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深圳市《海綿城市設(shè)計圖集》的編制及思考

  導(dǎo)讀:設(shè)計圖集是工程標(biāo)準(zhǔn)化的重要組成部分,通過對各項技術(shù)進(jìn)行梳理、提煉、總結(jié),形成詳細(xì)的技術(shù)內(nèi)容,以便于技術(shù)人員交流和使用。以深圳市《海綿城市設(shè)計圖集》(DB 4403/T—2019)編制過程遇到的問題及圖集編制思路為例,針對南方濱海高密度地區(qū)、雨源型河流地區(qū)等特征提出了針對性的設(shè)計要點,以期通過圖集保障深圳市海綿城市建設(shè)的規(guī)范性和科學(xué)性,提升海綿城市項目的規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)水平,將深圳市打造為國際一流的海綿城市,同時為其他類似地區(qū)的圖集編制及海綿城市建設(shè)提供參考。
  深圳市作為國家第二批海綿建設(shè)試點城市,高度重視海綿城市建設(shè)工作,結(jié)合城市特點與全市重點工作,以流程指導(dǎo)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、工作指引等多方面為切入點,以指導(dǎo)各類型項目及項目全周期的科學(xué)建設(shè)為關(guān)鍵點,構(gòu)建了重融合、全覆蓋、多角度、有側(cè)重、可全方位指導(dǎo)深圳市海綿城市建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,覆蓋投融資、規(guī)劃、設(shè)計、驗收、維護(hù)、評價全過程各環(huán)節(jié)。為在深圳市海綿城市建設(shè)工程中貫徹現(xiàn)行國家有關(guān)規(guī)范,指導(dǎo)工程設(shè)計,推廣成熟的新技術(shù)和新產(chǎn)品,保障海綿城市建設(shè)的規(guī)范性和科學(xué)性,提升海綿城市項目的規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)水平,打造國際一流的海綿城市,結(jié)合自身特點因地制宜地制定了深圳市《海綿城市設(shè)計圖集》(DB 4403/T—2019)。 
  深圳市《海綿城市設(shè)計圖集》作為具體指導(dǎo)深圳市海綿城市建設(shè)工程設(shè)計的技術(shù)文件,建立起理念要求和設(shè)計的橋梁,有效提供設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范工程做法、保證工程質(zhì)量、提高設(shè)計效率、統(tǒng)一審查標(biāo)準(zhǔn),有力支撐深圳海綿城市全域系統(tǒng)推廣。通過對深圳市海綿項目的梳理,目前該圖集已經(jīng)指導(dǎo)深圳市海綿城市建設(shè)項目設(shè)計和工程建設(shè)2000余項、現(xiàn)場巡查5700余次,并且指導(dǎo)了一系列海綿城市示范建設(shè)項目的設(shè)計和施工,起到了保證工程質(zhì)量和提高設(shè)計效率的作用。
  01.圖集內(nèi)容編制思考
  1.1 對圖集適用范圍的思考
  圖集適用于深圳市新/改/擴建的建筑與小區(qū)、城市道路、公園綠地、河湖水系、雨水利用等海綿城市建設(shè)工程,主要對各類海綿城市建設(shè)項目的設(shè)計導(dǎo)向、要點做出規(guī)定,如具體各項設(shè)施的尺寸、材料等設(shè)計參數(shù)的建議值,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況、參照本標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行實際取值。
  圖集如用于高地下水水位、軟土/濕陷性黃土地區(qū)、填海區(qū)等特殊地區(qū)時,應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定或?qū)iT研究另作處理。
  部分已頒布圖集見表1。
  表1部分已頒布圖集
  
