秀山学林佳苑三期建设工程设计控制雨量计算书

秀山学林佳苑三期建设工程设计控制雨量计算书

设计依据 主要基础资料与建设单位签订设计合同甲方提供的规划区范围地形图及其它相关设计资料《秀山县城区海绵城市专项规划》（2016年-2030年）本工程其他专业提供的设计条件图。主要规范及标准《低影响开发雨水系统设计标准》（DBJ50/T-292-2018）《城市雨水利用技术标准》（DBJ50/T-295-2018）《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》——建设部，2014《室外给水设计标准》（GB50013-2018）《室外排水设计规范》（GB50014-2014）（2016年版）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）《城市道路工程设计规范》（JCJJ37-2012）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）《给水排水管道结构设计规范》（GB50332-2002）《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》（GB50400—2016）《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2015）《重庆市海绵城市规划与设计导则》（2016年）《重庆市海绵城市建设工程设计文件—编制深度规定》（2016年）其他相关的国家标准、设计规范和技术规程。项目概况工程基本情况本项目是秀山华信学林佳苑三期建设工程海绵城市设计。项目在初步设计方案中充分结合秀山本地水文地质特征，充分考虑开发地块的规划和建设现状，采用因地制宜的工程措施，从全雨水分区的指标控制角度出发，充分发挥源头径流控制对整个雨水管理分区的指标平衡作用，集中体现了“源头控制、过程管理、监测反馈、末端治理”设计理念中的源头控制设计思路。项目情况如下：（1）项目业主：秀山华信房地产开发有限责任公司（2）项目名称：秀山华信学林佳苑三期建设工程（3）项目建设地点：重庆市秀山县（4）工程性质：低影响开发设计工程（5）设计内容：根据海绵城市建设标准，对秀山华信学林佳苑三期建设工程进行低影响开发，本次设计不包括植物配置设计，该部分由景观专业设计。（6）建设目标：达到重庆市海绵城市建设的相关控制指标要求。（7）项目经济技术指标表项目建设背景根据习近平总书记关于加强海绵城市建设讲话精神，国家财政部、住房城乡建设部、水利部联合发文，决定从2015年开始，在全国开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。海绵城市建设是党和国家建设生态文明、美丽中国的重要举措。重庆市市委市政府高度重视海绵城市建设，设立璧山区、万州区、秀山县为市级海绵城市建设试点区。秀山华信学林佳苑三期建设工程，具有典型的示范意义。本工程设计充分结合现状，尊重区域现有的功能布局和生态格局，合理构建地块雨水管理控制体系，以海绵城市的理念对其进行LID新建设计，改善水生态、水环境现状，充分进行雨水回用。该工程的实施将对秀山县海绵城市的建设，特别是建筑地块的低影响开发起到示范引领作用。区域自然条件地形 整个场地为不规则矩形，本项目用地南北长约250m，东西宽约200m，成不规则四边形形状。整体地势较为平坦，用地内平均海拔352m，最高点海拔352.8m，最低点为351.5m，相对高差约1.3m。现状地形与四周规划道路标高基本一致，在规划中需注重竖向设计，减少开挖，与城市道路自然顺接。项目周边的交通便捷，四周紧邻城市道路，其中东侧为主要城市干道东林大道，西侧为主要城市干道黛山大道，北侧为城市干道景山路，南侧为规划中的城市次干道。气象条件秀山县地处武陵山区腹地，属亚热带湿润气候区，其气候主要受高空西北环流与太平洋副热带高压气团的控制和影响，具有四季分明、气候温和、无霜期长、日照不足、降雨充沛集中、伏旱明显等特征。2.3.3.1降雨根据重庆市秀山县气象站的记录资料，分析其降雨特征。根据1960～2014年55年气象资料分析，秀山县全年平均降水量为1349.74mm，年降雨量呈增加趋势，暴雨主要集中在4～10月，开始期最早为4月11日，出现在1998年，结束期最晚为10月31日，出现在1962年。