生态停车场低影响开发技术的应用与案例分析_刘超

52特别关注TheSpecialFocus绿色生态城市1、引言随着我国城市化进程的不断加快，汽车保有量的不断攀升，停车场的需求也在不断增加。停车场作为必不可少的城市基础设施之一，在城市不透水面积中占有较大比例，且因停车场机动车辆集中等特点，使场地雨水径流量增加，径流污染严重，对城市水环境等多方面产生了负面影响。国外一些发达国家对停车场的雨水径流污染尤为重视，美国EPA出版了停车场设计手册[1-2]，加拿大多伦多市出台了绿色停车场指南[3]，其文件中均体现了停车场雨水控制的要求。目前我国一些城市虽已制定了关于停车场生态环境的管理及维护规划，但停车场雨水径流控制却并未引起重视，而停车场作为海绵城市构建的重要开放空间之一，生态停车场的建设势在必行。因此，生态停车场的设计应纳入低影响开发技术，将低影响开发设施与环境、景观有机结合，最大程度地降生态停车场低影响开发技术的应用与案例分析刘超1，王文亮1,2，李俊奇1，苏莉萍3，王淇3，张勇31.北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室2.中国地质大学（北京）水资源与环境学院3.北京经济技术开发区城市规划和环境设计研究中心低停车场雨水径流对相邻区域及水环境带来的风险与隐患。2、生态停车场径流控制技术与模式低影响开发作为美、欧、澳等许多国家使用的雨水管理措施，主要通过生态设施建设促进地面雨水下渗，且国外许多案例显示，LID设施如生物滞留带、植草沟、雨水花园等绿色基础设施在停车场中的应用可从源头上减少场地的雨水径流量，有效净化径流雨水，削减峰值流量，从而提高场地的综合排水能力，同时对缓解停车场建设与环境保护、绿化用地之间的矛盾起到积极作用。生态停车场LID措施应根据停车场不透水面积比、坡度等因素进行合理地选择、布置和结构设计。传统停车场内的绿化带设计往往高于场地高程，景观植物多选择单一植物，使得场地内景观效果单一，绿化带的多功能性削弱。生态停车场雨水控制效果与DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2015.07.01153海绵城市篇绿地、LID设施的布局和竖向设计密切相关。因此，生态停车场的设计应转变传统绿化带的布局方式，且应从场地的排水方向与保证场地径流能够完全进入绿化带内角度进行竖向设计（如图1）。在不影响场地内交通功能和安全的前提下，为最大化滞留、渗透径流雨水，LID设施在停车场内的应用模式可根据场地内绿化带位置进行分散布置，如图2。当停车场绿化率低时，生态停车场设计可通过透水结构、蓄水模块等方式对汇水区域的径流体积进行收集，对中心绿地或场地内绿地设置雨水花园等末端设施进行调蓄、净化，使其在大雨甚至暴雨事件下能够发挥大排水系统作用，最终溢流至市政管线；当场地内绿化率高时，LID设施如生物滞留、下凹绿地等可采用分散式进行布置，该设计思想不仅满足车位需求，还能够最大化滞蓄利用雨水，且为提升场地内的径流控制能力，可对生态设施底部设置连接管，将场地内部分设施连通，从而实现调蓄雨水径流量的最大化。生态停车场场地内的径流控制技术路线如图3。图1场地不同竖向绿地布局（a）集中式（b）相对分散式（c）分散式图2单一坡向LID设施与绿地布局图图3生态停车场LID措施应用技术路线3、生态停车场建设案例分析3.1项目概况3.1.1项目概况及背景该项目位于北京经济开发区博大大厦西侧，为满足停车需求，对场地进行停车场建设，新建面积约为2公顷，其中停车场车位用地面积约为1.6公顷。场地高程为北高南低，东西高程低于场地中线高程。3.1.2存在的问题（1）外排径流量大，雨水资源流失项目建设后场地硬化面积大，场地综合径流系数为0.8左右，使得场地外排径流压力大，存在一定的内涝风险，且大量雨水资源流失。（2）径流污染严重项目建设后径流污染严重。同时，雨水直接排放至排水管网对水环境存在着水质污染的风险。（3）景观单一，生态效果差项目若按传统方式进行设计，会造成场地内植物种类单一，生态景观效果差。3.2项目设计理念与目标为解决项目建设后存在的问题，最大程度地降低场地径流对市政管线及水环境的影响。本项目采用低影响开发理念，通过分散的小规模控制设施对雨水进行渗透、储存和滞留等方式控制场地建设后的水文情况，从而实现传统灰色工程排水向生态排水理念的转变。根据北京市30年降雨资料统计规律，依据低影响开发理念及海绵城市建设指南中的控制标准，生态停车场设计目标为场地建成后需实现年径流总量控制率大于85%（设计降雨量大于33.6mm）。3.3项目设计方案项目在控制投资成本前提下，利用低影响开发生态排水系统代替传统雨水管线的灰色排水系统，并结合场地竖向条件及红线范围内的绿化面积对低影响开发生态设施进行了合理布局（如图4所示），使其能够实现场地雨水径流的有组织排放。项目主要采取措施包括植草沟、生物滞留带和雨水花园，设计技术路线如图5所示，场地中心范围内径流体积力求通过车位中间绿化带内的生物滞留带和绿化带两端的雨水花园设施进行渗透、转输、净化，从而实现径流体积的削减控制。场地四周区域汇水面积大，排水压力大；为解决四周区域自身排水压力，保证停车场中心区的排水安全，项目充分利用四周区域绿地空间，对四周区域绿地设置植草沟、雨水花园措施进行转输净化与末端的径流体积控制，使停车场整体外排控制率实现小于15%的目标。