基于海綿城市理念的區域水系統規劃

張 磊 黃志甲 錢 易

(1.安徽工業大學建筑工程學院，安徽 馬鞍山 243032； 2.吉林建筑大學，吉林 長春 130021)

基于海綿城市理念的區域水系統規劃

張 磊1黃志甲1錢 易2

(1.安徽工業大學建筑工程學院，安徽 馬鞍山 243032； 2.吉林建筑大學，吉林 長春 130021)

以馬鞍山二中校區水系統規劃為例，結合海綿城市理念，構建了海綿城市規劃控制目標，闡述了該項目水系統整體規劃設計方案，指出該項目采用雨水滲透、雨水回收等技術手段，將雨水蓄水池收集的雨水進行綠化噴灌和道路沖洗，提高了水資源利用效率，減少了市政供水量和小區污水排放量。

海綿城市，綠色建筑，水系統，雨水

0 引言

水是人類發展不可缺少的自然資源，是一切生物賴以生存的物質基礎，是城市發展、進步和和諧的源泉和動力。隨著我國城鎮化進程的加快，地表徑流量會大量的增加，從而導致洪澇積水、河流水生態系統惡化、水污染加劇等一系列問題[1]。在此背景下，住房和城鄉建設部提出了海綿城市的概念，并發布相關指南，指導各地積極展開海綿城市建設工作。建設海綿城市，主要是指通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術途徑，提高對徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復城市的“海綿”功能[2]。本文從海綿城市的角度出發，通過對水資源系統規劃，預期達到科學性管理水資源的目的。

1 海綿城市和綠色建筑簡介

海綿城市(sponge city)，顧名思義是借海綿的物理特性來形容城市的某種功能。我國《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建》中對海綿城市的概念進行了明確定義：指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[3]。

海綿城市的實質是改變傳統城市建設理念，實現與資源環境的協調發展。當工業文明達到一定程度時，人們習慣于戰勝自然、超越自然和改造自然的城市建設模式，結果造成嚴重的環境污染和生態危機；而海綿城市遵循的是順應自然、敬畏自然與自然和諧共處的低影響發展模式。因此，海綿城市建設又可以叫做低影響設計和低影響開發[1]。它有別于傳統的、缺乏彈性的灰色基礎設施，它是一個有生命的系統，它不是為了實現單個功能目標而設計的，而是用來綜合地、系統地、可持續地來解決水相關問題[5]。低影響開發系統是海綿城市實現低開發強度和雨洪控制的核心思想和實現手段，將統籌城市開發建設的各個環節[6]。

2 項目水系統規劃設計

2.1 項目概況

馬鞍山市地處北亞熱帶，屬濕潤性季風氣候，水資源季節變化大，分布不均。目前，馬鞍山對水資源的利用采取“取水—輸水—用戶—排放”的單向開放型流動的利用模式，在供水方面實行“按需供水”的政策，水資源利用效率低，源頭浪費嚴重。本項目位于馬鞍山市鄭蒲港新區核心區姥橋鎮，總用地面積90 651 m2，建筑總面積為78 840 m2，人員初步定為2 500人。校區分為辦公、教學、會議、體育中心、食堂、學生公寓、教師公寓等多組建筑，多層與高層結合，最高單體為公寓組團，層數為11層，建筑高度為44 m。

2.2 構建海綿城市規劃控制目標

規劃控制目標一般包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等。各地低影響開發雨水系統構建可選擇徑流總量控制作為首要的規劃控制目標[3]。徑流總量控制途徑包括：雨水的下滲減排和直接集蓄利用。本案例把雨水直接集蓄利用作為落實徑流總量控制目標的一部分。

2.3 用水量計算

該校區的水源來自市政供水管網，使用人數按2 500人計，建筑用水定額和綜合用水量計算結果見表1和表2。

最高日用水總量=用水定額×人數=(20×2 500+40×100+35×2 400+120×2 500+90×2 500)/1 000=663 m3/d。

年用水總量=日用水總量×天數=675×270=179 010 m3/年。

2.4 雨水系統規劃

雨水是自然界中非常優質的淡水資源，COD和SS的含量比較低，水質污染較少。一般情況下，用物化的方法處理后就可以再利用。混合雨水的收集不需要增加集水管道的投資，可利用原有的雨水排水管道，雨水收集井中需加設擋水墻等改造措施，且雨水排水管的末端要設置雨水調蓄構筑物。