最大暴雨日降雨量出现在1996年7月14日，达到209.5mm。图STYLEREF2\s2.3SEQ图\*ARABIC\s21秀山县年降雨量2.3.3.2降雨特征经数据统计1960年至2015年小雨、中雨、大雨、暴雨日数如下图所示。1960-2014年期间，秀山县小雨日数整体呈现减少趋势；中雨日数整体呈现减少趋势；大雨日数整体呈现增加趋势；暴雨日数整体呈现小幅增加趋势。降雨强度（年大雨量/年大雨日数）呈增加趋势，增加幅度为1.08mm/10年。2.3.3.3短历时降雨规律秀山县各历时降水量均呈现增加趋势。地质土壤秀山县地处新华夏构造体系，位于渝、鄂、湘、黔褶皱带。构造特征是背、向斜平行排列，两翼倾角不对称，轴向一般为北东25～30°，呈“S”形弯曲，且背斜开阔，向斜紧凑。背向斜形成中伴生断裂，特别是背斜轴部附近有与轴线一致的大型断裂及与轴线斜交的中小型断层。总体南部和西部县境交接部位为构造复杂区，其它大部分地域为构造简单区。建设项目现状分析及建设目标区域概况秀山在重庆的位置秀山土家族苗族自治县位于重庆市东南边陲，地处武陵山区腹地的渝、湘、黔三省市结合部。东北与湖南省的花垣保靖、龙山三县毗邻；南和东南、西南与贵州省松桃苗族自治县毗邻；北和西北与酉阳土家族苗族自治县接壤；东北角与湖北省来凤县仅相距20公里。县境东北至西南长89公里，边境线长320公里，地理坐标为东经108°43′6″—109°18′59″、北纬28°9′43″—28°53′5″。国道319线和326线在县城呈“T”形交叉，县城是国道326线的起点，渝怀铁路和渝湘高速在县城东北角呈“十”字形交汇。开发后下垫面解析根据其他专业提交的设计文件分析，本项目开发后的下垫面如下图：图STYLEREF2\s3.1SEQ图\*ARABIC\s23下垫面解析图表STYLEREF2\s3.1SEQ表\*ARABIC\s21设计下垫面解析表编号性质面积（㎡）比例（%）1架空绿地12294.0524.52%实地绿地12842.9025.62%2屋面9936.4419.82%3水面45.290.09%4硬地15018.2329.95%合计50136.91100.00%设计排水管网分析项目排水体制采用雨污分流制，建筑物屋面雨水采用建筑排水边沟，然后进入地块雨水管网，最后进入市政雨水系统；如下图所示，地块管网管径为DN300~DN500，共有2个雨水出口，接入市政雨水管网。图STYLEREF2\s3.2SEQ图\*ARABIC\s21场地排水系统分析图地形空间分析地块住宅下为地下车库,如下图所示，设计覆土厚度1.5m左右。项目主体工程设计时，采用了较大范围地下工程。由于车库顶板范围高程差可利用，因此本次海绵设计可考虑在车库顶板上设施雨水花园等以“蓄”为主的海绵设施。图STYLEREF2\s3.3SEQ图\*ARABIC\s21地下车库分布图规划要求通过海绵城市建设，综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，构建城市低影响开发雨水系统，创新海绵城市开发建设模式，为渝东南地区乃至周边其他区域的海绵城市建设提供一定的理论与实践参考依据。海绵城市专项规划海绵城市专项规划从宏观上指导秀山县的海绵城市建设，与总体规划中的其他规划内容进行配合，协调水系、绿地、排水防涝和道路交通等与低影响开发的关系，落实海绵城市建设目标，主要原则如下：1.因地制宜原则。根据区域自然地理条件、城市开发状态、水环境保护与内涝防治要求、规划用地布局等条件，坚持问题导向与目标导向相结合，合理确定低影响开发控制目标与指标，科学选择和布局低影响开发设施及其组合系统。2.科学性原则。客观分析评价城市基础特征及问题，合理确定海绵城市建设总体目标，科学制定城市海绵系统规划方案。3.生态优先原则。科学规划城市蓝绿空间，优先保护河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区，优先利用自然排水系统与低影响开发设施，实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环，提高水生态系统的自然修复能力，维护城市良好的生态功能。4.流域管理原则。海绵城市通过源头削减、中途转输、末端调蓄等系统手段实现对径流总量、径流峰值、径流污染等多目标的控制。合理划分流域单元，科学确定流域海绵城市建设目标，实现海绵城市的流域化管理。