海綿城市理論在滄州市政道路工程中的應(yīng)用*

齊彥萌 時國松 龐建榮

(滄州交通學(xué)院，河北 滄州 061000)

近幾年，城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)度加快，建筑工程數(shù)量增加，加之頻繁的暴雨天氣，導(dǎo)致城市地表徑流增加，“看?！爆F(xiàn)象頻發(fā)，危害人們的生命安全。此背景下，海綿城市理論提出，使城市具有“海綿”的吸水、蓄水等特性，減少城市洪災(zāi)，循環(huán)利用水資源。為了更好地發(fā)揮出海綿城市的作用，需要強(qiáng)化市政道路工程的設(shè)計和施工，在確保道路正常通行的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)立體排水。

1 海綿城市理論的概述

所謂海綿城市，是指城市在面對雨水帶來的災(zāi)害，適應(yīng)生態(tài)環(huán)境變化等方面所具備的良好“彈性”。因此，海綿城市又被稱為“水彈性城市”。具體來講，就是利用各種措施，使城市在雨季吸收、存儲雨水，在城市缺水時將其釋放出來，從而緩解城市的內(nèi)澇問題。海綿城市理論隸屬于科學(xué)理論，涉及自然、環(huán)保等學(xué)科，將其用于市政道路工程的建設(shè)中，可以修復(fù)生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)城市的抗旱、抗?jié)衬芰1]。

以滄州市城區(qū)的排澇設(shè)施為例，僅建有1個污水處理廠，每天的污水處理能力為10萬m3，無法滿足強(qiáng)降雨下的雨水、污水處理需求；城區(qū)內(nèi)排水管道系統(tǒng)串聯(lián)，增加排水難度；滄州地勢平坦，但隨著城市的擴(kuò)張，明渠和個別管段淤積嚴(yán)重，導(dǎo)致排水不暢，甚至在汛期高峰出現(xiàn)雨污水倒流的情況，影響居民的正常生活?；诖耍枰侠響?yīng)用海綿城市理論，結(jié)合具體情況，科學(xué)布設(shè)排水設(shè)施和管道，防止城市內(nèi)澇的發(fā)生。

2 市政道路工程中海綿城市理論的設(shè)計要點(diǎn)

2.1 透水性設(shè)計

基于海綿城市理論下，對市政道路工程進(jìn)行設(shè)計時，使用透水材料鋪裝道路，比如透水瀝青混凝土、透水磚等，其中，人行道使用透水磚施工，機(jī)動車道使用透水水泥或瀝青混凝土施工?，F(xiàn)階段，道路的透水設(shè)計有很多形式，且施工方便，可以結(jié)合工程的具體情況進(jìn)行設(shè)計，比如路況條件、載重情況等。而對于透水材料的使用，需要提高警惕，因為這些材料鋪裝時易出現(xiàn)堵塞情況，影響使用效果，增加維護(hù)成本[2]。

2.2 道路橫斷面設(shè)計

和以往的城市道路不同，海綿城市道路的設(shè)計要注意優(yōu)化橫斷面，完善道路的雨水收集，使土壤中的水分飽和，然后將多余的水分排入雨水管道。對此，可以在主管道中設(shè)計滲井，確保雨水進(jìn)入地下深層，以此來補(bǔ)充地下水[3]。

2.3 生物滯留設(shè)計

現(xiàn)階段，生物滯留設(shè)施主要包括這樣幾種：雨水花園、生態(tài)樹池等，地勢低洼，借助植物、微生物等存儲和凈化雨水，應(yīng)用范圍廣，種類多，維護(hù)成本低。應(yīng)注意，在土壤滲透性差、地勢低等區(qū)域進(jìn)行生物滯留設(shè)施的建設(shè)時，需要采用換土、增設(shè)防護(hù)裝置等方式，來防止災(zāi)害的發(fā)生[4]。

