海綿城市設(shè)計中給排水專業(yè)常出現(xiàn)的問題

李海濤

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，江蘇南京 210019）

0 引言

海綿城市是目前國家正在大力提倡和推廣的一項措施，旨在提高城鎮(zhèn)抵抗洪澇災(zāi)害的能力，并到達(dá)節(jié)水環(huán)保的目的。從2012年我國提出海綿城市的概念到2014年海綿城市建設(shè)指南的發(fā)布，再到2015年三部委發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，再到今天海綿城市建設(shè)在全國范圍內(nèi)大面積實施，我國海綿城市建設(shè)有了較大的發(fā)展。海綿涉及內(nèi)容十分廣泛，大到城市規(guī)劃，小到一草一木，如透水鋪裝、綠色屋頂、下凹綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井、雨水花園、雨水回用、植草溝、雨水罐、雨水調(diào)蓄池及其他措施。海綿城市的發(fā)展現(xiàn)狀如表1所示。

表1 海綿城市的發(fā)展現(xiàn)狀

1 對概念或細(xì)節(jié)把握不準(zhǔn)

現(xiàn)在每個項目基本都有海綿城市的相關(guān)要求，調(diào)蓄池是海綿城市的一種實現(xiàn)方式，從海綿城市的角度講，如果其他的調(diào)蓄措施可以滿足徑流流量的控制要求，可以不做雨水調(diào)蓄池。但從設(shè)計者的角度，一個項目除了要滿足海綿城市的相關(guān)要求，還需要滿足其他規(guī)范要求，而如果其他規(guī)范要求雨水調(diào)蓄池是必須要的，即使海綿城市的角度不需要做雨水調(diào)蓄池，此時雨水調(diào)蓄池仍然需要設(shè)計。

除國家相關(guān)規(guī)范外，基本每個地方都有自己的地方要求，設(shè)計既要以國家規(guī)范為紅線，又要以地方要求為準(zhǔn)繩。以江蘇省為例，在江蘇一個新建項目如果規(guī)劃面≥20000m2，就必須要有雨水回收利用系統(tǒng)，即使規(guī)劃面積小于20000m2，也應(yīng)是雨水調(diào)蓄池，調(diào)蓄池的容積根據(jù)規(guī)劃面積確定，每10000m2用地面積需要設(shè)置100m3的水池作為調(diào)蓄池。并且如果該項目設(shè)有地下室，則回用水泵、清水池等應(yīng)設(shè)置在地下室內(nèi)，不得設(shè)置在地上或單獨埋地設(shè)置。

全國范圍內(nèi)雨水池設(shè)置的基本要求。

第一情況：如果園區(qū)的排水流量超過與本地塊對應(yīng)的市政管網(wǎng)的排水能力，就需要設(shè)置用以調(diào)節(jié)洪峰流量的雨水調(diào)蓄池，水池容積需計算確定。

第二情況：園區(qū)內(nèi)的綠地、硬化路面、透水鋪裝能、下凹綠地等的綜合徑流系數(shù)大于0.7時，需要設(shè)置雨水調(diào)蓄池，該水池設(shè)計的目的依然是控制調(diào)節(jié)洪峰流量，水池容積需計算確定。

第三情況：園區(qū)雨水管道在接市政管網(wǎng)之前的末端，應(yīng)設(shè)置雨水調(diào)蓄池，雨水經(jīng)雨水調(diào)蓄池后溢流排至市政雨水系統(tǒng)，此時僅要求設(shè)雨水池并未對雨水的容積做具體要求。

2 調(diào)蓄池設(shè)計需要注意的問題

2.1 調(diào)蓄容積和調(diào)蓄池容積混淆

第一情況：根據(jù)水池的設(shè)計進(jìn)水量和管道排水量之差以及排放時間計算，此方法計算的是調(diào)節(jié)洪峰流量時調(diào)蓄設(shè)施的容積

第二情況：根據(jù)不同地區(qū)的年徑流總量控制率對應(yīng)的降雨量、雨量徑流系數(shù)以及匯水面積計算調(diào)蓄容積，此時計算的調(diào)蓄容積是調(diào)節(jié)徑流總量，同時對年SS總量去除率也有效果。

