近年來，黨中央、國務院高度重視海綿城市建設，《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》，明確了海綿城市建設的定義和內(nèi)涵，以及具體要求和措施。
住建部、水利部、財政部于2015年開展海綿城市建設試點工作，湖南省常德作為首批海綿試點城市中一員，全面開展海綿城市建設，系統(tǒng)性解決城市水生態(tài)、水安全、水環(huán)境、水資源等問題，經(jīng)過4年不懈努力，試點區(qū)全部達到海綿城市建設目標并順利通過三部委考核。
本案例選取常德市水岸名苑小區(qū)海綿化改造方案設計作為源頭削減典型項目，力求做到緊密圍繞海綿城市這一理念并以問題為導向，改變傳統(tǒng)的雨水收集排放系統(tǒng)（雨水→雨水口→雨水口連接管→檢查井→市政管網(wǎng)的“快排”系統(tǒng)），綜合運用海綿設施，將路面雨水引入植草溝和雨水花園，將屋面雨水導入至干塘，使其達到水量水質控制目標，對同類型的小區(qū)海綿城市改造設計具有一定的借鑒參考意義。
現(xiàn)狀及問題分析
現(xiàn)狀概況
改造院落位于常德市江北城區(qū)，南臨濱湖路，東至朝陽路，總占地面積約為13158㎡。
建筑密度30%，綠地率15%。建筑由住宅樓及商業(yè)裙樓組成，無地下停車場。院落已建成12年，為多層商住樓。
項目區(qū)屬副熱帶季風氣候區(qū)，4~8月為暴雨多發(fā)時段，暴雨日數(shù)占全年的85.9%。年均降雨量1373mm，年均蒸發(fā)量1193mm。
借用GIS工具解析1:500地形圖，將下墊面劃分為屋面、綠地、道路、硬質鋪裝、裸土5種類型，分別占總面積的33.0%、16.7%、21.0%、28.2%、1.1%，現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)為0.73，硬化地表面積占比較大，年徑流總量控制率為38%，亟需海綿設施蓄滯雨水。
問題分析
1. 積水問題
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，小區(qū)共五個積水點，積水深度為15~40cm，主要原因是雨水口堵塞、雨水管道淤積等原因造成雨水排水不暢，導致積水。
此外，小區(qū)東面朝陽路標高比小區(qū)內(nèi)部平均標高高0.7m，路面雨水通過大門進入小區(qū)，外圍客水匯入加劇了小區(qū)積水。
2. 停車問題
該小區(qū)無地下停車場，55個地面停車位遠遠無法滿足住戶停車需求，因此常常出現(xiàn)消防通道、小區(qū)過道違規(guī)亂停現(xiàn)象。設計前期對小區(qū)住戶進行了問卷調(diào)查，小區(qū)住戶需求主要體現(xiàn)在停車問題上。
3. 黃土裸露
由于養(yǎng)護工作的長期缺失以及人為踐踏等原因導致植被死亡，黃土裸露，景觀效果極差。
4. 可改造空間小
該項目屬于老舊小區(qū)改造，設施陳舊，地下管線錯綜復雜，地表硬化率較高，達到控制目標需充分解析現(xiàn)狀的基礎上合理布局海綿設施。
設計目標與原則
設計目標
1. 內(nèi)澇防治標準：30年一遇。
2. 體積控制目標：年徑流總量控制率85%，對應設計降雨量28.2mm。
3. 徑流污染控制目標：年SS總量去除率47.3%。
設計原則
1. 系統(tǒng)性原則
根據(jù)項目面臨的突出問題，進行系統(tǒng)化設計，綜合實現(xiàn)雨水源頭削減、凈化、資源化利用以及不同重現(xiàn)期降雨徑流安全排放等多重目標。
2. 因地制宜