5.系统性协调性原则。系统制定海绵城市建设技术路线，综合考虑源头减排、过程控制、系统治理等技术手段，同时充分衔接道路、绿地、竖向、水系、景观、防洪等相关专项规划。6.统筹建设原则。充分利用满足规划功能要求的现状设施，新建设施与现状设施合理衔接，近远期结合，既考虑当前实际又兼顾长远发展，系统规划、分步实施。控制指标要求根据《秀山县城区海绵城市专项规划》，本项目海绵设计控制指标如REF_Ref528660006\h表3.41所示：表STYLEREF2\s3.4SEQ表\*ARABIC\s21海绵设计控制指标地块编号用地性质规划年径流总量控制率规划污染总量控制率C78/01居住用地81%61%总体方案设计原则 （1）满足规划提出的海绵城市建设年径流总量控制目标以及面源污染控制目标，兼顾地块特点，与其他地块衔接。（2）尽量恢复区域开发前水文特征，削减传统开发模式下的峰值。（3）海绵城市改造设施内的地表植物以本地耐旱耐涝灌木和乔木为主。（4）工程措施在实现径流控制指标的同时需要把握海绵城市建设的核心，即实现污染控制、生态环境保护和雨水利用等综合目标。竖向设计及雨水水流组织 对本项目地块竖向设计进行优化后（地形优化，方便雨水有组织排放），地块的雨水水流组织图如下：图STYLEREF2\s4.2SEQ图\*ARABIC\s21地块雨水径流流向分析图汇水分区划分本项目结合建筑总图场平竖向设计标高、室外雨水管布置以及小区内各部分功能分区，把本地块划分为三个汇水区域，分别为S1、S2、S3。图STYLEREF2\s4.3SEQ图\*ARABIC\s21汇水分区图传统开发模式下雨水管控效果评估根据传统开发模式下地块下垫面的解析情况，通过计算，得到的年径流总量控制率和污染总量控制率如下表所示：表STYLEREF2\s4.4SEQ表格\*ARABIC\s22传统开发模式下控制指标编号性质面积（㎡）比例（%）现状年径流总量控制率径流污染控制率1绿地25136.9550.14%49.67%25.98%2屋面9936.4419.82%3水面45.290.09%4硬地15018.2329.85%合计50136.91100.00%49.67%25.98%本项目在传统开发模式下的年径流控制率和污染总量控制率低于《秀山县城区海绵城市专项规划》中的该地块的指标要求。从表中可以看出，地块按传统模式开发后，远不能满足海绵城市的要求，该项目还需要进行海绵城市建设。LID设施的选择低影响开发设施的种类、功能、特点等如下表所示：表格STYLEREF2\s4.5SEQ表格\*ARABIC\s21低影响开发设施一览表不同用地性质适合选择的低影响开发设施如下表所示：表格STYLEREF2\s4.5SEQ表格\*ARABIC\s22各类用地性质低影响开发设施选用一览表方案设计基于前面下垫面分析、地块雨水排水设施分析、结合各类低影响开发设施一览表，得出汇水分区S1、S2、S3内有大量硬地、屋面使得整个地块指标不达标，因此重点解决S1、S2、S3内硬地、屋面的雨水径流问题；同时充分考虑地块内景观方案设计，尊重业主单位意见建议，经讨论筛选确定适合本次项目区域的低影响开发设施有：绿色屋顶、透水铺装、透水塑胶、雨水花园。即地块内道路局部采用透水铺装，屋面雨水采用绿色屋顶及雨水花园的形式，地块内部道路及部分硬地雨水采用透水沥青的形式，地块内活动场地和运动场地采用透水塑胶，以削减径流形成的污染物。LID工程设计低影响开发设计思路本项目低影响开发设计中主要按以下思路进行：（1）充分降低硬质地面的地表径流：有条件的区域采用透水铺装、透水塑胶以及透水沥青，降低地表径流；（2）设置雨水花园等LID设施。雨水径流控制思路图STYLEREF2\s5.2SEQ图\*ARABIC\s21雨水径流思路低影响开发指标设计服务分区划分径流组织分析及汇水分区划分根据场地情况，整个小区划分为3个大分区，其中S1分区划分为16个子分区，S2分区划分为9个子分区，简图如下：图STYLEREF2\s5.3SEQ图\*ARABIC\s21子汇水分区示意图指标平衡为实现场地径流总量控制81%的目标，子汇水分区内的年径流总量控制率目标值如下表所示。