基于海绵城市理念的绿色建筑场地雨水设计解析

2022-10-09卢士清

中国建筑金属结构 2022年9期

0 引言

随着海绵城市相关理论研究的深入，学术界对于海绵城市内涵、特点以及实现方式形成了完整研究体系。澳大利亚、美国等国家的学者进行了大量海绵城市研究，提出了雨水花园、绿色屋顶等雨水渗透、滞留设计方案。国内李迪华教授，对海绵城市也进行了相关研究，提出了海绵城市雨水调蓄实现方式，结合国内外研究成果，文章以海绵城市为基础，探讨绿色建筑场地雨水处置方式，构建绿色化、高效化设计方案，推动雨水排水设计工作高质量开展。

构建问卷时，充分考虑社会距离对行为的影响。以情景1和11为例，社会距离对泰国留学生使用直接请求言语行为策略和我们想象的有所不同。照常理，社会距离越近，越容易实施直接请求言语行为，但调查结果显示，社会距离较近的反而更多使用间接请求策略，而社会距离较远的反而更多使用直接请求策略。深入探讨发现，在泰国高等社会地位主要有三级。一级：国王，二级：和尚，三级：长辈和老师，对这三级给予崇高敬意。因此即使对自己的祖父，社会距离亲近，依然惯用间接请求策略。

1 海绵城市绿色建筑场地雨水设计现状

海绵城市绿色建筑场地雨水设计过程中，受到多种因素的影响，暴露出系列问题，为弥补过往设计漏洞，突出场地雨水处置能力，全面提升海绵城市绿色建筑水资源管控能力，应当做好经验总结，全面梳理场地雨水设计潜在问题，推动后续规划设计活动有序开展。

观察组与对照组治疗后的血浆ET‐1含量低于治疗前，同组治疗前后比较差异有统计学意义（P＜0.05）；观察组也低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

1.1 场地雨水设计思路不清

与传统城市水资源管理体系相比，海绵城市作为我国城市水资源管控的全新路径，利用渗水、滞留、蓄水、净水、用水、排水等举措，实现70%的降雨就地消纳和利用，从而不断强化城市生态系统功能，减少城市内涝灾害的发生概率。海绵城市作为新生事物，相关地区以及设计团队缺乏工作经验的必要积累，设计思路不够清晰，这种情况的出现，导致部分地区在海绵城市整体规划建设过程中，设计人员没有认识到绿色建筑场地雨水设计的重要性、必要性，忽视了源头减排在区域水资源效能管理方面的提升作用，设计团队对于源头减排内容、减排要求、减排标准认知不够明确，没有框定绿色建筑场地雨水设计主体架构，思维认知缺陷，影响了海绵城市源头减排工作成效

。

1.2 场地雨水设计方法单一

海绵城市源头减排在实现环节，需要综合各类要素，采取多元化处理方式，搭建源头减排工作体系，持续发挥雨水调控能力，全面增强海绵城市绿色建筑在涵养水源、调控水体方面的作用。但是从实际情况来看，由于设计人员对于绿色建筑场地雨水设计缺乏必要认知，没有准确把握源头减排的必要性，片面强调后续排水、蓄水能力，从而造成减排方式单一，减排体系不完善等系列问题，影响了减排效果。设计人员在实际工作开展过程中，没有针对源头减排潜在问题以及建设要求，进行针对性的规划与建设，导致海绵城市绿色建筑场地雨水设计成效不佳，难以从根本上提升海绵城市源头减排能力。例如雨水花园设计过程中，忽视了地形、地质等要素对于海绵城市绿色建筑场地排水设计的影响，简单采取线状雨水花园设计方案，这种设计方案，尽管可以增强场地排水效果，但是适应能力较低，无法满足单坡道排水需求，影响设计方案环境适应能力。

2 海绵城市绿色建筑场地雨水设计基本思路

海绵城市以雨水、洪水的资源化利用作为出发点，通过城市基础设施的优化，优化了以往的防洪防旱管理方式，有效消除洪水、干旱等极端气候对于城市经济生产与生活的影响，构建起完整化的城市水生态系统

