深圳市《海绵城市设计图集》的编制及思考
导读:设计图集是工程标准化的重要组成部分,通过对各项技术进行梳理、提炼、总结,形成详细的技术内容,以便于技术人员交流和使用。以深圳市《海绵城市设计图集》(DB 4403/T—2019)编制过程遇到的问题及图集编制思路为例,针对南方滨海高密度地区、雨源型河流地区等特征提出了针对性的设计要点,以期通过图集保障深圳市海绵城市建设的规范性和科学性,提升海绵城市项目的规划设计和建设水平,将深圳市打造为国际一流的海绵城市,同时为其他类似地区的图集编制及海绵城市建设提供参考。
深圳市作为国家第二批海绵建设试点城市,高度重视海绵城市建设工作,结合城市特点与全市重点工作,以流程指导、建设标准、工作指引等多方面为切入点,以指导各类型项目及项目全周期的科学建设为关键点,构建了重融合、全覆盖、多角度、有侧重、可全方位指导深圳市海绵城市建设的技术标准体系,覆盖投融资、规划、设计、验收、维护、评价全过程各环节。为在深圳市海绵城市建设工程中贯彻现行国家有关规范,指导工程设计,推广成熟的新技术和新产品,保障海绵城市建设的规范性和科学性,提升海绵城市项目的规划设计和建设水平,打造国际一流的海绵城市,结合自身特点因地制宜地制定了深圳市《海绵城市设计图集》(DB 4403/T—2019)。
深圳市《海绵城市设计图集》作为具体指导深圳市海绵城市建设工程设计的技术文件,建立起理念要求和设计的桥梁,有效提供设施设计标准、规范工程做法、保证工程质量、提高设计效率、统一审查标准,有力支撑深圳海绵城市全域系统推广。通过对深圳市海绵项目的梳理,目前该图集已经指导深圳市海绵城市建设项目设计和工程建设2000余项、现场巡查5700余次,并且指导了一系列海绵城市示范建设项目的设计和施工,起到了保证工程质量和提高设计效率的作用。
01.图集内容编制思考
1.1 对图集适用范围的思考
图集适用于深圳市新/改/扩建的建筑与小区、城市道路、公园绿地、河湖水系、雨水利用等海绵城市建设工程,主要对各类海绵城市建设项目的设计导向、要点做出规定,如具体各项设施的尺寸、材料等设计参数的建议值,设计时应根据具体情况、参照本标准及现行的国家标准规范进行实际取值。
图集如用于高地下水水位、软土/湿陷性黄土地区、填海区等特殊地区时,应根据相关规范的规定或专门研究另作处理。
部分已颁布图集见表1。
表1部分已颁布图集
1.2 对图集凸显深圳本地特点的思考
在国家标准的基础上,结合深圳特色,删减了不适于深圳的海绵化设计内容,并新增了部分适用内容,主要体现在以下几个方面:
①超高层建筑屋面面积大又没有雨水回用需求的项目:新增了蓝色屋顶设计图纸。
②超高层建筑里面面积大需充分收集立面雨水的项目:新增了垂直绿化设计图纸。
③河道类项目:新增了深圳市典型河道断面,针对不同的典型断面提出海绵城市建设布局建议。
④不同来源以及入流方式的雨水,包括场地地标径流、市政管道排入的客水:提出不同的水质处理方式。
⑤雨水收集回用需求:建立了雨水收集、储存、回用完整体系,并推荐了适宜的雨水收集回用系统流程。
⑥本地化单项设施:根据深圳本土气候及土壤条件,推荐了适宜选用的海绵设施,并明确了使用条件。针对深圳面源污染较为严重的特点,新增了适用于深圳的复合介质生物滞留设施、新型雨水口沉积物高效截污设施等特有单项设施的设计图纸。
1.3 对图集的衔接思考
海绵城市建设涉及规划、给排水、景观等多个专业,专业之间的衔接至关重要。在海绵城市设计图集构建时,不但需要充分落实国家、广东省、深圳市各层面对海绵城市的建设诉求,还应充分考虑其他专业的需求。深圳市海绵城市图集的编制过程中广泛吸纳各部门的研究成果,对规土、水务、城管、交通等部门编制的《深圳市海绵城市规划要点和审查细则》《深圳市水务工程项目海绵城市建设技术指引(试行)》《深圳市海绵型公园绿地建设技术指引》《深圳市海绵型道路建设技术指引(试行)》等本地化指引进行了吸纳。对各类相关图集、规范进行了梳理和融入。
02.分项图集内容编制思考
通过对需求的分析,图集主要包括:城市道路海绵系统、建筑小区海绵系统、公园绿地海绵系统、河湖水系海绵系统、雨水收集回用系统、单项设施、推荐植物应用名录。图集整体结构见图1。
图1 图集整体结构