表1 建筑用水定額

表2 項目綜合用水量計算結果

馬鞍山市位于安徽省東南部，地處長江下游南岸，在中國氣候區劃中，位于北亞熱帶濕潤季風氣候區，主要氣候特點是：季風明顯、四季分明、氣候溫和、雨量適中、梅雨顯著、夏雨集中、光照充足、無霜期長。

綜上分析，通過設置雨水收集利用系統，雨水可以就近利用，減少了管網的排水壓力，具有一定的經濟性和可行性。雨水通過排水管網進行收集利用，雨水儲水池體積設計為150 m3。雨水儲水池布置在3號教學樓的西南側。在3號教學樓的西南側的雨水儲水池主要收集教師公寓、3號公寓、學術會議中心、實驗樓、3號教學樓屋面雨水和其道路雨水。收集的雨水處理達標后基本能滿足室外綠化澆灌、道路沖洗和景觀用水。雨水收集利用系統流程見圖1。

2.5 給排水設計

給排水設計是綠色建筑水系統規劃中的主要組成。本項目為充分利用現有市政管網水壓，降低運行費用，該地塊采用分區供水方式，具體分區如下：1層～4層采用市政管網直接供水；5層及5層以上采用變頻泵恒壓后供水。排水方式：室內采用污、廢合流，室外采用雨、污分流。生活污水經建筑物室外設置的磚砌化糞池初處理后，排至區內的污水管網。因為化學實驗室廢水的成分比較復雜，含有較多的酸、堿、鹽等的物質，故其廢水需要設置中和池進行中和處理，單獨進行排放。

3 工程效果分析

本項目采用雨水蓄水池收集雨水，回收的雨水用來綠化澆灌和道路沖洗，在一定程度上減輕了對市政管網的沖擊，也非常符合建設“海綿城市”的理念，通過雨水直接集蓄達到了徑流總量控制目標。在改善校區生態環境的同時，每年減少雨水外排量4 621 m3。另外實驗室的廢水采用中和池進行處理后再排放到市政管網，也進一步減少了對環境的污染，達到保護環境的目的。

4 結語

通過對馬鞍山二中項目的水系統規劃，可以從中總結出一般建筑小區的水系統規劃的一些經驗。小區綠色建筑水系統規劃的建設，核心在于可持續發展，非傳統利用和開發是關鍵。小區水系統規劃建設，最好根據當地水資源、氣候特點等客觀環境狀況進行系統規劃，在明確水系統概念、水系統組成的基礎上，理清小區建筑水系統規劃思路，充分掌握非傳統水源收集利用技術要點。通過小區水系統規劃建設，盡最大可能節約、收集、循環利用水資源，提高水資源循環利用率，減少市政供水量和污水排放量，減少對環境的污染，使小區水系統建設在節水規劃、提高用水效率、雨污水綜合利用等方面達到綠色建筑評價指標的要求，有利于“海綿城市”建設的實施。

[1] 仇保興.海綿城市(LID)的內涵、途徑與展望[J].給水排水,2015(3):1-7.

[2] 丁慶玉.海綿城市建設模式研究[A].2016年1月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].2016.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.關于印發《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)》的通知(建城函[2014]275號)[Z].2014.

[4] 俞孔堅,李迪華.城市景觀之路——與市長們交流[M].北京:中國建筑工業出版社,2003.

[5] 董哲仁,李文奇,孫東亞.河流生態修復[M].北京:中國水利水電出版社,2013.

[6] 楊 陽,林廣思.海綿城市概念與思想[J].南方建筑,2015(3):59-64.

The regional water system planning based on sponge city concept

Zhang Lei1Huang Zhijia1Qian Yi2

(1.ArchitectureEngineeringSchool,AnhuiUniversityofTechnology,Ma’anshan243032,China;2.JilinJianzhuUniversity,Changchun130021,China)

Taking the water system planning of second Ma’anshan campus as an example, combining with the sponge city concept, this paper built the city sponge control objectives, elaborated the overall planning and design scheme of the project water system, pointed out that the project using rainwater infiltration, rainwater recycling and other technology methods, made rainwater storage tanks collected rainwater to greening sprinkling irrigation and road flushing, improved the water use efficiency, reduced the municipal water supply and area sewage emissions.

sponge city, green building, water system, rainwater

1009-6825(2017)01-0142-02

2016-10-30

張 磊(1992- )，男，在讀碩士； 黃志甲(1963- )，男，教授

TU991.1

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