前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了談新建小區(qū)海綿城市方案設計范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。
摘要:西咸新區(qū)是第一批全國海綿城市建設試點城市,在2018年一批試點驗收考核中取得了良好的成績,試點結束以后,西咸政府將海綿城市繼續(xù)推廣落實到試點范圍外的建設工程當中,對各類新建和改造地塊實行嚴格的海綿城市指標管控。本文以試點區(qū)外涇河新城崇文莊園項目C地塊建筑小區(qū)為例,介紹了新建小區(qū)海綿城市設計項目設計方案的理念、思路和方法。并利用SWMM模型對設計方案建設效果情況進行模擬評估,保障設計方案的合理性。
關鍵詞:海綿城市;新建小區(qū);方案設計;SWMM模擬
1項目概況
本項目位于陜西省西咸新區(qū),該地區(qū)多年平均降水量約460mm,年均蒸發(fā)量約1065mm。降雨多集中于夏季,多以暴雨形式出現(xiàn),易造成洪、澇和水土流失等自然災害,其它季節(jié)又較干旱,故應用海綿城市理念,對地塊雨水進行原地消納、收集和控制十分必要。本項目在進行海綿專項設計時,已完成了總建筑、室外景觀、室外給排水等專業(yè)施工圖設計,因此本次海綿專項低影響開發(fā)設計有充分結合各專業(yè)情況。
2方案設計
2.1設計目標
根據(jù)《西咸新區(qū)涇河新城海綿城市重點區(qū)詳細規(guī)劃》要求,本地塊設計目標如下:(1)徑流總量控制率的控制目標為80%,對應設計降雨量為16.9mm;(2)SS削減率50%;(3)3年一遇管網(wǎng)排水標準;(4)30年一遇內澇標準。
2.2場地分析
2.2.1場地條件。本項目設計范圍約4ha,用地類型包括建筑屋面、綠地、道路、以及鋪裝、停車位、活動廣場等,綠地面積較大。綠地率為49.39%,場地綜合徑流系數(shù)為0.52。場地整體較為平坦,略呈北高南低之勢,場地兩個低點分別位于小區(qū)入口和活動廣場南側。
2.2.2管網(wǎng)條件。崇文莊園項目C地塊采用雨污分流。根據(jù)地塊室外雨水管網(wǎng)設計資料可知,地塊雨水管網(wǎng)最終由東側排入正陽大道市政雨水管網(wǎng)。
2.2.3徑流情況。屋面雨水通過雨落管直接外排至散水,漫流到綠地及道路上,經(jīng)管網(wǎng)收集后排到東側市政管網(wǎng)。地塊道路整體坡向從北向南,在區(qū)內南側活動廣場南側為最低點,暴雨時,易成為內澇積水風險點;東側局部區(qū)域出現(xiàn)低洼點,暴雨時,有短時間積水風險。
2.3設計思路
本次設計結合區(qū)域用地情況,地庫邊界及雨水組織情況,進行低影響開發(fā)設計,主要采用不同蓄水深度雨水花園、下沉綠地以及雨水桶等低影響開發(fā)設施。技術路線如圖1所示。
2.4分區(qū)計算
2.4.1匯水分區(qū)。結合設計地形條件和管網(wǎng)條件,將地塊劃分成如圖2所示4個匯水分區(qū)。
2.4.2控制雨量計算。根據(jù)《海綿城市建設技術指南》推薦中推薦的容積法計算得到地塊總設計目標調蓄容積,各分區(qū)設計目標控制容積如表1所示。
2.4.3設施布置。結合建筑、道路、普通鋪裝及消防登高區(qū)等硬化場地空間分布,兼顧車庫輪廓邊界范圍及車庫頂結構做法,因地制宜的布設LID設施,本項目采用的LID設施包括下沉綠地、雨水花園、雨水桶等。保證硬化地面匯水優(yōu)先進入LID設施內滯蓄,平面布置如圖3所示。
2.4.4設計目標達標計算。2.4.4.1年徑流總量控制率達標計算。根據(jù)匯水分區(qū)用地特征,結合需控制設計降雨量,進行LID雨水設施布置,計算得到匯水區(qū)實際容積如表2所示。由以上計算結果可知,地塊需要控制雨量總容積為350.1m3,設置LID設施后實際可調控容積為496.35m3,對應控制的降雨量為22.66mm,對應年徑流總量控制率綜合達到88.8%,滿足設計目標要求(徑流總量控制率的控制目標為80%,對應設計降雨量為16.9mm)。2.4.4.2SS去除率達標計算。根據(jù)單項設施對SS平均去除率及各子匯水區(qū)實際年徑流總量控制率,計算得到各子匯水區(qū)對SS總量去除率可達到79.17%,滿足設計目標50%的要求。
