城市建筑小区雨水控制研究

在城市建设高速发展的同时，随着城市不透水面积的增加，城市水危机事件屡见不鲜，这引发了人们对城市雨水控制的思考和对海绵城市的关注。本文从国内外对海绵城市的研究出发，结合南宁市基本情况，分析现有雨水控制技术情况，并进行海绵城市建设的可行性和效益分析，提出在南宁市建设海绵城市的思路。

海绵城市的提出为我国解决城市雨水问题提供了新的思路，有助于转变传统排水防涝模式、维持水文循环顺畅、降低自然灾害影响程度、促进城市生态发展，在保护环境的同时，满足城市发展的需要。建设海绵城市，应当顺应自然，因地制宜，结合城市固有水系，实现人与自然的和谐。近年来，习总书记在讲话中多次提及海绵城市理念，海绵城市相关政策密集出台。

2015年4月财政部、住建部和水利部联合发布16个海绵城市建设试点名单，同年10月，国务院办公厅明确提出，到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求，到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。本文将以广西南宁市某改造小区为例，分析海绵城市理念的合理性和有效性、引导城市雨水管理体系的发展和完善，为解决城市水危机提供新理念。

一、海绵城市理念及发展应用

1．理念海绵城市理念改变了传统雨水管理“以排为主”的思维方式，通过技术手段将城市改造建设成为能弹性管理雨水的海绵，城市能吸纳雨水，净化雨水，储存雨水，有效利用储存的雨水资源，减少市政排水管网压力，促进城市生态发展。发达国家海绵城市起步较早，对于雨水控制技术逐渐形成了比较成熟的理论和技术体系，并且已有广泛的工程应用。我国对海绵城市的系统性研究和应用起步较晚，但随着国家多项政策出台，人们看待雨水观念的改变，基于海绵城市雨水控制的应用呈上升趋势。

2．国外海绵城市发展应用自1970年以来，由于全球范围内水资源紧缺和暴雨灾害频繁，城市雨水管理的态度发生转变，由“快速、高效的工程排水”变为了“雨水蓄渗、缓排、利用”。英、美、德、日等多国对雨水利用进行研究，提出了城市雨水可持续发展的管理体系，为海绵城市的实践提供了理论支持、法律保障、技术保证。英国建立了可持续城市排水系统，维持良好的水循环，缓解城市洪涝现象。美国提出了低影响开发理念，为海绵城市提供理论基础。德国征收雨水费，要求排水量零增长，处理雨水径流达标后才排放。日本通过运用海绵城市理念，径流流出率由51.8%下降到5.4%。

近几年来，结合城市特点和生态情况，国内对建设海绵城市开始尝试。深圳市光明新区，依据海绵城市理念管理雨水，生物滞留雨水，净化雨水，贮蓄雨水，补充地下水，保持该区开发前的水生态，达到了年径流控制率为70%，初期雨水污染控制总量削减不低于40%。六盘水通过综合治理，构建雨水管理系统和水生态系统，合理利用城市水系，构建海绵系统，提高抗灾能力，削减峰值减少内涝，存蓄雨水抵御干旱。

3．基于海绵城市理念的城市建筑小区雨水控制措施建筑小区是城市的重要组成部分，也是建设海绵城市的核心内容之一。城市的建筑小区往往有大量集中且得到统一管理的建筑，有室外水景、绿地等。将海绵城市的理念同建筑小区整体设计结合起来，可以有效构建雨水管理系统，减少降雨造成的城市内涝等危害。

建筑小区的雨水控制有以下几个措施：

（1）硅砂雨水边沟在道路两旁设置硅砂雨水边沟来取代传统雨水箅，雨水经过边沟下渗后可去除大部分悬浮物，得到净化，便于道路雨水的收集及初期弃流。

（2）植草沟采用适合的植被种植在地表沟渠，具有较好的下渗功能，可收集、输送和排放径流雨水，并具有一定的雨水净化作用。

（3）透水铺装透水铺装是海绵城市建设重要技术措施之一，与传统不透水铺装相比，它含有较多的空隙，可以使雨水快速下渗，减少地面积水，削减暴雨径流，消纳径流污染，补充地下水。建筑小区中的人行道、非机动车道，停车场等交通负荷量低，适合采用透水铺装。

（4）下凹式绿地下凹式绿地指低于周边铺砌地面或道路在200mm以内的绿地，绿地内种植耐淹植物，采用渗透能力强的土壤，滞留雨水，净化水质；绿地内设溢流口，保证暴雨时径流的溢流排放。下凹式绿地造价低，布置简单，应用广泛，适合建筑小区改造。

（5）绿色屋顶绿色屋顶是指通过在屋顶种植植物，提高滞留雨水能力，减少径流量，延缓洪峰到来，净化雨水水质。绿色屋顶形成阴影，避免光线直射屋顶，起到隔热作用，降低夏季制冷费用，改善建筑小区生态环境。

（6）雨水花园雨水花园底部采用透气防渗砂防水，接通地气，避免了土工膜防水不透气水质易变坏的问题，同时可以通过植物吸收、生物净化的方式处理初期雨水，处理后的雨水再排入下游，源头截污，源头处理初期雨水。

（7）雨水蓄水池通过设置景观水体、旱塘、湿塘、蓄水池（罐）等具有蓄水作用的设置，来储存部分雨水，起到削减洪峰时段管网的排水压力。储蓄部分的雨水，可用于绿化和地面冲洗。由于蓄水池的设置占用部分用地，并对场地有一定要求，一般作为“海绵”建设措施的最后选择，比较适用于新建小区。

