《天津市海绵城市建设技术导则》要点应用解析

根据城市排水现状，天津市计划打造“海绵城市”两大试点将于2019年建成，天津市的雨水资源利用已经逐步发展起来。根据天津市海绵城市的发展，编写了《天津市海绵城市建设技术导则》，制定了海绵城市设计主要控制参数。导则中解析了多种技术措施，用来对设计参数进行调整，使新建工程的年径流总量控制率、径流污染控制率、综合径流系数等满足海绵城市的规定。如增加下凹式绿地和渗透设置，降低年径流总量控制率；通过更改下垫面层的类型，改变新建工程综合径流系数；在建设中采取初期雨水收集处理，在合流制地区增设调蓄池，对雨水进行处理，加强管道养护措施等降低年径流污染控制率（SS）总量去除率。

下边结合实际工程案例对上述技术措施运用到海绵城市中进行详细的计算分析。

1 工程概况

翠涛道位于天津市北辰区，修筑范围是均富路—宏园路，全长0.7 km。翠涛道规划道路红线宽度为16 m，规划路断面、设计路断面均为3 m+10 m+3 m，翠涛道规划两侧有10 m绿化带，按设计断面实施。道路沿线场地地势总体较平坦。

工程建设用地面积25 200 m2，其中沥青路面面积7 000 m2，占总用地面积的27.8%；人行道硬质铺装面积4 200 m2，占总用地面积的16.7%；市政绿地面积14 000 m2，占总用地面积的55.5%。

2 现状分析

2.1 综合径流系数

根据《天津市海绵城市建设技术导则》，确定不同汇水面径流系数，见表1。

表1 汇水面径流系数

根据表1计算求出设施建设前本项目综合径流系数=0.9×27.8%+0.6×16.7%+0.15×55.5%=0.43。

2.2 竖向排水条件

绿化侧分带等均采用下凹式绿地，机动车道雨水通过设置在侧分带内的收水井排入雨水管道。人行道标高高于车行道，人行道采用1%坡向绿化带，车行道采用1.5%坡向道路两侧收水井，同时根据纵向排水需求设置0.22%～0.110%的纵坡。

2.3 土壤和地下水条件

根据勘察报告，翠涛道浅部地层土渗透系数建议值及渗透性见表2。

勘察期间测得场地地下潜水水位：初见水埋深1.60～1.70 m，标高－0.30～0.20 m；稳定水位深1.40～1.70 m，标高－0.10～0.69 m。

表2 地基土渗透系数及渗透性

3 海绵设施设计总体方案

鉴于本区域尚无海绵城市规划，规划指标结合《天津市海绵城市建设技术导则》以及周边区域海绵城市的建设标准确定。

天津地区年径流总量控制率75%～85%，本区域取年径流总量控制率为80%，根据《天津市海绵城市建设技术导则》中年径流总量控制率与设计降雨量之间的关系，确定相对应降雨量为30.4 mm。见表3。

表3 年径流总量控制率对应的设计降雨量值

《天津市海绵城市建设技术导则》对于年径流污染控制率（SS）总量去除率的规定：新建、改建区域（项目）年径流污染控制率宜＞40%。考虑道路工程的特殊性，本区域道路工程年径流污染控制率（SS）总量去除率≥40%，径流系数控制目标≤0.65。

1）透水铺装。《天津市海绵城市建设技术导则》规定，城镇道路人行道应采用透水铺装，透水铺装率不应低于70%。本工程人行道面积4 200 m2，均采用透水铺装。采用透水铺装后汇翠涛道综合径流系数=0.9×27.8%+0.2×16.7%+0.15×55.5%=0.37，满足《天津市海绵城市建设技术导则》径流系数控制目标≤0.65规定。

2）下凹式绿地。人行道路面层排水已设计排水坡度1.5%，通过道路表面径流的方式进入绿化带，绿化带内绿地整体下降20 cm对雨水进行有效滞蓄。绿地内设置溢流井，雨水通过溢流井排入市政雨水管道，溢流井顶部标高低于人行道标高5 cm。下凹式绿地宽度以满足径流控制为宜。