第三情況：如果設(shè)有雨水回用設(shè)置，根據(jù)雨水回用量的百分比計算調(diào)蓄池的容積，調(diào)蓄池的容積按用水量的3～7倍進(jìn)行估算。

第四情況：直接套用地方相關(guān)規(guī)定，例如每10000m2的用地面積需要設(shè)置有效容積100m3的調(diào)蓄池。

第一、三種計算的是雨水調(diào)蓄設(shè)施的總?cè)莘e，包含了下凹綠地、雨水花園、透水鋪裝及雨水調(diào)蓄池的容積；第二種計算的對徑流總量削減有貢獻(xiàn)總調(diào)蓄容積，包含有較大蓄水空間的滲透設(shè)施，不包含調(diào)節(jié)池、調(diào)蓄池、透水鋪裝、綠色屋頂、較大面積的下沉式綠地以及無法有效收集匯水面積經(jīng)流域水的設(shè)置的調(diào)蓄容積，該計算無棄流，不涉及棄流計算；第四種計算的是雨水調(diào)蓄池的總?cè)莘e，不包含下凹綠地、雨水花園、透水鋪裝等設(shè)施的容積。

雨水花園和下凹綠地作為儲水實施時，水深如何計算？

地下水位的高度、綠地面積的大小、植物的耐水性、土壤的透水任特性都會與計算水深有影響，下凹深度可以作為計算調(diào)蓄水深的依據(jù)，一般取100～250mm；也有文獻(xiàn)建議取100～200mm。

根據(jù)雨水花園計算水深一般為250～400mm，最佳計算水深是300mm[1]。不同技術(shù)措施在海綿城市中的作用如表2所示。

表2 不同技術(shù)措施在海綿城市中的作用

2.2 忽略水泵的流量和消毒時間對清水池容積的影響

清水池容積計算方法：第一種，如果雨水回用系統(tǒng)設(shè)有清水池，清水池的有效容積可以根據(jù)地塊內(nèi)最高日雨水回用量的25%～35%進(jìn)行估算。

第二種，如果雨水回用系統(tǒng)設(shè)有清水池，清水池的有效容積可以根據(jù)雨水回用供水泵的設(shè)計流量確定，按5～10min的水泵流量計算。

第三種，當(dāng)處理后的雨水用于大便器、小便器的沖洗是，水可能會與人體結(jié)束，需要對回用雨水進(jìn)行消毒處理，清水池的容積需要滿足消毒需要的接觸時間，可按水力停留時間30min要求。

2.3 蓄水池結(jié)構(gòu)無法滿足荷載要求

現(xiàn)在設(shè)計單位一般會把雨水收集回用系統(tǒng)標(biāo)注廠家二次深化設(shè)計。之所以交給廠家深化，有3個方面原因：①雨水回收池一般都是采用廠家產(chǎn)品，不同廠家的設(shè)備規(guī)格會有差異，最后都需中標(biāo)廠家根據(jù)其產(chǎn)品型號深化；②設(shè)計人員一般同時會處理幾個設(shè)計項目，時間緊任務(wù)重，通常需要工作至深夜，交廠家深化可以分擔(dān)他們一部分負(fù)擔(dān)；③與鋼筋混凝土調(diào)蓄池相比，PP模塊處理雨水池具有過濾功能，可去除雨水中的部分懸浮物，凈化水質(zhì)，施工方便。PP模塊雨水池只需要模塊拼裝、不需要大型設(shè)備，不需要混凝土澆筑，省事省力省錢，優(yōu)勢明顯。

但是雨水回收池后期廠家使用的材料普遍都是PP模塊，該類材料只能設(shè)置在綠地下面，如果項目用地受限，空間極其緊張，雨水池必須放置在車行道下，此時廠家深化后的PP模塊形式的雨水蓄水池在重型車輛的壓力下，極易損壞，造成安全事故。