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s22汇水分区年径流总量控制率目标表汇水分区编号面积（m2）年径流控制率S1S1-11195.2190.00%S1-2917.5990.00%S1-3926.9590.00%S1-4781.2390.00%S1-5953.0090.00%S1-6970.6290.00%S1-7947.2690.00%S1-8838.7690.00%S1-9874.4390.00%S1-10977.1090.00%S1-11797.2590.00%S1-121253.9690.00%S1-13985.2090.00%S1-141598.5790.00%S1-151310.4090.00%S1-1619762.1575.67%合计35089.6881.93%S2S2-1694.7690.00%S2-2792.3890.00%S2-31097.8190.00%S2-4862.9590.00%S2-5840.8480.00%S2-61089.9090.00%S2-7971.9590.00%S2-81315.9890.00%S2-95377.0170.62%合计13043.5881.93%S3S32003.6481.00%合计50136.9081.75%鉴于径流污染控制目标、雨水资源化利用目标大多可通过径流总量控制实现，因此本项目低影响开发雨水系统构建以径流总量控制作为首要的规划控制目标。重庆市海绵城市建设与规划技术指南（试行）中提供年径流总量控制率对应的设计降雨量如下表所示。60%70%75%80%85%90%95%12.116.819.823.628.435.649.1年径流总量控制容积计算（根据《低影响开发雨水系统设计标准》）低影响开发设施以径流总量和径流污染为控制目标进行设计时，设施具有的调蓄容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求。设计调蓄容积一般采用容积法进行计算。VT=10HRvF，VT-年径流总量控制容积（m3）；F-汇水区域面积(ha)；H-设计降雨量，mm，根据年径流总量控制率确定；Rv-雨量径流系数，多种用地性质时采用加权平均值。渗透设施渗透量按下式进行计算Wp=KJAsts式中：Wp——渗透量，m3；K——土壤（原土）渗透系数，m/s；J——水力坡降，一般可取J=1；As——有效渗透面积，m2；ts——渗透时间，s，指降雨过程中设施的渗透历时，一般可取2h。渗透设施的有效渗透面积As应按下列要求确定：（1）水平渗透面按投影面积计算；（2）竖直渗透面按有效水位高度的1/2计算；（3）斜渗透面按有效水位高度的1/2所对应的斜面实际面积计算；（4）地下渗透设施的顶面积不计。本次设计雨水花园渗透量Wp/As=KJts=7×10-6×1×2×3600=50.4mm排水分区一S1汇水分区LID设施平面布置图图STYLEREF2\s5.4SEQ图\*ARABIC\s21S1分区LID设施布置图设计思路分区S1区内绿化面积较大，有一栋商业建筑屋面为上人屋面，结合绿建专业屋顶绿化范围和透水铺装范围，把道路和人行步道设置为透水铺装，商业屋面设置为绿色屋顶，高层建筑屋面雨水用雨水花园控制。排水分区二S2汇水分区LID设施平面布置图图STYLEREF2\s5.5SEQ图\*ARABIC\s21S2分区LID设施平面布置图设计思路分区S2区内绿化面积不大，有一栋商业建筑屋面为上人屋面，结合绿建专业屋顶绿化范围和透水铺装范围，把道路和人行步道设置为透水铺装，商业屋面设置为绿色屋顶，高层建筑屋面雨水用雨水花园控制。排水分区三S3汇水分区LID设施平面布置图图STYLEREF2\s5.5SEQ图\*ARABIC\s21S3分区LID设施平面布置图设计思路分区S3区为设计停车区域，除绿地外均为停车场，设计考虑停车场设置为透水铺装。径流控制率、年径流污染物去除率分区计算本项目地块LID设施共设置23处雨水花园、透水铺装、绿色屋顶等，具体布置见LID设施平面布置图。单个设施污染物去效率取值名称单个设施污染物去效率PW（%，以SS计）绿色屋顶70透水铺装80绿地60雨水花园80各分区年径流控制率、年径流污染物去除率计算情况见下表本次设计的实际雨水花园总控制容积为266m³>243.28m³，满足设计要求。LID设施设计 透水铺装 设计透水铺装的技术要求如下：（1）透水砖的透水系数、外观质量、尺寸偏差、力学性能、物理性能等应符合现行行业标准《透水砖路面技术规程》CJJ/T188-2012的规定。