深圳前海某地塊海綿城市建設目標實現途徑初探

劉元元

（河南省水利勘測設計研究有限公司，河南 鄭州 450016）

1 引言

深圳前海合作區作為新建開發項目，要求貫徹海綿城市理念，減輕城市建設對水文生態的影響；作為高密度、高容積率的前海合作區而言，其海綿城市建設目標及實現途徑是首要任務，文章以前海合作區某地塊為例進行探討。

2 項目概況

前海合作區位于深圳市南山區，雨量充沛，年降雨量約1 924 mm，降雨季節分配不均，干濕季節明顯。項目前期開發8個地塊，主要為商業區、居住區及辦公區，總占地面積約6.69萬m2。為響應國家海綿城市建設號召及前海合作區上層次開發建設過程中海綿城市理念，且降低項目內澇風險、保護并改善前海片區水環境，對前海媽灣片區各地塊海綿城市建設提出不同建設目標，文章以其中一地塊為例，對其海綿城市建設目標實現途徑進行探討。

3 海綿城市建設目標

鑒于深圳前海合作區是人工填海的產物，無法評估開發建設前的水文特征，故其海綿城市建設目標主要依據深圳市海綿城市建設相關研究、深圳市前海深港合作區建設用地規劃，以及國內外海綿城市建設經驗，最終確定前海合作區媽灣片區某地塊海綿城市建設目標為：①地塊綜合徑流系數不得大于0.50；②P=3a時，年徑流總量控制率不低于70%；③地塊徑流污染物控制達到TSS削減35%、COD削減35%、TP削減30%。

為確保前海合作區某地塊海綿城市建設后可達到相應的規劃目標，特制定以下流程，如圖1所示。

圖1 海綿城市建設目標實現途徑圖

4 海綿城市建設目標可行性分析

4.1 綜合徑流系數控制

①綠地下沉比例不宜小于60%；②屋頂可綠化面積綠化覆蓋比例不宜小于30%；③不透水下墊面徑流控制比例不宜小于80%；④人行道、停車場、廣場透水鋪裝地面不宜小于70%，以確保海綿城市建設目標的實現。

依據《海綿城市建設指南—低影響開發雨水系統構建》中對不同措施類型雨量徑流系數的規定進行合理取值，并通過加權平均法對該地塊綜合徑流系數進行計算，見表1。

表1 前海招商局媽灣片區某地塊綜合徑流系數表

由表1 可知，該地塊海綿城市實施后綜合徑流系數為0.48，小于目標值0.50，可實現前海合作區綜合徑流系數目標；如達不到目標值，可對表1 中各海綿城市措施面積占比調整，或通過建立調蓄池以達到降低綜合徑流系數的目的。

4.2 年徑流總量控制

前海合作區媽灣片區該地塊年徑流總量控制率要求不低于70%，即70%的雨水盡量留下來，30%的雨水通過傳統方式排放。為實現該目標，主要借助和合排水軟件進行場地排水模擬。

模型分別對匯水區域進行相關屬性設置，主要包括不同類型下墊面徑流系數、洼蓄量、損失法等；降雨情景設定主要依據暴雨強度公式q=167A/（t+b）n，重現期P=3a時對應的A=9.67、b=5.68、n=0.52，經計算可得單場次降雨歷時T=180 min 時的時間-深度曲線。

此次模擬選取降雨總量、非海綿城市建設（傳統開發建設）和海綿城市建設三種工況進行模擬，計算結果見表2。

表2 不同工況模擬結果表

由表2 可知，該地塊要實現其年徑流總量控制率不低于70%，則該地塊外排雨量不宜大于426.60 m3。如按非海綿城市建設，則地塊外排量為811.00 m3，大于目標值426.60 m3，如需實現其目標，則需建立一個約384.40 m3的調蓄池；按照表1 中規劃的海綿城市建設技術指標，則該地塊外排量為316.00 m3，遠小于目標值426.60 m3，可實現前海合作區年徑流總量控制率目標。由表2 還可看出海綿城市建設較非海綿城市建設可多滯納504.50 m3雨水量。

4.3 徑流污染物控制

徑流污染物控制作為海綿城市建設的目標之一，主要通過海綿城市建設前后綜合徑流系數與污染物濃度之間的相關關系來表征：

式中：φ1為非海綿城市建設模式下綜合徑流系數；φ2為海綿城市建設模式下綜合徑流系數；c1為非海綿城市建設模式下某一污染物濃度；c2為海綿城市建設模式下某一污染物濃度；h為降雨厚度。

由表1和表3可知，該地塊按海綿城市建設和非海綿城市建設模式下的綜合徑流系數分別為0.48 和0.79。因缺乏開發前后污染物濃度資料，故假設開發前后污染物濃度相同，通過上式計算可得η=39%，表明該地塊采用海綿城市建設模式較非海綿城市建設模式下可多削減39%的污染物，達到海綿城市建設中對徑流污染物控制的目標。若未達到設計目標，可調整海綿城市措施規模來實現海綿城市建設目標。

表3 非海綿城市建設模式下地塊綜合徑流系數表

5 結語

①提出了海綿城市建設目標實現的有效途徑。②海綿城市綜合徑流系數的實現主要依據規劃區域下墊面的類型、引導性控制指標和雨量徑流系數進行加權平均得到。③依據和合排水軟件通過對規劃區域匯水區域的劃分、基本屬性及降雨情景設置，模擬地塊降雨總量與海綿城市建設后地塊外排雨量來控制年徑流總量。④海綿城市污染物控制的實現主要通過傳統開發模式與海綿城市開發模式下的地塊綜合徑流系數和污染物濃度之間的相關關系來確定。