论文部分内容阅读
【摘要】文章以长沙市望城区某新建小区为例，并根据以往经验，就海绵城市建设小区中给排水设计的几个特点进行探讨，以期为后期类似项目提供参考和借鉴。
【关键词】海绵城市;小区给排水;设计降雨历时;雨水立管;雨水收集池
1、海绵城市建设对小区给排水的意义
海绵城市是在确保安全的前提下，遵循生态优先、低影响开发（LID）原则，因地制宜，通过自然途径与人工措施相结合的手段，对城市降水“渗、滞、蓄、净、用、排”，其核心理念是源头控制和延缓冲击负荷[1]。基于其核心理念，赋予了小区给排水新的设计思路。海绵城市的“渗、 滞、 蓄”能减少地面雨水径流，降低雨水径流系数，增大设计降雨历时，从而减小排水管径，降低造价和成本，同时减轻市政排水管道压力，提高城市防洪排涝的综合能力。海绵城市的“蓄、 净、 用”能提高水资源的重复利用，有效缓解城市市政供水压力。
2、设计案例
2.1小区概况
小区位于长沙望城区，本小区规划总用地面积为133161m2，总建筑面积为252007.57m2，车库覆土高度为1.5m。小区绿化率为40.2%，综合径流系数Ψ为0.49。
按照《长沙市低影响开发雨水控制利用系统设计技术导则（试行）》DBCJ004-2016的要求，本小区年径流总量控制率为75%时，对应的设计降雨量H为24.14mm，需控制降雨量1584.75m3，面源污染负荷减少60%及以上（以SS计）。本小区通过设置下凹式绿地、雨水花园等，LID设施总调蓄容积1777.3m3，每年对SS污染负荷削减率可达到63.6%。
2.2设计降雨历时t的取值
根据《建筑给水排水设计标准》 GB50015-2019第5.3.11条小区雨水管道设计降雨历时应按下式计算：
t=t1+t2
式中：t——降雨历时（min）;
t1——地面集水时间（min）;
t2——排水管内雨水流行时间（min）。
海绵城市LID措施中的“渗、滞、蓄”，对小区设计降雨历时均有影响，其中“渗、滞”拉长了地面集水时间t1，其中的“蓄”延长了排水管内雨水流行时间t2。因此当海绵城市采用了渗透，滞留设施时，t1值可取上限值，甚至可适当再取大一点。若海绵城市采用了雨水收集池，湿塘等调节储存设施时，可适当取大t2值。
根据长沙暴雨强度公式： q=1392.1（1+0.55lgP）/（t+12.548）0.5452，可知暴雨强度跟降雨历时成非线性负相关，t值越大，设计暴雨强度越小，以3年一遇设计标准计算为例，可以推算出本小区不同降雨历时对应的暴雨强度和降雨量，如表1所示：
本小区中t取值30min，暴雨强度为82mm/H，q=384.2L/（s*ha），有效降低了雨水外排流量的峰值，到目前为止，本小区雨水排放设施运行畅通，没有出现明显的积水情况。
2.3雨水立管的排放选择
海绵城市设计在组织雨水径流路径时，往往是把屋面雨水与阳台雨水先散排至建筑周围的下凹式绿地或雨水花园，部分下渗至土壤中，部分通过雨水口溢流收集排入雨水管道中。
当阳台雨水立管排至建筑周围的下凹式绿地或雨水花园时，要特别慎重，例如本小区的37#～40#楼，该4栋楼为毛坯交楼，建筑在紧靠露台设置了一个给水阳台，没有设置洁具，给排水专业设置雨水立管YL2-2，把该阳台雨水接入雨水系统中（如图1所示）。本小区给排水设计中并没有把雨水立管YL2-2接入LID设施，因为后期业主装修时，很有可能把该阳台改造。实际情况中，该4栋楼交楼后，确实有业主把该给水阳台改造为洗衣机阳台、拖把池或者烧烤台。若此雨水立管散排至建筑周围的下凹式绿地或雨水花园，会污水横流，异味弥漫，滋生细菌蚊虫，损害下凹式绿地或雨水花园的净化功能，违反了海绵城市生态优先，低影响开发的原则，引发业主维权投诉，与设置初衷背道而驰。
因此在组织雨水径流路径时，雨水立管是否接入LID设施，首先需要确定开发商是毛坯交楼还是精装交楼，再需预判阳台改造的可能性，综合考虑后再确定阳台雨水的径流路径。
2.4雨水收集池的取舍
雨水收集池具有节省占地、雨水可回收利用、储存水量大、防止蚊蝇滋生等优点。但建设费用高，维护管理麻烦的缺点也很突出。一般雨水收集池深埋地下，沉淀物难以清掏，时间久后，因为与雨水口连通，往往有异味从雨水口溢出。运行过程中，受杂物及酸雨等因素的影响，液位控制系统的稳定性和可靠性不理想[2]，运行不经济。实际使用中，雨水收集池往往因为设备、管理和费用的原因而搁置。
根据雨水收集池的优缺点，建议尽量采用其他轻维护的LID设施来控制年径流总量。在水资源严重短缺，有雨水回用需求的小区可考虑采用雨水收集池，在无雨水回用需求和径流污染严重的地区不建议采用雨水收集池。
结论：
（1）在有海绵城市建设的小区，计算暴雨强度时，雨水管道设计降雨历时宜取上限值。
（2）海绵城市在组织雨水径流路径时，对毛坯交楼的阳台雨水立管的排放路径要特别慎重。
（3）在水资源严重短缺，有雨水回用需求的小区可考虑采用雨水收集池，在无雨水回用需求和径流污染严重的地区不建议采用雨水收集池。
参考文献：
[1]住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）.2014
[2]劉洪波，高赛赛，朱梦羚，等.初期雨水调蓄池的运行问题及解决方案[J].中国给水排水，2014，30（17）：142-144.
