惠州建筑工程设计院

海绵城市建设相关案例

海绵城市建设相关案例
汇 编
前言
I
前言
海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路
和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制
雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。自
2015年4月武汉、常德、南宁、重庆等 16城市被列入“海绵城市”
试点以来,海绵城市越来越成为新型城镇化的重要方向。
从2000年开始,北京市制定了多项加强水资源管理和节水工作的
对策措施,其中包括雨水利用设施建设。随后, 《新建建设工程雨水
控制与利用技术要点(暂行)》、《关于进一步加强城市雨洪控制与利
用工作的意见》、 《北京市建设项目水影响评价报告编制指南 (试行)》
等政策更加有力地推进了北京的城市雨洪资源综合利用。 同时,其他
城市包括西安、昆明、镇江、广州等地也相继出台多项政策与法规来
推进城市雨洪综合利用及低影响开发系统建设。
虽然有国家及各个省市相关政策、 法规及技术指南等的支撑,我
国海绵城市建设仍处于起步阶段。现收集编排了国内外多个具有代表
性的海绵城市建设案例,供学习、参考与借鉴。
前言
II
目录
III
目录
一、北京地区海绵城市建设案例 …………………………………………………… 1
(一)北京未来科技城道路雨水收集利用工程 …………………………………………. 3
(二)奥林匹克公园中心景观区雨水利用工程 …………………………………………. 5
(三)双紫园小区雨水利用工程 ………………………………………………………………. 6
(四)香泉环岛雨洪利用工程 ………………………………………………………………….. 8
(五)杜仲公园雨洪利用工程 ………………………………………………………………… 10
(六)北京经济技术开发区多功能调蓄公园项目 ……………………………………. 12
二、其他地区海绵城市建设案例 …………………………………………………. 15
(七)上海世博城市最佳实践区低影响开发雨水系统建设项目 ………………. 17
(八)乌鲁木齐经济技术开发区某道路低影响开发雨水系统建设项目 ……. 21
(九)北川新县城温泉片区雨水渗透排放一体化系统工程 ……………………… 23
(十)深圳市光明新区低影响开发雨水系统建设项目 …………………………….. 25
三、国外海绵城市建设案例 ………………………………………………………… 29
(十一)美国明尼苏达大学体育馆低影响开发雨水系统建设项目 …………… 31
(十二)美国西雅图市 HighPoint社区自然排水系统建设项目 ……………….. 33
(十三)德国柏林波茨坦广场 ………………………………………………………………… 35
(十四)日本的城市排水设施 ………………………………………………………………… 37
(十五)美国霍伊特公寓雨水花园 …………………………………………………………. 39
目录
IV
北京地区海绵城市建设案例
1
一、北京地区海绵城市建设案例
北京地区海绵城市建设案例
2
北京地区海绵城市建设案例
3
(一)北京未来科技城道路雨水收集利用工程
1.项目概况
未来科技城地处昌平区小汤山镇和北七家镇境内, 规划范围北至顺于路西延、
东至京承高速路和昌平区界、南至规划二十八路、西至北七家中心组团东边界,
规划用地面积约 10km 2 。本工程为未来科技城北区外部市政道路工程,共包含
12条道路,总长25km。
2.设计标准
(1)重现期P=1年条件下,道路径流雨水安全调蓄排放;
(2)设计降雨量45mm,年径流总量控制率大于 85%。
3.设计方案
取消路面排水口,路面雨水通过路缘石缺口(宽 1m,设置间距20m)流入
绿化带中,经过绿化带内植物、土壤的吸附、过滤处理后,洁净的雨水通过高于
生态沟底部约100mm的环保型PE雨水口和环保型PE雨水井箅子进入雨水收集
系统,大颗粒污染物经过截污筐和过滤网进行过滤,部分雨水自雨水口 /井底部
和侧壁渗透入土壤;部分雨水通过雨水收集管道流入绿化带内埋设的 PP组合模
块式储水池内储存,在储水池的适当部位装设环保型 PE雨水取水井,并通过潜
水泵将雨水加压抽出供绿化、冲洗道路使用,也可作为市政用水的取水点。 每处
储水池均设置溢流管道与市政雨水管渠系统衔接,负责排除超量雨水。
图1-1 道路生态沟渠示意图
PP蓄水模块
种植土壤
环保型PE雨水集水检查井
机动车道 非机动车道
溢流管 DN300
绿化带
土工布
复合防渗膜
中砂保护层
北京地区海绵城市建设案例
