基于低影响开发模式的湘潭某小区雨水利用改造★

王 丽 隆万容 王政华

(1.湖南科技大学土木工程学院，湖南 湘潭 411201; 2.湖南科技大学建筑与城乡规划学院，湖南 湘潭 411201)

·水·暖·电·

基于低影响开发模式的湘潭某小区雨水利用改造★

王 丽1隆万容2王政华1

(1.湖南科技大学土木工程学院，湖南 湘潭 411201; 2.湖南科技大学建筑与城乡规划学院，湖南 湘潭 411201)

以湘潭市某小区雨水系统改造为研究对象，根据该地区的实际情况，基于LID理念，从坡屋面技术改造、雨水收集系统、灌溉系统等方面对小区雨水利用改造思路及技术作了阐述，以实现小区雨水削峰、减流、净化利用，提高小区防涝能力的目标。

LID理念，雨水，利用，改造，系统

0 引言

北京的“7·21”[1]、深圳的“8·30”[2]、上海的“9·13”[3]等暴雨事件，从南到北、由东至西凸显出日益严重的全国性城市内涝问题，2013年3月开始国家出台一系列政策——国办发[2013]23号通知[4]、国发[2013]36号意见[5]、国务院令第641号条例[6]，标志着全国城市内涝防治工作已经全面铺开。全国多个城市相继启动了城市排水(雨水)防涝相关工作，城市排水(雨水)防涝系统涉及多个子系统及其衔接，其中小区雨水作为防涝系统的源头子系统承担着不容小觑的作用。

湘潭市也在积极开展城市排水(雨水)防涝系统工作，湘潭市属湖南省管辖地级市，位于湖南省的中部偏东，湘江下游，地理位置为东经111°58′～113°05′，北纬27°20′55″～28°05′40″，地貌有山地、丘陵、岗地、平原和水面多种类型。其中水面面积约占8.53%。全市常住人口为278.1万人，排在全省第二位。主要气候特点是：降水量较充沛，但季节分布不均，年际变化大，全年降水量为1 200 mm～1 500 mm。汛期(4月～9月)降水量702.5 mm，雨水相对集中期(任意10 d内降水总量>150 mm)出现在6月。全年蒸发量最大月出现在7月，蒸发量达191.0 mm，年降雨量远大于蒸发量[7]，这些特点就决定了湘潭市内涝防治应以收集长历时降雨为主。

1 LID概念

低影响开发(Low Impact Development, LID)是近年来城市雨水控制利用领域重要的发展趋势之一。主要源于其核心理念，即最大限度的模拟自然水文条件，强调在源头产流汇流面用分散的小型措施来减少雨水径流产生量，实现“开发后径流量产生不大于开发前”的目标。与传统的雨水系统相比，LID更强调在源头上进行产流控制，维持开发场地区域的水文特征不变[8]。

2 湘潭市某小区情况

某小区位于湖南省湘潭市湘大北路与二环线的交汇处湘潭大学东畔，地势北高南底，总占地面积72 000 m2，其中建筑占地面积28 800 m2，道路面积10 800 m2，绿地面积21 600 m2，娱乐休闲场所(水景广场等)面积10 800 m2，景观水体面积为1 200 m2(其中人工湖面积为700 m2)，水深有0.8 m。该小区已于2010年交付使用，该小区的雨水和污水排放采用雨污分流制，小区雨水采用传统的城市雨水排放系统，设计理念是迅速地将一定重现期的径流雨水集中雨水管道汇集后排走。以排为主，目标单一，停留在初级阶段，单纯的依靠雨水排水管道来解决城市雨水问题，没有充分考虑雨洪防涝控制利用和污染控制等方面的关系，远不能适应现代新型雨水系统发展的要求。

该小区建筑屋面面积占小区总占地面积的40%，道路面积占小区总占地面积的15%，绿地面积占小区总占地面积的30%，景观水体面积占小区总占地面积的1.7%，开发强度大，可以用于LID技术改造面积占比达60.7%，小区具备充足的雨水利用改造条件。