結合項目條件，科學選用適宜雨水設施，并根據(jù)需求進行技術優(yōu)化；甄選適合本地氣候特征的植物種類進行配置；合理利用地形、管網(wǎng)條件，充分發(fā)揮綠色雨水設施、管網(wǎng)等不同設施耦合功能。
3. 先綠色后灰色、先地上后地下的原則
雨水徑流組織優(yōu)先通過地上綠色基礎設施對雨水進行滲透、滯蓄、凈化，多余雨水在通過地下管網(wǎng)進行排放。
4. 創(chuàng)新性
對選用的各類海綿設施進行結構、功能及布局形式創(chuàng)新與優(yōu)化，保障其適應本地氣候和水文地質特征的同時，降低建設及后期運行維護難度。
總體方案設計
調(diào)蓄容積計算
項目總目標為控制28.2mm降雨，參考《指南》中各類下墊面雨量徑流系數(shù)參考值，采用加權平均發(fā)得出綜合雨量徑流系數(shù)為0.67，采用容積法公式計算出設計總調(diào)蓄容積為249m?。
排水分區(qū)劃分
參考現(xiàn)狀排水管網(wǎng)勘測資料、地形圖、雨落管位置等信息將項目劃分5個匯水分區(qū)，每一個排水分區(qū)對應一個獨立的排水系統(tǒng)分別進行海綿城市設計。
工藝流程
針對不同下墊面條件，分別采取相應的海綿設施，對徑流雨水進行導流、傳輸與控制，將屋面、道路、硬質鋪裝雨水通過植草溝或斷接技術引入雨水花園和滲透塘進行雨水調(diào)蓄與凈化，溢流雨水進入市政管網(wǎng)，工藝流程如下圖所示：
海綿設施布局設計
海綿改造方案充分采用源頭削減類海綿設施，利用“滲、滯、蓄、凈”等技術控制雨水徑流。布局主要內(nèi)容：
1. 考慮住戶對停車位需求，對現(xiàn)有硬質鋪裝車位及部分綠地進行生態(tài)停車位改造；
2. 在停車位內(nèi)側布設植草溝與雨水花園相連通；
3. 對裸露的土地進行雨水花園改造，雨水花園內(nèi)設溢流口，頂部標高高于綠地100mm；
4. 院落休憩步道采用透水磚鋪設；
5. 對院落中央硬質雨水池進行拆除，改造為干塘，周圍建筑雨落管斷接處理，雨水通過DN200連接管進入干塘；
6. 對車庫前破損路面進行混凝土修復處理。
▲海綿設施平面布局圖
海綿設施規(guī)模計算采用容積法計算改造后年徑流總量控制率可達到85.1%，年ss總量去除率達48.3%，達到總目標控制要求。
排水及溢流設施設計
本方案排水設計主要目的為解決舊排水系統(tǒng)問題及新增海綿設施排水系統(tǒng)，具體布設如下：
1. 對現(xiàn)有雨水管道全部疏通，并對破損管道進行修復；
2. 對院落西南邊雨污混接點進行改造，就近接入雨水干管；
3. 院落入口道路兩側新建縫隙式排水溝（150×200）排除積水；
4. 植草溝、雨水花園溢流口之間新建DN150PVC滲透管連接，溢流口與雨水系統(tǒng)檢查井之間采用DN200 HDPE管連接。
具體布設如下圖所示。
▲排水系統(tǒng)建設示意圖
豎向設計
海綿城市需嚴格控制小區(qū)道路、鋪裝、海綿設施、溢流口及雨水管等豎向關系，精細化設計。
小區(qū)內(nèi)建筑、道路現(xiàn)狀豎向保持不變，涉及豎向變動的內(nèi)容為下沉的海綿設施，如雨水花園、植草溝、滲透塘。設施間通過溢流雨水井連接，多余的雨水就近排入小區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀管網(wǎng)。
▲豎向設計示意圖
種植設計
保留場地所有大喬木以及不影響設計的灌木，因地制宜多選用鄉(xiāng)土植物品種：
