來源：GRAF海綿城市雨水管理（微信號(hào)：GRAF-RINA）

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摘要

項(xiàng)目旨在通過梳理整個(gè)場(chǎng)地的雨水管理，以科學(xué)合理的海綿城市設(shè)計(jì)有效地對(duì)場(chǎng)地徑流雨水進(jìn)行管理，同時(shí)將注重資源節(jié)約，合理選擇LID設(shè)施及其組合系統(tǒng)，保持場(chǎng)地開發(fā)前后水文特征基本不變，促進(jìn)雨水儲(chǔ)存、滲透和凈化。

關(guān)鍵詞

公園；體育；雨水鏈；

項(xiàng)目時(shí)間：

2017.11

項(xiàng)目地點(diǎn)：

廣東珠海

項(xiàng)目面積：

8公頃

合作單位：

上海市政設(shè)計(jì)研究總院

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：

李明將、陳鑫

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)：

徐高峰（項(xiàng)目協(xié)調(diào)）黃黎暉（水利專業(yè)負(fù)責(zé)人）黃源源（生態(tài)海綿設(shè)計(jì)）金劍（生態(tài)景觀設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人）楊華天（生態(tài)景觀設(shè)計(jì)師）李云霞（模型模擬計(jì)算）王金泉（污水處理負(fù)責(zé)人）

項(xiàng)目背景

項(xiàng)目擬建為體育公園，北側(cè)及東側(cè)有幾處較為集中的居住區(qū)，金灣區(qū)政府位于項(xiàng)目東側(cè)，地塊南側(cè)有藝術(shù)學(xué)院與城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院。地塊周邊交通便利，北側(cè)南側(cè)出入口附近均有公交停靠點(diǎn)。

整個(gè)場(chǎng)地較有明顯的梯級(jí)關(guān)系，湖體為天然的海綿蓄水體，景觀設(shè)計(jì)后，整個(gè)場(chǎng)地的海綿城市雨水管理以就地消納，水質(zhì)改善回用為主，保障最終從LID設(shè)施溢流入湖體雨水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

按照《珠海市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》，珠海將以“人水和諧、生態(tài)宜居、濱海特色”的海綿城市建設(shè)為總目標(biāo)，在市域尺度上構(gòu)建“山、水、林、田、城、濕地”一體化的城市海綿體。到2020年，實(shí)現(xiàn)海綿城市的區(qū)域?qū)⒄嫉浇ǔ蓞^(qū)面積的20%以上，到2030年占比更將上升到80%。“依托綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)布局及構(gòu)成要素，構(gòu)建與自然相適應(yīng)的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，重建珠海接近自然水循環(huán)的過程。”是珠海構(gòu)建大區(qū)域海綿體的目標(biāo)。

氣候資料分析

珠海氣候類型屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫22.4攝氏度，年平均降水量2090毫米，因此珠海只分為夏季和冬季兩個(gè)季節(jié)，每年11月到次年3月是冬季，其間刮西北風(fēng)，西伯利亞寒流不斷輸送進(jìn)入，導(dǎo)致珠海白天氣溫在17度左右。每年4月到10月是夏季，其間絕大多數(shù)時(shí)間刮東南風(fēng)，日內(nèi)平均氣溫超過25度。每年4月到9月是珠海降水最集中的月份，每年4-6月的雨來自西南季風(fēng)，多暴雨；7-9月則多來自臺(tái)風(fēng)。珠海年平均在日均氣溫15-25度之間的“舒適區(qū)間”的天數(shù)占170天，多集中在每年十月下旬到次年三月下旬。

土壤及地下水分析

下墊面分析

設(shè)計(jì)愿景

該項(xiàng)目預(yù)期實(shí)現(xiàn)三個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)：

1.滿足海綿城市管控指標(biāo)：有效組織場(chǎng)地雨水，引導(dǎo)進(jìn)入天然蓄水池；過程通過典型海綿設(shè)施凈化雨水保持天然蓄水池水質(zhì)以增強(qiáng)其親水性。

2.打造景觀和游憩地：加強(qiáng)公園現(xiàn)有水體之間的視覺和功能上的聯(lián)系。改善景觀環(huán)境，升級(jí)休閑設(shè)施，增強(qiáng)環(huán)境舒適度和安全性，提升體育公園價(jià)值。