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图1-2 道路生态沟渠实施效果
4.综合效益
(1)改进后的新型路面排水方式极大地改善了路面雨水排除效果,有效降低道
路排水压力,提高了原市政雨水管渠的综合排放标准。
(2)该工程采用新型的环保型 PE雨水口、PE雨水井及PP蓄水模块,利用道
路绿化带对道路雨水进行渗透、 储存与净化,年径流总量控制率超过 85%,充分
利用了道路雨水资源,同时改善了道路绿化及景观效果。
(3)该工程道路径流污染物(以 SS计)总量削减率超过 60%,有效削减了道
路径流污染,有利于下游水体水质的保护,降低水污染治理成本。
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(二)奥林匹克公园中心景观区雨水利用工程
奥林匹克公园中心景观区为奥林匹克公园中心区公共区域, 总面积约84.7万
平方米。
奥林匹克公园中心景观区雨水利用工程包括 17万平方米透水铺装地面、 10
个地下雨水收集池(总容积8200立方米)、下沉花园蓄洪涵(7000立方米)、树阵
绿化带下凹式绿地、中轴路雨水集水沟等。其收集雨水主要用于绿地灌溉。
根据2009年监测结果,奥运中心区降雨量 456毫米,雨水综合利用量为 40.2
万立方米,综合利用率高达 98%,削减雨洪外排效果也非常明显。
图1-3 透水地面雨水下渗收集利用示意图
图1-4 下沉花园雨水利用工艺流程图
透水地面
蓄水池
灌溉
渗滤沟
透水地面
雨水管
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(三)双紫园小区雨水利用工程
双紫园小区位于海淀区北洼路西侧,总占地面积 2.3万平方米。小区雨水利
用措施包括建设下凹式绿地 5700平方米、铺设透水地面5000平方米、屋面、道
路与庭院雨水收集利用系统,收集雨水经地下 600立方米蓄水池蓄存后回用。
工程建成后,明显降低了小区外排径流系数。据监测, 2005年小区地面全
部透水铺装后,小区雨洪外排量大幅减少。年综合利用雨水近 5000立方米,其
中回用1000立方米。2011年6月23日暴雨,当地1小时雨量高达73.6毫米,
小区路面无积水,外排雨水量不到 20%。
图3-1 小区雨水利用工艺流程
图3-2透水地面
北京地区海绵城市建设案例
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图3-3雨水灌溉绿地
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(四)香泉环岛雨洪利用工程
香泉环岛雨洪利用工程位于海淀区四季青镇境内, 工程主要目的是解决香泉
环岛积水问题,削减通过金河排入昆玉河的雨洪峰值和水量。 工程控制流域面积
11.9平方公里。
工程新建旱河路两侧雨水管渠将香泉环岛的雨水引入南旱河和金河, 并将金
河与北坞村砂石坑连通,同时在南旱河河底建设卵石渗井和砂基渗井, 增加南旱
河的下渗能力。建成后的砂石坑有效调蓄容积约 15万立方米,下渗能力3.8万立
方米/天。
据监测,2008年~2010年汛期,该工程极大地缓解了香泉环岛及周边的积水
问题,减轻了金河下游的排水压力;平均年雨水综合利用量 28.7万立方米,全部
入渗地下,补充了地下水,其中通过砂石坑下渗21.5万立方米,河道下渗7.2万立
方米。
2011年6月23日暴雨,香泉环岛区域无积水,砂石坑调蓄下渗雨水近8万立方
米,效益显著。
图4-1雨洪利用原理示意图 图4-2 南旱河卵石渗井
季节性河道
河道下渗
砂石坑
增渗设施
北京地区海绵城市建设案例
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图4-3 砂石坑进水口
图4-4 砂石坑雨水入渗
图4-5 2011.6.23暴雨后砂石坑(摄于 6月24日16时)
北京地区海绵城市建设案例
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(五)杜仲公园雨洪利用工程
1.工程概况
杜仲公园雨洪利用工程是朝阳区 2013年绿隔地区雨洪利用工程之一。工程通
过改造杜仲公园内下沉式雨水广场和新建调蓄设施, 解决双桥路白鹭司段积水问
题,同时综合利用雨水资源。
2.工程主要内容
(1)雨水收集管线工程
设计道路雨水口24座,接入公园内方沟,方沟设计长度140m、设计迫降0.1%,
雨水汇集后介入Φ1200的管线,进入雨水池。
(2)雨水综合池工程
雨水综合池工程容积2200m3,采用C30W6F150钢筋混凝土结构,池内布置
