厂区海绵方案设计指引
日期：2017-11-24
0前言
本设计指引用于指导新建和改造工业厂区的海绵方案设计，主要内容包括前期准备、目标指标确定、方案设计、绩效分析、监测方案、工程投资估算、成果要求，共七章。
1、前期准备
1.1 资料搜集
（1）项目概况。包括项目区域位置、建设范围、规模以及工业企业所属行业等。
（2）基础资料。包括工业厂区建筑总平面图、管线综合图、各单体建筑排水系统图、地下空间开发及其它项目相关的设计资料。
（3）现状基础条件。收集水文气象、地形地貌、土壤类型、水系及水质、地下水位、原土地利用及下垫面条件、市政管网及排水设施等现状资料，分析工业厂区海绵方案建设的基底条件及可行性。
（4）相关规划。包括城市总体规划、城市控制性详细规划、海绵城市专项规划、防洪排涝规划、水污染防治规划等。
1.2 现场踏勘
（1）实地考察建设用地现状，明确用地范围、周边地形地貌、现状或规划的市政管网及排水设施等。
（2）了解工业厂区周边水系情况。
（3）明确工业厂区排水系统情况。
（4）了解工业企业原料、工艺和产品，明确径流污染情况。
（5）明确可建设海绵设施的空间位置。
2、目标确定
依据海绵城市专项规划的要求，结合现场踏勘情况，分析现状资料、径流特征等，确定工业厂区海绵方案的目标。目标主要包括年径流总量控制率、径流污染削减率、雨水资源利用率等。
3、方案设计
3.1 总体方案设计
工业企业具有其特殊性，不同生产类型、不同规模的工业企业生产安全的规范要求差别较大。钢铁、电解铝、冶金、化工、制药、电子等重污染行业，不宜设置分散式海绵设施，可结合厂区雨水排放系统对初期雨水径流集中净化。同时工业用地的绿化率较低，工业厂区海绵方案的设计重点集中在进厂区主干道及主要入口、生产管理区、居住区和洁净度要求较高的生产车间装置及建筑物等重点地段。
统筹协调规划、建筑、给排水、园林、道路、水文等专业，严格依据工业企业总平面设计规范，依据安全优先、因地制宜、经济有效、方便易行、便于维护的原则，落实工业厂区海绵方案的建设目标指标。
总体方案应结合工业厂区的特点，安全第一，优先考虑工业厂区的面源污染控制，兼顾设施功能和景观效果。
总体方案设计是海绵方案设计的基础，主要内容包括汇水分区划分、海绵设施平面布置、海绵设施竖向设计。
3.1.1 汇水分区划分
分析地块竖向条件、绿化布置、道路系统和建筑雨落管位置，结合现场踏勘情况，确定径流流向。宜以厂区功能分区及道路为界划定汇水分区，污染较大的生产设施区应划分成独立的汇水分区。若汇水分区面积较大、排水路径较复杂，可根据汇水区竖向条件细化汇水分区。
3.1.2 功能分区的海绵策略
工业厂区功能分区明确，根据不同功能分区制定不同的海绵策略，生产区应以滞、蓄为主，根据生产种类、面源污染的特点，可考虑净、用相结合。运输系统应以滞、净、排为主。生产管理及居住区是工业厂区的绿地集中区域，应统筹考虑各项措施，突出发挥蓄、用的特点。
3.1.3 功能分区的雨水系统衔接方式
结合工业厂区外围市政管线位置及厂区内部竖向条件，明确各功能分区之间雨水系统衔接方式，径流组织形式，力求各功能分区合理衔接，宜在厂区径流排放末端结合景观设置湿塘，经湿塘调蓄净化后溢流至市政管网，有效去除面源污染，提升雨水利用效率，湿塘的设计计算可参考《典型海绵设施设计施工指南》。
图3-1 湿塘
图3-2 海绵策略示意图
3.2 海绵设施设计
厂区海绵设施设计应关心以下相关规范：《工业企业总平面设计规范》《建筑防火设计规范》《铁路给水排水设计规范》《洁净厂房设计规范》《印染工厂设计规范》《医药工业洁净厂房设计规范》《石油化工全厂性仓库及堆场设计规范》《污水再生利用工程设计规范》《机械工业厂房结构设计规范》等。
