海綿城市建設(shè)理念下市政道路設(shè)計要點

袁玲

摘要：海綿城市設(shè)計方案由于可以實現(xiàn)對自然資源的合理利用，在發(fā)生降水時第一時間收集雨水資源，并且在干旱時將存儲的雨水資源直接調(diào)配利用，因此海綿城市設(shè)計理念當前已經(jīng)在多個城市的市政道路設(shè)計過程中進行使用。本文探討了海綿城市設(shè)計理念在市政道路的設(shè)計對象，并探討其設(shè)計方法，同時研究了需要遵守的設(shè)計要點。

關(guān)鍵詞：海綿城市;市政道路;設(shè)計要點

引言

海綿城市的設(shè)計過程，針對市政道路設(shè)計主體部分，包括技術(shù)流程、系統(tǒng)方案和設(shè)施，同時也要分析針對當前的道路系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)在開發(fā)過程中可能對現(xiàn)有資源方面造成的影響，并且體現(xiàn)出低影響開發(fā)理念以及城市內(nèi)澇防治和雨水利用。

1 市政道路設(shè)計的關(guān)鍵點

（1）根據(jù)道路類型、徑流污染程度和周邊可利用空間，因地制宜，通過合理布置各類雨水控制利用措施，通過運用一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)，對雨水進行回收、凈化和利用[1]。

（2）道路紅線范圍內(nèi)的綠化帶設(shè)置生物滯留設(shè)施，用于收集和處理沿線相鄰車行道、人行道及非機動車道的徑流雨水。

（3）需要采用管道排水的區(qū)域，應(yīng)充分利用綠化帶的凈化作用，在道路路緣間隔設(shè)置豁口，通過豎向設(shè)計使道路雨水首先進入綠地內(nèi)下滲截污，再由設(shè)置的溢流口進入雨水管網(wǎng)。

（4）在人口密度高、車流量大的區(qū)域，提高雨水徑流污染控制標準。在雨水干管中途或末端受空間條件限制無法應(yīng)用雨水塘/濕地等生態(tài)措施的區(qū)域，必須設(shè)置沉淀池、旋流分離器、初期棄流、截污濾網(wǎng)等處理設(shè)施。

（5）人行道及非機動車道采用透水鋪裝路面結(jié)構(gòu)層。

（6）植被淺溝、雨水花園、雨水塘等措施的布置應(yīng)與道路綠化和景觀緊密結(jié)合，塑造水環(huán)境友好的城市道路景觀。

（7）在道路雨水管道入河口處設(shè)置雨水塘/濕地，雨水管道出水經(jīng)雨水塘/濕地處理后，通過溢流設(shè)施排入河道。

2 海綿城市建設(shè)理念下市政道路設(shè)計技術(shù)流程

海綿城市其中的一個建設(shè)途徑是低影響開發(fā)。低影響開發(fā)展現(xiàn)的是在場地內(nèi)通過采用綠色生態(tài)工程的方法管理雨水。道路性質(zhì)用地雨水水質(zhì)較差，并且具有一定的綠化空間，因此應(yīng)重點對雨水的水質(zhì)和水量進行控制與管理，從而達到改善水環(huán)境、節(jié)約水資源、消減徑流污染的目的[2];同時，道路是城市重要的景觀界面，應(yīng)通過雨水措施的布置使之成為展示海綿城市理念的重要窗口。

道路雨水控制應(yīng)考慮從源頭削減—過程控制—末端治理，采取系統(tǒng)控制措施。在機動車道、非機動車道上的雨水將根據(jù)排水方向，匯入道路綠化帶的生態(tài)溝渠，在植被淺溝以及雨水花園中進行傳輸、滯蓄、凈化和下滲，超標準雨水徑流將通過溢流口排入雨水管。降在人行道的雨水首先通過滲透鋪裝入滲地下，超標準雨水同樣進入綠化帶和雨水管道。在雨水口可設(shè)置截污掛籃、旋流沉沙等設(shè)施截留污染物。道路用地內(nèi)本身無法消納的雨水，可以排入周邊公園、廣場內(nèi)的植被淺溝、低勢綠地，利用周邊雨水控制利用設(shè)施進行徑流和污染物削減。

