浅谈武定县海绵城市

曾宇

摘要： 该文介绍了武定县建设海绵城市中雨水生态调蓄池的设计方案，首先介绍了项目的概况与雨水调蓄池的设计目标，根据目标建立数学模型进行雨水调蓄池的计算，确定调蓄池容积及工艺流程，并对调蓄池平面、高程、池底防渗、驳岸、进出口及绿化如何设计，总结了一些经验。

Abstract： This paper introduces the design scheme of the construction of city ecological rainwater storage tanks in Wuding county. Firstly， it introduces the general situation of the project and design goal， and according to the goal to establish a mathematical model for calculating the rainwater storage tank， determines storage tank volume and the process flow. And it has summed up some experiences about how to design the reservoir plane， elevation， bottom seepage， revetment， the export and import as well as green.

关键词： 武定县；海绵城市；雨水调蓄池；设计

Key words： Wuding County；sponge city；rainwater storage tank；design

中图分类号：TL353+.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）14-0198-03

0 引言

武定县在建设北部新城过程中，需要融入海绵城市的先进理念；在解决片区开发硬化后雨水径流洪峰问题及初期雨水污染问题的同时打造片区相应生态景观；这便是建设雨水调蓄池设计的初衷。如何在低影响开发的前提下建设生态的具有一定景观功能的雨水调蓄池在当今国内城市建设中并不多见，本文通过项目实践设计，提供了一些低影响开发条件下生态雨水调蓄池的设计思路和计算方法，并对相关关键性节点如何处理做了介绍。

1 项目概况

武定县位于云南省的中部，楚雄州的东北部，东邻昆明市禄劝县，南与禄丰、富民毗邻，西与元谋接壤，北与四川会理县金沙江相望，全县国土面积3322km2。

武定县按照政府主导规划，通过实施市政基础建设使土地增值，高标准建设县城北片區。该片区的建设使县城从现有的3.8km2基础上扩大3km2，达6.8km2。区域范围内涉及8条道路和2条村庄进出口通道及一条河道与一座雨水调蓄池。雨水调蓄池属于海绵城市的一个部分，对片区径流雨水进行吸纳，蓄渗和缓释，能有效控制雨水径流，对初期雨水的净化也有一定作用。

新建雨水调蓄池位于北城大道以东，滨河路以西，乌龙河以北，武禅路以南规划区域范围之内，总占地约33.177亩，现状多为耕地与荒地。（见图1）现状地坪标高为1708～1709.5m，在1707.0m以上为耕作土：主要由灰褐色粘性土及少量植物根系组成，结构松散，稍湿。耕土之下3m左右为粉质黏土：灰褐色，褐红色，硬塑状态，稍湿，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等，局部含5～10%砾石。

2 设计方案

2.1 设计目标

雨水调蓄池是城市低影响开发技术的一种终端措施，其通过雨水入渗调控和地表径流调控，实现雨水的资源化，可使水文循环向着有利于城市生态的方向发展。将雨水调蓄池这种绿色雨水基础设施应用于城市雨水管理，可实现削减污染保护环境、促进雨水资源利用、削减城市地表径流、美化景观人文环境、培养公众环保意识等多重功能，是生态、和谐、科学发展理念的生动体现。雨水调蓄池的功能具体体现如下：①净化初期雨水。②用于削减城市地表径流的峰值流量。③旱季蓄水再利用。④提高城市的景观、生态环境。

2.2 计算过程

当用于削减峰值流量时，雨水调蓄设施的调蓄量应根据内涝防治设计重现期标准和地区径流量控制标准的要求，通过比较雨水调蓄工程上下游的流量过程线，采用下列数学模型确定：

V=？蘩■■[Qi（t）-Qo（t）]dt

式中：

V——调蓄量或调蓄池有效容积（m3）；

Qi——调蓄设施上游设计流量（m3/s）；本调蓄池汇水面积约为：55hm2，按2年一遇重现期计算；

Qo——调蓄设施下游设计流量（m3/s）；下游出口流量拟按双排d600管道满流进行假定，排水坡度0.005；

T——降雨历时（min）。

根据计算，得出V=15660m3。

2.3 工艺流程

雨水调蓄池工艺流程为：市政管网—进水（设置细格栅条）—缓冲沉淀池—平流式潜流湿地—调蓄池—出水—乌龙河。雨水调蓄池设计考虑三段式设计，第一段为缓冲沉淀池，主要功能为削减初期径流雨水动能，沉淀消减SS；第二段为平流式潜流湿地，通过碎石填料与植物根茎的净化作用消减初期雨水中的污染物；第三段为调蓄区，主要功能为消减洪峰调蓄并兼顾景观功能。

