潍坊市建筑设计研究院有限责任公司 山东省潍坊市 261041
摘要：为增强城市在适应环境变化、应对自然灾害、改善生态环境等方面的能力，贯彻国家提出的“海绵城市”——低影响开发雨水系统构建（LID）理念，根据市政府安排，我院组织编制了技术导则。潍坊是一个水资源紧缺的城市，近年来连续出现有水文资料记载以来的降水量最低值，全市普遍干旱，多个大型水库（牟山水库、白浪河水库）几近干涸。潍坊市平常年份降雨及城市排水情况：雨季降水集中（7-9月），占全年降雨量70%以上，尤其是中到大雨时短时间内城市管网排水压力剧增，排水不畅局部积水现象存在；同时大量雨水通过管网排走，雨水资源白白流失。为有效改善与雨水、水资源所相关的一系列城市、生态问题，海绵城市的规划、试点建设应尽快实施。
关键词：海绵城市 低影响开发 雨水系统 生态环境
Abstract：in order to adapt to the changing environment，enhance the city in response to natural disasters，improve the ecological environment and other aspects of the ability construction of low impact development of rainwater system implement the country's "sponge city"（LID）concept，according to the municipal government arrangements，hospital organizations compiled technical guidelines. Weifang is a water shortage in the city，in recent years there is the lowest rainfall since the hydrological data recorded，the widespread drought，a large reservoir（Mushan reservoir，Whitewater river reservoir）almost dried up. The rainfall and the city drainage average year Weifang City：the rainy season precipitation concentration（7-9 months），accounting for more than 70% of the annual rainfall，especially to heavy rainfall in a short period of time when the city drainage pipe network pressure surge，has poor drainage and local water phenomenon；large amounts of water through the pipe to drain away rainwater resources wasted. In order to effectively improve a series of urban and ecological problems related to rainwater and water resources，the planning and pilot construction of sponge cities should be implemented as soon as possible.
Key words：sponge city；low impact development；rainwater system；ecological environment
一、海绵城市-低影响（LID）雨水系统简介
