海绵城市在工业园区设计管理中运用分析

陆婷婷

上海临港新片区航空产业发展有限公司 上海 201308

城市整体的雨水利用系统跟不上城市化的发展进程，逐渐呈现出排水效果不好的现象，这也是导致城市路面出现塌陷，逢雨必涝的原因之一。海绵城市理念，即构建低影响开发雨水系统，主要是指“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持活恢复城市的海绵功能。

1 海绵城市在工业园区设计管理工作中所面临难点

工业是一座城市中非常重要的产业支柱，所以工业用地的布局量十分庞大。工业园区是城市建设用地中非常重要的组成部分，同时也是实现海绵城市建设工作中必不可少的重要载体，也体现出了绿地率低、厂房密度高、建筑屋面较多等较为突出的特点。故在海绵城市的建设过程中，需要针对工业园区提出具有可行性的设计管理方案，是现阶段我国建设海绵城市的主要难点。从海绵城市建设工作的视角进行分析，工业园区聚集了非常多的不利于海绵城市的建设工作，这也是海绵城市建设工作难以顺利开展的重要因素之一。通常情况下，工业园区具有整体占地面积较大，综合径流系数较高，雨水的径流量较大，工业园区中建筑屋面较多，可以进行实施设计的空间较小，整体的绿地率较低，其中雨水花园等生物滞留的设施实施条件不足；工业园区的铺装面积较小，同时园区的内部道路需要承载较大重量的大型货车，对于整体的荷载要求标准较高，园区内部可以用于铺设透水铺装的空间区域十分有限。这个非常不利的条件使得建设海绵城市工作的开展十分的艰难，对于既有园区进行设计工作更是难上加难[1]。

2 海绵城市在工业园区设计管理中遵循的原则理念及项目实际操作分析

上海市临港新片区一谷一园标准厂房项目，位于上海市浦东新区祝桥镇机场南综合保税区内，东至A04-12绿化带，西至浩宇路，南至A04-16绿化带，北至A04-05地块。建设基地面积110988.6m2，建筑工程性质为标准厂房、工业研发及相关配套设施。总建筑面积为127563m2，其中地上建筑面积109068m2，地下建筑面积18495m2，建筑容积率0.98，绿地率15.05%。

本项目属于新建项目，参考《上海市海绵城市建设技术导则（试行）》和《上海市海绵城市建设指标体系（试行）》，根据《上海市国有建设用地使用权招拍挂出让水务部门征询单（工业用地）》，结合《临港地区海绵城市建设指标管控实施细则（试行）》，确定本项目经过海绵城市建设后应满足如下要求：1，年径流总量控制率≥50%的控制目标，采用惠南站数据，对应设计降雨量9.96mm；2，年径流污染控制率40%（以SS计）。

项目的海绵城市方案设计在实际操作过程中，对于项目园区进行系统性分析，将园区视为一个整体，需要对园区中内部道路的实际情况制定出合理的海绵设计，对于海绵城市建设工作的可行性进行全面的预估，在必要时可以在园区内部的建设下凹式绿地或末端雨水调蓄设施，使得整个工业园区可以达到海绵城市控制目标标准要求[2]。

2.1 项目主要可遵循以下原则

（1）生态优先原则。将自然途径与人工措施相结合，在确保排水防涝安全的前提下，最大限度实现场地雨水的滞蓄、渗透和净化，构建城市海绵体，实现海绵城市建设的控制目标。

（2）技术合理原则。充分地发挥出自然生态功能以及人工干预功能的优势作用，对于工业园区内的绿色雨水设施进行优先使用。充分的发挥出植物的净化性能，以此减少工业场地中的径流污染程度。优先选择的建设成本，更加便于维护以及运营的技术措施以及材料，利用适宜的海绵城市建设工作，优化园区内部的植物合理的配置情况，以此有效地降低建设工作的成本维护[3]。充分考虑场地周边的排水设施和排水条件，合理规划径流排放路径和设置雨水基础设施，从而提高场地对雨水径流的控制能力。

（3）经济合理原则。在有效地保障工业园区的场地径流总量以及污染得到有效控制的基础之上，加强对景观效果的重视，对工厂的布局设施进行优化，从而提升景观的设计工作，以此实现环境、经济以及社会综合效益的最大化。除此之外还需要充分地结合业主的需求标准对工业园区内部的景观环境进行有效的提升[4]。在保证方案满足相关技术要求和设计目标的基础上，尽可能降低建设成本，节省运行和维护费用，保证方案的经济合理性。