3 湘潭市某小区雨水利用改造总体思路

小区雨水改造总体思路是，应用LID理念，将小区原坡屋面改造为种植屋面，设置雨水罐，利用原小区景观水体共同存储调节雨水，在雨水源头上通过渗透、过滤、贮存、滞留等方法减少雨水径流的产生，控制径流污染强度，延长其排放时间，暂时储存，得以实现削峰、减流、净化利用雨水，达到节水或改善生态环境的效果[9]。

4 湘潭市某小区雨水利用技术改造

改造后系统主要由源头控制和雨水收集利用两大部分组成，源头控制为种植坡屋面。雨水收集利用由雨水收集系统、灌溉系统、景观水体系统组成。

4.1 坡屋面技术改造

1)小区建筑屋面的LID技术改造。

小区共有10栋住宅，建筑屋面面积共计28 800 m2，占小区总占地面积40%，开发强度高，原建筑屋面为坡屋面，屋面防水等级为一级，采用刚性防水和SBS改性沥青防水卷材相结合的方式，所有屋面天沟侧壁加溢水管,出挑50 mm，因此，根据屋面荷载、湘潭气候特点、屋面防水等级及防水做法，基于LID理念，本着增加小区绿化面积、美化小区、建筑加强保温隔热、降低建筑室内温度、节能等优势，对小区坡屋面进行种植屋面改造。小区种植坡屋面构造图如图1所示。

为了验证种植屋面荷载的安全性，通过计算不同植物的荷重，得出屋顶花园平均荷载为200 kg/m2，作为改造实施种植屋面的技术依据。根据使用要求、功能定位、屋面荷载、立地条件，将小区16号～26号屋面设计成低成本、低维护型简单式屋顶绿化[10-12]。

2)具体构造层做法。

a.防水层：该屋面防水层分为上下两层，下层为两道SBS改性沥青防水卷材防水层，上层为50 mm厚聚氨酯保温防水层，表面有30 mm厚细石钢筋混凝土保护层。b.耐根穿刺防水层：铺设在屋顶防水层上，该屋面采用威达铜复合根阻防水卷材10 mm。c.排(蓄)水层：排水层铺设在隔根层上，因湘潭的降雨量大于蒸发量，同时为避免荷重过大，采用橡胶排水板厚度20 mm，其优点是排水能力强。d.过滤层：过滤层铺设在排水层上，该屋面采用单层聚酯纤维无纺布。e.防滑构件：设置防滑挡板对其进行有效固定。f.种植土：该屋面采用无机复合种植土，屋面种植土的厚度为100 mm。g.植被层：根据JGJ 155种植屋面工程技术规程的规定，以及该屋面的构造层设计，该种植植被采用草坪、地被厚度100 mm。

4.2 雨水收集利用技术改造

1)雨水收集系统。湘潭市全年降水量为1 200 mm～1 500 mm，且年降雨量大于蒸发量。GB 50555-2010民用建筑节水设计标准(以下简称节水标准)5.2.2指出“收集回用系统宜用于年降雨量大于400 mm的地区，常年降雨量超过800 mm的城市应优先采用屋面雨水收集回用方式”[13]。因此，根据当地气候特点建立屋面雨水收集利用系统。雨水收集利用系统通常包括三部分：收集系统、输送系统和储存系统。种植屋面天沟侧壁加溢水管,出挑310 mm，当降雨初期流量较小时，屋顶雨水被种植草坪截留，不产生径流，随着降雨强度逐渐增加，屋面雨水产生径流，屋面开始蓄水，当蓄水深度超过溢流水位，屋面雨水溢流进入雨水管排离屋面。由于为改造项目，原屋面设计没有考虑此部分荷载，故屋面雨水存储采用在每栋建筑地面设雨水罐收集雨水，雨水罐设置距离建筑间距3 m，根据每栋建筑屋面面积，经计算确定每栋雨水罐的容积。根据GB 50400-2006建筑与小区雨水利用工程技术规范的5.1.10，种植屋面的植被根系对初期污染物有吸附降解作用[14]，种植坡屋面不再考虑初期弃流设施。

2)灌溉系统。种植屋面种植土中的水分主要由自然降水和人工灌水补充，根据当地气候特点、土壤保水、植物需水、根系等情况，建立屋顶的灌溉系统，适时、适量给植物浇水，以促进种植屋面植物的灌溉方式主要采用微灌，主要利用建筑雨水罐蓄存的雨水进行种植屋面灌溉。

