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克拉玛依市住宅小区海绵工程设计研究

2019-10-21秦利华

中国房地产业·中旬 2019年9期
关键词:蓄水住宅小区海绵城市

秦利华

摘要:海绵工程是以“自然积存、自然渗透、自然净化”为前提的生态建设工程,克拉玛依市属典型的大陆性气候,干燥少雨,同样需要建设海绵工程。本文结合克拉玛依城市气候特点,从小区建筑、道路、场地、绿地四个方面着手,梳理出对应的海绵工程设计措施,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化和利用能力,提升小区的“海绵”功能,缓解克拉玛依干旱缺水的状况,促进水资源的利用和生态环境保护,为建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市提供重要保障。

关键词:海绵城市;住宅小区;渗透;蓄水

一、海绵工程

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。

2015 年国务院办公厅发出关于推进海绵城市建设的指导意见,提出通过海绵城市建设,综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将 70%的降雨就地消纳和利用的总体目标。

海绵工程建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水系统性, 协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。

二、研究必要性

克拉玛依城市地形平坦,适于各类建设活动,但也因为平坦客观上给城镇管排水增加了难度;加之年降水量的 3/4 集中于春夏,降水的时间分布极不均匀,短历时降雨集中,极易造成短时雨水量激增,增加市政管网压力,带来积水。

克拉玛依市相对于南方城市雨水少,内涝几率小,但海绵城市是以“自然积存、自然渗透、自然净化”为前提的生态建设,我们的城市环境与海绵城市所描述的“自然积存、自然渗透、自然净化”状态还有很长一段距离,生态城市建设之路很漫长。海绵城市适用于任何的土壤和气候条件,无论是南方还是北方,城市还是农村,黄土高坡还是沿海城市,都可以建设,在西部干旱的克拉玛依地区,应以雨水回收利用为主,增加水资源的回收利用。

三、研究目的

克拉玛依市属典型的大陆性气候,干燥少雨,年均降水量为 109mm,多集中在 5~8 月, 年蒸发量平均在 2324.2mm,蒸发量远远大于降水量,年温差与月温差大,夏季酷热,冬季严寒,多年平均气温 8.1℃,最高气温 42.9℃,最低气温-35.9℃,日照时间长,平均冻土深度 163cm。针对克拉玛依城市气候,克拉玛依市住宅小区海绵建设应该以蓄水、净水为主, 充分发挥小区建筑、道路、场地、绿地等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化和利用能力,提升小区的“海绵”功能,缓解克拉玛依干旱缺水的状况, 促进水资源的利用和生态环境保护,为建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市提供重要保障。

四、基本原则

克拉玛依市住宅小区海绵工程设计的基本原则是:因地制宜、生态优先、安全为重、适度控制。

因地制宜:根据克拉玛依市自然地理条件、水文地质特点、水资源禀赋状况、降雨规律、水环境保护等,合理确定低影响开发控制目标与指标,科学规划布局和选用下沉式绿地、植草沟、雨水湿地、透水铺装、多功能调蓄等低影响开发设施及其组合系统。

生态优先:在海绵工程建设过程中,优先利用自然排水系统与低影响开发设施,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环,提高水生态系统的自然修复能力,维护城市良好的生态功能。

安全为重:以保护人民生命财产安全和社会经济安全为出发点,综合采用工程和非工程措施提高水的收集与利用,缓解克拉玛依市缺水现状,保障城市水安全。

适度控制:克拉玛依市常年干燥少雨,海绵设施并不是越多越好,应根据径流总量合理布局海绵设施,避免浪费。

五、住宅小区海绵工程设计

克拉玛依市住宅小区海绵工程设计主要从小区场地设计、小区建筑设计、小区道路设计、小区绿地设计四个方面着手。

建筑屋面和小区路面径流雨水宜通过有组织的回流与转输,经截污等预处理后引入绿地内,以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施。因空间限制等原因不能满足控制目标的建筑与小区,径流雨水还可通过城市雨水管渠系统引入城市绿地内,以供绿地浇灌用。

(一)场地设计

应充分结合现状地形地貌进行设计与建筑布局,根据场地竖向关系,将地块划分为若干个汇水区,每个汇水区分别对建筑屋面、硬化路面广场以及绿地进行水量平衡计算,进而采取相应措施分别净化每个汇水区内的雨水。

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。道路、绿地等竖向设计应有利于径流雨水汇入低影响开发设施。