3.詮釋場(chǎng)地：通過對(duì)場(chǎng)地的設(shè)計(jì)與藝術(shù)性表現(xiàn)來揭示和講述公園水的故事，包括雨水資源的再利用。

控制目標(biāo)

根據(jù)要求，確定體育休閑公園年徑流總量控制率目標(biāo)85%，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨厚度為52.4mm；年徑流污染去除率達(dá)到60%；海綿改造后區(qū)域排水能力達(dá)到3年一遇。區(qū)域開發(fā)建設(shè)前后的水文狀態(tài)保持基本不變

技術(shù)路線

本項(xiàng)目采取了“滯”“蓄”“凈”為主的海綿改造策略，綜合采取植草溝、雨水花園、濕地、原有湖體等措施管理雨水；部分區(qū)域雨水回用于球場(chǎng)灌溉及水景補(bǔ)水。

設(shè)計(jì)策略

我們團(tuán)隊(duì)意識(shí)到，要想充分把握該項(xiàng)目以及場(chǎng)地所提供的機(jī)會(huì)，必須建立一個(gè)全面協(xié)作的設(shè)計(jì)環(huán)境。我們因此總結(jié)了一系列的關(guān)鍵策略，以確定和指導(dǎo)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、開發(fā)和交付。

策略一：淹沒分析梳理原始場(chǎng)地豎向徑流

1.原始場(chǎng)地存在較多積水區(qū)域，景觀改造后積水區(qū)域有所減少，但局部豎向低洼區(qū)仍存在不同深度的積水，最大積水深度為0.50m,最小積水深度為0.25m.

2.針對(duì)景觀改造后的場(chǎng)地采用不同的LID設(shè)施組合緩解內(nèi)澇積水狀況，充分發(fā)揮現(xiàn)狀湖體的調(diào)蓄能力。

策略二：場(chǎng)地邊界條件的確定及客水組織

1.山體坡度較大并有斷層及滾石，屬于地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，現(xiàn)狀有不連續(xù)擋墻防護(hù)，場(chǎng)地改造為體育公園后建議結(jié)構(gòu)專業(yè)對(duì)于擋墻的穩(wěn)定性做二次論證評(píng)估以確保場(chǎng)地的安全性。

2.經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，山體周邊設(shè)置有截洪溝，山體產(chǎn)生的地面徑流，由現(xiàn)狀截洪溝進(jìn)行截流。

3.場(chǎng)地有多處雨水排放口，主要是道路雨水經(jīng)雨水口及管道組織后通過排放口進(jìn)入場(chǎng)地。由于機(jī)動(dòng)車道有較高的污染，海綿設(shè)計(jì)將對(duì)匯入雨水進(jìn)行生態(tài)凈化后再排入自然湖體。

策略三：雨水徑流的重新優(yōu)化

通過對(duì)場(chǎng)地的整體分析，公園整體建設(shè)將利用海綿城市建設(shè)理念建設(shè)多個(gè)雨水花園及園區(qū)，將區(qū)景觀設(shè)計(jì)的生態(tài)溪地、濕地水系有機(jī)融合，用生態(tài)技術(shù)來減緩、吸收和過濾地表雨水，旨在凈化區(qū)內(nèi)雨水，激活片區(qū)周邊的活力。在較低洼綠地建設(shè)雨洪調(diào)蓄型綠地，塑造一個(gè)具有自凈、節(jié)能、可循環(huán)利用水資源的體育、海綿生態(tài)共生公園。

匯水區(qū)域劃分

根據(jù)景觀豎向設(shè)計(jì)及現(xiàn)狀排水分析，將其劃分為6個(gè)子匯水區(qū)。各匯水區(qū)編號(hào)及面積如下圖所示：

1）雨量管理

創(chuàng)造并恢復(fù)健康的自然生態(tài)環(huán)境，在豐沛而生機(jī)勃勃的體育公園中親近自然。通過建立海綿公園示范段，合理利用周邊天然湖體為雨量管理實(shí)現(xiàn)其綠色基礎(chǔ)設(shè)施功能。

2）水質(zhì)改善

采用形式多樣的水質(zhì)改善措施，使得攜帶非點(diǎn)源污染的地表徑流及部分客水得以在本案中實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。根據(jù)徑流管理的具體目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)中SS、NH3-N、TP、COD等污染物質(zhì)進(jìn)行去除和凈化。