54特别关注TheSpecialFocus绿色生态城市图4生态停车场低影响开发生态设施布局图5生态停车场生态措施技术路线3.4项目设计要点3.4.1中心区的径流体积削减中心区的总汇水面积为1.13ha，为保证中心区自身区域的径流体积削减，根据停车位的设置方式、排水方向及竖向设计，将中心区分为10个子汇水区分别进行水量平衡计算，确定各子汇水区内生物滞留带与雨水花园设施的规模。为安全起见，本项目生物滞留带与雨水花园的空隙储存量忽略不计，依据该项目设计目标，生物滞留带与雨水花园设施的设计降雨量为33.6mm，因此停车场中心区域生物滞留带和雨水花园的面积经计算求得为0.18ha[4]。为保证生物滞留带的渗透、滞蓄功能，本项目将生物滞留带种植土层掺入了50%的中砂含量，其蓄水层、种植土层、砾石排水层设计横断图如图6，中心区生物滞留带与雨水花园联合应用示意图如图7。图6生物滞留带设计横断图图7中心区生物滞留带与雨水花园联合应用示意图3.4.2四周停车位的径流体积削减四周区域总汇水面积为0.94ha，因四周区域绿地空间大，根据停车位的设置方式、排水方向，将四周区分为4个子汇水区分别进行水量平衡计算，确定植草沟与雨水花园设施的规模。经计算雨水花园设施所需面积为310m2，雨水花园的构造横断面设计如图8，示意图如图9；植草沟的断面按梯形断面进行设计，如图10所示，其中W=1.4m，B=1.1m，e=0.3m，d=0.15m，D=0.25m，b=0.4m。图8雨水花园设计横断面图图9四周区域雨水花园应用示意图55海绵城市篇图10植被浅沟横断面示意图植草沟的设计应进行过水能力与输水能力的校核，当输水能力校核不满足设计目标时，应对植草沟的横断面设计尺寸进行合理地调整，使其满足输水能力要求。本项目按上述横断面尺寸校核后满足设计目标的输水能力，因此按照该横断面进行布置，四周区域需要植草沟230m，为保证场地整体的排水安全，增加景观多样性，本项目在四周区域设置植草沟长度约为700m。3.4.3路缘石进水豁口设计为保证场地内生物滞留带、植草沟、雨水花园有效的控制场地径流体积，进水豁口的设计至关重要。进水豁口的合理设置能够有效截留径流，其设计间距和开口宽度应充分考虑停车场纵向坡度、横向坡度及设计过水流量有关[4]，计算得停车场的路缘石进水豁口间距为5m，开口宽度为0.6m。3.4.4防冲刷设计因停车场污染严重，停车场横向坡度相对较大，为保护生态设施，减小径流对设施种植土的冲刷强度，对溢流至雨水管线的径流雨水进行净化，本项目在各个进水豁口及溢流口周围设置了鹅卵石。3.4.5溢流口设计为保证场地的排水能力，保护生态设施中的植物生长，保障停车场的生态景观效果，本项目在各个末端控制的雨水花园设施中设置了双篦溢流口，并通过设施底部的连接管将场地排水顺畅排入市政管线。3.4.6效益评价3.4.6.1径流体积控制效果通过水量平衡计算，生态设施能够调蓄雨水径流量大于900m3。项目通过利用植草沟、生物滞留、雨水花园等生态设施渗透、净化、调蓄场地径流雨水，使得生态停车场低影响开发生态排水系统实际年径流总量控制率可实现85%以上，场地排水综合设计重现期标准达到3a，可有效控制洪涝。3.4.6.2峰值流量控制效果LID设施的应用有效的对停车场内径流进行了滞留，并延长了汇流时间，使得峰值流量减小。根据场地设施的设计规模H=33.6mm，经计算，LID设施应用前，对于重现期P=3a的降雨事件，最大峰值流量为247.5L/s；应用后，场地最大峰值流量变为99.8L/s，则LID设施对场地峰值流量的削减率至少为60%。3.4.6.3污染控制效果因LID设施的应用，经计算场地污染物削减量大于40%（以SS计），降低了场地径流污染物负荷，减小了对水环境污染的冲击，节约了每年治理污染的费用。4、结论生态停车场的建设是海绵城市构建的重要海绵体之一，将LID技术应用于停车场改变了传统的停车场排水设计方式，在保证场地排水安全的同时实现了雨水的径流体积削减、峰值流量控制及污染控制，降低了区域内涝风险，在一定程度上改变了城市水环境，降低了投资。本案例依据低影响开发理念，将LID措施合理应用于停车场场地的绿化空间内，实现了场地的“源头—转输—末端”控制过程，并实现了项目设计目标。生态停车场的成功建设与运行，需要转变绿化带的优化设计、需要健全的制度保障，需要正确的管理与维护。特别是在施工过程中，LID设施能否实现其设计功能与施工人员密切相关，因此应对施工人员进行专业培训，让更多行业、更多人员了解LID设施的功能与作用，明确施工过程中灰色措施与LID设施之间的高程控制关系等施工关键点，使生态停车场能够按要求竣工。此外，建成后的定期维护对生态停车场的控制效果、景观效果尤为重要，因此停车场相应的维护管理制度与政策应尽快出台，使生态停车场的多功能性持续发挥作用。参考文献：[1]GreenParkingLotResourceGuide.UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgencyOfficeofSolidWasteandEmergencResponse(5101T).EPA-510-B-08--001February2008.[2]李金丽.我国城市停车场雨水径流污染及控制研究[D].北京建筑工程学院,2012.[3]DesignGuidelinesforgreeningsurfaceparkinglots.TorontoCityPlanning.November2007.[4]李俊奇,王文亮,边静,陈晓君,徐芳.城市道路雨水生态处置技术及其案例分析[J].中国给水排水,2010,16:60-64.C