(二)建筑设计

克拉玛依市住宅小区建筑海绵工程主要设施与措施有:绿色屋顶、屋顶花园容器、雨水管、雨水罐、雨水桶、初期雨水弃流设施。

克拉玛依市常年干旱少雨,冬季寒冷,积雪时间长,建筑屋顶多为平屋顶,少量坡屋顶建筑,且坡屋顶坡度较小。 针对这一特点,屋顶坡度较小的建筑可采用绿色屋顶,屋顶绿化应根据气候特点、屋面形式、选择适合当地种植的植物种类。不宜选择根系穿刺性强的植物种类,不宜選择乔木和速生灌木植物。种植屋面宜设置雨水收集系统,水管、电缆线等设施应铺设于防水层上,屋面周边应有安全防护设施,灌溉宜采用滴灌、喷灌和渗灌设施。

降落在屋面的雨水经过初期弃流,可进入雨水桶,雨水桶中雨水宜作为小区绿化用水。还可以采用雨落管或设置集水井等方式将屋面雨水和融雪进行集蓄回用,净化工艺应根据回用水水质要求和径流雨水水质确定。雨水储存设施可结合现状情况选用雨水罐、地上或地下蓄水池等设施。

(三)道路设计

小区道路海绵工程设计主要设施及措施有:利用道路竖向排水、设置透水铺装、透水混凝土路面。

道路横断面设计应优化道路横坡坡向、路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等,便于径流雨水汇入绿地内低影响开发设施。

路面排水宜采用生态排水的方式,路面雨水通过表面径流、透水铺装排至道路绿化带及周边绿地,用于绿地浇灌,多余的雨水通过设施内的溢流排放系统与低影响开发设施或城市雨水管渠系统相衔接。

道路周边绿化带内低影响开发设施(如下沉绿地、植草沟)应采取必要的防渗措施,防止径流雨水下渗对道路路面及路基的强度和稳定性造成破坏。

人行道、小区绿地中的轻型荷载园路、广场用地和停车场等可采用透水铺装,人行步道必须采用透水铺装。非透水铺装周边应设有收水系统。

(四)绿化设计

绿地在满足基本功能的前提下,应结合绿地规模与竖向设计,在绿地内设计可消纳屋面、路面、广场及停车场径流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有效衔接,绿地海绵工程设施及措施主要有:下凹式绿地、植草沟、蓄水池、生态树池、生物滞留带。

下沉式绿地应低于周边铺砌地面或道路,周边雨水宜分散进入下沉式绿地,当集中进入时应在入口处设置缓冲带,当采用绿地入渗时可设置入渗池。

小区道路两侧、广场以及停车场周边的绿地宜设置植草沟,植草沟与其他措施联合运行,可在完成输送功能的同时满足雨水收集及净化处理要求。

绿地内生物滞留设施应根据地形、汇水面积确定规模和形式。生物滞留设施的蓄水深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透性能确定生态树池的超高高度可做适当调整,但需满足相关设计规范要求。

六、海绵设施设计

(一)透水铺装

按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。

(二)绿色屋顶

绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化,根据种植基质深度和复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式,基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定。

(三)下沉式绿地

下沉式绿地是将普通绿地下沉一定深度而达到滞留收集雨水的目的。下沉式绿地一般建议下沉深度为 H=20cm 以内。

(四)生物滞留设施

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。

(五)蓄水池

蓄水池指具有雨水储存功能的集蓄利用设施,主要包括钢筋混凝土蓄水池,砖、石砌筑蓄水池及塑料蓄水模块拼装蓄水池。

(六)雨水罐

雨水罐也称雨水桶,为地上或地下封闭式的简易雨水集蓄利用设施。

(七)植草溝

植草沟是指具有输水功能和积水功能的植被型草沟,适用于道路边及绿地内,植草沟顶宽 0.5~2m,深度 0.05~0.25m,边坡 1:3~1:4,纵向坡度 0.3%~5%。

参考文献:

[1]“海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建”[S];中国建筑工业出版社;2015 年 7 月

[2]董淑秋;韩志刚;;基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究[J];城市发展研究;2011 年 12 期

[3]仇保兴;;海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J];建设科技;2015 年 01 期

[4]鞠茂森;;关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考[J];水利发展研究;2015 年 03 期

[5]张书函;;基于城市雨洪资源综合利用的“海绵城市”建设[J];建设科技;2015 年 01 期

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