老旧小区海绵化改造策略与应用
摘要：基于海绵城市建设要求，以合肥某老旧小区的海绵化改造为例，介绍了将卵石边沟、透水盲沟、透水铺装及雨水调蓄池等多种LID措施有机结合，实现了雨水径流总量控制的目标。同时，本工程作为合肥市海绵小区试点工程，创新性的采用了地表排水系统收集雨水，并根据雨水排向分区设置雨水蓄水池，将调蓄后雨水资源化利用，取得较好的示范效果。 关键词：海绵城市；老旧小区；径流总量
Strategy and Application of Sponge Transformation in Old Residential District
账户管理 Jiang Weimin，He Chang，Wang Zhou
（Shanghai Municipal Engineering Design & Research Institute（Group）Sixth Design Institute Co.Ltd.，HeFei 230061，China）
Abstract：Based on the construction requirements of sponge city，the sponge transfo
rmation project of a residential district in Hefei was analyzed.It combined various LID（low impact development）measures，including cobble side ditches，blind ditches，permeable pavement and rainwater storage tanks.The goal of total volume control of rainwater runoff has been achieved.At the same time，as a pilot project for the sponge community in Hefei，this project innovatively adopted a surface drainage system to collect rainwater，and set up rainwater storage tanks according to the rainwater discharge direction to make use of rainwater resources after storage.The whole project achieved a good demonstration effect.
Key words：sponge city，old residential district，total runoff
1、现状及存在问题
合肥某老旧小区建成于2010年，总面积约2.14hm2，地势较为平坦，主要由9栋6层高
智能分析的住宅楼组成。下垫面主要由屋顶、道路、停车场、绿地4种类型构成，占比分别为25.8%、29.7%、4.8%和39.8%。
1.1 存在雨污混接
通过现场踏勘及管网资料分析发现，尽管小区内阳台洗衣废水与屋面雨水通过不同的立管收集排放，但仍然存在污水支管错接进入雨水管网的情况，多处雨水井存在雨污混接现象，对下游受纳水体造成较大污染。
1.2 不透水面积大、径流污染大
小区内不透水面积大，建筑屋面和道路的占比略为55.5%，综合径流系数为0.55。大面积的硬化铺装导致降雨时雨水不能有效下渗，而是通过地面的有组织径流排放至雨水管网中，增大雨水流量，加大了城市内涝的风险。同时小区内雨水口污染较严重，降雨时将带来初期雨水径流污染。
1.3 雨水资源化利用率低
小区内未设置雨水回用设施，雨水没有有效的收集利用，资源化利用率低。
2、设计目标
2.1 雨水年径流总量控制
根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》中的我国大陆地区年径流总量控制率控制要求及分区图，合肥市位于Ⅲ区，其控制目标范围为75%≤α≤85%，对应的设计降雨量范围为21.3mm≤H≤31.3mm。结合本研究区域的现状，并根据《安徽省海绵城市规划导则》，确定本工程的年径流总量控制率为80%，其对应的设计降雨量为28.0mm。
2.2 雨水资源化利用
视力保护器 根据合肥地区的日降水资料，合肥年均降水量是964.4mm。通过在小区内雨水管网的末端分设3个蓄水池，总容积为500m3。平均每年雨水利用量为7500m3。
3、设计方案
宝石饰品
3.1 雨水立管断接
现状屋面雨水通过雨水立管排至室外检查井，采用的是传统的“快排”模式，降雨时雨水迅速汇至雨水管网，增大管网的排放压力。故将现状雨水立管断接，排入住宅外墙侧的卵石边沟，缓冲消能；再漫溢至住宅附属绿地，充分利用土壤的渗透能力，增强雨水就地下渗；再经绿地流至靠近路侧的盲沟，最后通过雨水口汇至雨水干管。即完全利用“地表排水系统”收集雨水，延缓径流产生的时间，削减径流外排量。
