海綿城市設(shè)計(jì)理念在城市建設(shè)中的研究與實(shí)踐

張衛(wèi)艷，李磊

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司西安分公司，西安710018）

1 引言

近年來(lái)，城市內(nèi)澇頻繁發(fā)生，如何徹底解決城市內(nèi)澇問(wèn)題，成為新時(shí)代的一個(gè)重要課題。目前國(guó)內(nèi)城市內(nèi)澇的原因主要為排水管網(wǎng)老化，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低。國(guó)內(nèi)一些城市排水管網(wǎng)欠賬比較多，管道老化，排水標(biāo)準(zhǔn)比較低。有的地方排水設(shè)施就不健全，不完善，排水系統(tǒng)建設(shè)滯后是造成內(nèi)澇的一個(gè)重要原因。

2 海綿城市的定義

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放并加以利用[1]。

3 海綿城市在城市道路建設(shè)中的實(shí)踐

某市新區(qū)的雨水調(diào)蓄設(shè)施主要由濕地、跑步道、草坪廣場(chǎng)和游戲廣場(chǎng)等雨水可滲入的設(shè)施組成。通過(guò)人造龜背式地形，雨水通過(guò)植草溝排入低洼地帶。雨水在低洼草地中短期儲(chǔ)存和在滲渠中的長(zhǎng)期儲(chǔ)存，保證盡可能多的雨水得以下滲，不僅大大減少了雨洪暴雨徑流，同時(shí)由于及時(shí)補(bǔ)充了地下水，可以防止地面沉降，從而使城市水文生態(tài)系統(tǒng)形成良性循環(huán)。濕地周邊水生植物茂盛，坡面上做了綠化，在保持良好凈化作用的同時(shí)使景色清新自然，周?chē)贪渡显O(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)跑道，吸引近居民和兒童前來(lái)休閑、玩耍。

在枯水期，新創(chuàng)湖是某市新區(qū)整個(gè)調(diào)蓄設(shè)施中唯一的親水區(qū)域，人們可以到這里來(lái)散步、娛樂(lè)和休閑；在豐水期，當(dāng)暴雨來(lái)臨時(shí)，警報(bào)提醒游人疏散，此時(shí)的游戲廣場(chǎng)、草坪廣場(chǎng)作為雨水調(diào)蓄滲透塘進(jìn)行蓄水，暴雨過(guò)后儲(chǔ)蓄的雨水下滲，在削減洪峰流量的同時(shí)補(bǔ)充地下水源。

3.1 道路設(shè)計(jì)

道路豎向設(shè)計(jì)在現(xiàn)有地形地貌的基礎(chǔ)上，順應(yīng)規(guī)劃雨水排水方向，人造龜背式地勢(shì)。以考慮雨污水排向，與現(xiàn)狀高速、河流的高程關(guān)系，地塊地下空間產(chǎn)生的土方平衡，初步建立城市豎向高程控制網(wǎng)絡(luò)，指導(dǎo)下層次城市道路單項(xiàng)工程豎向設(shè)計(jì)，滿足城市防洪要求、道路排水坡度要求。

3.1.1 豎向與平面布局

豎向規(guī)劃在原有地勢(shì)的基礎(chǔ)上結(jié)合海綿城市建設(shè)要求人造道路坡向，充分利用地塊地下空間土方，避免大的土石方工程。結(jié)合平原城市的地形特點(diǎn)，道路的縱向坡度控制在3%以下。

3.1.2 豎向與道路排水

規(guī)劃道路縱向坡度控制在0.3%～3%，整體地塊中間高，周邊低，使得地塊內(nèi)雨水能靠地表徑流匯集至地塊周邊綠廊，排入新創(chuàng)湖，豎向高程模型圖如圖1 所須嚴(yán)格按照規(guī)劃執(zhí)行，每個(gè)交叉口需進(jìn)行交叉口的豎向設(shè)計(jì)，保證雨水排放順暢，避免交叉口順接時(shí)縱坡不滿足相關(guān)規(guī)范要求。道路橫向坡度為1.5%～2.0%。

圖1 豎向高程模型圖

3.2 海綿城市設(shè)計(jì)

3.2.1 生態(tài)濾溝

本次設(shè)計(jì)將道路兩側(cè)分隔帶作為生態(tài)濾溝進(jìn)行雨水利用，生態(tài)濾溝主要收集主路及輔路路面雨水進(jìn)行滯留、下滲。當(dāng)雨量過(guò)大時(shí)，多余雨水溢流排入溢流井，通過(guò)過(guò)路雨水暗管就近排入道路紅線外植草溝, 生態(tài)濾溝布置圖如圖2 所示，生態(tài)濾溝類型及功能劃分如表1 所示。

