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分类施策打造海绵精品
2019-03-11 00:00:00来源:中国建设报    作者: 唐宇 李晓丽 刘雄

党的十九大报告指出:“我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化,既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要,也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要”。习近平总书记早在2013年4月在海南考察时就曾强调:“良好生态环境是最公平的公共产品,是最普惠的民生福祉。”追求人与自然和谐共生、道法自然的海绵城市建设,无疑是实现良好生态环境的最佳方式之一。

如何才能让人民真切地感受到海绵城市建设带来的幸福感、获得感呢?必须通过项目建设成效加以体现,这也是《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)明确提出“住房城乡建设部要会同有关部门督促指导各地做好海绵城市建设工作,继续抓好海绵城市建设试点,尽快形成一批可推广、可复制的示范项目,经验成熟后及时总结宣传、有效推开”要求的关键所在。2016年4月,天津市获批第二批海绵城市建设试点,两个试点片区分别为解放南路旧城区与中新天津生态城(以下简称天津生态城)新城区。解放南路旧城区侧重于旧城海绵城市建设改造,而天津生态城新城区则以新建项目为核心推进海绵城市建设。作为由中央财政支持的全国海绵城市建设试点片区之一,天津生态城充分发挥中新合作优势,推进国际化海绵城市建设,创新探索建设了各种不同类型的项目。现从各类型中选取部分典型项目,以飨读者。

居住小区类

1.特点

天津生态城住宅项目主要分高层住宅区、洋房住宅区、别墅住宅区三大类型。不同类型的住宅区,场地特征有所变化,对于海绵设计也有所区别。

别墅住宅区私家小院多、停车入户需求高、公共绿地少、活动场地有限,这对海绵设计提出更高的要求。洋房住宅区场地空间适中、海绵设计需要结合小院、绿地、园路等多重因素。高层住宅区场地范围大,消防场地需求高,公共绿地广,活动场地多等,有利于海绵设计的形式创造。

从住宅项目场地特征,又可分成台地、微坡、平地三大形式。台地项目高差变化大,主要表现为两种形式,一种是场地内分级式地形高差;另一种是住宅项目常见的架空平台,场地分架空地库顶景观区与地面景观区。架空地库顶场地可进行微地形与平地形设计。微坡地形是项目场地最常用的绿地形式。适当的微地形处理,可以创造出更多的层次和空间,且有利于绿地径流排水,但与道路衔接处须重点考虑道路积泥的问题。微地形与下沉绿地有机结合,可创造多维的绿地空间形式。平地地形一般情况绿地比道路低,易形成大面积下沉绿地,有利于雨水的滞蓄与净化。

2.模式

别墅住宅区小院与道路间的绿地有限,多为带状绿地种植。结合种植设计设置解决蓄水问题的下沉绿地面积不足,不能满足项目的调蓄容积指标,则需另行设置调蓄模块设施来满足海绵城市规范相关要求。

洋房住宅区建筑南北侧设有园路,微地形。结合小院、园路、地形间隙设置下沉绿地,丰富景观效果。透水铺装可以表现在园路、健身跑道、塑胶场地及木地板铺装等形式。需重点考虑的是控污型雨水口、溢流口及溢流管的位置。通过以上海绵技术措施,基本能满足项目调蓄容积指标。

高层住宅区场地大,绿地多,沿建筑周边均可设置下沉绿地或雨水花园。结合建筑雨水管的断接落水口处设置去污消能设施,经过滤处理后进入下沉绿地。建筑北侧管网多,设置下沉绿地需注意管线的位置与埋深。建筑南侧管网少,一般设有小院,在园路与小院之间设置下沉绿地,既美观又实用。综上,高层住宅的整体式下沉绿地,既能很好地实现海绵指标要求,又可以结合周边大地形,创造特色景观效果。