  1.2 對圖集凸顯深圳本地特點的思考
  在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合深圳特色,刪減了不適于深圳的海綿化設(shè)計內(nèi)容,并新增了部分適用內(nèi)容,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
 ?、俪邔咏ㄖ菝婷娣e大又沒有雨水回用需求的項目:新增了藍(lán)色屋頂設(shè)計圖紙。
 ?、诔邔咏ㄖ锩婷娣e大需充分收集立面雨水的項目:新增了垂直綠化設(shè)計圖紙。
  ③河道類項目:新增了深圳市典型河道斷面,針對不同的典型斷面提出海綿城市建設(shè)布局建議。
 ?、懿煌瑏碓匆约叭肓鞣绞降挠晁?,包括場地地標(biāo)徑流、市政管道排入的客水:提出不同的水質(zhì)處理方式。
 ?、萦晁占赜眯枨螅航⒘擞晁占Υ?、回用完整體系,并推薦了適宜的雨水收集回用系統(tǒng)流程。
  ⑥本地化單項設(shè)施:根據(jù)深圳本土氣候及土壤條件,推薦了適宜選用的海綿設(shè)施,并明確了使用條件。針對深圳面源污染較為嚴(yán)重的特點,新增了適用于深圳的復(fù)合介質(zhì)生物滯留設(shè)施、新型雨水口沉積物高效截污設(shè)施等特有單項設(shè)施的設(shè)計圖紙。 
  1.3 對圖集的銜接思考
  海綿城市建設(shè)涉及規(guī)劃、給排水、景觀等多個專業(yè),專業(yè)之間的銜接至關(guān)重要。在海綿城市設(shè)計圖集構(gòu)建時,不但需要充分落實國家、廣東省、深圳市各層面對海綿城市的建設(shè)訴求,還應(yīng)充分考慮其他專業(yè)的需求。深圳市海綿城市圖集的編制過程中廣泛吸納各部門的研究成果,對規(guī)土、水務(wù)、城管、交通等部門編制的《深圳市海綿城市規(guī)劃要點和審查細(xì)則》《深圳市水務(wù)工程項目海綿城市建設(shè)技術(shù)指引(試行)》《深圳市海綿型公園綠地建設(shè)技術(shù)指引》《深圳市海綿型道路建設(shè)技術(shù)指引(試行)》等本地化指引進(jìn)行了吸納。對各類相關(guān)圖集、規(guī)范進(jìn)行了梳理和融入。
  02.分項圖集內(nèi)容編制思考
  通過對需求的分析,圖集主要包括:城市道路海綿系統(tǒng)、建筑小區(qū)海綿系統(tǒng)、公園綠地海綿系統(tǒng)、河湖水系海綿系統(tǒng)、雨水收集回用系統(tǒng)、單項設(shè)施、推薦植物應(yīng)用名錄。圖集整體結(jié)構(gòu)見圖1。
  
  圖1 圖集整體結(jié)構(gòu)
  2.1 城市道路海綿系統(tǒng)設(shè)計圖集
  城市道路海綿體系見圖2。
  
  圖2 城市道路海綿體系
  ①圖集特色
  a.對圖集適用范圍進(jìn)行規(guī)定,即污染嚴(yán)重地區(qū)道路海綿工程設(shè)計,謹(jǐn)慎采用下滲措施,若確需采用下滲措施,應(yīng)經(jīng)相應(yīng)防污染評估。
  b.對于立交工程,應(yīng)根據(jù)情況開展海綿建設(shè)與雨水利用;下穿道路以及時排水為主,在確保不發(fā)生內(nèi)澇積水風(fēng)險情況下,謹(jǐn)慎采用調(diào)蓄與凈化等海綿措施。
  c.海綿措施選用應(yīng)考慮項目場地地下水位情況,下滲型設(shè)施宜設(shè)置于地下水位≥4m區(qū)域。
  d.對高架道路、軌道線路高架路面雨水徑流控制提出解決措施。
  e.對綠化帶<1.5m道路,通過排水暗溝串接增大綠化帶實施海綿設(shè)施設(shè)置。
 ?、诮ㄔO(shè)目標(biāo)
  城市道路海綿城市設(shè)計以控制面源污染、削減道路徑流和延緩匯流時間為目標(biāo);控制指標(biāo)應(yīng)參照《深圳市海綿型道路建設(shè)指引(試行)》執(zhí)行。 
 ?、奂夹g(shù)要求
  優(yōu)化道路豎向關(guān)系,路面雨水宜優(yōu)先匯入道路紅線內(nèi)綠化帶的低影響開發(fā)設(shè)施。路面宜采用透水鋪裝,滿足道路路面及路基的強度和穩(wěn)定性等要求,應(yīng)與城市交通、園林景觀、內(nèi)澇防治、環(huán)境保護(hù)等專項規(guī)劃與設(shè)計相協(xié)調(diào),充分考慮道路的功能與安全、景觀要求等因素。
 ?、茉O(shè)計思路
  針對雨水匯流的三個重要階段——源頭、中途、末端進(jìn)行道路海綿設(shè)計,具體流程見圖3。
  
