海綿城市理念在城市道路設計中的應用

張濤

摘 要：隨著城市發(fā)展進程的加快，城市大面積的被建筑覆蓋，當前城市道路硬化面積的不斷增加，減弱了雨水的滲透能力，同時由于地表徑流擴大，已有的管道已經不能承載現階段的雨水排放，這就造成了城市內澇等災害。針對城市發(fā)展過程中出現的水資源短缺、內澇、徑流污染及生態(tài)破壞等諸多問題，國家提出了建設自然積存、自然滲透、自然凈化的"海綿城市"新理念，以此來對城市內澇起到一定的緩解作用，實現城市雨水的資源化利用。

關鍵詞：海綿城市；城市道路；應用

一、海綿城市的概述

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存水“釋放”并加以利用。海綿城市建設應遵循生態(tài)優(yōu)先的原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度實現雨水在城市區(qū)域積存、滲透和凈化，提高雨水資源化水平，保護生態(tài)環(huán)境。建設海綿城市的六字方針是“滲、蓄、滯、凈、用、排”。

二、海綿城市市政規(guī)劃重點

在海綿城市建設過程中，應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性，協調給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié)，并考慮其復雜性和長期性。 根據住建部 2014 年10月發(fā)布的《海綿城市建設技術指南―――低影響開發(fā)雨水系統構建（試行）》，海綿城市的市政規(guī)劃中，在“蓄”的過程中要充分考慮到其實際的承載能力，切忌因為忽視承載能力而導致市政給排水管網或者其它工程長期過負荷運轉而縮短了使用壽命，在“放”的過程中要結合區(qū)域性范圍內水土資源的相關保護工作來進行，切忌因為忽視其內控能力而影響到市政工程的整體規(guī)劃和布局。

1、道路總體設計

《海綿城市建設技術指南》中明確規(guī)定各地應最大限度地保護原有的河湖、濕地、坑塘、溝渠等“海綿體”不受開發(fā)活動的影響，因此，道路在規(guī)劃階段就應強調自然水文條件的保護、自然板塊的利用、緊湊式的開發(fā)等方略，結合城市的水文規(guī)劃、現有的給排水系統，在維持可持續(xù)的水生態(tài)循環(huán)基礎上，對城市的天然河道、湖泊進行保護，繞避水環(huán)境敏感點，合理布局路線走向，協調道路紅線內外用地空間布局，利用不同等級道路的綠化帶、車行道、人行道等建立雨水滯、留、滲設施，實現道路低影響開發(fā)控制目標。

2、道路橫斷面設計

在進行道路橫斷面設計時，確保滿足道路基本功能的前提下，盡可能地布置寬一點的綠化帶，這樣道路范圍內的雨水能夠快速向生態(tài)滯留帶內匯集，有利于地表徑流量的降低。通常情況下，道路橫斷面以三幅路為主，即由中央向兩側依次為機動車道、綠化帶、非機動車道和人行道。這其中可以將道路綠化帶設計為生態(tài)滯留帶，在道路北側紅線外設置下沉式綠地，道路南側設計為植草溝，與植物園景觀有效銜接，從而打造成路邊景觀帶。

3、路面材料選擇

在道路路面材料選擇上，盡可能選擇透水瀝青混凝土和透水磚，在滿足道路使用功能的同時，有效地滿足要道路透水、抗滑及降噪等要求，這對于城市建設水平的提升具有積極作用，而且還對城市生態(tài)環(huán)境進行了改善。在具體實施過程中，選用透水瀝青路面作為車行道路面，以全透水式瀝青路面和半透水式瀝青路面為主，全透水瀝青路面面層下面不進行防水層的設置，而且瀝青下面層和基層都為透水層，這樣地表降水能夠有效地滲入到路下土基中。利用透水磚來鋪砌人行道路面，采用碎石層作為墊層。這類透水人行道屬于多孔結構，降水能夠快速的滲透到地表，實現對地下水源的補充，而且對調節(jié)城市溫度和濕度具有非常重要的意義。另外，這種多孔結構表面較為粗糙，具有較高的透水性，路面不易積水，更易于行人行走的安全。