海绵城市是指城市能够像海绵一样，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。低影响开发（Low Impact Development，LID）雨水系统是指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征，简称LID。海绵城市建设原则：保护原有水生态系统；恢复被破坏水生态；低影响开发；构建完善的排水防涝系统，减轻暴雨对城市运行的影响
根据住建部《海绵城市建设技术指南》，潍坊市域年径流总量控制范围处于Ⅲ区和Ⅳ区之间，对应控制目标分别为75%-85%和70%-85%，确定潍坊市LID年径流总量控制目标为70%-85%。根据规划城市建设用地标准可知，居住、工业、公共管理与公共服务设施用地占据城市建设用地60%以上比例，而且处于海绵城市建设的源头控制段，应作为重点进行把控。绿地、水系作为海绵城市建设的主要依托，重要性不言而喻。道路与交通设施用地因其专业性和特殊性，多呈线形分布，基本处于雨水径流的中到末端，虽占用地比例不小，但应准确定位，合理确定本用地的径流控制目标。
海绵城市建设常用的措施包括渗：源头减少径流，净化初雨污染；滞：延缓峰现时间；蓄：降低峰值流量，为雨水利用创造 条件；净：减少污染，改善城市水环境；用：缓解水资源短缺、节水减排；排：及时排水，确保安全。
二、城市道路LID雨水系统设计
为加强潍坊市城区道路绿地及透水铺装范围内的雨水有效蓄渗，及时补充地下水，缓解雨季排水压力大等问题，特浅议本技术。本技术适用于潍坊市城区的道路绿地和自行车道、人行道及市区广场铺装的新建、改建、扩建工程。
红线30米道路LID雨水系统设计断面
城市道路应在满足道路交通基本功能的前提下，尽量达到海绵城市提出的LID控制目标与指标要求。但是，鉴于北方城市受冬季降雪影响，且道路红线范围内绿地率较低等因素，城市道路LID控制应根据道路等级、交通通行要求、冬季除雪措施合理确定道路断面及排水形式。对车行道雨水采取了两种排放形式，一种车行道雨水不进入绿地，直接排入管渠的形式（本断面主要考虑车行道冬季积雪自身难融化，机械或人工铲雪难以实施，从而可能使用融雪剂。一旦使用融雪剂，对绿地植物的破坏将是致命的，所以车行道雨水不进入绿地。）；另一种为车行道雨水先经绿化带渗透吸收，后溢流至管渠的形式（本断面考虑道路积雪自身容易融化，机械或人工铲雪能全面展开，不使用融雪剂）。道路断面设计结合了林荫自行车道设计要求。以下为红线30米道路的横断面设计为例，其他道路参照执行。
市中心城区道路绿地土壤渗透性较好，绿地下沉深度以10-30cm为宜，最深不宜超过50cm，建议下沉式绿地率不低于50%。下沉式绿地与车行道路基衔接位置应进行防渗处理（如设置土工防渗膜等），防止对道路路基稳定性造成影响。植物选择应以乡土树种为主，所选植物应具有一定的耐淹性和抗旱性。随着下沉式绿地的不断建设和运用，相对应的道路绿化种植模式和植物配植应根据实践效果进行调整，各部门应根据当地实际情况制定绿化方案和种植计划。为便于冬季铲雪堆放，建议绿化带每间隔一定距离设置专用堆雪区，堆雪区可采用树皮、卵石、碎石等材料覆盖或以草皮为地被。
绿地下沉深度说明绿地下沉5cm时只能满足自身的径流控制要求，大于5cm才能收集其他地块的雨水，建议下沉深度最低为10cm；同时还应保证下沉式绿地内雨水能在24小时内渗透或排空（同类型城市的计算数值为17cm），因此建议路侧绿化带最佳下沉深度为10-20cm，绿化分隔带最佳下沉深度为10-15cm。下沉式绿地控制率：为保证蓄渗效果、径流控制要求，同时兼顾绿地景观效果，建议下沉式绿地占比绿地面积不小于50%（但不包括以分隔带为主的道路绿地），宜为50%-60%。
三、建筑与小区LID雨水系统设计
建筑和小区占据城市建设用地60%以上的比例，是海绵城市建设的源头控制段，政府应将其作为海绵城市建设的重点进行把控。本技术适用于潍坊市新建、改建或扩建的民用建筑、工业建筑与小区的LID雨水控制与利用系统工程。新建建筑及小区应严格按照85%的控制目标，改建、扩建项目要根据实际情况确定分期实施和完成目标，最终目标宜不小于70%。
建筑与小区LID雨水系统的具体设计包括：
1.场地设计：应充分结合现状地形地貌进行场地设计与建筑布局，保护并合理利用场地内原有的湿地、坑塘、沟渠等。应优化不透水硬化面与绿地空间布局，建筑、广场、道路周边宜布置可消纳径流雨水的绿地。建筑、道路、绿地等竖向设计应有利于径流汇入低影响开发设施。
