崇明海綿城市建設(shè)中道路雨水系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用分析

1 崇明水文地質(zhì)基底

崇明島是典型的河口沙島，由長江泥沙歷年淤積圍墾而成。沿島東部、北部灘涂發(fā)育，仍在不斷淤漲成陸。全島地勢低平，地面高程一般在 3.2～4.2 m 之間(吳淞基面，下同)，約占總面積 64.88%。4.2 m 高程以上約占總面積32.72%。

崇明水務(wù)局提供的水質(zhì)監(jiān)測資料顯示：崇明島有28個監(jiān)測斷面，2009 年共監(jiān)測 336 次，其中 I 類水質(zhì)的監(jiān)測斷面不存在，Ⅱ 類水質(zhì)的監(jiān)測斷面占 25.0%，III 類水質(zhì)占48.9%，IV 類水質(zhì) 22.2%，V 類水質(zhì)占 2.1%，劣 V 類水質(zhì)占 1.8%。全年水質(zhì)總合格率 73.9%，II～ IV 類之間的水質(zhì)占 96.1%。從近幾年崇明島內(nèi)河水質(zhì)監(jiān)測情況分析可知，島內(nèi)河道水質(zhì)總體較好，但仍有部分水域水質(zhì)為 V 類甚至劣 V 類。在 2016 年上海市管監(jiān)測的 16 個河道斷面中，13 個斷面水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。

2 海綿城市技術(shù)應(yīng)用規(guī)范

城市用地面積增加，造成城市水源污染問題日趨嚴(yán)重。城市飲用水源和其他環(huán)境水體受污染威脅程度加大、種類增多，需要修建更多大型污水處理設(shè)施，達(dá)到更高的污水處理水平。

為緩解上述矛盾，基于對崇明水文地質(zhì)基底的認(rèn)識，“生態(tài)優(yōu)先”是崇明海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循的原則：在確保城市排水防澇安全的前提下，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，最大程度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的滲透和凈化，從而促進(jìn)生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護。

2.1 建設(shè)海綿城市適用的標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則

GB/T 50378─2014 《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》和《上海市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則(試行)》均給出了海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見。GB/T 50378─2014 中有大量涉及海綿城市的條文規(guī)范，如果能夠完全實現(xiàn)可得 21 分(一般綠色二星建筑得分為總分 60 分以上)。

《上海市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則(試行)》給出了海綿城市的建設(shè)指導(dǎo)思想、控制目標(biāo)、建設(shè)方法及步驟。該導(dǎo)則通過詳盡的技術(shù)措施描述，配合建設(shè)設(shè)計圖集，全面闡述了“滲、滯、蓄、凈、用、排”的技術(shù)應(yīng)用規(guī)范。對綠地系統(tǒng)的建設(shè)給出了下凹式綠地、雨水花園、植草溝、雨水濕塘、人工濕地、綠化隔離帶、植被緩沖帶、廣場、小區(qū)道路、市政道路的建設(shè)方法和步驟。對排水設(shè)計給出了具體的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)圖，特別對目前較為普遍的徑流污染控制(以懸浮物 SS 的控制率計)措施，給出了控制率要求。

2.2 河湖海綿城市建設(shè)的相關(guān)規(guī)定

《上海市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則(試行)》有關(guān)條款要求河湖海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循功能安全、生態(tài)優(yōu)先、統(tǒng)籌兼顧、因地制宜、綜合治理的原則，重點突出對城鎮(zhèn)徑流污染的治理與河湖水質(zhì)和生態(tài)功能的提升，并應(yīng)符合下述規(guī)定：

