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1、華南理工大學城校區(qū)研究生宿舍項目勘察設計海綿城市設計專篇目錄1.項目背景11.1 工程概況11.2 海綿城市設計依據(jù)12.氣象資料23.海綿城市的設計23.1 海綿城市的建設目標23.2 海綿城市的設計思路33.3 海綿城市的采取方案43.3.1下沉式綠地43.3.2屋頂綠化43.3.3透水鋪裝53.3.4雨水蓄水池64.海綿城市的計算及模型74.1 綜合雨水徑流系數(shù)84.2 調蓄容積計算104.3 年徑流總量控制率104.4 面源污染控制率115.維護管理121.透水鋪裝132.下沉式綠地133.屋頂綠化134.雨水蓄水池131.項目背景1.1 工程概況華南理工大學城校區(qū)研究生宿舍項目位于廣2、州大學城的東南部，其中海綿建設紅線用地面積41049.03平方米，總建筑面積79519.48平方米，建筑占地面積：6203.63平方米。1.2海綿城市設計依據(jù)：1）室外排水設計標準(GB 50014-2021)2）防洪標準GB50201-20143）城市防洪工程設計規(guī)范GB/T50508-20124）城市排水工程規(guī)劃規(guī)范GB50318-20165）建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術規(guī)范GB50400-20166）綠色建筑評價標準GB/T50378-20197）水污染排放物限值DB44/26-20018）海綿城市建設技術指南低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行）9）園林綠化工程施工及驗收規(guī)范CJJ80-23、01210）城市綠地設計規(guī)范GB 50420-2007(2016年版)11）廣州市海綿城市建設專篇編制要點202112）廣州市海綿城市建設管理辦法(穗府辦規(guī)2020)27號13）廣州市建設項目雨水徑流控制辦法(廣州市人民政府令第107號)14）廣州市建設項目海綿城市建設管控指標分類指引(試行)(穗水河湖2020)7號15）節(jié)水灌溉工程技術標準(GB/T 50363- 2018)。16）廣州市水務局關于印發(fā)廣州市城市開發(fā)建設項目海綿城市建設-洪澇安全評估技術指引(試行)的通知(穗水規(guī)計【2021】10號)17）廣州市海綿城市專項規(guī)劃18）廣州市番禺區(qū)海綿城市專項規(guī)劃（2018-2035年）19）4、海綿城市建設評價標準（GBT51345-2018）20）廣州市海綿城市規(guī)劃設計導則21）廣州市暴雨強度公式2023.03.272.氣象資料番禺區(qū)屬亞熱帶海洋性季風氣候，氣溫受偏南季候風影響，暖濕多雨，光照充足，無霜期長，多年平均氣溫 22.1C，最高氣溫 38.4C (2016年7月) ，最低氣溫-0.4C (1967 年1月)珠江三角洲地區(qū)是多雨地區(qū)，降雨豐沛，4 9 月為雨季，前期 4 6月多西南季風，水氣充沛,與南下冷空氣相遇，常出現(xiàn)強降雨，后期7 9 月盛行東南季風，大平洋及南海的熱氣旋帶來大量水氣形成強風暴雨，10 月至次年 3 月盛行東北風，多為旱季。降雨量年內分配不均勻，汛期4 5、9月占全年總量的 80.7%，每年10 月至次年3 月降雨量少，占全年總量 19.3%，造成春旱夏澇:從典型年來看汛期極值比與多年均值相近為 2.5 倍，非汛期極值比高達 3.2 倍，春旱更為顯著。