基于海绵城市理念的区域水系统规划

张 磊 黄志甲 钱 易

(1.安徽工业大学建筑工程学院，安徽 马鞍山 243032； 2.吉林建筑大学，吉林 长春 130021)

基于海绵城市理念的区域水系统规划

张 磊1黄志甲1钱 易2

(1.安徽工业大学建筑工程学院，安徽 马鞍山 243032； 2.吉林建筑大学，吉林 长春 130021)

以马鞍山二中校区水系统规划为例，结合海绵城市理念，构建了海绵城市规划控制目标，阐述了该项目水系统整体规划设计方案，指出该项目采用雨水渗透、雨水回收等技术手段，将雨水蓄水池收集的雨水进行绿化喷灌和道路冲洗，提高了水资源利用效率，减少了市政供水量和小区污水排放量。

海绵城市，绿色建筑，水系统，雨水

0 引言

水是人类发展不可缺少的自然资源，是一切生物赖以生存的物质基础，是城市发展、进步和和谐的源泉和动力。随着我国城镇化进程的加快，地表径流量会大量的增加，从而导致洪涝积水、河流水生态系统恶化、水污染加剧等一系列问题[1]。在此背景下，住房和城乡建设部提出了海绵城市的概念，并发布相关指南，指导各地积极展开海绵城市建设工作。建设海绵城市，主要是指通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的“海绵”功能[2]。本文从海绵城市的角度出发，通过对水资源系统规划，预期达到科学性管理水资源的目的。

1 海绵城市和绿色建筑简介

海绵城市(sponge city)，顾名思义是借海绵的物理特性来形容城市的某种功能。我国《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》中对海绵城市的概念进行了明确定义：指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用[3]。

海绵城市的实质是改变传统城市建设理念，实现与资源环境的协调发展。当工业文明达到一定程度时，人们习惯于战胜自然、超越自然和改造自然的城市建设模式，结果造成严重的环境污染和生态危机；而海绵城市遵循的是顺应自然、敬畏自然与自然和谐共处的低影响发展模式。因此，海绵城市建设又可以叫做低影响设计和低影响开发[1]。它有别于传统的、缺乏弹性的灰色基础设施，它是一个有生命的系统，它不是为了实现单个功能目标而设计的，而是用来综合地、系统地、可持续地来解决水相关问题[5]。低影响开发系统是海绵城市实现低开发强度和雨洪控制的核心思想和实现手段，将统筹城市开发建设的各个环节[6]。

2 项目水系统规划设计

2.1 项目概况

马鞍山市地处北亚热带，属湿润性季风气候，水资源季节变化大，分布不均。目前，马鞍山对水资源的利用采取“取水—输水—用户—排放”的单向开放型流动的利用模式，在供水方面实行“按需供水”的政策，水资源利用效率低，源头浪费严重。本项目位于马鞍山市郑蒲港新区核心区姥桥镇，总用地面积90 651 m2，建筑总面积为78 840 m2，人员初步定为2 500人。校区分为办公、教学、会议、体育中心、食堂、学生公寓、教师公寓等多组建筑，多层与高层结合，最高单体为公寓组团，层数为11层，建筑高度为44 m。

2.2 构建海绵城市规划控制目标

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。各地低影响开发雨水系统构建可选择径流总量控制作为首要的规划控制目标[3]。径流总量控制途径包括：雨水的下渗减排和直接集蓄利用。本案例把雨水直接集蓄利用作为落实径流总量控制目标的一部分。

2.3 用水量计算

该校区的水源来自市政供水管网，使用人数按2 500人计，建筑用水定额和综合用水量计算结果见表1和表2。

最高日用水总量=用水定额×人数=(20×2 500+40×100+35×2 400+120×2 500+90×2 500)/1 000=663 m3/d。

年用水总量=日用水总量×天数=675×270=179 010 m3/年。

2.4 雨水系统规划

雨水是自然界中非常优质的淡水资源，COD和SS的含量比较低，水质污染较少。一般情况下，用物化的方法处理后就可以再利用。混合雨水的收集不需要增加集水管道的投资，可利用原有的雨水排水管道，雨水收集井中需加设挡水墙等改造措施，且雨水排水管的末端要设置雨水调蓄构筑物。