滲透塘植物配選主要比選其凈化水質能力，并參考植物在不同區(qū)域光照對其生長的影響，可采用喬灌草相結合的多種植物配置形式，或點綴或渲染景觀空間環(huán)境；植草溝和雨水花園的植物應選擇耐淹、耐旱且根系發(fā)達的植物，主要用于維系土壤滲透率，處理和吸收雨水中的氮、磷、重金屬等污染物，可優(yōu)選景觀視覺較好的植物。
模型達標性評估
選用Digital Water2.0作為建模工具構建小區(qū)一維二維耦合模型，在此基礎上添加LID模塊，評估規(guī)劃實施后的徑流控制效果。
1. 徑流量評估
30年一遇（24h）降雨條件下模擬結果顯示，通過海綿城市改造，院落積水點減至兩處，且積水深度低于15cm，達到內(nèi)澇防治標準要求。
改造前后積水區(qū)情況對比如下圖所示：
典型年降雨（2014年）模擬結果顯示，院落徑流量由改造前的1.02萬m?降至改造后的0.25萬m?，年徑流總量控制率達到86.3%，已滿足設計目標（85%）需求。
以P=1，t=180合成降雨作為模擬條件，結果顯示，通過海綿城市改造，徑流總量削減32.17%，峰值流量削減22.52%，峰現(xiàn)時刻推遲5min，如下圖所示，海綿城市改造對徑流量削減效果顯著。
2. 徑流污染評估
2014年降雨模擬結果顯示，改造后規(guī)劃區(qū)年SS總負荷為387.6kg，改造前規(guī)劃區(qū)年SS總負荷為752.6kg，年SS總量去除率為48.5%，達到了水質控制總目標（47.3%）要求。
以P=1，t=180合成降雨作為模擬條件，結果顯示，通過海綿城市改造，徑流污染濃度峰值削減31.58%，峰現(xiàn)時刻推遲2min，海綿城市改造對徑流污染削減效果同樣顯著。
建成效果
直觀效果
工程建設完成后，通過地形塑造和植物配置，大大改善和提升了小區(qū)人居環(huán)境與景觀效果。
效益分析
1. 經(jīng)濟效益
小區(qū)綿城市改造，有效緩解小區(qū)積水問題，按頻率法計算，片區(qū)海綿城市建設項目實施后，年平均減免內(nèi)澇損失為20萬元。
海綿城市各項工程的建設，將進一步完善小區(qū)基礎設施以及環(huán)境質量，提升土地利用價值。參照常德市近幾年的土地價格，海綿城市建設完工后，每畝土地可增值約35萬元，整個小區(qū)土地增值效益638萬元。
2. 社會效益
本次改造前充分調(diào)查了居民需求，以問題為導向進行海綿建設。
改造完成后，居民對政府和人居環(huán)境狀況的滿意率將大幅度提高，十分認可并支持海綿城市建設，形成強烈的自豪感和歸屬感，增強社會凝聚力。
3.環(huán)境效益
通過海綿城市技術措施的組合運用，形成了錯落有致的綠地景觀，為小區(qū)居民提供了舒適的生活環(huán)境。通過模型計算SS污染物總量去除率達48.5%，減少了穿紫河面源污染的輸入貢獻。
經(jīng)驗總結
海綿城市建設是一個系統(tǒng)的工程，需系統(tǒng)調(diào)配“源頭”“過程”“末端”雨水削減控制，結合地上地下改造措施，協(xié)調(diào)給排水、景觀、道路等多專業(yè)合作。
老舊小區(qū)海綿改造需以問題為導向，方案設計前期必須充分調(diào)查民意，切實解決現(xiàn)狀問題，不能為了海綿而海綿，應因地制宜，避免大拆大建，充分發(fā)揮現(xiàn)有場地條件對雨水進行滲透、滯蓄。
應注重排水模型的應用，構建現(xiàn)狀排水模型對現(xiàn)狀問題分析定量化，為小區(qū)低影響開發(fā)設計和排水系統(tǒng)設計方案提供強大的數(shù)據(jù)支撐；構建海綿城市規(guī)劃排水模型對項目建設后進行水文水質模擬評估。
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