(1) 建設(shè)范圍為水體兩側(cè)陸域控制線所轄范圍，包括藍(lán)線范圍和綠化帶。

(2) 建設(shè)治理的對象包括排入水體的城鎮(zhèn)徑流污染、河湖中動植物的自然環(huán)境和濱岸綠化帶等。

(3) 城鎮(zhèn)徑流污染，應(yīng)經(jīng)過陸域緩沖帶排入水體；污染較重時，應(yīng)通過滲透或凈化后再排入水體。

(4) 濱岸綠化帶宜設(shè)計為陸域緩沖帶，具有緩沖、攔截、吸附、水土保持等生態(tài)服務(wù)功能。

(5) 河湖水體應(yīng)通過增強水體的連通和流動與生態(tài)治理，恢復(fù)健康良性的水生態(tài)系統(tǒng)，強化水體的凈化功能，改善水體水質(zhì)。

(6) 根據(jù)排入河湖的污染物特性和水體監(jiān)控要求，可在排口末端和水體內(nèi)設(shè)置監(jiān)測與監(jiān)控設(shè)施。

具體技術(shù)落實主要包括生態(tài)護岸材料和形式的選擇、陸域緩沖帶、水域生物群落構(gòu)建和已建硬質(zhì)護岸綠色改造等。

3 陳家鎮(zhèn)道路雨水系統(tǒng)構(gòu)建案例

陳家鎮(zhèn)國家實驗生態(tài)社區(qū)位于陳家鎮(zhèn)東灘大道南側(cè)，北陳公路東側(cè)，規(guī)劃面積為 4.5 km2，是崇明創(chuàng)建國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)的低碳試點社區(qū)。為指導(dǎo)低碳社區(qū)建設(shè)，在國家科技部、上海市科委的支持下，形成了崇明陳家鎮(zhèn)國際生態(tài)實驗社區(qū)的“建設(shè)導(dǎo)則”。遵循該導(dǎo)則的要求，陳家鎮(zhèn)國家實驗生態(tài)社區(qū)進(jìn)行了相關(guān)的市政設(shè)施建設(shè)。從 2009 年開始建設(shè)以來，基本完成了中心河道琵鷺河以北的市政路網(wǎng)建設(shè)。以下重點介紹陳家鎮(zhèn)國家實驗生態(tài)社區(qū)城市道路雨水系統(tǒng)的構(gòu)建情況。

3.1 道路雨水系統(tǒng)建設(shè)思路

陳家鎮(zhèn)國家實驗生態(tài)社區(qū)的城市道路徑流雨水系統(tǒng)建設(shè)思路：通過有組織的匯流與轉(zhuǎn)輸，經(jīng)截污等預(yù)處理后引入道路紅線內(nèi)、外綠地內(nèi)，并通過設(shè)置在綠地以雨水滲透、儲存、調(diào)節(jié)等為主要功能的雨水滯留設(shè)施進(jìn)行處理；已建雨水管線通過在排入河道入浜口加設(shè)截污井、棄流井對排入河道雨水進(jìn)行預(yù)處理后排放。該生態(tài)社區(qū)城市道路雨水系統(tǒng)的構(gòu)建流程，如圖1 所示 。

圖1 城市道路雨水系統(tǒng)構(gòu)建流程

3.2 道路雨水系統(tǒng)建設(shè)原則

參照國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》的相關(guān)規(guī)定，陳家鎮(zhèn)國家實驗生態(tài)社區(qū)城市道路雨水系統(tǒng)的建設(shè)原則如下[1]：

(1) 在低影響開發(fā)設(shè)施的建設(shè)區(qū)域，城市雨水管渠和泵站的設(shè)計重現(xiàn)期、徑流系數(shù)等設(shè)計參數(shù)應(yīng)按 GB 50014─2006《室外排水設(shè)計規(guī)范》(2016 年版)中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，以保障城市交通安全。

(2) 道路人行道宜采用透水鋪裝，非機動車道和機動車道可采用透水瀝青路面或透水水泥混凝土路面，透水鋪裝設(shè)計應(yīng)滿足國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

(3) 道路橫斷面設(shè)計應(yīng)優(yōu)化道路橫坡坡向、路面與道路綠化帶及周邊綠地的豎向關(guān)系等，便于徑流雨水匯入低影響開發(fā)設(shè)施。

