第七節(jié) 技術(shù)選擇
1技術(shù)類(lèi)型
低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)按主要功能一般可分為滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸、截污凈化等幾類(lèi)。通過(guò)各類(lèi)技術(shù)的組合應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等目標(biāo)。實(shí)踐中,應(yīng)結(jié)合不同區(qū)域水文地質(zhì)、水資源等特點(diǎn)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,按照因地制宜和經(jīng)濟(jì)高效的原則選擇低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)及其組合系統(tǒng)。
2單項(xiàng)設(shè)施
各類(lèi)低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)又包含若干不同形式的低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施,主要有透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、濕塘、雨水濕地、蓄水池、雨水罐、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲濾等。 低影響開(kāi)發(fā)單項(xiàng)設(shè)施往往具有多個(gè)功能,如生物滯留設(shè)施的功能除滲透補(bǔ)充地下水外,還可削減峰值流量、凈化雨水,實(shí)現(xiàn)徑流總量、徑流峰值和徑流污染控制等多重目標(biāo)。因此應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)靈活選用低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施及其組合系統(tǒng),根據(jù)主要功能按相應(yīng)的方法進(jìn)行設(shè)施規(guī)模計(jì)算(詳見(jiàn)本章第八節(jié)),并對(duì)單項(xiàng)設(shè)施及其組合系統(tǒng)的設(shè)施選型和規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化。
2.1透水鋪裝
概念與構(gòu)造 透水鋪裝按照面層材料不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝,嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石、碎石鋪裝等也屬于滲透鋪裝。 透水鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)符合《透水磚路面技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T188)、《透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T190)和《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T135)的規(guī)定。透水鋪裝還應(yīng)滿足以下要求:
(1)透水鋪裝對(duì)道路路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的潛在風(fēng)險(xiǎn)較大時(shí),可采用半透水鋪裝結(jié)構(gòu)。 (2)土地透水能力有限時(shí),應(yīng)在透水鋪裝的透水基層內(nèi)設(shè)置排水管或排水板。
(3)當(dāng)透水鋪裝設(shè)置在地下室頂板上時(shí),頂板覆土厚度不應(yīng)小于600 mm, 并應(yīng)設(shè)置排水層。 透水磚鋪裝典型構(gòu)造如圖4-6 所示。
圖4-6 透水磚鋪裝典型結(jié)構(gòu)示意圖
適用性 透水磚鋪裝和透水水泥混凝土鋪裝主要適用于廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、人行道以及車(chē)流量和荷載較小的道路,如建筑與小區(qū)道路、市政道路的非機(jī)動(dòng)車(chē)道等, 透水瀝青混凝土路面還可用于機(jī)動(dòng)車(chē)道。
透水鋪裝應(yīng)用于以下區(qū)域時(shí),還應(yīng)采取必要的措施防止次生災(zāi)害或地下水污染的發(fā)生:
(1)可能造成陡坡坍塌、滑坡災(zāi)害的區(qū)域,濕陷性黃土、膨脹土和高含鹽土等特殊土壤地質(zhì)區(qū)域。
(2)使用頻率較高的商業(yè)停車(chē)場(chǎng)、汽車(chē)回收及維修點(diǎn)、加油站及碼頭等徑流污染嚴(yán)重的區(qū)域。
優(yōu)缺點(diǎn) 透水鋪裝適用區(qū)域廣、施工方便,可補(bǔ)充地下水并具有一定的峰值流量削減和雨水凈化作用,但易堵塞,寒冷地區(qū)有被凍融破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
2.2 綠色屋頂
概念與構(gòu)造 綠色屋頂也稱(chēng)種植屋面、屋頂綠化等,根據(jù)種植基質(zhì)深度和景觀復(fù)雜程度,綠色屋頂又分為簡(jiǎn)單式和花園式,基質(zhì)深度根據(jù)植物需求及屋頂荷載確定,簡(jiǎn)單式綠色屋頂?shù)幕|(zhì)深度一般不大于150mm,花園式綠色屋頂在種植喬木時(shí)基質(zhì)深度可超過(guò)600mm,綠色屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)可參考《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ155)。綠色屋頂?shù)牡湫蜆?gòu)造如圖4-7 所示。
