海绵城市-深层调蓄

2016年1月14日海绵城市-深层调蓄海绵城市Part1海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。A顺应自然B人与自然和谐C保护原有生态D低影响开发E地表径流量不变海绵城市海绵城市概述1海绵城市概述140%蒸发10%地表径流50%蓄渗城镇化之前城镇化之后30%蒸发55%地表径流15%蓄渗30%蒸发20%地表径流50%蓄渗回用海绵城市高度城镇化导致城市下垫面改变海绵城市概述1设计理念是避免雨水在地面停留，尽快将地面径流收集，通过雨水管道输送至受纳水体《清洁饮用水法》颁布，制订了多项针对点源污染的政策，包括主要针对工业和城市污水的强制性污染排放控制许可证推出针对雨水系统的多项BMP管理措施，制定针对雨水排放“水量”和“水质”控制的具体设计标准和规范的同时，截留并适当处理暴雨初期的地面径流快排控制阶段水质控制阶段雨水水量和水质控制并重阶段可持续性雨水管理阶段LID设计方法，重视雨水排放的源头控制，强调人工排水系统应最大限度模拟自然界水文环境，降低雨水系统对自然界的影响绿色+灰色反思定义：海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式海绵城市建设的目的是转变城市发展方式海绵城市概述1本质：控制雨水径流、恢复城市原始的水文特征，对城市水资源综合管理，实现：保障水安全、治理水环境涵养水资源、改善水生态海绵城市建设技术措施（六字方针）：渗、滞、蓄、净、用、排狭义的LID设施≠海绵城市3类20项适用技术类型技术数量源头控制10绿色屋顶1高位花坛、雨水罐、雨水花园3透水铺装1景观水体、调蓄池2下凹式绿地/简易型生物滞留设施1复杂型生物滞留设施1浅层蓄渗1中途转输5雨水调蓄池1渗管渗渠1植草沟1道路行泄通道1下沉式绿地广场1末端排放5雨水调蓄池（污染）1雨水湿地1植被缓冲带1生态河道1隧道调蓄工程11、源头控制1.1建筑与小区（4项技术）1、绿色屋顶绿色屋顶适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度≤15°的坡屋顶建筑。绿色屋顶类型可分为简单式和花园式。绿色屋顶为一级防水等级，采用不少于两道防水设防，上层必须为耐根穿刺防水层，两道防水层应相邻铺设，形成整体。种植屋面的排水坡度不宜小于2%。建筑小区屋顶绿化率不宜低于10%。1、源头控制2、高位花坛、雨水罐、雨水花园高位花坛与雨水花园结合雨水罐与雨水花园结合非绿色屋顶或坡屋顶建筑小区可结合景观建设社区雨水花园；屋面雨水沿雨落管排入高位花坛或雨水罐，满足收集回用的需要，再汇入雨水花园；采用雨水罐形式时，需对初期雨水进行弃流和过滤。1.1建筑与小区（4项技术）1、源头控制3、透水铺装小区透水性铺装：透水停车场透水人行道透水车行道透水广场控制新建小区可渗透地面面积比例不低于70%(上海)1.1建筑与小区（4项技术）1、源头控制3、透水铺装1.1建筑与小区（4项技术）1、源头控制4、景观水体、调蓄池景观水体用于源头径流总量和污染控制的调蓄池计算：V设计=10HφFV设计——设施调蓄容积，m3；H——设计降雨控制量，mm；φ——综合雨量径流系数；F——汇水面积，hm2。建筑小区每1000m2硬化面积应配建调蓄容积不小于20m3~30m3（对应75%~85%控制率）的雨水调蓄设施1.1建筑与小区（4项技术）浅层调蓄模块（上海市政院浦江研发基地)1、源头控制1.2公共绿地（2项技术）1、下凹式绿地/简易型生物滞留设施溢流口接雨水管渠原土种植土250mm蓄水层100mm1、源头控制1.2公共绿地2、复杂型生物滞留设施复杂型生物滞留设施植被层下铺填级配土层和碎石层，促进雨水下渗；生物滞留设施内部可设置浅层调蓄模块，增加蓄水空间；复杂型生物滞留设施应设计有组织排水，透水层下设置穿孔排水管，连通雨水管网，保证雨水渗透的可持续性。