沉淀池、过滤池、清水池等,其功能包括雨水的初期沉淀、雨水沉淀、溢流排放、
过滤处理及供水管线接口,实现雨水的收集、利用、调蓄排放功能。
(3)下沉广场与入渗设施
采用阶梯形式雨水下沉广场,自广场底向上每一米为一阶,每阶宽度
3.5-4.5m,其中绿化范围3.0m,阶梯挡墙顶宽0.5m。下沉式广场底部设置雨水渗
沟,渗沟内填级配碎石,经碎石过滤后雨水进入收集管, 通过收集管排入雨水渗
井,渗井深度设计为22-25m。采用渗井群方式入渗,布设渗井 36座,日入渗能
力2200m3,2年一遇24小时降雨条件下(6118m3),可实现两天全部入渗。
北京地区海绵城市建设案例
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图5-1 杜仲公园阶梯型雨水下沉广场
3.工程投资及效果
工程投入900万元,工程实施后,可解决双路桥白鹿司段积水问题,年收集
雨水可灌溉2万m3,回灌补给地下1.6万m3。
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(六)北京经济技术开发区多功能调蓄公园项目
1.项目概况
北京经济技术开发区某多功能调蓄水体项目所在地块规划面积 7.6 hm 2 ,原
为沙坑及垃圾堆填区,杂填土较多且厚度不均,未经处理不宜作为建设用地。遵
照经济开发区水资源和水环境发展战略,为充分利用雨水资源,提高区域排水防
涝水平,本着充分利用现状和因地制宜的原则,拟将该地块建成为集雨水资源化
利用、径流峰值流量调节和生态景观为一体的多功能调蓄水体公园。
2.低影响开发雨水系统设计方案
综合考虑多功能调蓄水体的调蓄能力、安全性和亲水景观效果等因素,确定
该多功能调蓄水体汇水面积 110 hm
2
,常水位时水体面积3.6 hm
2 ,常水位至溢流
水位间的储存容积为 31.4 万m
3 ,调蓄能力可达到
50 年一遇。径流雨水进入多
功能调蓄水体前首先经过前置塘的截污处理,可去除大颗粒无机物;为保障水体
水质,还设置了多级湿地循环净化区。雨水不仅可以作为水 体主要水源,多余雨
水还可作为公园内绿化用水,雨水不足时,将采用中水补水,中水进入水体前将经
过人工快渗滤池(中水湿地)的净化处理。多功能调蓄水体 工艺流程如图6-1所
示。
图6-1 多功能调蓄水体工艺流程示意图
该多功能调蓄水体作为区域排水防涝系统的重要设施,对提高区域内涝防治
能力起到了重要作用,经受住了北京 2012 年“7.21”暴雨事件的考验。多功能
调蓄水体公园实景如图6-2所示。
北京地区海绵城市建设案例
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图6-2 多功能调蓄水体公园实景
3.综合效益
(1)通过水量平衡计算,多功能调蓄水体平均每年收集雨水 20 万m3,每年
因节约绿化用水带来的经济效益可达到 70 余万元。
(2)可有效削减径流污染物排放流量,有利于改善城市水环境和生态环境。
(3)可提高区域排水防涝标准,较低内涝造成的损失
其他地区海绵城市建设案例
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其他地区海绵城市建设案例
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二、其他地区海绵城市建设案例
其他地区海绵城市建设案例
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其他地区海绵城市建设案例
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(七)上海世博城市最佳实践区低影响开发
雨水系统建设项目
1.项目概况
上海世博城市最佳实践区位于世博园区浦西部分,占地面积 16.85 hm
2 ,包
括北区和南区两个片区。在2010 年上海世博会期间展示宜居家园、 可持续的城
市化和历史遗产保护与利用等内容。后世博时代,城市最佳实践区旨在打造一个 充
满活力的复合街坊和富有魅力的城市客厅,其建设目标是达到美国绿色建筑委员
会颁发的LEED-ND( Leadership in Energy and Environmental Design for
Neighborhood Development)铂金级认证,该认证是目前国际上最为先进和具有
实践性的绿色建筑认证评分体系。根据 LEED-ND 铂金认证体系中针对雨水收集
利用的考核指标要求,需将园区90%雨水收集利用并在3天内用完,具体解释为:通
过渗透、蒸发(腾)或者集蓄利用等措施维持项目地范围内至少 90%的降雨。
管理措施包括但不限于:雨水收集及回用系统、透水砖铺装下渗、雨水花园、
