海绵城市设计要点实践研究

刘明

（中铁十一局集团房地产开发有限公司）

1 海绵城市概念

海绵城市是指城市像海绵一样，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。建设海绵城市，主要是通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的净化、利用等功能，维持或恢复城市的海绵功能[1]。我国“海绵城市”的建设系统称为低影响开发雨水系统，即城市在开发建设时要最大化的减轻对城市生态系统的影响，从国家整体上调蓄干旱与内涝并存的矛盾，将城市基建系统进行整合，从城市规划层面出发，整合给排水、园林绿化、交通规划，从而实现雨水的利用系统[2]。

2 项目用地现状及规模

2.1 项目用地现状

项目总用地面积21 940.8m2，东侧紧邻城市主干道，道路宽度60m，南侧临城市支路，道路宽度30m，北侧为一处家具厂，西侧为已建成住宅小区。上位城市总体规划中，地块东侧城市主干道一侧由北向南控制一条20m宽的绿化带，属性界定为G1城市公园绿地。

地形起伏较大，地面标高在26.92m～31.68m，相对高差约4.76m。项目周边具有完善的排水管网系统。

2.2 项目建设规模

项目为2栋22层办公塔楼（含1层商业裙房），建筑高度99.8m，1栋6层办公楼（含2层商业街裙房），建筑高度30.1m。总建筑面积74 246.77m2，其中计容建筑面积57 075.74m2，容积率2.6。修建性详细规划总平面图见图1。

3 项目海绵城市设计

3.1 项目海绵城市设计完成值

采用SWMM对项目地块连续降雨量进行动态模拟分析，对标设计目标取值，进行低影响开发雨水系统的构建，项目年径流总量控制率为71%，峰值径流系数0.61，面源污染消减率为77%，可渗透硬化地面占比44.26%，下沉式绿地率33%，雨水管网设计暴雨重现期3a。

3.2 下垫面分类设计

图1 修建性详细规划总平面图

下垫面主要分为建筑屋面、路面及铺装、绿地、水面四类。在下垫面分类布局设计过程中，满足《武汉市海绵城市规划技术导则》的设计目标中各项强制性要求（年径流总量控制率、峰值径流系数、面源污染消减率等），根据项目修建性详细规划总平面图中的交通流线设计、消防通道及登高面布局、绿化园林用地布局及地下室范围，分析各类型功能的覆土厚度、路基承载力、防水工程等要求，合理进行下垫面的分类及布局。

项目容积率较高，场地空间局促，为满足场地交通流线、消防疏散要求，有车行功能的下垫面为混凝土或沥青路面及广场和大块石等铺砌路面及广场共6071m2，植草类透水铺装和非植草类透水铺装4800m2，建筑屋面主要是硬屋面、未铺石子的平屋面共5285m2。根据地勘报告，本项目海绵设施设置范围内场地覆土从上往下主要为人工填土（渗透系数5.0×10m/s）和粉质黏土（渗透系数5.0×1010m/s），场地渗透能力较好，可用于海绵设施下垫面改造。

3.3 海绵设施分布设计

海绵设施主要类型为透水铺砖、下沉式绿地、绿色屋顶及雨水罐等。根据各类海绵设施的适用特点，综合考虑项目开发建设成本、园林景观设计、场地坡向及覆土等因素，合理进行海绵设施的选型及布局设计。

透水铺装主要用于广场铺地以及车行铺装，使用植草砖等形式，实现雨水的渗透。但其设置在地下车库上部时，需要有覆土600mm～700mm。下沉式绿地具有雨水的渗透储存及生态净化作用，其造价及维护成本低，但大面积设置时景观效果不好。绿色屋顶在现代建筑中普遍存在，可结合平台的使用打造公共休闲空间，但是其对屋顶的荷载及防水要求较高，造价及后期维护成本高。

本项目出于对开发建设成本的考虑，未采用绿色屋顶的设计，同时合理利用地块东侧退让20m城市绿化带，结合景观设计，布置深度为150mm的下沉式绿地，总蓄水容积306.5m3。

3.4 场地竖向及径流路径设计

场地竖向及径流路径的设计能够组织场地雨水，引导其经海绵设施进行滞留、渗透、净化、蓄存，溢流后外排进入市政排水管网。在设计过程中，需要综合考虑场地标高现状，场地周边市政排水管网的分布及海绵设施的布局等因素，系统化的设计场地竖向及径流路径。

根据项目用地高差现状，合理平衡土方及管道施工量，北侧场地标高28.80m，南侧场地标高27.45m，道路坡度1.2%，场地径流方向由北向南，由海绵设施处理后外排。内部道路径流优先由两侧绿化溢流后汇入雨水管道，接入场地南侧市政道路雨水管道。项目地下室范围大，海绵设施布置在地下室顶板上，因此设置虹吸排水板系统，同时在下沉式绿地下方设置排水盲管，下沉式绿地内均设有溢流雨水口，用于收集超过其调蓄体积的雨水，并通过雨水管排至现状雨水检查井。

4 部分海绵设施构造及适用性分析

4.1 透水铺装

透水铺装根据材料的不同，分为砖、沥青、水泥混凝土等形式，包括绿化设计中使用的植草砖、碎石路面。设施构造见图2。

透水铺装中砖、水泥形式的可用于广场硬质铺装中，地面荷载不高。沥青混凝土形式的适用于车行路面，承载力强。设置在地下车库顶部时，需要覆土600mm～700mm以上，设置透水基层。

4.2 绿色屋顶

绿色屋顶设置在建筑物顶部或裙房顶部，进行绿化景观设计，可形成建筑休闲开敞空间。根据选用植物的不同，建筑顶板上的覆土厚度200mm～600mm不等。

绿色屋顶的设置对建筑屋顶的结构荷载及防水有较高的要求，防水层上设置保护层及排水层，屋顶一般为平屋顶。绿色屋顶的植物层可以有效进行雨水截污处理。

4.3 下沉式绿地

图2 透水铺装设施构造图

图3 下沉式绿地设施构造图

下沉式绿地指设置在人行道路两侧及车行道路中部的绿地，其低于路面标高200mm左右，可形成小范围的生态湿地，截留并净化雨水。设施构造见图3。

下沉式绿地可用于在城市的道路及园林景观中，在两侧砌筑部分打开雨水口，有利于道路雨水的集蓄。其建设及维护成本较低。

5 结语

①通过低影响开发雨水系统的构建能够控制径流污染，径流雨水水质可以得到明显改善，保护城市水系生态环境；

②通过海绵城市设计，可在一定程度上减少或避免混凝土雨水管道的使用，节省材料生产、运输、安装和运维的费用，大大减少排水管道的建设和钢筋混凝土水池的工程量；

③在海绵城市设计中合理利用植草沟、下沉绿地、透水铺砖等海绵设施进行径流雨水渗透、储存、转输与净化，实现径流总量减排、内涝防治、径流污染、雨水资源化利用等多重目标，并通过人工土壤渗滤等循环净化等设施保障景观灌溉、保洁等用水，实现雨水资源的循环利用。