下凹式绿地选用《天津市海绵城市建设技术导则》附录C中规定的耐短期水淹的天津市本地树种。

3）截污型雨水口。采用环保型雨水口。

4）绿化排盐设计。在遵循海绵设计的前提下实施。

以上几种技术措施结合的排水方案形式：

1）人行道雨水径流→下凹式绿地→溢流井溢流→市政雨水管道；

2）人行道雨水径流→沿透水铺装下渗→市政雨水管道；

3）车行道雨水径流→环保型雨水口→市政雨水管道。

4 雨水径流计算

4.1 径流总量控制计算

场地需要控制的径流总量

式中：V——需要控制的径流总量，m3；

Ψzc——雨量径流系数，与综合径流系数相同；

hy——年径流总量控制率目标下对应的日降雨量，取30.4 mm；

F——汇水面积，hm2。

本工程径流控制总量V=10×0.37×30.4×2.52=283.45（m3），应设最小调蓄容积为 1.05V=1.05×283.45=297.62（m3）。

4.2 径流污染控制计算

环保型雨水口对污染物有较强的去除效果，其去除率按照70%选取。透水砖铺装污染物去除率（以SS计算）为80%～90%，本工程按照80%选取，下凹式绿地具有一定的生物滞留作用，污染物去除率为70%～95%，本工程按照70%选取。

年径流污染控制率（SS）总量去除率=年径流总量控制率×低影响开发设施对SS的平均去除率=80%×（70%×27.8%+80%×16.7%+70%×55.5%）=57.4%。

《天津市海绵城市建设技术导则》对雨水径流污水控制规定为年径流污染控制率（SS）总量去除率应≥40%，本工程满足规定。

4.3 有效滞蓄水量

本工程绿化带面积14 000 m2，采用下凹式绿地滞蓄人行道雨水，有效水深按照溢流口以下深度计，下凹式绿地的滞蓄容积V3=14 000×0.15=2 100（m3）。

4.4 计算结论

经计算，本工程径流雨水总量Ve=V3=2 100 m3＞297.62 m3。鉴于绿地面积远大于其所需调蓄容积，下凹式绿地在绿地内所占的比例＞14.2%即可满足规定，单侧绿化带长度为700 m，推算出下凹式绿地宽度≮3 m即能够满足规定，按3 m计算。

4.5 排水分区径流计算校核

根据道路纵坡以及地势划分为三个排水分区。

1）分区一。道路长度210 m；汇水面积7 560 m2，其中，车行道面积2 100 m2，人行道面积1 260 m2，绿化带面积4 200 m2。方案实施后，应设调蓄容积89.28 m3，实设调蓄容积94.5 m3，满足径流总量控制目标。年径流污染控制率（SS）总量去除率57.4%，满足年径流污染控制率（SS）总量去除率应≥40%的规定。

2）分区二。道路长度272 m；汇水面积9 792 m2，其中，车行道面积2 720 m2，人行道面积1 632 m2，绿化带面积5 440 m2。方案实施后，应设调蓄容积115.65 m3，实设调蓄容积122.4 m3，满足径流总量控制目标。年径流污染控制率（SS）总量去除率57.4%，满足年径流污染控制率（SS）总量去除率应≥40%的规定。

3）分区三。道路长度263 m；汇水面积为9 468 m2，其中，车行道面积 2 630 m2，人行道面积 1 578 m2，绿化带面积5 260 m2。方案实施后，综应设调蓄容积111.83 m3，实设调蓄容积118.35 m3，满足径流总量控制目标。年径流污染控制率（SS）总量去除率57.4%，满足年径流污染控制率（SS）总量去除率≥40%的规定。

5 结论

根据《天津市海绵城市建设技术导则》对宜兴埠翠涛道进行海绵城市设计，改变了排水管网原本简单的排水形式，以雨水径流控制为手段，采取从末端治理到全过程治理的综合手段，系统的解决排水问题并能够获得好的环境效益和社会效益。