低影响开发雨水控制与利用工程设计参考图集
“海绵城市”建设过程中既产生了一些好的实践经验与做法,也暴露出了一些技术上的空白与不足。为更好地为我院相关实践提供技术支持,由研究中心(信息中心)牵头,市政规划与工程设计所、交通规划与工程设计所、园林分院、建筑分院等部门配合,联合开展《低影响开发雨水控制与利用工程设计参考图集》研究工作。
一、编制思路
课题组在吸收国内外已有规划标准和公开图集的基础上,深入剖析了江苏海绵城市建设的条件和需求,系统总结了我院近年来的具体工程实践经验,吸纳了建设主管部门的合理建议,形成了具有一定参考价值的设计标准,有效提高了相关工作的规范化与效率。
本图集适用于江苏省范围内新建、改建、扩建的小区建筑、公共建筑、公共绿地、城市广场、道路等低影响开发雨水控制与利用工程项目的设计和施工,成果具有较强的针对性和实用性。
二、内容体系
本参考图集近200页,涵盖适用于江苏省情特点的22项主要技术,分为三个部分。
第一部分“渗透与滞留技术”包括透水路面、种植屋面、下沉式绿地、下潜式绿地、雨水花园、生态滞留池、生态树池、滞留湾、渗管/渠、渗井、渗透塘、旱溪等12项技术。第二部分“储存和调节技术”包括雨水湿塘、雨水湿地、雨水调节塘、雨水调节池、雨水调蓄池、雨水罐等6项技术。第三部分“传输与截污技术”包括植草沟、植被缓冲带、生态滤池、初雨弃流设施等4项技术。各项技术均包括定义和功能、适用条件或适用范围、功能作用或技术性能、计算方法、设计要点、建设施工要求和维护管理要求等7个方面。
课题组结合工程实践,对借鉴的图集内容进行了较多的改进和修正,其中重大的修改12项,其他程度不同的修改和增补100余项。
三、图集特点
为突出图集的系统性和专类指导性,摒弃通用图集式的简单技术罗列方式,按主要功能分为渗透与滞留技术、储存和调节技术、传输与截污技术等三大类技术,既有利于图集的分类指导,也便于按大类进行技术组合选择和系统应用。
典型海绵技术组合示意图
另外,为避免混淆,本图集特别对概念模糊、功能重叠的几类技术重新进行了定义。例如:“雨水花园”重新定义为“以灌木和草本等植被为主、全部下凹或局部下凹的小面积绿地,用于收集自身及周边区域的雨水,能够暂时滞蓄雨水并利用土壤和植物净化雨水,同时具备一定景观效果,面积多为30-100平方米”,强调其综合效益,突出其景观属性。“下沉式绿地”重新定义为“表面高程低于周边铺砌地面或道路100毫米以上的集中式绿地,能够暂时滞留雨水,面积多在800平方米以上”,强调其滞留效果。“生物滞留池”重新定义为“设置于硬质铺装和道路周边绿地中的、具有多层透水结构的小面积人工洼地,能通过填料的截留和植物的吸附净化雨水,面积多为20-50平方米”,强调其滞留和净化效果。“雨水湿地”重新定义为“深度不同的多级洼地组成的,能长期滞蓄雨水并利用植物和微生物的作用净化雨水,同时能回补地下水,面积多为300-1000平方米”,强调其调蓄和净化效果。通过对不同技术的特征、功能和细节的梳理,明确其区别之处,有利于分类指导。
典型雨水花园示意图
典型下沉式绿地示意图
典型生物滞留池示意图
典型雨水湿地示意图
图集摒弃了以往示意图的形式,提供了达到施工图深度的实际工程图纸,方便设计人员理解和参考使用。同时,图集根据目前江苏海绵城市建设工程实际实施过程中遇到的部分问题,根据实际情况提供了针对性的解决方案,提高了图集的实用性。
例如:根据江苏省常见屋面建筑形式选择适合的种植方式,增加了对中高坡屋面的种植设计,并注重种植体和建筑主体的可靠连接。
江苏省现状中高坡屋面种植设计示意图
又例如:依据通用结构设计的雨水花园,结构层较厚、使用要求较高、景观层次性较差,对于某些场地或地区,不能符合使用要求,或者造价较高、建设和维护难度较大。若选用的种植土层渗透性能较好(渗透系数大于36毫米/小时),且地下水埋深超过1.5米,或在雨水花园结构层底部已经设置防水、排水设施(如地下室、地下车库的顶板),在满足设计目标的基本前提下,可采用简易型雨水花园形式,即取消人工填料层及以下结构层设施,但仍需设置溢流设施。
雨水花园在条件允许时取消人工填料层及以下结构层
作为绿色基础设施,低影响开发雨水工程尤其依赖于环境因素,需要对工程进行精细化设计和管理,因此细节之处往往决定了工程设计、建设和运行成败。为保障设施的正常运行,根据我们的实践经验,图集中提供了较多的大样图,对进出水、结构层施工等细节之处进行针对性指导。
例如:实际使用过程中也发现,对于汇水范围大、上游流量急、蓄水层深的雨水花园,如表层采用新鲜的树皮、树根或树叶,容易被雨水冲走导致土壤裸露。故当雨水花园面积达到50-60平方米以上时,建议覆盖层采用级配河卵石,即增加景观效果,又可以避免雨水冲刷导致土壤裸露的情况发生;雨水花园面积在20-30平方米以下,且进水口有完善的消能措施,仍可采用树皮、树根或树叶等材料。
雨水花园卵石铺面示意图1
雨水花园卵石铺面示意图2
图集体现了海绵城市建设理念和园林景观设计方法的融合,在增加绿地雨水滞蓄功能的同时,力求绿地的景观功能也得到保留甚至提升,实现绿地生态效益的综合化和最大化。
例如:从景观美化的角度出发,低影响开发雨水设施结构和布局从“全部下凹”优化为“局部下凹”(详见低影响开发雨水设施布局优化示意图),植被从“以草本为主的片植模式”优化为“宜采用乔、灌、草搭配的群落式配置模式”(详见低影响开发雨水设施种植优化示意图),同时在消能设施和溢流设施周边结合卵石设计植物群落,减少雨水对土壤的冲刷。平面布局采用片植、群植、丛植、孤植相结合的布局形式,疏密结合,兼顾观赏和休憩功能,较好地提升了整体效果。
低影响开发雨水设施布局优化示意图
低影响开发雨水设施种植优化示意图
例如:现状有大型乔灌木需要保护,或土质稳定性较差不适合开挖施工,或总体景观要求不适宜做下沉式绿地时,可在不影响地表植物生长的情况下,通过在绿地下部设置砂砾石层,实现对周边雨水的引导、渗滤和滞蓄。绿地下部的砂砾石层可独立设置,也可盲管串联在一起。由于表层不积水,下潜式绿地中植物主要起景观作用,限制较少,可以广泛采用乔木、灌木和草本植物。植物配置可错落有致,具有良好的造景效果。
下潜式绿地结构示意图
四、成果构成
课题组经过两年多的潜心研究,在理论与实践充分结合的基础上,形成了《低影响开发雨水控制与利用工程设计参考图集》和一系列专利。
最后,对课题研究过程中给予大力支持的江苏省住房与城乡建设厅、镇江市住房与城乡建设局、徐州市住房与城乡建设局、昆山市住房与城乡建设局、宜兴市公用事业管理局等单位表示诚挚的感谢。
五、课题组成员
技术总负责:黄富民总工程师
项目负责人:陈凌
技术团队:陈小延、樊思嘉、何忠喜、孟静、王登祥、张仲良、张丹、宗彬彬、张弦。
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