2.4 调蓄池平面设计

调蓄池布置于武定县武禅路、北城大道、乌龙河与滨河路边界范围内，正常水面面积为13969m2，池底面积为12057m2。第一段为缓冲沉淀区，水面面积为1400m2，有效水深为1.0-1.5m；第二段为平流潜流湿地，水面面积3927m2，有效水深1.0-1.5m；第三段为调蓄区，水面面积为8642m2，有效水深1.5-1.8m。调蓄池有效容积为23540m3。平面布置，结合道路与河道平面规划，最大化设置水面面积，合理衔接调蓄池与周边道路及河道边界。利用规划边界面积，考虑曲折绕行布置，增加调蓄池内水力停留时间。

拟建调蓄池设计容积为23540m3，计算调蓄池需要最小容积为15660m3；23540m3>15660m3，满足容积要求。

2.5 调蓄池竖向设计

竖向控制因素主要为：市政进水雨水管道标高、乌龙河河底标高、乌龙河水位标高控制。本次设计主轴线纵断高程控制为：市政管网—进水—缓冲沉淀池（0.003坡度控制）—平流式潜流湿地（0.003控制）—调蓄池（低于潜流湿地0.3m，平坡）—出水—乌龙河。调蓄池高程设计尽量平缓自然，避免折角棱角出现。（见图2）

2.6 进水口消能设计

进水由武禅路d1650管道提供，雨水进入调蓄池考虑设置八字型出口。出水口端布置钢筋混凝土仿木桩，桩径为Φ290-Φ310mm之间，小端制成30cm长的尖头，桩长2-2.5m；利用挖机铲背贯入设计地面至持力层。仿木桩地上高度控制在60cm左右。仿木桩贯入之后，考虑60cm的手摆换填片石，片石体积不大于30cm×30cm。

2.7 出水口水位控制设计

出水口设计考虑分高程出水，按高、中、低三种高度分级。最低級为放空管道，作用是排空调蓄池内水体，最低级双排d600管底标高；第二级为常水位控制出口；第三级为最高水位控制出口。

2.8 驳岸设计

考虑两种形式的驳岸设计，驳岸A为三维生态护坡袋驳岸，驳岸B为自然放坡驳岸，驳岸A考虑设置在坡比小于1：1.5情况下采用，驳岸B为自然放坡，坡比不小于1：2.5，结合现场不同情况，周边地形进行放坡。

①三维生态护坡是集土木工程结构、绿化、环保、节能降耗于一体，由具备特殊功能及特定技术参数要求的组件构成。组件主要包括：生态袋、扎口带、缝袋线及满足多向排水功能与强度要求的网肋型联结扣等。

②生态袋：以聚丙烯为主要原料，具有抗紫外线、抗酸碱盐、抗微生物侵蚀、透水不透土等功能。采用无纺针刺工艺经单面烧结制成，袋体材料不含对环境有危害性影响的联苯胺等23种禁用的可分解芳香胺成分；生态袋材料质量≥100g/m2，对植物非常友善，植物根茎能自由穿透袋体快速生长。

2.9 池底防渗设计

池底防渗做法分三段，以潜流湿地进出水挡墙为界进行划分，分为沉淀池防渗、潜流湿地防渗、主调蓄池防渗。

根据表1内容比选分析，结合武定实际情况，选定调蓄池池底防渗做法。

①沉淀池防渗自上而下做法为：

卵砾石30cm；HDPE土工膜；厚粗砂10cm；黏土夯实80cm（压实度93%）。

②潜流湿地防渗自上而下做法为：

HDPE土工膜；厚粗砂10cm；黏土夯实80cm（压实度93%）。

③主调蓄池防渗自上而下做法为：

卵砾石30cm；厚粗砂10cm；黏土夯实80cm（压实度93%）。

2.10 植物选择

植物设计充分考虑其四维特点，即景随四季，四季有景。依据片区的景观格局分布，植物配置划分为色叶植物区、观花植物区、香花植物区、水生植物区等。在主入口处以色叶植物为主，入口广场景观在季节的转换中形成时空的律动。水生植物区与自然融合，在潜流湿地去采用彩色水生植物形成斑斓的花带，展现喧嚣城市中一座“静谧花园”的主题。

①基调树种：香樟、水杉、鸡嗉子、枫香；

②骨干树种：四季桂、蓝花楹、乌桕、二乔玉兰、紫薇；

③灌木及地被：大花美人蕉、红叶石楠、紫鸭跖草；

④水生植物：蒲苇、水生美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、再力花。

3 结束语

武定雨水调蓄池的设计，是海绵城市建设的一种体现，亦属于海绵城市的一个内容。它能够一定限度地消减径流，提高片区排水能力，同时还能改善初期径流雨水的污染。因此，片区雨水调蓄池实施是十分必要的。通过武定县城生态雨水调蓄池的建设，就像片区建设的一块海绵，能吸水、滞水、净水也能排水。

参考文献：

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