圖4-7 綠色屋頂?shù)湫蜆?gòu)造示意圖
適用性 綠色屋頂適用于符合屋頂荷載、防水等條件的平屋頂建筑和坡度≤15°的坡屋頂建筑。
優(yōu)缺點(diǎn) 綠色屋頂可有效減少屋面徑流總量和徑流污染負(fù)荷,具有節(jié)能減排的作用,但對(duì)屋頂荷載、防水、坡度、空間條件等有嚴(yán)格要求。
2.3 下沉式綠地
概念與構(gòu)造 下沉式綠地具有狹義和廣義之分,狹義的下沉式綠地指低于周邊鋪砌地面或道路在200mm 以?xún)?nèi)的綠地;廣義的下沉式綠地泛指具有一定的調(diào)蓄容積(在以徑流總量控制為目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)分解或設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),不包括調(diào)節(jié)容積),且可用于調(diào)蓄和凈化徑流雨水的綠地,包括生物滯留設(shè)施、滲透塘、濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)塘等。
狹義的下沉式綠地應(yīng)滿足以下要求:
(1)下沉式綠地的下凹深度應(yīng)根據(jù)植物耐淹性能和土壤滲透性能確定,一般為100-200mm。
(2)下沉式綠地內(nèi)一般應(yīng)設(shè)置溢流口(如雨水口),保證暴雨時(shí)徑流的溢流排放,溢流口頂部標(biāo)高一般應(yīng)高于綠地50-100mm。
狹義的下沉式綠地典型構(gòu)造如圖4-8 所示。
圖4-8 狹義的下沉式綠地典型構(gòu)造示意圖
適用性 下沉式綠地可廣泛應(yīng)用于城市建筑與小區(qū)、道路、綠地和廣場(chǎng)內(nèi)。對(duì)于徑流污染嚴(yán)重、設(shè)施底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1m 及距離建筑物基礎(chǔ)小于3m(水平距離)的區(qū)域,應(yīng)采取必要的措施防止次生災(zāi)害的發(fā)生。
優(yōu)缺點(diǎn) 狹義的下沉式綠地適用區(qū)域廣,其建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用均較低,但大面積應(yīng)用時(shí),易受地形等條件的影響,實(shí)際調(diào)蓄容積較小。
2.4 生物滯留設(shè)施 概念與構(gòu)造 生物滯留設(shè)施指在地勢(shì)較低的區(qū)域,通過(guò)植物、土壤和微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化徑流雨水的設(shè)施。生物滯留設(shè)施分為簡(jiǎn)易型生物滯留設(shè)施和復(fù)雜型生物滯留設(shè)施,按應(yīng)用位置不同又稱(chēng)作雨水花園、生物滯留帶、高位花壇、生態(tài)樹(shù)池等。
生物滯留設(shè)施應(yīng)滿足以下要求:
(1)對(duì)于污染嚴(yán)重的匯水區(qū)應(yīng)選用植草溝、植被緩沖帶或沉淀池等對(duì)徑流雨水進(jìn)行預(yù)處理,去除大顆粒的污染物并減緩流速;應(yīng)采取棄流、排鹽等措施防止融雪劑或石油類(lèi)等高濃度污染物侵害植物。
(2)屋面徑流雨水可由雨落管接入生物滯留設(shè)施,道路徑流雨水可通過(guò)路緣石豁口進(jìn)入,路緣石豁口尺寸和數(shù)量應(yīng)根據(jù)道路縱坡等經(jīng)計(jì)算確定。
(3)生物滯留設(shè)施應(yīng)用于道路綠化帶時(shí),若道路縱坡大于1%,應(yīng)設(shè)置擋水堰/臺(tái)坎,以減緩流速并增加雨水滲透量;設(shè)施靠近路基部分應(yīng)進(jìn)行防滲處理, 防止對(duì)道路路基穩(wěn)定性造成影響。
(4)生物滯留設(shè)施內(nèi)應(yīng)設(shè)置溢流設(shè)施,可采用溢流豎管、蓋篦溢流井或雨水口等,溢流設(shè)施頂一般應(yīng)低于匯水面100mm。
(5)生物滯留設(shè)施宜分散布置且規(guī)模不宜過(guò)大,生物滯留設(shè)施面積與匯水面面積之比一般為5%-10%。
(6)復(fù)雜型生物滯留設(shè)施結(jié)構(gòu)層外側(cè)及底部應(yīng)設(shè)置透水土工布,防止周?chē)燎秩搿H缃?jīng)評(píng)估認(rèn)為下滲會(huì)對(duì)周?chē)ǎ?gòu))筑物造成塌陷風(fēng)險(xiǎn),或者擬將底部出水進(jìn)行集蓄回用時(shí),可在生物滯留設(shè)施底部和周邊設(shè)置防滲膜。
(7)生物滯留設(shè)施的蓄水層深度應(yīng)根據(jù)植物耐淹性能和土壤滲透性能來(lái)確定,一般為200-300mm,并應(yīng)設(shè)100mm的超高;換土層介質(zhì)類(lèi)型及深度應(yīng)滿足出水水質(zhì)要求,還應(yīng)符合植物種植及園林綠化養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)要求;為防止換土層介質(zhì)流失,換土層底部一般設(shè)置透水土工布隔離層,也可采用厚度不小于100mm的砂層(細(xì)砂和粗砂)代替;礫石層起到排水作用,厚度一般為250-300mm, 可在其底部埋置管徑為100-150mm的穿孔排水管,礫石應(yīng)洗凈且粒徑不小于穿孔管的開(kāi)孔孔徑;為提高生物滯留設(shè)施的調(diào)蓄作用,在穿孔管底部可增設(shè)一定厚度的礫石調(diào)蓄層。
簡(jiǎn)易型和復(fù)雜型生物滯留設(shè)施典型構(gòu)造如圖4-9、4-10 所示。
圖4-9 簡(jiǎn)易型生物滯留設(shè)施典型構(gòu)造示意圖
圖4-10 復(fù)雜型生物滯留設(shè)施典型構(gòu)造示意圖