2.1 城市道路海绵系统设计图集
城市道路海绵体系见图2。
图2 城市道路海绵体系
①图集特色
a.对图集适用范围进行规定,即污染严重地区道路海绵工程设计,谨慎采用下渗措施,若确需采用下渗措施,应经相应防污染评估。
b.对于立交工程,应根据情况开展海绵建设与雨水利用;下穿道路以及时排水为主,在确保不发生内涝积水风险情况下,谨慎采用调蓄与净化等海绵措施。
c.海绵措施选用应考虑项目场地地下水位情况,下渗型设施宜设置于地下水位≥4m区域。
d.对高架道路、轨道线路高架路面雨水径流控制提出解决措施。
e.对绿化带<1.5m道路,通过排水暗沟串接增大绿化带实施海绵设施设置。
②建设目标
城市道路海绵城市设计以控制面源污染、削减道路径流和延缓汇流时间为目标;控制指标应参照《深圳市海绵型道路建设指引(试行)》执行。
③技术要求
优化道路竖向关系,路面雨水宜优先汇入道路红线内绿化带的低影响开发设施。路面宜采用透水铺装,满足道路路面及路基的强度和稳定性等要求,应与城市交通、园林景观、内涝防治、环境保护等专项规划与设计相协调,充分考虑道路的功能与安全、景观要求等因素。
④设计思路
针对雨水汇流的三个重要阶段——源头、中途、末端进行道路海绵设计,具体流程见图3。
图3 城市道路海绵建设方案流程
以某设置带状绿化带或绿化带仅设置树池且绿化带宽度≤1.5m的双幅路为例。设带状绿化带的机动车道、非机动车道雨水径流通过环保型雨水口净化后排入雨水管道,超过渗井下渗能力的雨水由下游管道排走;设置树池的道路采用树池和环保型雨水口间隔设置的方式,机动车道、非机动车道、人行道雨水径流通过生态树池、环保型雨水口过滤净化后排入雨水管道,超过渗井下渗能力雨水由下游管道排走。具体见图4。
图4 双幅路海绵设计案例
2.2 建筑小区海绵系统设计图集
建筑小区海绵体系见图5。
图5 建筑小区海绵体系
①图集特色
a.根据深圳本地地方规范与准则,设计依据里面增加了本地规范与准则。例如,《深圳市房屋建筑工程海绵设施施工图设计文件审查要点》(征求意见稿)、《深圳市海绵城市专项规划及实施方案》。
b.针对深圳超高层建筑屋面面积大又没有雨水回用需求的项目,增加了蓝色屋顶图集,即屋面铺陶粒,包括两种做法。
c.针对深圳超高层建筑里面面积大需充分收集立面雨水的项目,增加了垂直绿化图集,具体包含三种绿化垂直方式。
②建设目标
建筑小区海绵城市设计应充分利用绿地的过滤、吸收和入渗的功能,削减雨水径流的污染负荷,因地制宜布置雨水利用设施;海绵城市建设指标应参照《深圳市海绵城市规划要点和审查细则》或海绵城市详细规划所确定的地块指标执行。
③技术要求
总平面布局应根据规划要求,综合考虑各种因素,合理布置建筑、道路广场包括消防车道和登高面、绿化、屋顶绿化以及必要的雨水调蓄池;海绵城市竖向设计应按照场地标高确定绿地标高,小区道路宜高于绿地标高50~100mm以上,雨水口标高宜高于绿地标高50mm;住宅、公建、工业仓储项目,优先利用屋顶绿化、透水铺装、低洼地形、下沉式绿地、雨水断接管、渗管(渠)等设施滞蓄雨水,达到海绵城市技术要求。
④设计思路
路面等受污染径流应经截污等预处理后引入以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的海绵设施;小区景观水体宜考虑调蓄空间;在有雨水利用需求时可考虑雨水收集利用池;尝试蓝色屋顶的新技术新工艺。
建筑小区海绵建设方案流程见图6。
图6 建筑小区海绵建设方案流程
以某无条件建设绿色屋顶的条件下(高层建筑)为例,通过铺设陶粒等材料构建蓝色屋顶,对屋顶雨水径流进行临时滞留,有时也可以对少量径流进行暂时储存,延迟雨水径流到达下游管道的时间,从而降低峰值流量。蓝色屋顶设计案例见图7。
图7 蓝色屋顶设计案例
2.3 河湖水系海绵系统设计图集
河湖水系海绵体系见图8。
图8 河湖水系海绵体系
①图集特色
a.新增了深圳市典型河道断面,包括复式断面、梯形断面、矩形断面。针对不同的典型断面提出海绵城市建设布局建议。
b.针对不同来源以及入流方式的雨水,包括场地地标径流、市政管道排入的客水,提出不同的水质处理方式。
c.针对深圳不同等级的河道(市级大河、小型河道等),推荐适宜的海绵城市建设形式。
