德兴北路园北路至莲花大道工程-海绵城市设计说明（一期）

德兴北路（园北路至莲花大道)工程海绵城市设计说明（一期）SS1-HM-01（0版）第页共7页一、建设目标及设计依据建设目标根据对《番禺区海绵城市建设专项规划》的解读，本项目海绵城市建设目标：（1）年径流污染削减率大于50%。（2）年径流总量控制率目标大于66.5%。设计依据国家规范、标准、规程1、《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建》（试行）2、《城镇给水排水技术规范》（GB50788-2012）3、《室外排水设计标准》（GB50014-2021）4、《蓄滞洪区设计规范》（GB50773-2012）5、《城市防洪工程设计规范》（GB/T50805-2012）6、《绿化种植土壤》（CJ/T304）7、《园林绿化工程施工及验收规范》（CJJ82-2012）8、《城镇内涝防治技术规范》（GB51222-2017）9、《城镇雨水调蓄工程技术规范》（GB51174-2017）10、《雨水集蓄利用工程技术规范》GB/T50596-201011、《透水砖路面技术规程》CJJ/T188-201212、《海绵城市建设评价标准》GBT51345-201813、《广州市海绵城市规划设计导则2017》14、《城市园林绿化评价标准》（GB/T50563-2010）国家及地方标准图集1、《雨水综合利用》10SS7052、《市政排水管道工程及附属设施》（06MS201）3、《城市道路与开放空间低影响开发雨水设施》（15MR105）4、《广州市海绵城市建设技术指引及标准图集（试行）》5、《钢筋混凝土及砖砌排水检查井》（20S515）相关规划及基础资料1、《广州市海绵城市专项规划（2016-2030）》2、《广州市中心城区排水（雨水）防涝综合规划（2012～2030）》3、《番禺区海绵城市建设专项规划》4、业主提供的其他相关资料二、总体方案设计2.1工程概况德兴北路（园北路-莲花大道）工程位于广州市番禺区，南至兴园路（规划次干道），北至园北路（规划次干道）。全长0.47公里，道路标准段红线宽度44米，部分展宽段为47.5和52米，规划为城市主干道,双向6车道，采用60km/h的设计速度。属于番禺区工业经济总部园区的周边配套道路。由于K0+000~K0+472.467桩号用地性质原因，本项目分两期实施，第一期实施K0+472.467~K0+942.917段所有工程以及K0+000~K0+460段雨污水工程主管；第二期实施K0+000~K0+472.467段剩下的所有工程。工程范围包括道路工程、交通工程、排水工程、消防给水工程、电力通信工程、照明工程、绿化工程。2.2设计原则（1）充分利用现有排水设施和现状条件，力求系统设计经济合理、节约投资、运行管理方便。（2）积极采用节能工艺和技术，降低处理成本，简化维护管理。（3）管道力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，合理布局，节省用地，节省投资。（4）合理解决近、远期结合的问题，使其具有长远性、超前性，同时又具有可操作性。2.3设施功能比选低影响开发设施往往具有补充地下水、集蓄利用、削减峰值流量及净化雨水等多个功能，可实现径流总量、径流峰值和径流污染等多个控制目标，因此应根据城市总规、专项规划及详规明确的控制目标，结合汇水区特征和设施的主要功能、经济性、适用性、景观效果等因素灵活选用低影响开发设施及其组合系统。本项目拟选用透水铺装及下凹式绿地等低影响开发设施作为径流控制和污染削减的主要设施。