表1 建筑用水定额

表2 项目综合用水量计算结果

马鞍山市位于安徽省东南部，地处长江下游南岸，在中国气候区划中，位于北亚热带湿润季风气候区，主要气候特点是：季风明显、四季分明、气候温和、雨量适中、梅雨显著、夏雨集中、光照充足、无霜期长。

综上分析，通过设置雨水收集利用系统，雨水可以就近利用，减少了管网的排水压力，具有一定的经济性和可行性。雨水通过排水管网进行收集利用，雨水储水池体积设计为150 m3。雨水储水池布置在3号教学楼的西南侧。在3号教学楼的西南侧的雨水储水池主要收集教师公寓、3号公寓、学术会议中心、实验楼、3号教学楼屋面雨水和其道路雨水。收集的雨水处理达标后基本能满足室外绿化浇灌、道路冲洗和景观用水。雨水收集利用系统流程见图1。

2.5 给排水设计

给排水设计是绿色建筑水系统规划中的主要组成。本项目为充分利用现有市政管网水压，降低运行费用，该地块采用分区供水方式，具体分区如下：1层～4层采用市政管网直接供水；5层及5层以上采用变频泵恒压后供水。排水方式：室内采用污、废合流，室外采用雨、污分流。生活污水经建筑物室外设置的砖砌化粪池初处理后，排至区内的污水管网。因为化学实验室废水的成分比较复杂，含有较多的酸、碱、盐等的物质，故其废水需要设置中和池进行中和处理，单独进行排放。

3 工程效果分析

本项目采用雨水蓄水池收集雨水，回收的雨水用来绿化浇灌和道路冲洗，在一定程度上减轻了对市政管网的冲击，也非常符合建设“海绵城市”的理念，通过雨水直接集蓄达到了径流总量控制目标。在改善校区生态环境的同时，每年减少雨水外排量4 621 m3。另外实验室的废水采用中和池进行处理后再排放到市政管网，也进一步减少了对环境的污染，达到保护环境的目的。

4 结语

通过对马鞍山二中项目的水系统规划，可以从中总结出一般建筑小区的水系统规划的一些经验。小区绿色建筑水系统规划的建设，核心在于可持续发展，非传统利用和开发是关键。小区水系统规划建设，最好根据当地水资源、气候特点等客观环境状况进行系统规划，在明确水系统概念、水系统组成的基础上，理清小区建筑水系统规划思路，充分掌握非传统水源收集利用技术要点。通过小区水系统规划建设，尽最大可能节约、收集、循环利用水资源，提高水资源循环利用率，减少市政供水量和污水排放量，减少对环境的污染，使小区水系统建设在节水规划、提高用水效率、雨污水综合利用等方面达到绿色建筑评价指标的要求，有利于“海绵城市”建设的实施。

[1] 仇保兴.海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J].给水排水,2015(3):1-7.

[2] 丁庆玉.海绵城市建设模式研究[A].2016年1月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].2016.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.关于印发《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》的通知(建城函[2014]275号)[Z].2014.

[4] 俞孔坚,李迪华.城市景观之路——与市长们交流[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[5] 董哲仁,李文奇,孙东亚.河流生态修复[M].北京:中国水利水电出版社,2013.

[6] 杨 阳,林广思.海绵城市概念与思想[J].南方建筑,2015(3):59-64.

The regional water system planning based on sponge city concept

Zhang Lei1Huang Zhijia1Qian Yi2

(1.ArchitectureEngineeringSchool,AnhuiUniversityofTechnology,Ma’anshan243032,China;2.JilinJianzhuUniversity,Changchun130021,China)

Taking the water system planning of second Ma’anshan campus as an example, combining with the sponge city concept, this paper built the city sponge control objectives, elaborated the overall planning and design scheme of the project water system, pointed out that the project using rainwater infiltration, rainwater recycling and other technology methods, made rainwater storage tanks collected rainwater to greening sprinkling irrigation and road flushing, improved the water use efficiency, reduced the municipal water supply and area sewage emissions.

sponge city, green building, water system, rainwater

1009-6825(2017)01-0142-02

2016-10-30

张 磊(1992- )，男，在读硕士； 黄志甲(1963- )，男，教授

TU991.1

A