2.4 邊坡支護(hù)設(shè)計

海綿城市理論應(yīng)用期間，要注意道路的邊坡支護(hù)設(shè)計。傳統(tǒng)的邊坡支護(hù)方式為護(hù)面墻、植草防護(hù)等，無法滿足海綿城市理論的需求。隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，海綿城市備受社會各界的認(rèn)可，因此在確保邊坡支護(hù)安全、穩(wěn)固的同時，要進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡。當(dāng)前，生態(tài)護(hù)坡已廣泛用于城市道路的建設(shè)中，常見形式為植樹、植草溝等，同時還要將這些和排水系統(tǒng)相連，便于更好的收集道路雨水。對于石質(zhì)邊坡，應(yīng)結(jié)合巖層的走向和性質(zhì)，明確邊坡坡比，放緩坡率，并在坡腳設(shè)置植草溝，在溝底設(shè)置盲溝，和排水道路相連，以便有效處理雨水的滲流[5]。

3 海綿城市理論在市政道路工程中的應(yīng)用措施

在海綿城市理論下進(jìn)行市政道路工程的設(shè)計和施工，應(yīng)遵循這樣幾個原則：在城市的開發(fā)建設(shè)中，應(yīng)盡可能減少地表的不透水率；禁止圍湖造田，盡最大的力量保護(hù)自然的生態(tài)水系；借助雨水的滲透作用，增加雨水的徑流時間，減少因地塊開發(fā)給周圍生態(tài)水系帶來的不良影響；結(jié)合城市的景觀，在解決雨水問題的基礎(chǔ)上，改善和美化城市的景觀工程。具體施工中，我們可以從以下幾點(diǎn)應(yīng)用海綿城市理論。

3.1 科學(xué)布設(shè)綠化帶

在市政道路工程中應(yīng)用海綿城市理論，最為首要的任務(wù)就是強(qiáng)化對綠化帶的布設(shè)，這樣可以在城市出現(xiàn)暴雨時，減少雨水的聚集，防止城市內(nèi)澇的發(fā)生。綠化帶設(shè)計過程中，必須要保證綠化面積足夠，使其成為天然的儲水場地。同時，對綠化帶進(jìn)行科學(xué)、合理的布置，比如種植一些和當(dāng)?shù)貧夂蛳噙m應(yīng)的植被，提高綠化效果，防止水資源流失。另一方面，科學(xué)設(shè)計下部的土壤結(jié)構(gòu)，使其具備過濾雨水的效能，然后有效收集雨水，使綠化帶以天然雨水收集器的形式存在。

3.2 規(guī)范選用路面材料

基于海綿城市理論下的道路材料的選用，必須能夠滿足海綿城市的需求。一般來講，選擇路面施工材料時，不能只重視雨水的滲透效果，還要結(jié)合道路的交通功能，確保工程竣工后能夠承受日常的交通強(qiáng)度。比如：市政人行道路，通常不會通重載車輛，可以使用透水性好的材料，如透水磚，在下層鋪設(shè)碎石，這些材料孔多，可以增強(qiáng)雨水的滲透效果，同時還能確保行人安全通行。對于那些交通壓力大、荷載重的路面，可以使用透水瀝青?？偟膩碇v，要根據(jù)路面的使用需求，科學(xué)的選擇合適的材料，在發(fā)揮材料效用的基礎(chǔ)上，延長路面的使用壽命[6]。

3.3 合理使用植草溝

海綿城市理論應(yīng)用期間，要合理的使用植草溝，在確保其能有效調(diào)度水資源的前提下，增強(qiáng)市政道路的綠化效果。具體施工中，科學(xué)的設(shè)置雨水花園和濕地，種植合適的植物，增強(qiáng)景觀效果。以雨水花園為例，利用土壤、植物等過濾作用，提升雨水的凈化效果，方便補(bǔ)充地下水，實現(xiàn)水資源的利用目標(biāo)。雨水流入花園，在土壤、植物等多層過濾下，由溢流口進(jìn)入盲管，而盲管又和花園的雨水管相連，在雨水管的作用下，將凈化后的雨水送至蓄水區(qū)，待蓄水區(qū)的水滿后，送至市政網(wǎng)管，形成雨水收集、凈化、蓄水、再用的過程。值得注意的是，需要定期清理和維護(hù)雨水花園中的河卵石，便于更好發(fā)揮效果。

3.4 合理使用下沉式綠地

為了在市政道路中體現(xiàn)出海綿城市的理論，需要合理使用下沉式綠地，其不僅能有效的收集雨水，還能減少雨水在路面的大量積攢。具體應(yīng)用中，需要進(jìn)行科學(xué)的計算，這樣才能保障其雨水收集的效果。同時，科學(xué)的布設(shè)下沉式綠地的位置，為植物的生長提供合適的環(huán)境。通常情況下，下沉式綠地的下凹深度為10cm~20cm，可以結(jié)合土壤的滲透性能，和植物的耐淹程度，來明確具體的下凹深度；在綠地內(nèi)設(shè)置溢流口，匯集和排放從路面流入的徑流水。