3.2.1 生产区
①生产区建筑海方案以标准厂房为主，标准化厂房的“标准”与行业性质有关，因为各个行业的标准化厂房的用途、结构、设备和资金等情况都不一样。因此，不同的行业没有统一的标准化厂房，但用于工业生产的标准化厂房都有以下特点：结构简单、跨度较大。标准厂房多采用坡屋面设计，标准厂房不宜设置绿色屋顶。
②标准厂房跨度较大，屋顶面积较大，雨落管应采用断接设计，宜单独断接，也可串联后结合高位花坛、生物滞留设施和雨水储蓄罐对厂房屋面雨水进行收集、处理，便于回用，或者通过散排的方式优先汇入绿地。高位花坛、生物滞留设施和雨水储蓄罐应兼顾美观的设计要求。
图3-3 雨落管断接生物滞留池
雨水储蓄箱一体式设施
③面向工业厂区周边道路的建筑和工业厂区围墙，应优先采用垂直绿化，也可设计高位花坛与垂直绿化一体化的海绵设施，用于吸收有害气体、粉尘及噪声。
图3-4 垂直绿化示例
④海绵设施可布置在建筑物之间及周边绿地内。
⑤生产区面源污染较大时不宜直接与其他分区连接，应先通过集中海绵设置处理后，汇入分区或单独排放。同时应相应设置雨水利用设施，提高雨水资源利用率。
3.2.2 运输系统
①道路两侧无法布置海绵设施时，可采用线性排水沟或植草沟等方式，有组织的汇流与转输雨水径流至海绵设施。
②机动车道宜采用排水路面，生产管理区人行道宜采用透水铺装，应避免采用彩色喷涂铺装。
③应避免排水沟渠横穿路面，若无法避免，人行道或普通机动车道应在路面预留排水渠道；消防车道则应在路面以下预埋连接管道，埋深应符合《室外排水设计规范》（GB50014-2006）。
④当厂区内有铁路交通系统时，应避免在铁路两侧布置海绵设施，宜采用明沟沿铁路铺设，保障铁路系统排水通畅。
3.2.3 停车场
①工业企业生产区停车场往往承担货物装载的功能，不宜设计为生态停车场，但石油、重金属等类面源污染严重，可通过场地坡向控制，结合停车场周边绿地设置生物滞留设施处理后接入雨水管网。
②生产管理区及居住区地面停车场宜建设为生态停车场。
图3-5 生态停车场
3.2.4 生产管理及居住区
①平屋面的多层建筑可采用绿色屋顶，绿色屋顶的设计应符合《屋面工程技术规范》（GB50345）的规定；绿色屋顶设置宜考虑雨水集蓄回用，用于绿色屋顶浇灌；雨水储存设施可选用雨水罐、蓄水池等设施。
图3-6 绿色屋顶
②单体建筑雨落管应采用断接散排的方式，雨水汇入附近的转输设施或海绵设施。
③工业厂区内建筑之间的小块分散绿地宜用作生物滞留池或下凹式绿地，接纳汇水区内的径流。
④距建筑物较近的海绵设施应进行防水设计。
3.3 其他技术要点
3.3.1 控制面源污染
①工业企业厂区面源污染大、种类多样，为保证生物滞留池稳定有效运行应选取耐污去污能力强的植物。
②布置海绵设施时应考虑与地下水位之前的关系，对于面源污染大的工业企业，应设置防渗层，避免对土壤和水体的污染。
③海绵设施中应配置浅根类植物。
3.3.2 兼顾景观要求
①海绵设施应作为工业厂区景观的一部分来统筹设计。
②生物滞留池、高位花坛和下沉式广场等海绵设施中的植物配置应结合景观设计的要求。
3.3.3 提升雨水回用
①生产管理区及居住区的雨水可经过简单沉淀处理直接收集至雨水储设施，也可经过生物滞留池、下凹式绿地等海绵设施净化后再收集至雨水储存设施。
②污染重的生产区汇流雨水应通过海绵设施净化转输至厂区排水管，然后排入市政管网，不宜做回用；污染轻的生产区村存在大量标准厂房时，可考虑收集厂房屋面雨水，进行雨水的回收利用。
