海绵城市理念下雨水入廊设计思考

邱 壮，王家良，龚克娜，付韵潮，杨艳梅，曾丽竹

(四川省建筑设计研究院，四川成都610000)

1 综合管廊与海绵城市现状

综合管廊是指建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程综合管线可纳入综合管廊［1］。综合管廊的建设有助于解决城市建设中出现的“拉链马路”和“空中蜘蛛网”等问题。目前国内综合管廊发展较为成熟，对于雨水之外的各类管线入廊案例均较多，但由于国内雨水排水管线一般采用重力流，且管廊的埋深、断面尺寸较大将增加工程投资，因此雨水入廊的工程案例较少［2-4］。

海绵城市是指城市像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害方面等具有良好的“弹性”，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［5］。目前我国城市的海绵城市建设主要集中于地块内及市政道路的低影响开发，一般年径流总量控制率为70%～90%，其对应设计降雨量小于一年一遇设计降雨量，属于控制中小雨的范畴，对于大雨和极端天气控制能力较弱。一般来说地块内的低影响开发，尤其是对居住性质的用地建设大规模调蓄回用设施的难度比较大。即使建设了具有较大调蓄空间的设施，却难以在短时间内通过地块本身来消纳雨水，需要区域的统一调配才能及时将多余雨水耗尽，实现起来较为困难。

上述两种城市建设理念都是目前国内前沿的研究方向，对于如何结合两种先进理念，充分发挥各自优势，补齐短板，打造自然宜居的公园城市值得大家思考。而就目前看来，雨水可作为两种理念的结合点，通过合理设计来进行互补［6］。文章就雨水入廊的相关设计思维结合海绵城市理念进行了一些思考。

2 海绵城市理念下雨水入廊思考

2.1 海绵城市理念下雨水入廊优势

目前，雨水入廊主要面临着埋深大、断面尺寸大、管理难、建造代价高但实际收益小的质疑。而海绵城市一般只能控制中小雨事件，无法消纳和滞蓄大雨突然带来的大量雨水。为了控制这部分雨水，可结合雨水管廊实现雨水的调蓄，并加以利用。根据曾庆红等人［7］的研究，通过合理设计一个大的城市管廊系统，可截留雨水总量以百万立方米计，可供绿地浇灌、路面浇洒、河道补水等，这对于枯水期、干旱、半干旱等缺水地区具有重大意义。通过将大量雨水滞蓄与回用，不仅降低了城市的洪涝风险，也大大减少了降雨带来的城市径流面源污染，缓解了城市严峻的水环境问题。因此，对于雨水入廊并进行滞蓄是一举多得，值得城市建设者仔细思考的一种设计思维。

就目前而言，我国的综合管廊城市建设与海绵城市建设国家级、省级试点大大小小上百个，其中不乏既是海绵城市建设试点，又是综合管廊建设试点的城市与地区，对于这种地区其具备一定的政策优势，该种设计应该根据实际情况进行尝试。

2.2 雨水舱断面选择

本文针对各地实际案例，归纳总结了几种雨水管廊的布置方法及应用条件，供设计人员参考。现以三舱综合管廊为例进行说明。

图1所示为雨水舱与各舱水平并列，雨水舱内采用上部排水、下部蓄水的形式。该种布置方式，埋深相对较浅(但需满足规范要求的最小高度2 m的要求)，对于地下结构复杂，且下游雨水出口河道标高不利于深埋的情况宜选用该种方式。雨水舱断面尺寸应根据道路周边雨水系统汇水面积计算出雨水量，并根据周边市政雨水需求量，结合雨水舱有效深度及坡度计算出雨水舱断面尺寸。张国钟［8］在福州某新区采用了该种方式的雨水舱断面设计，成功解决了实际工程中遇到的问题，既满足了雨水入廊的设计要求，也充分体现了新区海绵城市建设的核心思想“渗-滞-蓄-净-用-排”，取得了较好的效果。

图2所示雨水舱位于综合舱等下方，雨水舱内采用上部排水，下部蓄水的形式。该种布置方式相较于图1布置形式，埋深增加较多，对于下游雨水出水口标高提出了较高要求。适用于地下结构简单，且道路地形坡度大，下游河道水位较低的情况，对于原雨水排水系统埋深较深，道路狭窄不利于并列布置时可考虑该种布置形式。此外，雨水舱断面尺寸计算方式可参照图1所述考虑。