。海绵城市绿色建筑进行场地雨水处置过程中，设计人员要求以水资源的最优化利用为基础，在绿色性原则、生态性原则的基础上，对水分获取、水分存储等环节做出调整，以确保水资源得到快速整合。例如借助海绵城市规划思路，设计人员在场地雨水处置过程中，从雨水排出、综合利用等角度出发，形成雨水循环利用模式。设计人员通过将流域管理、清水入库、截污治污、植被缓冲、生态驳岸、水体净化、河道水环境等纳入场地雨水设计中，进行设计要素科学处置，有效增强海绵城市绿色建筑的水资源管控能力，打造出更为科学高效的雨洪管理机制。海绵城市绿色建筑场地雨水设计规划过程中，为避免工作漏洞，消除工作盲区，设计人员应当从城市整体规划角度出发，结合区域现状，将雨水开发系统、雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统进行有效衔接，将减排要点融入海绵城市建设各个环节，在确保海绵城市水资源调控能力的同时，降低整体费用支出，避免额外能耗

。基于这种思路认知，设计人员综合场地雨水处置要求，认真做好现状分析，重新确立目标与方法，通过排、滞、蓄、净以及减排等多个技术流程综合化应用，持续提升水源资源化利用效能，在保证城镇水资源供给能力的基础上，减少项目整体能耗。

全面梳理海绵城市绿色建筑场地雨水设计基本思路，廓清建设框架，厘清减排原则，引导设计团队转换观念，精准把握绿色建筑场地雨水设计核心要求，为后续工作策略的制定与执行奠定坚实基础。

自凝树脂制作9个长方体试件(8 mm×8 mm×15 mm)，在其表面1/2的中心位置制备窝洞(4 mm×4 mm×3 mm)，冲洗吹干，充填3M光固化复合树脂并光照固化，随机留存3个树脂面不做处理，将剩余33个树脂面随机分为A、B、C 3组，每组11个树脂面，分别对3组树脂面进行表面处理。

3 海绵城市绿色建筑场地雨水设计主要方法

海绵城市绿色建筑场地雨水设计过程中，为确保系列任务目标有效达成，消除绿色建筑场地雨水设计漏洞，设计团队需要深刻转换认知，既要明确海绵城市绿色建筑场地雨水设计的重要性，又要细化源头减排的技术标准与建设要求，通过绿色建筑场地雨水设计思路的明确，推动后续海绵城市建设工作顺利开展

。为确保绿色建筑场地雨水设计有序开展，设计团队需要吸收借鉴过往经验，总结海绵城市绿色建筑场地雨水设计先进做法，逐步拓宽工作思路、工作方法，细化绿色建筑场地雨水设计要点。尝试在科学性原则与实用性原则引导下，结合城市气候、水体等要素，立足海绵城市整体规划，有目的、有计划推进源头减排，全面提升绿色建筑场地雨水设计路径的多元化水平。海绵城市绿色建筑场地雨水综合整治过程中，为持续提升综合整治成效，消除绿色建筑场地雨水综合整治过程中存在的认知误区，工作人员在进行绿色建筑场地雨水综合整治的过程中，应当率先做好区域水资源环境的评估工作，以评估结果作为框架，有序引导相关规划建设工作的开展。在这一过程中，海绵城市绿色建筑场地雨水设计工作应当集中于绿色建筑场地雨水设计等几个方面，通过针对性的评估分析，不断修正绿色建筑场地雨水整治方案。考虑我国大部分地区年径流总量控制率 70%～80% 的目标，以及其对应的设计降雨量范围为 20～30mm，针对不同汇水分区下垫面特征，按照单位面积雨水花园的调蓄容积为 0.20m

进行估算。单个雨水花园的规模宜为 30～40m

，则相应的汇水分区应控制在 300～1 300m

范围内。利用现有的技术手段，进行实测降水量的快速获取，结合获取到的各类数据，绘制降水量等值线，在掌握区域降水量总体情况的同时，明确区域内水资源空间分布特点，为后续水资源的空间管理提供参考。蒸发量评价指标的分析，应当利用E601 型蒸发皿对一定时间周期内区域水资源蒸发量进行测算，根据测算结果，绘制蒸发量等值线图，掌握区域水资源流失情况。地表水以及地下水是区域水资源的主要载体，在开展评估过程中，要结合水文资料，利用数学模型，测算区域地下水、地表水的总量，实现对区域水资源的整体性评估。

