住區(qū)低勢(shì)綠地設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)及其影響因素分析*

李俊奇，車(chē) 武，池 蓮，劉 松

（北京建筑工程學(xué)院 城市建設(shè)工程系， 北京 100044）

　　摘 要：通過(guò)對(duì)低勢(shì)綠地雨水量平衡及其影響因素的分析，討論了低勢(shì)綠地下凹深度、低勢(shì)綠地面積負(fù)荷率、淹水時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)，提出了低勢(shì)綠地的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，并以北京地區(qū)某住區(qū)實(shí)例進(jìn)行了分析，為住區(qū)低勢(shì)綠地設(shè)計(jì)提供了方法和依據(jù)。
　　關(guān)鍵詞：低勢(shì)綠地；雨水徑流；設(shè)計(jì)；住區(qū)

1、引言

　　綠地作為一種天然的滲透設(shè)施，在住區(qū)雨水間接利用方面起著重要的作用。它具有透水性好、節(jié)省投資、便于雨水引入等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)對(duì)雨水中的一些污染物具有一定的截留和凈化作用。可以在住區(qū)中設(shè)計(jì)部分或全部低勢(shì)綠地，以增加雨水滲透量，減少綠化用水并改善住區(qū)環(huán)境。但是低勢(shì)綠地的設(shè)計(jì)會(huì)受到土壤滲透系數(shù)、暴雨重現(xiàn)期、住區(qū)綠化率、綠地下凹深度、地下水位和周邊建筑物地基與基礎(chǔ)等條件的制約。設(shè)計(jì)時(shí)需要針對(duì)小區(qū)具體情況，在住區(qū)雨水水量平衡分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)低勢(shì)綠地的幾個(gè)主要影響因素的分析綜合確定。

2、住區(qū)雨水量平衡分析

　　降雨過(guò)程中，在住區(qū)低勢(shì)綠地及其相關(guān)系統(tǒng)中同時(shí)發(fā)生降雨、匯流、集蓄、入滲和溢流排放等多種水流運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。圖1為低勢(shì)綠地的計(jì)算模型示意，設(shè)想計(jì)算區(qū)域F包括低勢(shì)綠地F_g和其它用地F_n（如道路或建筑物占地等）兩部分，即F=F_g＋F_n。F_n也稱為低勢(shì)綠地的服務(wù)面積。

圖1 低勢(shì)綠地計(jì)算模型示意

　　假定不考慮雨水收集利用，其它用地中的雨水徑流首先匯入低勢(shì)綠地，當(dāng)水量超過(guò)低勢(shì)綠地集蓄和滲透能力時(shí)，開(kāi)始溢流出該計(jì)算區(qū)域。此時(shí)，在一定時(shí)段內(nèi)任一區(qū)域各水文要素之間均存在著水量平衡關(guān)系：

　　Q₁+U₁=S+Z+U₂+Q₃ 　　　　　　　?。?）

　　式中：Q₁——計(jì)算時(shí)段內(nèi)進(jìn)入低勢(shì)綠地的雨水徑流量，m³
　　　　　U₁——計(jì)算時(shí)段開(kāi)始時(shí)低勢(shì)綠地的蓄水量，m³
　　　　　S ——計(jì)算時(shí)段內(nèi)低勢(shì)綠地的雨水下滲量，m³
　　　　　Z ——計(jì)算時(shí)段內(nèi)低勢(shì)綠地的雨水蒸發(fā)量，m³
　　　　　U₂——計(jì)算時(shí)段結(jié)束時(shí)低勢(shì)綠地的蓄水量，m³
　　　　　Q₃——計(jì)算時(shí)段內(nèi)低勢(shì)綠地的雨水溢流外排量，m³

　　通常，計(jì)算時(shí)段可以按一場(chǎng)雨來(lái)計(jì)算，此時(shí)，由于蒸發(fā)量較小，Z可以忽略。如果計(jì)算時(shí)段開(kāi)始與終了時(shí)低勢(shì)綠地內(nèi)蓄水量之差以∆U表示，即∆U＝U₂－U₁（實(shí)際計(jì)算時(shí)可視時(shí)段開(kāi)始時(shí)低勢(shì)綠地?zé)o蓄水，即U₁＝0）。令Q₂=S+∆U，則有：