③雨水储存设施应配置液位传感器和超越排水管并科学控制，确保储存雨水不影响该设施的调蓄功能。
3.3.4 考虑其他管线的敷设
①进行海绵方案设计时应与给水、电力、燃气、通信等专业设计人员充分沟通协调，确保各类管线间的兼容性。
②利用厂区非建筑地段及零星空地的绿化，在利用管架、栈桥、架空线路等设施的下面及地下管线带上面场地绿化时，充分考虑生产、检修、运输、安全、卫生及防火要求。
4、绩效分析
4.1 总体目标校核
（1）年径流总量控制率
根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》（2014）中规定的容积法计算海绵方案实施后的年径流总量控制率。
（2）径流污染削减率
应查阅相关文献或从当地检测机构获得该地区住宅区和地面停车场的径流污染现状资料，作为径流污染源强数据。再根据所采用的不同类型海绵设施的设计负荷，所对应的污染物去除率、海绵设施的汇水面积和当地暴雨强度公式，计算出整个工业厂区的径流污染削减率和雨水径流排放口的污染物浓度。
（3）雨水资源利用率
应根据工业厂区绿地灌溉、道路浇洒、地库冲洗等杂用水量确定雨水储存设施的容积，从而计算出雨水资源利用率。
4.2 绩效模拟分析
（1）水文效应模拟分析
用SWMM、MUSIC、XP drainage等模型，以工业厂区海绵方案为基础，建模分析方案实施前后水文效应，应给出正常雨型和极端降雨事件下分析结果，包括径流洪峰削减量和径流洪峰延缓时间。
（2）水质效应模拟分析
用SWMM、MUSIC、XP drainage等模型，以工业厂区海绵方案为基础，以获得的污染源强数据、不同类型海绵设施的去除率、各海绵设施对应的汇水面积作为输入参数，分析方案实施前后水质效应，应分析SS、CODcr、NH3-N、TN、TP等特征污染物去除效果和雨水排放口的水质。
5、监测方案
海绵设施投入使用半年后，可进行绩效监测。
工业厂区海绵设施的水质绩效监测宜采用人工取样方法，必要时可采用自动在线监测。
应在降雨事件发生并径流形成后，于不同类型海绵设施的径流入口和出口取样。还应在工业厂区对外雨水排口（接口）取样。
常规水质监测指标应包括SS、CODcr、NH3－N、TN、TP等，地面停车场的水质监测指标还应监测石油类；
应在雨水储存设施内设置水位控制器，应根据天气预报信息，在降雨事件发生前控制适当水位。
应采用模拟降雨方式或采用自动在线监测方式进行水文效应的监测。
6、工程投资估算
估算工程量，参考分部分项工程的综合单价，计算工程总体投资。
7、成果要求
7.1 设计说明书
设计说明书应包括项目概况分析、目标指标确定、总体方案设计、海绵设施设计、总体目标校核、绩效模拟分析、监测方案、工程投资估算等章节。
7.2 附图
（1）与市政雨水管网或周边水系位置关系图
（2）汇水分区划分图
（3）各汇水分区径流组织图
（4）海绵设施平面布置图
（5）海绵设施竖向设计图
（6）建筑及厂房雨落管与海绵设施连接图
（7）车库顶板覆土厚度与海绵设施关系示意图
（8）海绵设施与其他管线位置关系示意图
（9）海绵设施正常运行径流排放组织图
（10）海绵设施溢流运行径流排放组织图
（11）海绵设施无法运行径流排放组织图
（12）雨水回用设施布置和回用路径示意图
7.3 附表
（1）各海绵设施技术指标统计表
（2）各汇水分区调蓄容积表
（3）各汇水分区水文效益分析表
（4）各汇水分区水质效益分析表
（5）海绵方案工程投资估算表
来源：中国给水排水
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