长沙市望城区海绵城市例子--海绵城市设计说明_白石湖_170117

湖南师大附中星城实验中学一小

海绵城市设计

一、 设计概况

湖南师大附中星城实验中学一小位于长沙市望城区银月路以北，万家塘路以西，银光路以南，银松路以东，总用地面积47527.07㎡，净用地面积37706.51平米，其教学规模为48个班。包括教学实验楼、行政综合楼、食堂/体艺楼/教师周转用房、门卫、风雨跑道等，均为多层建筑，地下一层车库及设备房。

1.1地质条件

根据长沙市规划设计院提供的《长沙市望城区湖南师大附中星城实验中学一小项目详细勘察报告》，拟建场地内埋藏地层的野外特征，按从上至下顺序描述如下：

1）杂填土（Q4ml ）①：杂色，松散，土质不均，由黏性土夹生活垃圾等组成，局部含有根茎，尚未完成自重固结。该层场地均有分布，揭遇层厚0.4~1.8m。

2）粉质黏土（Qal+pl）②－1：褐黄、褐灰色，稍湿，可塑状态，捻面光滑，无摇振反应，干强度及韧性中等。该层仅在靠近池塘处有揭遇，层厚0.9~3.7m。

3）粉质黏土（Qal+pl）②－2：褐红色，硬塑状，切面稍有光泽，无摇震反应，干强度、韧性中等。该层大部分场地有分布，层厚

2.6~8.8m。

4）细砂（Qal+pl）③：灰黄～褐黄色，湿～饱和，松散～稍密，

主要成份为石英、长石、云母等，颗粒较均匀，级配差，颗粒形状不规则，该层土粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量的85%，以细砂为主。该层场地均有分布，揭遇层厚0.9~2.2m。

5）圆砾（Qal+pl）④：褐黄色，饱和，稍密~中密状态，主要成分为石英质、砂岩质圆砾，粒径为2~20mm，呈圆~亚圆形。含约10%~20%的圆砾，局部含量达40%，粒径多为3~5cm。黏性土含量约20%，夹少量中粗砂。该层场地均有分布，未钻穿次层，揭遇层厚

4.7~17.4m。

场地地下水主要为上层滞水和潜水。上层滞水主要赋存于杂填土①中，水量较小。潜水主要赋存于粉质黏土②、细砂③及圆砾④中，由大气降水补给，向上蒸发或朝地势低洼处排泄，水量相对较大。本次勘察测得潜水稳定水位埋深介于2.7~3.1m，相当于标高35.45~36.15m，地下水随季节变化，丰水季节水位较高，枯水季节水位较低，变化幅度约2.0m 。

1.2下垫面分析

表 1下垫面组成及径流系数一览表 下垫面类型

雨水花园

下凹式绿地

透水铺装（人行）

透水铺装（停车）

普通绿地 面积（m2） 1199.42 3699.30 3855.29 379.00 8416.49 径流系数 1.00 1.00 0.45 0.45 0.15 比例 0.03 0.10 0.10 0.01 0.22

沥青路面 1420.85 0.85

0.60

0.85

0.40

0.04 0.30 0.15 0.05 1.00 普通铺装及广场面积 11182.61 建筑屋顶投影面积 绿色屋顶 总面积

二、 设计目标 5795.09 1758.46 37706.51

根据望城区海绵城市建设技术导则，年径流总量控制率75%，对应设计降雨量24.14mm。年径流污染控制率不低于60%。

三、 设计方案

学校主要为坡屋顶，在体艺楼及教学楼楼上平屋顶部分设置绿色屋顶，面积不小于1758.46㎡，区域内停车场设置透水铺装，面积不小于379㎡，人行透水铺装面积3855.29㎡；雨水花园1199.42㎡，下凹式绿地3699.30㎡，约占绿地面积的36.8%，具体方案详见附图。

四、 “海绵城市”技术措施

4.1广场及路面：透水铺装

新建公共建筑同步建设雨水渗透、净化和收集利用设施，开展屋顶绿化，建设屋顶花园。非机动车道、人行道、广场和地面停车场采用透水性铺装，增加雨水自然渗透空间。非机动车道、人行道、广场可采用透水混凝土，路基可采用砂类土或其他有渗透性的材料，道路横断面设计优化道路横坡坡向、路面与道路绿化及周边绿地的竖向关系，便于径流雨水汇入绿地内低影响开发设施；地面停车场车位可采用植草砖、透水混凝土等透水材料。车行道及停车车行道采用常规不