適用性 生物滯留設(shè)施主要適用于建筑與小區(qū)內(nèi)建筑、道路及停車(chē)場(chǎng)的周邊綠地,以及城市道路綠化帶等城市綠地內(nèi)。對(duì)于徑流污染嚴(yán)重、設(shè)施底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1m 及距離建筑物基礎(chǔ)小于3m(水平距離)的區(qū)域,可采用底部防滲的復(fù)雜型生物滯留設(shè)施。
優(yōu)缺點(diǎn) 生物滯留設(shè)施形式多樣、適用區(qū)域廣、易與景觀結(jié)合,徑流控制效果好,建設(shè)費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用較低;但地下水位與巖石層較高、土壤滲透性能差、地形較陡的地區(qū),應(yīng)采取必要的換土、防滲、設(shè)置階梯等措施避免次生災(zāi)害的發(fā)生,將增加建設(shè)費(fèi)用。
2.5 滲透塘
概念與構(gòu)造 滲透塘是一種用于雨水下滲補(bǔ)充地下水的洼地,具有一定的凈化雨水和削減峰值流量的作用。
滲透塘應(yīng)滿足以下要求:
(1)滲透塘前應(yīng)設(shè)置沉砂池、前置塘等預(yù)處理設(shè)施,去除大顆粒的污染物并減緩流速;有降雪的城市,應(yīng)采取棄流、排鹽等措施防止融雪劑侵害植物。
(2)滲透塘邊坡坡度(垂直:水平)一般不大于1:3,塘底至溢流水位一般不小于0.6m。
(3)滲透塘底部構(gòu)造一般為200-300mm 的種植土、透水土工布及300-500mm的過(guò)濾介質(zhì)層。
(4)滲透塘排空時(shí)間不應(yīng)大于24h。
(5)滲透塘應(yīng)設(shè)溢流設(shè)施,并與城市雨水管渠系統(tǒng)和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)銜接,滲透塘外圍應(yīng)設(shè)安全防護(hù)措施和警示牌。
滲透塘典型構(gòu)造如圖4-11 所示。
圖4-11 滲透塘典型構(gòu)造示意圖
適用性 滲透塘適用于匯水面積較大(大于1hm2)且具有一定空間條件的區(qū)域,但應(yīng)用于徑流污染嚴(yán)重、設(shè)施底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1m 及距離建筑物基礎(chǔ)小于3m(水平距離)的區(qū)域時(shí),應(yīng)采取必要的措施防止發(fā)生次生災(zāi)害。
優(yōu)缺點(diǎn) 滲透塘可有效補(bǔ)充地下水、削減峰值流量,建設(shè)費(fèi)用較低,但對(duì)場(chǎng)地條件要求較嚴(yán)格,對(duì)后期維護(hù)管理要求較高。
2.6 滲井 概念與構(gòu)造 滲井指通過(guò)井壁和井底進(jìn)行雨水下滲的設(shè)施,為增大滲透效果, 可在滲井周?chē)O(shè)置水平滲排管,并在滲排管周?chē)佋O(shè)礫(碎)石。
滲井應(yīng)滿足下列要求:
(1)雨水通過(guò)滲井下滲前應(yīng)通過(guò)植草溝、植被緩沖帶等設(shè)施對(duì)雨水進(jìn)行預(yù)處理。
(2)滲井的出水管的內(nèi)底高程應(yīng)高于進(jìn)水管管內(nèi)頂高程,但不應(yīng)高于上游相鄰井的出水管管內(nèi)底高程。 滲井調(diào)蓄容積不足時(shí),也可在滲井周?chē)B接水平滲排管,形成輻射滲井。輻射滲井的典型構(gòu)造如圖4-12 所示。
圖4-12 輻射滲井構(gòu)造示意圖
適用性 滲井主要適用于建筑與小區(qū)內(nèi)建筑、道路及停車(chē)場(chǎng)的周邊綠地內(nèi)。滲井應(yīng)用于徑流污染嚴(yán)重、設(shè)施底部距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1m 及距離建筑物基礎(chǔ)小于3m(水平距離)的區(qū)域時(shí),應(yīng)采取必要的措施防止發(fā)生次生災(zāi)害。
優(yōu)缺點(diǎn) 滲井占地面積小,建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用較低,但其水質(zhì)和水量控制作用有限。
2.7 濕塘
概念與構(gòu)造 濕塘指具有雨水調(diào)蓄和凈化功能的景觀水體,雨水同時(shí)作為其主要的補(bǔ)水水源。濕塘有時(shí)可結(jié)合綠地、開(kāi)放空間等場(chǎng)地條件設(shè)計(jì)為多功能調(diào)蓄水體,即平時(shí)發(fā)揮正常的景觀及休閑、娛樂(lè)功能,暴雨發(fā)生時(shí)發(fā)揮調(diào)蓄功能,實(shí)現(xiàn)土地資源的多功能利用。 濕塘一般由進(jìn)水口、前置塘、主塘、溢流出水口、護(hù)坡及駁岸、維護(hù)通道等構(gòu)成。
濕塘應(yīng)滿足以下要求:
(1)進(jìn)水口和溢流出水口應(yīng)設(shè)置碎石、消能坎等消能設(shè)施,防止水流沖刷和侵蝕。
(2)前置塘為濕塘的預(yù)處理設(shè)施,起到沉淀徑流中大顆粒污染物的作用;池底一般為混凝土或塊石結(jié)構(gòu),便于清淤;前置塘應(yīng)設(shè)置清淤通道及防護(hù)設(shè)施, 駁岸形式宜為生態(tài)軟駁岸,邊坡坡度(垂直:水平)一般為1:2-1:8;前置塘沉泥區(qū)容積應(yīng)根據(jù)清淤周期和所匯入徑流雨水的SS污染物負(fù)荷確定。
(3)主塘一般包括常水位以下的永久容積和儲(chǔ)存容積,永久容積水深一般為0.8-2.5m;儲(chǔ)存容積一般根據(jù)所在區(qū)域相關(guān)規(guī)劃提出的“單位面積控制容積”確定;具有峰值流量削減功能的濕塘還包括調(diào)節(jié)容積,調(diào)節(jié)容積應(yīng)在24-48h 內(nèi)排空;主塘與前置塘間宜設(shè)置水生植物種植區(qū)(雨水濕地),主塘駁岸宜為生態(tài)軟駁岸,邊坡坡度(垂直:水平)不宜大于1:6。
(4)溢流出水口包括溢流豎管和溢洪道,排水能力應(yīng)根據(jù)下游雨水管渠或超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)的排水能力確定。