　　Q₁=S+∆U+Q₃＝Q₂+Q₃ （2）

　　式中：Q₂——計(jì)算時(shí)段內(nèi)低勢(shì)綠地的雨水蓄滲量，m³

　　這樣，對(duì)某一特定區(qū)域來(lái)講，降落在區(qū)域內(nèi)的徑流量(Q₁)分為蓄滲(Q₂)和溢流外排(Q₃)兩部分。用Q₁則除以式（2）兩邊，則有

　　1=Q₂/Q₁＋Q₃/Q₁ （3）

　　式中：Q₂/Q₁——計(jì)算時(shí)段內(nèi)低勢(shì)綠地蓄滲量占計(jì)算區(qū)域徑流量的比例，稱為低勢(shì)綠地的蓄滲率；
　　　　　 Q₃/Q₁——計(jì)算時(shí)段內(nèi)低勢(shì)綠地雨水溢流外排量占計(jì)算區(qū)域徑流量的比例，稱為低勢(shì)綠地的外排水率，令Q₃/Q₁＝C。

　　蓄滲率和外排水率均在0與1的范圍內(nèi)變化，其和等于1。
　　 Q₁包括直接降落在低勢(shì)綠地上的降雨量及其服務(wù)用地匯入低勢(shì)綠地的徑流量。可用下式計(jì)算：

　　Q₁=Q₁́+Q₁˝=H_zF_g+H_zC_nF_n=H_zF[G+(1-G)C_n]=H_zF[1+(M-1)C_n]/M （4）

　　式中：Q₁́——降落在低勢(shì)綠地上的降雨量，m³；
　　　　　Q₁˝——低勢(shì)綠地服務(wù)用地產(chǎn)生的徑流量，m³；
　　　　　H_z——計(jì)算時(shí)段內(nèi)單位面積的降雨量，m³/ha；
　　　　　F_g——低勢(shì)綠地的面積，ha；
　　　　　F_n——低勢(shì)綠地服務(wù)用地的面積，ha；
　　　　　C_n——低勢(shì)綠地服務(wù)面積的徑流系數(shù)；
　　　　　F ——計(jì)算區(qū)域面積，ha；F=F_g+F_n。
　　　　　G ——計(jì)算區(qū)域內(nèi)低勢(shì)綠地面積占地比例，用百分?jǐn)?shù)表示，G=F_g/(F_g+F_n)×100％。
　　　　　M ——低勢(shì)綠地面積負(fù)荷率，用小數(shù)表示，M＝1/G＝(F_g+F_n)/F_g。
　　　　　計(jì)算時(shí)段內(nèi)單位面積的降雨量H_z可根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤陱?qiáng)度q(t)按一場(chǎng)雨通過(guò)積分求解。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （5）

　　式中：T——計(jì)算時(shí)段，min；
　　　　 t——降雨歷時(shí)，min。

　　 如北京地區(qū)，按一場(chǎng)雨120min計(jì)，

（6）

　　式中：P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，年

　　計(jì)算時(shí)段低勢(shì)綠地的下滲量，可用下式計(jì)算：

　　S=K×J×F×G×10⁴×T×60 　　　　　　　　　　　　　　　　?。?）

　　式中：S——雨水滲透量，m³；
　　　　　K——土壤滲透系數(shù)，m/s，與土質(zhì)、土壤含水率等因素有關(guān)，有條件時(shí)最好現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，選用滲透穩(wěn)定時(shí)的K值；
　　　　　J——水力坡度，對(duì)垂直下滲，取J=1；
　　　　　T——計(jì)算時(shí)段，min，與H_z的計(jì)算時(shí)段相同。

　　當(dāng)?shù)蛣?shì)綠地中的徑流量大于同時(shí)間的土壤滲透量時(shí)，必然在低勢(shì)綠地形成蓄水，當(dāng)雨水量超過(guò)低勢(shì)綠地蓄水量和同時(shí)間的土壤滲透量的時(shí)候，雨水就會(huì)形成徑流。低勢(shì)綠地的蓄水量為：