绿色屋顶、渗透塘、渗井。除雨水收集和回用外,渗透等措施的排空时间应限在
72h内。项目运营后,应分季节定期对低影响开发雨水系统进行维护。
2.低影响开发雨水系统设计方案
(1)城市最佳实践区北区低影响开发雨水系统设计方案
世博城市最佳实践区北区面积 7.13 hm
2 ,雨水收集量为929 m 3 ,其中可利用雨
水量89m
3 /d(包括绿化灌溉、冲厕、道路及广场冲洗、洗车用水),3天利用水量为
267m
3 ,其余662m 3 雨水需要在3天内就地下渗。
2010年上海世博会期间,在城市最佳实践区北区内设计展示了一个微缩版的
成都活水公园案例,因此利用成都活水公园的水流循环系统蓄水,并将活水公 园
内的荷花池改造成雨水渗透塘,实现本区域收集的雨水在 3天内就地下渗,总体
设计方案如图7-1所示。
其他地区海绵城市建设案例
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图7-1城市最佳实践区北区低影响开发雨水系统设计方案
根据工程前期对场地下渗速率的现场观测, 确定雨水下渗速率的设计参数为
2.3×10
-5 m/s(场地表层土为孔隙率较大的人工回填土,下渗速率较大)
。活水公
园内荷花池工程改造如图 7-2示,采取渗管下渗的方式。下渗管设有盖板,可人
工启闭。需要下渗时,盖板打开,荷花池内的水通过下渗管引入碎石层中下渗;
如果连续晴天不降雨,为保持荷花池内的景观用水,则将下渗管上部的盖板关闭。
图7-2 城市最佳实践区北区荷花池下渗改造(左:示意图;右:实景图)
(2)城市最佳实践区南区低影响开发雨水系统设计方案
世博城市最佳实践区南区面积 9.72 hm
2 ,共需收集雨水量1375 m 3 。与北区
不同,南区没有成都活水公园这样的可以蓄水和改造下渗的荷花池。根据南区实
际情况,提出利用南区3#地块的绿地空间,在绿地下面形成蓄水下渗空间, 实现
南区雨水就地下渗。总体设计方案如图 7-3 所示。
其他地区海绵城市建设案例
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图7-3 城市最佳实践区南区低影响开发雨水系统设计方案
根据工程前期对场地下渗速率的现场观测,确定雨水下渗速率的设计参数为
6.48×10
-6 m/s。实际使用绿地面积为1845 m 2 ,满足下渗设计要求。绿地增渗系统
的空间设计如图7-4示。增渗绿地主要通过蓄水模块蓄水(图 F4-10 示),其材质
及特性为:高品质 100%优质回收聚丙烯(PP)材质;具有将强的硬度和韧性;
水浸泡,无异味,无析出物;较强的耐强酸,强碱性;孔隙率大,便于蓄水。
图7-4 城市最佳实践区南区绿地增渗系统空间设计
其他地区海绵城市建设案例
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图7-5 城市最佳实践区南区绿地增渗系统实景图
(左图:绿地增渗平面位置;右图:绿地增渗系统现场施工)
3.综合效益
(1)项目已获得美国绿色建筑委员会 LEED-ND 铂金级预认证授牌,成为
北美地区以外首个获得该级别认证的项目。对于实践城市低影响开发雨水系统,
将产生良好的示范效应。
(2)示范区年径流总量控制率达 90%,有效减少雨水径流产生量以及径流
污染带来的城市水环境污染。
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(八)乌鲁木齐经济技术开发区某道路低影响开发雨水
系统建设项目
1.项目概况
乌鲁木齐经济技术开发区(头屯河区)西山路道路等级为城市主干路, 南北
走向,全长0.84 km,道路断面宽50 m,组成为:4 m中央绿化带+2 m×12 m机动车
道+2 m×5 m绿化带+2 m×6 m人非混行道,道路纵坡2.8%,横坡1.5%,人非混行
道横坡1%。机动车道为沥青混凝土路面,人非混行道路面为普通花砖铺砌。
2.低影响开发雨水系统设计目标
该道路为“乌鲁木齐市建设科技项目 ——雨水利用在道路绿化带设计中的应
用研究”的示范工程之一,该工程将通过雨水下渗实现道路年径流总量控制率
85%(对应的设计降雨量为13 mm),2 年一遇重现期下道路雨水经调蓄后安全 排
放,并提高绿化带土壤保水量,降低绿化用水量。
3.低影响开发雨水系统设计方案
将道路两侧5 m宽绿化带建设为生物滞留带,低于路面 0.15 m,采用道路立
缘石豁口的方式将机动车道雨水径流引入绿化带, 并设置过滤池对路面初期雨水
进行截污;人非混行道雨水径流直接进入绿化带。
由于不承担客水转输任务,因此本段道路地下无市政雨水管线, 依靠道路竖