番禺區(qū)河涌眾多，縱播交錯，總體由西北流向東，包括礪江河、丹山河、漢溪河、鐘屏環(huán)山河等總計206條，總長度約406.1千米，水域總面積約 16.7 平方于米，各河涌寬度多在4-150 米，深淺不一按廣東省土壤分類標準，番禺區(qū)耕地土壤類型包括粘土、沙壤土和壤土，分別占 67.45%.13.18%和 19.37%。其中，粘性上通透性差，土層深厚，為第四紀淤積層河淤士:沙境十和境土耕地耕作層淺，肥力差，主要6、分布在民田區(qū)。沙圍田主要分布在沿海及南部和西北部沿河地區(qū)，土壤多為第四紀河淤土。3.海綿城市的設計3.1 海綿城市的建設目標根據(jù)海綿城市建設技術指南一低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建(試行)，廣州市屬于年徑流總量控制率的V區(qū)，年徑流總量控制率應為（60%a85%）圖12-1 我國大陸地區(qū)年徑流總量控制率分區(qū)圖根據(jù)廣州市番禺區(qū)氣象公共服務中心提供的根據(jù)番禺區(qū) 30 年連續(xù)日降雨數(shù)據(jù)計算而得的年徑流總量控制率與設計降雨量的關系成果，番禺區(qū)的年徑流總量控制率與設計降雨量關系如下圖所示：番禺區(qū)年徑流總量控制率與設計降雨對應曲線番禺區(qū)年徑流總量控制率對應設計降雨量：年徑流總量控制率55%60%65%70%75%87、0%85%設計降雨量（mm）16.619.522.826.931.938.447.0按廣州市海綿城市專項規(guī)劃的要求，番禺區(qū)的年徑流量控制目標如下：本項目位于番禺區(qū)大學城區(qū)，屬于新建公共建筑項目，要求控制目標為: 年均雨水徑流控制率不低于61.6%，對應的設計降雨量為20.57mm。本項目屬于公建類新建項目，海綿城市設計目標有：（1）徑流總量控制率不低于70%；（2）室外道路、廣場、停車位透水鋪裝率不低于40%；（3）下沉式綠地率不低于50%。；（4）硬化地面室外可滲透地面率40%；（5）新建建設工程硬化面積達到一萬平米以上時，除城鎮(zhèn)公共道路外，每萬平米硬化地面面積應當配建不少于500立方的雨水8、調蓄設施。（6）管網(wǎng)設計重現(xiàn)期為5年一遇；內澇防治重現(xiàn)期為100年一遇；建設后雨水徑流量不大于建設前。本項目雨水量計算參照廣州市番禺區(qū)暴雨強度公式：其中： q暴雨強度（升/秒公頃） P重現(xiàn)期（年）廣州市建設項目雨水徑流控制辦法對海綿城市建設要求如下：（1）新建項目硬化地面中，除城鎮(zhèn)公共道路外，建筑物的室外可滲透地面率不低于40%;人行道、室外停車場、步行街、自行車道和建設工程的外部庭院應當分別設置滲透性鋪裝設施，其滲透鋪裝率不低于70%。（2）凡涉及綠地率指標要求的建設工程，除公園之外的綠地中至少應有50%作為用于滯留雨水的下沉式綠地，用于滯留雨水的綠地應當?shù)陀谥車孛?0毫米，設于綠地內的雨9、水口頂面標高應當高于綠地20毫米以上;并可以設置能在24小時內排干積水的設施。（3）新建建設工程硬化面積達1萬平方米以上的項目，除城鎮(zhèn)公共道路外，每萬平方米硬化面積應當配建不小于500立方米的雨水調蓄設施。3.2 海綿城市的設計思路設計原則本項目遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等設施，最大限度地實現(xiàn)雨水在區(qū)域內的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護。