市政道路海綿城市建設方案及其效益分析

李麗

摘要：探討了常規(guī)市政道路海綿城市建設方案，根據(jù)近期住建部發(fā)布的《海綿城市建設技術指南（試行）》、《海綿城市建設績效評價與考核指標（試行）》定量分析了臨沂市北城新區(qū)二期市政道路海綿城市效益，以期為海綿城市設施在臨沂及國內(nèi)其他地區(qū)設計應用提供參考。

關鍵詞：海綿城市；市政道路；低影響開發(fā)；徑流總量控制率

前言

針對我國城市化過程中的地表水環(huán)境惡化、內(nèi)澇風險加劇、初期徑流污染嚴重等問題。海綿城市的雨洪管理理念應運而生。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水加以利用。海綿城市建設可將自然途徑和人工措施相結合。在確保城市排水防澇安全的前提下。最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化。

本文以臨沂市北城新區(qū)二期項目為例。探討了市政道路海綿城市建設思路及建設方案。并以年徑流總量控制率與年徑流污染控制率兩個指標為依據(jù)，定量評價了市政道路海綿城市效益。

1.市政道路海綿城市系統(tǒng)建設方案探討

1.1技術措施的選擇

根據(jù)國內(nèi)各城市海綿城市建設經(jīng)驗。市政道路中海綿城市相關技術措施見表1。

1.1.1透水鋪裝

透水鋪裝按照面層材料不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝。透水磚鋪裝和透水水泥混凝土鋪裝適用于廣場、停車場、人行道以及車流量和荷載較小的道路，如建筑小區(qū)道路、市政道路的非機動車道等。

1.1.2下凹式綠地、生物滯留設施

下凹式綠地和生物滯留設施是目前國際上流行的雨水徑流管理設施，可通過植物、微生物、以及土壤的化學、物理、生物作用去除非滲透鋪面徑流中的污染物。實現(xiàn)徑流水質(zhì)及水量的控制。不同于人工濕地，下凹式綠地、生物滯留設施可在較短時間內(nèi)排空集水區(qū)域內(nèi)地表徑流，具有適應范圍廣、占地少，環(huán)境生態(tài)效益顯著的特點。已成為美國能源與環(huán)境設計先鋒獎評定標準（LEED）推薦的首選技術。其主要適用于道路綠化帶、停車場、密集建筑等附近區(qū)域。

1.1.3植草溝

植草溝指種有植被的地表溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水。具有一定的雨水凈化功能，也可作為生物滯留設施、濕塘的預處理設施。同時植草溝也可與雨水管渠聯(lián)合應用。場地豎向允許且不影響安全的情況下可代替雨水管渠。植草溝適用于建筑與小區(qū)內(nèi)道路、廣場、停車場等不透水地面的周邊，城市道路及城市綠地等。

1.2臨沂市北城新區(qū)二期道路海綿城市系統(tǒng)建設方案

1.2.1建設思路

通過人行道、專用非機動車道透水鋪裝、生態(tài)樹池及分隔帶下凹式綠地或生物滯留設施構建市政道路的海綿城市系統(tǒng)。市政道路海綿城市系統(tǒng)的構建可以將“綠色排水系統(tǒng)”與“市政管渠系統(tǒng)”結合到一起。從而有效的控制徑流污染，削減徑流流量。同時溢流口與市政雨水系統(tǒng)的連接也保證了區(qū)域的排水安全。

1.2.2北城新區(qū)二期市政道路概況

臨沂北城新區(qū)二期道路系統(tǒng)規(guī)劃形成快速路、主干道、次干道、支路四級道路系統(tǒng)，區(qū)域內(nèi)共32條市政道路。道路紅線寬度20-60m不等。區(qū)域內(nèi)道路總面積約480.0hm2?？偩G化率（紅線范圍內(nèi)）為15.3%，根據(jù)各道路綠化率及透水鋪裝的可建設比例加權得到道路平均綜合徑流系數(shù)為0.72。

2.市政道路海綿城市效益分析

根據(jù)《海綿城市建設技術指南（試行）》和《海綿城市建設績效評價與考核指標（試行）》要求，徑流總量、徑流峰值和徑流污染是低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的主要規(guī)劃控制目標。其中徑流總量是首要控制目標。通常采用年徑流總量和年徑流污染控制率作為評價設施效益的主要指標。

2.1年徑流總量控制率

指南中根據(jù)我國不同地區(qū)氣候特征、土壤地質(zhì)條件的差異，將臨沂地區(qū)劃定為Ⅳ區(qū)，要求年徑流總量控制率為70%-85%。據(jù)統(tǒng)計。臨沂市城市年徑流總量控制率對應的設計降雨量見表2。

本文根據(jù)相關原理與計算得到各道路的總徑流調(diào)蓄容積。從而確定該調(diào)蓄容積對應的控制降雨量、年徑流總量控制率詳見表3。由表中統(tǒng)計可知，各道路海綿城市設施的總調(diào)蓄容積為73232m3。控制降雨量范圍為12.5-31.9mm。平均年徑流總量控制率約為62.0%。

2.2年徑流污染控制率

徑流污染控制是低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的控制目標之一。根據(jù)非滲透性地面徑流污染特性研究。徑流事件平均濃度中值為：COD 205 mg/L。BOD5 68 mg/L，SS 185 mg/L，NH4+-N 3.14mg/L，TP 0.40mg/L，TN 7.23 mg/L，這表明國內(nèi)地表徑流污染嚴重，污染程度遠高于國外。在城市徑流污染物中，SS與其他污染物指標具有一定的相關陛，通常用SS作為污染物控制指標。

由上文可知。臨沂北城新區(qū)二期各市政道路海綿城市設施平均年凈流總量控制率為62%。國內(nèi)外相關研究表明，下凹式綠地、生物滯留等低影響開發(fā)設施均可有效去除徑流中SS。去除率約為70%-95%。本文以80%的平均SS去除率。由下述方法估算設施的年SS總量削減率。

年SS總量削減率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設施對SS的平均削減率。

計算得到。北城新區(qū)二期各海綿城市道路平均年徑流總污染削減量約為49.6%（以SS計），表明道路海綿城市建設具有較好的徑流污染控制效果。

3.結論

分析表明。北城新區(qū)二期道路平均年徑流總量控制率約為62%，年徑流污染削減量約為49.6%（以SS計），具有良好的海綿城市效益。但區(qū)域內(nèi)大多主干道由于其紅線內(nèi)可利用綠化率較低。徑流總量控制效果相對較差。應根據(jù)用地規(guī)劃于道路周邊綠化區(qū)域合理配置植被緩沖帶、植草溝、生物滯留設施和滲透塘等低影響開發(fā)技術措施。總體實現(xiàn)70%-85%的年凈流總量控制目標。