基于海绵城市理念的居住区规划设计研究

吕 晋

（中国联合工程有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

居住区规划设计是指对小区的土地利用、绿化景观等方面进行规划和设计，从而创造一个舒适、便利、安全和美观的居住环境[1]。通过合理规划绿地和植被，打造优美的景观环境，提供休闲娱乐的场所，增加居民的生活质量和幸福感；还能够通过有效规划确保雨水和污水得到合理的处理和排放，防止因排水不畅而导致的水浸和水患。这就是居住区规划设计的重要意义[2]。

海绵城市规划是指遵循水资源保护原则，通过收集、储存和排放的方式合理管理降雨水[3]，实现城市降雨主动收集和自动存储等，最终实现水资源天然净化和可重复利用的目的[4]。将海绵城市理念应用到小区规划设计中，可保护小区生态的多样性，有效缓解小区内部径流和积水问题，并实现对雨水资源的治理和净化，提升小区居民的用水安全和缓解区域水资源匮乏情况。本文将结合海绵城市理念，研究居住区规划设计方法。

1 项目概况

以南方某小区作为研究对象，该小区西邻河流，东邻城市二环主路，地形极不规则，南北方向长度为804m，东西方向最窄为37.6m，最宽则为309m，总规划用地面积约139122m2，其中净用地面积为76054m2，建筑密度为22%，容积率为2.2。该小区地形为边坡，最大高差达到32.5m左右，且该小区所在地域雨水较为充沛，在降雨量较大时，小区内地面会形成径流和积水，且该小区周围土质主要成分为粉质黏土，渗透系数处于0.005～0.1m/d 之间，对积水的渗透能力较差。雨水形成的径流和积水影响小区整体美观的同时也降低居民居住舒适感。

2 基于海绵城市理念的居住区规划设计方法

2.1 绿色屋顶设计

针对该小区现状，引入海绵城市理念对其进行规划设计，首先选择低矮灌木对小区居住区屋顶进行绿化设计，为保障楼体防水效果，设计不同保护层，每层均实现不同功能，具体设计构造如图1所示。

图1 绿色屋顶设计

2.2 雨水花园设计

图1 中，过滤、基质以及植被层是实现绿色屋顶建设的核心部分。其中，过滤层采用聚酯纤维无纺布铺设，通过该层过滤雨水中的杂质，从而获取纯净的水体，方便后续使用；基质层是指用于种植植被的土壤，该工程采用低密度轻质土壤，这种土壤具有较高的环保效果；植被层是指种植的植物，该工程采用抗风性较高的低矮灌木。

由于该小区地形坡度较高，在遭遇强降雨时，小区内部会形成大量径流，不仅会带走小区内部土壤，还会在地势较为低洼处淤积。为保障该小区内部水土资源，通过人工开挖方式在该小区地势较低和较高区域设置雨水花园，用于收集雨水并对雨水进行净化，实现雨水利用和防止降雨形成径流的目的。在该小区选取合适位置设置雨水花园，其构造如图2所示。

图2 小区雨水花园构造设计图

依据图2，采用人工开挖和清底方式，其开挖深度为900mm，深度误差不得超过5mm，其边坡放坡比例为1∶3，该坡度便于将周围的雨水引入到雨水花园内。当雨水花园开挖并清底完成后，使用素土将雨水花园底部夯实。雨水花园排水层使用直径25±5mm的碎石铺设厚度为180mm，过滤层使用直径为3mm 左右的中粗砂铺设厚度50mm，可有效过滤雨水中的浑浊物，达到净化水质的目的。透水土工织物选择具有防刺穿性能的织物，且要小心铺设，边缘重叠处不得低于180mm，透水土工织物的边缘使用专业防渗透膜粘结剂粘贴牢固，待透水土工织物粘结位置完全风干后再进行下一步施工。雨水花园的溢流井的沉泥深度设置为35cm，雨水篦子标高设置为-0.15m，其排水能力为22L/s，在溢流井周围铺设鹅卵石，并使用直径为200mm 的管道连接溢流井，为雨水进入检查井提供通道。在对溢流井进行穿孔时，需要将孔管底部位置夯实，并使孔管保持一定坡度，防止树叶、土块等堆积堵塞孔管。对孔管施工完成后，检验其密封性，孔管密封合格后，使用草碳灰、松针土等含有有机质的腐殖土和种植土对雨水花园进行回填，其种植物、营养土和有机质的比例为6∶2∶2，为保障植物根系生长空间，土壤的回填厚度为400mm。