　　∆U=H×F×G×10⁴ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?）

　　式中：H——低勢(shì)綠地和雨水溢流口（或路面）的高程差, m。

　　根據(jù)以上分析，可以計(jì)算出時(shí)段內(nèi)低勢(shì)綠地的雨水溢流量Q₃（即Q₃=Q₁－Q₂＝Q₁－S－∆U）、低勢(shì)綠地的蓄滲率Q₂/Q₁和外排水率Q₃/Q₁；當(dāng)Q₁<S+∆U時(shí)，低勢(shì)綠地不產(chǎn)生溢流，此時(shí)Q₃為零。如果土壤滲透能力好，基礎(chǔ)、地下建筑物和地下水等條件允許，應(yīng)盡可能讓雨水蓄滲在低勢(shì)綠地中，增加入滲量，使外排水率減小。
　　需要說(shuō)明的是，以上水量平衡分析和計(jì)算是在假設(shè)住區(qū)內(nèi)無(wú)雨水收集利用系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行的。如果在住區(qū)內(nèi)還有雨水收集利用、中水、景觀水體等系統(tǒng)時(shí)應(yīng)將低勢(shì)綠地雨水滲透子系統(tǒng)納入整個(gè)住區(qū)水系統(tǒng)總體水量平衡后綜合考慮。

3、住區(qū)低勢(shì)綠地豎向設(shè)計(jì)影響因素分析

　　住區(qū)低勢(shì)綠地的設(shè)計(jì)受許多因素的影響。主要有設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期、土壤滲透系數(shù)等。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮對(duì)周?chē)ㄖ锏鼗c基礎(chǔ)的影響、地下水位與水質(zhì)的制約等。
3.1 暴雨重現(xiàn)期對(duì)低勢(shì)綠地外排水率的影響
　　暴雨重現(xiàn)期決定著雨量的多少。為了更好的討論暴雨重現(xiàn)期與低勢(shì)綠地外排水率的相互關(guān)系，以北京地區(qū)為例運(yùn)用公式（2）~（8）進(jìn)行計(jì)算。假定：F=10⁴㎡，C_n=0.9，H=100mm，T=120min。當(dāng)K=1×10^-5m/s，M為10.0、5.0、3.33、2.5、2.0時(shí)C~P關(guān)系曲線如圖2（a）所示；當(dāng)M=2，K為1×10^-4m/s、1×10^-5m/s、1×10^-6m/s時(shí)C~P關(guān)系曲線如圖2（b）所示。可以看出，暴雨重現(xiàn)期對(duì)徑流系數(shù)影響顯著，隨著暴雨重現(xiàn)期的加大，進(jìn)入低勢(shì)綠地的徑流量加大，外排水率變大。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)排水設(shè)計(jì)規(guī)范和當(dāng)?shù)匾约白^(qū)的要求等條件確定。選用重現(xiàn)期越大，所需低勢(shì)綠地的下凹深度和面積越大，外排水量也越多，土方量和工程費(fèi)用加大。低勢(shì)綠地的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P可以參照室外排水規(guī)范，一般取0.33~1.0。

（a）　　　　 K=1×10^-5m/s，H=100mm，T=120min

（b）M=2.0，H=100mm，T=120min

圖2 暴雨重現(xiàn)期與外排水率的關(guān)系

3.2 滲透系數(shù)對(duì)低勢(shì)綠地外排水率的影響
　　土壤的滲透系數(shù)決定綠地的滲透能力，它取決于土質(zhì)、孔隙度、植被等因素。以北京地區(qū)為例運(yùn)用公式（2）~（8）進(jìn)行計(jì)算。假定：F=10⁴㎡，C_n=0.9，H=100mm，T=120min。當(dāng)P=1.0，M為10.0、5.0、3.33、2.5、2.0時(shí)C~K關(guān)系曲線如圖3（a）所示；當(dāng)M=2.0，P為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0時(shí)C~K關(guān)系曲線如圖3（b）所示?？梢?jiàn)滲透系數(shù)對(duì)低勢(shì)綠地外排水率影響極大。土壤滲透系數(shù)越低，滲透能力越差。綠地的滲透能力最好能現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，計(jì)算時(shí)采用達(dá)到穩(wěn)滲后的滲透系數(shù)，且應(yīng)留有一定的余地，防止發(fā)生堵塞。