滞留调蓄渗透过滤减少地表径流提高水质1、源头控制1.3市政道路（3项技术）1、透水铺装土基透水底基层150-200mm透水基层100-150mm透水找平层20-30mm透水面60-80mmPVC排水管DN50结合地下水位和土壤渗透率，宜采用半透水铺装结构，透水基层内设导流管。人行道、非机动车道透水铺装率应大于10%。1、源头控制1.3市政道路15cm砂砾石30cm水泥稳定碎石7cm透水基层4cm透水沥青20cm级配碎石12cm透水混凝土透水沥青路面适用于机动车道透水混凝土路面适用于非机动车道、人行道、广场、停车场等1、透水铺装1、源头控制2、下凹式绿地/生物滞留设施溢流口接雨水管渠原土种植土250mm蓄水层100mm1.3市政道路1、源头控制1.3市政道路3、浅层蓄渗路面排水宜采用生态排水的方式，雨水首先汇入道路红线内绿化带，当红线内绿地空间不足时，再将道路雨水引入红线外绿地内的低影响开发设施进行消纳；道路横断面设计应优化道路横坡坡向、路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等，便于径流雨水汇入低影响开发设施；道路生态排水设计可采用透水路面和生物滞留设施的组合技术。1、源头控制2、中途控制3、末端控制雨水调蓄池渗管渗渠植草沟道路行泄通道下沉式绿地广场调蓄池体积maxQmaxQminQ出出进流量（l/s）出水流量过程线降雨历时（min)进水流量过程线2、中途控制2.1雨水调蓄池dttQtQVToi0)]()([V——调蓄量或调蓄池有效容积（m3）；Qi——调蓄设施上游设计流量（m3/s）；Qo——调蓄设施下游设计流量（m3/s）；T——降雨历时（min）。用于削减峰值流量时的雨水调蓄池设计：当汇水面积超过2km2时，考虑降雨时空分布的不均匀性和管渠汇流过程，调蓄池设计应采用数学模型法计算。2.2渗管渗渠渗管渗渠一般用于促进透水路面和绿地内部渗透雨水的转输和排放；渗管/渠应设置预处理设施；渗管渗渠应就近接入市政雨水管网；临近河道的渗管渗渠宜预留河道排放口，当雨水管网排水不畅时，渗管渗渠内雨水可分流排入河道。渗管渗渠用于当雨水系统无法有效排除超标雨水时，辅助排除地面积水。2、中途控制2、中途控制2.3植草沟a)植草沟断面形式主要有倒抛物线形、三角形或梯形；b)植草沟的纵坡不应大于4%，且不应小于0.3％；c)植草沟边坡坡度的取值范围一般为1/4~1/3；d)植草沟最大流速应小于0.8m/s，曼宁系数宜为0.2-0.3；e)植草沟的最大有效水深不宜大于0.3m2/13/21其中：IRnv——流速（m/s）；R——水流半径（m）；I——水力坡降；n——粗糙系数。/QAA——水流有效断面面积（m2）；Q——汇水区径流量（m3/s）根据断面面积A，结合边坡坡度和有效水深，可以得到断面具体尺寸绿地绿地i4%植草沟水流断面计算：2、中途控制2.4道路行泄通道选取道路作为行泄通道时，应符合以下规定：a)应选取排水系统下游的道路，不应选取城镇交通主干道、人口密集区和可能造成严重后果的道路。b)应与周边用地竖向规划、道路交通、市政管线等情况相协调。c)超标雨水应就近排入水体、管渠或调蓄设施，设计积水时长不应超过12h。d)设计最大积水深度应保证周边居民住宅和工商业建筑物的底层不进水。e)应避免设置转弯。f)应设置清晰的行车方向标识和水位监控系统。g)作为行泄通道的道路排水系统宜采用数学模型法校核。2015年6月16~17日上海积水道路2、中途控制2.5下沉式绿地广场下沉式广场下沉式公园根据内涝风险评估和行泄通道规划，合理设置发生城市内涝时的超标雨水滞蓄空间，如大型下沉式广场、下沉式公园等。内涝防治设施应设计排水系统，积水时长不应超过12h。