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1、濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例山東省經濟技術開發中心宿舍2017年3月濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例一、現狀基本情況圖1 山東省經濟技術開發中心宿舍總平面圖項目位置：山東省濟南市歷下區千佛山西路28號項目規模：占地面積3.17ha竣工時間：2016年4月 山東省經濟技術開發中心宿舍位于濟南市海綿城市建設試點區域西濼河流域上游，屬于山前坡地區域，處于濟南促滲保泉強滲漏帶邊緣。項目始建于1996年，整體地勢東高西低，南高北低，高差約16m，建筑面積29000，綠地率25%，屬于現狀綠化條件較好的小區。小區現狀無雨水管網，小區綠地、屋面、道路雨水徑流以地表漫流的形式，經小區西入口2、及南側與千佛山南路交匯處排至市政道路。濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例二、問題與需求分析2.1促滲保泉小區位于促滲保泉區，應承擔源頭促滲保泉的主要職責，而小區現狀不透水硬化面積大，雨水無法進入綠化帶，沒有利用良好的土壤滲透條件，無法起到蓄滲補給地下水的作用。2.2內澇防治小區位于濟南市海綿城市建設試點區域西濼河流域上游，屬于山前坡地區域，由于下游城市內澇防治設施不完善，導致下游平原地形區域易澇點較多，如圖2所示，源頭減排可一定程度緩解下游內澇風險。小區及相鄰千佛山西路道路坡度大，沒有雨水管網，雨季時，小區雨水徑流排向道路，造成道路行洪。2.3雨水合理回用小區沒有再生回用水源，現狀綠地澆3、灌和景觀水池補水全部使用自來水，每年的水費開支約6萬元，雨水資源利用可一定程度減少居民物業費支出。2.4其他問題和需求小區現狀部分鋪裝破損嚴重、綠化景觀效果較差，如圖3、4、5、6所示。圖2 內澇積水點平面圖圖3 不透水鋪裝面積大圖4 鋪裝破損嚴重圖5 地面徑流量大圖6 地被植物缺失濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例三、海綿城市改造目標與原則海綿城市改造目標與原則3.1設計目標3.1.1體積控制目標流域規劃目標：小區位于西濼河流域上游，根據濟南市海綿城市專項規劃，流域的年徑流總量控制率為75%。流域條件分析：經過對流域建筑與小區整體調研發現，本案例綠地率為25%，在流域中屬于整體條件較好4、的小區，本著連片治理、整體達標的原則，該小區應因地制宜的加大雨水調蓄力度，最大限度的減少雨水外排，起到源頭促滲、截流的效果。因此，結合流域整體情況及小區自身可實施性，最終確定該小區的年徑流總量控制率為85%。3.1.2流量控制目標為減緩小區內澇、減少馬路行洪，設計利用生物滯留設施、蓄水模塊等設施控制徑流體積，起到延長匯流時間，同時削減徑流峰值流量的作用，實現3年一遇暴雨，峰值出現時間延長30min。3.1.3徑流污染總量目標通過徑流體積減排，本小區年SS總量削減率不低于60%。3.1.4環境改善目標項目結合破損路面修復鋪設透水鋪裝，結合植被覆蓋率提高建設生物滯留設施，提升綠化品質，從而達到改善5、小區居民生活環境的目標。3.2主要設計原則結合海綿城市低影響開發的原則，重點考慮綠色優先、重視灰色，地上與地下結合、景觀與功能并行的設計原則。濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例保留喬木雨水花園植草溝新建園路保留喬木新增綠化綠化組景綠化組景新增綠化新增綠化改造前濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例 采用濕生植物旱種的植物景觀策略，解決雨洪時期，植草溝、雨水花園和生物滯留區的區域聚水時植物生長，在干旱期間滿足植物景觀作用，雨洪來臨充分發揮濕生植物的特性進行雨水凈化。主要地被植物：鳶尾、千屈菜、黃菖蒲、細葉芒、蘆葦、花葉蘆竹等。