（a）P=1.0，H=100mm，T=120min

（b）M=2.0，M=2.0，T=120min

圖3 滲透系數(shù)與外排水率的關(guān)系

4 低勢(shì)綠地的關(guān)鍵參數(shù)

4.1 低勢(shì)綠地下凹深度
　　低勢(shì)綠地實(shí)質(zhì)也是一種滲透貯存設(shè)施。低勢(shì)綠地與溢流口或路面之間的高差稱為低勢(shì)綠地的下凹深度。綠地下凹深度愈大，貯水效果愈明顯，在一定程度上彌補(bǔ)降水和滲透的不均衡，以減緩徑流洪峰，起到調(diào)蓄作用。仍以北京地區(qū)為例，設(shè)F=10⁴㎡，C_n=0.9，M=2.0，K=1×10^-5 m/s，T=120min。當(dāng)P為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0時(shí)C~H關(guān)系曲線如圖4所示。

（M=2.0，K=1×10^－5m/s，T=120min）

圖4 低勢(shì)綠地下凹深度與外排水率的關(guān)系

　　在一定重現(xiàn)期下雨水徑流系數(shù)為零時(shí)所對(duì)應(yīng)的綠地下凹深度即為低勢(shì)綠地在此條件下的臨界下凹深度。它表明當(dāng)綠地下凹深度大于該數(shù)值時(shí)可以實(shí)現(xiàn)雨水零排放；反之，雨水有外排。在此范圍之內(nèi)還應(yīng)注意綠地的淹水時(shí)間不超過(guò)植被耐淹時(shí)間。
　　 臨界下凹深度H₀可以由式(2)~(8)導(dǎo)出：

　　　　　　　　　?。?）

　　表1給出了重現(xiàn)期P=1時(shí)部分K值和M值對(duì)應(yīng)的臨界下凹深度和淹水時(shí)間。

表1 重現(xiàn)期P=1.0，低勢(shì)綠地外排水率C=0時(shí)的綠地下凹深度和淹水時(shí)間

M

K(m/s)10.05.03.332.52.01.67 1×10^-4126/0.4----- 5×10^-5(486)/2.768/0.4---- 1×10^-5(774)/21.5(356)/9.9216/6.0147/4.1105/2.977/2.1 5×10^-6(810)/45.5(392)/21.8(252)/14.0183/10.1141/7.8113/6.3 1×10^-6(839)(421)(281)211/58.7170/47.1142/39.3 5×10^-7(843)(424)(285)215173143 1×10^-7(846)(427)(288)218176148

　　注：1、a/b：a為綠地下凹深度H，單位mm; b為低勢(shì)綠地在灌滿時(shí)全部雨水入滲所需的時(shí)間∆t，即綠地的淹水時(shí)間，單位h。
　　 2、－表示綠地的滲透能力大于該區(qū)域的徑流流量，可以按低勢(shì)綠地的最小構(gòu)造深度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　 3、∆表示淹水時(shí)間大于72h。
　　 4、表中粗實(shí)線的上方表示同時(shí)滿足H≤250mm和∆t≤24h的要求，建議使用；粗實(shí)線和虛實(shí)線之間表示同時(shí)滿足H≤250mm和∆t≤72h的要求，慎重使用；其余的表示H>250mm或∆t>72h的情況，不宜使用，特殊情況另行論證。

