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海绵城市低影响开发.doc

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海绵 城市 影响 开发
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.海绵城市 海绵城市的定义,即城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生[1]。国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出,采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,将70%的降雨就地消纳和利用[2]。海绵城市的建设实际上就是雨水开发的一种低影响开发系统。低影响开发指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征,也称为低影响设计或 低 影 响 城 市 设 计 和 开 发。其核心是维持场地开发前后水文特征不变,包括径流总 量、峰值流量、峰现时间等(见图 1-1)。从水文循环角度,要维持径流总量不变, 就要采取渗透、储存等方式,实现开发后一定量的径流量不外排;要维持峰值流 量不变,就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。发达国家 人口少,一般土地开发强度较低,绿化率较高,在场地源头有充足空间来消纳场 地开发后径流的增量(总量和峰值)。我国大多数城市土地开发强度普遍较大, 仅在场地采用分散式源头削减措施,难以实现开发前后径流总量和峰值流量等维 持基本不变,所以还必须借助于中途、末端等综合措施,来实现开发后水文特征 接近于开发前的目标。  图 1-1低影响开发水文原理示意图从上述分析可知,低影响开发理念的提出,最初是强调从源头控制径流,但随着低影响开发理念及其技术的不断发展,加之我国城市发展和基础设施建设过 程中面临的城市内涝、径流污染、水资源短缺、用地紧张等突出问题的复杂性, 在我国,低影响开发的含义已延伸至源头、中途和末端不同尺度的控制措施。城 市建设过程应在城市规划、设计、实施等各环节纳入低影响开发内容,并统筹协 调城市规划、排水、园林、道路交通、建筑、水文等专业,共同落实低影响开发 控制目标。因此,广义来讲,低影响开发指在城市开发建设过程中采用源头削减、 中途转输、末端调蓄等多种手段,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术,实 现城市良性水文循环,提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力,维持或恢复城市的“海绵”功能。1 技术类型低影响开发技术按主要功能一般可分为渗透、储存、调节、转输、截污净化等几类。通过各类技术的组合应用,可实现径流总量控制、径流峰值控制、径流 污染控制、雨水资源化利用等目标。实践中,应结合不同区域水文地质、水资源 等特点及技术经济分析,按照因地制宜和经济高效的原则选择低影响开发技术及 其组合系统。低影响开发设施选用一览表:技术类型(按主要功能)单项设施备注渗透技术透水铺装绿色屋顶下沉式绿地简易型生物滞留设施复杂型生物滞留设施渗透塘渗井储存技术湿塘雨水湿地蓄水池雨水罐调节技术调节塘调节池转输技术转输型植草沟干式植草沟湿式植草沟渗管/渠截污净化技术植被缓冲带 初期雨水弃流设施人工土壤渗滤2 单项设施各类低影响开发技术又包含若干不同形式的低影响开发设施,主要有透水铺 装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、 蓄水池、雨水罐、调节塘、调节池、植草沟、渗管/渠、植被缓冲带、初期雨水 弃流设施、人工土壤渗滤等。低影响开发单项设施往往具有多个功能,如生物滞留设施的功能除渗透补充 地下水外,还可削减峰值流量、净化雨水,实现径流总量、径流峰值和径流污染 控制等多重目标。因此应根据设计目标灵活选用低影响开发设施及其组合系统, 根据主要功能按相应的方法进行设施规模计算,并对单项设 施及其组合系统的设施选型和规模进行优化。2.1 透水铺装概念与构造透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。 意义:1) 表径流洪峰流量,减轻排水压力。