道路和鋪裝部分雨水排入雨水調蓄池，經(jīng)處理后的雨水回用于綠化澆灌、道路及車庫沖洗。工程內采用廣場透水鋪裝、下沉式綠地等低影響開發(fā)技術，提高雨水的滲、滯、蓄及凈10、化能力。溢流的雨水最終排至市政雨水管網(wǎng)。本項目主要應用的海綿城市技術措施有：下沉式綠地、透水性鋪裝、屋頂綠化、雨水調蓄設施等。具體規(guī)劃方案如下：1.項目區(qū)域中的綠地結合景觀設計，采用下沉式綠地進行雨水調蓄，并在綠地內增設溢流井和溢流口。2.地面停車位設為鋪設植草磚的生態(tài)停車位，道路設置為不透水的鋪裝，人行鋪裝基本均為透水性鋪裝。3. 在鋪裝下設計雨水調蓄及回用設施，滿足蓄水要求。3.3 海綿城市的采取方案3.3.1下沉式綠地下沉式綠地應低于周邊鋪砌地面或道路，應根據(jù)當?shù)赝寥赖臐B透性能驗算，并結合綠地的植物特性綜合確定，本項目設置的下沉高度為200mm，其中150mm蓄水厚度；設在下沉式綠地內的11、雨水口，其頂部標高應低于周邊硬化匯水面50mm，當路面設置立道牙時應采取將雨水引入綠地的措施。 2）雨水宜分散進入下沉式綠地，當集中進入時應在入口處設置緩沖措施。3）下沉式綠地植物應選用耐旱耐淹的種類。4）下沉式綠地應在24h排干積水。3.3.2透水鋪裝透水鋪裝按照面層材料可分為透水磚鋪裝、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。主要適用于廣場、停車場、人行道以及車流量和荷載較小的道路。透水鋪裝結構應符合透水磚路面技術規(guī)程（CJJ/T188）、透水瀝青路面技術規(guī)程（CJJ/T190）和透水水泥混凝土路面技術規(guī)程（CJJ/T135）的規(guī)定。本12、項目透水鋪裝主要用于地面停車場和透水混凝土。本工程室外可滲透地面面積：22427.24平方米，其中綠地面積14899.23平方米，滲透性鋪裝7428.01平方米,可滲透地面率65.27%。透水鋪裝大樣圖3.3.3雨水蓄水池本工程綠化及鋪裝面積較大，為節(jié)約自來水，本工程綠化澆灌及鋪裝沖洗用水全部利用經(jīng)收集處理后的雨水。雨水蓄水池為成品PP模塊蓄水池。雨水蓄水模塊主要作用是雨水收集、儲存、調蓄。降雨時把雨水徑流的高峰流量暫存其內 ,待最大流量下降后再從雨水收集池中將雨水慢慢地排出。這樣既能規(guī)避雨水洪峰，實現(xiàn)雨水循環(huán)利用，又能避免初期雨水對承受水體的污染，還能對排水區(qū)域間的排水調度起到積極作用。蓄水13、模塊工作原理：雨水落到地面后，經(jīng)過初期的截污、棄流處理，截留雨水中較大懸浮物與漂浮物，可以防止水泵、排水管以及其他處理設備堵塞。雨水匯集并儲存到模塊蓄水池后，經(jīng)過自然沉淀使雨水中的懸浮物質（主要是可沉固體）在重力作用下沉淀，從而雨水分離，使水得到澄清。儲存在雨水蓄水模塊中的雨水，經(jīng)過其他雨水處理設備的過濾、消毒后可用于澆灑路面、水景補水，澆灌草坪。雨水進入雨水蓄水模塊前經(jīng)過棄流、過濾，模塊內的水保持在最佳條件下，并有足夠的有氧活動的空間。這可防止因雨水停滯而產(chǎn)生的影響水質的厭氧細菌。且模塊材料可靠，可使雨水長期儲存而不發(fā)生變質。也可通過蓄水池將雨水下滲，達到補充地下水資源，改善生態(tài)環(huán)境的目的。14、3.3.4屋頂綠化屋頂坡度較小的建筑可采用綠色屋頂，綠色屋頂?shù)脑O計應符合屋面工程技術規(guī)范（GB50345）的規(guī)定。設計了300厚覆土以上綠化屋頂，改善屋面的雨水徑流情況。4.