3.5 強(qiáng)化生物滯留設(shè)施的使用

應(yīng)用海綿城市理論期間，對于地勢低洼的區(qū)域，通過種植植物、微生物來增強(qiáng)雨水的滲透和凈化效果，稱之為生物滯留設(shè)施，這是海綿城市的重要應(yīng)用。實踐中，通常在小區(qū)的道路兩側(cè)設(shè)置生物滯留區(qū)，在雨水流向嚴(yán)重的地區(qū)，利用沉淀池或植草溝處理雨水，過濾大顆粒的污染物，減少對兩側(cè)植物的污染。隨著海綿城市理論的應(yīng)用和推廣，生物滯留設(shè)施的形式也隨之增加，通常和相應(yīng)景觀相結(jié)合，減少了建設(shè)成本。

4 工程概況

4.1 工程介紹

以滄州的某工程為例，道路寬40m，長4.7km，示范工程占地650m。為滿足滲水、蓄水等任務(wù)，在該工程的設(shè)計施工中引用海綿城市理論，于道路兩旁設(shè)置集水溝，和集水井相連，下雨后可經(jīng)由集水溝進(jìn)入集水井，有需要時直接在井中取水。

4.2 建設(shè)思路

滄州地處海河流域，境內(nèi)河流眾多，四季分明，溫度適中，降水集中，災(zāi)害性天氣時有發(fā)生，春旱、夏澇、冬干，年平均降水581mm，全市水資源總量12.02億m3，人均占比180m3，屬于極度缺水的地區(qū)。另外，境內(nèi)淺層地下水的60%為咸水或微咸水，只能進(jìn)行深層地下水的開采，年開采水量為7億m3，使地下水位下降，生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境嚴(yán)重惡化。對此，滄州響應(yīng)海綿城市的政策，以自然滲透、自然凈化的城市建設(shè)為目標(biāo)，來規(guī)劃城市道路，實現(xiàn)雨水的循環(huán)利用。工程技術(shù)措施包括以下幾點(diǎn)：

第一，城區(qū)水面少，可結(jié)合海綿城市的建設(shè)目標(biāo)，修建于水?dāng)r蓄設(shè)施。攔蓄下來的雨水，用來回灌地下水，也可用來灌溉綠地。

第二，結(jié)合現(xiàn)有的綠地、水體，強(qiáng)化景觀水體的建設(shè)，最大限度收集降水，凈化處理后，滲入地下水或流入水體，便于改善小氣候和生態(tài)環(huán)境。

第三，建設(shè)屋頂花園，修建集雨設(shè)施，借助管道將雨水集蓄于容器內(nèi)，用來澆灌小區(qū)綠地或噴灑道路。

第四，對于雨污同一排放的排水系統(tǒng)，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母慕?。比如，分開排放雨水和污水，兩條管道使用一套排水設(shè)施。雨水排入洼淀、湖泊，污水排入污水處理廠。

第五，強(qiáng)化水系水網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)。在市政道路建設(shè)中，要加強(qiáng)和當(dāng)下濕地、河流、溝渠等自然水體的連接，并和城市的雨水官網(wǎng)系統(tǒng)有效銜接，滿足城區(qū)的排澇、防洪需求?，F(xiàn)階段，滄州已完成水系、水網(wǎng)的規(guī)劃，實現(xiàn)了河流、溝渠、湖泊等水系的聯(lián)通。

5 結(jié)語

綜上所述，滄州是一個嚴(yán)重缺水的城市，海綿城市理論的應(yīng)用，有助于緩解滄州的水資源危機(jī)，改善和修復(fù)城市的水環(huán)境。這就要求在建設(shè)海綿城市初期，政府部門從各層面引起重視，各部門共同協(xié)作，積極配合，從綠化帶布設(shè)、材料選用、植草溝使用、下沉式綠地和生物滯留設(shè)施的使用等方面著手，發(fā)揮出海綿城市理論的效用，改善城市的人居環(huán)境，進(jìn)一步推動滄州市健康發(fā)展。