2.建筑设计：a.屋面坡度较小的建筑可采用绿色屋顶，绿色屋顶的设计应《屋面工程技术规范》（GB50345）的规定。b.宜采用雨落管断接或设置集水井等方式将屋面雨水断接并引入周边绿地内小型、分散的低影响设施，或通过植草沟、雨水管渠将雨水引入场地内的集中调蓄设施。c.应优先选择对径流雨水水质没有影响或影响较小的建筑屋面及外装饰材料。d.应优先将屋面雨水进行集蓄回用，净化工艺应根据回用水水质要求和径流雨水水质确定e.应限制地下空间的过度开发，为雨水回补地下水提供渗透路径。
3.LID雨水系统设施——绿色屋面、雨水罐、雨水桶。适用于平屋顶、坡度小于15°的坡屋顶建筑以及地下建筑屋顶。简单式绿色屋顶的的基质深度不大于150mm，花园式屋顶在种植乔木时基质深度可超过600mm。
4.小区道路设计：小区道路与城市道路有所不同，路面铺装宜采用透水铺装形式，道路雨水除下渗外，其余部分建议进入绿地内的低影响开发设施。透水铺装路面设计应满足路基路面强度和稳定性等要求，还应满足抗冻要求。小区道路上的雨水一部分经由透水铺装直接渗到地下，一部分通过地表径流，流入雨水口沿渗排管继续向土壤下渗，下渗饱和后，管内的雨水流入湿塘或雨水湿地等地，或者流入蓄水池净化回用。小区内低影响无法容纳多余雨水时，应及时排入市政管网或附近水体。
5.小区绿地与铺装设计：绿化在满足改善生态环境、美化公共空间、为居民提供游憩场地等基本功能的前提下，应结合绿地规模竖向设计，在绿地内设计可消纳屋面、路面、广场及停车场雨水的低影响开发设施，并通过溢流排放系统与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接。道路径流雨水进入绿地内的低影响开发设施前，应利用沉淀池、前置塘等对进入绿地内的径流雨水进行处理，防止径流雨水对绿地环境造成破坏。绿地内铺装、停车场铺装宜采用透水铺装和下沉式设计，最大限度满足低影响开发模式要求。
四、水系与大型绿地LID雨水系统设计
城市水系是城市生态环境的重要组成部分，也是城市径流雨水自然排放的重要通道、受纳体及调蓄空间，是海绵城市建设的重要组成部分。城市水系设计应根据其功能定位、水体现状、岸线利用现状及滨水区现状等，进行合理保护、利用和改造，在满足雨洪行泄等功能条件下，实现相关规划提出的低影响开发控制目标及指标要求，并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接。海绵城市建设原则中有关水系的内容：保护原有水生态系统，最大限度保护原有河湖水系、生态体系；恢复被破坏水生态，治理水污染；低影响开发，留足生态用地，增加水域面积，促进雨水积存净化；构建完善的排水防涝系统，减轻暴雨对城市运行的影响。城市水系专项设计的内容包括：
1.野为底，生态驳岸：生态驳岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工驳岸，它可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节，具有一定的抗洪强度，对河流的生物过程也有促进功能。a.草坡入水生态驳岸：主要采用植物保护堤岸，由它们生长舒展的发达根系来稳固堤岸，增加抗洪、保护河堤的能力。b.卵石入水生态驳岸：采用天然石材护底，以增强堤岸抗洪能力，其上筑有一定坡度的土堤，斜坡种植植被，固堤护岸。C.人工石笼生态驳岸：采用钢筋石笼等材料，确保大的抗洪能力，向其中投入大的石块，形成很深的鱼巢。生态挡水坎：利用河卵石或自然膳食堆砌形成滚水堰，形成河道水位落差，一方面可以达到河道蓄水调峰、涵养水源的作用，另一方面通过落差可以起到滚水曝气加氧，微生物降解的作用。水底渗透：水底应采用具有渗滤能力的土壤层，当土壤渗滤能力不足时，应及时更换配水层；
2.水为体，自然水体的保护与利用：自然水体在历史的形成中，是自然生态的必要组成部分，在项目建设中应对自然现状水体调研，确定水体类型，整合自然水体，充分发挥其本身的蓄调作用，并做好城市雨水管渠系统，超标雨水径流排放系统及上下游水系的衔接。增加雨水蓄调设施：在新建、改造项目增加雨水蓄调设施，如前置塘、湿塘、雨水湿地、雨水明沟等措施，并与低影响开发雨水系统的控制目标相协调，充分发挥雨水蓄调功能。
