基于AWater Plan2.0海绵城市规划设计案例分析
2017.07.14赖泽辉
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示范区背景
示范区为广州东濠涌以西某排水子系统，排水体制为合流制。

排水系统收集的雨污水通过下游干管排放至猎德污水处理厂进行处理。

系统沿东濠涌有截留管道，暴雨条件下，如果下游干管不能满足排放需要，则系统中雨污水通过截留管道直接排放到东濠涌。

示范区位于广州老城区房屋、道路等硬化下垫面所占比例大，排水标准偏低，暴雨情况下，易出现内涝风险和溢流污染风险。

目的
针对示范区下垫面建设情况，现利用海绵设施对其进行改造，以提高排水系统对雨水调蓄能力，减少内涝和溢流污染风险，减少下游污水处理负荷。

使示范区排水标准在内涝、排水系统负载、溢流等指标方面达到5年一遇标准。

工具
利用海绵城市规划与设计辅助软件（AWater Plan2.0）。

静态模型构建
收集整理示范区排水设施、河流、下垫面、地形等数据，利用AWater Plan2.0模型建设功能，考虑排水管道拓扑、汇水区划分、系统网络结构、模型概化等内容，构建示范区水动力静态模型，模型参数采用常用的经验参数。

降雨数据制作
根据地方暴雨强度公式，生成1年一遇、2年一遇、5年一遇、10年一遇降雨数据，降雨历时为2小时。

示范区排水能力现状分析
利用设计降雨对示范区排水系统进行现状评估。

现状评估情景包
括1年一遇降雨情景、2年一遇降雨情景、5年一遇降雨情景、10年一遇情景。

评估结果如下：
地表径流量
累积径流量
瞬时径流量
地表径流综合
节点超载（高亮节点为超载节点）
一年一遇
两年一遇
五年一遇
10年一遇
管线超载（高亮管线为超载管线）
1年一遇
2年一遇
5年一遇
10年一遇内涝风险
1年一遇、2年一遇没有内涝点。

5年一遇、10年一遇内涝点：
主干管水位（降雨持续1小时45分钟时刻）
1年一遇
2年一遇
5年一遇
10年一遇
溢流量
污水处理量
原因分析
1、下垫面硬化面积比例大，地表对雨水的调蓄能力弱，地表径流量太大。

2、排水系统建设标准偏低，市政管道容易出现负载情况。

方案措施
由于地块下点面房屋、道路、其他硬化地面为主，考虑到改造成本、排水系统治理效果、城市景观等方面的因素，拟优先选用绿色屋顶海绵设施对示范区进行改造，并论证可行性。

若绿色屋顶海绵设施不能满足治理标准，则采用地下调蓄池设施对系统进行进一步改造。

工况一：绿色屋顶海绵设施改造
工况介绍
示范区内房屋屋顶，都按80%比例铺设绿色屋顶海绵设施
绿色屋顶设施结构为：
表面层：具有150mm蓄水深度、植被系数为0.8；
土壤层：厚度为150mm、饱和导水率为0.5；
沙垫层：厚度为300mm、孔隙率为0.5。

累计径流量
地表径流综合
5年一遇(LID)
10年一遇(LID)
5年一遇（LID）
10年一遇（LID）
内涝风险
无
主干管水位（降雨持续1小时45分钟时刻）
5年一遇（LID）
10年一遇（LID）
溢流量
污水处理量
总结
示范区径流量、径流峰值大幅度降低。

内涝点全部消除。

溢流风险消除。

负载节点、负载管大部分消除，10年一遇情况下，只出现轻微负载情况。

工况二：地下调蓄池海绵设施改造
工况介绍
为减少剩余管道负载风险，并减少降雨事件过程中，排向污水处理厂的量，增加地下调蓄设施，调蓄设施位置为下图所示位置。

降雨过程中，排水系统中水量通过管道引流到调蓄池，当降雨结束后，再
将调蓄池中水排放至污水处理厂进行处理。

调蓄池设计
总设计容量为6000立方米
节点超载
10年一遇（调蓄池+LID）管线超载
10年一遇（调蓄池+LID）
主干管水位（降雨持续1小时45分钟时刻）
污水处理量
调蓄池容积（降雨持续1小时45分钟时刻）
总结
降雨过程中污水处理量大幅度降低；
节点超载、管线超载基本缓解。