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文档简介

西安市海绵城市建设低影响开发技术指南(试行)1总则1.1编制目的为落实《西安市海绵城市建设实施方案》要求,规范低影响开发(LID)雨水控制利用工程的规划、设计、施工、运行维护管理,结合西安市自然地理条件、水文地质特征、降雨规律、排水现状及经济社会发展水平,编制本指南。本指南为试行指南,将根据西安市海绵城市建设实践经验及相关标准更新动态修订。1.2适用范围本指南适用于西安市行政区域内新建、改建、扩建项目的低影响开发雨水系统规划设计、施工及运行维护,包括:(1)建筑与小区、道路与广场、公园与绿地、城市水系等各类开发建设项目;(2)城市旧区更新改造、黑臭水体治理、内涝点整治等工程中的低影响开发设施建设。西安市年平均降雨量565mm,其中60%以上降雨量集中在7-9月汛期,本指南所有设计参数均匹配西安市降雨特征。

1.3控制目标

西安市低影响开发核心控制目标为年径流总量控制率,具体要求为:(1)新建城区年径流总量控制率不低于75%(对应设计降雨量21.2mm);

(2)老旧城区改造项目年径流总量控制率不低于70%(对应设计降雨量17.6mm);

(3)特殊区域(如水资源紧缺区域、水质敏感区域)可根据管控要求提高至80%(对应设计降雨量26.8mm)。

其他控制指标需满足:降雨初期径流污染去除率不低于40%,峰值流量削减率不低于30%,雨水资源化利用率满足区域水资源配置要求。

1.4技术原则

低影响开发应遵循“整体优先、因地制宜、生态自然、经济适用”原则:(1)优先利用自然地形对雨水进行滞蓄、渗透,减少管网和调蓄设施的硬性改造;(2)结合西安市黄土高原沟壑地貌特征、包气带透水性好、地下水位埋深普遍大于5m的特点,优先选择入渗型设施,合理设置防渗措施防范黄土湿陷风险;(3)设施设计应兼顾景观、休闲功能,与城市环境融为一体;(4)优先选用本土植物、乡土材料,降低建设和运维成本。2术语与基本规定2.1主要术语(1)低影响开发:模拟自然水文循环,通过分散、小型、低成本的源头设施控制雨水径流,维持开发前后水文特征基本不变的开发模式。(2)年径流总量控制率:多年平均情况下,场地内通过渗透、滞蓄、利用、蒸发等方式消纳的降雨量占总降雨量的比例。(3)设计降雨量:为实现设定的年径流总量控制率,对应的单次降雨设计降雨量值,根据西安市1985-2020年降雨统计数据确定。

(4)径流系数:一定汇水面积内径流量与降雨量的比值,低影响开发设施计算中采用综合径流系数表征场地整体产流特征。2.2基本规定(1)所有新建建设项目应将低影响开发设施纳入项目主体工程,同步设计、同步施工、同步验收,投资纳入项目总投资;(2)改造项目应结合原有设施现状,合理选择改造技术,避免大拆大建,优先改造利用原有绿地、透水铺装、调蓄坑塘等设施;(3)湿陷性黄土区域设计低影响开发入渗设施时,必须按《湿陷性黄土地区建筑标准》(GB50025-2018)要求设置防渗层,消除入渗水引发的地基湿陷风险;

(4)位于地下水饮用水水源保护区、重金属污染场地等特殊区域,严禁采用直接入渗设施,应设置防渗层后对雨水收集利用或排放。3西安市自然条件与设计参数3.1基础自然条件(1)气候降雨:西安市属暖温带半湿润大陆性季风气候,多年平均气温13.0℃-13.7℃,多年平均降水量565mm,最大年降水量983.2mm,最小年降水量312.2mm,汛期(7-9月)降雨量占全年降雨量的60%-65%,短历时暴雨强度高,最大1h降雨量可达80mm以上。