  圖3 城市道路海綿建設(shè)方案流程
  以某設(shè)置帶狀綠化帶或綠化帶僅設(shè)置樹池且綠化帶寬度≤1.5m的雙幅路為例。設(shè)帶狀綠化帶的機動車道、非機動車道雨水徑流通過環(huán)保型雨水口凈化后排入雨水管道,超過滲井下滲能力的雨水由下游管道排走;設(shè)置樹池的道路采用樹池和環(huán)保型雨水口間隔設(shè)置的方式,機動車道、非機動車道、人行道雨水徑流通過生態(tài)樹池、環(huán)保型雨水口過濾凈化后排入雨水管道,超過滲井下滲能力雨水由下游管道排走。具體見圖4。
  
  圖4 雙幅路海綿設(shè)計案例
  2.2 建筑小區(qū)海綿系統(tǒng)設(shè)計圖集
  建筑小區(qū)海綿體系見圖5。
  
  圖5 建筑小區(qū)海綿體系
  ①圖集特色
  a.根據(jù)深圳本地地方規(guī)范與準(zhǔn)則,設(shè)計依據(jù)里面增加了本地規(guī)范與準(zhǔn)則。例如,《深圳市房屋建筑工程海綿設(shè)施施工圖設(shè)計文件審查要點》(征求意見稿)、《深圳市海綿城市專項規(guī)劃及實施方案》。
  b.針對深圳超高層建筑屋面面積大又沒有雨水回用需求的項目,增加了藍(lán)色屋頂圖集,即屋面鋪陶粒,包括兩種做法。
  c.針對深圳超高層建筑里面面積大需充分收集立面雨水的項目,增加了垂直綠化圖集,具體包含三種綠化垂直方式。
 ?、诮ㄔO(shè)目標(biāo)
  建筑小區(qū)海綿城市設(shè)計應(yīng)充分利用綠地的過濾、吸收和入滲的功能,削減雨水徑流的污染負(fù)荷,因地制宜布置雨水利用設(shè)施;海綿城市建設(shè)指標(biāo)應(yīng)參照《深圳市海綿城市規(guī)劃要點和審查細(xì)則》或海綿城市詳細(xì)規(guī)劃所確定的地塊指標(biāo)執(zhí)行。
  ③技術(shù)要求
  總平面布局應(yīng)根據(jù)規(guī)劃要求,綜合考慮各種因素,合理布置建筑、道路廣場包括消防車道和登高面、綠化、屋頂綠化以及必要的雨水調(diào)蓄池;海綿城市豎向設(shè)計應(yīng)按照場地標(biāo)高確定綠地標(biāo)高,小區(qū)道路宜高于綠地標(biāo)高50~100mm以上,雨水口標(biāo)高宜高于綠地標(biāo)高50mm;住宅、公建、工業(yè)倉儲項目,優(yōu)先利用屋頂綠化、透水鋪裝、低洼地形、下沉式綠地、雨水?dāng)嘟庸?、滲管(渠)等設(shè)施滯蓄雨水,達(dá)到海綿城市技術(shù)要求。
 ?、茉O(shè)計思路
  路面等受污染徑流應(yīng)經(jīng)截污等預(yù)處理后引入以雨水滲透、儲存、調(diào)節(jié)等為主要功能的海綿設(shè)施;小區(qū)景觀水體宜考慮調(diào)蓄空間;在有雨水利用需求時可考慮雨水收集利用池;嘗試藍(lán)色屋頂?shù)男录夹g(shù)新工藝。
  建筑小區(qū)海綿建設(shè)方案流程見圖6。
  
