0.前言

湿塘指具有雨水调蓄和净化功能，并以雨水为主要补水水源的景观水体。湿塘可结合绿地、开放空间等场地条件设计为多功能调蓄水体，即平时发挥正常的景观及休闲、娱乐功能，暴雨发生时发挥调蓄功能，实现土地资源的多功能利用，是海绵城市建设的重要技术手段。

在气候温和、雨量充沛、城市化进程较快的地区，湿塘可以发挥重要作用。

1.目标功能

湿塘主要有以下功能：

(1) 调蓄雨水径流；

(2) 削减峰值流量；

(3) 美化景观；

(4) 提供居民休憩娱乐场所；

(5) 提供动植物栖息地；

(6) 净化雨水径流；

2.适用条件

下列几种情况下，可采用湿塘技术：

(1)具有空间条件的行政办公建筑、居住小区、科技园区、适宜的工业厂区；

(2)城市大型绿地、广场、公园；

(3)需要进行生态改造的河滨绿地。

3.设计计算

3.1设计步骤

湿塘一般由进水口、前置塘、主塘、溢流出水口、护坡及驳岸、维护通道等构成。

图3-2 安徽省铜陵市黑砂河下游生态湿塘示范工程

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

湿塘设计步骤如图3-3所示。

图3.3 湿塘设计步骤

3.2设计流量

根据城市暴雨强度公式（式3-1），在给定重现期及降雨历时情况下计算设计流量。

 

式中q——暴雨强度，L/(s·hm2)；

P——降雨重现期，a；

t——降雨历时，min。

集水区综合流量径流系数的计算按各地块渗透性质进行面积加权，具体参照表3-1。

表3-1 不同下垫面的径流系数

设计流量按式3-2计算，将各自重现期下暴雨强度分别带入即可。

Q=α·q·A×10-3 （3-2）

式中Q——设计流量，m3/s;

α——综合流量径流系数;

q——暴雨强度，L/(s·hm2)；

A——集水区总面积，hm2。

设计流量包括一般降雨事件径流量Q1和极端降雨事件径流量Q2。Q1用于调节容积的计算，降雨重现期P取2~10年，降雨历时根据实际情况确定；Q2用于溢洪道的设计，降雨重现期P取50~100年，降雨历时根据实际情况确定。

3.3前置塘设计

前置塘为湿塘的预处理设施，起沉淀径流中大颗粒污染物的作用。前置塘的设计内容包括进水口、沉泥区容积、边坡及驳岸。

3.3.1进水口

进水口应设置在常水位以上，并设置碎石、消能坎等消能设施，防止水流冲刷和侵蚀。由于城市雨水径流中往往含有部分生活垃圾，入口处还需设置垃圾拦截装置（格栅）并定期清理。进水口消能碎石的布置如图3-4所示。

3.3.2沉泥区容积

前置塘沉泥区应定期进行清理维护，其容积应根据清淤周期和所汇入径流雨水的SS污染物负荷确定，沉泥区容积按式3-3进行计算。

VS=AC·R·LO·FC (3-3)

式中：VS——沉泥区容积，m3；

AC——集水区面积，m2；

R——截留效率，一般取80%；

LO——沉淀负荷率，一般取1.6m3/hm2/年

FC——清理频率，取1年左右。

3.3.3边坡及驳岸

前置塘驳岸形式宜为生态软驳岸，池底应设置为混凝土或块石结构，便于清淤。边坡坡度（垂直：水平）一般为1:2~1:8，实际设计时应根据沉泥区容积和项目用地红线综合确定。

3.4主塘设计

3.4.1规模计算

主塘一般包括永久容积（常水位以下）和储存容积，具有峰值流量削减功能的还包括调节容积（湿塘出水排入河道时无需设置调节容积）。永久容积水深一般为0.8~2.5m；储存容积和调节容积的计算方法如下：

（1）储存容积

湿塘储存容积应首先按照“容积法”进行计算，同时为保证设施正常运行（如保持设计常水位），再通过水量平衡法计算设施每月雨水补水水量、外排水量、水量差、水位变化等相关参数，最后通过经济分析确定设施设计容积的合理性并进行调整。

1.容积法

V= 10HφF （3-4）

式中：V——储存容积，m3；

H——项目所在城市设计降雨量，mm，可参考《海绵城市建设技术指南》（2014）；

φ——综合雨量径流系数，可参照表 3-1 进行加权平均计算；

F——汇水面积，hm2。

2.水量平衡法

水量平衡计算过程可参照表3-2。

表3-2 水量平衡计算

根据当地气象资料和用地规划、径流系数等可计算出该月内汇流雨水量和蒸发量；补水量指较为固定的水源(如再生水)每月进入湿塘的水量，该值可能为0；回用水可用于绿化或喷洒道路等，依据各地用水定额而定；渗漏量为湿塘的渗漏损失，可依据实际条件计算，也可按水体总量的10 %进行估算。确定完以上水量后，可以填写表3-2中[1]~[5]项的内容。根据上述几项数值，由水量平衡计算公式3-5可得水量差：