4.2 低勢(shì)綠地面積比例
　　計(jì)算區(qū)域內(nèi)低勢(shì)綠地面積占全部面積的百分?jǐn)?shù)對(duì)外排水率的影響明顯。隨著低勢(shì)綠地占地面積比例的增長(zhǎng)，土壤的滲透量增大，徑流量逐漸減小，所以低勢(shì)綠地面積比例的增加對(duì)實(shí)現(xiàn)住區(qū)雨水零排放、改善生態(tài)環(huán)境等有著重要的作用。設(shè)F=10⁴㎡，C_n=0.9，K=1×10^-5，T=120min。當(dāng)H為0.05、0.1、0.15、0.2、0.25時(shí)C~G關(guān)系曲線如圖5所示。低勢(shì)綠地占地比例的確定一般應(yīng)結(jié)合小區(qū)規(guī)劃和小區(qū)環(huán)境、景觀等要求和計(jì)算綜合確定。

圖5 低勢(shì)綠地面積比例與外排水率的關(guān)系

　　有時(shí)需要求出低勢(shì)綠地臨界面積百分?jǐn)?shù)G₀。在一定重現(xiàn)期下低勢(shì)綠地外排水率為零時(shí)所對(duì)應(yīng)的綠地面積比例稱為低勢(shì)綠地在此條件下的臨界面積比例，相應(yīng)的面積負(fù)荷率也稱為臨界面積負(fù)荷率。它表明當(dāng)?shù)蛣?shì)綠地面積多于該臨界面積值時(shí)可以實(shí)現(xiàn)雨水零排放；反之，雨水有外排。臨界面積比例可用下式求解：

　　　　　　　　　　　　 (10)

　　表2給出了重現(xiàn)期P=1時(shí)部分滲透系數(shù)和綠地下凹深度對(duì)應(yīng)的臨界綠地面積比例。

表2 重現(xiàn)期P=1.0，外排水率C=0時(shí)的低勢(shì)綠地面積比例

　　 H(mm)

K(m/s)50100150200 250 1×10^-411.0%10.3%9.7%9.2%8.7% 5×10^-520.9%18.6%16.7%15.2%13.9% 1×10^-574.3%51.5%39.4%31.9%26.8% 5×10^-6－66.1%47.4%36.9%30.3% 1×10^-6－85.5%56.6%42.3%33.8% 5×10^-7－88.5%58.0%43.1%34.3% 1×10^-7－91.6%59.2%43.7%34.7%

　　注：表中“—”表示即使G=100%時(shí)也無(wú)法使C=0。

4.3 低勢(shì)綠地耐淹時(shí)間
　　低勢(shì)綠地的下凹深度和占地比例計(jì)算完成后一定要驗(yàn)算最不利情況下低勢(shì)綠地雨水排出所需的時(shí)間，要求不能超過(guò)綠地中植被的耐淹時(shí)間。如當(dāng)土質(zhì)滲透系數(shù)為K＝5×10^－6m/s，綠地下凹深度H＝250mm時(shí)，雨水全部下滲所需的時(shí)間為13.8h。在北京一般植物的耐淹時(shí)間為1~3天，是安全可行的。當(dāng)?shù)蛣?shì)綠地的蓄水時(shí)間超過(guò)植被的耐淹時(shí)間時(shí)，應(yīng)降低下凹深度或增大低勢(shì)綠地占地比例，條件允許時(shí)也可采取換土增大滲透系數(shù)的方法來(lái)減少耐淹時(shí)間。

5 住區(qū)低勢(shì)綠地設(shè)計(jì)