由于透水性沥青路面可减少地面70%~ 80%的径流量,所以设置简单的路侧排水沟即可满足排水要集中降雨时透水路面能减轻城市排水管线的泄洪压力,减少地下的排水设施的建设投入。2)提高行车安全性、舒适性。透水路面下雨时能较快消除道路的积水现象,大大提高行车安全性。反光现象减少后行车更加安全和舒适,尤其是在夜间,效果突出。3)环保效益良好。透水路面具有良好的生态环境效益,主要体现在:可将雨水渗入地下,自然补充地下水资源,有利于植物的生长,维护地下水。经过路面和路基的截留、吸附、物降解等作用,净化径流,使其水质更好。透水路面的孔隙率较大,具有吸音作用,与常规路面相比可减少行车噪声。4)缓解城市热岛效应。透水路面可以起到隔热层的作用,因而缓解热岛效应。据报告,透水路面温度维持在35℃40℃,而常规密级配沥青路面温度则在60℃左右。5)拥有系列色彩配置,更加美观。透水路面颜色中较丰富,有利于提高城市市容市貌,可以根据周围环境需要进行设计,具有较强的装饰性。材料的选择渗透性(透水)路面透水路面是由上至下均有良好的透水性,在表层采用孔隙率高的耐磨材料(如连锁砖、植草砖、水泥板块、砌石、透水性沥青),并以透水性较高的砂石为基层,则降水可由表层面材间的缝隙渗入地表以下,使得整体而言具有良好的透水性能。一般透水性路面的透水能力为正常土壤吸收雨水的60倍。对于透水性路面,其主要性能参数是透水性、抗压性、耐磨性。同时,路面下基础层的蓄水度和土壤层的吸水能力也是此种路面渗透雨水的能力的相关因素。透水性路面多采用透水沥青混合料、透水水泥混凝土、透水路面砖等多孔材料来铺装面层。1.透水沥青混合料:透水沥青混合料常用于路表磨耗层,兼具磨耗与排水功能,加之所用集料级配为空隙率较高的开级配,故常称开级配磨耗层沥青混合料(OGFC)。透水沥青混合料所用粗集料为单一粒级且用量较大,而细集料与矿粉填料用量很少,从而形成骨架—空隙结构,空隙率可大于20%。透水沥青混合料的设计以经验设计为主,其排水、降噪等功能发挥的关键在于空隙率。2.透水水泥混凝土透水水泥混凝土属大孔混凝土,它采用单一粒级的粗集料,同时严格控制水泥浆用量,使其恰好包裹粗集料表面、但不致流淌填充其间空隙,这样便在粗集料颗粒间形成可透水的较大空隙。透水水泥混凝土通常不加砂,但也可加入少量砂以增加强度。3.透水路面砖目前我国透水路面砖品种较为繁杂,常见的有混凝土透水路面砖、自然砂透水路面砖、陶瓷透水路面砖等,其设计、生产方法不尽相同。混凝土透水路面砖和自然砂透水路面砖是将粒径相近的砂、石颗粒用无机胶凝材料或有机粘结剂搅拌混合后压制成型,形成带有通道孔的砖坯,再经养护而成;陶瓷透水路面砖是将粒径相近的陶瓷碎粒经配料压制成型,并预留通道孔,烧结而成。此外,近年来多孔混凝土透水路面砖在工程中的用量增多,其砖体透水孔隙的形成不是靠预留通道孔、而是在原材料中加入松香等发气剂,发气剂在制砖过程中因体积膨胀而形成连续孔隙,此种孔隙孔径较小、分布较均匀。4.植草格 在人行道和停车场地面,非连续拼接块状或镂空的植草砖、连锁砖,这些框格状镂空模块铺在较厚的粗砾石之上,多孔的可渗透织物铺设在砾石之下,以防止土壤颗粒扩散进入砾石的空隙之中。模块中间植草,使雨水渗透到土层,使地表土既可渗水又可接触空气、阳光,以利植物生长。草皮砖因有草类植物生长,能更好地净化雨水径流及调节大气温度和湿度,试验表明它对重金属如铅、锌、铬等有一定去除效果。框格状地砖铺设的可渗透路面,基本不存在堵塞问题,它在任何气候条件下都能较好的工作。然而砖块会因为受过多车辆的碾轧易发生沉降或错位现象。注意事项:(1)透水铺装对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时,可采用半透水铺装结构。(2)土地透水能力有限时,应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水 板。(3)当透水铺装设置在地下室顶板上时,顶板覆土厚度不应小于 600 mm, 并应设置排水层。透水砖铺装典型构造如图 4-6 所示。透水面60-80mm透水找平层20-30mm 透水基层100-150mm透水底基层150-200mm 土基PVC排水管DN50图 4-6 透水砖铺装典型结构示意图适用性:主要适用于广场、停车场、人行 道以及车流量和荷载较小的道路,如建筑与小区道路、市政道路的非机动车道等, 透水沥青混凝土路面还可用于机动车道。透水铺装应用于以下区域时,还应采取必要的措施防止次生灾害或地下水污 染的发生:(1)可能造成陡坡坍塌、滑坡灾害的区域,湿陷性黄土、膨胀土和高含盐 土等特殊土壤地质区域。