表2.3-1低影响开发设施比选一览表单项设施功能控制目标处置方式经济性污染物去除率（以SS计，%）景观效果集蓄利用雨水补充地下水削减峰值流量净化雨水转输径流总量径流峰值径流污染分散相对集中建造费用维护费用透水砖铺装○●◎◎○●◎◎√—低低80-90—透水水泥混凝土○○◎◎○◎◎◎√—高中80-90—透水沥青混凝土○○◎◎○◎◎◎√—高中80-90—绿色屋顶○○◎◎○●◎◎√—高中70-80好下沉式绿地○●◎◎○●◎◎√—低低—一般简易型生物滞留设施○●◎◎○●◎◎√—低低—好复杂型生物滞留设施○●◎●○●◎●√—中低70-95好渗透塘○●◎◎○●◎◎—√中中70-80一般渗井○●◎◎○●◎◎√√低低——湿塘●○●◎○●●◎—√高中50-80好雨水湿地●○●●○●●●√√高中50-80好蓄水池●○◎◎○●◎◎—√高中80-90—雨水罐●○◎◎○●◎◎√—低低80-90—调节塘○○●◎○○●◎—√高中—一般调节池○○●○○○●○—√高中——转输型植草沟◎○○◎●◎○◎√—低低35-90一般干式植草沟○●○◎●●○◎√—低低35-90好湿式植草沟○○○●●○○●√—中低—好渗管/渠○◎○○●◎○◎√—中中35-70—植被缓冲带○○○●—○○●√—低低50-75一般初期雨水弃流设施◎○○●—○○●√—低中40-60—人工土壤渗滤●○○●—○○◎—√高中75-95好注：1、●——强◎——较强○——弱或很小。2、SS去除率数据来自美国流域保护中心（CenterForWatershedProtection，CWP）的研究数据。2.4LID方案设计2.4.1设计思路2.4.1.1LID方案布局（地面道路）：（1）车行道雨水汇流至侧绿化带通过溢流式雨水口排入雨水管；（2）道路人行铺装采用透水水泥混凝土。图2.4-1道路海绵标准横断面图2.4.2方案达标分析表2.4.2-1建设前下垫面面积统计下垫面归类下垫面种类计算取值建设前面积S（m2）非渗透路面硬屋面、沥青屋面、未铺石子的屋面0.89820混凝土和沥青路面0.897655铺石子的平屋面0.640大块石铺砌路面或沥青表面处理的碎石路面0.590水面18212干砌砖石或碎石路面0.371309可渗透路面级配碎石路面0.443235非铺砌的土路面0.2910575透水性人行道0.890渗透铺装地面0.890绿地绿地或下沉式（下凹式）绿地0.140绿化屋面0.340植被草沟0.1417386雨水花园0.140合计49374 建设前综合径流系数计算公式如下：建设前综合径流系数计算结果如下：Ψ（jsq）＝0.472、建设后径流系数同上节，各计算取值统计如下表：表2.4.2-2建设后下垫面面积统计下垫面归类下垫面种类计算取值建设后面积S（m2）非渗透路面硬屋面、沥青屋面、未铺石子的屋面0.890混凝土和沥青路面0.8931338铺石子的平屋面0.640大块石铺砌路面或沥青表面处理的碎石路面0.59水面10干砌砖石或碎石路面0.370可渗透路面级配碎石路面0.440非铺砌的土路面0.290透水性人行道0.897437渗透铺装地面0.890绿地绿地不含下沉式（下凹式）绿地0.149637下沉式（下凹式）绿地0.14962绿化屋面0.340植被草沟0.140雨水花园0.140合计49374建设后综合径流系数计算公式如下：建设后综合径流系数计算结果如下：Ψ（jsh）＝0.733、结论经计算，建设后综合径流系数大于建设前综合径流系数，说明建设后未采取雨水径流控制措施前雨水径流量大于建设前雨水径流量，不满足相关文件要求，所以需要海绵措施对雨水进行调蓄。2.4.3年径流总量控制2.4.3.1年径流总量计算（1）年径流总量控制率及对应设计降雨量根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》，广州市年径流总量控制率的范围应为：60%≤α≤85%。考虑到番禺区土壤下渗困难等因素，结合《广州市海绵城市规划建设管理暂行办法》等要求，综合确定项目片区年径流总量控制率目标为70%，设计降雨量为25.80mm。表2.4.3-1年径流总量控制率对应设计降雨量年径流总量控制率50%60%70%75%80%85%设计降雨量（mm）13.418.425.830.33643.7（2）调蓄容积计算依据划分的汇水分区图及每个汇水分区的下垫面情况，利用容积法（详见《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》P49，第四章，第八节，2.1容积法）计算汇水分区设计调蓄容积。计算公式如下：V=10HφF；式中：V——设计调蓄容积，m³；H——设计降雨量，mm；φ——综合雨量径流系数（改造后为0.73）F——汇水面积，hm2。