基于海綿城市理念的居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計研究

呂 晉

（中國聯(lián)合工程有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計是指對小區(qū)的土地利用、綠化景觀等方面進行規(guī)劃和設(shè)計，從而創(chuàng)造一個舒適、便利、安全和美觀的居住環(huán)境[1]。通過合理規(guī)劃綠地和植被，打造優(yōu)美的景觀環(huán)境，提供休閑娛樂的場所，增加居民的生活質(zhì)量和幸福感；還能夠通過有效規(guī)劃確保雨水和污水得到合理的處理和排放，防止因排水不暢而導(dǎo)致的水浸和水患。這就是居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計的重要意義[2]。

海綿城市規(guī)劃是指遵循水資源保護原則，通過收集、儲存和排放的方式合理管理降雨水[3]，實現(xiàn)城市降雨主動收集和自動存儲等，最終實現(xiàn)水資源天然凈化和可重復(fù)利用的目的[4]。將海綿城市理念應(yīng)用到小區(qū)規(guī)劃設(shè)計中，可保護小區(qū)生態(tài)的多樣性，有效緩解小區(qū)內(nèi)部徑流和積水問題，并實現(xiàn)對雨水資源的治理和凈化，提升小區(qū)居民的用水安全和緩解區(qū)域水資源匱乏情況。本文將結(jié)合海綿城市理念，研究居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計方法。

1 項目概況

以南方某小區(qū)作為研究對象，該小區(qū)西鄰河流，東鄰城市二環(huán)主路，地形極不規(guī)則，南北方向長度為804m，東西方向最窄為37.6m，最寬則為309m，總規(guī)劃用地面積約139122m2，其中凈用地面積為76054m2，建筑密度為22%，容積率為2.2。該小區(qū)地形為邊坡，最大高差達到32.5m左右，且該小區(qū)所在地域雨水較為充沛，在降雨量較大時，小區(qū)內(nèi)地面會形成徑流和積水，且該小區(qū)周圍土質(zhì)主要成分為粉質(zhì)黏土，滲透系數(shù)處于0.005～0.1m/d 之間，對積水的滲透能力較差。雨水形成的徑流和積水影響小區(qū)整體美觀的同時也降低居民居住舒適感。

2 基于海綿城市理念的居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計方法

2.1 綠色屋頂設(shè)計

針對該小區(qū)現(xiàn)狀，引入海綿城市理念對其進行規(guī)劃設(shè)計，首先選擇低矮灌木對小區(qū)居住區(qū)屋頂進行綠化設(shè)計，為保障樓體防水效果，設(shè)計不同保護層，每層均實現(xiàn)不同功能，具體設(shè)計構(gòu)造如圖1所示。

圖1 綠色屋頂設(shè)計

2.2 雨水花園設(shè)計

圖1 中，過濾、基質(zhì)以及植被層是實現(xiàn)綠色屋頂建設(shè)的核心部分。其中，過濾層采用聚酯纖維無紡布鋪設(shè)，通過該層過濾雨水中的雜質(zhì)，從而獲取純凈的水體，方便后續(xù)使用；基質(zhì)層是指用于種植植被的土壤，該工程采用低密度輕質(zhì)土壤，這種土壤具有較高的環(huán)保效果；植被層是指種植的植物，該工程采用抗風(fēng)性較高的低矮灌木。

由于該小區(qū)地形坡度較高，在遭遇強降雨時，小區(qū)內(nèi)部會形成大量徑流，不僅會帶走小區(qū)內(nèi)部土壤，還會在地勢較為低洼處淤積。為保障該小區(qū)內(nèi)部水土資源，通過人工開挖方式在該小區(qū)地勢較低和較高區(qū)域設(shè)置雨水花園，用于收集雨水并對雨水進行凈化，實現(xiàn)雨水利用和防止降雨形成徑流的目的。在該小區(qū)選取合適位置設(shè)置雨水花園，其構(gòu)造如圖2所示。

圖2 小區(qū)雨水花園構(gòu)造設(shè)計圖

依據(jù)圖2，采用人工開挖和清底方式，其開挖深度為900mm，深度誤差不得超過5mm，其邊坡放坡比例為1∶3，該坡度便于將周圍的雨水引入到雨水花園內(nèi)。當(dāng)雨水花園開挖并清底完成后，使用素土將雨水花園底部夯實。雨水花園排水層使用直徑25±5mm的碎石鋪設(shè)厚度為180mm，過濾層使用直徑為3mm 左右的中粗砂鋪設(shè)厚度50mm，可有效過濾雨水中的渾濁物，達到凈化水質(zhì)的目的。透水土工織物選擇具有防刺穿性能的織物，且要小心鋪設(shè)，邊緣重疊處不得低于180mm，透水土工織物的邊緣使用專業(yè)防滲透膜粘結(jié)劑粘貼牢固，待透水土工織物粘結(jié)位置完全風(fēng)干后再進行下一步施工。雨水花園的溢流井的沉泥深度設(shè)置為35cm，雨水篦子標高設(shè)置為-0.15m，其排水能力為22L/s，在溢流井周圍鋪設(shè)鵝卵石，并使用直徑為200mm 的管道連接溢流井，為雨水進入檢查井提供通道。在對溢流井進行穿孔時，需要將孔管底部位置夯實，并使孔管保持一定坡度，防止樹葉、土塊等堆積堵塞孔管。對孔管施工完成后，檢驗其密封性，孔管密封合格后，使用草碳灰、松針土等含有有機質(zhì)的腐殖土和種植土對雨水花園進行回填，其種植物、營養(yǎng)土和有機質(zhì)的比例為6∶2∶2，為保障植物根系生長空間，土壤的回填厚度為400mm。