图1 雨水舱与各舱水平并列

图2 雨水舱垂直于各舱下方

图3 为雨水舱位于各舱下方。雨水舱位于各舱下方，但雨水舱分为左右两室，一侧为排水室，一侧为蓄水室。该种布置方式相较于图2的布置形式可减少埋深，可通过合理设计两室结构及设置控制设备，可实现初期雨水在排水室进行弃流，中期较为干净的雨水存储在蓄水室中。适用于地下结构简单、障碍物较少，具有管线深埋条件且下游河道出口标高较低的地段，是一种图1及图2所示布置方式的折中形式。

图3 雨水舱垂直于各舱下方

除上述三种方式以外，在管廊内无燃气舱，而雨水舱下游高程无法满足的情况下可考虑将雨水舱置于上方，但必须注意做好防水处理。向帆等人［9］在成都某交通要道下采用了将雨水管廊置于污水舱上部的形式，虽未在管廊内部进行雨水滞蓄，但节约了空间并且有利于检修维护，并对以后进一步进行雨水滞蓄与回用打下了一定基础。

鉴于具有调蓄功能的雨水舱设置了雨水回用动力系统，因此通过合理设计还可将该部分控制系统作用于提升雨水，使一些原本需继续加大埋深的节点可通过设备提升进行转输，避免下游管廊埋深过大。雨水管廊的设计应灵活多变，根据实际情况，作出相应调整，在合理的情况下采用多种方式滞蓄雨水，并加以利用。

2.3 入廊雨水水质要求

雨水应经过预处理措施，即经过净化后再进入雨水舱，降低初期雨水带来的大量泥沙造成管廊淤积的风险，同时可减少雨水管廊的清淤冲洗次数。对于被截留的初期径流应结合海绵城市宜优先排入植被浅沟、下凹式绿地等生态措施，净化后再排入雨水管网进入雨水管廊。对于没有条件采用生态措施净化的区域可设置弃流井、沉砂井等灰色措施进行漂浮物拦截、泥沙分离或粗过滤［10］。

2.4 有效调蓄容积保障措施

为保证雨水舱的调蓄能力，应设置排空设施，在即将到来的暴雨之前将雨水舱所存雨水进行排放，避免雨水通过投料口等部位溢流进入其他舱室引发事故。雨水排空时间宜控制在12 h内，排空设施主要依靠增设排水泵进行提升排放，对于有条件的区域可采用重力排空。

2.5 雨水回用

对于雨水的用途应结合当地的自身用水要求及雨水的处理经济成本进行综合分析比较，以遵循注重生态、就近回用，处理简单，“高质高用、低质低用”为原则。如根据国家要求景观补水不允许采用自来水，因此有条件的地方应将雨水作为首要选择；其次绿化用水对水质要求低，用水周期与雨季又较为吻合，因此在雨水较为丰富的情况下应采用雨水进行浇灌，道路冲洗用水量大，水质要求不高，且管廊多位于道路下方，取水方便，也建议采用雨水进行冲洗［10］。回用雨水CODcr和SS应符合表1的规定，其余指标应符合国家现行相关标准，雨水处理工艺流程应根据回收水量、原水水质、回用部位的水质要求等因素进行分析比较，鉴于雨水舱原水为屋面、绿地、道路的混合雨水，来水水质较差，且回用用途一般为景观补水、绿地和道路浇洒，因此可采用图4所示处理流程进行处理。

表1 回用雨水CODcr和SS指标

图4 雨水回用处理流程

3 结束语

通过分析总结海绵海绵城市与综合管廊目前建设中的问题，结合已有工程案例，从雨水舱滞蓄雨水的角度出发，对雨水舱的断面、入廊雨水的水质、调蓄、回用方面等进行了思考，从而将海绵城市与综合管廊的建设结合起来。但由于目前该类案例较少，本文所提设计方式尚缺乏更多可靠的实际经验，需各位建设者在实际中检验并提出改进，让海绵城市与综合管廊的理念更好的服务于城市建设。