本项目红线范围内汇水面积49374平方米，设计降雨量为25.8mm，计算所需调蓄容积结果如下：V=10*25.8*0.73*4.9374=929.91m3（3）调蓄容积的设计本项目采用透水人行道及下凹式绿地海绵城市设计元素。人行道透水砖高度为0.08m，孔隙率为0.1，干硬性透水水泥砂浆高度为0.02m，透水水泥混凝土高度为0.15m，孔隙率为0.2，碎石高度为0.15m，孔隙率为0.35，渗透铺砖率为100%，因此调蓄容积为：V人=7437*（0.08*0.1+0.17*0.2+0.15*0.35）=702.80m3下沉式绿地蓄水层：0.20m；种植土厚度取0.4m；砾石层0.2m，孔隙率为0.35。因土层平时的持水率较高，暂不考虑土层的蓄水量，只考虑砾石层蓄水量和下沉式绿地蓄水容量，因此下凹式绿地调蓄容积为：V绿=962*（0.20+0.2*0.3）=259.74m3本项目海绵措施总调蓄容积为：V=V人+V绿=702.80+259.74=962.54m3，满足计算所需调蓄容积。将调蓄容积反算至控制率，设计降雨量为26.7mm，对应71%控制率。综上，本项目采用透水人行道及下凹式绿地二种海绵城市设计元素，满足计算所需调蓄容积，达到年径流总量控制率70%的目标。（4）径流量计算1）建设前雨水径流量计算其中根据暴雨强度计算公式，本工程降雨历时取值60min，重现期5年。代入数据，番禺区设计暴雨强度计算结果为190.32L/s·ha。本项目红线范围内面积49374㎡。因此建设前雨水径流量计算如下：Q=4.9374*190.32*0.47=441.65L/s2）建设后雨水径流量计算项目增加962.54m³的雨水调蓄设施，复核是否满足要求。根据雨水调蓄设施雨水径流削减量计算公式：Qtxd=1000（Vtxd/t-Vtxd/Ttxd）式中：Qtxd为雨水调蓄设施雨水径流削减量（L/s）；Vtxd为雨水调蓄设施有效容积（m³）；t为降雨历时（s），降雨历时取60min；Ttxd为排空时间（s），排空时间12h计算可得：Qtxd=1000（Vtxd/t-Vtxd/Ttxd）=245.09L/s本工程建设后径流系数为0.73，因次建设后雨水径流量为Q=4.9374*190.32*0.73-245.09=440.88＜441.65L/s可满足建设后雨水径流量小于建设前要求。2.4.3.2年径流污染削减根据《广州市建设项目海绵城市建设管控指标分类指引（试行）》，道路工程年径流总量控制率为鼓励性指标，年径流污染削减率为约束性指标，新建项目年径流污染削减率目标值为≥50%。根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》，年径流污染削减率计算方法如下：年径流污染削减率=年径流总量控制率×低影响开发设施对SS的平均去除率不同设施污染物去除率可按下表取值：表2.4.3-2不同LID设施污染物去除率表图（来源：指南）本项目主要采用了透水水泥混凝土及透水人行道二种海绵城市设计元素，其对SS的平均去除率约85%，因此，年径流污染削减率=85%*71%=60.4%，满足相关要求。2.4.3.3一般城市道路绿地率本项目范围绿地面积10599㎡，项目建设总面积49374㎡，一般城市道路绿地率：10599/49374*100%=21.5%＞15%。2.4.3.4计算结果分析（1）年径流总量控制率（鼓励性目标）：设计后年径流总量控制率达到71%，大于目标70%，达标；（2）年径流污染削减率（约束性目标）：设计后年径流污染削减率达到60.4%，大于目标50%，达标。（3）一般城市道路绿地率（鼓励性目标）：设计后一般城市道路绿地率为21.5%，大于目标15%，达标。2.4.4雨水管渠设计（1）雨水设计项目新建雨水管系统均采用分片分段就近排至现状滘心涌。（2）雨水及防洪系统设计标准1）工程设计标准根据《室外排水设计标准》GB50014-2021规定，本工程重现期统一采用P＝5a。2）雨水量计算公式设计暴雨强度公式根据《广州市番禺区（三区）暴雨强度公式及计算图表》(广州市水务局，2023年2月)选取。5年设计暴雨强度公式：q＝6364.871/(t+19.984)0.801式中：q──设计暴雨强度[L/(s·hm2)]；t──降雨历时(min)，t=t1+t2；t1──地面集水时间(min)，取10min；t2──管渠内雨水流行时间(min)。