圖2 生態(tài)濾溝布置圖

表1 生態(tài)濾溝類型及功能劃分

本次設(shè)計(jì)采用轉(zhuǎn)輸型植草溝分為支溝、干溝2 種規(guī)格。植草溝均采用梯形斷面，設(shè)計(jì)邊坡系數(shù)均為m=3.0。支溝設(shè)計(jì)底寬為0.3m，有效水深為0.3m，設(shè)計(jì)頂部寬度為3m；干溝設(shè)計(jì)底寬為0.4m，有效水深為0.4m，設(shè)計(jì)頂部寬度為3.7m。

3.2.2 路緣石進(jìn)水口

為使路面雨水快速匯流入綠化帶內(nèi)，本次設(shè)計(jì)在路緣石與路面齊平，避免雨水集中進(jìn)入綠化帶對(duì)慮溝內(nèi)的種植土進(jìn)行沖刷。

3.2.3 植草溝轉(zhuǎn)換井

為實(shí)現(xiàn)過(guò)街暗管、蓋板溝與植草溝的相互連接，本次設(shè)計(jì)在植草溝需要過(guò)街處或轉(zhuǎn)彎處設(shè)置過(guò)街轉(zhuǎn)換井，轉(zhuǎn)換井采用混凝土結(jié)構(gòu)。

支溝過(guò)街轉(zhuǎn)換井設(shè)計(jì)平面尺寸為2.2m×0.8m，設(shè)計(jì)井深為1.0m。轉(zhuǎn)換井設(shè)置4×D300mm 過(guò)街暗管，管底埋深為-0.66m。轉(zhuǎn)換井與植草溝相接一側(cè)設(shè)置1.2m×0.3m 過(guò)流孔，過(guò)流孔外壁設(shè)置攔污格柵，柵條間距30mm。

干溝過(guò)街轉(zhuǎn)換井設(shè)計(jì)平面尺寸為2.6m×0.8m，設(shè)計(jì)井深為1.1m。轉(zhuǎn)換井設(shè)置4×D400mm 過(guò)街暗管，管底埋深為-0.76m。轉(zhuǎn)換井與植草溝相接一側(cè)設(shè)置1.6m×0.4m 過(guò)流孔，過(guò)流孔外壁設(shè)置攔污格柵，柵條間距30mm。

3.2.4 雨水花園

雨水花園主要接公交站臺(tái)上游植草溝轉(zhuǎn)輸雨水，就地消納，存蓄，滯留，凈化，過(guò)量雨水轉(zhuǎn)輸排入公交站臺(tái)下游植草溝。

本次設(shè)計(jì)雨水花園均采用梯形斷面，設(shè)計(jì)邊坡系數(shù)均為m=0.5。設(shè)計(jì)底寬為1.24m，有效水深為0.3m，設(shè)計(jì)頂部寬度為3m。雨水花園下設(shè)400mm 厚種植土層，種植土滲透系數(shù)≥1×10-5m/s；下設(shè)250mm 厚礫石（碎石）填料層；填料層下設(shè)防滲土工布防護(hù)；底部采用素土夯實(shí)，壓實(shí)度≥0.94[2]。

3.2.5 下沉式綠地

本次設(shè)計(jì)在道路中分帶及道路交叉口較大的安全島內(nèi)設(shè)置下沉式綠地，下沉深度0.15m，就地消納自身范圍內(nèi)雨水。

下沉式綠地控制邊坡系數(shù)m≥3，采用植物纖維毯護(hù)坡（搭接寬度不小于300mm）。

3.3 植物配植

轉(zhuǎn)輸型植草溝植物配置應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)施的功能性，轉(zhuǎn)輸型植草溝應(yīng)選擇滿鋪草坪，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水徑流的轉(zhuǎn)輸。滯留型植草溝有滲透、滯蓄、凈化雨水徑流的作用。

植物配置應(yīng)遵循以下原則：（1）選用植物應(yīng)具有良好的抗沖刷能力（設(shè)計(jì)流速0.4～0.6m/s）；（2）選擇鄉(xiāng)土樹(shù)種為主的植物，提高植物成活率；（3）選擇具有耐水濕、耐澇、耐旱等生長(zhǎng)習(xí)性的植物；（4）選擇吸收能力強(qiáng)，對(duì)徑流污染物有一定的凈化效果的植物，特別是氮、磷的去除；（5）應(yīng)兼顧設(shè)施功能和景觀效果，選擇有觀賞性，滿足景觀效果的植物。

4 結(jié)語(yǔ)

海綿城市建設(shè)能在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，有效緩解城市內(nèi)澇，同時(shí)對(duì)水生生態(tài)的恢復(fù)和修復(fù)將起到積極作用，是城市可持續(xù)發(fā)展的必要措施。