3）雨水鏈及循環(huán)利用

通過彈性設(shè)計(jì)構(gòu)建生活與綠色空間、綠色基礎(chǔ)設(shè)施以及水環(huán)境的聯(lián)結(jié)；

水循環(huán)利用不僅可以大大減輕水資源短缺壓力，也是最積極主動(dòng)地保護(hù)水環(huán)境，解決生態(tài)用水和環(huán)境用水的最佳途徑。管渠設(shè)計(jì)

管渠設(shè)計(jì)

雨水鏈設(shè)計(jì)

LID設(shè)施平面布局

基于淹沒分析因地制宜不同類型的LID設(shè)施，構(gòu)建綠色連廊，讓藍(lán)綠措施發(fā)揮綜合調(diào)蓄效果。

量化計(jì)算及模型校核

峰值及徑流總量評(píng)估：

1.LID設(shè)施的布置對(duì)入流峰值削減比例為31.6%; 起到了很好的控制效果。2.由于場(chǎng)地現(xiàn)狀池塘的調(diào)蓄，在85%降雨情景下，海綿前后均無出流，達(dá)標(biāo)。3.在3a降雨情景下，海綿改造前場(chǎng)地徑流系數(shù)較大，不透水面積比例高，超過現(xiàn)狀池塘調(diào)蓄能力（按20cm計(jì)算模擬），近145m³的雨水外排，有出流。4.在3a降雨情景下，部分LID設(shè)施由于場(chǎng)地坡度大流速快被短暫淹沒，隨著降雨減弱及LID本身溢流口的排水，積水得到緩解并最終由現(xiàn)狀池塘調(diào)節(jié)，降雨完全控制，無出流。

污染物去除率評(píng)估

初雨沖刷帶來的面源污染負(fù)荷較高，隨著海綿設(shè)施的截留、吸附過濾和沉積等綜合作用，污染物濃度開始下降；但隨著降雨峰值和徑流峰值的到來，帶來的污染物超過了海綿設(shè)施的處理能力以及將一些前期沉積的SS攪動(dòng)致使污染物濃度上升，在徑流峰值過后，污染物濃度逐步下降。各項(xiàng)LID設(shè)施對(duì)SS的平均去除率達(dá)到了80%＞60%控制目標(biāo)。

結(jié)果與效益

1.LID設(shè)施的布置對(duì)入流峰值削減比例為31.6%; 起到了很好的控制效果。

2.由于場(chǎng)地現(xiàn)狀池塘的調(diào)蓄，在85%降雨情景下，海綿前后均無出流，達(dá)標(biāo)。

3.在3a降雨情景下，海綿改造前場(chǎng)地徑流系數(shù)較大，不透水面積比例高，超過現(xiàn)狀池塘調(diào)蓄能力（按20cm計(jì)算模擬），近145m³的雨水外排，有出流。

4.在3a降雨情景下，部分LID設(shè)施由于場(chǎng)地坡度大流速快被短暫淹沒，隨著降雨減弱及LID本身溢流口的排水，積水得到緩解并最終由現(xiàn)狀池塘調(diào)節(jié)，降雨完全控制，無出流。

5.初雨沖刷帶來的面源污染負(fù)荷較高，隨著海綿設(shè)施的截留、吸附過濾和沉積等綜合作用，污染物濃度開始下降；但隨著降雨峰值和徑流峰值的到來，帶來的污染物超過了海綿設(shè)施的處理能力以及將一些前期沉積的SS攪動(dòng)致使污染物濃度上升，在徑流峰值過后，污染物濃度逐步下降。各項(xiàng)LID設(shè)施對(duì)SS的平均去除率達(dá)到了80%＞60%控制目標(biāo)。

6.雨水再利用通過蓄水池及埋地式一體凈化機(jī)房實(shí)現(xiàn)，每年可收集再利用雨水預(yù)計(jì)18000m³，用于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地沖洗及綠化澆灑，每年可節(jié)約自來水費(fèi)54000元；每年可節(jié)約排污費(fèi)250000元，總計(jì)節(jié)約30萬元，投資回報(bào)期N=785/30=26年。