3）雨水设计流量计算：Q=qΨf式中：Q──雨水设计流量(升/秒)；Ψ──沥青混凝土路面Ψ取0.89，水泥混凝土路面Ψ取0.89，非铺砌路面Ψ取0.29，绿地Ψ取0.14，本设计采用综合径流系数ψ取0.73。f──汇水面积(公顷)。根据道路及周边地块的竖向标高、周边水体、新建雨水系统和规划雨水走向等因素进行划分雨水分水线，确定本工程新排水系统的汇水流域面积，从而保证区域内雨水能有序收集，就近排放，保证区域功能的安全性。雨水分区遵循高低水分开、内外水分开、主客水分开、就近排水的原则。4）充满度：雨水管道按满流计算。5）流速：雨水管道最小设计流速不小于0.75米/秒。金属排水管道最大设计流速不超过10米/秒，非金属排水管道最大设计流速不超过5米/秒。6）排水管井基础地质要求满足地基土承载力达100kPa以上。7）排水管井的使用年限：50年。（3）管线系统设计项目雨水配合道路扩宽，新建道路雨水管渠系统，以满足道路和周边地块雨水排放需要为主要设计目的，为道路和周边地块雨水及时排放创造有效的排水通道。雨水系统收集的雨水就近排放至片区的天然排水通道，雨水系统出口位置受纳排水通道的底部标高作为起点控制标高。本项目作为排水载体的水系为现状内水河涌—滘心涌。该河涌均为现状片区骨干排涝河涌，属于安全可靠的雨水受纳水体。新建雨水系统确保本工程及周边汇水范围不存在水浸隐患。新建雨水管渠在设计重现期内排水畅通，超设计重现期去水快速，从而有效提高排涝能力。1）新建雨水管渠系统由雨水管道、雨水渠箱、雨水口、检查(沉砂)井等组成。2）新建雨水管渠收集路面、绿地、硬地、建筑物屋面汇集的雨水、浇洒绿化、景观、空调等的排水。3）项目雨水依靠重力流，以最短距离就近排入周边可靠、安全的水体（滘心涌）。4）项目新建雨水管渠断面位置：雨水管道沿道路南侧布置，布置在机动车道中心线下，避免设在机动车的行车轨迹上。5）在满足规范要求的暴雨重现期等相关技术要求的前提下，合理布置雨水收集点。对于纵坡小于千分之3和凹曲线路段，对雨水口间距进行缩窄和加密设置，以确保雨水收集顺畅和排放快速。6）根据道路纵坡设计、道路横向设计、控制标高情况，合理确定雨水系统的管径(尺寸)、埋深和检查井的位置等详细数据。一般每隔90m～120m设一接户井。（4）管材及接口明挖且埋深不超过6米的雨水管道：d300≤d≤d1200的雨水管道采用II级钢筋混凝土承插管，橡胶圈密封；管径大于1200mm的雨水管道采用II级企口式钢筋混凝土排水管，橡胶圈密封。钢筋混凝土排水管管材须符合《混凝土和钢筋混凝土排水管》(GB/T11836-2009)的要求。钢筋混凝土排水管采用120度带型混凝土基础。雨水渠箱：采用钢筋混凝土结构。（5）排水检查（沉砂）井当管径d≤1200，检查、沉砂井均采用广州市地方标准排水井；当管径d＞1200，检查、沉砂井根据国标图集20S515选用，井口安装防护(坠)网，井壁设置标识铭牌，井盖采用可调式防沉降井盖。1）检查井（沉砂井）根据《广州市水务局关于推广使用预制装配式排水检查井及限制使用砖砌筑排水检查井的通知》(穗水排水[2018]16号)等相关规定要求，排水检查井选用和做法参考《预制装配式钢筋混凝土排水检查井标准图集（试行）》（2018年2月）和06MS201-3，选型如下：检查井井径（mm）适用管径范围（mm）图集预制圆形φ1000≤DN500预制装配式钢筋混凝土排水检查井标准图集，页8φ1200DN600预制装配式钢筋混凝土排水检查井标准图集，页15φ1600DN800~DN1000预制装配式钢筋混凝土排水检查井标准图集，页22预制矩形1600×1600DN1200预制装配式钢筋混凝土排水检查井标准图集，页29现浇矩形根据管径选用DN1350~200020S515沉砂井为相应检查井加深0.6m。2）井盖位于车行道上的井盖采用D400级球墨铸铁井盖；位于人行道,非机动车道及绿化带上的井盖采用B125级球墨铸铁井盖，井盖样式、做法按照《井盖设施建设技术规范》（DBJ440100/T160-2013）执行，具备弹性紧锁、防盗、防滑、防噪音、防跳动、防意外开启及防沉降的功能。井盖须配“雨水”、“污水”等字样，以作区分。检查井