0.前言

濕塘指具有雨水調(diào)蓄和凈化功能，并以雨水為主要補水水源的景觀水體。濕塘可結(jié)合綠地、開放空間等場地條件設計為多功能調(diào)蓄水體，即平時發(fā)揮正常的景觀及休閑、娛樂功能，暴雨發(fā)生時發(fā)揮調(diào)蓄功能，實現(xiàn)土地資源的多功能利用，是海綿城市建設的重要技術(shù)手段。

在氣候溫和、雨量充沛、城市化進程較快的地區(qū)，濕塘可以發(fā)揮重要作用。

1.目標功能

濕塘主要有以下功能：

(1) 調(diào)蓄雨水徑流；

(2) 削減峰值流量；

(3) 美化景觀；

(4) 提供居民休憩娛樂場所；

(5) 提供動植物棲息地；

(6) 凈化雨水徑流；

2.適用條件

下列幾種情況下，可采用濕塘技術(shù)：

(1)具有空間條件的行政辦公建筑、居住小區(qū)、科技園區(qū)、適宜的工業(yè)廠區(qū)；

(2)城市大型綠地、廣場、公園；

(3)需要進行生態(tài)改造的河濱綠地。

3.設計計算

3.1設計步驟

濕塘一般由進水口、前置塘、主塘、溢流出水口、護坡及駁岸、維護通道等構(gòu)成。

圖3-2 安徽省銅陵市黑砂河下游生態(tài)濕塘示范工程

（http://edu.rednet.cn/c/2017/07/03/4344221.htm)

濕塘設計步驟如圖3-3所示。

圖3.3 濕塘設計步驟

3.2設計流量

根據(jù)城市暴雨強度公式（式3-1），在給定重現(xiàn)期及降雨歷時情況下計算設計流量。

 

式中q——暴雨強度，L/(s·hm2)；

P——降雨重現(xiàn)期，a；

t——降雨歷時，min。

集水區(qū)綜合流量徑流系數(shù)的計算按各地塊滲透性質(zhì)進行面積加權(quán)，具體參照表3-1。

表3-1 不同下墊面的徑流系數(shù)

設計流量按式3-2計算，將各自重現(xiàn)期下暴雨強度分別帶入即可。

Q=α·q·A×10-3 （3-2）

式中Q——設計流量，m3/s;

α——綜合流量徑流系數(shù);

q——暴雨強度，L/(s·hm2)；

A——集水區(qū)總面積，hm2。

設計流量包括一般降雨事件徑流量Q1和極端降雨事件徑流量Q2。Q1用于調(diào)節(jié)容積的計算，降雨重現(xiàn)期P取2~10年，降雨歷時根據(jù)實際情況確定；Q2用于溢洪道的設計，降雨重現(xiàn)期P取50~100年，降雨歷時根據(jù)實際情況確定。

3.3前置塘設計

前置塘為濕塘的預處理設施，起沉淀徑流中大顆粒污染物的作用。前置塘的設計內(nèi)容包括進水口、沉泥區(qū)容積、邊坡及駁岸。

3.3.1進水口

進水口應設置在常水位以上，并設置碎石、消能坎等消能設施，防止水流沖刷和侵蝕。由于城市雨水徑流中往往含有部分生活垃圾，入口處還需設置垃圾攔截裝置（格柵）并定期清理。進水口消能碎石的布置如圖3-4所示。

3.3.2沉泥區(qū)容積

前置塘沉泥區(qū)應定期進行清理維護，其容積應根據(jù)清淤周期和所匯入徑流雨水的SS污染物負荷確定，沉泥區(qū)容積按式3-3進行計算。

VS=AC·R·LO·FC (3-3)

