淺析海綿城市建設(shè)在道路排水中的應(yīng)用

李玢　易凱　韓正功

摘要：目前，我國水資源嚴(yán)重匱乏，但各城市的洪澇災(zāi)害也及其嚴(yán)重。究其原因，是城市在快速發(fā)展的過程中，不斷增大城市的下墊面面積，對(duì)雨水采用快排模式，往往造成旱澇急轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，“海綿城市”的提出為解決城市傳統(tǒng)雨水處理模式中瞬時(shí)排水壓力大的問題提供了一個(gè)新思路。在道路排水設(shè)計(jì)中融合低影響開發(fā)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)“慢排緩釋”和“源頭分散”，對(duì)防治內(nèi)澇，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用提供了新方向。

關(guān)鍵詞：海綿城市建設(shè)排水系統(tǒng)低影響開發(fā)

1 前言

近年以來，“城市內(nèi)澇”已經(jīng)成為我國重大災(zāi)害之一。主要原因在于在我國快速城鎮(zhèn)化的過程中城市存在大量的硬質(zhì)鋪裝，如瀝青路面、水泥路面等，導(dǎo)致“熱島效應(yīng)”和“混濁島效應(yīng)”的增強(qiáng)，也影響了降雨時(shí)雨水的入滲，增大了雨水徑流量，在暴雨時(shí)無法滯納短期急劇增加的雨水[1]。在城市建設(shè)過程中，破壞原自然環(huán)境，硬化地面建設(shè)城市，導(dǎo)致自然水體遭到破壞，下墊面面積增大，徑流量增加，調(diào)蓄能力下降，再加上目前我國針對(duì)城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，加上有的地方排水設(shè)施不完善，或者尚未建設(shè)排水系統(tǒng)，這使得城市的洪澇災(zāi)害越發(fā)的嚴(yán)重。

盡管目前各城市因排水設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低導(dǎo)致的洪澇現(xiàn)象比較嚴(yán)重，但由于城市地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，若需要改造管線，需先對(duì)地下各管線進(jìn)行摸排，且改造體量較大，難以在短時(shí)間內(nèi)改善洪澇情況。

2 海綿城市建設(shè)的概念

海綿城市建設(shè)，是指在生態(tài)文明建設(shè)的背景下，恢復(fù)城市水文循環(huán)，重塑城市、人與水關(guān)系的新型城市建設(shè)理念，是指通過城市的規(guī)劃管理，發(fā)揮建筑、道路、綠地和水系等系統(tǒng)對(duì)雨水的吸收、滲透和凈化作用，恢復(fù)城市原有地下水資源，控制雨水徑流，實(shí)現(xiàn)自然對(duì)雨水資源的儲(chǔ)存、入滲和凈化作用的新型城市發(fā)展方式[2]。海綿城市建設(shè)能夠緩解快速城市化過程中引發(fā)的各種水問題，能有效改善城市的“熱島效應(yīng)”以及“混濁島效應(yīng)”等問題，創(chuàng)造出同時(shí)具備生態(tài)、景觀以及使用功能的空間，是修復(fù)城市水生態(tài)、增強(qiáng)城市防澇能力、提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展的重要手段。

海綿城市建設(shè)是通過低影響開發(fā)（Low Impact Development），簡(jiǎn)稱LID的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。它是一個(gè)融合了多種不同設(shè)計(jì)的集合，比如植草溝、綠色屋頂，雨水花園，人工濕地、下凹式綠地、雨水收集箱、水廣場(chǎng)等元素。

海綿城市的重點(diǎn)就是“海綿”，這要求城市像海綿一樣吸住雨水，從建筑、小區(qū)，道路、綠地與廣場(chǎng)的建設(shè)來說，可在建筑上設(shè)置綠色屋頂，在小區(qū)內(nèi)設(shè)置雨水花園，在道路綠化帶內(nèi)設(shè)置植草溝，將綠地設(shè)置成下凹式綠地，廣場(chǎng)可設(shè)置成水廣場(chǎng)。當(dāng)海綿體吸收了大量的雨水后，城市也就不會(huì)產(chǎn)生大量的積水。

通過LID模式防治內(nèi)澇，可以增加雨水的集流時(shí)間，避免暴雨時(shí)雨水量暴增形成內(nèi)澇；可以減少進(jìn)入排水系統(tǒng)的雨水總量。（a）減輕排水管網(wǎng)的瞬時(shí)壓力，減少新建或擴(kuò)建城市排水管網(wǎng)的產(chǎn)生的建設(shè)投資。（b）增加雨水入滲量，補(bǔ)給地下水源，恢復(fù)城市的水文循環(huán)，緩解地面塌陷現(xiàn)象。（c）海綿設(shè)施通常與城市的綠地及景觀水體相結(jié)合，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，反而能減少城市的建設(shè)投資。（d） 能降低城市因洪澇災(zāi)害而造成的巨額損失。

