涝,根系发达,具有净化功能、观赏价值,维护简单、易存活的本地草本植物为主,降低养护成本。
(二)植物选型
综合以上原则,小区雨水花园主要选择植物种类如下:
表10.6.5-1  植物选择表
序号 植物名称 科属名 净化功能
1 芦苇 禾本科芦苇属 悬浮物、重金属
2 芦竹 禾本科芦苇属 重金属
3 再力花 竹芋科再力花属 去除总磷
4 石菖蒲 天南星科菖蒲属 总磷
5 菖蒲 天南星科菖蒲属 去除氨氮、细菌、大肠杆菌
6 千屈菜 千屈菜科千屈菜属 营养物、重金属
7 美人蕉 美人蕉科美人蕉属 营养物、重金属
8 鸢尾 鸢尾科鸢尾属 总氮、总磷
9 黄菖蒲 鸢尾科鸢尾属 重金属
10 木芙蓉 锦葵科木槿属