3 海綿城市建設(shè)理念下市政道路設(shè)計內(nèi)容

3.1 道路低影響開發(fā)系統(tǒng)方案

系統(tǒng)方案一：道路斷面由機動車道、綠化帶、非機動車道、人行道組成，利用綠化帶設(shè)置低影響開發(fā)設(shè)施凈化初期雨水、滯留雨水，同時人行道、非機動采用透水鋪裝減少雨水徑流系數(shù)，滿足徑流控制指標要求。排水系統(tǒng)流程如下：路面雨水→路緣石開口→砂濾池→植草溝→雨水花園→溢流井→市政管網(wǎng)。

系統(tǒng)方案二：道路斷面由機動車道、人行道組成，且無側(cè)分帶，道路紅線外側(cè)無綠化帶，利用設(shè)置環(huán)保型雨水口凈化初期雨水，同時人行道采用透水鋪裝減少雨水徑流系數(shù)，滿足徑流控制指標要求。

排水系統(tǒng)流程如下：路面雨水→環(huán)保型雨水口→市政管網(wǎng)。

3.2 道路低影響開發(fā)設(shè)施

低影響開發(fā)設(shè)施種類多樣，市政道路常用的低影響開發(fā)設(shè)施如下：

（1）植草溝：一個開放式的緩坡植被通道，用于傳遞雨水;

同時也是一種生物滯留設(shè)施，通過草葉及其連生植物過濾雨水徑流，并通過草和植被覆蓋增強對污染物的吸附和沉淀，做到去除初級污染物。

市政道路設(shè)計時將植草溝設(shè)置于市政道路邊，利用側(cè)石開口或平緣石的形式，讓雨水徑流排入植草溝內(nèi);邊坡坡度不應(yīng)大于 1：3，縱坡不應(yīng)大于 4%，下凹深度不宜大于 600 mm，寬度一般為 600～2000 mm，面積需根據(jù)匯水面積和設(shè)計傳遞流量計算。

植草溝分為滯蓄型和轉(zhuǎn)輸型，其中滯蓄型結(jié)構(gòu)自上而下通常由 100～300 mm 下凹層、300～500 mm 種植土層、透水土工材料、300 mm 礫石/級配碎石排水層、防滲土工膜和密實土基組成;轉(zhuǎn)輸型結(jié)構(gòu)通常由 100～300 mm 下凹層和密實土基組成。

（2）雨水花園：一個種植洼地，一種生物滯留設(shè)施，通過本土植物的修復(fù)過程過濾污染物，主要用于過濾雨水徑流，不用作貯存雨水，具有較強的削減雨水峰值以及較強的凈化雨水的功能。市政道路設(shè)計的時候?qū)⒂晁▓@布置在側(cè)分帶及后排綠地范圍，用于處理機動車道、非機動車道及人行道的雨水。雨水花園應(yīng)分散布置，規(guī)模不適宜過大，單個面積宜為30～40 m2，匯水面積與其面積比一般為 1：（20～25）;需要包裹防滲土工膜以及設(shè)置排水層，不允許雨水花園雨水下滲;表面應(yīng)設(shè)置溢流井，超過調(diào)蓄深度的雨水，通過溢流井直接溢流進入雨水系統(tǒng)。

雨水花園結(jié)構(gòu)自上而下通常由 100～300 mm 下凹層、300～1200 mm 換土層、透水土工材料、250～500 mm 礫石/級配碎石排水層、穿孔排水管、防滲土工膜和密實土基組成。

（3）透水鋪裝：具有可透過的或可滲透性鋪裝，水可以垂直流過硬質(zhì)表面，可用于車行道、人行道及非機動車道的路面結(jié)構(gòu)上。透水鋪裝結(jié)構(gòu)由粗骨料組成，孔隙率較大，可貯存雨水、最大限度提高了雨水的滲透速率;同時可以清除沉淀物和其他污染物，起到減少和分散雨水的徑流量，并促進雨水的滲透補充作用。

在道路透水路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常采用土壤層做路基;級配砂礫石/級配碎石/透水水泥穩(wěn)定碎石做墊層或基層，透水磚/透水瀝青混凝土/透水混凝土做面層。透水路面既滿足了硬化路面的使用要求，提升了路面的透水性和透氣性，又提高路面的適應(yīng)能力及滲水能力，避免城市內(nèi)澇[3]。