保留喬木綠化組景宿根花卉濕生植物旱種濕生植物旱種保留喬木雨水花6、園避開喬木綠化組景濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計4.1設計流程項目首先對設計降雨條件等進行分析，再展開總體方案設計和分區詳細設計，設計流程如圖7所示。4.2設計降雨4.2.1體積控制根據1983年2012年近30年24小時的降雨數據統計，年徑流總量控制率為85%，對應設計降雨量為41.3mm，如圖8所示。根據暴雨強度公示計算，該雨量約為1年一遇1小時降雨量（38mm）。4.2.2流量控制本小區排水設計重現期為3年，對應設計暴雨強度公式如式（1）所示：式（1）式中：q設計暴雨強度，L/(shm2)；P設計重現期，3年；t匯流時間，10min。計算可得，本小區設計暴雨7、強度為361.0L/(shm2)，峰值流量0.2m3/s。圖8 年徑流總量控制率與設計降雨量關系圖圖7 設計流程圖濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計4.3總體方案設計4.3.1設計徑流控制量計算（1）綜合雨量徑流系數計算小區不同下墊面的投影面積，如表1所示。根據海綿城市建設技術指南（以下簡稱指南），采用加權平均法計算小區綜合雨量徑流系數。各類下墊面雨量徑流系數為：硬質屋面0.85、綠地0.15、水體1.00、不透水鋪裝0.85、透水鋪裝0.20，計算得到綜合雨量徑流系數為0.64。（2）設計總徑流控制量計算利用容積法（詳見指南）計算出本小區總設計徑流控制量為837.98、m3。表1 小區各類下墊面統計表濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計4.3.2豎向條件與匯水分區小區整體地勢東高西低，南高北低，高差約16m，道路縱坡為1%至6%。綜合分析本小區地形，依據現狀地形標高，經現場核算，共詳細劃分了27個匯水分區，分區域進行控制，如圖9所示。圖9 小區現狀豎向及匯水分區圖濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計4.3.3設施選擇與工藝流程結合項目需求，為更好的實現促滲保泉，解決局部積水問題，結合土壤滲透性能，優先選擇以滲透為主的技術，如雨水花園等，根據匯水情況，通過集中與分散相結合的布置方式對雨水進行匯集。針對不透水鋪裝面9、積大、局部路面破損等問題，選擇透水鋪裝進行改造。由于場地縱向坡度大，雨水流速快，對于屋面和道路匯集的雨水通過橫向截水溝進行截流，有效的將雨水引入綠地中的調蓄設施。根據項目情況修建雨水收集回用設施，如雨水桶、蓄水模塊，用于景觀水池補給和綠地澆灌，減少自來水用量。因小區無雨水管網，超出設計降雨量的雨水徑流，通過地表漫流的形式排出小區，進入新建市政雨水管網。工藝流程圖如圖10所示。圖10 工藝流程圖濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計4.3.4總體布局依據綠色優先、重視灰色，地上與地下結合、景觀與功能并行的布置原則，10、結合業主單位需求，經方案比較，選取綜合效益最優的方案完成本小區設計布局，如圖11所示。圖11 海綿改造總體布局圖濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計4.4分區詳細設計4.4.1設施布局與徑流組織根據各分區設施布局圖，計算各類設施的服務面積，明確設施進水口及溢水口位置，保證服務面積內雨水均可經進水口進入設施，且溢流雨水可由溢水口有組織流出。下面以10號、13號匯水分區為例進行詳細解析：兩匯水分區位于小區中上游，下墊面主要由建筑、綠地、不透水鋪裝、透水鋪裝等構成。末端的綠地改造為雨水花園與蓄水模塊一體的設施對雨水進行調蓄凈化，由于分區10綠地空間不足，可利用相鄰13號匯水分11、區內的綠地設施進行聯合控制，即兩匯水分區產生聯動性，故其設施徑流控制量均進行一體化計算。設計中在10號匯水分區末端的道路上設置截水溝，在13號匯水分區與雨水花園連接處的道路設置路沿石開口，以實現分區內雨水均可進入雨水花園。雨水花園最低點設置兩級溢流口，雨水花園無法消納的雨水經一級溢水口進入蓄水模塊，蓄水模塊滿負荷后，雨水徑流經二級溢水口進入截水溝，流至下游下沉式綠地內，如圖12所示。