3)景观水体系统。《节水标准》4.1.5指出“景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水”， 5.1.5指出“非传统水源可用于景观用水”[13]。 该小区景观水体面积占小区总占地面积1.7%，初次用水及后期补充水量需求较大，因此，屋面雨水回收利用是解决景观用水的重要手段，既节约了水资源。同时景观水体又作为屋面雨水的存储调节池，与雨水罐共同起到调蓄小区雨水作用，提高小区防涝调节能力，由于已建项目，已建景观水池的容积和深度已很难改变，因此，不对容积和深度进行控制，改造的主要内容是增加与雨水罐的连接管线、溢流装置，使超过雨水罐的溢流雨水能进入景观水体，超过景观水体存储容积的雨水能溢流排放到小区雨水管道。

5 结论及展望

通过应用LID理念对小区雨水系统进行改造，建立种植坡屋面—雨水罐—水景水体的低影响雨水利用模式，种植坡屋面使得小区在雨水源头通过渗透、过滤、贮存、滞留等方法减少雨水径流流量，延长其排放时间，对初期雨水污染物进行吸附降解，控制径流污染强度，每栋建筑旁设的雨水罐，既接纳种植屋面的后期径流雨水，也可以通过水泵向种植屋面供水灌溉种植屋面，同时，还与小区景观水体相连通，构成阶梯雨水存储调蓄模式，以实现小区雨水的削峰、减流、净化利用，同时还可以达到节水或改善生态环境的效果。减少下游城市雨水产生洪涝灾害的几率，衍生城市雨水控制利用系统实现了径流体积削减、污染物控制、峰流量削减、延长汇流时间、雨水集蓄利用和雨水转输排放等多种目标。

[1] 中国新闻网.http://baike.sogou.com/v62895123.htm.

[2] 中国新闻网.http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xgzdt/201309/t20130916_226330.html.

[3] 中国气象社网站.http://www.360doc.com/content/13/0401/12/4310958_275265948.shtml.

[4] 中央政府门户网站.http://article.liepin.com/2014071/369669.shtml.

[5] 中央政府门户网站.http://www.gov.cn/gongbao/content/2013/content_2514891.htm.

[6] 中央政府门户网站.http://baike.baidu.com/subview/21265/11318689.htm?fr=aladdin#1_2.

[7] 百度.http://baike.baidu.com/subview/21265/11318689.htm?fr=aladdin.[8] 王建龙，车 伍，易红星.基于低影响开发的城市雨洪控制与利用方法[J].中国给水排水，2009，25(14)：6-9.

[9] 丁 年，胡爱兵，任心欣.深圳市低冲击开发模式应用现状及展望[J].给水排水，2012，38(11)：137-140.

[10] JGJ 155-2000,种植屋面工程技术规程[S].

[11] GB 50693-2011,坡屋面工程技术规范[S].

[12] JC/T 1075,种植屋面用耐根穿刺防水卷材[S].

[13] GB 50555-2010,民用建筑节水设计标准[S].

[14] GB 50400-2006,建筑与小区雨水利用工程技术规范[S].

On reconstruction of rainwater utility at some complex of Xiangtan based on low impact development★

WANG Li1LONG Wan-rong2WANG Zheng-hua1

(1.CivilEngineeringCollege,UniversityofScienceandTechnologyofHunan,Xiangtan411201,China;2.ArchitectureandUrbanandRuralPlanningCollege,UniversityofScienceandTechnologyofHunan,Xiangtan411201,China)

Taking the reconstruction of rainwater system at some complex in Xiangtan as the object, the paper illustrates the reconstruction ideas and techniques of the rainwater utilities from the roof technical reconstruction, rainwater collection system, and irrigation system based on LID idea according to the facts in the area, so as to realize the peak clipping, abstracting and purification of the rainwater at the complex and enhance the prevention water-logging at the complex.

LID idea, rainwater, utility, reconstruction, system

1009-6825(2014)28-0125-02

2014-07-25★：湖南省教育厅科学研究项目(项目编号：09C382)

王 丽(1967- )，女，硕士，副教授； 隆万容(1964- )，男，讲师，注册规划师； 王政华(1977- )，男，讲师

TU823.6

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