式中：VS——沉泥區(qū)容積，m3；

AC——集水區(qū)面積，m2；

R——截留效率，一般取80%；

LO——沉淀負荷率，一般取1.6m3/hm2/年

FC——清理頻率，取1年左右。

3.3.3邊坡及駁岸

前置塘駁岸形式宜為生態(tài)軟駁岸，池底應設置為混凝土或塊石結(jié)構(gòu)，便于清淤。邊坡坡度（垂直：水平）一般為1:2~1:8，實際設計時應根據(jù)沉泥區(qū)容積和項目用地紅線綜合確定。

3.4主塘設計

3.4.1規(guī)模計算

主塘一般包括永久容積（常水位以下）和儲存容積，具有峰值流量削減功能的還包括調(diào)節(jié)容積（濕塘出水排入河道時無需設置調(diào)節(jié)容積）。永久容積水深一般為0.8~2.5m；儲存容積和調(diào)節(jié)容積的計算方法如下：

（1）儲存容積

濕塘儲存容積應首先按照“容積法”進行計算，同時為保證設施正常運行（如保持設計常水位），再通過水量平衡法計算設施每月雨水補水水量、外排水量、水量差、水位變化等相關(guān)參數(shù)，最后通過經(jīng)濟分析確定設施設計容積的合理性并進行調(diào)整。

1.容積法

V= 10HφF （3-4）

式中：V——儲存容積，m3；

H——項目所在城市設計降雨量，mm，可參考《海綿城市建設技術(shù)指南》（2014）；

φ——綜合雨量徑流系數(shù)，可參照表 3-1 進行加權(quán)平均計算；

F——匯水面積，hm2。

2.水量平衡法

水量平衡計算過程可參照表3-2。

表3-2 水量平衡計算

根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料和用地規(guī)劃、徑流系數(shù)等可計算出該月內(nèi)匯流雨水量和蒸發(fā)量；補水量指較為固定的水源(如再生水)每月進入濕塘的水量，該值可能為0；回用水可用于綠化或噴灑道路等，依據(jù)各地用水定額而定；滲漏量為濕塘的滲漏損失，可依據(jù)實際條件計算，也可按水體總量的10 %進行估算。確定完以上水量后，可以填寫表3-2中[1]~[5]項的內(nèi)容。根據(jù)上述幾項數(shù)值，由水量平衡計算公式3-5可得水量差：

根據(jù)水量差可計算出水體水深、水體剩余調(diào)蓄高度，以及為保障安全和濕塘運行而必須的外排雨水量或額外增加的補水量。

（2）調(diào)節(jié)容積

濕塘的調(diào)節(jié)容積應根據(jù)設計入流流量和下游雨水管渠負荷（設計過流流量）合理確定，調(diào)節(jié)容積按式3-6進行計算。

V=T (Qin－Qout) (3-6)

式中：V——調(diào)節(jié)容積，m3；

Qin——濕塘的入流流量，即一般降雨事件徑流量Q1，m3/s；

Qout——濕塘的出流流量，等于下游雨水灌渠設計過流流量，m3/s；

T——計算降雨歷時，按照實際設計要求確定，s。

3.4.2邊坡及駁岸

主塘駁岸宜為生態(tài)軟駁岸，邊坡坡度（垂直：水平）不宜大于1:6。主塘與前置塘之間水深較淺的區(qū)域宜種植水生植物（美人蕉、睡蓮等），提升濕塘的生態(tài)和景觀功能。

3.5溢流系統(tǒng)設計

濕塘通過溢流豎管或溢洪道將多余的雨水徑流排出。當下游接市政管網(wǎng)時，濕塘通過溢流豎管出水；當下游與河道相連接時，濕塘通過溢洪道出水。兩種溢流設施的計算方法如下：