(2)使用频率较高的商业停车场、汽车回收及维修点、加油站及码头等径 流污染严重的区域。优缺点 透水铺装适用区域广、施工方便,可补充地下水并具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用,但易堵塞,寒冷地区有被冻融破坏的风险。 平面组合式透水模式组合式透水模式主要是采用两种类型的铺装材料,即透水铺装材料和不透水铺装材料相结合,在平面上组成不同的铺装图案,构成点、线、面三种生态化透水的铺装形式(图11),通过透水点、透水带、透水面达到生态透水的目的。加一张全部全透水                                                       平面组合式透水模型图设施维护(1)面层出现破损时应及时进行修补或更换;(2)出现不均匀沉降时应进行局部整修找平;(3)当渗透能力大幅下降时应采用冲洗、负压抽吸等方法及时进行清理。相关规范:《透水砖路面技术规程》(CJJ/T188)、《透水沥青路面 技术规程》(CJJ/T190)、《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135)。 2.2 绿色屋顶概念与构造 绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等,根据种植基质深度和景 观复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式,基质深度根据植物需求及屋顶荷 载确定,简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于 150 mm,花园式绿色屋顶在种植乔木时基质深度可超过 600 mm,绿色屋顶的设计可参考《种植屋面工程技术规程》(JGJ155)。绿色屋顶的典型构造如图 4-7 所示。植物基质层排水口过滤层排水层 保护层排水管建筑屋顶防水层图 4-7 绿色屋顶典型构造示意图适用性 绿色屋顶适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度≤15°的坡屋顶建筑。优缺点 绿色屋顶可有效减少屋面径流总量和径流污染负荷,具有节能减排 的作用,但对屋顶荷载、防水、坡度、空间条件等有严格要求。设施维护(1)应及时补种修剪植物、清除杂草、防治病虫害;(2)溢流口堵塞或淤积导致过水不畅时,应及时清理垃圾与沉积物;(3)排水层排水不畅时,应及时排查原因并修复;(4)屋顶出现漏水时,应及时修复或更换防渗层。2.3下沉式绿地概念与构造 下沉式绿地具有狭义和广义之分,狭义的下沉式绿地指低于周 边铺砌地面或道路在 200 mm 以内的绿地;广义的下沉式绿地泛指具有一定的调蓄容积(在以径流总量控制为目标进行目标分解或设计计算时,不包括调节容积),且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地,包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、 雨水湿地、调节塘等。狭义的下沉式绿地应满足以下要求:(1)下沉式绿地的下凹深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透性能确定,一 般为 100-200 mm。(2)下沉式绿地内一般应设置溢流口(如雨水口),保证暴雨时径流的溢流 排放,溢流口顶部标高一般应高于绿地 50-100 mm。狭义的下沉式绿地典型构造如图 4-8 所示。溢流口蓄水层100-200mm种植土250mm原土接雨水管渠图 4-8 狭义的下沉式绿地典型构造示意图适用性 下沉式绿地可广泛应用于城市建筑与小区、道路、绿地和广场内。 对于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于 1 m及距离建筑物基础小于 3 m(水平距离)的区域,应采取必要的措施防止次生灾 害的发生。优缺点 狭义的下沉式绿地适用区域广,其建设费用和维护费用均较低,但大面积应用时,易受地形等条件的影响,实际调蓄容积较小。2.4 生物滞留设施概念与构造 生物滞留设施指在地势较低的区域,通过植物、土壤和微生物 系统蓄渗、净化径流雨水的设施。生物滞留设施分为简易型生物滞留设施和复杂 型生物滞留设施,按应用位置不同又称作雨水花园、生物滞留带、高位花坛、生 态树池等。