郑克白-海绵城市建设建筑与小区要点及案例

建筑小区海绵城市建设要点及案例2015年1月10日公司副总工程师郑克白1低影响开发内容2控制指标的确定3北京市相关规定4工程案例目录1低影响开发内容低影响开发（LowImpactDevelopment，LID）指在城市开发建设过程中采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段，通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的“海绵”功能。其核心是维持场地开发前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等。从水文循环角度，要维持径流总量不变，就要采取渗透、储存等方式，实现开发后一定量的径流量不外排；要维持峰值流量不变，就要采取渗、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。低影响开发水文原理示意图海绵城市——低影响开发雨水系统构建需统筹协调城市开发建设各个环节。在城市各层级、各相关规划中均应遵循低影响开发理念，明确低影响开发控制目标，结合城市开发区域或项目特点确定相应的规划控制指标，落实低影响开发设施建设的主要内容。设计阶段应对不同低影响开发设施及其组合进行科学合理的平面与竖向设计，在建筑与小区、城市道路、绿地与广场、水系等规划建设中，应统筹考虑景观水体、滨水带等开放空间，建设低影响开发设施，构建低影响开发雨水系统。海绵城市——低影响开发雨水系统构建途径示意图2控制指标的确定低影响开发雨水系统的径流总量控制一般采用年径流总量控制率作为控制目标。年径流总量控制率与设计降雨量为一一对应关系。理想状态下，径流总量控制目标应以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌时的径流排放量为标准。自然地貌往往按照绿地考虑，一般情况下，绿地的年径流总量外排率为15%-20%（相当于年雨量径流系数为0.15-0.20），因此，借鉴发达国家实践经验，年径流总量控制率最佳为80%-85%。这一目标主要通过控制频率较高的中、小降雨事件来实现。实践中，各地在确定年径流总量控制率时，需要综合考虑多方面因素。一方面，开发建设前的径流排放量与地表类型、土壤性质、地形地貌、植被覆盖率等因素有关，应通过分析综合确定开发前的径流排放量，并据此确定适宜的年径流总量控制率。另一方面，要考虑当地水资源禀赋情况、降雨规律、开发强度、低影响开发设施的利用效率以及经济发展水平等因素；具体到某个地块或建设项目的开发，要结合本区域建筑密度、绿地率及土地利用布局等因素确定。因此，综合考虑以上因素基础上，当不具备径流控制的空间条件或者经济成本过高时，可选择较低的年径流总量控制目标。同时，从维持区域水环境良性循环及经济合理性角度出发，径流总量控制目标也不是越高越好，雨水的过量收集、减排会导致原有水体的萎缩或影响水系统的良性循环；从经济性角度出发，当年径流总量控制率超过一定值时，投资效益会急剧下降，造成设施规模过大、投资浪费的问题。我国地域辽阔，气候特征、土壤地质等天然条件和经济条件差异较大，径流总量控制目标也不同。在雨水资源化利用需求较大的西部干旱半干旱地区，以及有特殊排水防涝要求的区域，可根据经济发展条件适当提高径流总量控制目标；对于广西、广东及海南等部分沿海地区，由于极端暴雨较多导致设计降雨量统计值偏差较大，造成投资效益及低影响开发设施利用效率不高，可适当降低径流总量控制目标。2.1年径流总量控制率分区我国各地的年总雨量分布得极不均匀，南多北少，东多西少，由东南沿海向西北内陆递减，山地迎风坡多、背风坡少。太平洋的东南季风和印度洋的西南季风为东南沿海地区带来了充沛的降水，雨量充沛；西部地区由于远离海洋和被山脉阻挡的原因，雨水量沿西北方向递减。