海綿城市的計算及模型4.1 綜合雨水徑流系數(shù)4.1.1 建設前綜合徑流系數(shù)計算建設前下墊面面積統(tǒng)計下墊面種類面積（）綜合雨量徑流系數(shù)取值非滲透地面22283.760.85可滲透地面00.35綠地18765.270.15合計41049.03建設前綜合徑流系數(shù)計算公式如下：綜合徑流系數(shù)（jsq）（22283.760.8500.3518765.270.15）/41049.03=0.534.1.2 建設前雨水徑流量計算建設前雨水徑15、流量計算公式如下所示：Q（jsq）= Qs（jsq）-Qd（jsq）Qs=qF設計暴雨強度，應按下列公式計算：q5=6364.871 / (t + 19.984) 0.801式中：q設計暴雨強度L/（shm2）；t降雨歷時（min），取值60min；P設計重現(xiàn)期（a），取值5a。代入數(shù)據(jù)，廣州市設計暴雨強度計算結果為190.32L/（shm2）。由于項目建設前，沒有雨水徑流削減措施，因此，Qd（jsq）0，則建設前雨水徑流量計算如下：Q（jsq）=0.53190.3241049.03/10000=413.86（L/s）4.1.2建設后的雨水徑流控制計算本項目采用容積法設計，即以徑流總量控制為目16、標，控制地塊內各低影響開發(fā)設施的設計調蓄容積之和，即總調蓄容積一般不低于改地塊“單位面積控制容積”的控制要求。海綿設施分布圖如下圖示意（詳見CAD圖）：圖4-1 海綿設施分布圖根據(jù)項目宗平的豎向和排水組織，整個場地分為2個匯水分區(qū)，匯水分區(qū)及徑流分布圖如下（詳見CAD圖）：圖4-2下墊面分類布局圖設計目標：年徑流總量控制率不低于61.6%，對應的設計降雨量為20.57mm。根據(jù)項目的豎向和排水組織，匯水分區(qū)及徑流分布圖如下（詳見CAD圖）：圖4-3場地豎向及徑流路徑圖圖4-4室外排水設施平面布置圖根據(jù)海綿城市建設計算指南-地影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建中表4-3分別確定各類下墊面的綜合雨量徑流系數(shù)取值17、，在海綿城市設計指導下進行兩個分區(qū)的海綿設施設計，本項目各類型匯水面面積及徑流系數(shù)選用如下表:編號下墊面類型面積（）綜合雨量徑流系數(shù)取值AB1 硬質屋面6,616.640.90 2 綠化屋面710.35 3 普通綠地14899.230.15 4 硬化鋪裝11934.150.85 5 透水鋪裝7,528.010.35 合計41049.03 徑流系數(shù)0.511 4.2 調蓄容積評估(1)計算地塊所需建設調蓄設施規(guī)模根據(jù)廣州市水務局關于印發(fā)海綿城市建設一-控制性詳細規(guī)劃階段洪澇安全評估審查要點的通知 (穗水規(guī)計 (2021) 18 號)，采用 3 種方法計算項目所需建設的調蓄容積，取最大值作為最終需18、建設的調蓄容積規(guī)模。下沉式綠地指具有一定的調蓄容積，且可用于調蓄和凈化徑流雨水的綠地。下沉式綠地的下沉深度應根據(jù)植物耐淹性能和土壤滲透能力確定，一般為100200mm.下沉式綠地內一般應設置溢流口 (如雨水口)，保證暴雨時徑流100200mm。的溢流排放、溢流口頂部標高一般應高于綠地 50100mm。本項目雨水口高于綠地 100mm。下沉式綠地區(qū)域選用根系發(fā)達、基葉繁茂、凈化能力強、耐淹耐旱的植物。