小区雨水花园建设完成后，在降雨时雨水从边坡流到雨水花园内，通过土壤渗透到中粗砂过滤层，利用该层过滤掉雨水中大量的泥土和粒径较大的砂石后，穿过透水土工织物，进一步过滤掉粒径较小的砂石，再经过碎石排水层将水排到集水井内。而较大径流的雨水可通过雨水篦子直接排入到溢流井内，再通过穿孔管连接集水井。雨水经过上述过程得到有效收集、过滤和存储。

2.3 净化调蓄设施设计

由于该小区地形不够平整，其净化调蓄设施需要根据其地形设计。净化调蓄设施包括无动力缓释器和池体，用于净化和调蓄雨水。该小区净化调蓄设施结构如图3所示。

该小区净化调蓄设施应用在降雨径流高峰时收集雨水，当降雨径流量降低后，利用无动力缓释器对雨水进行净化处理，为下一步雨水再利用做准备。在净化调蓄设施施工时，其池底部分别铺设160mm 和120mm的厚粗砂，厚度为160mm 的粗砂压实系数控制为0.82，厚度为120mm 的粗砂压实系数控制为0.90。将净化调蓄池底部设计成弧形，最底部设置缓释器出水管，调蓄池顶部使用玻璃钢格栅板覆盖，其规格为1230mm×995mm×40mm，并利用不锈钢方管固定玻璃钢栅格板和无动力缓释器。为达到净化雨水的目的，在玻璃钢栅格板上覆盖1 层透水土工织物，在透水土工织物上方覆盖55mm厚的鹅卵石，然后使用种植土覆盖鹅卵石层，为降低雨水调蓄池顶部荷载，在地面坡度较大区域，鹅卵石上方采用低密度陶粒进行填充。

3 效果分析

按上述方法对该居民楼楼顶进行绿化设计，设计效果如图4所示。

图4 楼顶绿化设计效果

分析图4 可知，上述方法使该小区绿化面积得到了有效提升，小区绿植增加不仅为居民带来视觉上的舒适感，还可进行光合作用净化小区内空气。在降雨时，楼顶绿植可以吸收一部分雨水，达到水资源利用的目的。

验证该小区规划设计后的海绵城市效果，得到小区绿化导水率，如表1所示。

表1 该小区规划设计前后绿化导水率（单位：%）

分析表1 可知，该小区绿化在导水时间为20min时，其导水率数值均较高，而在导水时间为40～60min时，小区绿化导水率呈现下降趋势，其原因在于初降雨时，小区雨水径流量较大，绿化区域土壤以及雨水花园等土壤含水率均未饱和，在导水时间为40～60min 时，绿化区域土壤和雨水花园吸纳一部分径流雨水，使其小区绿化径流量呈现降低趋势，但随着导水时间的增加，小区土壤含水饱和后，小区绿化导水率呈现下降趋势。在导水时间相同情况下，规划设计后的绿化导水率数值均较高。上述结果说明：本文所述方法在实际应用中具有较为显著的应用效果。

4 结束语

本文以某小区规划设计为例，研究了基于海绵城市理念的居住区规划设计方法。针对该小区实际情况，规划小区居住区环境，增强小区整体排水效果，从而保障社区居民的安全性与舒适性。经过实验验证，应用上述方法后，该小区绿化的导水率得到有效提升，可有效解决该小区降水径流问题，满足海绵城市建设要求。