城市道路建設(shè)中“海綿城市”理念應(yīng)用研究
——以成都市中環(huán)路建設(shè)項目為例

尹熹妍

（成都市市政工程設(shè)計研究院有限公司，成都 610000）

1 引言

隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，城市內(nèi)澇頻發(fā)。我國在環(huán)境污染治理方面參加了大量的國際合作，將海綿城市建設(shè)作為國家戰(zhàn)略之一。各個城市紛紛用實際行動加入實施海綿城市的戰(zhàn)略中，結(jié)合國家提出的“六字方針”（滲、滯、蓄、凈、用、排）進(jìn)行自身理解和探索。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)國外低影響開發(fā)（LID）、雨洪管理等理論和實踐，以及成都市中環(huán)路海綿城市建設(shè)的實踐，分析和研究我國海綿城市建設(shè)中的經(jīng)驗和存在的問題。

1.1 研究背景

“海綿城市”的概念在2012 年4 月的“2012 低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇”中被提出來。

習(xí)近平總書記于2013 年12 月12 日在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》上發(fā)表的講話中指出：“在提高城市的排水體系時，建設(shè)者需要以保留少量的雨水為工作重點(diǎn)，以充分利用自然的方式，以自然的方式進(jìn)行排水?！?/p>

《“海綿城市”建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》是由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2014 年10 月組織編寫的，指導(dǎo)海綿城市示范推廣，通過滲、滯、蓄、凈、用、排“六字方針”，將城市雨水進(jìn)行就地消納，并充分利用。

1.2 研究目的和意義

海綿城市是宏觀的，是區(qū)域的，關(guān)于城市道路海綿城市研究的目的和意義在于先行先試的同時，研究和總結(jié)海綿城市建設(shè)的理論、實踐和問題。具體有3 個方面的內(nèi)容。

1）研究確定城市道路海綿城市建設(shè)的主要影響因素；

2）根據(jù)不同城市道路斷面，確定不同的系統(tǒng)工藝，采取不同技術(shù)措施；

3）總結(jié)當(dāng)前我國海綿城市建設(shè)的經(jīng)驗，探索進(jìn)一步完善海綿城市建設(shè)的技術(shù)途徑。

1.3 研究內(nèi)容

通過對規(guī)劃紅線范圍內(nèi)的城市道路進(jìn)行海綿城市建設(shè)，結(jié)合國內(nèi)外的理論和實踐，系統(tǒng)地分析和研究城市道路海綿城市建設(shè)的方法與途徑，總結(jié)建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題和解決辦法。

2 海綿城市相關(guān)概念與理論綜述

2.1 LI D和綠色基礎(chǔ)設(shè)施

LID 中，“低影響”是指現(xiàn)代概念中的“綠色理念”，是針對雨水收集、排放、凈化管理的一個綠色系統(tǒng)。綠色基礎(chǔ)設(shè)施是指重塑生態(tài)環(huán)境所必要的所有基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)施還具有可再生利用和可持續(xù)的特征。

2.2 中國海綿城市概念

我國提出的“海綿城市”，可以說是一種新一代的城市雨洪治理理念，它是一種可以靈活應(yīng)變、適應(yīng)環(huán)境變化、抵御暴雨造成的自然災(zāi)害的新型城市。

2.3 雨洪管理理論

雨洪管理其核心理論就是“大雨治水，小雨制水”，即大雨時，防洪排澇為主；小雨時，滲滯蓄凈。

2.4 城市道路海綿城市的研究

城市公路是早期降雨和污染排放的重要來源，因此，在城市道路建設(shè)中，必須貫徹低排放的目標(biāo)，盡可能地減少道路徑流及污染物外排量，要點(diǎn)如下。

2.4.1 給出各個級別公路低擾動發(fā)展的控制指標(biāo)

在保證道路的安全性和其他基本職能的前提下，充分發(fā)揮其綠化作用，需要建設(shè)者根據(jù)路面斷面及排水的走向，對綠化帶、車行道、人行道、停車場等道路組成部分，通過滲透、調(diào)蓄、凈化方式實現(xiàn)低影響的綜合開發(fā)。

