天津侯臺地區(qū)海綿城市建設(shè)指標(biāo)控制分析

□文/常劍鋒 李 兵

海綿城市是雨洪管理和控制理論的創(chuàng)新和發(fā)展，是新時期治水思路的豐富和完善，天津侯臺地區(qū)海綿城市建設(shè)是以徑流總量控制作為首要控制目標(biāo)，將徑流峰值控制、徑流污染控制以及雨水資源化利用有機(jī)結(jié)合，減少區(qū)域內(nèi)澇危害，促進(jìn)區(qū)域雨水資源的利用和生態(tài)保護(hù)，對進(jìn)一步實現(xiàn)美麗天津的城市發(fā)展目標(biāo)，改善居住環(huán)境、提升居民幸福感和土地利用價值具有重要意義[1]。

1 工程概況

侯臺地區(qū)位于天津城區(qū)的西南部，西青區(qū)外環(huán)線以內(nèi)，東至快速路，南至復(fù)康路，西至外環(huán)線，北至凱安道，總用地面積6.96 km2，以居住用地為主；規(guī)劃定位為集生態(tài)公園、高品質(zhì)住宅、假日休閑和綜合服務(wù)為一體的生態(tài)宜居城區(qū)。見圖1和圖2。

圖1 侯臺區(qū)域范圍

圖2 侯臺區(qū)域控規(guī)

2 下墊面解析

2.1 已建區(qū)下墊面

侯臺地區(qū)保山西道以南，碧欣路以西區(qū)域和香雅道以北，恒達(dá)路以西區(qū)域，為已建成區(qū)。其他區(qū)域為未建成區(qū)或在建區(qū)，侯臺城市公園現(xiàn)狀為自然綠地，區(qū)域水面基本填平。見表1。

表1 已建區(qū)下墊面解析

根據(jù)GB 50014—2006《室外排水設(shè)計規(guī)范》（2016年版），匯水面積的平均徑流系數(shù)按下墊面種類加權(quán)平均計算。經(jīng)加權(quán)平均，已建區(qū)綜合徑流系數(shù)約為0.64。

2.2 規(guī)劃建成后下墊面

根據(jù)侯臺地區(qū)控詳規(guī)劃，對規(guī)劃地表類型進(jìn)行解析，見表2。

表2 規(guī)劃建成后下墊面解析

根據(jù)GB50014—2006（2016年版），匯水面積的平均徑流系數(shù)按下墊面種類加權(quán)平均計算。經(jīng)加權(quán)平均，侯臺地區(qū)規(guī)劃建成后綜合徑流系數(shù)約為0.56。

3 海綿城市建設(shè)控制標(biāo)準(zhǔn)

3.1 徑流總量控制標(biāo)準(zhǔn)

海綿城市建設(shè)以徑流總量控制作為首要控制目標(biāo)，通過徑流總量控制實現(xiàn)徑流峰值控制、徑流污染控制以及雨水資源化利用，實現(xiàn)城市的良性水文循環(huán)。

侯臺地區(qū)海綿城市建設(shè)年徑流總量控制率為80%，對應(yīng)的設(shè)計降雨量為30.4 mm。

3.2 徑流峰值控制標(biāo)準(zhǔn)

侯臺地區(qū)海綿城市建設(shè)綜合徑流系數(shù)≯0.50。

4 海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)控制解析

海綿城市建設(shè)評價首先應(yīng)確定年徑流總量，年徑流總量按式（1）計算

式中：W——設(shè)計徑流總量，m3；

Ψc——雨量徑流系數(shù)；

hy——設(shè)計降雨量，mm；

F——匯水面積，hm2。

本著適度改造已建區(qū)、著力建設(shè)新建區(qū)、合理利用河道及公園水體等原則，建立侯臺地區(qū)海綿體系。根據(jù)侯臺地區(qū)海綿城市建設(shè)控制標(biāo)準(zhǔn)，對總體目標(biāo)進(jìn)行分解，見表3。

根據(jù)表3，綜合確定地區(qū)年徑流總量控制率為80%，滿足徑流總量控制標(biāo)準(zhǔn)。

表3 侯臺地區(qū)年徑流總量控制率 %

年徑流總量確定后，只需通過控制地區(qū)的Ψc值，即可達(dá)到控制雨水設(shè)計徑流總量的目的。為使海綿城市建設(shè)后的用地徑流系數(shù)保持在一個相對合理的水平，擬定地區(qū)的雨量徑流系數(shù)控制目標(biāo)，見表4。

表4 侯臺地區(qū)徑流系數(shù)控制目標(biāo)

續(xù)表4

根據(jù)表4，綜合確定地區(qū)綜合雨量徑流系數(shù)為0.47，滿足徑流峰值控制標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)以上解析結(jié)果，侯臺地區(qū)年降雨徑流控制容積為 166 606 m3。

5 海綿城市建設(shè)模型模擬評估

本次評估通過EPA開發(fā)的動態(tài)降雨-徑流模擬計算機(jī)軟件SWMM模型，建立通用區(qū)域排水分析模型，采用GreenAmpt方程，針對本區(qū)域的降雨過程進(jìn)行動態(tài)模擬，總降雨量為534.712 mm，具體計算模擬結(jié)果見表5和表6。

表5 模擬雨量

表6 雨量排放

侯臺地區(qū)南北地塊總面積為356 666.67 m2，總降雨量為2 753 804 m3。模擬結(jié)果顯示：侯臺地區(qū)兩個排口總出水644 267 m3，即排放率為23.4%，徑流總量控制率為76.6%。

侯臺地區(qū)中間區(qū)域為侯臺城市公園和陳臺子河，總面積為161 hm2，其中，公園水體面積約為57 hm2，綠地面積約為78 hm2。鑒于中間區(qū)域海綿城市建設(shè)的優(yōu)勢，可使整個侯臺地區(qū)的年徑流總量控制率達(dá)到80%及其以上。

6 結(jié)語

海綿城市的建設(shè)是實現(xiàn)城市化和自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的有效途徑，有力克服了城市化發(fā)展過程中的問題。侯臺地區(qū)海綿城市建設(shè)以徑流總量控制作為首要控制目標(biāo)，將徑流峰值控制、徑流污染控制以及雨水資源化利用的有機(jī)結(jié)合，減少區(qū)域內(nèi)澇危害，促進(jìn)區(qū)域雨水資源的利用和生態(tài)保護(hù)，對加快天津市生態(tài)城市建設(shè)，優(yōu)化中心城區(qū)空間結(jié)構(gòu)，改善中心城區(qū)西南部地區(qū)人居環(huán)境，全面提升城市功能，進(jìn)一步實現(xiàn)美麗天津的城市發(fā)展目標(biāo)，改善居住環(huán)境、提升居民幸福感和土地利用價值具有重要意義。