二、南宁市降雨现状及存在问题

南宁市位于广西中南部，地处亚热带，平均海拔76.5m，气候温暖湿润，雨水资源丰富，一年四季绿树成荫、瓜果飘香，青山环绕、碧水常流，“草经冬而不枯，花非春而常开”。全市森林覆盖率47.68%、建成区绿化覆盖率43.52%，人均公园绿地面积13.21m2。随着经济的发展，南宁城市面积快速拓展，1999年南宁城区面积为115.7km2，2008年城区面积为179km2，2015年城区面积为285km2。城市建设改变原有自然生态环境，原有水循环系统受影响，大大增加城市洪涝灾害的风险。

1．洪涝灾害频发南宁市辖区水系发达，河流众多，分布密集，其中较大的河流有邕江等；全年雨量充沛，多年平均降雨量为1,389.86mm，折合降水总量310.66亿m³，但降雨量集中，每年5月到10月总降雨量占年降雨量的80%以上。随着城市建设不透水面积增加，加上管网设计运行维护不合理等因素，造成洪涝灾害频发，造成重大损失。2001年7月洪水害导致159道街道被淹，9.65万人被洪水围困。2006年7月内涝造成700万m³受灾，造成直接经济损失5,820万元。

2．水质有待提高南宁虽然总体水质较好，但局部水质恶化和季节性水质恶化不容乐观。根据《2016年1月-8月南宁市重要水功能区水质状况》，水质呈季节性变化，1月-4月水质较好，5月-8月存在水功能区水质不达标现象，其中7月份17个全国重要水功能区中郁江横县峦城、飞龙渡区和左江南宁杨美饮用、景观用水区未达标，达标率仅为88.2%。

3．水循环链条破坏严重由于城市高度开发，不透水面积的增加、水土流失等因素造成地表水与地下水连通中断，导致雨水下渗和蒸发比例发生改变，原有的“降水、蒸发和径流”水循环链条遭到破坏，大量降水流入排水设施，汇流速度变快，洪峰值增大，排水管道流量变化大，河流径流量变化剧烈。这使得排水管网设计标准提高，投资建设费用增加，洪涝灾害风险上升。

三、基于海绵城市理念城市建筑小区雨水控制技术实例应用

1．项目概况某小区位于南宁市南部，建筑小区总占地面积约为6.16公顷，其中建筑用地约为1.37公顷，绿化用地约为2.02公顷，人行道路、广场约为1.67公顷，停车场占地约为0.17公顷，机动车占地约0.94公顷。

统计得出不同下垫面面积为：2．综合径流系数不同下垫面对应不同径流系数，径流系数如表2所示。

3．现状雨水径流系数分析该建筑小区主要采用传统建设材料，屋顶采用沥青屋面，人行道、广场采用混凝土、大理石，小区内道路、停车场等采用混凝土、沥青等不透水垫面，绿化采用传统绿化方式。根据公式（1），对现状下垫面雨量径流系数进行加权平均，得改造前雨水径流系数为0.57。

4．海绵工程改造后雨水径流系数基于海绵城市低影响开发的理念，结合该小区的实际情况，对多种低影响开发措施进行组合应用：道路两旁采用硅砂雨水边沟来取代传统雨水箅；人行道两侧、广场周围设置植草沟；对人行广场和停车场采用透水材料进行改造；部分原有绿地下沉处理，改造成下凹绿地；商铺部分的屋顶种植植被，改造成绿色屋顶。

将原来的“快排”转向“渗、滞、蓄、净、用、排”，利用以上措施，通过改造小区各部分下垫面材料，从源头削减雨水径流量、净化水质，进而改变小区地面的径流系数，减少排入管渠的雨水量。小区各下垫面类型、面积及改造比例如表4。通过海绵城市理念下雨水控制措施对小区改造后，雨水综合径流系数为0.47，与现状0.57相比，下降了0.1，下降17.5%。

5．年径流总量控制海绵城市雨水控制设施具有的调控容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求，采用容积法对设计调控容积进行计算。根据《南宁市海绵城市规划设计导则》建筑与居住小区改扩建项目径流总量控制率不低于70%，该小区年径流总量控制率取值75%，所对应的设计降雨量为26mm。

该建筑小区通过运用海绵城市理念，采用雨水控制技术改造后，在原有市政管网排水能力不变的情况下，暴雨重现期由1年变为2年，排水能力达到两年一遇以上，抵御外界变化的能力增强，小区类似于“海绵”体，具有吸水、储水、释水的效果，有良好的弹性，使得开发前后该区域的水文地质和生态环境变化较小，能有效应对环境的变化，应对自然灾害，减小洪涝灾害风险。

四、结语

海绵城市是现代化城市发展的更高阶段，城市建设海绵化，有利于减少城市生态水网破坏，从排水源头提高城市防灾能力，实现人与自然和谐共处。海绵城市的运用，是在城市发展同时保证自然生态的还原，实现低影响开发，由此在基于海绵城市理念下的雨水控制技术运用中，应当注意以下方面：

（1）因地制宜制定雨水控制措施。在一般建筑小区考虑到小区居住、商业等功能的使用，采用硅砂雨水边沟、植草沟、透水铺装、下凹式绿地、绿色屋顶等经济、易于实施的技术措施，可以获得较好的雨水径流量控制效果。

（2）城市道路应避免道路径流直接进入河道，把雨水汇入道路的绿化带及红线外绿地进行截污、下渗、溢流雨水最终流入雨水管渠或直接排入河道减少外排污染物负荷。公园绿地，可采用植草沟、滞留塘、地下蓄水池等，对雨水进行调控。

（3）多种雨水控制技术措施配合使用，从源头、中途、末端全过程进行雨水控制。

（4）制定雨水控制目标和标准。根据项目的条件和设计要求，设定控制目标和标准，以便选择措施的规模和类型。

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