(5)濕塘應(yīng)設(shè)置護(hù)欄、警示牌等安全防護(hù)與警示措施。 濕塘的典型構(gòu)造如圖4-13 所示。
圖4-13 濕塘典型構(gòu)造示意圖
適用性 濕塘適用于建筑與小區(qū)、城市綠地、廣場(chǎng)等具有空間條件的場(chǎng)地。
優(yōu)缺點(diǎn) 濕塘可有效削減較大區(qū)域的徑流總量、徑流污染和峰值流量,是城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)的重要組成部分;但對(duì)場(chǎng)地條件要求較嚴(yán)格,建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用高。
2.8 雨水濕地
概念與構(gòu)造 雨水濕地利用物理、水生植物及微生物等作用凈化雨水,是一種高效的徑流污染控制設(shè)施,雨水濕地分為雨水表流濕地和雨水潛流濕地,一般設(shè)計(jì)成防滲型以便維持雨水濕地植物所需要的水量,雨水濕地常與濕塘合建并設(shè)計(jì)一定的調(diào)蓄容積。 雨水濕地與濕塘的構(gòu)造相似,一般由進(jìn)水口、前置塘、沼澤區(qū)、出水池、溢流出水口、護(hù)坡及駁岸、維護(hù)通道等構(gòu)成。
雨水濕地應(yīng)滿足以下要求:
(1)進(jìn)水口和溢流出水口應(yīng)設(shè)置碎石、消能坎等消能設(shè)施,防止水流沖刷和侵蝕。
(2)雨水濕地應(yīng)設(shè)置前置塘對(duì)徑流雨水進(jìn)行預(yù)處理。
(3)沼澤區(qū)包括淺沼澤區(qū)和深沼澤區(qū),是雨水濕地主要的凈化區(qū),其中淺
沼澤區(qū)水深范圍一般為0-0.3m,深沼澤區(qū)水深范圍為一般為0.3-0.5m,根據(jù)水深不同種植不同類(lèi)型的水生植物。
(4)雨水濕地的調(diào)節(jié)容積應(yīng)在24h內(nèi)排空。
(5)出水池主要起防止沉淀物的再懸浮和降低溫度的作用,水深一般為0.8-1.2m,出水池容積約為總?cè)莘e(不含調(diào)節(jié)容積)的10%。 雨水濕地典型構(gòu)造如圖4-14所示。
圖4-14 雨水濕地典型構(gòu)造示意圖
適用性 雨水濕地適用于具有一定空間條件的建筑與小區(qū)、城市道路、城市綠地、濱水帶等區(qū)域。
優(yōu)缺點(diǎn) 雨水濕地可有效削減污染物,并具有一定的徑流總量和峰值流量控制效果,但建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用較高。
2.9 蓄水池
概念與構(gòu)造 蓄水池指具有雨水儲(chǔ)存功能的集蓄利用設(shè)施,同時(shí)也具有削減峰值流量的作用,主要包括鋼筋混凝土蓄水池,磚、石砌筑蓄水池及塑料蓄水模塊拼裝式蓄水池,用地緊張的城市大多采用地下封閉式蓄水池。蓄水池典型構(gòu)造可參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《雨水綜合利用》(10SS705)。
適用性 蓄水池適用于有雨水回用需求的建筑與小區(qū)、城市綠地等,根據(jù)雨水回用用途(綠化、道路噴灑及沖廁等)不同需配建相應(yīng)的雨水凈化設(shè)施;不適用于無(wú)雨水回用需求和徑流污染嚴(yán)重的地區(qū)。
優(yōu)缺點(diǎn) 蓄水池具有節(jié)省占地、雨水管渠易接入、避免陽(yáng)光直射、防止蚊蠅滋生、儲(chǔ)存水量大等優(yōu)點(diǎn),雨水可回用于綠化灌溉、沖洗路面和車(chē)輛等,但建設(shè)費(fèi)用高,后期需重視維護(hù)管理。
2.10 雨水罐
概念與構(gòu)造
雨水罐也稱(chēng)雨水桶,為地上或地下封閉式的簡(jiǎn)易雨水集蓄利用設(shè)施,可用塑料、玻璃鋼或金屬等材料制成。
適用性 適用于單體建筑屋面雨水的收集利用。
優(yōu)缺點(diǎn) 雨水罐多為成型產(chǎn)品,施工安裝方便,便于維護(hù),但其儲(chǔ)存容積較小,雨水凈化能力有限。
2.11 調(diào)節(jié)塘
概念與構(gòu)造 調(diào)節(jié)塘也稱(chēng)干塘,以削減峰值流量功能為主,一般由進(jìn)水口、調(diào)節(jié)區(qū)、出口設(shè)施、護(hù)坡及堤岸構(gòu)成,也可通過(guò)合理設(shè)計(jì)使其具有滲透功能,起到一定的補(bǔ)充地下水和凈化雨水的作用。
調(diào)節(jié)塘應(yīng)滿足以下要求:
(1)進(jìn)水口應(yīng)設(shè)置碎石、消能坎等消能設(shè)施,防止水流沖刷和侵蝕。
(2)應(yīng)設(shè)置前置塘對(duì)徑流雨水進(jìn)行預(yù)處理。
(3)調(diào)節(jié)區(qū)深度一般為0.6-3m,塘中可以種植水生植物以減小流速、增強(qiáng)雨水凈化效果。塘底設(shè)計(jì)成可滲透時(shí),塘底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層不應(yīng)小于1m,距離建筑物基礎(chǔ)不應(yīng)小于3m(水平距離)。
(4)調(diào)節(jié)塘出水設(shè)施一般設(shè)計(jì)成多級(jí)出水口形式,以控制調(diào)節(jié)塘水位,增加雨水水力停留時(shí)間(一般不大于24h),控制外排流量。
(5)調(diào)節(jié)塘應(yīng)設(shè)置護(hù)欄、警示牌等安全防護(hù)與警示措施。
調(diào)節(jié)塘典型構(gòu)造如圖4-15 所示。
圖4-15 調(diào)節(jié)塘典型構(gòu)造示意圖
適用性 調(diào)節(jié)塘適用于建筑與小區(qū)、城市綠地等具有一定空間條件的區(qū)域。
優(yōu)缺點(diǎn) 調(diào)節(jié)塘可有效削減峰值流量,建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用較低,但其功能較為單一,宜利用下沉式公園及廣場(chǎng)等與濕塘、雨水濕地合建,構(gòu)建多功能調(diào)蓄水體。