3 傳統(tǒng)道路排水模式

本文以貴州地區(qū)常見的三幅路為例進(jìn)行討論。三幅路由車行道、兩條綠化帶、兩條非機(jī)動(dòng)車道以及兩條人行道組成，兩條綠化帶分隔開機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道，中間為雙向機(jī)動(dòng)車道，機(jī)動(dòng)車道兩側(cè)為單向非機(jī)動(dòng)車道，詳見圖1。

傳統(tǒng)道路設(shè)計(jì)中，綠化帶高于道路路面，綠化帶兩側(cè)設(shè)置道牙，將機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車及行人分隔開，以保證道路的通行能力。同時(shí)也將雨水疏導(dǎo)至雨水口，防止雨水進(jìn)入綠化帶，從而影響路面結(jié)構(gòu)。綠化帶面積內(nèi)雨水滲入帶內(nèi)土壤，路面雨水徑流則通過雨水口流入雨水管道進(jìn)行排放。傳統(tǒng)的排水方式是以雨水的快排模式為基本理念，導(dǎo)致沿路緣石處易產(chǎn)生積水，城市因而易發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害，污染較重的初期雨水也直排進(jìn)河道后污染城市受納水體，并且道路綠化帶也需要時(shí)常進(jìn)行灌溉，這是對(duì)雨水資源的一種浪費(fèi)，沒有對(duì)雨水資源進(jìn)行有效的利用，導(dǎo)致大量雨水資源的流失。

4 LID排水模式

低影響開發(fā)模式下道路的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足道路通行等基本功能的前提下，充分利用道路周邊空間實(shí)行透水鋪裝、雨水蓄積模塊、下凹式綠地、植草溝、雨水花園等LID措施，以削減徑流水量、改善徑流水質(zhì)。將道路綠化帶設(shè)計(jì)成雨水蓄積模塊，流入路面的雨水徑流通過孔口道牙流入綠化帶，經(jīng)過綠化帶內(nèi)植物滯留槽的儲(chǔ)存、入滲、凈化，多余部分通過雨水管渠進(jìn)行收集與排放。道路斷面形式見圖2。

LID模式下綠化帶低于道路路面，道牙設(shè)置成孔口道牙，將雨水口設(shè)置于綠化帶內(nèi)，其高程高于綠化帶且低于路面。植草溝為帶狀的下凹式綠地，適用于道路旁的綠化帶等狹長(zhǎng)式地帶，可將機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車道之間的綠化帶設(shè)置為植草溝。由于植草溝坡度較大，水流速度較快，應(yīng)在植草溝底部布置防沖刷設(shè)施，如鋪設(shè)鵝卵石等防止底部土壤被沖刷。流入路面的雨水徑流先經(jīng)孔口道牙流入下凹式綠地，在下凹式綠地內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存、入滲和凈化，而超過綠地收集量的徑流量則通過溢流的方式進(jìn)入雨水口，經(jīng)雨水管渠進(jìn)行收集與排放。

除了設(shè)于綠化帶的植草溝等LID措施，在人行道也可以通過透水鋪裝來實(shí)現(xiàn)雨水入滲，也可以將非機(jī)動(dòng)車道與人行道之間的綠化帶設(shè)置為生態(tài)樹池，通過管渠將雨水引流至附近的生態(tài)樹池中進(jìn)行儲(chǔ)存、入滲和凈化，凈化后的雨水可以就地消化作為公廁沖廁水或景觀用水，也可以排入河流、湖泊等作為補(bǔ)給水源。

5 結(jié)語

LID模式在道路排水設(shè)計(jì)中將以雨水快排為目的的市政排水設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皾B、滯、蓄、凈、排”為設(shè)計(jì)理念的新型市政排水設(shè)計(jì)，對(duì)減少城市洪澇災(zāi)害以及改善城市水體污染等具有重要意義。

但是LID模式的道路排水只是海綿城市建設(shè)中一小部分，海綿城市建設(shè)是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)工程，建設(shè)海綿城市需要綜合考慮城市的各個(gè)部分，從點(diǎn)到面，從單體建筑到整個(gè)城市，需在建立完善的法律法規(guī)后，對(duì)一個(gè)城市進(jìn)行總體的海綿城市規(guī)劃，確保各項(xiàng)目的實(shí)施在滿足必要的使用性能時(shí)，推行綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，才能使城市從一塊塊分散的小海綿變成一整塊大海綿，才能保護(hù)和恢復(fù)城市的水文循環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]向日葵人生.如何理解「海綿城市」的概念？.

https：//www.zhihu.com/question/31200669/answer/87375927，2016-02-21.

[2]深圳市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，任心欣，俞露.海綿城市建設(shè)規(guī)劃與管理[M].中國建筑工業(yè)出版社.2017：前言1.