3.1 加速转变绿色建筑场地雨水设计思路

海绵城市绿色建筑场地雨水设计成效的提升，要求设计团队从实践角度出发，着眼绿色建筑场地雨水设计存在的基本问题，在相关建设思路指导下，综合技术优势与管理优势，持续强化减排效果，全面提升海绵城市的生态属性。

3.2 健全完善绿色建筑场地雨水设计体系

海绵城市绿色建筑场地雨水设计过程中，设计团队需要采取必要举措，从源头实现消减城市径流，增强水资源利用效率，有效保护水体生态环境。在这一过程中，应当在城市发展规划下，将源头减排与区域开发、道路建设与园林绿化有机协调起来，通过功能联动，配套建设雨水滞渗、收集利用等削峰调蓄硬件设施，动态布局湿地公园、雨水花园、下沉式绿地、砂石地面、可渗透路面，使得雨水积存能力得到提升，自然渗透能力得到保障，实现了源头减排成效，持续丰富源头减排路径与方法

。具体操作过程中，设计团队可以从水面修复、雨水调蓄等角度出发，丰富海绵城市绿色建筑场地雨水设计手段，水面修复过程中，认真做好外江河道、内河水闸、小微水体调控，通过这种方式，连接天然水体接纳对象，增强水体处置能力，实现雨水快速排出，提升城市基础设施对于雨水的处置能力。雨水调蓄设施建设可以强化区域整体蓄水与渗透能力，基于这种技术定位，设计团队应当加强雨水罐建设力度，健全景观水体、雨水调蓄池、雨水调蓄模块等硬件设置。例如，部分地区降水量较大，在雨水调蓄设施建设过程中，设计团队合理确定调蓄规模，确保雨水处置能力，将每公顷硬化面积不低于125～450m

的比例进行设备建设，最大程度地强化源头管控效能，以更好地满足雨水源头处置能力，确保雨水下渗效能。针对绿色建筑场地雨水的功能定位，在提升绿色建筑场地雨水径流处理效能的过程中，可以按照雨水下渗、雨水滞留、雨水收集以及雨水排放的基本流程，稳步做好地表径流处置以及雨水资源化等相关工作。在这一思路的指导下，工作人员可以充分利用雨水花园、下凹绿地等设施景观，实现雨水的有效截留，并分解雨水中的污染物，初步提升雨水水质。初步汇总的雨水经过雨水多孔管的收集，运输到调蓄池内，进行雨水资源化利用相关工作。以某海绵城市绿色建筑场地雨水为例，在公园规划设计过程中，工作人员在雨水花园、下凹绿地的相关位置设置了储水池，用于对雨水的存储，同时将蓄水池与海绵城市已有的排水系统相连接，确保当蓄水池的雨水达到峰值时，多余的雨水可以通过排水系统快速排出，避免了出现雨水倒灌的情况。同时这种规划布局方式，突出了雨水花园、下凹绿地的净化处理能力，雨水纯净程度得到提升，降低了城市污水处理难度，更加全面地发挥海绵城市绿色建筑在径流雨水处理方面的作用与价值。下凹式绿地作为河道水环境综合整治的重要方式，充分利用了绿地自身的水源涵养以及保持能力，可以更好地提升河道周边区域对于水资源的利用水平，增强水资源的利用水平，对水资源高效利用以及后续河道区域城市景观的塑造有着极大的裨益。在应用下凹式绿地的过程中，相关工作人员需要着眼于海绵城市的设置要求，综合评估河道水环境综合整治的目标定位，系统分析河道水环境相关区域的地形地貌特征，在此基础上，进行综合性的规划设置。例如下凹式绿地需要集中分布于低洼位置，从而保证绿地对径流雨水的存储、净化能力，达成海绵城市的建设目标。为达到这一目标，除了根据河道水环境的地势特征合理规划下凹式绿地分布区域外，还需要对绿地植被的类别进行筛选，确保绿地自身的雨水净化处理能力。下凹绿地的面积范围在规划过程中，需要进行灵活化的调整，避免下凹绿地面积过大或者过小的情况发生，以免造成资源的浪费，对于下凹绿地中涉及的植被类型，也可以做出相应的筛选，通过这种方式，确保河道水体环境综合整治过程中，下凹式绿地可以更好地发挥自身的作用，与河道防洪、抗旱等功能联动。生态草沟设置的目的在于，对区域范围内的径流雨水进行收集、输送以及排放，同时植被的使用使得水体自身的净化能力得到显著提升，实现了对径流雨水的有效处理。在草沟设置过程中，工作人员需要根据河道水环境的整体布局，对生态草沟的空间分布、长度等做出灵活化的调整，确保生态草沟实用属性、经济属性以及美观属性的全面兼顾，在提升河道水环境雨水处理效果的同时，营造良好的娱乐休闲氛围，实现河道水环境的游览价值，促进区域文化建设活动的稳步开展。在雨水花园设计中，设置蓄水层、覆盖层、种植土层、过渡层及排水层。考虑到部分特殊场景，设计人员可增设隔盐层形成隔盐型雨水花园。隔盐层主要采用沸石、河沙等材料，可增设于种植土层与排水层之间，厚度宜设计为 100～150mm。对于使用的制备，从设计效果、设计成本等角度进行考量，可以采取乔木＋草本、灌木＋草本、乔木＋灌木＋草本以及乔木＋灌木＋草本＋水生植物 4 种配置模式。