三、路面排水設計

3.1下沉式綠化帶設計

下沉式城市道路綠化帶主要有兩種設計方式，一種是設計有排水系統的下沉式綠化帶，另一種是設計有兼顧雨水收集和再利用功能的下沉式綠化帶。第一種在綠化帶中設計有溢流口、排水管道等排水設施，當路面徑流較大，綠化帶儲蓄能力不足時，雨水可通過高出綠化帶高程低于路面高程的溢流口進入地下排水系統。這種設計比較適用于常年降水量較大、大雨暴雨頻率高持續(xù)時間長的區(qū)域。第二種設計有雨水收集和處理設施，在綠化帶設計滲水溝、雨水收集管、蓄水池、泵站及回灌等設施，路面和周邊雨水排入綠化帶，然后通過綠地過濾和凈化，最后進入蓄水池，多余的雨水進入地下排水系統，收集的雨水可以用于綠化帶的養(yǎng)護和道路的清理等，這種設計比較適用于降水較充沛及需要控制徑流量的區(qū)域。

3.2 植草溝設計

在進行植草溝設計時，其包括的內容大致有雨水花園、雨水濕地等生態(tài)雨水設施。通過采取與亭臺、堆土等結合的方式形成微地形景觀，增加植草溝的可達性、觀賞性與實用性。在植草溝中種植植物時，優(yōu)先選擇具有一定耐澇性的鄉(xiāng)土植物，采用喬、灌、草結合的多種群落結構，形成季相變化豐富的綠地景觀。一般公路在兩側一定范圍內設計為植草地溝，能夠與周圍的環(huán)境有效地實現銜接，景觀更具廣闊性。植草溝本身具有滲透功能，在降雨較大或高坡綠地滲透飽和時，來不及下滲的雨水會順坡匯入植草溝，水借助縱坡沿植草溝流向下游。

3.3 滲透管渠設計

滲透管采用穿孔的 PVC 管，管四周填充粒徑 20～30mm 的碎石或其他多孔材料，其作用機理是匯集在管中的雨水通過 PVC 管孔進入碎石層，進而向碎石層外的土壤層滲透，具有較好的調蓄能力。滲透管渠的優(yōu)點是占地面積小，可以與雨水管、滲透池、滲透井等綜合使用，也可以單獨使用，不足之處是一旦發(fā)生堵塞或滲透能力下降，碎石層較難清理。目前日本和德國在滲透管方面有較為成熟的經驗。

3.4偏坡支護方式

偏坡支護的方式多用于城市周邊地區(qū)，之所以采取偏坡支護的方式，不僅是要基于海綿城市的基本設計理念考慮，而且還要更為深遠的考慮到當城市遭受到周邊雨水潛在威脅的時候，這種偏坡可以轉化為臨時防洪堤。基于此，在偏坡支護的選擇上有護面墻和植草防護兩種不同的選擇。采用護面墻的形式，看似與海綿城市的基本規(guī)劃關聯性并不大，但是隨市政工程施工工藝的不斷革新，在市政工程設計中引入了滲水層設計方案之后，護面墻的直接控水能力可能要比植草防護要弱一些，但是其穩(wěn)定性和導流性上還是比較突出的，因此對于一些海拔落差相對較大的城市來說是比較理想的選擇。湖北恩施州的市政道路規(guī)劃設計中就大量的采用了這種護面墻的形式，入城的主干道周圍基本上都在原有的基礎上增設了護面墻，進而極大的增強了防汛抗旱能力。植草防護的形式是目前海綿城市最為常用的一種形式，因為一般情況下水土資源控制的效果完全能夠通過植草防護的形式來顯現出來，而且在一定程度上也增加了整體的美觀效果。不過植草防護也有一個比較突出的問題是一旦瞬間雨量過大， 或者是防護面長期處于雨水沖刷狀態(tài)時，有一定的垮塌風險。基于此，市政設計人員為了有效的減少這種潛在風險的存在，將植草防護與擋土墻的設計融合在一起，在臨近路基位置規(guī)劃了不高于35㎝的擋土墻，這樣可以在一定程度上減少垮塌對路面造成的危害。

四、結束語

加強雨水資源開發(fā)與管理是中國構建“海綿城市”的長久之計，道路構建了城市的筋脈，成為“海綿城市”建設的重中之重。隨著在市政工程中所顯現的社會效應，已經越來越受到重視，海綿城市道路設計的方案也已經從最初的南方多雨城市向北方缺水城市轉移，這不僅僅是一個觀念和理念上的轉型，更多的是最大程度上緩解了我國城市建設中的防洪、水土保持以及生活用水壓力。隨著相關工作的進一步開展，再配合上一定的技術革新措施，海綿城市市政道路設計方式勢必走向一個新的高度。

參考文獻：

[1] 王寧，吳連豐.廈門海綿城市建設方案編制實踐與思考[J].給水排水.2015（06）

[2] 胡楠，李雄，戈曉宇.因水而變——從城市綠地系統視角談對海綿城市體系的理性認知[J].中國園林.2015（06）