透水混凝土。

4.2绿地：下凹式绿地及雨水花园

本项目通过绿地植被及下层土壤的渗透蓄水，实现对径流雨水的净化和调蓄。在不影响周边地基与基础、地下水水质等前提下，尽量将绿地设计为低势绿地，将屋面、道路等各种铺装表面形成的雨水径流汇集入绿地中进行蓄渗，以增大雨水入渗量，多余的径流雨水从设在绿地中的雨水溢流口或道路排走。

项目采用可渗透型下凹绿地，当原土透水能力较小，需对种植土层下的原土进行置换：从上到下依次为中粗砂层、碎石垫层，中粗砂层不小于200mm，碎石垫层厚度不小于300mm。雨水进入下凹绿地宜分散，若无法分散进入而集中进入时入口处应设置缓冲措施。可采用碎石或卵石等缓冲措施，碎石或卵石的大小及铺设面积应满足缓冲要求，且暴雨时不被冲散；广场雨水及路面雨水集中进入时，可采用带PVC 消能沉淀池的路缘石豁口作为入口。

下凹式绿地及雨水花园面积不小于绿地总面积的36.8%。

4.3绿色屋面

本项目在体艺楼教师周转用房和教学实验楼连廊屋顶设置绿色屋面，选择低矮灌木、草坪、地被植物等。

4.4雨水收集利用系统

本项目收集屋面及地面雨水，雨水经收集处理后排至景观水系内作为景观水系补水。

4.5初期雨水弃流设施

由于降雨过程中，初期的雨水冲刷屋面、道路，其中夹杂着大量的粉尘和泥砂，水质较差，对其进行弃流处理，使其直接排入市政污水管线，对于后期较为清澈的雨水进行收集储存后经适当的处理回用，以减少处理工序和降低运行费用等。对于屋面弃流，采用2~3mm径流厚度；地面弃流采用3~5mm径流厚度。

雨水经初期弃流后进入蓄水池，蓄水池兼具沉淀功能，蓄水池内设有排泥装置，避免过量沉淀。蓄水池雨水经过滤提升泵送至雨水处理系统，经处理水质达到景观补水水质要求后，排至景观水系。

4.6建筑

优先选择对径流雨水水质没有影响或影响较小的建筑屋面及外装饰材料。本项目以坡屋顶为主，局部采用平屋顶，建筑外墙采用面砖。

平屋顶的建筑采用绿色种植屋顶。

将屋面雨水引入周边的海绵设施，通过植草沟、雨水管渠将雨水引入场地内的集中调蓄设施。

4.7 安全要求

建筑与园区的海绵设施建设在确保安全的前提下进行，不应对人身安全、建筑安全、地质安全、地下水水质、环境卫生等造成不利影响。

建筑与园区的海绵设施设计有效的进水、转输设施及溢流排放系统。

建筑与园区内下沉式绿地等附近有相应的警示标识。

设计计算书

一、计算原则

1、LID 设施规模根据控制目标及设施在排水系统中发挥的主要功能，选择容积法、流量法或水量平衡法等方法通过计算确定；

2、按照径流总量、径流峰值与径流污染综合控制目标进行设计，选择其中较大的规模作为设计规模；

3、综合源头削减、中途转输、末端调蓄等手段，以源头削减为主；

4、植草沟或者卵石沟作为转输设施，对径流总量削减贡献较小，其调蓄容积不计入总调蓄容积；

5、根据设计地形和汇水面大小科学合理确定LID 设施规模，无法有效收集汇水面径流雨水的调蓄容积不计入总调蓄容积；

二、计算依据

1、《室外排水设计规范》 GB50014-2006(2016年版)

