基于海綿城市建設(shè)理念的市政道路設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

周 妙

深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518029

海綿城市具有綜合性特征，能夠?qū)崿F(xiàn)自然滲透、自然積存以及自然凈化等三方面內(nèi)容，建設(shè)城市的防洪系統(tǒng)，保護(hù)城市生物，幫助多樣性生物進(jìn)行棲息地的保護(hù)，將建設(shè)水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施作為根本，使非物質(zhì)文化遺產(chǎn)得到有力保護(hù)，進(jìn)而解決城市的洪澇問(wèn)題和干旱問(wèn)題等。

1 海綿城市概述

海綿城市是指城市像海綿一樣，具有極強(qiáng)的適應(yīng)力和彈性，而海綿城市的這種彈性特征主要體現(xiàn)在對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)力以及在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害方面的措施彈性上。下雨時(shí)，海綿城市可以對(duì)自然界的雨水進(jìn)行收集、凈化和儲(chǔ)存，在城市需用水時(shí)可使用“儲(chǔ)存”的水資源。海綿城市在建設(shè)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵循生態(tài)優(yōu)先原則，采取人工和自然相結(jié)合的措施，在保證城市不發(fā)生洪澇災(zāi)害的情況下，對(duì)自然雨水進(jìn)行儲(chǔ)存和凈化，從而提高對(duì)水資源的利用率，也有利于生態(tài)保護(hù)。海綿城市建設(shè)具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性特征，應(yīng)將自然雨水、地下水以及地表水等進(jìn)行合理調(diào)配和利用，確保水循環(huán)平衡，這對(duì)城市的雨洪管理有著重要作用，同時(shí)，海綿城市的雨水花園也可以作為一項(xiàng)觀賞性極強(qiáng)的人文景觀。

2 海綿城市建設(shè)理念在市政道路設(shè)計(jì)中的重要作用

海綿城市進(jìn)行雨水綜合利用，在適應(yīng)了當(dāng)前城市可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，保護(hù)了城市水體水質(zhì)安全，在技術(shù)創(chuàng)新綜合利用方面更是起到了帶頭示范作用，為解決城市當(dāng)前水資源短缺和水體污染等問(wèn)題提供了一項(xiàng)非常重要的技術(shù)策略和方案，具有非常重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境生態(tài)效益。（1）海綿城市建設(shè)是水資源綜合利用方面一種新的系統(tǒng)工程，具有良好的節(jié)水效能。（2）海綿城市建設(shè)可以有效削減道路路面面源污染，具有良好的環(huán)境生態(tài)效益。（3）海綿城市建設(shè)技術(shù)與太陽(yáng)能技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于快速路面的雨洪控制工程，是一項(xiàng)具有創(chuàng)新價(jià)值的節(jié)能環(huán)保的低碳集成體系。（4）海綿城市建設(shè)控制利用技術(shù)的實(shí)施將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 海綿城市設(shè)計(jì)原則

（1）在進(jìn)行海綿城市雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合城市規(guī)劃的相關(guān)資料，通過(guò)對(duì)城市指標(biāo)要求和建設(shè)控制目標(biāo)的要求來(lái)確定設(shè)計(jì)目標(biāo)。另外，在設(shè)計(jì)雨水系統(tǒng)管理措施和技術(shù)的過(guò)程中，也要結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件選擇最為合適的雨水儲(chǔ)存和進(jìn)化措施。

（2）對(duì)海綿城市的設(shè)施規(guī)模應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合上述設(shè)計(jì)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后利用水力和水文公式計(jì)算出規(guī)模面積。也可運(yùn)用模擬模型來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估，進(jìn)而確定同時(shí)滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求的最佳設(shè)計(jì)方案。

（3）在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)當(dāng)充分考慮海綿城市的平面布局、構(gòu)造以及豎向布局等，還要考慮雨水管渠系統(tǒng)和雨水超標(biāo)排放系統(tǒng)之間的有效連接。

（4）要對(duì)整個(gè)海綿城市雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行審查，確保設(shè)計(jì)符合道路、綠化、結(jié)構(gòu)以及排水等方面的要求。

4 海綿城市建設(shè)理念下市政道路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

通過(guò)海綿城市建設(shè)，將實(shí)現(xiàn)城市雨水系統(tǒng)的源頭減量、控污，以較少的前期投入，為綜合、持久解決防洪、滲污、水質(zhì)達(dá)標(biāo)及水資源的循環(huán)利用等問(wèn)題奠定基礎(chǔ)，成為城市“蓄、滲、滯、用、排”雨水系統(tǒng)的重要組成。在海綿城市建設(shè)理念下，市政道路的設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn)：（1）在防洪效應(yīng)上，要注意消峰、錯(cuò)峰、減量、減少硬化、增加入滲能力，延長(zhǎng)徑流時(shí)間。（2）在治污效應(yīng)上，要利用土壤和植被等自然系統(tǒng)進(jìn)行凈化、預(yù)處理，減輕水體污染。（3）在生態(tài)效應(yīng)上，要保護(hù)利用原始地貌、保持自然水文狀態(tài)。（4）在水資源效應(yīng)上，要涵養(yǎng)地下水源，就地收集利用雨水資源。

