□朱 虹 黄 屹
1.前言
近年来嘉兴市随着品质提升项目的开工建设,工程项目设计的系统性和综合性越来越强,而传统的单一流水线合作模式在市场竞争中越来越显得捉襟见肘。
多年的海绵城市建设经验显示,单一的给排水专业无限制采用“快排”模式,无法在工程设计实现雨水径流、排水防涝等控制目标,所以需要在排水专业的基础上,与其他专业进行合作,比如景观专业、建筑专业、给排水专业、环境工程专业、生态学专业等,在给排水-海绵城市计中实现多专业融合,才能更好地适应未来城市的发展。
本文旨在通过嘉兴火车站片区海绵城市建设系统中排水设计与景观专业相结合的设计,实现径流总量控制、排水防涝及景观补水的多目标设计。
2.火车站片区概况
嘉兴火车站区域改造提升工程位于嘉兴老城区,东到纺公路,南至甪里街,北街勤俭路,西邻环城河,总面积约34万平方米。
设计范围:
本区域以铁路为界分为南北广场两个部分:
其中北广场共有多块用地组成,A1 地块为火车站北侧站房,A7 地块为铁路机房用地,A4A6A8 地块为北广场站前区域,另外A6 地块内设有城中路下穿城市隧, A9 地块为铁路还建用地, D1 地块为公园用地,为现状人民公园。
南广场区域中A5C1C2 地块为南广场站前区域, C3 地块为铁路还建办公区域。
景观设计情况:
根据景观方案,北广场宣公河水体原来成干涸状态,本次设计进行恢复后作为景观水体(设计宣公河水体不与外界水体连通,河床底设计高程黄海2.1米(下同),设计水位为3.1米);人民公园内部水体作为景观水体保留(现状水系河床底为1.0米,现状水位为2.0米)。
同时,北广场增加跌水水景。
北广场区域排水系统现状:
区域北侧勤俭路有雨水管道DN1800,自东向西排入环城河;西侧嘉禾路雨水管道DN300-DN400,排入环城河;原火车站区域雨水管道沿公园路自北向南排入火车站下的暗渠,但是本次火车站改造后,底部暗渠将填埋;北部城东路雨水管道DN400-DN800,自南向北排入菜花泾。
3.设计需求分析
基于上述基本情况,分析本次设计需求如下:
(1)防洪排涝需求:根据区块排水系统分析,区域内河流较少,地块整体调整,加上火车站内暗渠填埋后,整体的排水安全存在问题,排水系统需要重新构建,解决排水防涝问题,排水防涝设计重现期为30年;
(2)径流总量控制需求:根据《室外排水设计规范》(GB50014-2016)3.2.2A当地区整体改建时,对于相同设计重现期,改建后的径流量不得超过原有径流量。因此,本地块开发时需要控制整体的雨水径流量,按照规划条件要求,地块按照年径流总控率70%控制。
(3)景观补水水源需求:根据景观方案可知,宣公河水体、人民公园水体及北广场跌水水景均有水量消耗,其中宣公河水体、人民公园水体水量损失主要为日蒸发量,北广场跌水水景水量损失按循环水量的4%计算,这么大的补水量亟需解决补水水源的问题。
4.设计思路
从设计需求上可知:防洪排涝需求是将降雨尽快的从地面排走;径流总量控制需求是将降落至地面的雨水尽可能在本地进行消纳;景观补水水源需求是需要考虑补水水源的来源,做到经济效益最大化。
分析可知设计需求中的存在矛盾统一现象:
(1)防洪排涝的“快速”需求与径流总量控制的“本地消纳”需求之间是一对矛盾体;
(2)防洪排涝的“快速”需求与景观补水需要的水源之间是一对矛盾体;
(3)径流总量控制的“本地消纳”需求与景观补水需要的水源之间有统一的需求,是一对统一体。
因此,我们提出了一个大胆的设计思路:能否结合景观设计中的大型景观水体调蓄功能,来提升城市的排水防涝能力,通过调蓄水量同时实现径流总量控制的“本地消纳”需求,继而利用调蓄水量补充景观水体的需求,实现水资源经济效益最大化。
5.设计方案
(1)汇水分区划分
根据排水管道的布置可行性及区域竖向情况,可以将火车站片区划分6个汇水片区:
(2)汇水分区雨水技术路线
本文重点介绍1号、5号水体调蓄汇水片区雨水技术路线:
1) 1号汇水分区雨水技术路线如下:
将北广场硬化地面的雨水通过管渠引流进入人民公园水系,人民公园周边地面通过天然竖向条件,汇入人民公园水系,起到调蓄及水源补充的作用。
利用人民公园调蓄水系作为回用水源,设置雨水回用系统,在人民公园水系取水,经净化处理后的雨水用于北广场跌水景观补水。
2)5号汇水分区雨水技术路线如下:
宣公河南侧、北侧区域屋面、路面雨水进入排水沟内,通过排水沟收集后排入宣公河调蓄水体,起到调蓄及水源补充的作用。
6.效果分析
(1)根据SWMM模型模拟结果,1号汇水分区的径流总量控制率可达到67.3%,5号汇水分区的径流总量控制率可达到73%,整体火车站片区径流总量控制率可达到70.3%,因此可知,通过水体调蓄,可以有效的对径流总量进行控制,
(2)采用MIKE模型对火车站区块铁路以北区域,重点是宣公河区块和人民公园、火车站北广场区块进行内涝风险评估,在计重现期为30年,24小时设计雨量为227毫米情况下,模型模拟结果:
宣公河水位变化见下图,宣公河水位最高达到3.29米,远低于周边地坪高程。
人民公园内水系水位变化见下图所示,人民公园水系水位最高为约2.1米,远低于周边地坪高程。
在传统管网设计情况下,利用景观水体低洼优势进行调蓄,可以有效控制内涝风险区域,提升城市内涝应对能力。
(3)设计将人民公园水系作为调蓄水源,雨水回用系统从水系内取水,为保障人民公园水系景观效果,雨水回用取水时,设计水系最高水位为2.0米,取水最低控制水位为1.5米,公园水体面积约4000平方米,可有效调蓄水量约2000立方米,有效实现雨水回收利用,实现景观补水的经济效益最大化。
(4)所谓“流水不腐”,宣公河南北两侧区域及北广场区域雨水汇入宣公河及人民公园水体打破了景观水体静止不动的局面,确保了水体流动更替,一定程度上有效保证的景观水体的水质。
7.结论
(1)从以上案例可知,在海绵城市建设中排水专业与景观专业有机融合,在景观水体的处理上,排水专业可以利用其实现内涝控制及径流总量控制,景观专业可以利用雨水作为水源,实现景观水体的补水,减少其他水源补水,提升经济可行性,从而实现专业上的双赢。
(2)要想在未来的设计市场占据主导地位,必须走专业融合,单打独斗的时代已经过去。就如排水专业与景观专业融合中,各专业设计时都能考虑到雨水径流竖向处理,初期雨水径流污染处理及景观水体补水等情况,能运用的各自的专业知识相互协作,融汇贯通,可以预见在未来设计市场竞争中将游刃有余。(作者单位:嘉兴市园林市政管理中心 嘉兴市规划设计研究院有限公司)