3.项目案例

美锦园为高层住宅项目,用地面积6.6万平方米,结合上位规划和试点区管控要求,年径流总量控制率需要达到75%以上,相对应的降雨量为24.4毫米, 这样,本项目的年径流总量调蓄容积需要实现718立方米以上,在达成上述目标的同时,年SS总量去除率也会大于65%。

项目地块下垫面中,屋面面积约占总用地面积的15%,铺装面积约占总用地面积的27%,绿地面积约占总用地面积的58%,本顶目绿地面积大,综合径流系数适中,相对有利于进行海绵城市试点建设。但在本项目成为首批执行海绵城市设计试点项目之前,已经完成区内综合管网、景观土建基础的施工及装饰面层入场,增加透水铺装的建设成本太大。只好通过在绿地中采用以下沉绿地、雨水花园等调蓄设施为主的措施实现上位规划指标。

结合场地下垫面情况、竖向标高等,以建筑与道路分界,划分了18个排水分区,收集建筑屋面、周边绿地、附近铺装广场和道路的雨水。下沉绿地主要用于收集屋顶、铺装和绿地中通过绿地地表径流组织的雨水,雨水花园除了收集地表径流组织的雨水,主要解决铺装中控污型雨水口收集的雨水,不按照传统的方式直接排入雨水管网,而是通过连通管排入雨水花园,雨水花园的雨水大部分进行下渗和积蓄,多余雨水通过溢流井才排入雨水管网。这样设置的下沉绿地和雨水花园,既与景观相融,又满足调蓄容积指标,达到海绵实施效果。

海绵设计雨水径流组织上,建筑屋顶雨水通过立管断接进入绿地,绿地通过地表径流排入雨水花园。道路雨水地表径流向控污型雨水口汇集,通过连通管导入雨水花园,雨水花园大部分下渗,超容部分溢流入雨水管网。最终实现建筑/铺装——绿地——雨水花园——雨水管网排水组织。

该项目于2017年6月整体完工,各海绵设施成功经历了2018年夏季大暴雨的考验,未出现严重积水情况,下沉绿地和雨水花园雨水基本能在6小时左右渗入土壤中,各海绵设施运行正常。

公共建筑类

1.特点

公共建筑绿地率普遍偏低,海绵城市建设难度较大,无法完全通过绿地系统实现海绵城市功能和建设指标,同时项目在功能性、安全性、景观效果等方面要求较高。该类项目可按照灰绿结合原则,根据项目本身特点进行差异化海绵城市建设。

2.模式

公共建筑需结合景观设计,优先利用绿地设置起伏地形,布局下沉式绿地、雨水花园等海绵设施,创造具有雨水调蓄能力的下凹空间。竖向控制上,一般绿地标高低于周边下垫面,尽量将雨水引入绿地调蓄、下渗和净化,既可以减少浇灌次数,又可以充分利用雨水实现压盐,减轻盐碱化危害;植物选择上,选用耐涝、耐旱、耐盐碱植物,同时合理搭配保证景观效果;构造设计上,所有绿地下层设置排盐管,同步实现排盐和强化雨水下渗功能。

学校为学生生活和学习的主要场所,该类项目突出教育与宣传作用,尽量选用丰富多样的海绵设施,包括绿色屋顶、透水铺装、下沉式绿地、雨水花园、植草沟、雨水调蓄池等多种海绵设施,兼顾雨水组织合理性、径流控制系统性、海绵设施功能的实现和项目的宣传展示。

3.项目案例

①华夏未来学校

华夏未来学校位于天津生态城中部片区,占地面积2.4公顷,地上建筑面积2.7万平方米。项目北侧和南侧分别为幼儿园和小学的教学楼,西侧为操场,中部及东侧为广场、绿地等附属设施,年径流量控制率达80%,年SS总量控制率达65%,雨水资源利用率达3%。