5 某城市主干道海綿城市設(shè)計(jì)案例

某工程屬于市政道路類用地，周邊規(guī)劃用地主要有商業(yè)、工業(yè)、公共服務(wù)業(yè)、公園和綠地，根據(jù)規(guī)劃宜采用透水下墊面、下凹式綠地、生態(tài)樹(shù)池、植被草溝等低沖擊開(kāi)發(fā)雨水綜合利用設(shè)施。

經(jīng)過(guò)比較且結(jié)合該道路建設(shè)情況，認(rèn)為下凹式綠地可更好地滿足該道路低沖擊開(kāi)發(fā)建設(shè)要求。下凹式綠地具有緩解大降水量沖擊，減輕面源污染，對(duì)初雨水進(jìn)行初級(jí)處理的功效，能增加降雨滲入量，滿足規(guī)定的綜合滲流系數(shù)的要求。

此次設(shè)計(jì)道路海綿雨水綜合利用主要設(shè)施有進(jìn)水口（開(kāi)口路牙）、下沉式綠地、溢流井、透水磚等。人行道雨水徑流通過(guò)路面徑流直接排入下凹式綠化帶；車行道內(nèi)雨水通過(guò)分段設(shè)置的開(kāi)口道牙（或收水口）匯集進(jìn)入綠化帶，在綠化帶內(nèi)設(shè)置溢流井，將來(lái)不及入滲的雨水溢流排入市政雨水管道系統(tǒng)。道路集雨范圍內(nèi)海綿城市雨水綜合利用的系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 道路海綿設(shè)施系統(tǒng)圖

5.1 下凹深度計(jì)算

依據(jù)2019年《深圳市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》（征求意見(jiàn)稿），查得該項(xiàng)目所在片區(qū)年徑流總量控制率目標(biāo)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降水量H設(shè)=32.1mm。

式中：V調(diào)蓄為道路調(diào)蓄容積；A為機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車道路以及綠化帶的整體面積；H設(shè)為合理設(shè)計(jì)的降水厚度，此次設(shè)計(jì)選取的厚度值為32.1mm；φ為道路雨量綜合徑流系數(shù)。

機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車道路以及綠化帶的整體下凹深度為

式中：H下凹為實(shí)際下凹深度；H相對(duì)下凹為相對(duì)路面的下凹深度；H綠化下凹為相對(duì)綠化帶的下凹深度。

最后采用加權(quán)平均法計(jì)算道路雨量綜合徑流系數(shù)φ：

式中：φ為道路雨量綜合徑流系數(shù)；F為相應(yīng)區(qū)域的面積。

計(jì)算可得，φ=（0.15×11124+0.9×33160+0.4×12821+0.9×6034）÷63139=0.67。

該道路應(yīng)具有的調(diào)蓄容積即控制容積V調(diào)蓄為

經(jīng)計(jì)算，V調(diào)蓄=0.67×32.1×63139×10-3=1358m3。H下凹=1358÷11124=0.13m。H相對(duì)下凹=130mm+100mm=230mm。

在計(jì)算出道路應(yīng)具有的控制容積V調(diào)蓄和相對(duì)路面的下凹深度H相對(duì)下凹后可知，在機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車道路以及綠化帶的整體相對(duì)下凹深度為0.23m時(shí)，可滿足調(diào)蓄容積的要求。

5.2 下凹式綠地布置

道路兩側(cè)單幅綠化帶寬度為2.0～5.5m，一側(cè)雙幅綠化帶斷面，此次設(shè)計(jì)擬將其設(shè)計(jì)為下凹式綠地。

5.3 下凹式綠地?cái)嗝?/h3>

下凹式綠地面層低于車道邊23cm，車道邊立緣石高于車道邊15cm。綠地從上到下依次為50mm厚樹(shù)皮覆蓋層、1500mm厚種植土層、100mm厚中粗砂層、300mm厚礫石層和素土層或道路路基層。下凹式綠地?cái)嗝嫒鐖D2所示。

圖2 下凹式綠地?cái)嗝鎴D

5.4 人行道鋪裝

人行道的雨水綜合利用以設(shè)置透水磚為主，使雨水通過(guò)人行道透水鋪裝下滲調(diào)蓄。

5.5 道路路牙

道路路牙應(yīng)結(jié)合下凹式綠地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)采用敞口式的道牙，確保道路雨水徑流能夠順利流入綠化帶。在進(jìn)水口處路面采取導(dǎo)流措施，并在進(jìn)水口0.5m范圍內(nèi)綠化帶鋪設(shè)鵝卵石起到防止雨水沖刷及沉砂作用。

5.6 溢流井

溢流井主要設(shè)置在綠化帶范圍內(nèi)，可以有效處理來(lái)不及入滲的雨水，并將其排放到雨水管道系統(tǒng)。溢流井高程高于綠地而低于路面，內(nèi)設(shè)截污掛藍(lán)。溢流井通過(guò)雨水管連接市政雨水管道。

6 結(jié)束語(yǔ)

海綿城市設(shè)計(jì)包含多方面內(nèi)容，主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)在防洪、治污、生態(tài)、水資源方面，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)把握好這幾點(diǎn)原則，科學(xué)合理地進(jìn)行海綿城市設(shè)計(jì)，以保證在工程實(shí)際應(yīng)用中取得良好的效果。