3SWWM模型模擬
3.1模型構建
SWMM模型構建主要包括模型概化、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)檢查和模型設定等,并應根據(jù)模型尺度及應用目的,確定模型概化范圍、內容和程度。本次搭建該項目模型的建模數(shù)據(jù)主要是地形數(shù)據(jù)、管網(wǎng)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等,對數(shù)據(jù)質量進行評估,保證數(shù)據(jù)具有較高的精度。然后根據(jù)模型構建目標,即區(qū)域管網(wǎng)排水能力、徑流控制效果的評估,構建設置LID設施前后,場地降雨、產(chǎn)匯流及管網(wǎng)出流模型。
3.2模型參數(shù)設置
3.2.1LID參數(shù)設置。本項目設置LID設施有雨水花園(有效效蓄深度1型15cm、2型25cm)、下沉式綠地(有效蓄水深度1型10cm、2型15cm)、雨水桶(單個有效蓄水容積0.5m3)。
3.2.2降雨參數(shù)設置。在時間序列中輸入西咸當?shù)?017年的全年實測分鐘級降雨數(shù)據(jù),篩選出大于目標設計降雨量(16.9mm)的降雨數(shù)據(jù)進行模擬,篩選的降雨場次為8月20日降雨量為18mm,最大降雨強度72mm/h,降雨持續(xù)時間1h42min。
3.2.3入滲參數(shù)設置。本項目入滲模型選擇Hotton模型,根據(jù)參考文獻資料[1]設置入滲模型參數(shù),滲透模型的最大入滲率取3.2mm/h,最小入滲率0.5mm/h,入滲衰減系數(shù)為4/h,干燥周期為7天。
3.2.4其它參數(shù)設置。根據(jù)實際設計方案、現(xiàn)狀資料、文獻資料[2]和模擬需求,設置各子分區(qū)參數(shù)(設置LID設施前后)、蒸發(fā)參數(shù)、匯流模型參數(shù)[3]、時間步長等相關模型參數(shù)。
3.3模擬結果
采用當?shù)貙崟r18mm降雨,對地塊有無設置LID設施分別進行模擬[4],得到模擬結果:設置LID前后設施情況下雨水管網(wǎng)外排量分別為328m3和37m3,該場降雨產(chǎn)生的雨水總量為720.81m3,該場降雨徑流總量控制率為94.87%,滿足控制目標中80%年徑流總量控制率要求。同時,在設置LID前后設施情況下模擬得到排口徑流峰值流量分別為122.55L/s,和12.59L/s,可見徑流峰值削減明顯。(圖4)
4結論
在新建地塊小區(qū)充分運用低影響開發(fā)的海綿城市設計理念,因地制宜的設置LID設施,能有效的分攤城市徑流量,實現(xiàn)地塊年徑流總量的控制,達到規(guī)劃控制要求。同時,應用SWMM模型可有效評估區(qū)域海綿改造徑流控制效果。經(jīng)SWMM模型模擬驗證,本項目徑流總量和峰值流量均有一定的削減效果,對于18mm左右的降雨,徑流場次控制率可達到90%以上,徑流控制效果顯著。
參考文獻
[1]席璐,石麗忠,周慶芳.基于SWMM模型的海綿城市小區(qū)建設雨洪過程模擬-以咸陽市某小區(qū)為例[J].沈陽大學學報(自然科學版),2018,30(3):245-249.
[2]岑國平,沈晉,范榮生.城市暴雨徑流計算模型的建立和檢驗[J].西安理工大學學報,1996(3):184-190,225.
[3]王祥,張行南,張文婷等.基于SWMM的城市雨水管網(wǎng)排水能力分析[J].三峽大學學報(自然科學版),2011,33(1):5-8.
[4]吳亞男.基于SWMM的海綿城市徑流總量控制指標分解及驗證[D].西安:西安建筑科技大學,2016.
作者:常元莉 單位:北京雨人潤科生態(tài)技術有限責任公司