(2)地形地貌:西安市地处关中平原中部,南依秦岭、北靠北山,整体地势东南高西北低,市域范围内川原、山地、沟壑交错,建成区平均坡度1.2‰,南部台塬区坡度可达5°-15°。(3)水文地质:西安市建成区土壤以黄土状粉土为主,渗透系数一般为10⁻⁴-10⁻⁶cm/s,大部分区域属于中等透水地层,地下水位埋深:城区一般为5-20m,远低于《室外排水设计标准》要求的入渗设施底部距离地下水位不小于1m的控制要求,适合开展雨水入渗;北部泾渭冲积平原部分区域地下水位埋深小于3m,需合理控制入渗设施规模。

(4)黄土湿陷性:西安市建成区除渭河、沣河漫滩区域外,大部分分布自重湿陷性黄土,湿陷等级以Ⅰ级-Ⅱ级为主,局部为Ⅲ级,入渗型设施必须设置防渗及排水措施,防范湿陷风险。3.2设计参数(1)年径流总量控制率对应设计降雨量,西安市取值如下:年径流总量控制率设计降雨量(mm)70%17.675%21.280%26.885%34.3(2)不同类型用地综合径流系数(开发前自然状态):用地类型综合径流系数山林地0.10-0.20草地0.15-0.25耕地0.20-0.30水域0.90-1.00(3)不同类型用地综合径流系数(开发后未做LID改造):用地类型综合径流系数住宅用地(低密度)0.30-0.45住宅用地(高密度)0.50-0.65商业用地0.60-0.75工业仓储用地0.55-0.70道路广场用地0.80-0.90公园绿地0.15-0.25(4)西安市暴雨强度公式(2021版):

式中:q为暴雨强度[L/(s·hm²)];P为设计重现期(a);t为降雨历时(min)。4低影响开发设施选型与设计4.1透水铺装透水铺装适用于建筑与小区停车场、步行道、广场,城市支路、次干路非机动车道以及公园游步道等区域,西安市常用透水铺装类型分为透水砖铺装、透水混凝土铺装、透水沥青铺装三类。4.1.1设计要求(1)透水铺装基层厚度根据设计降雨量和场地土壤渗透系数计算确定,西安市常规设计:总厚度30-50cm,其中面层厚度:透水砖6-10cm,透水混凝土10-15cm,透水沥青12-18cm;基层采用级配碎石,厚度20-35cm,空隙率30%-40%。

(2)透水铺装下方地基为湿陷性黄土时,必须在基层底部设置厚度不小于1.5mm的HDPE防渗膜,防渗膜上方设置10cm厚排水盲管层,将渗滤雨水导入市政雨水管网或周边调蓄设施。(3)透水铺装坡度应控制在1%-5%,坡度大于5%时应设置拦水坎减缓径流流速,提升入渗效果。

(4)地下水位埋深小于3m的区域,透水铺装底部应距离最高地下水位不小于1m,不满足要求时改为半透水铺装,底部做防渗处理。4.1.2适用条件荷载小于10t的轻型荷载区域优先选用,主干道公交车道、重型停车场不宜采用全透水铺装,可采用表层透水、底部防渗的半透水结构。4.2下沉式绿地下沉式绿地是西安市应用最广泛的低影响开发设施,适用于建筑与小区绿地、道路绿化带、公园绿地等区域,可消纳周边硬化汇水面的雨水径流。4.2.1设计要求(1)下沉式绿地下沉深度应为100-250mm,西安市常规取值150mm,过深影响植物生长,过浅无法满足调蓄容积要求。

(2)调蓄容积计算公式为:V=10HψF,其中V为设计调蓄容积(m³),H为设计降雨量(mm),ψ为汇水面积综合径流系数,F为汇水面积(hm²),下沉式绿地的有效调蓄容积应不小于计算得到的V值。

(3)进水口应比周边硬化地面低20-50mm,保证雨水顺利汇入,溢流口设置在绿地最低点,标高高于绿地顶面50-100mm,超过调蓄能力的雨水通过溢流口排入市政雨水管网。