本项目根据水务批复将基地雨水分为东西两侧排水，西侧基地雨水排水参与控制目标核算和分析，由下凹绿地及雨水调蓄池进行调蓄，西侧基地屋面雨水较为清洁，采用内排水系统，收集后接入西侧雨水管网。东侧道路雨水接入下凹绿地和道路环保雨水口进行净化后排入河道。

2.2 海绵城市设计方案实操分析

2.2.1 下垫面分析

本项目总用地面积110988.6m2，其中根据水务批复，东侧地块面积排水接入河道，不参与汇水计算及控制参数分析，根据《室外排水设计标准》（GB 50014-2021）和《海绵城市建设技术指南（试行）》，取各下垫面的径流系数，可以计算出本工程下垫面综合径流系数0.74，对应计算出本地块需控制与水量为532.1m³。

2.2.2 汇水分区及径流排水

综合分析项目总平面图及给排水管线布置方案，依据道路和铺装阻隔及雨水管线布置等，划分每个海绵设施服务范围，即汇水分区，并根据每个分区实际的下垫面情况并进行汇流及海绵城市设计，本项目共划分11个汇水分区，每个分区都是一个独立的目标核算单元。

项目雨水径流排水方向地块东侧雨水汇集后排入河道，西侧通过末端处理后排入西侧市政管网。下凹绿地设置于道路周边，道路标高高于下凹绿地标高，道路周边设置平缘石，道路雨水可就近排水附近绿色雨水储水设置，下凹绿地中雨水蓄存达到溢流水位，由下凹绿地内溢流口排放至周边雨水管网。

2.2.3 目标径流控制量计算

结合场地的景观设计，将无法原地渗透和截留的雨水径流通过场地内具有调蓄功能的海绵设施进行总量控制，根据海绵设计导则的计算方法，确定各汇水分区的设计调蓄容积。

2.2.4 海绵设施布置

本项目使用的海绵设施主要有透水铺装、下凹绿地及雨水调蓄池。其中，具有雨水调蓄功能的海绵设施为下凹绿地及雨水调蓄池。本项目下凹绿地的蓄水层深度设计为0.075m，考虑下凹绿地下渗系数及综合系数，按照0.10m3/m2计算。根据各分区径流控制的需求合理设置海绵设施：

1）屋顶及硬质地面等无法接入绿色调蓄设施的，雨水接入雨水管网，由末端雨水调蓄池进行调蓄。

2）工业生产区域和研区域分别设置雨水调蓄池，根据项目场地情况，生产区域设置埋地式雨水调蓄池，研发区域设置地下室雨水调蓄池。

3）工业生产区域水池容积为294吨，其中有效容积280吨为调蓄容积。

4）研发区域水池容积为280吨，其中150吨为调蓄容积。

5）本项目雨水调蓄池调蓄超径流控制率的雨水，同时储存雨水回用系统原水，设计取地面绿化用水2.0L/(m2·次)，道路冲洗用水定额取2.0L/(m2·次)，最高日回用水量为90m3/d。

6）雨水蓄水池设置雨水调蓄水位和回用水位，保证调蓄部分和回用部分容积。同时综合考虑其调蓄及运行状态，若连续下雨，草地及道路无浇洒需求，雨水调蓄池需及时排空，保证第二天可发挥调蓄功能，雨水调蓄池排空泵按照24h考虑。

2.2.5 控制目标达标分析

结合项目实际情况及相关设计规范和水务部门要求，控制年径流污染控制率≥40%的要求。

3 海绵城市在工业园区设计管理中的运用

3.1 对工业园区的基础情况进行全面的分析

通常情况下，工厂园区的整体面积较大，一般的建筑布局较为紧凑、基础设施比较薄弱，布局的合理性较差，城市建设还需要对雨水径流、面源污染的问题较为突出。与此同时，存在多处地面的铺装破损较多，甚至还会出现部分区域杂草丛生、屋顶的景观较为单一，整体的工厂景观生态性以及功能性较差，工业园区的景观品质还需要得到进一步的提升。所以需要对工业园区进行海绵理念的合理设计，这样不仅可以有效地解决水涝以及污染的问题，还可以进一步的提升工业园区的景观品质。

3.2 总体的设计方案

对工业园区进行综合性全面的考量，根据相应的规划设计要求，对园区的地下水位以及土壤渗水的实际情况进行深入的分析，进一步确定径流总量，将其总量控制在设计目标的50%左右。根据相关规范及政策，将园区实际的年径流总量的控制率进行有效的提升，通过选择适宜的绿色屋顶、透水铺装以及下凹式绿地等，利用低影响开发设施有效地提升园区的径流控制率，对工业园区的径流污染现象进行有效的控制。一般情况下，需要将工业园区的海绵城市建设工作分为不同区域，将其进行有机融合，通过不同区域的实际数据制定出针对此工业园区的方案目标，与此同时利用径流传输工作对工业园区中的绿地空间进行充分的运用，想要有效地实现年径流总量以及污染控制目标，制定出有效的设计管理方案。