向设计及生物滞留带实现道路径流调蓄与排放, 土壤饱和后的下渗雨水及溢流雨
水通过溢流井排入市政污水管线。道路横断面设计如图 8-1所示,生物滞留带构造
如图8-2所示。
图8-1 道路横断面设计方案
其他地区海绵城市建设案例
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图8-2 生物滞留带构造
4.综合效益
(1)项目利用生物滞留带渗透、 净化道路雨水,道路低影响开发雨水系统
的实际年径流总量控制率大于 85%,道路排水综合设计重现期标准达到 2年一遇;
由于有效利用了道路雨水,可有效降低绿化带绿化需水量。
(2)项目年径流污染削减量大于 75%(以SS 计),减少了因径流污染而带来
的城市水环境污染。
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(九)北川新县城温泉片区雨水渗透排放一体化系统工程
1.项目概况
北川新县城温泉片区雨水渗排一体化系统是通过渗排一体化管网替代原有
雨水排水管网,旨在通过雨水的储存和渗透达到降低区域径流系数、 涵养地下水
源及提高排水系统设计标准目的。
2.建设目标
3年一遇重现期下,通过雨水渗排一体化系统实现雨水安全排放,同时实现
年径流总量控制率超过85%,有效补充地下水。
3项目实施方案
通过计算在满足系统排水要求的前提下将原雨水排水系统设置为雨水渗透
排放一体化系统。将排水管径为DN300、DN400且在绿化带中并距建筑结构基础
不小于5米的排水管线设置为雨水渗排管线,并将与之相连的检查井设置为雨水
渗透检查井。其设置形式如图 9-1、图9-2。
图9-1 渗排一体化系统连接示意图
图9-2 渗排一体化系统管道断面示意图
4.综合效益
通过雨水渗排一体化系统在不降低雨水排水系统排水能力的基础上, 在尽量
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不影响排水系统排水路径的前提下实现雨水在管网内的储存和渗透, 水力计算表
明,3年一遇的降雨(日降雨量 103mm)会有超过50%的雨水渗透至土壤中,即
设计降雨量超过50mm,对应的年径流总量控制率超过 85%,实现了补充地下水
与提高排水安全的目的。
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(十)深圳市光明新区低影响开发雨水系统建设项目
深圳市光明新区是近几年大规模开发建设的集中片区, 采用低影响开发模式
进行开发建设。区域采用单元开发模式,划分为 22 个开发单元,开发单元用地
规模在30-50 hm
2 。为引导开发单元内各建设项目采用低影响开发技术与设施,
保障区域低影响开发目标的实现, 采用三个低影响开发引导控制指标, 其指标含
义及计算公式见表10-1。
表10-1 低影响开发控制指标及含义
序号 指标名称 指标含义及计算公式
1 下沉式绿地率
高程低于周围汇水区域的绿地占绿地总面积的比利
下沉式绿地率=下沉绿地面积/绿地总面积
2 绿色屋顶率
绿化屋顶的面积占建筑屋顶总面积的比例
绿色屋顶率=绿化屋顶面积/建筑屋顶总面积
3 透水铺装率
人行道、停车场、广场采用透水铺装的面积占其总面积的比利
透水铺装率=透水铺装人行道、停车场、广场面积 /人行道、停车场、广
场总面积
注:表中下沉式绿地指广义的下沉式绿地
结合区域开发单元的相关规划,参考国家及深圳市相关标准规范, 借鉴国内
其他地区的排水(雨水)防涝综合管理要求,对低影响开发指标赋值,详见表
10-2。各开发单元应根据指标要求建设低影响开发设施,确保开发单元低影响开
发目标的实现。
表10-2开发单元低影响开发指标要求
控制指标
22 个开发单元及市政道路低影响开发建设要求
一;二;三;四;五;六;七;八;
九;十;十一;十四;十五;十六;
十八;十九;二十
十二;十三;
十七;二十

二十二 市政道路
下沉式绿地率 ≥60% ≥60% —— ≥80%
绿色屋顶率 20%-50% 20%-30% —— ——
透水铺装率 ≥90% ≥30% ≥80% ≥90%
1.深圳市光明新区门户区市政道路
门户区23条市政道路,共计17km。工程设计按照低影响开发理念配套设置
雨水综合利用措施,将道路红线范围内的雨水优先汇集进入两侧的生物滞留带进
行渗滤、滞蓄处理,将径流雨水用于补充地下水,发挥径流污染控制、峰值流量
削减、水文生态修复等方面的作用。
其他地区海绵城市建设案例
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低影响开发设施设计标准包括控制径流峰值流量、综合径流系数和径流
污染,在三个标准中选择最大的标准作为控制目标。