(4)湿陷性黄土区域下沉式绿地,应在绿地底部铺设防渗膜,设置盲管收集渗滤水,盲管坡度不小于0.5%,保证排水通畅。

(5)下沉式绿地土壤渗透系数应控制在10⁻³-10⁻⁴cm/s,渗透系数不足时可换填种植土,换填厚度为50-80cm。

#4.2.2下沉深度超过200mm的区域,植物应选择耐淹时间不低于24h的品种。4.3生物滞留设施生物滞留设施包括雨水花园、生物滞留带、滞留塘等类型,适用于建筑小区出入口周边、道路分隔带、广场周边绿地、公园滨水区域,兼具径流控制和景观美化功能。4.3.1设计要求(1)生物滞留设施面积占汇水面积的比例一般为5%-10%,根据年径流总量控制目标计算确定,西安市常规设计,雨水花园规模为10-50m²/个,边长不小于2m。

(2)结构层从上到下依次为:滞留蓄水层(厚度100-250mm)、覆盖层(厚度50-100mm,采用树皮或碎石)、种植层(厚度250-400mm,种植土配比为沙土:腐殖质:有机肥=6:3:1)、过滤层(厚度100-150mm,采用细砂)、排水层(厚度150-250mm,采用砾石,内置穿孔渗透盲管)。

(3)湿陷性黄土区域,排水层底部应设置防渗层,盲管将收集的雨水引入雨水管网或调蓄设施,非湿陷性区域且地下水位满足要求时,可取消防渗层,雨水直接下渗补充地下水。(4)生物滞留设施进水端应设置100-150mm厚碎石消能区,减缓进水流速,防止冲刷土壤。

(5)溢流口设置在设施最低处,溢流口标高高于种植层顶面100-150mm,超过设计标准的雨水通过溢流口排除。

#4.3.2适用条件

汇水面积不宜超过2hm²,适合小规模源头径流控制,对水质要求较高的景观区域可优先选用。4.4渗透塘渗透塘是利用天然坑塘或人工开挖形成的雨水渗透调蓄设施,适用于城市公园、郊野区域、建筑小区闲置空地、道路立交低点等区域,调蓄渗透能力强于绿地。4.4.1设计要求(1)渗透塘调蓄深度一般为0.5-1.5m,边坡坡度不陡于1:3,保证边坡稳定,周边设置防护设施。

(2)塘底应设置100-150mm厚种植土,种植水生或湿生植物,塘底土壤渗透系数不足时,可换填300-500mm厚砂质土壤,提升渗透能力。

(3)进水口设置沉砂池,沉砂池容积不小于日汇流量的10%,定期清淤,防止泥沙进入渗透塘降低渗透效率。

(4)塘底距离最高地下水位不小于1m,湿陷性黄土区域塘底必须做防渗处理,设置盲管排水,防止入渗水引发地基湿陷。4.4.2适用条件汇水面积可以达到5-10hm²,适合消纳道路、广场等大面积硬化面的径流,立交区域内涝治理可优先选用。

4.5雨水湿地

雨水湿地是利用湿地植物、微生物和基质共同净化雨水的低影响开发生态设施,适用于城市水系岸带、大型公园、新建开发区尾端调蓄净化,兼具径流控制、水质净化和生态景观功能。4.5.1设计要求(1)雨水湿地面积根据汇水面积和水质目标确定,一般占汇水面积的1.5%-3%,水力停留时间为4-8h,表面水力负荷不超过5m³/(m²·d)。

(2)雨水湿地分为进水区、潜流区、表流区、出水区,水深分别为:进水区0.5-0.8m,潜流区0.3-0.5m,表流区0.8-1.2m,出水区0.5-0.8m。

(3)基质层从上到下依次为种植土(厚度30-50cm)、细砂(厚度20-30cm)、砾石(厚度30-40cm),湿陷性区域底部做防渗处理。

(4)植物配置按照水深梯度配置:浅水区种植芦苇、香蒲、菖蒲,深水区种植睡莲、荇菜,岸带种植杞柳、荻苇、千屈菜等本土品种。4.5.2适用条件适合城市出入口、大型滨水区域、水质净化要求较高的区域,可与城市黑臭水体治理结合建设。4.6绿色屋顶绿色屋顶适用于新建公共建筑、住宅建筑坡度小于15°的平屋顶,西安市分为开敞式简单绿色屋顶和花园式绿色屋顶两类。4.6.1设计要求(1)屋顶荷载满足要求:开敞式绿色屋顶单位面积荷载不大于150kg/m²,花园式绿色屋顶不大于300kg/m²,设计前必须对屋顶结构承载力进行验算,不满足要求不得建设。(2)结构层从上到下依次为:植物层、种植基质层(厚度:开敞式10-15cm,花园式20-30cm)、过滤层(采用土工布)、排水层(采用排水板或凹凸型排蓄水板)、防水层(耐根穿刺防水层,厚度不小于4mm)、结构层。

