1、湖南省常德水岸名苑小区海绵城市改造绿色设计湖南省常德水岸名苑小区海绵城市改造绿色设计本案例选取常德市水岸名苑小区海绵化改造方案设计作为源头削减典型项目，力求做到紧密围绕海绵城市这一理念并以问题为导向，改变传统的雨水收集排放系统（雨水雨水口雨水口连接管检查井市政管网的“快排”系统），综合运用海绵设施，将路面雨水引入植草沟和雨水花园，将屋面雨水导入至干塘，使其达到水量水质控制目标，对同类型的小区海绵城市改造设计具有一定的借鉴参考意义。现状及问题分析现状概况改造院落位于常德市江北城区，南临滨湖路，东至朝阳路，总占地面积约为13158。建筑密度30%，绿地率15%。建筑由住宅楼及商业裙楼组成，无地下停
2、车场。院落已建成12年，为多层商住楼。项目区属副热带季风气候区，48月为暴雨多发时段，暴雨日数占全年的85.9%。年均降雨量1373mm，年均蒸发量1193mm。借用GIS工具解析1:500地形图，将下垫面划分为屋面、绿地、道路、硬质铺装、裸土5种类型，分别占总面积的33.0%、16.7%、21.0%、28.2%、1.1%，现状综合径流系数为0.73，硬化地表面积占比较大，年径流总量控制率为38%，亟需海绵设施蓄滞雨水。问题分析1. 积水问题经现场调研，小区共五个积水点，积水深度为1540cm，主要原因是雨水口堵塞、雨水管道淤积等原因造成雨水排水不畅，导致积水。此外，小区东面朝阳路标高比小区内
3、部平均标高高0.7m，路面雨水通过大门进入小区，外围客水汇入加剧了小区积水。2. 停车问题该小区无地下停车场，55个地面停车位远远无法满足住户停车需求，因此常常出现消防通道、小区过道违规乱停现象。设计前期对小区住户进行了问卷调查，小区住户需求主要体现在停车问题上。3. 黄土裸露由于养护工作的长期缺失以及人为践踏等原因导致植被死亡，黄土裸露，景观效果极差。4. 可改造空间小该项目属于老旧小区改造，设施陈旧，地下管线错综复杂，地表硬化率较高，达到控制目标需充分解析现状的基础上合理布局海绵设施。设计目标与原则设计目标1. 内涝防治标准：30年一遇。2. 体积控制目标：年径流总量控制率85%，对应设计
4、降雨量28.2mm。3. 径流污染控制目标：年SS总量去除率47.3%。设计原则1. 系统性原则根据项目面临的突出问题，进行系统化设计，综合实现雨水源头削减、净化、资源化利用以及不同重现期降雨径流安全排放等多重目标。2. 因地制宜结合项目条件，科学选用适宜雨水设施，并根据需求进行技术优化；甄选适合本地气候特征的植物种类进行配置；合理利用地形、管网条件，充分发挥绿色雨水设施、管网等不同设施耦合功能。3. 先绿色后灰色、先地上后地下的原则雨水径流组织优先通过地上绿色基础设施对雨水进行渗透、滞蓄、净化，多余雨水在通过地下管网进行排放。4. 创新性对选用的各类海绵设施进行结构、功能及布局形式创新与优化
5、，保障其适应本地气候和水文地质特征的同时，降低建设及后期运行维护难度。总体方案设计调蓄容积计算项目总目标为控制28.2mm降雨，参考指南中各类下垫面雨量径流系数参考值，采用加权平均发得出综合雨量径流系数为0.67，采用容积法公式计算出设计总调蓄容积为249m。排水分区划分参考现状排水管网勘测资料、地形图、雨落管位置等信息将项目划分5个汇水分区，每一个排水分区对应一个独立的排水系统分别进行海绵城市设计。工艺流程针对不同下垫面条件，分别采取相应的海绵设施，对径流雨水进行导流、传输与控制，将屋面、道路、硬质铺装雨水通过植草沟或断接技术引入雨水花园和渗透塘进行雨水调蓄与净化，溢流雨水进入市政管网，工艺
6、流程如下图所示：海绵设施布局设计海绵改造方案充分采用源头削减类海绵设施，利用“渗、滞、蓄、净”等技术控制雨水径流。布局主要内容：1. 考虑住户对停车位需求，对现有硬质铺装车位及部分绿地进行生态停车位改造；2. 在停车位内侧布设植草沟与雨水花园相连通；3. 对裸露的土地进行雨水花园改造，雨水花园内设溢流口，顶部标高高于绿地100mm；4. 院落休憩步道采用透水砖铺设；5. 对院落中央硬质雨水池进行拆除，改造为干塘，周围建筑雨落管断接处理，雨水通过DN200连接管进入干塘；6. 对车库前破损路面进行混凝土修复处理。海绵设施平面布局图海绵设施规模计算采用容积法计算改造后年径流总量控制率可达到85.1