透水砖的强度等级应通过设计确定，面层应与周围环境相协调，其砖型选择、铺装形式由设计人员根据铺装场所及功能要求确定。透水砖材料及构造应满足透水速率高，保水性强，减缓蒸发，便于清洁维护，可重复循环使用的生态要求。（2）透水砖面层与基层之间应设置透水找平层，找平层透水性能不宜低于面层所采用的透水砖。透水找平层用砂应宜采用透水性能较好的中砂和粗砂。（3）基层类型包括刚性基层、半刚性基层和柔性基层，可根据地区资源差异选择透水粒料基层、透水水泥混凝土基层、水泥稳定碎石基层等类型，并应具有足够的强度、透水性和水稳定性。（4）当透水砖路面路基为粘性土时，宜设置垫层。当土基为砂性土或底基层为级配碎、砾石时可不设置垫层。垫层宜采用透水性较好的砂或砂砾等颗粒。（5）土基应稳定、密实、均质，应具有足够的强度、稳定性、抗变形能力和耐久性。土基压实度不应低于《城镇道路路基设计规范》的要求。本次设计不上车区域透水铺装由上而下的分别为60mm厚透水砖面层，透水系数不小于0.2mm/s，30mm厚找平层，透水干硬性水泥稳定中、粗砂，150厚C25透水砼,透水系数不小于0.5mm/s，150厚压实级配砂石(透水盲管敷设在该层)，HDPE防渗膜，素土夯实。图STYLEREF2\s5.8SEQ图\*ARABIC\s21不上车区域透水砖路面铺装断面图本次设计上车区域透水铺装由上而下的分别为80mm厚透水砖面层，透水系数不小于0.2mm/s，30mm厚找平层，透水干硬性水泥稳定中、粗砂，200厚C25透水砼,透水系数不小于0.5mm/s，250厚压实级配砂石(透水盲管敷设在该层)，HDPE防渗膜，素土夯实。图STYLEREF2\s5.8SEQ图\*ARABIC\s22上车区域透水铺装断面图图STYLEREF2\s5.83人行道透水铺装效果图透水塑胶设计方案为：在基层采用素土夯实，压实系数不小于95%，采用200厚压实级配碎石，150厚C25透水砼，透水系数不小于0.5mm/s。路面结构为：13厚EPDM塑胶层，透水系数不小于0.2mm/s。透水盲管外包一层透水土工布（200g/m2）。图STYLEREF2\s5.8SEQ图\*ARABIC\s24透水塑胶结构示意图绿色屋顶 本次屋顶的设计采用轻质滤料的绿色屋顶，削减径流污染。绿色屋顶采用模块化种植方式，植物种类以管护粗放的景天科耐旱、耐湿植物为主，种植草种可采用佛甲草、垂盆草、马蹄金等，通过绿色屋顶实现雨水的源头减排、源头净化，最后汇入市政管网。绿色屋顶主要从三个方面消减雨水中污染物质：（1）通过屋顶绿化层截留、吸纳部分天然雨水并逐渐利用植物和人工种植土层中微生物的作用降解所蓄集的污染物质。（2）利用土壤渗透过程净化天然雨水中的部分污染物质。试验证明，在渗透过程中，屋顶绿化层对雨水中的污染物质具有净化作用。（3）减少屋面建筑材料对径流雨水的二次污染。某些材料所产生的污染是绿色屋顶的几倍。然而绿色屋顶却基本可消减大部分部分污染负荷。雨水花园（1）设计原理本项目中，雨水花园的核心功能是处理硬质屋面的雨水，雨水通过雨落管进入雨水边沟，从雨水边沟低点通过砾石盲沟引流到雨水花园，同时雨水花园也可收小区内路面雨水，雨水花园位于地势低点，周边漫流雨水来不及通过雨水口收集都可以进入雨水花园内。雨水花园通过覆盖层（可采用树皮，避免种植土冲刷）种植土、过滤层、砾石层净化径流，进入集水盲管中，盲管坡度采用1%，以便于过滤收集的雨水及时排走，在盲管末端设置溢流井，溢流井顶部低于停车场地面1~2cm，顶端设置雨水篦盖板。经由盲管进入雨水溢流井再进入雨水检查井，当雨水量超过蓄水层高度，直接经由雨水溢流检查井进入室外雨水系统。（2）竖向布置新建雨水花园竖向布置示意图如下：图STYLEREF2\s5.8SEQ图\*ARABIC\s26雨水花园竖向布置图雨水花园最小深度控制：H=H1+H2+H3+H4+H0式中：H0—水面超高，取10cm；H1—蓄水层（含10cm树皮覆盖层），取20-30cm；H2—种植土厚度，取40cm；H3—砂滤层厚度，取10cm。H4—砾石层厚度，取20cm。（3）雨水花园溢流能力校核计算以S2-4分区中的雨水花园19为例（面积最大）,如下图：图中S2-4雨水花园自身面积90平方米，服务范围内汇水面积总计863平方米。设计计算如下：1）设计进水量：重庆秀山的暴雨强度公式如下：q=1982（1+0.984lgp）/（t+11.462)0.752（升/秒