2.4.2 對道路紅線內(nèi)、外部用地垂直方向的空間布置進(jìn)行統(tǒng)一

當(dāng)?shù)缆芳t線內(nèi)的綠地數(shù)量不夠，無法達(dá)到低影響開發(fā)的控制指標(biāo)時，應(yīng)考慮規(guī)劃紅線內(nèi)外部的土地利用規(guī)劃及其垂直方向的利用規(guī)劃，綜合實現(xiàn)公路和周圍地塊低影響發(fā)展的控制指標(biāo)。在道路紅線范圍內(nèi)，綠地在達(dá)到景觀效果與交通安全要求時，要充分考慮道路匯水的作用，采取下沉式綠地、透水鋪裝等方式，提高對道路徑流流量的控制能力。

2.4.3 道路運(yùn)輸規(guī)劃應(yīng)當(dāng)考慮到低影響開發(fā)設(shè)施

城市道路縱斷面設(shè)計的專項設(shè)計，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計成果中體現(xiàn)出基礎(chǔ)設(shè)施的選型和布置，同時，對低效發(fā)展的雨水管網(wǎng)和市政道路設(shè)施進(jìn)行了合理的規(guī)劃。在具備一定條件的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)制定專項的道路低效發(fā)展規(guī)劃和設(shè)計規(guī)范，對各級快速路，主干路，次干路，支路等進(jìn)行低污染發(fā)展的控制目標(biāo)及重點(diǎn)，能夠為公路低影響發(fā)展的規(guī)劃與設(shè)計提供依據(jù)。

2.5 城市道路海綿城市實施的措施

2.5.1 植草溝

植草溝是指在溝槽中種植植物，使其具有一定的景觀效果。植草溝按地表徑流的輸送途徑分為3 類：標(biāo)準(zhǔn)輸送植草溝、干植草溝、濕植草溝。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流式植草溝適合在居民區(qū)、工業(yè)區(qū)等地區(qū)使用，并可替代道路旁的排水管或雨水管。干植草溝主要用于居住區(qū)、居住區(qū)、市政道路、廣場等。濕植草溝是道路排水系統(tǒng)、小型停車場或屋頂集雨的首選。

2.5.2 下沉式綠地

廣義的下沉式綠地是指在一定的調(diào)蓄能力范圍之內(nèi)，可以利用雨水花園、雨水坑塘、滲透塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)塘等設(shè)施進(jìn)行建設(shè)。下沉式綠地植物的配置主要以梳林草坪為主，并需要與周圍景觀搭配形成大氣的整體效果。

2.5.3 生物滯留設(shè)施

生物滯留設(shè)施是指在低洼地區(qū)通過植物、土壤和微生物系統(tǒng)對初期徑向降雨進(jìn)行蓄滲凈化的設(shè)備。生物滯留設(shè)施可分為簡單生物滯留和復(fù)合生物滯留；根據(jù)用途的不同，可分為雨水花園、生物滯留帶、高位花壇、生態(tài)樹池。

2.5.4 車行道雨水引流

傳統(tǒng)的道路排水方式是：路面的雨水通過車行道旁的集雨孔流入車行道，然后流入地下的雨水管中。這部分雨水最大的問題是面源污染嚴(yán)重，流速快。所以，根據(jù)海綿城市的理念，收集處理好這部分雨水是道路海綿城市建設(shè)成敗的關(guān)鍵。其中，車行道引流進(jìn)入道路紅線外滯蓄系統(tǒng)的方式有雨水口改造、開孔路緣石、滲濾樹池、蓋板涵。

2.5.5 人行道雨水引流

人行道排水引向綠化帶的下沉式綠地，在下沉式綠地中通過溢流管將多余的雨水排向城市道路中的雨水干管，將面源污染較重的初期雨水通過下沉式綠地的過濾滲透到地下，無法及時滲透的雨水可以通過溢流管道盡快排入雨水管，保證城市防洪安全。