水体断面设计：分为纵断面与横断面设计：a-纵断面设计按照水体上下游高差进行分析，逐级设置雍水设施，达到竖向最大利用度。
雨水生态处理：对于收集的雨水，利用沉淀池、湿地植物过滤、生物浮岛等形式进行生态预处理，然后再排入最终的受纳水体，实现自净自用，避免对环境产生污染。
3.彩为裳，设置河边生态缓冲带：选用既耐旱又耐涝的乡土植物品种，可保证丰富植被形式又可保证全年的景观观赏效果，利用植物体系的多样性形成景观色块的丰富性，做到四季有花，两岸常绿的景观效果，同时可以实现低成本建造、低能耗维护的节约目标。设置河边生态缓冲带：雨水为轻污染性水质，当水系接纳周边地表汇水时，进行缓冲和净化，削减径流流速和污染负荷。缓冲带的去污能力主要取决于带状宽度，且随着宽度的增加去污能力会显著提高，有条件的地方，缓冲带宽度宜为100-300米，并结合城市河流现有的岸坡条件，在对地势、高程进行勘测后，选取适当位置设置不同形式的生态缓冲带。
4.径为脉：沿河两岸绿道蜿蜒，自行车绿道与园路穿插交织，延续城市的道路肌理，最便捷地输出城市公园的服务功能。道路采用渗水性较好的建设材料，让土地更好的吸收雨水，过滤净化之后还可补充地下水和绿化灌溉用水，建设真正地生态低碳城市。
五、下沉式绿地建设形式
“海绵城市”狭义下沉式绿地是指低于周边铺砌地面或道路在200mm以内的绿地。下沉式绿地内一般应设置溢流口，保证暴雨时径流排放，溢流口顶部标高一般应高于绿地50-100mm；广义下沉式绿地是指具有一定的调蓄容积，且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地，包括生物滞留设施、渗井、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。生物滞留设施指在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。生物滞留设施分为简易型生物滞留设施和复杂型生物滞留设施，按应用位置不同又称作雨水花园、生物滞留带、高位花坛、生态树池等。渗透塘是一种用于雨水下渗补充地下水的洼地，具有一定的净化雨水和削减峰值流量的作用。渗透塘前应设置沉砂池、前置塘等预处理设施，去除大颗粒的污染物并减缓流速；有降雪的城市，应采取弃流、排盐等措施防止融雪剂侵害植物。湿塘指具有雨水调蓄和净化功能的景观水体，雨水同时作为其主要的补水水源。湿塘有时可结合绿地、开放空间等场地条件设计为多功能调蓄水体，即平时发挥正常的景观及休闲娱乐功能，暴雨发生时发挥调蓄功能，实现土地资源的多功能利用。湿塘一般由进水口、前置塘、主塘、溢流出水口、护坡及驳岸、维护通道等。雨水湿地利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水，是一种高效的径流污染控制设施。雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地。一般设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量。雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。雨水湿地与湿塘的构造相似：一般由进水口、前置塘、沼泽区、出水、溢流出水口、护坡及驳岸、维护通道等构成。渗井、渗排管、模块式储水槽、初期雨水弃流设施：渗井指通过井壁和井底进行雨水下渗的设施，为增大渗透效果，可在渗井周围设置水平渗排管，并在渗排管周围铺设砾（碎）石。雨水通过渗井下渗前应通过植草沟、植被缓冲带等设施对雨水进行预处理。
初期雨水弃流指通过一定方法或装置将存在初期冲刷效应、污染物浓度较高的降雨初期径流予以弃除，以降低雨水的后续处理难度。弃流雨水应进行处理，如排入市政污水管网（或雨污合流管网）由污水处理厂进行集中处理等。常见的初期弃流方法包括容积法弃流、小管弃流（水流切换法）等，弃流形式包括自控弃流、渗透弃流、弃流池、雨落管弃流等。
