基于海綿城市背景下的城市道路優(yōu)化設(shè)計

周正 王瑋

摘 要：在海綿城市建設(shè)的背景下，基于江西省萍鄉(xiāng)市對于城市道路建設(shè)的相關(guān)要求，以國道319五陂段改造工程為例，探索了城市道路設(shè)計與景觀設(shè)計、城市防洪排澇設(shè)計等相銜接，為進一步推進萍鄉(xiāng)市海綿城市道路建設(shè)提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：城市道路;海綿城市;低影響開發(fā)

中圖分類號：U412? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）10-0146-03

1引言

為了貫徹和落實中央精神，2014年10月，住建部印發(fā)了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，在技術(shù)層面上為各地開展海綿城市建設(shè)提供了重要指引。2014年12月31日，財政部、住建部、水利部發(fā)布《關(guān)于開展中央財政支持海綿城市建設(shè)試點工作通知》（財建【2014】838號）和《關(guān)于組織申報2015年海綿城市建設(shè)試點城市的通知》（財辦建【2015】4號），在政策和資金層面落實海綿城市建設(shè)。

2015年，萍鄉(xiāng)市入選國家首批海綿試點城市，2016年確定五陂鎮(zhèn)為海綿特色小鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)域。

國道319五陂段道路工程作為五陂鎮(zhèn)重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，在城市發(fā)展和生態(tài)建設(shè)過程中具有舉足輕重的地位。為響應國家及相關(guān)政策法規(guī)對海綿城市建設(shè)的要求，對道路建設(shè)也就提出了新的要求。道路建設(shè)除滿足自身功能外，還需要利用自身的設(shè)施有效控制道路本身產(chǎn)生的雨水徑流和面源污染[1，2]。

2工程概況

2.1項目概況

國道319五陂段直接連接萍鄉(xiāng)市區(qū)，為五陂海綿小鎮(zhèn)路網(wǎng)中的重要組成部分，但本次改造段落現(xiàn)狀僅為雙向4車道的二級公路，路基寬16m，且無非機動車道、人行道，人非系統(tǒng)缺失。該段道路規(guī)劃紅線寬度為55m，本次改造按照《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》（試運行）的要求對項目道路進行試點改造。

2.2設(shè)計目標

依據(jù)《安源區(qū)五陂鎮(zhèn)區(qū)控制性詳細規(guī)劃》，并結(jié)合《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》（試運行）提出通過海綿城鎮(zhèn)建設(shè)，最大限度地減少城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，道路實現(xiàn)年徑流總量控制率大于80%（設(shè)計降雨量大于27.1mm），可實現(xiàn)3年一遇重現(xiàn)期下道路雨水經(jīng)調(diào)蓄后安全排放。匯水區(qū)域LID設(shè)施年污染總量消減率一般可達到40%（以SS表征），依據(jù)《萍鄉(xiāng)市海綿城市試點建設(shè)項目建設(shè)技術(shù)要求》，319國道共需調(diào)蓄容積不低于547m3。

2.3 設(shè)計原則

（1）滿足海綿城市建設(shè)技術(shù)要求。

（2）道路LID設(shè)施以削減地表徑流及其徑流污染為主，雨水收集利用為輔助。

（3）道路LID建設(shè)不應降低道路范圍內(nèi)雨水排放系統(tǒng)設(shè)計降雨重現(xiàn)期標準。

（4）道路LID建設(shè)與區(qū)域總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃以及相關(guān)專項規(guī)劃為主要依據(jù)，并與之協(xié)調(diào)。

（5）道路LID設(shè)施只負責收集道路范圍的降雨，地塊內(nèi)部的雨水通過地塊內(nèi)部的設(shè)施進行綜合利用，且地塊內(nèi)部外排雨水通過雨水管直接匯入市政雨水系統(tǒng)。

3海綿城市系統(tǒng)設(shè)計

3.1整體方案

雨水管道主管道布置與道路路基外側(cè)約2m處，行車道、非機動車道以及人行道采用透水鋪裝。總體排水方案見下圖1。

3.2生物滯留帶設(shè)計

國道319五陂段道路紅線寬度55米，局部兩側(cè)綠化及中分帶寬度2.5～3米，生物滯留設(shè)施凈寬2～2.5米。所有生物滯留帶中的綠化配種均以滿足生長條件和景觀要求為目標。見圖2、3。

設(shè)計參數(shù)要求：

（1）排水邊溝60cm×20cm，坡度隨道路縱坡;

（2）調(diào)蓄卵石層粒徑20mm～30mm，孔隙率12%，設(shè)計底標高與車行道路基層持平;

（3）碎石盲溝20cm×20cm，內(nèi)設(shè)DN150穿孔排水管;

（4）排水橫管管徑DN150，坡度隨道路橫坡，設(shè)置位置同雨水檢查井，雨水最終排至道路雨水檢查井;