2.12 調(diào)節(jié)池
概念與構(gòu)造 調(diào)節(jié)池為調(diào)節(jié)設(shè)施的一種,主要用于削減雨水管渠峰值流量, 一般常用溢流堰式或底部流槽式,可以是地上敞口式調(diào)節(jié)池或地下封閉式調(diào)節(jié)池,其典型構(gòu)造可參見(jiàn)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第5冊(cè))。
適用性 調(diào)節(jié)池適用于城市雨水管渠系統(tǒng)中,削減管渠峰值流量。
優(yōu)缺點(diǎn) 調(diào)節(jié)池可有效削減峰值流量,但其功能單一,建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用較高, 宜利用下沉式公園及廣場(chǎng)等與濕塘、雨水濕地合建,構(gòu)建多功能調(diào)蓄水體。
2.13 植草溝
概念與構(gòu)造 植草溝指種有植被的地表溝渠,可收集、輸送和排放徑流雨水, 并具有一定的雨水凈化作用,可用于銜接其他各單項(xiàng)設(shè)施、城市雨水管渠系統(tǒng)和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。除轉(zhuǎn)輸型植草溝外,還包括滲透型的干式植草溝及常有水的濕式植草溝,可分別提高徑流總量和徑流污染控制效果。
植草溝應(yīng)滿足以下要求:
(1)淺溝斷面形式宜采用倒拋物線形、三角形或梯形。
(2)植草溝的邊坡坡度(垂直:水平)不宜大于1:3,縱坡不應(yīng)大于4%。縱坡較大時(shí)宜設(shè)置為階梯型植草溝或在中途設(shè)置消能臺(tái)坎。
(3)植草溝最大流速應(yīng)小于0.8m/s ,曼寧系數(shù)宜為0.2-0.3。
(4)轉(zhuǎn)輸型植草溝內(nèi)植被高度宜控制在100-200mm。 轉(zhuǎn)輸型三角形斷面植草溝的典型構(gòu)造如圖4-16 所示。
圖4-16 轉(zhuǎn)輸型三角形斷面植草溝典型構(gòu)造示意圖
適用性 植草溝適用于建筑與小區(qū)內(nèi)道路,廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)等不透水面的周邊, 城市道路及城市綠地等區(qū)域,也可作為生物滯留設(shè)施、濕塘等低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的預(yù)處理設(shè)施。植草溝也可與雨水管渠聯(lián)合應(yīng)用,場(chǎng)地豎向允許且不影響安全的情況下也可代替雨水管渠。
優(yōu)缺點(diǎn) 植草溝具有建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用低,易與景觀結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),但已建城區(qū)及開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較大的新建城區(qū)等區(qū)域易受場(chǎng)地條件制約。
2.14 滲管/渠
概念與構(gòu)造 滲管/渠指具有滲透功能的雨水管/渠,可采用穿孔塑料管、無(wú)砂混凝土管/渠和礫(碎)石等材料組合而成。
滲管/渠應(yīng)滿足以下要求:
(1)滲管/渠應(yīng)設(shè)置植草溝、沉淀(砂)池等預(yù)處理設(shè)施。
(2)滲管/渠開(kāi)孔率應(yīng)控制在1%-3%之間,無(wú)砂混凝土管的孔隙率應(yīng)大于20%。
(3)滲管/渠的敷設(shè)坡度應(yīng)滿足排水的要求。
(4)滲管/渠四周應(yīng)填充礫石或其他多孔材料,礫石層外包透水土工布,土工布搭接寬度不應(yīng)少于200mm。
(5)滲管/渠設(shè)在行車(chē)路面下時(shí)覆土深度不應(yīng)小于700mm。
滲管/渠典型構(gòu)造如圖4-17 所示。
圖4-17 滲管/渠典型構(gòu)造示意圖
適用性 滲管/渠適用于建筑與小區(qū)及公共綠地內(nèi)轉(zhuǎn)輸流量較小的區(qū)域,不適用于地下水位較高、徑流污染嚴(yán)重及易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)塌陷等不宜進(jìn)行雨水滲透的區(qū)域(如雨水管渠位于機(jī)動(dòng)車(chē)道下等)。
優(yōu)缺點(diǎn) 滲管/渠對(duì)場(chǎng)地空間要求小,但建設(shè)費(fèi)用較高,易堵塞,維護(hù)較困難。
2.15 植被緩沖帶
概念與構(gòu)造 植被緩沖帶為坡度較緩的植被區(qū),經(jīng)植被攔截及土壤下滲作用減緩地表徑流流速,并去除徑流中的部分污染物,植被緩沖帶坡度一般為2%-6%,寬度不宜小于2m。植被緩沖帶典型構(gòu)造如圖4-18 所示。
圖4-18 植被緩沖帶典型構(gòu)造示意圖
適用性 植被緩沖帶適用于道路等不透水面周邊,可作為生物滯留設(shè)施等低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的預(yù)處理設(shè)施,也可作為城市水系的濱水綠化帶,但坡度較大(大于6%)時(shí)其雨水凈化效果較差。
優(yōu)缺點(diǎn) 植被緩沖帶建設(shè)與維護(hù)費(fèi)用低,但對(duì)場(chǎng)地空間大小、坡度等條件要求較高,且徑流控制效果有限。
2.16 初期雨水棄流設(shè)施
概念與構(gòu)造 初期雨水棄流指通過(guò)一定方法或裝置將存在初期沖刷效應(yīng)、污染物濃度較高的降雨初期徑流予以棄除,以降低雨水的后續(xù)處理難度。棄流雨水應(yīng)進(jìn)行處理,如排入市政污水管網(wǎng)(或雨污合流管網(wǎng))由污水處理廠進(jìn)行集中處理等。常見(jiàn)的初期棄流方法包括容積法棄流、小管棄流(水流切換法)等,棄流形式包括自控棄流、滲透棄流、棄流池、雨落管棄流等。初期雨水棄流設(shè)施典型構(gòu)造如圖4-19 所示。