  圖6 建筑小區(qū)海綿建設(shè)方案流程
  以某無條件建設(shè)綠色屋頂?shù)臈l件下(高層建筑)為例,通過鋪設(shè)陶粒等材料構(gòu)建藍(lán)色屋頂,對屋頂雨水徑流進(jìn)行臨時滯留,有時也可以對少量徑流進(jìn)行暫時儲存,延遲雨水徑流到達(dá)下游管道的時間,從而降低峰值流量。藍(lán)色屋頂設(shè)計案例見圖7。
  
  圖7 藍(lán)色屋頂設(shè)計案例
  2.3 河湖水系海綿系統(tǒng)設(shè)計圖集
  河湖水系海綿體系見圖8。
  
  圖8 河湖水系海綿體系
  ①圖集特色
  a.新增了深圳市典型河道斷面,包括復(fù)式斷面、梯形斷面、矩形斷面。針對不同的典型斷面提出海綿城市建設(shè)布局建議。
  b.針對不同來源以及入流方式的雨水,包括場地地標(biāo)徑流、市政管道排入的客水,提出不同的水質(zhì)處理方式。
  c.針對深圳不同等級的河道(市級大河、小型河道等),推薦適宜的海綿城市建設(shè)形式。
  d.根據(jù)深圳本土氣候及土壤條件,選用適宜的海綿設(shè)施,并明確了使用條件,刪除不符合深圳實際的情況,如凍土、降雪等。
 
  ②建設(shè)目標(biāo)
  基于深圳市典型河湖水系斷面,結(jié)合海綿城市建設(shè)理念,在滿足城市水系基本功能的前提下,確保水系安全的同時,兼顧水質(zhì)提升、水景結(jié)合的生態(tài)化效果。
  ③技術(shù)要求
  深圳市水系生態(tài)堤岸斷面可分為矩形斷面、梯形斷面、復(fù)式斷面三種;雨水進(jìn)入水系有兩種方式:周邊地表徑流散排入河、市政客水經(jīng)雨水管網(wǎng)入河;根據(jù)生態(tài)岸線斷面,雨水來源以及入流形式的不同,進(jìn)行河湖水系海綿系統(tǒng)設(shè)計。
  ④設(shè)計思路
  地表徑流通過植草溝進(jìn)行組織,經(jīng)雨水花園等低影響開發(fā)設(shè)施處理后進(jìn)入水系;市政客水通過市政管道進(jìn)入初雨調(diào)蓄池經(jīng)處理后進(jìn)入水系;設(shè)置濱岸水生植物帶、潛水回流裝置等設(shè)施進(jìn)行水體原位凈化。
  河湖水系海綿建設(shè)方案流程見圖9。
  
  圖9 河湖水系海綿建設(shè)方案流程
  以表面流雨水濕地為例,徑流由進(jìn)水管進(jìn)入表流雨水濕地,經(jīng)濕地內(nèi)植物凈化后,由出水管排入水體,其不同的運行工況見圖10。
  
  圖10 表面流雨水濕地海綿設(shè)計案例
  2.4 雨水收集回用系統(tǒng)設(shè)計圖集
  雨水收集回用海綿體系見圖11。
  
  圖11 雨水收集回用海綿體系
  ①圖集特色
  結(jié)合深圳本地實際情況,建立了雨水收集、儲存、回用完整體系;推薦適宜的雨水收集回用系統(tǒng)流程,并完善雨水回用系統(tǒng)配套設(shè)施(如電力)。 
  ②建設(shè)目標(biāo)
  通過對雨水的截污棄流、收集、轉(zhuǎn)輸與凈化等處理,實現(xiàn)雨水資源化,節(jié)約用水,同時削減徑流總量,減輕洪澇風(fēng)險。
  ③技術(shù)要求
  雨水利用系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)用地規(guī)劃、用水需求等條件因地制宜進(jìn)行選用;應(yīng)根據(jù)用水量與降雨量進(jìn)行水量平衡計算;雨水利用應(yīng)優(yōu)先收集屋面雨水,采用雨水入滲系統(tǒng)、收集回用系統(tǒng)、調(diào)蓄排放系統(tǒng)之一或其組合,并應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)施組合。 
  ④設(shè)計思路
  雨水斗、雨水管道系統(tǒng)收集建筑與小區(qū)屋面雨水;雨水收集后經(jīng)控制井與棄流井實現(xiàn)棄流,經(jīng)棄流后的雨水排入儲水池,根據(jù)回用水質(zhì)要求進(jìn)行適當(dāng)處理后,用于景觀補水、或雜用(綠化澆灌或路面、外墻沖洗)。 
  雨水收集回用海綿建設(shè)方案流程見圖12。
  