生物滞留设施应满足以下要求:(1)对于污染严重的汇水区应选用植草沟、植被缓冲带或沉淀池等对径流 雨水进行预处理,去除大颗粒的污染物并减缓流速;应采取弃流、排盐等措施防 止融雪剂或石油类等高浓度污染物侵害植物。(2)屋面径流雨水可由雨落管接入生物滞留设施,道路径流雨水可通过路 缘石豁口进入,路缘石豁口尺寸和数量应根据道路纵坡等经计算确定。(3)生物滞留设施应用于道路绿化带时,若道路纵坡大于 1%,应设置挡水 堰/台坎,以减缓流速并增加雨水渗透量;设施靠近路基部分应进行防渗处理, 防止对道路路基稳定性造成影响。(4)生物滞留设施内应设置溢流设施,可采用溢流竖管、盖篦溢流井或雨水口等,溢流设施顶一般应低于汇水面 100 mm。(5)生物滞留设施宜分散布置且规模不宜过大,生物滞留设施面积与汇水 面面积之比一般为 5%-10%。(6)复杂型生物滞留设施结构层外侧及底部应设置透水土工布,防止周围 原土侵入。如经评估认为下渗会对周围建(构)筑物造成塌陷风险,或者拟将底 部出水进行集蓄回用时,可在生物滞留设施底部和周边设置防渗膜。(7)生物滞留设施的蓄水层深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透性能来确 定,一般为 200-300 mm,并应设 100 mm 的超高;换土层介质类型及深度应满 足出水水质要求,还应符合植物种植及园林绿化养护管理技术要求;为防止换土 层介质流失,换土层底部一般设置透水土工布隔离层,也可采用厚度不小于 100 mm 的砂层(细砂和粗砂)代替;砾石层起到排水作用,厚度一般为 250-300 mm, 可在其底部埋置管径为 100-150 mm 的穿孔排水管,砾石应洗净且粒径不小于穿 孔管的开孔孔径;为提高生物滞留设施的调蓄作用,在穿孔管底部可增设一定厚 度的砾石调蓄层。简易型和复杂型生物滞留设施典型构造如图 4-9、4-10 所示。溢流口蓄水层200-300mm覆盖层50-100mm 原土接雨水管渠图 4-9 简易型生物滞留设施典型构造示意图溢流口 蓄水层200-300mm树皮覆盖层50-100mm换土层250-1200mm防渗膜(可选)接雨水管渠透水土工布或100mm砂层穿孔排水管DN100-150 砾石层250-300mm图 4-10 复杂型生物滞留设施典型构造示意图适用性 生物滞留设施主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边 绿地,以及城市道路绿化带等城市绿地内。对于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石层小于 1 m 及距离建筑物基础小于 3 m(水平距离)的区域,可采用底部防渗的复杂型 生物滞留设施。优缺点 生物滞留设施形式多样、适用区域广、易与景观结合,径流控制效果好,建设费用与维护费用较低;但地下水位与岩石层较高、土壤渗透性能差、 地形较陡的地区,应采取必要的换土、防渗、设置阶梯等措施避免次生灾害的发 生,将增加建设费用。2.5渗透塘概念与构造 渗透塘是一种用于雨水下渗补充地下水的洼地,具有一定的净 化雨水和削减峰值流量的作用。渗透塘应满足以下要求:(1)渗透塘前应设置沉砂池、前置塘等预处理设施,去除大颗粒的污染物 并减缓流速;有降雪的城市,应采取弃流、排盐等措施防止融雪剂侵害植物。(2)渗透塘边坡坡度(垂直:水平)一般不大于 1:3,塘底至溢流水位一般 不小于 0.6 m。(3)渗透塘底部构造一般为 200-300 mm 的种植土、透水土工布及 300-500 mm 的过滤介质层。(4)渗透塘排空时间不应大于 24 h。(5)渗透塘应设溢流设施,并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系 统衔接,渗透塘外围应设安全防护措施和警示牌。渗透塘典型构造如图 4-11 所示格栅蓄渗容积进水前置塘溢流竖管放空管≥0.6m碎石阀门排放管沉泥区透水土工布滤料层最高地下水位图 4-11 渗透塘典型构造示意图适用性 渗透塘适用于汇水面积较大(大于 1 hm2)且具有一定空间条件的 区域,但应用于径流污染严重、设施底部渗透面距离季节性最高地下水位或岩石 层小于 1 m 及距离建筑物基础小于 3 m(水平距离)的区域时,应采取必要的措 施防止发生次生灾害。优缺点 渗透塘可有效补充地下水、削减峰值流量,建设费用较低,但对场 地条件要求较严格,对后期维护管理要求较高。