圖4-19 初期雨水棄流設(shè)施示意圖
適用性 初期雨水棄流設(shè)施是其他低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的重要預(yù)處理設(shè)施,主要適用于屋面雨水的雨落管、徑流雨水的集中入口等低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的前端。
優(yōu)缺點(diǎn) 初期雨水棄流設(shè)施占地面積小,建設(shè)費(fèi)用低,可降低雨水儲(chǔ)存及雨水凈化設(shè)施的維護(hù)管理費(fèi)用,但徑流污染物棄流量一般不易控制。
2.17人工土壤滲濾
概念與構(gòu)造 人工土壤滲濾主要作為蓄水池等雨水儲(chǔ)存設(shè)施的配套雨水設(shè)施,以達(dá)到回用水水質(zhì)指標(biāo)。人工土壤滲濾設(shè)施的典型構(gòu)造可參照復(fù)雜型生物滯留設(shè)施。
適用性 人工土壤滲濾適用于有一定場(chǎng)地空間的建筑與小區(qū)及城市綠地。
優(yōu)缺點(diǎn) 人工土壤滲濾雨水凈化效果好,易與景觀結(jié)合,但建設(shè)費(fèi)用較高。
3設(shè)施功能比較
低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施往往具有補(bǔ)充地下水、集蓄利用、削減峰值流量及凈化雨水等多個(gè)功能,可實(shí)現(xiàn)徑流總量、徑流峰值和徑流污染等多個(gè)控制目標(biāo),因此應(yīng)根據(jù)城市總規(guī)、專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃及詳規(guī)明確的控制目標(biāo),結(jié)合匯水區(qū)特征和設(shè)施的主要功能、經(jīng)濟(jì)性、適用性、景觀效果等因素靈活選用低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施及其組合系統(tǒng)。
低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施比選如表4-1所示。
表4-1 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施比選一覽表
注:1 ●——強(qiáng) ◎——較強(qiáng) ○——弱或很小;
2 SS去除率數(shù)據(jù)來(lái)自美國(guó)流域保護(hù)中心(Center For Watershed Protection,CWP)的研究數(shù)據(jù)。
各類(lèi)用地中低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的選用應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型用地的功能、用地構(gòu)成、土地利用布局、水文地質(zhì)等特點(diǎn)進(jìn)行,可參照表4-2選用。
表4-2 各類(lèi)用地中低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選用一覽表
4低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施組合系統(tǒng)優(yōu)化
低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的選擇應(yīng)結(jié)合不同區(qū)域水文地質(zhì)、水資源等特點(diǎn),建筑密度、綠地率及土地利用布局等條件,根據(jù)城市總規(guī)、專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃及詳規(guī)明確的控制目標(biāo),結(jié)合匯水區(qū)特征和設(shè)施的主要功能、經(jīng)濟(jì)性、適用性、景觀效果等因素選擇效益最優(yōu)的單項(xiàng)設(shè)施及其組合系統(tǒng)。組合系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)遵循以下原則:
(1)組合系統(tǒng)中各設(shè)施的適用性應(yīng)符合場(chǎng)地土壤滲透性、地下水位、地形等特點(diǎn)。在土壤滲性能差、地下水位高、地形較陡的地區(qū),選用滲透設(shè)施時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的技術(shù)處理,防止塌陷、地下水污染等次生災(zāi)害的發(fā)生。
(2)組合系統(tǒng)中各設(shè)施的主要功能應(yīng)與規(guī)劃控制目標(biāo)相對(duì)應(yīng)。缺水地區(qū)以雨水資源化利用為主要目標(biāo)時(shí),可優(yōu)先選用以雨水集蓄利用主要功能的雨水儲(chǔ)存設(shè)施;內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重的地區(qū)以徑流峰值控制為主要目標(biāo)時(shí),可優(yōu)先選用峰值削減效果較優(yōu)的雨水儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)等技術(shù);水資源較豐富的地區(qū)以徑流污染控制和徑流峰值控制為主要目標(biāo)時(shí),可優(yōu)先選用雨水凈化和峰值削減功能較優(yōu)的雨水截污凈化、滲透和調(diào)節(jié)等技術(shù)。
(3)在滿足控制目標(biāo)的前提下,組合系統(tǒng)中各設(shè)施的總投資成本宜最低,并綜合考慮設(shè)施的環(huán)境效益和社會(huì)效益,如,當(dāng)場(chǎng)地條件允許時(shí),優(yōu)先選用成本較低且景觀效果較優(yōu)的設(shè)施。 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選用流程如圖4-20所示。