【关键词】海绵城市;小区给排水;设计降雨历时;雨水立管;雨水收集池
1、海绵城市建设对小区给排水的意义
海绵城市是在确保安全的前提下，遵循生态优先、低影响开发（LID）原则，因地制宜，通过自然途径与人工措施相结合的手段，对城市降水“渗、滞、蓄、净、用、排”，其核心理念是源头控制和延缓冲击负荷[1]。基于其核心理念，赋予了小区给排水新的设计思路。海绵城市的“渗、 滞、 蓄”能减少地面雨水径流，降低雨水径流系数，增大设计降雨历时，从而减小排水管径，降低造价和成本，同时减轻市政排水管道压力，提高城市防洪排涝的综合能力。海绵城市的“蓄、 净、 用”能提高水资源的重复利用，有效缓解城市市政供水压力。
2、设计案例
2.1小区概况
小区位于长沙望城区，本小区规划总用地面积为133161m2，总建筑面积为252007.57m2，车库覆土高度为1.5m。小区绿化率为40.2%，综合径流系数Ψ为0.49。
按照《长沙市低影响开发雨水控制利用系统设计技术导则（试行）》DBCJ004-2016的要求，本小区年径流总量控制率为75%时，对应的设计降雨量H为24.14mm，需控制降雨量1584.75m3，面源污染负荷减少60%及以上（以SS计）。本小区通过设置下凹式绿地、雨水花园等，LID设施总调蓄容积1777.3m3，每年对SS污染负荷削减率可达到63.6%。
2.2设计降雨历时t的取值
根据《建筑给水排水设计标准》 GB50015-2019第5.3.11条小区雨水管道设计降雨历时应按下式计算：
t=t1+t2
式中：t——降雨历时（min）;
t1——地面集水时间（min）;
t2——排水管内雨水流行时间（min）。
海绵城市LID措施中的“渗、滞、蓄”，对小区设计降雨历时均有影响，其中“渗、滞”拉长了地面集水时间t1，其中的“蓄”延长了排水管内雨水流行时间t2。因此当海绵城市采用了渗透，滞留设施时，t1值可取上限值，甚至可适当再取大一点。若海绵城市采用了雨水收集池，湿塘等调节储存设施时，可适当取大t2值。
根据长沙暴雨强度公式： q=1392.1（1+0.55lgP）/（t+12.548）0.5452，可知暴雨强度跟降雨历时成非线性负相关，t值越大，设计暴雨强度越小，以3年一遇设计标准计算为例，可以推算出本小区不同降雨历时对应的暴雨强度和降雨量，如表1所示：
本小区中t取值30min，暴雨强度为82mm/H，q=384.2L/（s*ha），有效降低了雨水外排流量的峰值，到目前为止，本小区雨水排放设施运行畅通，没有出现明显的积水情况。
2.3雨水立管的排放选择
海绵城市设计在组织雨水径流路径时，往往是把屋面雨水与阳台雨水先散排至建筑周围的下凹式绿地或雨水花园，部分下渗至土壤中，部分通过雨水口溢流收集排入雨水管道中。
当阳台雨水立管排至建筑周围的下凹式绿地或雨水花园时，要特别慎重，例如本小区的37#～40#楼，该4栋楼为毛坯交楼，建筑在紧靠露台设置了一个给水阳台，没有设置洁具，给排水专业设置雨水立管YL2-2，把该阳台雨水接入雨水系统中（如图1所示）。本小区给排水设计中并没有把雨水立管YL2-2接入LID设施，因为后期业主装修时，很有可能把该阳台改造。实际情况中，该4栋楼交楼后，确实有业主把该给水阳台改造为洗衣机阳台、拖把池或者烧烤台。若此雨水立管散排至建筑周围的下凹式绿地或雨水花园，会污水横流，异味弥漫，滋生细菌蚊虫，损害下凹式绿地或雨水花园的净化功能，违反了海绵城市生态优先，低影响开发的原则，引发业主维权投诉，与设置初衷背道而驰。
因此在组织雨水径流路径时，雨水立管是否接入LID设施，首先需要确定开发商是毛坯交楼还是精装交楼，再需预判阳台改造的可能性，综合考虑后再确定阳台雨水的径流路径。
2.4雨水收集池的取舍
雨水收集池具有节省占地、雨水可回收利用、储存水量大、防止蚊蝇滋生等优点。但建设费用高，维护管理麻烦的缺点也很突出。一般雨水收集池深埋地下，沉淀物难以清掏，时间久后，因为与雨水口连通，往往有异味从雨水口溢出。运行过程中，受杂物及酸雨等因素的影响，液位控制系统的稳定性和可靠性不理想[2]，运行不经济。实际使用中，雨水收集池往往因为设备、管理和费用的原因而搁置。
根据雨水收集池的优缺点，建议尽量采用其他轻维护的LID设施来控制年径流总量。在水资源严重短缺，有雨水回用需求的小区可考虑采用雨水收集池，在无雨水回用需求和径流污染严重的地区不建议采用雨水收集池。
结论：
（1）在有海绵城市建设的小区，计算暴雨强度时，雨水管道设计降雨历时宜取上限值。
（2）海绵城市在组织雨水径流路径时，对毛坯交楼的阳台雨水立管的排放路径要特别慎重。
（3）在水资源严重短缺，有雨水回用需求的小区可考虑采用雨水收集池，在无雨水回用需求和径流污染严重的地区不建议采用雨水收集池。
参考文献：
[1]住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）.2014
[2]劉洪波，高赛赛，朱梦羚，等.初期雨水调蓄池的运行问题及解决方案[J].中国给水排水，2014，30（17）：142-144.