3.3 全面细化绿色建筑场地雨水设计要点

海绵城市在绿色建筑场地雨水设计中，应当克服雨水过度控制的错误倾向，避免源头减排漏洞发生，影响最终实际工作效果。在兼顾海绵城市绿色建筑场地雨水设计要求的基础上，进行资源要素整合利用，实现生态功能与实用功能兼顾，避免资金浪费、雨水控制设施闲置等情况，确保资源利用优化。为应对这种情况，应当做好雨水控制量计算工作，对设施汇水能力、排水能力进行综合化分析，定量开展雨水控制效率评估，通过数据综合对比，科学确定源头减排要求，调控雨水控制设施规模，实现雨水控制设施规模与源头减排需求相适应，在确保雨水源头控制能力的同时，避免设备闲置，全面提升资源利用效能。考虑到设备平稳运行要求，管理人员需要确立设备维护管理要点，将设备减排能力作为维护核心指标，实时掌握设施运行动态，在此基础上，制定相应的维护方案，实现对设备减排能力的有效介入。雨水花园在规划建设环节，应当选择绿色建筑场地雨水中地势较低的区域，借助植被、土壤以及各类微生物的共同参与，实现对径流雨水的蓄渗、净化以及存储，全面提升绿色建筑场地雨水的径流处理能力。经过长时间的发展，雨水花园的类型逐步多元，使用范围日益广泛，在强化径流雨水综合处理能力的同时，雨水花园与城市空间的融合度较高，具有较强的可操作性。实际操作环节，工作人员在科学性原则、实用性原则的引导下，有针对性地对雨水花园的植物类别进行选择，同时根据土壤的性质以及微生物的种类，确定雨水花园的区域面积，以确保雨水花园的分布区域、面积大小等要素可以达到预期目标。施工场地周边设置临时围挡，施工场地外围设置截水沟，施工便道设置边沟。截水沟汇集的地表水是没经过污染的天然水，可以通过边沟直接排至河道里面，施工场地及边沟的初期雨水通过排水沟集中收集后排入回用水池，经沉淀后回用于洒水降尘、植被绿化等。施工材料堆放采取遮盖和围挡等防雨水冲刷措施；施工场地外围裸露地表及时绿化或用彩条布遮盖，减少水土流失。隧道内通过设置环向或者纵向盲管等结构，对施工区域的地下水进行汇总处理，将地下水疏导到侧向排水沟内。排水沟内与隧道掌子面连接，借助水泵等排水设备，将污水快速排出，经处理达标后排放。海绵城市河道在进行污水治理的过程中，为了快速排出污水，减少污水对于原有河道生态的损害，在整个河道生态创建的过程中，对于河道内的污水采用分级抽排的方式，即沿侧式排水沟每150m 设置一处中间集水池，相邻集水池通过污水管道连接，汇集在掌子面附近的污水通过污水管道、中间集水池利用水泵分级提升至洞外，经污水处理系统处理达标后排放。