目前兩種解決方案：①在PP模塊上部澆筑一層鋼筋混凝土保護層；②更換水池材質(zhì)，直接采用鋼筋混凝土蓄水池。

3 年SS總量去除率計算

海綿城市兩個指標(biāo)徑流總量控制率、年SS總量去除率，實際工作中往往只重視第一個指標(biāo)二忽略第二個指標(biāo)，部分設(shè)計人員不計算或不會計算年SS總量去除率。

《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中有年SS總量去除率計算方式，如式（2）所示。

年SS總量去除率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設(shè)施對SS的平均去除率。 （2）

不同地區(qū)地質(zhì)條件不同、氣候特點不同、水質(zhì)特點不同和生物種群不同，目前海綿城市設(shè)計缺乏精細(xì)化的研究[2]，海綿城市的設(shè)計的許多參數(shù)需要通過建立LID模型，根據(jù)試驗確定最佳的設(shè)計參數(shù)[3]。

4 采取的海綿措施不恰當(dāng)

4.1 屋面排水未斷接

由于海綿城市概念是最近幾年才提出，在人們的固有思想中海綿城市就是透水鋪裝、綠色屋頂、下凹綠地、雨水調(diào)蓄池等，并未注意到排水措施等其他細(xì)節(jié)的變換，設(shè)計仍采用雨水管直接埋地敷設(shè)至檢查井的方式。根據(jù)最新的要求，屋面、陽臺、露臺的排水需要斷接，排水管和承水端需留有空氣間隙，保證雨水自由排放。

4.2 措施與當(dāng)?shù)貙嶋H情況不匹配

我國國土面積遼闊，東西南北跨多大，南北地區(qū)氣候差異明顯，降雨量分布不均勻，地形地勢多樣，部分地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴(yán)重。對于降雨量大、降雨量多，容易發(fā)生洪澇災(zāi)害的南方地區(qū)，應(yīng)重點放在調(diào)蓄和水圖保持；對于降雨偏少的北方發(fā)生洪澇災(zāi)害的概率很小，應(yīng)充分利用已有水塘、旱溪等條件，同時應(yīng)注重補充地下水，避免大規(guī)模建設(shè)蓄水池和防滲池。

對于老舊的小區(qū)，不應(yīng)一味追求海綿建設(shè)，大面積開挖，給原有的房屋設(shè)施帶來安全隱患，應(yīng)注重問題的解決，例如，合流管道造成污染嚴(yán)重可以進(jìn)行雨污改造，采取措施增加地面的透水性，降低徑流量。

部分地方為了追求政治業(yè)績，脫離當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展實際，在缺乏海綿城市建設(shè)經(jīng)驗的情況下，在海綿城市才建設(shè)中與其他省市比投資、比規(guī)模、強行提高指標(biāo)，給企業(yè)帶來沉重負(fù)擔(dān)。海綿城市的建設(shè)不應(yīng)單單成為建設(shè)企業(yè)的任務(wù)，政府也應(yīng)主動承擔(dān)一部分建設(shè)任務(wù)。只有政府和企業(yè)齊心協(xié)力，主動承擔(dān)責(zé)任，才能把海綿城市建設(shè)搞好，才能提高城市韌性[4]。

4.3 城鎮(zhèn)管網(wǎng)的排水能力與城市的建設(shè)進(jìn)程不匹配

近些年國家重點推進(jìn)城市化建設(shè)的進(jìn)程，一座座高樓拔地，原來敷設(shè)的排水管無法滿足現(xiàn)有雨水排放量要求，導(dǎo)致地面積水嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)住在一層的住戶房屋被淹、地面汽車泡水報廢、地鐵被洪水灌滿造成大量的人員傷亡的情況。

國內(nèi)早期排水管網(wǎng)排水能力大概對應(yīng)50mm/h降雨量，而國外的排水系統(tǒng)的排水能力是我國的3倍左右。出現(xiàn)這種情況有兩方面原因：一方面，受氣候變化的影響，極端天氣發(fā)生的概率顯著增加，與以往相比，近幾年降雨量明顯偏大，以往10年一遇100年一遇的降雨量現(xiàn)在時有發(fā)生；另一方面，政府相關(guān)部門對城市的整體發(fā)展情況掌握資料不足，規(guī)劃失誤，或因管網(wǎng)建設(shè)時間很早受當(dāng)時的經(jīng)濟環(huán)境、技術(shù)水平等因素的制約，導(dǎo)致市政排水管網(wǎng)設(shè)計偏小。