5.1設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想與設(shè)計(jì)方法
　 低勢(shì)綠地設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想為：在不影響周邊地基與基礎(chǔ)、地下水水質(zhì)等前提下，盡量將綠地設(shè)計(jì)為低勢(shì)綠地，將屋面、道路等各種鋪裝表面形成的雨水徑流匯集入綠地中進(jìn)行蓄滲，以增大雨水入滲量，多余的徑流雨水從設(shè)在綠地中的雨水溢流口或道路排走。
　　 低勢(shì)綠地的設(shè)計(jì)主要是確定低勢(shì)綠地的下凹深度、面積比例和淹水時(shí)間，并選擇合適的溢流方式。其主要參數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)住區(qū)土質(zhì)滲透系數(shù)、地區(qū)雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期等具體情況經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定。可按下述方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)：
　　 （1）對(duì)住區(qū)水文氣象資料、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)資料、環(huán)境與水狀況等進(jìn)行勘查調(diào)研，主要包括：當(dāng)?shù)乇┯炅抠Y料和當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度公式；地下水位、水質(zhì)及高程；土的滲透系數(shù)及其承載力；小區(qū)及其周邊環(huán)境；小區(qū)建筑屋面、道路、綠地等的占地面積與百分?jǐn)?shù)；住區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)及其地基與基礎(chǔ)情況；綠地植被類(lèi)型和覆蓋情況；小區(qū)設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期和水量平衡要求等。
　　（2）在住區(qū)全面水量平衡的基礎(chǔ)上，進(jìn)行雨水量平衡計(jì)算，在前述調(diào)研的基礎(chǔ)上，分析低勢(shì)綠地設(shè)計(jì)的必要性和可行性。當(dāng)?shù)蛣?shì)綠地滲水可能對(duì)周?chē)ǎ?gòu)）筑物地基與基礎(chǔ)影響造成破壞時(shí)禁止使用。
　　 （3）確定低勢(shì)綠地滲透量規(guī)模、低勢(shì)綠地占地百分?jǐn)?shù)和低勢(shì)綠地設(shè)計(jì)重現(xiàn)期；計(jì)算確定低勢(shì)綠地的下凹深度和溢流方式。
　　 （4）驗(yàn)算最不利情況低勢(shì)綠地淹水時(shí)間，不能滿足時(shí)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。
　 設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮與其它水系統(tǒng)（如雨水收集等）的關(guān)系，不能孤立地進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)與住區(qū)水的整體方案和環(huán)境設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。
5.2 低勢(shì)綠地的結(jié)構(gòu)
　　低勢(shì)綠地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是控制調(diào)整好綠地與周邊道路和雨水溢流口的高程關(guān)系，即路面高程高于綠地高程，雨水溢流口設(shè)在綠地中或綠地和道路交界處，雨水口高程高于綠地高程而低于路面高程。如果道路坡度適合時(shí)可以直接利用路面作為溢流坎。從而使非綠地鋪裝表面產(chǎn)生的徑流雨水匯入低勢(shì)綠地入滲，待綠地蓄滿水后再通過(guò)溢流口或道路溢流。
　　 低勢(shì)綠地的下凹深度一般不大于250mm?？紤]到植物生長(zhǎng)所需空間和暴雨沖刷物可能帶入綠地，為了保障低勢(shì)綠地能正常工作，低勢(shì)綠地應(yīng)保證一定的最小構(gòu)造深度，建議不小于50mm。
　　 有時(shí)由于綠地滲透系數(shù)很大，或低勢(shì)綠地面積比例較高，會(huì)出現(xiàn)綠地的蓄滲能力大于所接納區(qū)域的雨水徑流量，即Q₁<Q₂+∆U時(shí)，按照最小構(gòu)造深度設(shè)計(jì)。
　　 設(shè)計(jì)低勢(shì)綠地時(shí)還應(yīng)考慮路面污染物的管理與控制問(wèn)題，可采取截污措施，強(qiáng)化管理，避免對(duì)綠地的不利影響。
5.3 實(shí)例分析
　　某住宅小區(qū)工程位于北京北郊，屬新建項(xiàng)目。該工程二期B區(qū)包括多棟住宅及一處會(huì)所（來(lái)訪中心），居住戶數(shù)928戶。占地總面積37.4m²，其中，住宅占地12.1萬(wàn)m²，道路和停車(chē)場(chǎng)占地6.0萬(wàn)m²，綠化占地17.8萬(wàn)m²，人工湖占地1.5萬(wàn)m²。住宅地上為2.5～4.5層，地下為-1～0層。靜止水位埋深3.40～4.80米，場(chǎng)地土層15米內(nèi)主要為河流沖積形成的砂層為主，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)穩(wěn)定后平均滲透系數(shù)為3.2×10^―5m/s。該小區(qū)周?chē)鸁o(wú)市政雨、污水管線，周邊有林場(chǎng)綠地和高爾夫球場(chǎng)。雨水設(shè)計(jì)除人工湖附近8.6萬(wàn)m²范圍內(nèi)雨水直接排入湖內(nèi)之外，其余27.3萬(wàn)m²雨水全部需另行設(shè)計(jì)。在剩余27.3萬(wàn)m²區(qū)域中，住宅占地8.3萬(wàn)m²，道路占地6.0萬(wàn)m²，綠化占地13.0萬(wàn)m²（其中公共綠地7.6萬(wàn)m²）；三部分的比例分別為30.4%、22.0%和44.6%（其中公共綠地占27.8%）。
　　 通過(guò)水量平衡計(jì)算，得知該小區(qū)生活污水凈化后作為雜用水回用，雨水可以不進(jìn)行收集。綜合考慮小區(qū)地下水和建筑物地基與基礎(chǔ)等條件，該小區(qū)可以實(shí)施低勢(shì)綠地，將雨水滲透補(bǔ)充地下水，減低排水系統(tǒng)的費(fèi)用，削減雨水徑流量，保護(hù)小區(qū)和周邊的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)小區(qū)域雨水的“零排放”。
　　 根據(jù)前述計(jì)算公式，僅將公共綠地設(shè)為低勢(shì)綠地進(jìn)行試算，低勢(shì)綠地服務(wù)用地的徑流系數(shù)按0.8計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3，由于該小區(qū)為一般居住小區(qū)，周邊有較大比例的林場(chǎng)綠地和高爾夫綠地，住宅區(qū)地勢(shì)偏高，故按照室外排水規(guī)范雨水排出的標(biāo)準(zhǔn)，考慮一定的安全系數(shù)，確定低勢(shì)綠地的下凹深度為60~80mm，可以滿足重現(xiàn)期P=1的要求。按最不利情況考慮，低勢(shì)綠地的淹水時(shí)間為0.7h，可行。低勢(shì)綠地的溢流采用道路自然坡度、雨水淺溝和雨水口等多種方式。