圖4-20 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施選用流程圖
第八節(jié) 設(shè)施規(guī)模計(jì)算
1計(jì)算原則
(1)低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的規(guī)模應(yīng)根據(jù)控制目標(biāo)及設(shè)施在具體應(yīng)用中發(fā)揮的主要功能,選擇容積法、流量法或水量平衡法等方法通過(guò)計(jì)算確定;按照徑流總量、徑流峰值與徑流污染綜合控制目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)的低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施,應(yīng)綜合運(yùn)用以上方法進(jìn)行計(jì)算,并選擇其中較大的規(guī)模作為設(shè)計(jì)規(guī)模;有條件的可利用模型模擬的方法確定設(shè)施規(guī)模。
(2)當(dāng)以徑流總量控制為目標(biāo)時(shí),地塊內(nèi)各低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積之和,即總調(diào)蓄容積(不包括用于削減峰值流量的調(diào)節(jié)容積),一般不應(yīng)低于該地塊“單位面積控制容積”的控制要求(詳見(jiàn)第三章第四節(jié))。計(jì)算總調(diào)蓄容積時(shí),應(yīng)符合以下要求:
1)頂部和結(jié)構(gòu)內(nèi)部有蓄水空間的滲透設(shè)施(如復(fù)雜型生物滯留設(shè)施、滲管/渠等)的滲透量應(yīng)計(jì)入總調(diào)蓄容積。
2)調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池對(duì)徑流總量削減沒(méi)有貢獻(xiàn),其調(diào)節(jié)容積不應(yīng)計(jì)入總調(diào)蓄容積;轉(zhuǎn)輸型植草溝、滲管/渠、初期雨水棄流、植被緩沖帶、人工土壤滲濾等對(duì)徑流總量削減貢獻(xiàn)較小的設(shè)施,其調(diào)蓄容積也不計(jì)入總調(diào)蓄容積。
3)透水鋪裝和綠色屋頂僅參與綜合雨量徑流系數(shù)的計(jì)算,其結(jié)構(gòu)內(nèi)的空隙容積一般不再計(jì)入總調(diào)蓄容積。
4)受地形條件、匯水面大小等影響,設(shè)施調(diào)蓄容積無(wú)法發(fā)揮徑流總量削減作用的設(shè)施(如較大面積的下沉式綠地,往往受坡度和匯水面豎向條件限制,實(shí)際調(diào)蓄容積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積),以及無(wú)法有效收集匯水面徑流雨水的設(shè)施具有的調(diào)蓄容積不計(jì)入總調(diào)蓄容積。
2一般計(jì)算
2.1容積法
低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施以徑流總量和徑流污染為控制目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)施具有的調(diào)蓄容積一般應(yīng)滿足“單位面積控制容積”的指標(biāo)要求。設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積一般采用容積法進(jìn)行計(jì)算,如式(4-1)所示,詳細(xì)計(jì)算可參照本指南附錄4典型案例中的案例四。
V=10HφF (4-1)
式中:V——設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積,m3;
H——設(shè)計(jì)降雨量,mm,參照附錄2;
φ——綜合雨量徑流系數(shù),可參照表4-3進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算;
F——匯水面積,hm2。
用于合流制排水系統(tǒng)的徑流污染控制時(shí),雨水調(diào)蓄池的有效容積可參照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)進(jìn)行計(jì)算。
表4-3 徑流系數(shù)
注:以上數(shù)據(jù)參照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)和《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(DB11/685)。
2.2流量法
植草溝等轉(zhuǎn)輸設(shè)施,其設(shè)計(jì)目標(biāo)通常為排除一定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期下的雨水流量,可通過(guò)推理公式來(lái)計(jì)算一定重現(xiàn)期下的雨水流量,如式(4-2)所示。
Q=ψqF(4-2)
式中:Q——雨水設(shè)計(jì)流量,L/s;
ψ——流量徑流系數(shù),可參見(jiàn)表4-3;
q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,L/(s•hm2);
F——匯水面積,hm2。
城市雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的取值及雨水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算等還應(yīng)符合《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)的有關(guān)規(guī)定。
2.3水量平衡法