项目划分为四个排水分区,各分区内合理布置绿色屋顶、透水铺装、雨水花园等海绵设施,可实现雨水径流的源头消减;同时通过合理的竖向组织,利用紧邻道路的下沉式绿地、卵石沟净化雨水;超标雨水通过雨水管网汇流至蓄水模块,实现雨水的资源化利用。

幼儿园和小学部分屋面分别设置了绿色屋顶,面积1600平方米,对雨水径流进行控制并起到净化的作用;小学看台两侧设置了雨水花园,面积175平方米,种植多种适生植物,兼顾景观效果和雨水调蓄功能;人行道和部分建筑屋顶设置透水铺装,面积5300平方米,渗透并净化源头雨水;小学东侧和幼儿园西侧各设置一个蓄水模块,分别为124立方米和110立方米。通过该蓄水模块净化并滞蓄一定雨水,用于学校绿化的浇灌,过量的雨水排入市政管网。

该项目集径流控制、污染削减、回收利用于一体,兼顾景观和海绵功能,为公建项目海绵城市建设提供了成熟的案例参考。

②低碳体验中心

低碳体验中心位于生态城起步东区生态科技园内,是一栋办公建筑。天津市获批第二批海绵城市试点城市后,中新天津生态城投资开发有限公司结合办公人员需求,将低碳体验中心屋顶改造成屋顶农场,并配套建设了一套雨水调蓄回用设施,既对建筑雨水进行了综合利用,又为员工提供一个自然、乐享的活力空间。

该项目屋顶面积800平方米,种植区域200平方米,布设了300个种植箱种植花卉或农作物。采用种植箱设计,不会对屋顶结构进行破坏,可提高建筑安全性,降低屋顶绿化的维护难度。

降雨时,一部分雨水落入种植区域,满足植物生长需要,过量雨水经渗透、过滤后,进入屋顶排水层。另一部分雨水经木质地板直接进入屋顶排水层。屋顶排水层的雨水经简单过滤,再通过膜处理设施处理达到中水水质要求后,进入蓄水池(50立方米),用于建筑冲厕和屋顶、场地绿化浇灌。屋顶绿化浇灌采用滴灌模式,进一步节约用水。

该项目结合有限的空间,实现了雨水径流控制及雨水资源利用,具有明确的针对性和良好的示范意义,为生态城建筑项目雨水收集利用提供了案例。

公园绿地类

1.特点

公园绿地类项目绿地率较高,海绵城市建设难度相对较低,可以仅通过在绿地系统中建设海绵设施实现海绵功能和指标要求,且在达成建设指标后仍然具有富余的雨水调控消纳能力。该类项目可优先利用绿地系统进行海绵城市建设,同时可结合项目自身需求建设雨水调蓄池等灰色设施。此外应充分发掘海绵城市建设潜力,考虑为周边地块和道路承接部分雨水。

2.模式

生态城充分融合新加坡“活力、美丽、洁净(ABC)”治水理念,突出公园为市民创造亲水空间的特点。一般根据场地建设条件,结合项目实际需求,可在公园内建设景观水体、湿地、湿塘、旱溪等设施,合理搭配适生、美观植物,无论在水量充沛的雨季还是降水很少的旱季,都可以保证景观效果,同时实现海绵功能。

3.项目案例

①甘露溪公园

甘露溪公园位于天津生态城中部片区,是生态城的重要生态廊道和城市公园,也是重要的居民休闲场所。项目东西长750米,南北宽120米,占地面积8.9公顷,其中景观水系面积1.06公顷,项目中心为景观水系,水系周边以绿地为主,穿插部分人行园路。项目年径流总量控制率达85%,年SS总量去除率达60%。

该项目的海绵城市建设方案以景观水系为中心,通过地形塑造,使绿地、园路、广场的雨水汇入场地中间。项目采用透水铺装、植被缓冲带、雨水湿地、控污型雨水口等海绵设施对雨水进行净化,雨水径流最终汇入景观水系,体现了“源头减排、过程控制、末端治理”相结合的系统控制思路。