小區(qū)雨水花園建設(shè)完成后，在降雨時雨水從邊坡流到雨水花園內(nèi)，通過土壤滲透到中粗砂過濾層，利用該層過濾掉雨水中大量的泥土和粒徑較大的砂石后，穿過透水土工織物，進一步過濾掉粒徑較小的砂石，再經(jīng)過碎石排水層將水排到集水井內(nèi)。而較大徑流的雨水可通過雨水篦子直接排入到溢流井內(nèi)，再通過穿孔管連接集水井。雨水經(jīng)過上述過程得到有效收集、過濾和存儲。

2.3 凈化調(diào)蓄設(shè)施設(shè)計

由于該小區(qū)地形不夠平整，其凈化調(diào)蓄設(shè)施需要根據(jù)其地形設(shè)計。凈化調(diào)蓄設(shè)施包括無動力緩釋器和池體，用于凈化和調(diào)蓄雨水。該小區(qū)凈化調(diào)蓄設(shè)施結(jié)構(gòu)如圖3所示。

該小區(qū)凈化調(diào)蓄設(shè)施應(yīng)用在降雨徑流高峰時收集雨水，當(dāng)降雨徑流量降低后，利用無動力緩釋器對雨水進行凈化處理，為下一步雨水再利用做準備。在凈化調(diào)蓄設(shè)施施工時，其池底部分別鋪設(shè)160mm 和120mm的厚粗砂，厚度為160mm 的粗砂壓實系數(shù)控制為0.82，厚度為120mm 的粗砂壓實系數(shù)控制為0.90。將凈化調(diào)蓄池底部設(shè)計成弧形，最底部設(shè)置緩釋器出水管，調(diào)蓄池頂部使用玻璃鋼格柵板覆蓋，其規(guī)格為1230mm×995mm×40mm，并利用不銹鋼方管固定玻璃鋼柵格板和無動力緩釋器。為達到凈化雨水的目的，在玻璃鋼柵格板上覆蓋1 層透水土工織物，在透水土工織物上方覆蓋55mm厚的鵝卵石，然后使用種植土覆蓋鵝卵石層，為降低雨水調(diào)蓄池頂部荷載，在地面坡度較大區(qū)域，鵝卵石上方采用低密度陶粒進行填充。

3 效果分析

按上述方法對該居民樓樓頂進行綠化設(shè)計，設(shè)計效果如圖4所示。

圖4 樓頂綠化設(shè)計效果

分析圖4 可知，上述方法使該小區(qū)綠化面積得到了有效提升，小區(qū)綠植增加不僅為居民帶來視覺上的舒適感，還可進行光合作用凈化小區(qū)內(nèi)空氣。在降雨時，樓頂綠植可以吸收一部分雨水，達到水資源利用的目的。

驗證該小區(qū)規(guī)劃設(shè)計后的海綿城市效果，得到小區(qū)綠化導(dǎo)水率，如表1所示。

表1 該小區(qū)規(guī)劃設(shè)計前后綠化導(dǎo)水率（單位：%）

分析表1 可知，該小區(qū)綠化在導(dǎo)水時間為20min時，其導(dǎo)水率數(shù)值均較高，而在導(dǎo)水時間為40～60min時，小區(qū)綠化導(dǎo)水率呈現(xiàn)下降趨勢，其原因在于初降雨時，小區(qū)雨水徑流量較大，綠化區(qū)域土壤以及雨水花園等土壤含水率均未飽和，在導(dǎo)水時間為40～60min 時，綠化區(qū)域土壤和雨水花園吸納一部分徑流雨水，使其小區(qū)綠化徑流量呈現(xiàn)降低趨勢，但隨著導(dǎo)水時間的增加，小區(qū)土壤含水飽和后，小區(qū)綠化導(dǎo)水率呈現(xiàn)下降趨勢。在導(dǎo)水時間相同情況下，規(guī)劃設(shè)計后的綠化導(dǎo)水率數(shù)值均較高。上述結(jié)果說明：本文所述方法在實際應(yīng)用中具有較為顯著的應(yīng)用效果。

4 結(jié)束語

本文以某小區(qū)規(guī)劃設(shè)計為例，研究了基于海綿城市理念的居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計方法。針對該小區(qū)實際情況，規(guī)劃小區(qū)居住區(qū)環(huán)境，增強小區(qū)整體排水效果，從而保障社區(qū)居民的安全性與舒適性。經(jīng)過實驗驗證，應(yīng)用上述方法后，該小區(qū)綠化的導(dǎo)水率得到有效提升，可有效解決該小區(qū)降水徑流問題，滿足海綿城市建設(shè)要求。