根据设计标准计算各项低影响开发设施的尺寸, 包括其附属设施,如预处理
设施、临时存储空间、各个过滤层厚度、配水设施等。
所有低影响开发设施均按径流峰值控制目标设计, 可实现城市雨水管渠的综
合设计重现期标准由 2 年一遇提高到 4 年一遇,设施的规模相当于设计降雨量
28 mm,可实现年径流总量控制率约为 70%。低影响开发雨水系统不改变传统
设计中的雨水管渠排放系统,只是在雨水排放到雨水管渠系统前对峰值流量、 径
流污染等进行控制。
所有低影响开发设施的绿化均满足景观要求, 设计最大雨水排空时间为24h。
植物配种主要满足以下要求:
(1)景观设计的认可;
(2)低影响开发设施排水时间满足植物受淹时间要求;
(3)低影响开发设施的种植土层需满足植物种植要求。
图10-1 和10-2 分别是道路剖面示意图和生物滞留带实景图。
图10-1 道路剖面示意图
其他地区海绵城市建设案例
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图10-2 生物滞留带实景
2.光明新城公园
占地面积约58.58 hm
2 ,其中建筑1.40 hm 2 ,绿地53.06 hm 2 ,道路广场3.56hm 2 ,
水体0.56 hm
2 。园内排水沟均采用植草沟,在转输径流雨水的同时,可将部分雨
水下渗补充地下水。
依据产流量计算,园内年产生的雨量为45×10
4 m 3 ,园内年产生的雨水量远大
于景观用水量,结合水景设施和地形,设置 3座雨水蓄水池,规模300 m 3 /座。经
水量平衡计算,园内给水水源分两部分,一部分是绿化浇灌用水(含绿化浇灌、道
路和广场冲洗用水),由园内的雨水收集后供给;另一部分是游客用水,由园内的市
政给水管网供给,两部分相对独立。绿化浇灌用水、道路和广场冲洗用水采用雨
水作为供水水源,最高日用水量为589 m 3 ,最大时用水量60 m 3 。当雨水量不够绿
化浇灌时,采用市政给水作为浇灌补充水,补充到蓄水中。
公园内雨水口均设置截污挂篮,公园道路、停车场、公共广场均采用透水铺
装。公园内还设有干塘、湿地、渗井等设施。图 10-3是公园的低影响开发雨水系
统流程图,图10-4是公园平面图和植草沟实景图。
图10-3 光明新城公园低影响开发雨水系统流程图
其他地区海绵城市建设案例
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图10-4 公园平面图和植草沟实景图
3.光明新区群众体育中心
部分建筑屋顶采用绿色屋顶,不仅美观,而且可以有效削减径流雨水, 对城
市内涝灾害防控和径流污染控制具有积极作用。
停车场应用草格铺砌,广场应用透水砖铺砌,可有效下渗雨水。停车场和广
场周围绿地部分采用下沉式绿地和雨水花园, 停车场和广场超渗径流雨水可流入
其周围的下沉式绿地和雨水花园内下渗。 绿地应用了下沉式绿地、植草沟、雨水
花园等低影响开发设施。这些设施的建设不但可以有效控制地表径流, 而且还能
消纳周围部分硬质地面径流雨水,效果显著。
图10-5 是体育中心透水铺装地面和下沉式绿地的实景图。
图10-5 透水铺装地面和下沉式绿地实景图
国外海绵城市建设案例
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三、国外海绵城市建设案例
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(十一)美国明尼苏达大学体育馆低影响开发雨水系统
建设项目
1.项目概况
明尼苏达大学校园体育馆项目占地约 30.7hm2,总成本约2.88亿美元,其设
计获得了LEED-ND铂金认证。项目建设严格执行径流污染防治计划 (Stormwater
Pollution Prevention Plan,SWPPP),达到美国雨水排放许可( National Pollutant
Discharge Elimination System,NPDES)及相关雨水管理政策法规要求。
2.低影响开发雨水系统建设目标
(1)年TSS削减70%;
(2)场地建设前后重现期2年一遇、10年一遇和100年一遇暴雨峰值流量维
持不变。
3.低影响开发雨水系统设计方案
该项目根据场地竖向等情况,通过方案比较,采用生物滞留设施、渗透塘、
透水水泥混凝土路面、地下蓄渗和过滤设施、旋流沉砂设施等低影响开发设施渗
透、净化场地雨水,其工艺流程如图 11-1所示,项目建成后的实景图如图 11-2、
11-3所示。
值得注意的是,该项目中生物滞留带的下沉深度普遍在 0.8-1.0m,渗透塘的
下沉深度也在1m以上,这说明低影响开发设施的下沉深度并没有硬性规定或固