方法一容積法:根據(jù)廣州市海綿城市規(guī)劃設計導則，設計調蓄容積公式如下:V=10HF式中:V調一設計調蓄容積，m;H一設計降雨量，mm; 綜合雨量徑流系數(shù);F-匯水面積，ha。通過計算可知規(guī)劃范圍該項目19、地塊內需建設431.84m雨水調蓄設施具體計算過程見下表。對應的分區(qū)計算以及對應調蓄情況如下表：綜合徑流系數(shù)=0.511所需設計調蓄容積采用容積法進行計算，公式如下：V調=10HF式中：V調設計調蓄容積(m)； H設計降雨量(mm)，本工程按年徑流總量控制率為61.6%選取對應的設計降雨量為20.57mm；綜合雨量徑流系數(shù)；F匯水面積(ha)。V調=1020.570.51141049.3=431.84m為消納在設計降雨量條件下產(chǎn)生的所有雨水，本項目地塊在場地的海綿城市設施應設計不小于431.84m的調蓄容積。方法二硬地法:根據(jù)廣州市建設項目雨水徑流控制辦法對海綿城市建設要求,新建建設工程硬化面20、積達1萬平方米以上的項目，除城鎮(zhèn)公共道路外，每萬平方米硬化面積應當配建不小于500 立方米的雨水調蓄設施。根據(jù)公式.“硬化面積=建設用地面積-綠地面積(包括實現(xiàn)綠化的屋頂)-透水鋪裝用地面積”硬化面積為41049.03-14970.23-7428.01=18550.79。所以本項目雨水調蓄設施，18550.79/10000500927.54m計算。4.3 調蓄容積計算根據(jù)海綿城市建設技術指南低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行），透水鋪裝僅參與綜合雨量徑流系數(shù)的計算，其結構內的空隙容積一般不再計入總調蓄容積。因海綿設施有效調蓄容積受地形、形狀等條件影響，下沉綠地取0.9的折算率。為保證年徑流總量控制率21、不低于61.6%，調蓄容積計算如下表：海綿城市設施面積蓄水厚度m 調蓄容積m雨水調蓄池400下沉式綠地3938.91（總面積）0.15（0.9）590.84*0.9=531.75 總調蓄容積931.75按雨水調蓄要求，931.75 m431.84 m，符合規(guī)定要求。本工程總硬化面積為18550.79平方米，按每萬平方米硬化面積應當配建不小于500立方米的雨水調蓄設施，所需建設的調蓄設施調蓄容積為18550.79/10000500927.54m。本工程調蓄設施總調蓄容積為931.75m927.54m，滿足調蓄要求。4.4 年徑流總量控制率本項目采用容積法計算，如下式所示：V=10hF式中，V設計22、調蓄容積，m綜合雨量徑流系數(shù)，h設計降雨量，F(xiàn)匯水面積，ha。則h=V/10F=931.75（100.51141049.03）10000=44.38mm根據(jù)內插法，對應的年徑流總量控制率為83.48。故此本項目可實現(xiàn)控制雨量h20.57mm，達到年徑流總量控制率61.6%的要求。具體如下：指標目標值完成值1綠色屋頂率（鼓勵性指標）宜45%（鼓勵性指標）1.06%2建筑物的室外可滲透地面率（約束性指標）40%65.27%3人行道、室外停車場、步行街、自行車道和建設工程的外部庭院應當分別設置滲透性鋪裝設施，其滲透鋪裝率40%21.91%4與硬化面積配套建設的雨水調蓄設施有效容積500m/ha93123、.75立方米5下沉式綠地率30%26.44%6設計雨量20.57mm44.38mm7年徑流控制率61.6%83.48%4.5 面源污染控制率一般采用SS作為城市面源污染控制指標，低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的年SS總量去除率可用下屬方法計算：單項措施污染物去除率（以SS計，%）透水磚鋪裝8090透水水泥混凝土8090透水瀝青混凝土8090綠色屋頂7080復雜型生物只留設施7095滲透塘7080濕塘5080雨水濕地5080蓄水池8090雨水罐8090轉輸型植草溝3590干式植草溝3590滲管/渠3570植被緩沖帶5075人工土壤滲濾7595本項目下沉式綠地、透水鋪裝，綠化屋頂污染物去除率（以SS計）均取824、0%，則低影響開發(fā)設施對SS的平均去除率為80%。