d.根据深圳本土气候及土壤条件,选用适宜的海绵设施,并明确了使用条件,删除不符合深圳实际的情况,如冻土、降雪等。
②建设目标
基于深圳市典型河湖水系断面,结合海绵城市建设理念,在满足城市水系基本功能的前提下,确保水系安全的同时,兼顾水质提升、水景结合的生态化效果。
③技术要求
深圳市水系生态堤岸断面可分为矩形断面、梯形断面、复式断面三种;雨水进入水系有两种方式:周边地表径流散排入河、市政客水经雨水管网入河;根据生态岸线断面,雨水来源以及入流形式的不同,进行河湖水系海绵系统设计。
④设计思路
地表径流通过植草沟进行组织,经雨水花园等低影响开发设施处理后进入水系;市政客水通过市政管道进入初雨调蓄池经处理后进入水系;设置滨岸水生植物带、潜水回流装置等设施进行水体原位净化。
河湖水系海绵建设方案流程见图9。
图9 河湖水系海绵建设方案流程
以表面流雨水湿地为例,径流由进水管进入表流雨水湿地,经湿地内植物净化后,由出水管排入水体,其不同的运行工况见图10。
图10 表面流雨水湿地海绵设计案例
2.4 雨水收集回用系统设计图集
雨水收集回用海绵体系见图11。
图11 雨水收集回用海绵体系
①图集特色
结合深圳本地实际情况,建立了雨水收集、储存、回用完整体系;推荐适宜的雨水收集回用系统流程,并完善雨水回用系统配套设施(如电力)。
②建设目标
通过对雨水的截污弃流、收集、转输与净化等处理,实现雨水资源化,节约用水,同时削减径流总量,减轻洪涝风险。
③技术要求
雨水利用系统应根据用地规划、用水需求等条件因地制宜进行选用;应根据用水量与降雨量进行水量平衡计算;雨水利用应优先收集屋面雨水,采用雨水入渗系统、收集回用系统、调蓄排放系统之一或其组合,并应有相应的设施组合。
④设计思路
雨水斗、雨水管道系统收集建筑与小区屋面雨水;雨水收集后经控制井与弃流井实现弃流,经弃流后的雨水排入储水池,根据回用水质要求进行适当处理后,用于景观补水、或杂用(绿化浇灌或路面、外墙冲洗)。
雨水收集回用海绵建设方案流程见图12。
图12 雨水收集回用海绵建设方案流程
以蓄水池(见图13)为例,适用于有雨水回用需求的建筑和小区,可用于绿化、道路浇洒等;蓄水容积应根据海绵指标和用水平衡需求计算确定;蓄水容积较小时,可采用成品雨水罐代替;蓄水池应设溢流设施。
图13 蓄水池典型构造
2.5 单项设施设计图集
单项设施海绵体系见图14。
图14 单项设施海绵体系
①图集特色
针对深圳面源污染较为严重的特点,增加了适用于深圳的环保型雨水口、初期雨水弃流设施、旋流沉砂设施、复合介质生物滞留设施、新型雨水口沉积物高效截污设施、截污雨水口等特有单项设施的图集。针对深圳正本清源及海绵化改造项目的需要,增加了高位雨水花坛、嵌草砖、各类透水铺装、植草沟等图集,结合深圳本地情况进行了调整。
②适用范围
深圳市新建、改建、扩建建设项目中各类海绵设施;单项设施图纸需与总说明、建筑与小区系统、道路与广场系统和水务系统的图纸一并使用。
以环保型雨水口为例,环保雨水口(见图15)是一种用于处理面源污染的海绵设施,在小雨时能净化初期雨水,大雨时不影响雨水顺畅排放;应设置截污挂篮;应具有防止环卫工人将垃圾直接扫入雨水管道的功能;雨水口应能处理汇水面内10mm的初期雨水,初期雨水的污染物去除率应大于70%(以SS计算);雨水口的承重应满足设计要求;雨水口的过流能力应满足设计要求,雨水口尺寸应根据雨水口过流能力来确定。
图15 环保型雨水口设计案例
2.6 推荐植物应用目录
综合考虑深圳市降雨特征、径流污染控制及景观需求,筛选耐涝、耐旱、具有一定净化能力的本地化植物,图集推荐了17种乔木、18种灌木、23种草木为植物选择提供参考。植物选择原则见图16。
图16 植物选择原则
03.结语
深圳市海绵城市建设已经进入全面落实的实施阶段,编制本地化、科学化、实用化的图集将为设计者、施工单位、监理单位及业主方的监管提供统一的标准、规范、数据及图样标准,也是施工过程的各个阶段参与单位的最基本的依据。参考、引用正确的标准图集,对于保证工程质量以及提高设计速度都有重要作用。深圳市《海绵城市设计图集》的应用中仍会出现很多实施过程中的具体问题,在下一步的研究中广泛吸纳问题和不足,进行针对性的完善。