根据水量差可计算出水体水深、水体剩余调蓄高度，以及为保障安全和湿塘运行而必须的外排雨水量或额外增加的补水量。

（2）调节容积

湿塘的调节容积应根据设计入流流量和下游雨水管渠负荷（设计过流流量）合理确定，调节容积按式3-6进行计算。

V=T (Qin－Qout) (3-6)

式中：V——调节容积，m3；

Qin——湿塘的入流流量，即一般降雨事件径流量Q1，m3/s；

Qout——湿塘的出流流量，等于下游雨水灌渠设计过流流量，m3/s；

T——计算降雨历时，按照实际设计要求确定，s。

3.4.2边坡及驳岸

主塘驳岸宜为生态软驳岸，边坡坡度（垂直：水平）不宜大于1:6。主塘与前置塘之间水深较浅的区域宜种植水生植物（美人蕉、睡莲等），提升湿塘的生态和景观功能。

3.5溢流系统设计

湿塘通过溢流竖管或溢洪道将多余的雨水径流排出。当下游接市政管网时，湿塘通过溢流竖管出水；当下游与河道相连接时，湿塘通过溢洪道出水。两种溢流设施的计算方法如下：

3.5.1溢流竖管

溢流竖管的尺寸在设计时按照堰流公式（3-7）计算，由于格栅的阻滞作用，导致竖管口过流能力有所降低，在计算中引入阻滞因子B，一般取0.5。

Qout=B·Cw·L·h3/2 （3-7）

式中Qout——下游雨水灌渠设计过流流量，当出水排入河道时可取Q1，m3/s；

B——阻滞因子，取0.5；

Cw——流量系数，取1.66；

L——堰宽，即溢流口周长，m；

h——堰上水深，m。

具有峰值流量削减功能的湿塘，其调节容积应在24~48h内排空，需按要求对溢流竖管上的排水孔尺寸进行设计。排水孔按照孔口出流公式（3-8）计算：

Q孔=B·Cd·A(2·g·h)1/2 （3-8）

式中Q孔——孔口排放流量，即调节容积与排空时间之比，m3/s；

B——阻滞因子，取0.5；

Cd——流量系数，取0.6；

A——孔口面积，m2；

g——重力加速度，取9.80 m/s2；

h——水面与孔口中心的高度差，m。

3.5.2溢洪道

水在溢洪道内的流动状态为明渠流，溢洪道的渠宽和渠深可通过曼宁公式计算，设计流量采用Q2。

 

式中Q——极端降雨事件径流量，m⊃3;/s；

A——溢洪道横截面积，m2；

R——水力半径，m；

S——坡度，一般取0.5%；

n——粗糙系数，根据渠道实际情况根据表3-3确定。

4.施工图要求

4.1湿塘施工设计说明编制要点

①湿塘方案的设计计算书，主要包括前置塘沉泥区容积、主塘储存容积和调节容积、前置塘边坡及驳岸、主塘边坡及驳岸、溢流系统设计计算等。

②湿塘进水口(管)、溢流口(管)及放空管材质、强度，格栅规格、材质等。

③前置塘与主塘连接处、湿塘生态驳岸的植物配置要求。

④湿塘施工工艺要求，主要包括管道连接、回填土夯实、混凝土浇筑、进水口和溢流竖管的布置、植物栽植等。

⑤湿塘维护管理要求，主要包括前置塘清淤周期和清淤方式、植物管养、枯枝清理、进出水口清理等。

4.2湿塘施工图图纸要求

4.2.1湿塘断面布置图

①湿塘在汇水区横断面上的位置。

②湿塘的出水与市政雨水管渠或周边水系的关系。

③湿塘的进水口、溢流竖管、排水孔、溢洪道标高。

4.2.2湿塘平面布置图（可在管线综合图上标注）

①湿塘的平面位置。

②湿塘的前置塘、主塘、溢流系统位置。

③进、出水管的布置、管道连接走向等。

4.2.3湿塘横断面图

①前置塘的进水口和底部标高。

②主塘的进水口和底部标高。

③前置塘、主塘边坡样式。

④前置塘雨水调蓄高度和溢流口（至湿地）标高。

⑤主塘常水位、调蓄高度、溢流竖管和排水孔标高、溢洪道和放空管标高。

⑥溢洪道断面图。

4.2.4进水系统大样图

①进水口俯视图。

②进水口横、纵剖面图。

③消能系统布置图。

4.2.5沉泥区底部大样图

①横剖面图和纵剖面图。

②混凝土强度、配筋位置、间距、长度及强度。。

4.2.6溢流竖管大样图

①溢流竖管俯视图。

②横剖面图和纵剖面图。

4.2.7放空管大样图

①俯视图、横剖面图和纵剖面图。

②放空管的管道连接图。

4.2.8堤岸大样图

①俯视图、横剖面图和纵剖面图。

②混凝土强度、配筋位置、间距、长度及强度。

转载： 未来的海绵城市