下沉式绿地植物选择除考虑耐涝性外，还应该具有抗旱性。常用树种有：垂柳、旱柳、龙爪槐、杜梨、柽柳、紫穗槐等。既耐涝又耐旱草本植物：千屈菜、黄菖蒲、斑叶芒、细叶芒、芦竹、花叶燕麦草、狗牙根、萱草、麦冬、马蔺、鸢尾等。建议园林及相关部门根据下沉式绿地的建设需要，进行植物耐淹性试验，编制适用植物名录，防止植物因涝大面积死亡、因旱生长较差，影响绿地效果。其他要求：下沉式绿地土壤以透水性能适中的土壤为最佳，遇黏土等透水性较差土壤时可采取改良措施。易引发坍塌、滑坡等地质灾害，地下水位高等区域不应建设雨水入渗场地。
公共项目的下沉式绿地由市政养护、园林、环卫等相关部门按照职责分工负责维护监管，建议实行养护整合，由一个部门或养护单位进行养护，防止相互推诿、互不认账的现象。其他下沉式绿地，由该设施的所有者或其委托方负责维护管理。应建立健全下沉式绿地的维护管理制度和操作规程，配备专职管理人员和相应的监测手段，并对管理人员和操作人员加强专业技术培训。下沉式绿地的维护管理部门应做好雨季来临前和雨季期间设施的检修和维护 管理，保障设施正常、安全运行。下沉式绿地的维护管理部门宜对设施的效果进行监测和评估，确保设施的功能得以正常发挥。应加强宣传教育和引导，提高公众对下沉式绿地、城市节水、水生态修复、内涝防治等工作中雨水控制与利用重要性的认识，鼓励公众积极参与下沉式绿地的建设、运行和维护。
养护具体措施应及时补种修剪植物、清除杂草。进水口不能有效收集汇水面径流雨水时，应加大进水口规模或进行局部下凹等。进水口、溢流口因冲刷造成水土流失时，应设置碎石缓冲或采取其他防冲刷措施。进水口、溢流口堵塞或淤积导致过水不畅时，应及时清理垃圾与沉积物。调蓄空间因沉积物淤积导致调蓄能力不足时，应及时清理沉积物。由于坡度导致调蓄空间调蓄能力不足时，应增设挡水堰或抬高挡水堰、溢流口高程。当调蓄空间雨水的排空时间超过36h时，应及时置换树皮覆盖层或表层种植土。透水性铺装养护管理a.透水混凝土的初期养护，施工后必须进行保湿养护一定时间，使其强度在湿润状态下逐渐提高。透水混凝土初凝时间短，施工后基本已初凝，为保湿与防污染，施工后即可在透水混凝土表面覆盖保湿材料保湿。第二天应均匀的洒水，经常保持透水混凝土面层的湿润状态。洒水只能以淋的方式，不能用高压水冲洒。养护期视气温不同而不同，一般不低于14d。
透水混凝土路面在养护期间和填缝前，应禁止车辆通行，避免上人行走。a、保护空隙内清洁，不被泥土、油类等污染，以免降低透水率；b、防止在透水混凝土强度未达到一定强度时，受到重力而损坏，如不慎受到损坏，应立即修补；c透水混凝土的后期维护，透水混凝土路面结冰造成冻胀和除冰都会受到破坏，应采取防结冰措施；d严禁使用会造成透水混凝土路面孔隙阻塞的有关防冻措施；e路面使用后随时间增长，会出现孔隙阻塞，造成透水能力下降，可以使用高压水冲刷孔隙洗净堵塞物，或用压缩空气冲刷孔隙使堵塞物去除，或用真空泵吸出杂物等方法进行处理。当采用高压水冲刷时，对其水压力作限制，严防水压过大，对路面产生破坏性影响；f.在透水混凝土路面出现裂缝、坑槽和集料脱落、飞散面积较大的情况下，必须进行维修。维修前，应根据透水混凝土路面损坏情况指定维修施工方案；维修时，应先将路面疏松集料铲除，清洗路面去除空隙内的灰尘及杂物后，才能进行新的透水混凝土的铺装。透水路面砖及透水路面板面层出现破损时应及时进行修补或更换；出现不均匀沉降时应进行局部整修找平；当渗透能力大幅下降时应采用冲洗、负压抽吸等方法及时进行清理。
结语
海绵城市的建设涉及城市建设和管理的各个部分和各个环节，是一个长期的过程，需要规划、建设、城市管理、园林、水务等多方共同努力。应先编制相应的规划和控制目标，制定相关政策以及地方性审批、建设、管理体制，才能起到最佳效果。海绵城市建设的基本原则是规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。目前全国都处在探索、实验阶段，尤其在北方城市少有案例，建议根据本市的实际情况选取探索实验区域，后逐步推广。
论文作者:马建平
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/24
标签：雨水论文; 绿地论文; 径流论文; 透水论文; 城市论文; 海绵论文; 设施论文; 《防护工程》2017年第16期论文;