水量平衡法主要用于濕塘、雨水濕地等設(shè)施儲(chǔ)存容積的計(jì)算。設(shè)施儲(chǔ)存容積應(yīng)首先按照“2.1容積法”進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)為保證設(shè)施正常運(yùn)行(如保持設(shè)計(jì)常水位),再通過(guò)水量平衡法計(jì)算設(shè)施每月雨水補(bǔ)水水量、外排水量、水量差、水位變化等相關(guān)參數(shù),最后通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析確定設(shè)施設(shè)計(jì)容積的合理性并進(jìn)行調(diào)整,水量平衡計(jì)算過(guò)程可參照表4-4。
表4-4 水量平衡計(jì)算表
3以滲透為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
對(duì)于生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井等頂部或結(jié)構(gòu)內(nèi)部有蓄水空間的滲透設(shè)施,設(shè)施規(guī)模應(yīng)按照以下方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)透水鋪裝等僅以原位下滲為主、頂部無(wú)蓄水空間的滲透設(shè)施,其基層及墊層空隙雖有一定的蓄水空間,但其蓄水能力受面層或基層滲透性能的影響很大,因此透水鋪裝可通過(guò)參與綜合雨量徑流系數(shù)計(jì)算的方式確定其規(guī)模。
(1)滲透設(shè)施有效調(diào)蓄容積按式(4-3)進(jìn)行計(jì)算 Vs=V-Wp (4-3)
式中:Vs——滲透設(shè)施的有效調(diào)蓄容積,包括設(shè)施頂部和結(jié)構(gòu)內(nèi)部蓄水空間的容積,m3;
V——滲透設(shè)施進(jìn)水量,m3,參照“2.1容積法”計(jì)算;
Wp——滲透量,m3。
(2)滲透設(shè)施滲透量按式(4-4)進(jìn)行計(jì)算
Wp=KJAsts(4-4) 式中:Wp——滲透量,m3;
K——土壤(原土)滲透系數(shù),m/s;
J——水力坡降,一般可取J=1;
As——有效滲透面積,m2;
ts——滲透時(shí)間,s,指降雨過(guò)程中設(shè)施的滲透歷時(shí),一般可取2h。
滲透設(shè)施的有效滲透面積As 應(yīng)按下列要求確定:
(1)水平滲透面按投影面積計(jì)算;
(2)豎直滲透面按有效水位高度的1/2 計(jì)算;
(3)斜滲透面按有效水位高度的1/2 所對(duì)應(yīng)的斜面實(shí)際面積計(jì)算;
(4)地下滲透設(shè)施的頂面積不計(jì)。
4 以?xún)?chǔ)存為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
雨水罐、蓄水池、濕塘、雨水濕地等設(shè)施以?xún)?chǔ)存為主要功能時(shí),其儲(chǔ)存容積應(yīng)通過(guò)“2.1 容積法”及“2.3 水量平衡法”計(jì)算,并通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析綜合確定。
5 以調(diào)節(jié)為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池等調(diào)節(jié)設(shè)施,以及以徑流峰值調(diào)節(jié)為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)的蓄水池、濕塘、雨水濕地等設(shè)施的容積應(yīng)根據(jù)雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、下游雨水管道負(fù)荷(設(shè)計(jì)過(guò)流流量)及入流、出流流量過(guò)程線,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析合理確定,調(diào)節(jié)設(shè)施容積按式(4-5)進(jìn)行計(jì)算。
式中:V——調(diào)節(jié)設(shè)施容積,m3;
Qin——調(diào)節(jié)設(shè)施的入流流量,m3/s;
Qout——調(diào)節(jié)設(shè)施的出流流量,m3/s;
t ——計(jì)算步長(zhǎng),s;
T——計(jì)算降雨歷時(shí),s。
6 調(diào)蓄設(shè)施規(guī)模計(jì)算
具有儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)綜合功能的濕塘、雨水濕地等多功能調(diào)蓄設(shè)施,其規(guī)模應(yīng)綜合儲(chǔ)存設(shè)施和調(diào)節(jié)設(shè)施的規(guī)模計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。
7 以轉(zhuǎn)輸與截污凈化為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
植草溝等轉(zhuǎn)輸設(shè)施的計(jì)算方法如下: ?
(1)根據(jù)總平面圖布置植草溝并劃分各段的匯水面積。
(2)根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)確定排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,參考本指南“2.2流量法”計(jì)算設(shè)計(jì)流量Q。
(3)根據(jù)工程實(shí)際情況和植草溝設(shè)計(jì)參數(shù)取值(參照本章第七節(jié)),確定各設(shè)計(jì)參數(shù)。 容積法棄流設(shè)施的棄流容積應(yīng)按“2.1容積法”計(jì)算;綠色屋頂?shù)囊?guī)模計(jì)算參照透水鋪裝的規(guī)模計(jì)算方法;人工土壤滲濾的規(guī)模根據(jù)設(shè)計(jì)凈化周期和滲濾介質(zhì)的滲透性能確定;植被緩沖帶規(guī)模根據(jù)場(chǎng)地空間條件確定。