2.5.6 人行道路面透水地面

透水地面是海綿城市建設(shè)中常用的有效方法，通常運(yùn)用在廣場、停車場等面積較大的區(qū)域。地面面層通常采用的材料有：透水混凝土、透水露骨料、透水磚、多孔預(yù)制磚等，傳統(tǒng)材料如青磚、瓦、卵石塊石干拼。

2.5.7 人行道或道路綠化帶下設(shè)透水樁

透水樁分為卵石透水樁和多孔滲水管，其功能都是將雨水滲透到地下，還可充分利用地下管廊、污水干管等地下建筑施工時留下的降水井，使其成為海綿城市需要的透水樁。

3 成都市中環(huán)路海綿城市實踐

3.1 項目概況

中環(huán)路位于成都市二環(huán)路和三環(huán)路之間，全長42 km，規(guī)劃紅線寬40~50 m。

3.2 總體目標(biāo)

1）在保證道路正常通行的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)海綿城市低污染發(fā)展控制和指標(biāo)。

2）道路徑流和雨水應(yīng)當(dāng)采用有組織的分流、截污化等預(yù)處理措施，然后將其導(dǎo)入道路紅線內(nèi)外綠地，并利用綠地內(nèi)的低污染、儲、調(diào)節(jié)等低污染措施進(jìn)行治理。選擇LID 基礎(chǔ)設(shè)施，要因地制宜、方便、經(jīng)濟(jì)有效。

3）采取生態(tài)排澇措施進(jìn)行路面排水，或利用公路及周圍公用土地的地下空間進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。LID 的建設(shè)項目應(yīng)該與城市的雨水管網(wǎng)連通，并采用溢流式的排水方式，確保上游和下游的排水管道暢通。

4）道路橫向規(guī)劃應(yīng)當(dāng)對道路橫向坡向、路面與道路綠化及周圍綠化空間的垂直聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)選，以利于雨水匯入低效發(fā)展設(shè)施。

3.3 總體工藝控制

3.3.1 道路雨水控制流程

城市道路積雨集中在車行道和人行道。由于車行道存在道路沉降的安全因素，所以，車行道通常采用不透水結(jié)構(gòu)。地面徑流可直接流入路邊綠化帶，或者通過路緣石上的開孔流入綠化，儲存一部分雨水，多余的雨水排入雨水管。人行道采用透水地面吸收部分雨水，同時，可以將雨水引向人行道邊的綠化帶中的雨水坑塘（有水源水體）、雨水濕地或雨水花園（無水源，不保水）、植草溝等設(shè)施，并且在凹地處設(shè)置溢流管，從而可以將暴雨時不能及時滲透的雨水引入雨水管。

3.3.2 對不同道路斷面的總體工藝控制

原中環(huán)路道路斷面形式多樣，道路紅線寬度不一。本次改造設(shè)計時，為保證總體交通通行能力，車道數(shù)量最低為雙向六車道，分為3 種不同形式的斷面：單幅、雙幅、四幅道路斷面。同時，海綿城市建設(shè)也根據(jù)道路斷面的類型分別進(jìn)行了總體工藝控制。

1）單幅道路海綿城市總體工藝

單幅道路是道路海綿城市的基本形式，從道路中心線往外的雨水流向路徑為：車行道橫坡將雨水集中于路緣石邊，通過開孔路緣石，能夠?qū)⒂晁雮?cè)分綠化帶或人行道透水基層下，在暴雨時，溢流流進(jìn)道路雨水干管。人行道上的雨水排放與前述道路雨水控制流程相同。

2）雙幅道路海綿城市總體工藝

雙幅路面與單幅路面的唯一區(qū)別是雙幅路面有中央綠化帶，在海綿城市建設(shè)時，常將中央綠化帶做成下沉式綠地。但是在暴雨期，雨水不能完全滲入地下（道路中央下沉式綠地下部必須設(shè)置防水土工布，防止雨水浸泡地基），所以，在中央綠化帶設(shè)置雨水溢流管很有必要，可防止暴雨時雨水流向車行道污染路面。

3）四幅道路海綿城市總體工藝

四幅路面的海綿城市工藝為單幅和雙幅路面的組合，但地下溢流管布置更為復(fù)雜。另外，路面增加了非機(jī)動車道，其結(jié)構(gòu)層中也采用防水土工膜保證地基安全。