定的标准,结合场地条件,通过景观设计,完全可以实现雨水调蓄功能和景观功
能的统一。
图11-1 明尼苏达大学体育馆工程低影响开发雨水系统工艺流程
渗透塘
屋面雨水
道路雨水
停车场
雨落管断接
生物滞留带
透水铺装 蓄渗系统 溢流堰
雨水管渠 市政管网
生物滞留带
溢流
溢流
溢流
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图11-2 生物滞留带实景
图11-3 渗透塘实景
4综合效益
(1)项目通过竖向优化设计,利用生物滞留带、透水铺装等低影响开发设施
渗透和净化雨水,低影响开发雨水系统实现 2年一遇、10年一遇及100年一遇
的降雨的峰值流量维持建设前后不变。
(2)年TSS削减率超过72%。
(3)项目利用生物滞留带、渗透塘、地下蓄渗设施等调蓄和净化雨水,提高
了土壤涵水量,年节省绿化用水量 50%。
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(十二)美国西雅图市 HighPoint社区自然排水系统
建设项目
1.项目概况
High Point社区坐落于美国华盛顿西雅图市,毗邻朗费罗河流域,占地 129
英亩(约52hm 2 ),是西雅图市规模较大的高密度社区,因所在区域为西雅图市
高海拔区而得名。为保护下游河流及其赖以生存的水生物, 符合当地排水设计相
关法规及市政雨水排放许可的要求, 社区排水设计采用了低影响开发理念, 并最
终成为西雅图市第一个采用 “自然排水系统”的大型高密度居住区,项目分两期建
设,一期于2003年开工建设,2009年二期竣工。
2.设计目标
(1)0.5年一遇24小时降雨产生的径流量零外排。
(2)2年一遇24小时设计暴雨条件下,项目建成后的峰值流量不超过开发前
绿地时的峰值流量,以保护下游河道不被侵蚀。
(3)25年一遇24小时暴雨可通过雨水管渠系统安全排放。
(4)末端调蓄塘出水口的设计满足 2年一遇、25年一遇和100年一遇设计暴
雨安全排放。
(5)社区不透水面积率由65%降为60%。
3.自然排水系统设计方案
该社区自然排水系统的设计有效整合了低影响开发雨水系统、 雨水管渠系统
和超标雨水径流排放系统。社区利用道路绿化带建设了 15000英尺(约4500m)
场的生物滞留带及植草沟,并在道路旁绿地建设渗透塘、 微型雨水湿地,用于收
集、转输、渗透和净化道路及周边庭院雨水;将道路机动车道宽度由 32英尺(约
9.6m)减小为25英尺(约7.5m),并通过将步行道建设为透水水泥混凝土路面等
方式减少社区不透水面积;屋面雨水通过雨落管断接的方式接入建筑周边的雨水
花园;超过以上低影响开发设施渗透与调蓄能力的雨水溢流进入雨水管渠系统,
并最终通过末端大型多功能调蓄水体调蓄后排放。 部分低影响开发设施建成后实
景如图12-1~4所示。
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图12-1 生物滞留带实景图 图12-2 植草沟实景图
图12-3 渗透塘实景图 图12-4 多功能调蓄水体实景图
4.综合效益
(1)由多功能调蓄水体、道路生物滞留带等构成的自然排水系统整合了绿
地空间的雨水调蓄功能和景观功能,为高密度居住社区提供了高品质的绿地休闲
空间。
(2)道路生物滞留带和植草沟种植了草本、宿根花卉及灌木等多类型植物,
构成了社区独特的“绿色步行道”,并通过减小道路机动车道宽度, 提高了社区居
民的绿色出行欲望。
(3)减少了社区雨水外排径流总量和峰值流量,并有效控制了径流污染,
提高了下游河道的水环境安全。
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(十三)德国柏林波茨坦广场
由于柏林市地下水位较浅,为了防止雨水成涝,政府部门要求商业区建成后
既不能增加地下水的补给量,也不能增加雨水的排放量。为此,开发商对雨水利
用采用了如下方案:将适宜建设绿地的建筑屋顶全部建成“绿顶” ,利用绿地滞
蓄雨水,一方面可以防止雨水径流的产生, 起到防洪作用,另一方面增加雨水的
蒸发,起到增加空气湿度、改善小气候的作用。对不宜建设绿地的屋顶,或者“绿
顶”消化不了的剩余雨水,则通过专门的、已带有一定过滤作用的雨漏管道进入
主体建筑及广场地下的总蓄水箱, 经过初步过滤和沉淀后,再经过地下控制室的
水泵和过滤器,一部分进入各大楼的中水系统用于冲刷厕所、 浇灌屋顶的花园草
地;另一部分被送往地上人工溪流和水池的植物和微生物的净化生境 (清洁性群
落生境),形成雨水循环系统,完成二次净化和过滤(图 13-1、13-2)。
图13-1 中水系统示意图 图13-2 雨水循环系统
而地下总蓄水池又设有水质自动监测系统, 当水面因蒸发而下降时,自动系