生物滞留设施、下沉式绿地、渗透塘维护管理(1)应及时补种修剪植物、清除杂草;(2)进水口不能有效收集汇水面径流雨水时,应加大进水口规模或进行局 部下凹等;(3)进水口、溢流口因冲刷造成水土流失时,应设置碎石缓冲或采取其他 防冲刷措施;(4)进水口、溢流口堵塞或淤积导致过水不畅时,应及时清理垃圾与沉积 物;(5)调蓄空间因沉积物淤积导致调蓄能力不足时,应及时清理沉积物;(6)边坡出现坍塌时,应进行加固;(7)由于坡度导致调蓄空间调蓄能力不足时,应增设挡水堰或抬高挡水堰、 溢流口高程;(8)当调蓄空间雨水的排空时间超过 36 h 时,应及时置换树皮覆盖层或表 层种植土;(9)出水水质不符合设计要求时应换填填料。2.6渗井概念与构造 渗井指通过井壁和井底进行雨水下渗的设施,为增大渗透效果, 可在渗井周围设置水平渗排管,并在渗排管周围铺设砾(碎)石。渗井应满足下列要求:(1)雨水通过渗井下渗前应通过植草沟、植被缓冲带等设施对雨水进行预 处理。(2)渗井的出水管的内底高程应高于进水管管内顶高程,但不应高于上游 相邻井的出水管管内底高程。渗井调蓄容积不足时,也可在渗井周围连接水平渗排管,形成辐射渗井。辐 射渗井的典型构造如图 4-12 所示。雨水箅子出水管进水管透水土工布砂层塑料渗排管砾石砾石图 4-12 辐射渗井构造示意图适用性 渗井主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地内。 渗井应用于径流污染严重、设施底部距离季节性最高地下水位或岩石层小于 1 m及距离建筑物基础小于 3 m(水平距离)的区域时,应采取必要的措施防止发生 次生灾害。优缺点 渗井占地面积小,建设和维护费用较低,但其水质和水量控制作用有限。渗井、渗管/渠维护管理(1)进水口出现冲刷造成水土流失时,应设置碎石缓冲或采取其他防冲刷 措施;(2)设施内因沉积物淤积导致调蓄能力或过流能力不足时,应及时清理沉 积物;(3)当渗井调蓄空间雨水的排空时间超过 36 h 时,应及时置换填料。2.7 湿塘概念与构造 湿塘指具有雨水调蓄和净化功能的景观水体,雨水同时作为其 主要的补水水源。湿塘有时可结合绿地、开放空间等场地条件设计为多功能调蓄 水体,即平时发挥正常的景观及休闲、娱乐功能,暴雨发生时发挥调蓄功能,实 现土地资源的多功能利用。湿塘一般由进水口、前置塘、主塘、溢流出水口、护坡及驳岸、维护通道等 构成。湿塘应满足以下要求:(1)进水口和溢流出水口应设置碎石、消能坎等消能设施,防止水流冲刷 和侵蚀。(2)前置塘为湿塘的预处理设施,起到沉淀径流中大颗粒污染物的作用; 池底一般为混凝土或块石结构,便于清淤;前置塘应设置清淤通道及防护设施, 驳岸形式宜为生态软驳岸,边坡坡度(垂直:水平)一般为 1:2-1:8;前置塘沉 泥区容积应根据清淤周期和所汇入径流雨水的 SS 污染物负荷确定。(3)主塘一般包括常水位以下的永久容积和储存容积,永久容积水深一般 为 0.8-2.5 m;储存容积一般根据所在区域相关规划提出的“单位面积控制容积” 确定;具有峰值流量削减功能的湿塘还包括调节容积,调节容积应在 24-48 h 内排空;主塘与前置塘间宜设置水生植物种植区(雨水湿地),主塘驳岸宜为生态 软驳岸,边坡坡度(垂直:水平)不宜大于 1:6。(4)溢流出水口包括溢流竖管和溢洪道,排水能力应根据下游雨水管渠或 超标雨水径流排放系统的排水能力确定。(5)湿塘应设置护栏、警示牌等安全防护与警示措施。 湿塘的典型构造如图 4-13 所示。 调节水位调节容积(可选)溢流竖管 格栅溢洪道堤岸调节水位进水前置塘 储存容积常水位碎石碎石沉泥区配水石笼沉泥区排水孔阀门 放空管出水图 4-13 湿塘典型构造示意图适用性 湿塘适用于建筑与小区、城市绿地、广场等具有空间条件的场地。 优缺点 湿塘可有效削减较大区域的径流总量、径流污染和峰值流量,是城市内涝防治系统的重要组成部分;但对场地条件要求较严格,建设和维护费用高。2.8 雨水湿地概念与构造 雨水湿地利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水,是一 种高效的径流污染控制设施,雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地,一般 设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量,雨水湿地常与湿塘合建并设 计一定的调蓄容积。雨水湿地与湿塘的构造相似,一般由进水口、前置塘、沼泽区、出水池、溢 流出水口、护坡及驳岸、维护通道等构成。