融入海綿理念的老舊小區雨污分流改造

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(1.江蘇省建設工程設計院有限公司，江蘇 南京 214200；2.無錫市濱湖區住房和城鄉建設局，江蘇 無錫 214100；3.南京洞見環境科技有限公司，江蘇 南京 214200；4.南京蘭庭綠色建筑技術有限公司，江蘇 南京 214200)

海綿城市在2012年首次上升到國家高度，其主要是一種雨洪管理的概念，城市化進程加快，下墊面徑流系數不斷增加，導致城市內澇加劇、熱島效應加劇等問題，因此提出在城市化進程中融入海綿城市建設理念[1,2]，構造吸水滯水蓄水等可以“呼吸”的海綿系統。在新形勢下，海綿城市理念的融入是綠建、低碳等項目的推進，是一種智慧城市的表現，是當前時代發展的社會、環境、人文等多維因素的融合。

在2010年，新沂市斬獲了“江蘇省園林城市”稱號，并在2017江蘇省第二批海綿城市試點中大放異彩，試點創建十分成功。根據江蘇省全域海綿城市建設發展計劃要求，截至2020年底，城市建成區域必須有20%以上的比重面積完成了海綿城市建設，并且截至2030年底，城市建成區80%以上的比重面積需要完成海綿城市建設。

老舊小區建成時間久，存在諸多問題。地面不平整，中小雨量積水潭、開車濺水的情況，小區、道路建成時間久遠，路面出現了破損、沉降等，降雨時，在路面凹陷、坑洼處形成積水坑，極易濺射泥水。道路最低點無雨水口，導致局部出現積水點；道路設計或施工中未在道路最低點設置雨水箅子，以上情況會在道路局部產生積水點[2-5]。道路出現沉降、破損，導致原豎向改變，局部出現洼陷，道路建成時間久遠。老舊小區的地下室下雨后，滲漏、返潮等成為了常態，主要防水層設計不到位，接縫沒處理好，導致地下車庫滲漏；施工過程中，偷工減料、材料質量差，出現防滲層不完善，出現漏水；車庫周邊路面的水沒有及時排除，導致滲入地下室。老舊小區，景觀綠化長期無人管理，植被衰退，品質較差；植物稀少，以草本為主，降雨后綠地被沖刷嚴重，大量綠地裸露，同時大量泥土被沖刷到路面，在海綿城市建設時，需要提升綠化品質，加強綠化的管理和養護。老舊小區及道路鋪裝經常出現松動、沉降、開裂、破損，主要基層的地基承載力達不到要求，強度不夠；鋪裝的接縫處未實施號，雨水下滲和沖刷，導致鋪裝沉降開裂；在不易行車的鋪裝上行車，超過了承載能力，造成了鋪裝的開裂沉降；鋪裝下管線多，實施時難以壓實，導致鋪裝時間長了沉降；鋪裝材質較差，抗壓能力差[7]。

結合新沂市雨、污水分流改造計劃，本文以新沂市新鐵家苑小區改造為研究對象，在海綿城市思路建設理念下，對新沂市后續老舊小區的雨、污水分流改造工作提供參考。

1 工程概況

新沂市新鐵家苑，位于新沂市人民路南側，臧圩東路東側，地塊占地面積約1.7hm2，以多層住宅為主，綠地率約為25.9%。該小區建成于2010年，基礎設施較為陳舊，如路面不平整，排水設施不完善，積水嚴重；同時，環境質量亦相對較差，景觀綠化格局不合理，綠化基本無人養護，區域違章搭建等處處存在。

目前，該小區為雨污水合流制排水系統，合流干管位于小區中間的主道路下面，將地塊的雨污水收集之后排入到人民路的市政排水管道，如圖1所示。排水支管存在混接的現象，特別是陽臺雨水立管，一定數量的洗衣機混接排入到陽臺的雨水立管；除此之外，小區的現有雨水收集系統已無法滿足正常的雨水收集要求，不僅雨水口的數量偏少且布置不合理，導致經常存在積水的現象。

在海綿城市試點工作中，海綿改造按照以綠治臟、以綠治亂、以綠美景的思路，在綠地斑禿、黃土裸露等區域打造下凹式綠地、生物滯留池、雨水花園，在破損硬質地面實施透水鋪裝，實現生態功能、使用功能相統一，同時兼顧雨污分流功能。