首先，要全面分析工业园区内部的实际建设状态。根据工厂园区的地势、地形资料以及相关的影像资料，对园区的下垫面组成情况进行全面的分析，与此同时结合相关规范，按照不同区域的划分中下垫面之中可以进行设计的建筑屋面、硬质的铺装以及绿地的面积进行有效的确定，以此为海绵设计的方案奠定良好的基础。

其次，就是对海绵设计规划工作进行有效的比较。根据项目本身，出具高低两个不同强度做出不同选择方案，首先就是针对高强度制定相应的设计方案，主要是针对工业园区中的建筑屋面以及生物滞留进行全面的设计，对园区内的排水组织制定有效的规划。对适宜合理的强度制定相应的设计方案，根据以往其他城市的海绵城市建设工作的经验，对工业园区的绿地以及生物滞留设施进行深入的探索。对高低两种方案得到的实际数据进行比较，筛选更优于现场实际情况的方案，考虑其可实施性、落地性、造价情况进行综合分析，

最后，就是对工厂的整体达标情况进行全面的评估。除去工业园区中的堆场之外，园区之中还有一部分的内部道路以及下沉广场，其中内部道路也是径流以及污染产生的主要场所之一。需要根据工业园区内部道路断面以及周围的绿地的分布情况，对于工业园区内部的各项道路的年径流总量进行合理的控制，将径流的污染控制情况进行有效的提升。

3.3 详细地设计管理规划

园区工厂之中，下垫面的组成主要包括园区内的建筑平屋面、内部道路以及绿地共同组成。需要根据园区内部的雨落管的分布情况、园区地面的坡向走势以及雨水管线的具体走向的实际情况，将区域内部划分成为三个汇水分区。对划分出来的区域中的建筑屋面以及绿地空间进行合理的利用，根据雨水蓄滞的实际需求，对绿色屋顶进行合理设计。工业园区内部的断接雨落管、线性排水沟汇集到周边的下凹式绿地进行消纳，将超出设计降雨量的雨水经由溢流口的收集进入到工业园区的雨水管网之中，最终统一汇入到内部道路的雨水管网之中。

3.4 低影响技术的应用

工业园区需要借助于低影响技术实现海绵城市的建设工作，在合理的应用了一系列的低影响技术之后，工业园区之中的降雨量以及场地之中径流之中的污染物都会发生一定的变化。根据调查结果表明，无水敏性设施代表没有绿色屋顶、生物滞留池以及透水铺装等等，而有水敏性设施情况则是代表有生物滞留池以及透水铺装，但是没有建设蓄水池，有蓄水池则是代表有绿色屋面、生物滞留池以及蓄水池的情况。经过科学设计后，工业园区中的降水径流的峰值以及径流中的污染物可以有效地降低，不仅可以减少降雨的径流量，还可以使得地下水得到及时有效的补充。

工业园区是城市化建设进程中非常重要的组成成分，将工业园区作为研究海绵城市设计管理工作具有非常重要的现实意义。工业园区借助于低影响技术为海绵工厂的建设工作提供有效的帮助，对蓄水以及排水效果进行有效的提升。所以，在建设海绵城市的工作之中可以通过三个方面进行高效设计。首先就是在海绵城市的建设过程之中需要科学合理地利用下凹绿地技术、绿色屋顶技术等一系列的低影响开发技术同样也可以有效地降低降雨径流的峰值，进一步地减少径流之中的污染情况，同时还可以将进行设计开发之后的水文状态进行有效地改善，甚至可以接近于河流进行开发之前的标准状态。其次就是在城市建筑建设的过程之中通过低影响技术利用对降雨的径流量进行有效的控制，从而使得地下水资源可以得到有效的补充。最后就是在进行海绵城市的建设工作过程中，通过低影响开发技术可以有效地削减径流之中的污染物，有效的提升径流量的去除率。

4 结论

由于水资源属于不可再生资源，同时又因为人口基数还在不断地增长，所以水资源短缺的问题日益严重。传统的城市设计存在诸多的不足，导致城市出现较为严重的水涝以及地面塌陷现象，所以加强海绵城市的设计管理工作是十分必要的，不仅可以有效地提升水资源的利用率，还可以促进城市化进程的长久发展。