雨水湿地应满足以下要求:(1)进水口和溢流出水口应设置碎石、消能坎等消能设施,防止水流冲刷 和侵蚀。(2)雨水湿地应设置前置塘对径流雨水进行预处理。(3)沼泽区包括浅沼泽区和深沼泽区,是雨水湿地主要的净化区,其中浅 沼泽区水深范围一般为 0-0.3 m,深沼泽区水深范围为一般为 0.3-0.5 m,根据水深不同种植不同类型的水生植物。(4)雨水湿地的调节容积应在 24h 内排空。(5)出水池主要起防止沉淀物的再悬浮和降低温度的作用,水深一般为0.8-1.2 m,出水池容积约为总容积(不含调节容积)的 10%。雨水湿地典型构造如图 4-14 所示。浅沼泽区储存容积调节水位 格栅溢洪道 常水位出水池碎石碎石深沼泽区前置塘配水石笼放空管调节容积(可选)溢流竖管 堤岸进水阀门图 4-14 雨水湿地典型构造示意图适用性 雨水湿地适用于具有一定空间条件的建筑与小区、城市道路、城市 绿地、滨水带等区域。优缺点 雨水湿地可有效削减污染物,并具有一定的径流总量和峰值流量控 制效果,但建设及维护费用较高。湿塘、雨水湿地维护管理(1)进水口、溢流口因冲刷造成水土流失时,应设置碎石缓冲或采取其他 防冲刷措施;(2)进水口、溢流口堵塞或淤积导致过水不畅时,应及时清理垃圾与沉积 物;(3)前置塘/预处理池内沉积物淤积超过 50%时,应及时进行清淤;(4)防误接、误用、误饮等警示标识、护栏等安全防护设施及预警系统损坏或缺失时,应及时进行修复和完善;(5)护坡出现坍塌时应及时进行加固;(6)应定期检查泵、阀门等相关设备,保证其能正常工作;(7)应及时收割、补种修剪植物、清除杂草。2.9 蓄水池概念与构造 蓄水池指具有雨水储存功能的集蓄利用设施,同时也具有削减 峰值流量的作用,主要包括钢筋混凝土蓄水池,砖、石砌筑蓄水池及塑料蓄水模 块拼装式蓄水池,用地紧张的城市大多采用地下封闭式蓄水池。蓄水池典型构造可参照国家建筑标准设计图集《雨水综合利用》(10SS705)。适用性 蓄水池适用于有雨水回用需求的建筑与小区、城市绿地等,根据雨 水回用用途(绿化、道路喷洒及冲厕等)不同需配建相应的雨水净化设施;不适 用于无雨水回用需求和径流污染严重的地区。优缺点 蓄水池具有节省占地、雨水管渠易接入、避免阳光直射、防止蚊蝇 滋生、储存水量大等优点,雨水可回用于绿化灌溉、冲洗路面和车辆等,但建设 费用高,后期需重视维护管理。蓄水池维护管理(1)进水口、溢流口因冲刷造成水土流失时,应及时设置碎石缓冲或采取 其他防冲刷措施;(2)进水口、溢流口堵塞或淤积导致过水不畅时,应及时清理垃圾与沉积 物;(3)沉淀池沉积物淤积超过设计清淤高度时,应及时进行清淤;(4)应定期检查泵、阀门等相关设备,保证其能正常工作;(5)防误接、误用、误饮等警示标识、护栏等安全防护设施及预警系统损 坏或缺失时,应及时进行修复和完善。2.10 雨水罐概念与构造 雨水罐也称雨水桶,为地上或地下封闭式的简易雨水集蓄利用设施,可用塑料、玻璃钢或金属等材料制成。 适用性 适用于单体建筑屋面雨水的收集利用。优缺点 雨水罐多为成型产品,施工安装方便,便于维护,但其储存容积较小,雨水净化能力有限。 雨水罐维护管理(1)进水口存在堵塞或淤积导致的过水不畅现象时,及时清理垃圾与沉积 物;(2)及时清除雨水罐内沉积物;(3)北方地区,在冬期来临前应将雨水罐及其连接管路中的水放空,以免 受冻损坏;(4)防误接、误用、误饮等警示标识损坏或缺失时,应及时进行修复和完 善。2.11 调节塘概念与构造 调节塘也称干塘,以削减峰值流量功能为主,一般由进水口、 调节区、出口设施、护坡及堤岸构成,也可通过合理设计使其具有渗透功能,起 到一定的补充地下水和净化雨水的作用。调节塘应满足以下要求:(1)进水口应设置碎石、消能坎等消能设施,防止水流冲刷和侵蚀。(2)应设置前置塘对径流雨水进行预处理。(3)调节区深度一般为 0.6-3 m,塘中可以种植水生植物以减小流速、增强 雨水净化效果。塘底设计成可渗透时,塘底部渗透面距离季节性最高地下水位或 岩石层不应小于 1 m,距离建筑物基础不应小于 3 m(水平距离)。(4)调节塘出水设施一般设计成多级出水口形式,以控制调节塘水位,增 加雨水水力停留时间(一般不大于 24 h),控制外排流量。(5)调节塘应设置护栏、警示牌等安全防护与警示措施。 调节塘典型构造如图 4-15 所示。 进水前置塘 碎石调节水位格栅溢流竖管溢洪道堤岸碎石沉泥区 沉泥区排水图 4-15 调节塘典型构造示意图适用性 调节塘适用于建筑与小区、城市绿地等具有一定空间条件的区域。 