圖1 新鐵家苑現狀排水管網圖

2 改造方案

2.1 技術路線

把握項目整體情況的基礎上規劃出小區整體排水方案。應通過對場地豎向的設計，使得屋面和路面徑流雨水沿設計匯流方向完成有序的匯流與導流，經綠色緩沖帶的消能緩沖和固體物攔截等處理后導入設置于綠地中以雨水滲透、調節、儲存為主要功能的海綿設施，完成滯留、調蓄、凈化任務，超過海綿設施處理能力的雨水最終排至小區雨水管網。

根據新鐵家苑小區現狀的雨污水排水系統特點，本次海綿城市結合雨污分流理念，采用了“雨水地面導流，污水地下管線”的理念方案。即，現狀雨污合流管將定義為污水管，同時，為了徹底實現雨污水分流，對住宅的雨落管均進行斷接，同時封堵現狀的雨水口。源頭控制，即將負責屋面雨水收集的雨水立管與雨水檢查井的直接連接斷開，使其通過植草溝、蓋板溝等導流措施，將屋面雨水匯集到綠化中的海綿設施，實現源頭把控目標。新建海綿型雨水系統，收集的雨水經過生物滯留池初步凈化后，分別排入到臧圩東路的泛水環及人民路的市政排水管。在綠地內設置海綿設施，并結合雨落管的改造，屋面等區域的徑流雨水導入到海綿設施中，海綿設施能夠對污染物截留，凈化水質，同時，降低了地表徑流，削減了洪峰流量，大大降低了徑流量，緩解了下游雨水管及河道壓力。

2.2 改造目標

老舊小區海綿改造首先要進行的是排水體系的改造，將雨污水同管排放的舊排水體制改進為雨污水雙管其下的新排水體制，原雨污同行的排水管網留作污水管繼續使用，根據現場實際情況拆除部分管網，建設新的污水管網;同時建設新的雨水管網體系，雨落管不直接銜接雨水檢查井，而是采用散排的排水方式，或者通過導流型植草溝渠、卵石/碎石排水溝等設施排入臨近海綿設施內。海綿設施，主要有透水性鋪裝、生態屋頂、下沉式綠地、人工土壤滲濾等。單項海綿設施其功能并不單一，如生物滯留設施的功能除利用其滲透性補充地下水外，還可發揮其填料的吸附功能，凈化雨水，亦能同其他海綿設施一樣削減洪峰流量，實現整體項目的徑流控制、徑流量削減和面源污染削減等多重目標。當然，不同海綿設施“術業有專攻”，因此應根據項目條件和實施目標，挑選合適的海綿設施或者是海綿組合技術，按主要功能遵循規范和標準制定的計算方法進行設施規模核算，并對各項設施及其組合技術的造型和面積進行適當優化。

結合海綿城市理念，對小區進行雨、污水分流改造，主要目標有以下幾點。

排水標準：雨水管網排水能力達到3a一遇的標準。年徑流總量控制目標：項目改造類型為住宅小區，結合新沂市的地方規劃，該項目海綿城市建設的目標數值：年徑流總量控制率須≥65%，且該目標值對應設計降雨量為19.5mm。年徑流污染控制目標：面源污染需要降低55%。環境整治目標：通過本次改造，對小區內部總體景觀品質進行提升。

2.3 改造措施

2.3.1 源頭改造

根據現場調查可知，該小區存在大量陽臺水混接雨水立管的情況，對此，本工程的源頭改造主要是針對陽臺雨水立管的分流改造[8]，即將原有的沒有斷接的雨落管進行斷接，斷接后的雨水就近接入海綿設施或導流設施，新增雨水立管設置在原立管旁，見圖2，改造后，原有雨水立管作為污水管接入到現狀排水管道，同時，現狀排水管將作物污水管道運行[9]。

