浅析海绵城市居住区的设计研究

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热度0票  浏览261次 时间：2019年11月14日 10:57

 李 明 刘同琛

（郑州大学综合设计研究院有限公司 河南郑州 450000）【摘要】 海绵城市的建设是一个系统性工程 , 需要每一个部件的有机组合 , 因此在居住区设计建造中引入海绵城市的理念 , 带来很好的居住环境 , 提升了居住区品质。文章从居住区的居住区硬质铺砖、绿地整改、绿色屋顶等方面阐述海绵城市型居住区的设计。

【关键词】地表径流 ; 生物滞留 ; 透水铺砖 ; 低影响开发 ;doi：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.14.1086

1?海绵城市应用技术分析

1.1 渗透技术。

渗透技术是指在雨水通过透水铺砖、绿色屋顶、下凹式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井等设施使雨水渗透到地下 , 减缓地表径流 , 减少有组织排水的压力 , 并且补充地下水资源。据资料分析 , 自然土壤地表径流约为 5%, 自然下渗为 95%; 城市硬质地面传统管道排水约为 70%, 自然下渗约为 30%; 传统地下空间横向市政管网排水量约为 95%, 自然下渗约为 5%; 理想海绵城市地下空间自然下渗 100%。

1.2 传输技术。

传输技术是指通过植草沟、渗管等收集、传输雨水。《国家建筑标准设计图集 ( 海绵城市建设系列 ) 》中规定 , 植草沟纵坡不应大于 4%, 地下空间顶板最小覆土厚度不应低于 1.5m。

1.3 截污净化技术。

截污净化技术是指通过雨水花园、雨水湿地、植被缓冲带进行净化雨水。雨水经过合理的净化处理 , 才会降低二次污染。合理的净化处理主要包括土壤成分及选择合适的植物种类 , 使雨水在植草地表停留 , 并且保证以不小于 0.1in/h 的渗透过滤。

2 海绵城市居住区类型

目前我国居住区主要包括传统居住区和新型居住区 2 种。传统居住区是指直接建造在地面上 , 没有架空层的底层住宅 , 停车场设置在地面上 , 此类居住区地表径流可以直接渗透到土壤补充地下水 , 一般可以直接使用雨水花园、生物滞留地、透水路面、生态树池和绿色停车场。新型居住区主要为高层住宅小区 , 因为楼层高 , 通常地基打的很深 , 并附有地下停车场 , 居住区空间建立在车库顶板之上 , 可以利用这样的结构结合海绵城市创造新的循环系统 , 即将路面、屋顶和绿化的雨水通过下渗和过滤收集到地下车库的水箱中 , 用作小区绿地浇灌 , 可以有效减少硬质场地积水问题 , 保证居民活动和出入的交通安全 , 增加绿化面积 , 创造宜人小气候 , 增加生物多样性。

3?海绵城市型居住区设计要点

海绵城市型居住区通过海绵城市“渗”“滞”“蓄”“净”“用”“排”

六字方针进行有组织的规划设计。“渗”是海绵城市理论下水循环的第一步表现为竖向控制雨水径流 , 主要有绿地渗透、透水铺砖渗透、绿色屋顶渗透。“滞”是阻缓短时间内较大雨水径流的一种措施 , 海绵城市型居住区主要利用雨水花园、生态滞留地、渗透地等进行雨水滞留。“蓄”是指将多余的雨水储存起来 , 海绵城市型居住区可在绿地内设置蓄水池或在地下车库安放蓄水池。“净”未经过土壤与植物根系净化作用的地表雨水汇入初级净化池中 , 经过土壤与植物根系净化作用的雨水汇入次级净化池中 , 经过二次净化的雨水汇入清水池中。“用”将净化后的水用于居住区的景观用水、植被灌溉、冲洗等用途 , 不仅能缓解城市排水压力、而且可以缓解水源危机、节约用水并且可以给居民带来经济利益。

“排”经过雨水滞留和雨水储蓄仍有多余的雨水可经市政管网排到河流中。

4?海绵城市型居住区设计策略

4.1 海绵城市型居住区系统流程

与传统“增加径流、减少下渗”的居住区雨水控制模式相比 ,海绵城市型居住区的设计策略是“减少径流、增加下渗”。通过对雨水的渗透、阻滞、传输、存蓄、截污净化等功能有效地控制径流总量、径流峰值和径流污染 , 即运用生态工程技术模拟自然对雨水的吸收、存储、蒸发 , 使居民区排水系统遵循雨水循环规律。

4.2 海绵城市型居住区设计策略

随着城市居住用地面积不断增加 , 城市自然地表被硬质铺砖所替代。由于居住区内多是步行为主 , 路面积水对居民日常生活影响较大 , 居住区的雨水控制问题也要慎重对待 , 所以居住区的景观用地也应该考虑海绵城市的设计方法 , 在有限的绿化面积里 , 采用下渗、滞留、净化的策略 , 缓解城市居住区的洪涝问题。海绵城市理论在居住区的体现主要在硬质铺砖、宅间绿地、绿色屋顶3 个方面。