針對以上問題，制定以下解決方案：解決方案一，各地政府氣象部門應(yīng)及時更新各地暴雨強度公式，設(shè)計時按最新的公式計算排水管管徑。解決方案二，對于建筑密度大，雨水流量大，地勢低洼的地區(qū)，應(yīng)單獨規(guī)劃市政排水溝或排水管并設(shè)置擋水措施，避免周邊地勢較高的區(qū)域雨水集中匯入。解決方案三，對已建市政排水主管升級改造，市政排水主管決定了該片區(qū)的雨水是否能排掉，如果果排水主管的管徑太小、管線坡度過小或者主管最后的排出口過低處于被淹沒狀態(tài)，那么無論園區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)如何優(yōu)化仍然難逃被淹的結(jié)局。

5 其他問題

5.1 對設(shè)施的運行效果重視不夠

海綿城市主要作用是控徑流、防內(nèi)澇、防污染、水資源。這是一個系統(tǒng)的工程，涉及部門多，工作量大。我國海綿城市的建設(shè)仍處于初級階段，管理體制還不夠完善，缺乏鼓勵性政策，建設(shè)單位主動建設(shè)海綿設(shè)施的積極性不高。海綿設(shè)施的建設(shè)僅為表面工程，施工不規(guī)范[5]，為完成驗收而建設(shè)，不關(guān)心海綿設(shè)施的實際運行效果，例如，河南投入550多億元的資金用于海綿城市建設(shè)，遇到大的降雨是仍起不到應(yīng)有的效果。

為了海綿城市建設(shè)，政府部門、建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、施工單位以及最后的質(zhì)檢單位都投入了大量時間和精力。僅建設(shè)而不投入使用，甚至沒法投入使用，不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，不僅是建設(shè)單位的財產(chǎn)損失，也是對社會資源的浪費。

經(jīng)過近幾年的發(fā)展，海綿城市從項目立項審批到圖紙審查都有明確的要求和審查機制。但是由于雨水調(diào)蓄池等項目為隱蔽工程，施工結(jié)束后存在核驗困難，缺乏有效的施工過程監(jiān)管，致使施工過程存在出現(xiàn)盲區(qū)，導(dǎo)致海綿城市的建設(shè)存在流于形式、停在紙面的風(fēng)險。

針對以上問題，建議政府部門出臺鼓勵性性政策，從財政中拿出一部分專項布貼資金，落實建設(shè)各個階段的主體責(zé)任。

5.2 專業(yè)分工不合理

海綿城市做為近幾年新興起來的一個措施，從前期的報規(guī)到后期的設(shè)計，從規(guī)范規(guī)定查閱到文本的編制、水量的計算、三圖一表的繪制，都要由給排水專業(yè)完成。工作量很多，原本需要新增一個專業(yè)來完成的工作，現(xiàn)在全部分配都給排水專業(yè)，很不合理。由于新冠疫情影響、中美經(jīng)濟貿(mào)易戰(zhàn)、臺海局勢的惡化等因素影響，國內(nèi)各行各業(yè)效益普遍嚴(yán)重下降，恒大、綠地、融創(chuàng)等知名房企接連暴雷，資不抵債，設(shè)計行業(yè)也受到不同程度的影響。為了節(jié)約成本，在不增加設(shè)計人員的情況下額外增加工作量，需要擠占給排水設(shè)計人員的休息時間。

6 結(jié)語

在海綿城市的設(shè)計中，還要許許多多的應(yīng)該注意的問題，不再逐一列舉，要把海綿城市做好，首先應(yīng)該從思想去接受海綿城市，這是一項對每個人有都有益的一項工程。其次，在的工作中認(rèn)真的把工作做好，為了美好的明天，貢獻(xiàn)自己的一分力量。希望能對大家有所幫助。