在项目源头,主要采用透水铺装、控污型雨水口两类设施。广场、停车场、人行道等主要采用透水混凝土铺装,面积16000平方米,园路的雨水口采用截污型雨水口,从源头削减雨水径流污染。过程控制类设施主要为植被缓冲带,布置于景观水系周边,通过植被拦截及土壤下渗作用减缓地表径流流速,在汇流过程中使大部分区域的雨水得到净化,汇入景观水系用于生态补水,满足径流总量与径流污染控制的要求。末端治理类设施即跌水景观水系和雨水湿地。项目东侧地块构建梯次跌水的景观水系,并建设雨水湿地,在末端净化水体,并加强水系的内部循环,提高水体自净能力。

为探索公园绿地类项目与周边项目组合建设,在甘露溪公园和周边华五路衔接处,建设2处初期雨水弃流装置和沉砂池,将华五路车行道路雨水引入甘露溪内调蓄和净化。此外,针对生态城土壤盐碱化程度高的特点,项目选用脱盐率较高的紫穗槐、柽柳、白刺、二色补血草以及适合盐碱环境的芦苇、碱蓬、白茅和香蒲等植物进行实践,探索成活率较高、景观效果较好的海绵城市植物景观组织形式,具有一定的示范意义。

②第一社区公园

第一社区公园项目位于天津生态城起步区,是生态城起步区重要的社区级公园,也是周边居民重要的休闲活动空间。项目东西长约170米,南北宽约90米,占地面积约1.5公顷,北侧紧邻天津外国语大学附属滨海外国语学校,南侧紧邻第一社区中心。

项目在设计时,充分利用场地高差,将南侧社区中心广场和屋面雨水引入公园。公园内采用透水铺装、卵石沟、蓄水池、中心水景、中心绿地、线型导水槽等设施,形成了高效的雨水径流控制系统,同样体现了“源头减排、过程控制、系统治理”相结合的系统控制思路。

公园内90%的道路均采用透水铺装,既保证道路雨水能够充分下渗,减少雨水径流的产生,又可保证道路小雨不积水,方便了居民出行。在公园西侧中心区域,建设了一处面积较大的中心绿地,一方面可接纳来自社区中心的雨水,起到滞蓄截污的功能,另一方面可作为居民日常休闲娱乐和举办活动的开敞空间。几乎所有人行道路的两旁均设置了卵石排水沟,道路雨水汇入沟内,经过卵石截污净化后,下渗至下层雨水管道,再通过管道流入末端雨水调蓄池。雨水调蓄池可高效收集社区公园和社区中心的雨水,经处理后可为公园中心水景补水,节约了水资源。横穿公园南北的道路上,设置了一条线型导水槽,可将中心道路的雨水导入公园的中心水系,是一种容易建设但效果较好的雨水控制方式。公园中心建设了一处中心水景,既满足了居民日常休闲娱乐需求,又可作为区域雨水调控的末端设施,兼具海绵和景观功能。

该项目落实了源头减排、过程控制、系统治理等设计要求,同时合理挖掘了项目海绵城市建设潜力,为周边地块承接了部分雨水,充分体现了海绵城市的建设理念。通过合理布局各项海绵设施,可同步实现雨水径流总量控制、污染控制和雨水资源收集利用,具有良好的可行性和示范性。

工业项目类

1.特点

天津生态城工业项目场地下垫面主要为绿地、屋面及路面,项目特点如下:(1)工业用地绿地率一般为20%左右。场地绿化面积少这一不利因素,决定了路面及屋面雨水径流控制对于实现海绵城市建设中的径流总量控制及径流污染物控制变得尤为重要;(2)厂区内道路除小型车辆使用外,一般还担负着货物进出通道的任务,一方面货车载重量大,对路面荷载要求高,不适宜做透水路面;另一方面造成项目内道路径流雨水相对屋面径流雨水污染较严重;(3)厂区建筑楼层不高,屋面雨水可采用建筑外排水断接和建筑内排水断接相结合的排放方式。