(3)绿色屋顶年径流总量控制率可达到60%-70%,设计降雨量大于25mm时,超过调蓄能力的雨水通过原有屋面雨水口排放,排水坡度不小于2%。

(4)植物优先选用佛甲草、垂盆草等景天科耐旱浅根植物,花园式可搭配低矮灌木,不得种植高大乔木。4.6.2适用条件公共建筑、办公建筑、住宅建筑屋面,坡度大于15°、荷载不足的老旧屋面不得采用。4.7调蓄水池调蓄水池是储存雨水用于回用的设施,适用于建筑小区、公园、广场等区域,可实现雨水资源化利用,分为地下封闭式和地上开敞式两类。4.7.1设计要求(1)调蓄容积根据雨水回用水量和径流控制目标确定,西安市雨水回用主要用于绿化灌溉、道路洒水,回用规模按绿化面积计算,每1000m²绿化需调蓄容积30-50m³。

(2)地下调蓄水池一般采用钢筋混凝土结构或成品模块式蓄水池,进水端设置沉砂、过滤装置,去除悬浮物,底部设置0.5%坡度的集泥坑,配备潜水泵抽吸清淤,顶部设置检修口和通气孔。

(3)地上开敞式调蓄水池应设置防护栏杆,周边绿化美化,防止杂物进入。4.7.2适用条件雨水回用需求较大、源头设施调蓄能力不足的区域,西安市缺水年份可优先建设,提升雨水资源化利用率。5不同类型项目低影响开发设计要点5.1建筑与小区新建建筑与小区年径流总量控制率不低于75%,老旧小区改造不低于70%,设计要点:

(1)住宅小区硬化地面中,透水铺装比例不低于30%,停车场优先采用植草砖或透水砖铺装,停车位采用生态停车位。

(2)小区绿地应100%改造为下沉式绿地,建筑屋面雨水应通过管道引入周边下沉式绿地或生物滞留设施消纳,无法重力流入的,可通过设置小型集水井提升后接入。

(3)公共建筑屋面优先建设绿色屋顶,绿化率不低于30%的小区可结合景观设置小型雨水花园,面积不小于绿地总面积的10%。

(4)有条件的小区设置雨水调蓄水池,收集雨水用于绿化灌溉和道路洒水,回用率不低于小区径流总量的20%。

(5)湿陷性黄土区域,所有入渗设施必须做防渗处理,盲管接入小区雨水管网,不得随意下渗。5.2城市道路与广场城市道路年径流总量控制率不低于70%,新建主干道不低于75%,设计要点:

(1)道路两侧绿化带、中央分隔带优先改造为下沉式生物滞留带,下沉深度控制在150-200mm,路面雨水通过路缘石开口引入生物滞留带消纳,路缘石开口间距为10-15m。

(2)城市支路、次干路的非机动车道、人行道采用透水铺装,比例不低于80%,主干路人行道可采用透水铺装,基层做防渗处理,防止雨水浸泡路基。

(3)大型广场透水铺装比例不低于50%,广场周边绿地设置下沉式调蓄绿地,消纳广场雨水,广场最低点设置溢流口接入市政管网。

(4)道路立交低点区域,周边设置渗透塘调蓄暴雨径流,削减峰值流量,降低内涝风险。(5)道路初期径流污染浓度较高,生物滞留设施过滤层应增加10%厚度,提升污染去除效果。

5.3公园与绿地

公园与绿地年径流总量控制率不低于80%,设计要点:

(1)公园内道路、停车场全部采用透水铺装,保留原有自然坑塘改造为调蓄渗透塘,消纳周边区域雨水。(2)公园绿地除特殊景观节点外,全部改造为下沉式绿地,下沉深度100-150mm,沿汇流路径设置多处生物滞留设施和雨水湿地,净化雨水后补充水系。

(3)大型公园可结合水系设置多级调蓄设施,上游设置滞留塘,中游设置雨水湿地,下游设置调蓄湖,实现径流分级控制。(4)公园可利用闲置区域设置地下调蓄水池,收集雨水用于绿化灌溉,减少市政供水取用。5.4城市水系城市水系低影响开发设计要点:(1)拆除硬质护坡,改造为生态护坡,种植本土水生植物,岸边打造20-50m宽的滨水绿带,滨水绿带建设为下沉式调蓄带,消纳岸边雨水径流。

(2)水系岸线按照自然形态打造,保留自然弯曲度,设置多级滩涂,暴雨期滞蓄洪水,消减峰值流量。(3)入河排水口前设置生态缓冲带和雨水湿地,净化初期径流后再排入河道,降低面源污染对水体的影响。(4)结合水系蓝线管控要求,预留足够的调蓄容积,满足50年一遇暴雨调蓄要求。6施工技术要求6.1一般规定(1)低影响开发设施施工应按照设计文件要求进行,进场原材料应进行质量检验,合格后方可使用,防渗膜、透水砖、排水盲管等主要材料必须具备出厂合格证和检测报告。(2)施工前应做好场地平整,测量放线,做好场地排水,避免施工期雨水冲刷导致土壤流失,堵塞设施孔隙。(3)主体工程完工后,才能开展低影响开发设施施工,避免主体工程施工对设施造成破坏。6.2各类型设施施工要求(1)透水铺装:①基层级配碎石铺设后应碾压密实,压实度达到93%以上,平整度偏差不大于10mm。

②透水砖铺设时,砂垫层厚度控制在30-50mm,缝隙采用细砂填缝,严禁采用水泥砂浆填缝,保证透水性。

③透水混凝土摊铺后应及时养护,养护时间不少于7d,养护期间禁止车辆通行。④防渗层铺设时,防渗膜搭接宽度不小于15cm,采用热焊连接,施工后应进行渗漏检测,合格后方可进行下一道工序。(2)下沉式绿地与生物滞留设施:①开挖应按照设计坡度控制,避免超挖,超挖部分不得用素土回填,必须采用级配砂石回填压实。②各结构层分层铺设,分层压实,种植土压实度控制在80%-85%,不得过压影响渗透效果。

③防渗膜铺设应平顺,不得有褶皱,破损处必须及时更换,盲管安装坡度应符合设计要求,接口连接严密,不得渗漏。④植物种植应在设施结构完工验收后进行,种植后及时浇水养护,成活率不低于95%。

(3)绿色屋顶:①施工前应对原有屋面防水层进行渗漏检测,原有防水层渗漏必须先修复,再铺设耐根穿刺防水层。②耐根穿刺防水层搭接宽度不小于10cm,搭接处密封严密,施工后进行48h蓄水试验,无渗漏后方可进行下一道工序。③排水板铺设应平整,搭接牢固,排水坡度符合设计要求,种植基质铺设应均匀,不得过载,避免超过屋顶荷载限值。(4)调蓄水池:①模块式调蓄水池基础应平整压实,承载力满足设计要求,模块安装应整齐牢固,缝隙密封严密。②钢筋混凝土调蓄水池浇筑后应做好养护,抗渗等级符合设计要求,施工后进行闭水试验,24h渗漏量不超过设计限值。③进水管、出水管、溢流管接口应密封严密,不得渗漏,潜水泵安装完成后应进行试运转,运行正常方可验收。7运行维护管理7.1一般规定低影响开发设施运行维护实行产权人负责制,产权单位可以委托专业运维单位进行维护,建立运维台账,记录设施运行、清淤、修复情况,每年雨季前应对所有设施进行全面检查,雨季中及时巡查,暴雨后及时清理修复。7.2不同设施维护要求(1)透水铺装:①

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