2.1年径流总量控制率分区根据上图，可将我国内陆地区可分为4个区，即干旱区（h≤200mm）、半干旱区（200mmh≤400mm）、半湿润区（400h≤800mm）、湿润区（800h≤1600mm和1600h）2.1年径流总量控制率分区我国大陆地区大致分为五个年径流总量控制率分区，并给出了各区年径流总量控制率α的最低和最高限值，即I区（85%≤α≤90%；干旱区）、II区（80%≤α≤85%；半干旱区）、III区（75%≤α≤85%；半湿润区）、IV区（70%≤α≤85%；湿润区）、V区（60%≤α≤85%；湿润区），如图所示。各地应参照此限值，因地制宜的确定本地区径流总量控制目标。各地应根据当地降雨特征、水文地质条件、径流污染状况、内涝风险控制要求和雨水资源化利用需求等，并结合当地水环境突出问题、经济合理性等因素，有所侧重地确定低影响开发径流控制目标。（1）水资源缺乏的城市或地区，可采用水量平衡分析等方法确定雨水资源化利用的目标；雨水资源化利用一般应作为径流总量控制目标的一部分。（2）对于水资源丰沛的城市或地区，可侧重径流污染及径流峰值控制目标。（3）径流污染问题较严重的城市或地区，可结合当地水环境容量及径流污染控制要求，确定年SS总量去除率等径流污染物控制目标。实践中，一般转换为年径流总量控制率目标。2.2控制目标的选择（4）对于水土流失严重和水生态敏感地区，宜选取年径流总量控制率作为规划控制目标，尽量减小地块开发对水文循环的破坏。（5）易涝城市或地区可侧重径流峰值控制，并达到《室外排水设计规范》（GB50014）中内涝防治设计重现期标准。（6）面临内涝与径流污染防治、雨水资源化利用等多种需求的城市或地区，可根据当地经济情况、空间条件等，选取年径流总量控制率作为首要规划控制目标，综合实现径流污染和峰值控制及雨水资源化利用目标。2.2控制目标的选择北京市年径流总量控制率分布图2.2控制目标的选择以北京市为例：北京是个水资源短缺的城市，人均水资源量不足300m3，地下水位逐年降低。北京地区降雨集中在雨季，易出现短时强降雨，城区低洼处易出现内涝、西部山区易出现洪水。因此，对照上述原则应采取：推行雨水控制与利用工程，切实削减峰值径流排水量，防止城市内涝，同时实现雨水的资源化利用。北京年平均降雨量为595mm，处于半湿润区，其年径流总量控制率宜为75%≤α≤85%。北京市地标《雨水控制与利用工程设计规范》（DB11/685-2013）中规定：新开发区域年径流总量控制率不低于85%；其他区域不低于70%。将北京30年（1977～2006）的降雨日值按雨量大小进行分析，得到年径流总量控制率为70%和85%时，设计降雨雨量分别为19.0mm和32.5mm。2.3目标落实途径各地城市规划、建设过程中，可将年径流总量控制率目标分解为单位面积控制容积，以其作为综合控制指标来落实径流总量控制目标。径流总量控制途径包括：雨水的下渗减排和直接集蓄利用。缺水地区可结合实际情况制定基于直接集蓄利用的雨水资源化利用目标。雨水资源化利用一般应作为落实径流总量控制目标的一部分。实施过程中，雨水下渗减排和资源化利用的比例需依据实际情况，通过合理的技术经济比较来确定。北京地区雨季显现个别场降雨强度大，其他降雨降雨强度不大且间歇时间较长等特点。另外，由于城市建设硬化面大，地下水位逐年下降，有利于雨水入渗。因此，北京雨水控制优先采用下凹绿地、透水铺装等增加入渗。雨季时超入渗能力的雨水通过调蓄设施削减径流峰值流量。北京市地标《雨水控制与利用工程设计规范》（DB11/685-2013）（以下简称“规范”）对下凹绿地、透水铺装和调蓄设施计算均做了明确规定，来实现径流总量控制率的目标。2.3目标落实途径下凹绿地率“规范”中规定：凡涉及绿地率指标要求的建设工程，绿地中至少应有50%为用于滞留雨水的下凹式绿地；下凹式绿地应低于周边铺砌地面或道路，下凹深度宜为50mm～100mm，且不大于200mm。绿地率指标要求指的是覆土深度满足规划绿地要求的绿地面积。包括：地下设施顶板上部至室外地坪覆土厚度达3m（含3m）以上的；覆土厚度达1.5m（含1.5m）以上、不足3m的以及覆土厚度大于0.6m（含0.6m）的屋顶绿化面积。