统便会用蓄水箱中的水进行补充。这里值得一提的是应用计算机模拟水池中水的
流动来确定植物净化生境的布置,以及进出水口位置以避免死角的出现 (图13-3、
13-4)。
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图13-3 计算机模拟水流运动
图13-4 生物净化生境
作为世界上雨水利用最先进的国家之一, 德国的雨水用途很广泛。德国联邦
和各州有关法律规定,新建或改建开发区必须考虑雨水利用系统, 因此,开发商
在进行开发区规划、建设或改造时,均将雨水利用作为重要内容进行考虑, 尤其
在进行大面积商业开发区建设时, 更是结合开发区水资源实际, 因地制宜,将雨
水就地收集、处理和使用,并以景观的形式展现给大家。 波茨坦广场这样一举多
得的做法很值得借鉴和学习。
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(十四)日本的城市排水设施
在日本琦玉县春日部市国道 16号沿线的地下约50米处,有一座运用日本先进
土木技术建造的排水“宫殿” ——“首都圈外围排水系统”。该排水系统由内径
10米左右的下水道将5条深约70米、内径约30米的大型竖井连接起来,前4个竖井
里导入的洪水通过下水道流入最后一个竖井,集中到由 59根高18米、重500吨的
大柱子撑起的长177米、宽78米的巨大蓄水池——“调压水槽”(图14-1),最后
通过4台大功率的抽水泵,排入日本一级大河流江户川,最终汇入东京湾,全长
6.3公里。
由于地势低洼,加上城市化进程的推进,春日部市等地区经常受到台风、 洪
水困扰,为解决内涝严重的问题,从1992年至2006年建成了这一大型地下排水系
统。建成后的当年,该流域遭水浸的房屋数量由最严重年份的 41544家减至245
家,浸水面积由27840公顷减至65公顷,对日本琦玉县、东京都东部首都圈的防
洪泄洪起到了极大的作用。来自周边中小河流的洪水在这里汇聚, 水势被调整平
稳后排出。日本“首都圈外围排水路”系统是世界上最大、也是最先进的下水道
排水系统。
图14-1 日本“首都圈外围排水系统 ”中蓄水池
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图14-2 日本“首都圈外围排水系统 ”中排水管道
图14-3日本“首都圈外围排水系统 ”原理图1
图14-3日本“首都圈外围排水系统 ”原理图2
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(十五)美国霍伊特公寓雨水花园
在以环保而闻名的波特兰市,城市建设以提倡和采用新环境技术、 提高城市
建筑的可持续性、减少发展对环境的破坏为重要目标。 因此,波特兰出现了越来
越多的绿色屋顶和通过美国绿色建筑协会认证的环保建筑。 霍伊特公寓的这项工
程营造了一处有丰富的造型、结构和色彩的庭院花园。花园的设计目标是对所有
从屋顶流下的降水进行引导和暂时的贮存。这项创造性的工程设计巧妙而细致,
能够收集、贮存降水并对其水质进行净化处理。 波特兰市要求开发商尽量增加所
开发房产的不透水地表。许多解决方案达到了这一要求, 但却忽视了项目尤其是
水流的观赏性。而这座庭院花园的设计应用了多种能赋予景观设计师灵感的元素,
通过对水流美学特点的研究,营造了一系列富于变化的美丽水景。 该雨水花园的
设计目标是对所有从屋顶留下的降水进行引导和暂时储存。 工程设计巧妙而细致,
能够收集、储存降水并对其水质进行净化处理。
图15-1 霍伊特公寓雨水花园
降雨来临时,降水循环系统将降水从其路径引入到城市降水循环系统, 并对
降水进行调节和引导;所有这些景观都建造在停车场上方的混凝土地板上, 由于
受到项目的特点和位置所限,降水在这里能够短暂滞留而不能下渗。 每次降水之
后,降水可以在此停留30个小时左右,这段时间内,降水可以自然的沉淀和净化,
三根铜质落水管把降水从屋顶引入预制的混凝土水道中, 然后流入低浅的缓流池
中,最后流进储水池中。池中的花岗岩石块不仅提供了美观性, 同时也增强了池
水的安全性。降水短暂停留后,从两个特色的水堰表面流过,降水之后,水池中
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的水会流入区域降水循环系统。通过这些设计减少了区域内降水储存设施的面积。
图15-2雨水缓流池景观 1 图15-3雨水缓流池景观 2
图15-4雨水缓流池景观 3 图15-5雨水缓流池景观 4

文章作者:hzjzsjy
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