优缺点 调节塘可有效削减峰值流量,建设及维护费用较低,但其功能较为单一,宜利用下沉式公园及广场等与湿塘、雨水湿地合建,构建多功能调蓄水体。调节塘维护管理(1)应定期检查调节塘的进口和出口是否畅通,确保排空时间达到设计要 求,且每场雨之前应保证放空;(2)其他参照渗透塘及湿塘、雨水湿地等。2.12 调节池概念与构造 调节池为调节设施的一种,主要用于削减雨水管渠峰值流量, 一般常用溢流堰式或底部流槽式,可以是地上敞口式调节池或地下封闭式调节 池,其典型构造可参见《给水排水设计手册》(第 5 册)。适用性 调节池适用于城市雨水管渠系统中,削减管渠峰值流量。优缺点 调节池可有效削减峰值流量,但其功能单一,建设及维护费用较高, 宜利用下沉式公园及广场等与湿塘、雨水湿地合建,构建多功能调蓄水体。、调节池维护管理(1)监测排空时间是否达到设计要求;(2)进水口、出水口堵塞或淤积导致过水不畅时,应及时清理垃圾与沉积物;(3)预处理设施及调节池内有沉积物淤积时,应及时进行清淤。2.13植草沟概念与构造 植草沟指种有植被的地表沟渠,可收集、输送和排放径流雨水, 并具有一定的雨水净化作用,可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和 超标雨水径流排放系统。除转输型植草沟外,还包括渗透型的干式植草沟及常有水的湿式植草沟 ,可分别提高径流总量和径流污染控制效果。植草沟应满足以下要求:(1)浅沟断面形式宜采用倒抛物线形、三角形或梯形。(2)植草沟的边坡坡度(垂直:水平)不宜大于 1:3,纵坡不应大于 4%。 纵坡较大时宜设置为阶梯型植草沟或在中途设置消能台坎。(3)植草沟最大流速应小于 0.8 m/s ,曼宁系数宜为 0.2-0.3。(4)转输型植草沟内植被高度宜控制在 100-200 mm。转输型三角形断面植草沟的典型构造如图 4-16 所示。绿地绿地1:3图 4-16 转输型三角形断面植草沟典型构造示意图适用性 植草沟适用于建筑与小区内道路,广场、停车场等不透水面的周边, 城市道路及城市绿地等区域,也可作为生物滞留设施、湿塘等低影响开发设施的 预处理设施。植草沟也可与雨水管渠联合应用,场地竖向允许且不影响安全的情况下也可代替雨水管渠。优缺点 植草沟具有建设及维护费用低,易与景观结合的优点,但已建城区及开发强度较大的新建城区等区域易受场地条件制约。植草沟、植被缓冲带维护管理(1)应及时补种修剪植物、清除杂草;(2)进水口不能有效收集汇水面径流雨水时,应加大进水口规模或进行局 部下凹等;(3)进水口因冲刷造成水土流失时,应设置碎石缓冲或采取其他防冲刷措 施;(4)沟内沉积物淤积导致过水不畅时,应及时清理垃圾与沉积物;(5)边坡出现坍塌时,应及时进行加固;(6)由于坡度较大导致沟内水流流速超过设计流速时,应增设挡水堰或抬 高挡水堰高程。2.14 渗管/渠概念与构造 渗管/渠指具有渗透功能的雨水管/渠,可采用穿孔塑料管、无砂 混凝土管/渠和砾(碎)石等材料组合而成。渗管/渠应满足以下要求:(1)渗管/渠应设置植草沟、沉淀(砂)池等预处理设施。(2)渗管/渠开孔率应控制在 1%-3%之间,无砂混凝土管的孔隙率应大于 20%。(3)渗管/渠的敷设坡度应满足排水的要求。(4)渗管/渠四周应填充砾石或其他多孔材料,砾石层外包透水土工布,土 工布搭接宽度不应少于 200 mm。(5)渗管/渠设在行车路面下时覆土深度不应小于 700 mm。渗管/渠典型构造如图 4-17 所示。无砂混凝土透水砖无砂混凝土渗透渠覆土透水土工布砾石穿孔管 透水土工布砾石图 4-17 渗管/渠典型构造示意图适用性 渗管/渠适用于建筑与小区及公共绿地内转输流量较小的区域,不适 用于地下水位较高、径流污染严重及易出现结构塌陷等不宜进行雨水渗透的区域(如雨水管渠位于机动车道下等)。优缺点 渗管/渠对场地空间要求小,但建设费用较高,易堵塞,维护较困难。2.15植被缓冲带概念与构造 植被缓冲带为坡度较缓的植被区,经植被拦截及土壤下渗作用 减缓地表径流流速, 并去除径流中的部分污染物,植被缓冲带坡度一般为2%-6%,宽度不宜小于 2 m。植被缓冲带典型构造如图 4-18 所示。 汇水面i=2%~6%水系碎石消能渗排水管(可选)>2m净化区排水管图 4-18 植被缓冲带典型构造示意图适用性 植被缓冲带适用于道路等不透水面周边,可作为生物滞留设施等低 影响开发设施的预处理设施,也可作为城市水系的滨水绿化带,但坡度较大(大 于 6%)时其雨水净化效果较差。优缺点 植被缓冲带建设与维护费用低,但对场地空间大小、坡度等条件要求较高,且径流控制效果有限。