以下情况不计入建设工程附属绿地面积，但也应设为下凹式：工程建设用地范围以外的绿地；距建筑外墙1.5m和道路（路宽≥3m的）边线1m以内的用地；地面建、构筑物垂直投影范围内的用地；建筑所围合的、面积过于狭小、无光照等不能满足植物正常生长的用地。2.3目标落实途径透水铺装“规范”中规定：公共停车场、人行道、步行街、自行车道和休闲广场、室外庭院的透水铺装率不小于70%。考虑到北京市建设项目用地紧张，地下建筑及下沉广场日益增多，透水铺装下垫面条件不满足要求的区域较多，因此维持70%透水铺装的要求。按透水铺装做法实施了铺装的实土区域地面；覆土厚度小于1.5m，大于0.6m时且设排水设施的地面绿化；其覆土厚度不小于600mm且增设排水层的铺装；设置入渗设施并满足要求的透水铺装层。2.3目标落实途径调蓄设施“规范”中规定：新建工程硬化面积达2000平方米及以上的项目，应配建雨水调蓄设施，具体配建标准为：每千平方米硬化面积配建调蓄容积不小于30m3的雨水调蓄设施。硬化面积计算方法：居住区项目，硬化面积指屋顶硬化面积，按屋顶（不包括实现绿化的屋顶）的投影面积计；非居住区项目，硬化面积包括建设用地范围内的屋顶、道路、广场、庭院等部分的硬化面积，具体计算办法为：硬化面积=建设用地面积—绿地面积（包括实现绿化的屋顶）—透水铺装用地面积。雨水调蓄设施：天然洼地、池塘、景观水体以及下凹式绿地（下凹深度大于10cm的部分）、雨水收集池、调节池等均可作为调蓄设施。对于一年一遇常降雨（45mm），下凹绿地仅下凹50mm～100mm只能消纳自身区域和周边非下凹绿地的降雨，对整个区域的滞蓄作用不大，此部分下凹空间不计算在调蓄空间内。2.3目标落实途径调蓄设施硬化面积计算方法：居住区项目，硬化面积指屋顶硬化面积，按屋顶（不包括实现绿化的屋顶）的投影面积计；非居住区项目，硬化面积包括建设用地范围内的屋顶、道路、广场、庭院等部分的硬化面积，具体计算办法为：硬化面积=建设用地面积—绿地面积（包括实现绿化的屋顶）—透水铺装用地面积。（市规发【2012】791号）雨水调蓄设施：天然洼地、池塘、景观水体以及下凹式绿地（下凹深度大于10cm的部分）、雨水收集池、调节池等均可作为调蓄设施。对于一年一遇常降雨（45mm），下凹绿地仅下凹50mm～100mm只能消纳自身区域和周边非下凹绿地的降雨，对整个区域的滞蓄作用不大，此部分下凹空间不计算在调蓄空间内。2.3目标落实途径调蓄设施《雨水控制与利用工程设计规范》（DB11/685-2013）指标：每千平方米硬化面积配建30m3的雨水调蓄设施，换算可容纳硬化面33mm的降雨，其它区域：绿地及透水铺装容雨量均大于此值。因此，除居住区外对照北京降雨参数已可实现年径流总量控制率85%。即年均外排雨水径流系数不大于0.15，已达到自然地貌水平。通过对8个住宅小区进行模拟计算且经过北京建筑大学应用SWMM软件模拟验证，计算结果表明：按照《规范》其它要求做，并当每千平方米硬化面积配建30立方米的雨水调蓄设施时，在3～5年重现期的设计降雨情况下，外排雨水的流量系数不大于0.4。而5年重现期的外排雨水流量径流系数不大于0.4，则年均径流总量控制率不小于0.85。因此，住宅小区采取措施的综合控制结果满足低影响开发要求。3北京市相关规定市规发【2012】791号北京市规划委员会关于加强雨水利用工程规划管理有关事项的通知（试行）二Ｏ一二年五月十五日一、对下凹式绿地、透水铺装、雨水调蓄设施的相关指标做出规定。二、委机关管理处室和分局管理科在办理规划条件或选址意见书时，应明确要求建设单位遵守我委《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》（市规发〔2003〕258号）及本通知的有关要求，要求设计单位在提交的建设工程设计方案总平面图中，对雨水利用工程的设计情况进行说明，明确标注采用透水铺装面积的比例，雨水调蓄设施的规模、位置等内容。3.1管理文件三、委机关管理处室和分局管理科在审查建设工程设计方案、办理建设工程规划许可证时，应对上述内容进行形式审查，并在建设工程规划许可证附件备注栏中对雨水利用工程的情况进行说明。四