（4）環(huán)保雨水口：包含攔污組件、過濾組件及溢流組件，保證在凈化雨水的同時雨水又能順暢排放。

3.3 排水系統(tǒng)

市政道路設(shè)計中的排水系統(tǒng)核心標準要求不但要能夠在發(fā)生降水時，可以立即把產(chǎn)生的水資源優(yōu)先排出，同時該系統(tǒng)也要承擔較大的承載能力，尤其是在降雨量和降水量較大的城市區(qū)域，更需要通過排水系統(tǒng)的合理建設(shè)，使市政道路上所產(chǎn)生的積水可以被立即排出。此外排水系統(tǒng)的建設(shè)階段，也要保持均勻性、平衡性和穩(wěn)定性，此時才可使建立的道路排水系統(tǒng)本身更好地應(yīng)用于針對各類資源的合理處理工作。通過海綿城市建設(shè)，增加前段分散式雨水收集設(shè)施，減少地表徑流以及雨水管網(wǎng)排水壓力，實現(xiàn)對暴雨“削峰”的目標，針對立交低洼段、人行車行地通道區(qū)域，應(yīng)適當提高雨水管網(wǎng)設(shè)計標準，配置排水泵，防止城市內(nèi)澇情況的發(fā)生。

3.4 內(nèi)澇防治及雨水利用

內(nèi)澇防治和雨水的利用設(shè)計過程，主要采用儲水系統(tǒng)，實現(xiàn)對這類水資源的削峰填谷作用，其中內(nèi)澇的防治過程，由于在路面的設(shè)計中已經(jīng)實現(xiàn)各類水資源的傳遞，那么需要在系統(tǒng)內(nèi)建立配套設(shè)施，通過管道系統(tǒng)將城市道路空間內(nèi)所聚集的雨水直接存儲到儲水設(shè)施內(nèi)。如果雨水量過多，則必須要對雨水本身進行處理。另外如果道路靠近周邊的自然水環(huán)境，如河流、湖泊等，則可以通過管道系統(tǒng)直接把這類水資源排放至周邊的水環(huán)境內(nèi)，實現(xiàn)對雨水的有效存儲。經(jīng)凈化后的雨水可以就地用于綠地綠化和其他雜用水，涵養(yǎng)、補充地下水源。

3.5 種植

植物作為海綿城市的其中一個不可或缺元素，關(guān)系到雨水處理類型低影響開發(fā)設(shè)施的運行效果及使用年限，因而其選擇與配置需要做到相宜。

低影響開發(fā)設(shè)施植物以本土植物為主，優(yōu)先選擇種植多年生、低維護成本的植物;植物選擇與配置時，應(yīng)遵循景觀的美學(xué)原則，結(jié)合雨水滯留和雨水凈化的功能選擇耐污染、抗性強，凈化能力強，周期性耐澇、耐旱的植物品種。處理雨水徑流污染可選擇的植物有香蒲、美人蕉、黃菖蒲、燈芯草、水蔥、風車草等。

3.6 監(jiān)測

海綿城市在線監(jiān)測系統(tǒng)是“海綿城市信息化綜合管控平臺”的重要組成部分，通過對雨水調(diào)蓄重要節(jié)點、建設(shè)項目排出口、河流斷面等重要位置進行監(jiān)測，用實際監(jiān)測數(shù)據(jù)來反映海綿城市的建設(shè)成果。

在道路積水區(qū)域布設(shè)水位監(jiān)測點，監(jiān)測積水情況及其應(yīng)對城市內(nèi)澇。在排水管網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點進行液位、流量監(jiān)測，作為過程監(jiān)測數(shù)據(jù)，為運行評估及風險預(yù)警提供依據(jù)。

4 結(jié)論

綜上所述，海綿城市應(yīng)用于市政道路設(shè)計有效提高了城市的吸水、蓄水、滲水、凈水能力，促進了城市的進一步發(fā)展。要將市政道路建設(shè)成一個吸水的海綿體，在市政道路設(shè)計任務(wù)開始籌劃時就需要因地制宜考慮海綿城市建設(shè)理念。只有落實海綿城市建設(shè)理念的市政道路設(shè)計要點和設(shè)計方法，才可確保取得的設(shè)計成果更為高效。

參考文獻：

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[3]王超.試述海綿城市理念在市政道路工程中的應(yīng)用[J].江西建材，2019（12）：62-63