天津生态城工业项目海绵城市建设设计在满足相关指标控制要求同时,坚持:①根据规划指标要求,结合低影响开发技术措施,合理统筹各种排水系统。②坚持生态优先,绿色基础措施为主,灰色基础措施为辅。③采用的技术措施应多方案对比,安全第一,不得对场地造成任何不利影响。④因地制宜,采用的技术措施与项目实际情况相符,考虑后期运营维护的难易程度,以系统经济性为主。⑤对于项目分期建设,应统筹建设考虑,做好项目前后衔接。

2.模式

工业项目由于存在规划指标绿地率相对较低等因素,使海绵城市建设设计难度增加。在海绵城市设计时,应依据项目特点,遵循“绿色基础设施为主,灰色基础设施为辅”的设计原则,合理规划场地竖向高程, 最大可能地利用有限的绿地,按照“先落实下凹绿地、雨水花园等绿色基础设施,其次设计绿色屋顶、透水铺装等技术措施,最后再采用蓄水池等灰色设施”的优先顺序统筹考虑海绵城市建设方案, 并兼顾海绵城市设施经济适用和运行维护便捷等需求。

(1)选择适宜海绵措施,控制路面屋面雨水径流

充分利用有限的绿地资源,采用下凹绿地、雨水花园、生物滞留设施等对场地污染物排放量的削减及径流总量控制作用较大的海绵措施;同时,以路面及屋面雨水径流控制为主实现海绵城市径流总量控制及径流污染物控制。

(2)路面铺装透水与不透水区分处理,汇流终点按绿化设施分情形对待

路面径流雨水,可从铺装方式和汇流终点两个方面进行调整,达到海绵控制目标要求。在轻型道路、人行道、小型停车位及硬化广场等地,可进行透水铺装处理,降低下垫面径流系数,并且伴随一定的下渗可减少径流总量。对于不适合做透水铺装处理的部位,应做好径流雨水的收集与排放。

道路径流雨水相对屋面径流雨水一般污染较严重。对于道路两旁有绿化设施情形,可通过道路放坡或路缘石豁口,使径流雨水汇至道路两旁的植草沟、雨水花园、下凹绿地或生物滞留带等LID设施,进行截污过滤和下渗滞蓄处理,超标雨水通过LID设施内的溢流雨水口排至雨水管网。若道路两旁无绿化设施情形,可设计截污雨水口,或具有拦污功能的雨水沟。

(3)以屋面雨落管断接为主,加强屋面径流雨水控制

屋面排水方式按雨水管安装位置可分为内排水系统和外排水系统两种。雨水通过雨落管断接排至建筑周边下凹绿地等生物滞留设施。另外,对具备布置绿化屋面部位,可设计成绿色屋面,实现初期雨水滞留与净化。

此外,对路面及屋面雨水径流控制所采用的技术措施,应综合考虑实用性及经济性,以较低的代价实现场地海绵城市建设控制目标。

3.项目案例

中韩经济天津产业园项目位于天津生态城,东至海容路,南至渔港南环路,西至相邻建设用地,北至悦海南道。项目总用地面积43999.1平方米,建设用地面积43999.1平方米,其中建筑物占地面积为22708平方米,占总用地面积的51.61%;绿地面积为8870.3 平方米,占总用地面积的20.16%;硬质铺装面积为12420.8平方米,占总用地面积的28.23%。该项目为淘宝物流项目,严格执行国家工业三废排放标准,可进行海绵城市建设。结合上位规划和试点区管控规划,设计要求实现年径流总量控制率达到80%,年SS总量去除率不低于65%。本项目通过设计下凹绿地、雨水花园、透水铺装、环保雨水口等海绵技术措施,实现场地海绵城市建设设计。本项目年径流总量控制率不低于80%,年SS总量去除率不低于65%,符合设计指标要求。



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