  圖12 雨水收集回用海綿建設(shè)方案流程
  以蓄水池(見圖13)為例,適用于有雨水回用需求的建筑和小區(qū),可用于綠化、道路澆灑等;蓄水容積應(yīng)根據(jù)海綿指標(biāo)和用水平衡需求計算確定;蓄水容積較小時,可采用成品雨水罐代替;蓄水池應(yīng)設(shè)溢流設(shè)施。
  
  圖13 蓄水池典型構(gòu)造
  2.5 單項設(shè)施設(shè)計圖集
  單項設(shè)施海綿體系見圖14。
  
  圖14 單項設(shè)施海綿體系
  ①圖集特色
  針對深圳面源污染較為嚴(yán)重的特點,增加了適用于深圳的環(huán)保型雨水口、初期雨水棄流設(shè)施、旋流沉砂設(shè)施、復(fù)合介質(zhì)生物滯留設(shè)施、新型雨水口沉積物高效截污設(shè)施、截污雨水口等特有單項設(shè)施的圖集。針對深圳正本清源及海綿化改造項目的需要,增加了高位雨水花壇、嵌草磚、各類透水鋪裝、植草溝等圖集,結(jié)合深圳本地情況進(jìn)行了調(diào)整。 
  ②適用范圍
  深圳市新建、改建、擴建建設(shè)項目中各類海綿設(shè)施;單項設(shè)施圖紙需與總說明、建筑與小區(qū)系統(tǒng)、道路與廣場系統(tǒng)和水務(wù)系統(tǒng)的圖紙一并使用。
  以環(huán)保型雨水口為例,環(huán)保雨水口(見圖15)是一種用于處理面源污染的海綿設(shè)施,在小雨時能凈化初期雨水,大雨時不影響雨水順暢排放;應(yīng)設(shè)置截污掛籃;應(yīng)具有防止環(huán)衛(wèi)工人將垃圾直接掃入雨水管道的功能;雨水口應(yīng)能處理匯水面內(nèi)10mm的初期雨水,初期雨水的污染物去除率應(yīng)大于70%(以SS計算);雨水口的承重應(yīng)滿足設(shè)計要求;雨水口的過流能力應(yīng)滿足設(shè)計要求,雨水口尺寸應(yīng)根據(jù)雨水口過流能力來確定。
  
  圖15 環(huán)保型雨水口設(shè)計案例
  2.6 推薦植物應(yīng)用目錄
  綜合考慮深圳市降雨特征、徑流污染控制及景觀需求,篩選耐澇、耐旱、具有一定凈化能力的本地化植物,圖集推薦了17種喬木、18種灌木、23種草木為植物選擇提供參考。植物選擇原則見圖16。
  
  圖16 植物選擇原則
  03.結(jié)語
  深圳市海綿城市建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入全面落實的實施階段,編制本地化、科學(xué)化、實用化的圖集將為設(shè)計者、施工單位、監(jiān)理單位及業(yè)主方的監(jiān)管提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、數(shù)據(jù)及圖樣標(biāo)準(zhǔn),也是施工過程的各個階段參與單位的最基本的依據(jù)。參考、引用正確的標(biāo)準(zhǔn)圖集,對于保證工程質(zhì)量以及提高設(shè)計速度都有重要作用。深圳市《海綿城市設(shè)計圖集》的應(yīng)用中仍會出現(xiàn)很多實施過程中的具體問題,在下一步的研究中廣泛吸納問題和不足,進(jìn)行針對性的完善。
  本文的完整版刊登在《中國給水排水》2021年第10期,作者:張亮、湯鐘、李亞、熊慧君、俞露,單位:深圳市城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司。