4.2.1 硬质铺砖。

暴雨期造成居住区路面积水的直接原因就是硬质路面渗水性差 , 所以居住区雨水控制主要为硬化路面处理。硬质铺砖的整改可以通过透水铺砖错缝设置和路牙边缘做缺口设置减少路面径流 ,透水铺砖错缝宽度约为 1.25cm, 铺设砂砾增加下渗能力及净化能力。透水路面需要定期清洗处理 , 常用的清洗方法有使用过氧化氢化学清洗方式和高压水机械冲洗方式。透水路面按面层材料可分为透水砖铺砖、透水混凝土、彩色透水混凝土、透水沥青、浇筑透水石、水洗石、高承载植草地坪、嵌草砖等等。

4.2.2 绿地。

居住区绿地的整改措施一般有下沉式绿地、植草沟、雨水花园、生物滞留区等设置。 (1) 下沉式绿地便于地表径流流入绿地 ,一般设置在道路小区道路两侧停车场周围绿地 , 并且要求低于周边铺砌地面或道路 200mm。下沉式绿地底部距最高地下水位应大于 1m, 距建筑基础水平距离应大于 3m, 一般需设溢流口 , 保证暴雨径流的排放。 (2) 植草沟一般也设置在道路两侧 , 其边坡 ( 垂直︰水平 ) 一般小于或等于 1 ︰ 3, 纵坡小于 4%, 植草沟的基本功能是代替硬化沟渠 , 传输地表径流。 (3) 雨水花园可以丰富和美化环境 ,雨水可通过卵石、植物、细沙、土壤 4 个层次净化、下渗 , 一般设置在活动广场周围的绿地 , 雨水花园根据雨水量可分为干旱区、缓冲区和蓄水区。干旱区对植物要求不高 , 缓冲区是雨水径流冲刷的区域 , 需要种植抗倒伏和较耐水湿的植物。蓄水区积水量大且污染多 , 应选择耐水湿和抗污染的植物。 (4) 生物滞留区主要阻缓短时间内较大雨水径流 , 并且起到净化雨水的功能 , 景观效果要求不高 , 一般设置在居住区外围。 (5) 生物滞留区可分为简易生物滞留区和复杂生物滞留区 , 简易生物滞留区设施用浅土渗透方式设置 , 从上而下分别为蓄水层、换土层、滤料层、沙土层、素土夯实 , 可种植灌木地被 , 群落较单一。复杂生物滞留区的换土层深度应符合工程设计要求的出水净化要求 , 从上而下分别为覆盖层、蓄水层、换土层、隔离层、滤料层、排水层、沙土层和素土夯实 ,可种植乔木 , 群落较丰富。

4.2.3 绿色屋顶。

国内大部分居住区屋顶呈裸露状态 , 硬质化屋顶使雨水滞留难以下渗 , 加剧建筑屋顶老化、城市内涝。绿色屋顶能有效缓解城市雨水径流压力 , 绿色屋顶主要利用绿色植被根系净化过滤 , 并且吸收雨洪期间屋顶雨水径流 , 将雨水收集到雨水桶进行存储回用。绿色屋顶底层有轻质土层 , 防根系穿透层、过滤层、排水层以及防水层等多层结构保护。海绵城市屋顶根据荷载形式可以分为开敞型绿色屋顶、密集型屋顶花园和屋面雨水收集 3 大类。开敞型绿色屋顶承重为 60 ～ 150kg/m2, 一般种植低矮植被 ; 密集型屋顶承重为 150 ～ 1000kg/m2, 能够承受乔木灌木种植 , 可以打造景观丰富的屋顶花园 ; 低荷载坡屋顶不能满足绿色屋顶结构和植物荷载 , 所以需增加屋檐排水槽、雨水管、雨水桶等结构组成坡屋顶排水收集系统。

5?结束语：

海绵城市理念的推广和实现可以推进生态城市、宜居城市、低碳城市的建设。我国海绵城市理论还没有成熟 , 对于居住区而言 , 更是很少有将海绵城市理论应用其中 , 但随着海绵城市理论逐渐成熟 , 海绵城市型居住的趋势也会逐渐显现。

参考文献：

[1] 王珂 . 海绵城市理论在居住区设计中的应用 [J]. 中国园艺文摘 , 2017 (11) :155-156, 172.

[2] 王旭 . 海绵城市理论在居住区规划设计中的应用 [J]. 绿色环保建材 , 2017 (12) :80.

[3] 闾邱杰 . 海绵城市设计图解 [M]. 江苏凤凰科学技术出版社 , 2017 (9) :60