通过采用植草沟、排水明沟（渠）等构建地表有组织排水系统，并与下游排水系统相衔接[1]，本工程与该研究设计理念较为相似。相关研究表明，采用单一的雨落管断接时径流量削减率仅为10.4%~14.4%，而采用结合下凹式绿地的综合断接时径流量削减率可达到41.5%~78.8%[2]。
3.2 LID措施
低影响开发设施包括卵石边沟、盲沟等，卵石边沟设置在住宅的附属绿地内，收纳屋面落水管的雨水兼作消能；盲沟设置在绿地靠近路侧处，同时在末端设置雨水口，收集雨水排至雨水干管。
气门座圈
在小区内住宅的附属绿地内铺设B×H=500mm×300mm卵石边沟，卵石边沟内填充0.2m厚的Φ50~100mm卵石。为避免卵石边沟内雨水下渗，影响建筑物的地基稳定性，在其底部设置10cm厚C20素混凝土垫层。卵石边沟可以收集屋面雨水，并可以起到消能、滞留、净化的作用。
在绿地内靠近路侧铺设B×H=300mm×500mm透水盲沟，盖板为6.5mm厚的砂基透水砖，上覆10cm厚Φ50~100mm卵石。小区支路、停车场、广场改造为透水铺装后，雨水先经透水铺装直接渗透，超过透水砖入渗能力的雨水则经过开孔侧石，与绿地汇来的屋面雨水一起流至盲沟。相关研究表明，鹅卵石排水边沟能起到减缓和引导地表径流的作用，在景观步道一侧设置卵石排水边沟及旱溪汀步还能强化植物缓冲坡对降水的下渗作用[3]。
图1 雨水立管断接、卵石边沟及盲沟大样图
Fig.1 Illustration of rainwater vertical pipe disconnection，cobble side ditch and blind ditch
有研究表明，海绵小区将多种LID措施相结合，包含生物滞留池、植草沟、绿屋顶、雨水桶等常见低影响开发措施，在不同特征降雨事件中的削峰减洪效果比单一LID措施更为稳定[4]。
3.3 雨水调蓄
根据小区的竖向和管网资料显示，小区有南、北两个雨水分区，汇水面积分别为FS=12450m2，FN=8859m2。在两个排水分区的雨水干管末端分别设置雨水蓄水池，对雨水干管分段接入的来水进行收集、调蓄、净化。蓄水池的调蓄容积参照《海绵城市建设技术指南》，计算公式：
V=10HψF （1）
式中：V——设计调蓄容积，m3；
H——设计降雨量，mm，本工程取28.0mm；
ψ——综合雨量径流系数，本工程屋面和路面径流系数取0.9，绿地径流系数取0.1，综合径流系数为0.55；
F——汇水面积，hm2。
经过计算，南侧蓄水池容积为300m3，北侧蓄水池容积为200m3。蓄水池出水经泵提升后可用于绿化浇洒、道路冲洗、洗车等功能。
调蓄池建成投入使用后，对进出水水质进行了检测，检测结果见表1。水质检测结果显示，经蓄水池调蓄净化后，CODCr和SS去除效果明显，去除率分别为58.82%和93.15%。根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》GB 50400-2016中相关规定，雨水回用于绿化、车辆冲洗和道路浇洒用途时，CODCr和SS的指标要求详见表2。调蓄池出水水质满足水质要求，可以用于小区的绿化浇洒、道路冲洗等，实现雨水的资源化利用。
表1 雨水调蓄池进出水水质检测结果
Table 1 Water quality test results of inflow and outflow of rainwater storage tank
3.4 道路下垫面改造
主车道铺设沥青增高8cm（不含2cm平层），雨水通过开孔侧石流至绿地内的透水盲沟，盲沟对雨水进行导流，汇入雨水干管。同时将小区内现状支路、停车场、广场均换成透水铺装，铺设透水砖增高10.5cm，道路结构层的具体做法是：在现状路面的基础上铺设40mm厚PZG粘接平层，面层为300×150×65mm（H）砂基透水砖。雨水下渗通过现状水泥路面开槽收集排入绿地内透水盲沟，超过下渗部分通过开孔侧石汇至盲沟。
透水性铺面对于暴雨径流量抑制具有相当成效，尤其当降雨量小于35mm时，入渗效果大都可达至80%以上[5]。
4、工程效果评价
4.1 径流总量控制分析
小区分南、北两个排水分区，汇水面积分别为FS=12450m2，FN=8859m2，根据公式（1），同时考虑蓄水池的有效容积，本次取1.35的安全系数，计算结果如下：
南侧片区：WS=1.35×10×0.55×28.0×1.245=258 m3，取300m3；
北侧片区：WN=1.5×10×0.55×28.0×0.886=184（m3），取200m3。
满足《安徽省海绵城市规划导则》的控制要求。
4.2 雨污分流改造评价
对小区原有的多处雨污混接点进行雨污分流改造，混接改造于项目施工验收时一并完成验收，后期经实地考察显示雨污混接改造较为彻底，小区排出口未发现旱季污水。
4.3 面源污染效控制效果分析