湖南地区的植物缓冲带的植物选择:2.16初期雨水弃流设施概念与构造 初期雨水弃流指通过一定方法或装置将存在初期冲刷效应、污 染物浓度较高的降雨初期径流予以弃除,以降低雨水的后续处理难度。弃流雨水 应进行处理,如排入市政污水管网(或雨污合流管网)由污水处理厂进行集中处 理等。常见的初期弃流方法包括容积法弃流、小管弃流(水流切换法)等,弃流 形式包括自控弃流、渗透弃流、弃流池、雨落管弃流等。初期雨水弃流设施典型 构造如图 4-19 所示。进水管弃流与沉淀室出水管弃流管弃流池出 高水位排空管初期径流进水管水管小管弃流井容积法弃流装置图 4-19 初期雨水弃流设施示意图适用性 初期雨水弃流设施是其他低影响开发设施的重要预处理设施,主要适用于屋面雨水的雨落管、径流雨水的集中入口等低影响开发设施的前端。优缺点 初期雨水弃流设施占地面积小,建设费用低,可降低雨水储存及雨 水净化设施的维护管理费用,但径流污染物弃流量一般不宜控制。初期雨水弃流设施维护管理(1)进水口、出水口堵塞或淤积导致过水不畅时,应及时清理垃圾与沉积 物;(2)沉积物淤积导致弃流容积不足时应及时进行清淤等。2.17人工土壤渗滤概念与构造 人工土壤渗滤主要作为蓄水池等雨水储存设施的配套雨水设 施,以达到回用水水质指标。人工土壤渗滤设施的典型构造可参照复杂型生物滞 留设施。适用性 人工土壤渗滤适用于有一定场地空间的建筑与小区及城市绿地。 优缺点 人工土壤渗滤雨水净化效果好,易与景观结合,但建设费用较高。人工土壤渗滤(1)应及时补种修剪植物、清除杂草;(2)土壤渗滤能力不足时,应及时更换配水层;(3)配水管出现堵塞时,应及时疏通或更换等。3 设施功能比较低影响开发设施往往具有补充地下水、集蓄利用、削减峰值流量及净化雨水 等多个功能,可实现径流总量、径流峰值和径流污染等多个控制目标,因此应根 据城市总规、专项规划及详规明确的控制目标,结合汇水区特征和设施的主要功 能、经济性、适用性、景观效果等因素灵活选用低影响开发设施及其组合系统。低影响开发设施比选如表 4-1 所示。表 4-1 低影响开发设施比选一览表单项设施功能控制目标处置 方式经济性污染物 去除率(以 SS计,%)景 观 效 果集 蓄 利 用 雨 水补充 地下 水削减 峰值 流量净 化 雨 水转 输径 流 总 量径 流 峰 值径 流 污 染分 散相 对 集 中建 造 费 用维 护 费 用透水砖铺装○●◎◎○●◎◎√—低低80-90—透水水泥混凝土○○◎◎○◎◎◎√—高中80-90—透水沥青混凝土○○◎◎○◎◎◎√—高中80-90—绿色屋顶○○◎◎○●◎◎√—高中70-80好下沉式绿地○●◎◎○●◎◎√—低低—一般简易型生物滞留 设施○●◎◎○●◎◎√—低低—好复杂型生物滞留 设施○●◎●○●◎●√—中低70-95好渗透塘○●◎◎○●◎◎—√中中70-80一般渗井○●◎◎○●◎◎√√低低——湿塘●○●◎○●●◎—√高中50-80好雨水湿地●○●●○●●●√√高中50-80好蓄水池●○◎◎○●◎◎—√高中80-90—雨水罐●○◎◎○●◎◎√—低低80-90—调节塘○○●◎○○●◎—√高中—一般调节池○○●○○○●○—√高中——转输型植草沟◎○○◎●◎○◎√—低低35-90一般干式植草沟○●○◎●●○◎√—低低35-90好湿式植草沟○○○●●○○●√—中低—好渗管/渠○◎○○●◎○◎√—中中35-70—植被缓冲带○○○●—○○●√—低低50-75一般初期雨水弃流 设施◎○○●—○○●√—低中40-60—人工土壤渗滤●○○●—○○◎—√高中75-95好注:1 ●——强 ◎——较强 ○——弱或很小;2 SS 去除率数据来自美国流域保护中心(Center For Watershed Protection,CWP)的研究数据。 故的发生。(5)陡坡坍塌、滑坡灾害易发的危险场所,对居住环境以及自然环境造成 危害的场所,以及其他有安全隐患场所不应建设低影响开发设施。(6)严重污染源地区(地面易累积污染物的化工厂、制药厂、金属冶炼加 工厂、传染病医院、油气库、加油加气站等)、水源保护地等特殊区域如需开展 低影响开发建设的,除适用本指南外,还应开展环境影响评价,避免对地下水和 水源地造成污染。(7)低影响开发雨水设施的运行过程中需注意防范以下风险:1)绿色屋顶是否导致屋顶漏水;2)生物滞留设施、渗井、渗管/渠、渗透塘等渗透设施是否引起地面或周边 建筑物、构筑物坍塌,或导致地下室漏水等。
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