圖12 10號和13號匯水分區設施布局與徑流組織圖濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計雨水溝截留一級綠地二級綠地三級綠地四級綠地濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計雨12、水溝截留雨水花園人工湖補水溢流口連接人工湖濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計根據豎向關系對綠地地形改造，雨水蓄滿之后溢流進入相鄰下凹綠地濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例4.4.3匯水分區之間補償設計如4.4.1所述，對于10號及13號兩匯水分區，10號分區無法消納的雨水可進入13號分區的綠地進行調蓄，兩者聯動后年徑流總量控制率為86.1%。4.4.4峰現時間控制目標校核根據暴雨強度公式和設計降雨量，估算徑流體積控制對峰現時間的控制效果，計算公式如下：式（2）式中：HT歷時內最大平均降雨量，mm；T降雨13、歷時，min。經計算，對于3年一遇重現期的設計暴雨，通過體積控制（設計雨量為41.3mm）可實現峰現時間延后超過30min。四、海綿城市改造設計4.4.2徑流控制量試算與達標評估匯總各設施可實施性，得出兩分區實際徑流控制量及年徑流總量控制率如表2所示。表2 10號和13號匯水分區設施規模計算與達標評估表濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計4.5施工過程項目嚴格按照設計圖紙進行施工，并對地下工程的施工全過程保留影像資料。蓄水池開挖較深時，全部設置圍擋，狠抓安全蓄水池地下部分施工，管理、設計方全部到場督察下沉式綠地施工中蓄水模塊拼接現場濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案14、例四、海綿城市改造設計問題：溝底過深，不易清理，水易變質整改后：溝底抬高，避免出現積水濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例四、海綿城市改造設計問題：截流溝未設置在雨水流向低點擋水臺整改后：延長截水溝，靠近圍墻基礎部 分增加擋水臺濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例五、建成效果5.1項目經驗該項目海綿投資工程造價共計297萬元，折合每平米造價約94元，最終達到的改造目標為年徑流總量控制率86.6%。為了能讓廣大百姓所接受，本項目通過媒體、業主、居民代表等多方渠道進行了宣傳，并且在設計階段廣泛征求了相關意見，通過海綿城市改造，在達到源頭治理、促滲保泉的同時，也解決了小區自身存在的部分問題，15、受到居民一致好評。5.2效益分析小區竣工后，對于居民的生活環境起到了良好的改善效果，結合海綿城市改造，清理了小區所有的衛生死角并提升了綠化效果，消除了所有的道路積水點并實現了雨水資源收集回用。經過計算，項目效益分析詳見表4：表4 效益分析表濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例五、建成效果下凹綠地新增綠化新增景石新增景石新增綠化新建園路新增綠化綠化組景保留喬木經過2016年一年雨季的考驗，該項目海綿城市改造的效果得到了業主單位和居民的充分認可，并贈送錦旗。濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例五、建成效果新增綠化綠化組景保留喬木新建園路雨水花園植草溝新增綠化保留喬木綠化組景濟南市海綿城市建設建筑與小區改造項目案例五、建成效果雨水桶進水管前置過濾設施溢流管回用閥回用閥雨水桶雨水取樣，本次取樣為當年第二次降雨之后，水質清澈，可直接回用于周邊綠地澆灌。植草溝保留喬木新建園路保留喬木雨水花園下凹綠地綠化組景新增綠化棄流管謝 謝一個好的生態和民生工程，促進人與自然相和諧，理應得到廣大百姓的歡迎。