表7 工程實(shí)例中低勢(shì)綠地下凹深度和雨水徑流量分析

P(年)12510 H₀(mm)56126218288 Q₁(萬(wàn)m³)2.172.743.413.94

5 結(jié)論

　　低勢(shì)綠地最為一種投資省、效果明顯的蓄滲設(shè)施，可以在城市住區(qū)中加以采用。低勢(shì)綠地的下凹深度、面積比例（或面積負(fù)荷率）和淹水時(shí)間是其關(guān)鍵參數(shù)。低勢(shì)綠地設(shè)計(jì)應(yīng)考慮土質(zhì)滲透系數(shù)、當(dāng)?shù)亟涤晏攸c(diǎn)如暴雨重現(xiàn)期等以及地下水和地基與基礎(chǔ)的制約等。低勢(shì)綠地的下凹深度一般為50~250mm，占地百分?jǐn)?shù)和耐淹時(shí)間一般結(jié)合住區(qū)的具體情況進(jìn)行確定。

參考文獻(xiàn)

[1] 李俊奇，車(chē)武，汪宏玲. 雨水利用與生態(tài)小區(qū). 給水排水[J]，2003；29（5）:14-16
[2] 車(chē)伍，李俊奇，劉紅等. 現(xiàn)代城市雨水利用技術(shù)體系. 北京水利[J]，2003；（5）:16-18
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作者通訊處：100044 北京建筑工程學(xué)院城建系
電話：（010）68322128

*北京市科委專項(xiàng)基金項(xiàng)目（H010610020112）

Critical Parameters and influencing factors Analysis on Low Greenbelt in Residential Area

Li Junqi, Che Wu, Chi Lian and Liu Song

(Beijing Institute of Civil Engineering & Architecture, Beijing 100044)

Abstract: Based on analysis of rainwater balance and influencing factors of Low Greenbelt, The critical parameters such as depth, area proportion and submerged duration etc. were discussed. The design principle and method of low greenbelt were put forward. Some examples of residential areas in Beijing were presented.

Keywords: low greenbelt, runoff, design, residential area

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