1、源头控制2、中途控制3、末端控制雨水调蓄池雨水湿地植被缓冲带生态河道隧道调蓄工程3、末端控制蓝线控制3、末端控制3.1雨水调蓄池成都昌平梦清园江苏芙蓉江薀藻浜蒙自浦明南码头后滩新师大——已建11座调蓄池分布图用于控制径流污染的调蓄池一般设置在管渠系统的末端，暂时储存合流污水或初期雨水，削减排江溢流，缓解对受纳水体的污染，待降雨停止后，再将调蓄池中的合流污水或初期雨水输送到下游污水系统，或就地处理后排放至受纳水体。序号调蓄池名称调蓄池容积（m3）排水体制冲洗方式1上海江苏路调蓄池15300合流制水力翻斗冲洗2上海成都路调蓄池7400合流制潜水搅拌器冲洗3上海梦清园调蓄池25000合流制水力翻斗冲洗4上海新昌平调蓄池15000合流制连续沟槽自冲洗5上海芙蓉江调蓄池12500分流制连续沟槽自冲洗6上海世博浦明调蓄池8000分流制门式自冲洗7上海世博后滩调蓄池2800分流制门式自冲洗8上海世博南码头调蓄池3500分流制门式自冲洗9上海世博蒙自调蓄池5500分流制门式自冲洗10上海新师大调蓄池3500合流制水力翻斗冲洗11上海新蕴藻浜调蓄池20000合流制门式自冲洗系统上海已建雨水调蓄池一览表3、末端控制3.2雨水湿地出水口带格栅永久池容防护安全带碎石护坡前置塘检修通道入流溢洪道雨水湿地利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水，是一种高效的径流污染控制设施，雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。雨水湿地适用于具有一定空间条件的建筑与小区、城市道路、城市绿地、滨水带等区域；雨水湿地可有效削减污染物，并具有一定的径流总量和峰值流量控制效果启东：污水处理厂出水+人工湿地3、末端控制3.3植被缓冲带碎石消能汇水面2mi=2%~6%净化区水系渗排水管（可选）排水管植被缓冲带适用于道路等不透水面周边，可作为生物滞留设施等低影响开发设施的预处理设施，也可作为城市水系的滨水绿化带。植被缓冲带为坡度较缓的植被区，经植被拦截及土壤下渗作用减缓地表径流流速，并去除径流中的部分污染物，植被缓冲带坡度一般为2%-6%，宽度不宜小于2m。植被缓冲带可与透水路面技术组合使用，则沿河道路无需铺设雨水管网，实现雨水的自然渗透和排放。透水沥青路面水流方向植被缓冲带行车道硬路肩3、末端控制3.4生态河道河道生态修复技术：生态护坡技术生态浮岛技术沉水植物修复消除黑臭河道，改善城市水环境，提升滨水景观，弘扬水文化3、末端控制3.5隧道调蓄工程隧道调蓄工程是指埋设在深层地下空间（一般指地面以下超过20m深度的空间）的大型、特大型排水隧道，也称作深层隧道排水系统。隧道调蓄工程的调蓄容量，应根据内涝防治设计重现期的要求，综合考虑源头控制设施、排水管渠设施和其他超标雨水控制设施的规模，经模型计算确定。深层调蓄Part2大型雨水调蓄隧道应用案例美国芝加哥隧道及水库隧道工程；英国伦敦泰晤士深层隧道工程；日本东京首都圈外围排水道；香港荔枝角雨水排放隧道工程；广州市深层隧道排水系统东濠涌试验段工程一、研究背景1项目概况整体规划：走向：在苏州河、桃浦河、走马塘、洲海路、金穗路、吕家浜、三林塘港、淀浦河、新泾港等河道和路下部布置；规模：管径为6-10m、总长约120km的环状地下调蓄管道，调蓄库容约为400万m3。1.1项目背景苏州河调蓄管道淀浦河龙阳路金穗路-张东路嫩江路-洲海路南走马塘政立路-虬江路苏州河1.2项目基本情况苏州河段服务范围：苏州河两侧8个排水大区，25个排水片区，规划范围总面积约为57.9km2。工程目标：排水防涝标准：苏州河沿线排水系统达到5年一遇标准，有效应对100年一遇降雨（1h，不发生区域性城市运行瘫痪，路中积水深度不超过15cm）区域水环境：近期苏州河沿线区域面源污染有效改善，远期满足区域水功能区划要求；1项目概况1.2项目基本情况收集-调蓄系统：一级深层隧道：全长15.3km，管径DN10000，8处入流点。二级输送管道：全长2.8km，管径DN4000~6000三级收集管道：全长32.4km，管径DN3000~4000排放-处理系统：深隧提升泵站一座，规模15m3/s