則項目年SS總量去除率=83.6680.00%=66.78%滿足年徑流污染削減率達到51%的要求，減少了因徑流污染而帶來的城市水環(huán)境污染。4.6 洪澇安全評估根據(jù)地塊周邊有規(guī)劃大型市政道路（北側有旗豐路，南側為九嶺路），有完整的防洪排澇的市政管網(wǎng)，周邊并無洪水隱患點，綜合評估滿足地塊洪澇安全要求。具體補充設施如下：1、車行出入口設置有反坡及截水溝,坡頂高程高于周邊地面高程0.15米，且車行出入口已備足堆高高于內澇防治水位0.2米以上的防汛專用沙袋;2、建筑地下出入口設置防洪擋板等防澇設施，高度為1.21.5米;3、建筑地塊防洪標高為16.70，25、而建筑正負00為18.20，滿足地塊防洪標高要求。5.維護管理1.透水鋪裝層面出現(xiàn)破損時引及時進行修補或更換；出現(xiàn)不均勻沉降時應進行局部整修找平；當滲透能力大幅下降時引采用沖洗、負壓抽吸等方法及時進行清理；檢修、疏通透水能力2次/年（預計之前和期中）。2.下沉式綠地應及時不中修建植物、清楚雜草；進水口不能有效手機匯水面徑流雨水時，應加大進水口規(guī)模或進行局部下凹等；進水口、溢流口因沖刷造成水土流失時，應設置碎石緩沖或采取其他防沖刷措施；進水口、溢流口堵塞或淤積、調蓄空間沉積物淤積導致過水不暢時，應及時清理垃圾于沉淀物；當調蓄空間雨水的排空時間超過36h時，應及時置換樹皮覆蓋層或表層種植土；檢修226、次/年（雨季之前、期中），植物生長季節(jié)修建1次/月。3.屋頂綠化屋頂綠化需要通過養(yǎng)護管理來保證穩(wěn)定的綠化效果。養(yǎng)護管理工作包括灌溉、修剪、施肥和防寒等工作。和地面綠化相比，屋頂綠化需要更多的灌水和施肥。1.簡單式屋頂綠化一般基質較薄，應根據(jù)植物種類和季節(jié)不同，適當增加灌溉次數(shù)。2.應采取控制水肥的方法或生長抑制技術，防止植物生長過旺而加大建筑 荷載和維護成本。4.管道和雨水蓄水池場地雨水經(jīng)收集后作為中水系統(tǒng)水源。其余規(guī)劃區(qū)內的雨水經(jīng)收集后分別就近排入周邊市政雨水管。經(jīng)計算，室外雨水管徑為DN300DN1000，管道埋深不小于1.2m，坡降控制不少于3。室外雨水管在排入市政管道及河道前，在雨水出27、戶管上設置專用水質檢測井。室外雨水管采用聚乙烯纏繞結構B型管，承插電熱熔連接。6.海綿設施造價海綿設施單價如下表：雨水處理設施單位造價估算（元/單位）綠色屋頂（）100-300（簡易式）400-900滲透鋪裝（）50-400下沉式綠地（）40-80雨水花園（）400-1000干塘（）200-400濕塘、人工水體（）400-800雨水蓄水池（m）1000-1200本設計海綿設施工程量及估算造價如下表：海綿設施面積（）造價估算（元/單位）造價（元）總造價（元）屋頂綠化（）71.00 200142003066494下沉式綠地（）3938.91 100393891滲透鋪裝（）7528.01 3002258403調蓄池(m）400.00 100040000021