3.5.1溢流豎管

溢流豎管的尺寸在設計時按照堰流公式（3-7）計算，由于格柵的阻滯作用，導致豎管口過流能力有所降低，在計算中引入阻滯因子B，一般取0.5。

Qout=B·Cw·L·h3/2 （3-7）

式中Qout——下游雨水灌渠設計過流流量，當出水排入河道時可取Q1，m3/s；

B——阻滯因子，取0.5；

Cw——流量系數(shù)，取1.66；

L——堰寬，即溢流口周長，m；

h——堰上水深，m。

具有峰值流量削減功能的濕塘，其調(diào)節(jié)容積應在24~48h內(nèi)排空，需按要求對溢流豎管上的排水孔尺寸進行設計。排水孔按照孔口出流公式（3-8）計算：

Q孔=B·Cd·A(2·g·h)1/2 （3-8）

式中Q孔——孔口排放流量，即調(diào)節(jié)容積與排空時間之比，m3/s；

B——阻滯因子，取0.5；

Cd——流量系數(shù)，取0.6；

A——孔口面積，m2；

g——重力加速度，取9.80 m/s2；

h——水面與孔口中心的高度差，m。

3.5.2溢洪道

水在溢洪道內(nèi)的流動狀態(tài)為明渠流，溢洪道的渠寬和渠深可通過曼寧公式計算，設計流量采用Q2。

 

式中Q——極端降雨事件徑流量，m⊃3;/s；

A——溢洪道橫截面積，m2；

R——水力半徑，m；

S——坡度，一般取0.5%；

n——粗糙系數(shù)，根據(jù)渠道實際情況根據(jù)表3-3確定。

4.施工圖要求

4.1濕塘施工設計說明編制要點

①濕塘方案的設計計算書，主要包括前置塘沉泥區(qū)容積、主塘儲存容積和調(diào)節(jié)容積、前置塘邊坡及駁岸、主塘邊坡及駁岸、溢流系統(tǒng)設計計算等。

②濕塘進水口(管)、溢流口(管)及放空管材質(zhì)、強度，格柵規(guī)格、材質(zhì)等。

③前置塘與主塘連接處、濕塘生態(tài)駁岸的植物配置要求。

④濕塘施工工藝要求，主要包括管道連接、回填土夯實、混凝土澆筑、進水口和溢流豎管的布置、植物栽植等。

⑤濕塘維護管理要求，主要包括前置塘清淤周期和清淤方式、植物管養(yǎng)、枯枝清理、進出水口清理等。

4.2濕塘施工圖圖紙要求

4.2.1濕塘斷面布置圖

①濕塘在匯水區(qū)橫斷面上的位置。

②濕塘的出水與市政雨水管渠或周邊水系的關(guān)系。

③濕塘的進水口、溢流豎管、排水孔、溢洪道標高。

4.2.2濕塘平面布置圖（可在管線綜合圖上標注）

①濕塘的平面位置。

②濕塘的前置塘、主塘、溢流系統(tǒng)位置。

③進、出水管的布置、管道連接走向等。

4.2.3濕塘橫斷面圖

①前置塘的進水口和底部標高。

②主塘的進水口和底部標高。

③前置塘、主塘邊坡樣式。

④前置塘雨水調(diào)蓄高度和溢流口（至濕地）標高。

⑤主塘常水位、調(diào)蓄高度、溢流豎管和排水孔標高、溢洪道和放空管標高。

⑥溢洪道斷面圖。

4.2.4進水系統(tǒng)大樣圖

①進水口俯視圖。

②進水口橫、縱剖面圖。

③消能系統(tǒng)布置圖。

4.2.5沉泥區(qū)底部大樣圖

①橫剖面圖和縱剖面圖。

②混凝土強度、配筋位置、間距、長度及強度。。

4.2.6溢流豎管大樣圖

①溢流豎管俯視圖。

②橫剖面圖和縱剖面圖。

4.2.7放空管大樣圖

①俯視圖、橫剖面圖和縱剖面圖。

②放空管的管道連接圖。

4.2.8堤岸大樣圖

①俯視圖、橫剖面圖和縱剖面圖。

②混凝土強度、配筋位置、間距、長度及強度。

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