2、《城市工程管线综合规划规范》 GB50289-98

3、《长沙市望城区海绵城市建设技术导则》 2016 年9 月

4、《建筑与小区雨水利用技术规范》 GB50400-2006

5. 《长沙市绿色建筑项目管理规定》长政发【2015】8号

6. 《长沙市绿色建筑设计基本规定》长住建发【2014】325号

7. 《夏热冬冷地区居住建筑建筑节能设计标准》（JGJ134-2010）

8. 《湖南省公共建筑节能设计标准》 (DBJ 43/003-2010）

9. 《湖南省绿色建筑设计导则》（湘建科[2012]305 号）

10、《雨水利用工程技术规范》 DGJ32/J113-2011

11、《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》（国办发

[2015] 75号）

12、项目总平图和其他相关资料

三、LID 设施规模计算

3.1雨水调蓄

本项目规划占地面积小于2km2，根据《室外排水设计规范》和《海绵城市建设技术指南》，本项目LID 设施设计方案计算采用容积法、流量法、水量平衡法等可满足设计要求。

表 1下垫面组成及径流系数一览表 下垫面类型

雨水花园

下凹式绿地

透水铺装（人行）

透水铺装（停车）

普通绿地

沥青路面

普通铺装及广场面积

建筑屋顶投影面积

绿色屋顶

总面积 面积（m2） 1199.42 3699.30 3855.29 379.00 8416.49 1420.85 11182.61 5795.09 1758.46 37706.51 径流系数 1.00 1.00 0.45 0.45 0.15 0.85 0.60 0.85 0.40 比例 0.03 0.10 0.10 0.01 0.22 0.04 0.30 0.15 0.05 1.00

本项目综合雨量径流系数Ψ为：

Ψ=1.00 * 0.03 + 1.00 * 0.10 + 0.45 * 0.10 + 0.45 * 0.01 + 0.15 * 0.22 + 0.85 * 0.04 + 0.60 * 0.30 + 0.85 * 0.15+0.40*0.05=0.56

根据75%年径流总量控制率目标，查阅长沙市望城区降雨资料，依据《长沙市望城区海绵城市建设技术导则》 2016 年12月，查表得到对应的设计降雨厚度H=24.14mm。

因此，本项目低影响开发需要控制的降雨量为：

V=HΨF=37706.51 * 24.14 / 1000 * 0.56=509.73m³

本项目LID 设施规模及调蓄能力如下表所示：

表 2 LID 设施控制规模计算表 单位面积调

LID 类型 规模

蓄容积

透水铺装（人行） 3855.29 m2

透水铺装（停车） 379.00 m2

绿色屋顶

下凹式绿地

雨水花园

雨水收集池 1758.46 m23699.30m21199.42m2(m3) 调蓄容积 备注 0.10m 0.37m 369.90 443.79 112 调蓄能力不计

综上所述：本项目LID 设计方案总控制能力H i =0.6×（S 生态滞留设施×h1+S 下沉式绿地×h2+V 雨水收集池容积）/(S×Φ)= 555.43mm，需控制降雨量

（本项目总体年径流总量控制目标509.73m ，本项目满足设计目标。3

不小于75%。）

3.2年径流总量控制率

根据望城区海绵城市建设要求，本项目年径流总量空置率75%，对应设计控制雨量24.14mm。

据前文，湖南师大附中星城实验中学一小地块雨量径流系数取0.56,采用LID 工程措施后共可调蓄555.43m³，可实现将与控制量h=1000×555.43/（0.56×37706.51）=26.30mm

达到年径流总量控制率75%的要求。

3.3年径流污染控制率

年径流污染控制率以悬浮物(SS)的控制率记，本项目各类海绵设施面积及对径流污染物的控制率如下表： 单项设施 面积 占地比例 径流污染控制

率

3855.29

379.00

绿色屋顶

雨水花园 1758.46 1199.42 0.10 0.01 0.05 0.03

1 85% 85% 75% 85% 50% -

SS=0.1*0.85+0.01*0.85+0.05*0.75+0.03*0.85+0.5=65.65%，满足望城区年径流污染控制率不低于60%的要求。

3.4防涝系统

该小学地势西高东低，最大高差达4.3m，东侧利用原始地形设

置半地下停车，场地内地坪标高高于周边道路。发生超标暴雨时，学校内无内涝风险，雨水将通过地表径流，分别汇入周边道路雨水管道。

长沙市规划设计院

2017.1.17