7、%，年ss总量去除率达48.3%，达到总目标控制要求。排水及溢流设施设计本方案排水设计主要目的为解决旧排水系统问题及新增海绵设施排水系统，具体布设如下：1. 对现有雨水管道全部疏通，并对破损管道进行修复；2. 对院落西南边雨污混接点进行改造，就近接入雨水干管；3. 院落入口道路两侧新建缝隙式排水沟（150200）排除积水；4. 植草沟、雨水花园溢流口之间新建DN150PVC渗透管连接，溢流口与雨水系统检查井之间采用DN200 HDPE管连接。具体布设如下图所示。排水系统建设示意图竖向设计海绵城市需严格控制小区道路、铺装、海绵设施、溢流口及雨水管等竖向关系，精细化设计。小区内建筑、道路现状竖向保
8、持不变，涉及竖向变动的内容为下沉的海绵设施，如雨水花园、植草沟、渗透塘。设施间通过溢流雨水井连接，多余的雨水就近排入小区内的现状管网。竖向设计示意图种植设计保留场地所有大乔木以及不影响设计的灌木，因地制宜多选用乡土植物品种：渗透塘植物配选主要比选其净化水质能力，并参考植物在不同区域光照对其生长的影响，可采用乔灌草相结合的多种植物配置形式，或点缀或渲染景观空间环境；植草沟和雨水花园的植物应选择耐淹、耐旱且根系发达的植物，主要用于维系土壤渗透率，处理和吸收雨水中的氮、磷、重金属等污染物，可优选景观视觉较好的植物。模型达标性评估选用Digital Water2.0作为建模工具构建小区一维二维耦合模型
9、，在此基础上添加LID模块，评估规划实施后的径流控制效果。1. 径流量评估30年一遇（24h）降雨条件下模拟结果显示，通过海绵城市改造，院落积水点减至两处，且积水深度低于15cm，达到内涝防治标准要求。改造前后积水区情况对比如下图所示：典型年降雨（2014年）模拟结果显示，院落径流量由改造前的1.02万m降至改造后的0.25万m，年径流总量控制率达到86.3%，已满足设计目标（85%）需求。以P=1，t=180合成降雨作为模拟条件，结果显示，通过海绵城市改造，径流总量削减32.17%，峰值流量削减22.52%，峰现时刻推迟5min，如下图所示，海绵城市改造对径流量削减效果显著。2. 径流污染评
10、估2014年降雨模拟结果显示，改造后规划区年SS总负荷为387.6kg，改造前规划区年SS总负荷为752.6kg，年SS总量去除率为48.5%，达到了水质控制总目标（47.3%）要求。以P=1，t=180合成降雨作为模拟条件，结果显示，通过海绵城市改造，径流污染浓度峰值削减31.58%，峰现时刻推迟2min，海绵城市改造对径流污染削减效果同样显著。建成效果直观效果工程建设完成后，通过地形塑造和植物配置，大大改善和提升了小区人居环境与景观效果。效益分析1. 经济效益小区绵城市改造，有效缓解小区积水问题，按频率法计算，片区海绵城市建设项目实施后，年平均减免内涝损失为20万元。海绵城市各项工程的建设
11、，将进一步完善小区基础设施以及环境质量，提升土地利用价值。参照常德市近几年的土地价格，海绵城市建设完工后，每亩土地可增值约35万元，整个小区土地增值效益638万元。2. 社会效益本次改造前充分调查了居民需求，以问题为导向进行海绵建设。改造完成后，居民对政府和人居环境状况的满意率将大幅度提高，十分认可并支持海绵城市建设，形成强烈的自豪感和归属感，增强社会凝聚力。3.环境效益通过海绵城市技术措施的组合运用，形成了错落有致的绿地景观，为小区居民提供了舒适的生活环境。通过模型计算SS污染物总量去除率达48.5%，减少了穿紫河面源污染的输入贡献。经验总结海绵城市建设是一个系统的工程，需系统调配“源头”“过程”“末端”雨水削减控制，结合地上地下改造措施，协调给排水、景观、道路等多专业合作。老旧小区海绵改造需以问题为导向，方案设计前期必须充分调查民意，切实解决现状问题，不能为了海绵而海绵，应因地制宜，避免大拆大建，充分发挥现有场地条件对雨水进行渗透、滞蓄。应注重排水模型的应用，构建现状排水模型对现状问题分析定量化，为小区低影响开发设计和排水系统设计方案提供强大的数据支撑；构建海绵城市规划排水模型对项目建设后进行水文水质模拟评估。