（5）穿孔排水管周圍包裹透水土工布，規(guī)格為200g/m2。

（6）防滲膜布置原理：在卵石層與車行道路基之間采用防滲措施。防滲膜采用兩布一膜防滲土工膜，規(guī)格600g/m2，斷裂強度≥8.0KN/m，CBR頂破強力≥1.4KN，耐凈靜水壓0.4Mpa，并滿足相關(guān)規(guī)范及標準。

3.3路緣石進水豁口設(shè)計

生物滯留溝入流系統(tǒng)是生態(tài)滯留溝的一個重要組成部分，其結(jié)構(gòu)可影響到生態(tài)溝的凈化效果、維護和使用壽命。目前應用較普遍的就是在路緣石上預留豁口，將徑流道路滯留溝中。路緣石攔水帶構(gòu)成前三角形形式，單一橫坡淺三角形溝泄流能力用修正的曼寧公式計算：

式中：K——修正系數(shù)，0.52;

B——路緣石豁口寬度（m）;

h——過水斷面水深即豁口高度（m）。

本次設(shè)計路緣石豁口B×h=0.5m×0.1m，經(jīng)計算，豁口過流能力為14L/s，大于道路排泄流量，故雨水豁口布置滿足過流要求。

3.4 道路透水鋪裝設(shè)計

透水路面結(jié)構(gòu)的鋪裝，在提高人行交通舒適性的同時，收集和吸儲部分雨水。雨天能大量吸儲雨水，為道路兩旁花草樹木的生長提供水源;晴天能釋放水汽，濕潤空氣，降低路面溫度，減輕城市熱島效應，同時在一定程度上也能減輕市政排水管道壓力，提高城市抗洪能力。

在人行道下，設(shè)置6cm透水磚+3cm水泥砂漿+15cm透水水泥混凝土+30cm級配碎石。在級配碎石以下沿樹池邊線設(shè)置20cm×20cm盲溝。雨水經(jīng)透水磚滲透，儲存于級配碎石內(nèi)，最終通過盲溝的UPVC穿孔管收集，排入雨水口內(nèi)。見圖4。

3.5環(huán)保型雨水口設(shè)計

環(huán)保型雨水口適用于低影響開發(fā)雨水設(shè)施內(nèi)的超過設(shè)計降雨量的雨水收集，本次設(shè)計雨水口既要滿足傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的功能要求，又能有效地發(fā)揮LID設(shè)施的生態(tài)理念。見圖5。

雨水口泄水量一般采用孔口出流公式或堰流公式，考慮實際使用雨水口有部分堵塞等現(xiàn)象，本次設(shè)計采用以下公式：

式中：W——雨水篦的進水孔口面積;

C——孔口系數(shù)，此處設(shè)計方角孔，孔口系數(shù)0.6;

h——雨水箅上水深，設(shè)計取0.02m;

K——孔口堵塞系數(shù)，取2/3;

380mm×650mm雨水口進水口面積為0.124m2

則單個雨水口設(shè)計流量為：

該雨水口雨水泄流量為31L/s。道路總面積約14400平方米，雨水口每40米設(shè)置一個。

3.6調(diào)蓄容積計算

319國道調(diào)蓄容積主要包括生物滯留帶，調(diào)蓄容積主要分兩部分，一部分為卵石層蓄水容積和矩形碎石盲溝，一部分為生物滯留帶蓄水容積，如下所示：

調(diào)蓄體積V=調(diào)蓄設(shè)施橫斷面面積×調(diào)蓄設(shè)施長度

V =（0.34+0.51x12%）×3300m=2409m?，大于547立方米。滿足本次“海綿設(shè)計”要求。

4結(jié)語

隨著海綿城市理念的迅速推廣，城市道路海綿城市設(shè)計也從觀念和理念上逐步向工程落地方面發(fā)展。結(jié)合萍鄉(xiāng)市海綿城市建設(shè)實踐，探討了目前城市道路海綿城市設(shè)計的主要工程措施，萍鄉(xiāng)市在以后的研究中應增加相應監(jiān)測設(shè)備，為定量評價城市道路海綿城市建設(shè)效果提供更為直觀的數(shù)據(jù)?？傊?，隨著工程實踐和基礎(chǔ)研究的進一步開展，再配合一定的技術(shù)革新措施，城市道路海綿城市設(shè)計勢必走向一個新的高度[3]。

參考文獻：

[1]張新會.城市雨水利用的意義[J].內(nèi)蒙古水利，2011，（1）：115-116.

[2]徐振強.中國特色海綿城市的政策沿革與地方實踐[J].上海城市管理，2015，（1）：49-54.

[3]王寧.基于海綿城市理念的城市道路設(shè)計方案探討[J].給水排水，2016，52（11）：27-31.