3.4 措施和方法

結(jié)合成都市氣候環(huán)境、土壤地質(zhì)分布、路側(cè)綠帶、地面高程等情況，分別對一類、二類、三類用地情況進(jìn)行有針對性的海綿城市建設(shè)。

一類，道路紅線內(nèi)無綠化帶，為不適宜區(qū)。該類路段僅設(shè)置透水人行道鋪裝。

二類，道路綠化帶寬度7~25 m，為較適宜區(qū)。該類路段除透水人行道鋪裝外，還可設(shè)置雨水花園、植草溝、下沉綠地等。

三類，道路綠化帶寬度大于25 m，由于該類路段主要集中在東南方位，緊鄰鐵路，地勢坡度較大，多為膨脹土地基，不具備雨水下滲條件，根據(jù)因地制宜的原則，只在有條件的地方實施下沉綠地。

4 城市道路海綿城市設(shè)計方法總結(jié)

通過上述對海綿城市相關(guān)理論的分析和成都市中環(huán)路海綿城市的建設(shè)實踐總結(jié)，試圖在理論基礎(chǔ)的依據(jù)和工作方法的選擇上，總結(jié)梳理出一套適合城市道路海綿城市設(shè)計的方法和流程，避開海綿城市設(shè)計和建設(shè)中的一些誤區(qū)。在工作流程上，有以下內(nèi)容和程序：

1）現(xiàn)場調(diào)查和資料收集分析；

2）確定設(shè)計依據(jù)；

3）道路海綿城市的定位和建設(shè)強(qiáng)度分析；

4）海綿城市的建設(shè)與道路景觀、道路板塊形式、地下市政工程的關(guān)系分析；

5）海綿城市總體工藝流程的確定和具體措施的選定。

5 結(jié)語

通過理論和實踐研究分析，我國的海綿城市建設(shè)要達(dá)到國家提出的要求，還需要在宏觀層面注意以下4 個方面。

1）大海綿。在國土層面，大流域?qū)用妫瑖艺叻ㄒ?guī)規(guī)劃等層面思考海綿城市的建設(shè)問題，我國水生態(tài)前沿研究的學(xué)者車伍和俞孔堅都分別在不同場合呼吁在宏觀層面建立海綿城市建設(shè)體現(xiàn)。俞孔堅[1]認(rèn)為要“大腳革命”，反對小決策與水系分割（部門分割、地區(qū)分割、功能分割的管理體制，使大腳變成小腳，被肢解，畸形扭曲、喪失功能）；車伍則[2]強(qiáng)調(diào)要建立的系統(tǒng)規(guī)劃，如雨水控制利用規(guī)劃、徑流污染控制規(guī)劃、低影響開發(fā)規(guī)劃。

2）系統(tǒng)化。指城市片區(qū)層面的系統(tǒng)化，包括片區(qū)河流道路系統(tǒng)、地塊地面、建筑等應(yīng)統(tǒng)籌考慮，即從源頭控制，直到雨水排入主干河道，這樣才能真正控制雨水排放量，控制城市面源污染。

3）因地制宜。我國舊城的高密度發(fā)展，在中心城區(qū)大規(guī)模建設(shè)海綿城市難度較大。應(yīng)選擇有條件的區(qū)域進(jìn)行建設(shè)；針對城市中各區(qū)域地表土土質(zhì)的情況，采用適宜的方法建設(shè)海綿城市。

4）生態(tài)節(jié)約。海綿城市本身既是生態(tài)的、可持續(xù)、自然的，當(dāng)然也是節(jié)約的。

雖然，我國的海綿城市建設(shè)起步較晚，但是，相信隨著海綿城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，有關(guān)海綿城市在理論上實踐上都會積累收獲大量經(jīng)驗。海綿城市建設(shè)的終極目標(biāo)終將實現(xiàn)：將地表雨水徑流量控制在達(dá)到或接近城市建設(shè)開發(fā)前的自然生態(tài)狀態(tài)，阻止或減少城市雨水面源污染的排放。