2.3.2 排水系統改造

2.3.2.1 劃分匯水分區

根據新鐵家苑小區綠化、排水管道、道路豎向等特征因素，將新鐵家苑整體劃分成為8個匯水分區，具體的匯水分區如圖4所示。

2.3.2.2 徑流組織設計

根據現狀項目場地豎向標高、導流設施及海綿設施的位置等因素，劃分雨水收集單元，雨水收集單元應位于項目場地標高較大的位置，便于設計項目的徑流方向。

須在每個雨水收集單元的最低點設置海綿設施，并在設施內內設置溢流出口，以確保在暴雨期間徑流溢出。

圖2 合流管改造大樣圖

圖3 雨水管斷接大樣圖

圖4 新鐵家苑匯水分區圖

生物滯留池結構層中的蓄水層深度，應當地適配植物的耐淹性、耐旱性和土壤的滲透性能來確定，常規設計為200mm，并設置高度100mm的超高層。

小區地勢平坦，為確保地面徑流能流入相應的海綿設施中，應設置相應的導流設施，如蓋板溝、轉移式植草溝等。

徑流組織設計，該項目的徑流來源主要是屋面雨水和小區內的道路鋪裝雨水。設計各類雨水經地面漫流或導流設施匯集到沉降式海綿設施進行滯留、調蓄、凈化，當徑流量超過了海綿設施的處理能力時，超量的雨水便通過溢流井溢流至雨水管網，最終匯入市政主要排水管道，建筑雨水：雨落水管→導流或地面漫流(轉輸植草溝/蓋板溝)→生物滯留池→市政雨水管道。地面雨水：地面雨水→導流或地面漫流(轉輸植草溝/蓋板溝)→生物滯留池→市政雨水管道。

2.3.2.3 工程措施

新建海綿型雨水收集系統，收集到的雨水優先經過生物滯留池滯留、調蓄、凈化后，分別排入到臧圩東路的泛水環及人民路的市政排水管；同時，在對小區內的現狀景觀綠化進行提升改造的過程中，融入海綿城市建設理念，通過在公共綠地中設計生物滯留池等海綿設施，將屋面雨水、地面徑流收集至雨水花園進行生態滯留和調蓄，不僅可以提升排放至雨水管網的雨水水質，亦可降低小區雨水匯集至雨水管網的速度，延遲管網承受暴雨的洪峰的時間，緩解市政管網的高壓運行的壓力，提高項目整體的防洪排澇能力，具體設計如圖5所示。

圖5 新鐵家苑雨污水分流改造圖

圖6 生物滯留池示意圖

3 指標核算及效果評估

3.1 指標核算

3.1.1 雨水管線設計目標

本項目為改造工程，將雨污同行管定義為污水單行管，同時新建雨水單行管網系統，新建的雨水管按照3a重現期進行設計。

圖7 生物滯留池建成效果圖

3.1.2 年徑流總量控制

本次項目的生物滯留池面積總計590.0m2，設計的調蓄容積為293.1m3，對應設計的建成后的實際總調蓄容積為289.1m3，可以計算得到年徑流總量控制率為77.0%，能夠滿足70%的年徑流總量控制率要求。

3.1.3 面源污染物控制目標

本項目通過屋面雨水立管斷接入綠化的方式，將屋面雨水及地面徑流全部導流至各雨水收集單元相應的海綿設施中，通過生物滯留池及下凹式綠地對雨水污染物的凈化，經核算，本次改造項目的面源污染物的削減率達到了61.6%，滿足當地規劃要求55%的設計目標值，具體詳見表1所示。

表1 小區雨污水分流改造項目的指標

3.2 綜合效益

以海綿城市理念為指導，經過綜合改造工程之后，新鐵家苑小區整體實現了雨污水分流，同時消除了小區的積水點和衛生死角，并且對小區破損路面進行了全面修復，小區整體品質得到了極大的提升。在本次海綿城市建設改造過程中，起到了良好的示范作用，對新沂市后續的小區改造工程起到了積極的推動作用。

圖8 新鐵家苑建成實景圖

4 總結

通過本文詳述的新鐵家苑項目實例，對新沂市海綿城市指導思想下的雨、污水分流改造工程的經驗進行了各方面總結。

創新海綿，雨污分流[10]。實行“雨水地面導流，污水地下管線”的雙管齊下整治措施，即雨水管線下接入綠化、污水管線下地單行。將原有合流管道作為污水管繼續使用，新建雨水單行管線收集屋面徑流并通過雨水源頭控制及地面導流的方式，使得項目地面的雨水匯入到相應雨水收集單元的海綿設施中，不僅僅成功完成了老舊小區的雨污分流改造，融入海綿生態理念，完成了改善老舊小區居民居住環境，減少小區的污染的使命任務。

因地制宜，尊重老舊小區既有的場地條件。基于項目前期對現場地形的勘測，以及開展土壤滲透性檢測等檢測，結合項目場地的功能用途進行融入海綿理念的改造。尊重既有下墊面條件，盡量減少對項目既有整體布局的破壞，充分利用小區現有的公共資源，完成改造任務，實現提升小區居住的舒適度和居民幸福感的目標。