(4) 路面排水宜采用生態(tài)排水的方式：路面雨水宜首先匯入道路紅線內(nèi)綠化帶，經(jīng)紅線內(nèi)低影響開發(fā)設(shè)施滯留、滲透后，再通過溢流排放系統(tǒng)與城市雨水管渠系統(tǒng)相銜接。

(5) 城市道路綠化帶內(nèi)低影響開發(fā)設(shè)施應(yīng)采取必要的防滲措施，以防止徑流雨水下滲對道路路面及路基的強度和穩(wěn)定性造成破壞。

3.3 道路雨水系統(tǒng)建設(shè)的具體技術(shù)要點

3.3.1 生物滯留設(shè)施設(shè)計要求

對上海市降雨數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析顯示，控制 20.0 mm 的日降雨量即可實現(xiàn)滯留場地內(nèi)非滲透性區(qū)域的 90% 雨水量的目標(biāo)。

通過計算確定道路雨水系統(tǒng)生物滯留設(shè)施的主要設(shè)計參數(shù)(單位為 m)，如圖2 所示。

圖2 生物滯留設(shè)施主要設(shè)計參數(shù)

道路雨水系統(tǒng)生物滯留設(shè)施的排水方式，如圖3 所示。

圖3 生物滯留設(shè)施排水方式示意圖

3.3.2 隔離帶生態(tài)濾池植物配置

機動車非隔離帶生態(tài)濾池植物配置分為 3 層：① 小喬木層，如檉柳、海州常山、龍爪柳、龍爪槐、紅葉李、石榴、棕櫚，等等；② 灌木層，如海濱木槿、木槿、檜柏球、豐花月季、紫穗槐、木芙蓉、金絲桃，等等；③ 草本層，如菖蒲、荻、地膚、假儉草、狼尾草、蒲葦、蘆竹，等等。

3.3.3 生物滯留設(shè)施的施工要求

為保證生物滯留設(shè)施的滲透效果，對施工操作要求如下：

(1) 滲濾設(shè)施的人工介質(zhì)裝填之前，應(yīng)按照設(shè)計配比先充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

(2) 排水管道周邊的碎石，應(yīng)采用(透水)土工布與滲透土壤層隔離，挖掘面應(yīng)便于土工布的施工和固定；施工過程中，土工布不得出現(xiàn)堵塞和破損。

(3) 更換填料的作業(yè)，應(yīng)盡量將原來已經(jīng)裝填的、未經(jīng)改良的土壤清除；同時注意避免損壞防水土工布，以免造成地下水淹沒填料層。

(4) 生物滯留設(shè)施施工應(yīng)注意減少施工場地沉積物被沖刷進(jìn)入設(shè)施造成的堵塞。

(5) 滲透設(shè)施的開挖、裝填施工中，應(yīng)避免對滲透區(qū)域的直接機械碾壓，不應(yīng)損傷自然土壤的滲透能力；在土壤回填或人工土壤的填充過程中，應(yīng)避免過度壓實回填土壤或人工土壤。

(6) 施工過程中，如果在滲透設(shè)施表層形成淤泥等沉積物，應(yīng)及時清理或更換填料。

3.3.4 雨水管線出口處設(shè)置截污井和棄流井

根據(jù)道路雨水量計算，確定截污井、棄流井的容積，選定相應(yīng)的管徑及設(shè)備。雨水棄流井的設(shè)計參照《上海市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》，見圖4。

圖4 雨水棄流井設(shè)計示意圖

4 結(jié) 語

綜上所述，陳家鎮(zhèn)國家實驗生態(tài)社區(qū)城市道路雨水系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)應(yīng)用，最大限度地實現(xiàn)了雨水在城市區(qū)域的滲透和凈化，為 GB/T 50378─2014 和《上海市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》(試行)有關(guān)新建城區(qū)海綿城市建設(shè)的技術(shù)應(yīng)用規(guī)范提供了具體案例，做了技術(shù)儲備。這一案例對緩解城市水源污染問題起到了一定的示范作用，促進(jìn)了生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)[M]. 北京：中國建筑書店有限責(zé)任公司，2015.