海綿城市理念在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用研究

姜寧寧　康洪強

(1.北京科智成市政設(shè)計咨詢有限公司，北京　102600;　2.中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京　102600)

0　引言

海綿城市是國外低影響開發(fā)設(shè)計理念的中國應(yīng)用，是一種運用滲、滯、用、蓄、凈、排等技術(shù)來對雨水徑流峰值、總量以及污染進行控制的暴雨管理和面源污染處理技術(shù)。顧名思義，海綿城市就是將城市比喻為海綿，在應(yīng)對自然災(zāi)害以及環(huán)境變化時能夠具有良好的“彈性”，即下雨時能夠吸水、儲水、凈水以及滲水，在需要時能夠?qū)Υ娴乃Y源釋放出來并進行有效利用，以實現(xiàn)城市良好的水文循環(huán)[1]。近年來城市頻繁發(fā)生內(nèi)澇，同時不少城市缺水嚴(yán)重，大量雨水徑流被無序排放。城市雨水徑流帶來的污染越來越嚴(yán)重，根據(jù)統(tǒng)計，北京污染總量中30%以上來自溢流雨水[2]。海綿城市的設(shè)計理念為解決城市內(nèi)澇與缺水，實現(xiàn)資源有效利用，減弱城市面源污染提供了解決思路。傳統(tǒng)的城市道路工程是利用道路排水系統(tǒng)對雨水徑流收集后進行集中排放，為了解決內(nèi)澇問題，雨水排出系統(tǒng)往往非常龐大，對雨水資源的浪費也非常有限。為此，本文就在市政道路設(shè)計中引入海綿城市理念，綜合道路、雨水系統(tǒng)、道路綠化多方面的設(shè)計進行探討。

1　市政道路海綿城市方案設(shè)計思路

城市道路雨水通常經(jīng)路面橫坡匯流到雨水口，然后經(jīng)由市政管網(wǎng)進行排放。市政道路海綿城市方案設(shè)計要從“以排為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺浞掷糜晁Y源和實現(xiàn)生態(tài)保護”的設(shè)計思想，設(shè)計可實現(xiàn)蓄流雨水、避免雨澇災(zāi)害、實現(xiàn)雨水順利排出、補充地下水的雨水系統(tǒng)方案。

海綿城市人行道的設(shè)計思路是讓雨水一部分通過透水磚等透水材料后被土地滲透吸收，一部分經(jīng)綠地過濾后被土地滲透吸收或被周圍雨水收集設(shè)施收集后利用或排放。

海綿城市車行道的設(shè)計思路是：利用道路周邊植草淺溝進行雨水初級處理后排入雨水口或在路中行車隔離綠化帶與路側(cè)綠化帶下設(shè)置滲透管收集雨水后排出。

2　設(shè)計原則與注意事項

市政道路在設(shè)計方案之初，應(yīng)首先設(shè)立整體方案海綿城市設(shè)計目標(biāo)，然后從道路路網(wǎng)、走向、結(jié)構(gòu)、徑流收集方式、雨水利用方式、豎向與景觀設(shè)計等方面進行市政道路海綿城市方案整體設(shè)計。

在市政道路海綿城市方案設(shè)計中，需要遵循以下幾點原則：

1)因地制宜，從設(shè)計目標(biāo)、經(jīng)濟性、施工方便、管理難易等方面對雨水收集利用設(shè)施進行充分比選，綜合考慮道路紅線內(nèi)外海綿空間的利用，注意海綿設(shè)施與道路的銜接關(guān)系。

2)在保證道路交通安全與排水暢通的情況下，在經(jīng)濟可行性范圍內(nèi)盡可能地減少市政道路的不透水表面積。

3)將市政道路海綿城市設(shè)計與周圍原有自然人文景觀充分考慮，保證整體景觀的協(xié)調(diào)與美觀，體現(xiàn)生態(tài)景觀價值。

5)合理設(shè)計滲透路面與周邊綠地，充分利用設(shè)施的入滲能力，延長徑流時間，減小雨水收集系統(tǒng)投資。

6)為便于雨水流入雨水收集設(shè)施中，在進行市政道路設(shè)計時，道路應(yīng)合理地設(shè)計道路橫向的坡向，保證路面、道路綠化帶、道路外綠地豎向設(shè)計的整體性。

市政道路的海綿方案要由以排為主轉(zhuǎn)為排、滲、滯、蓄和凈綜合設(shè)計方案，完善城市道路的排水和蓄水功能。通過路面橫坡收集雨水到雨水口，然后經(jīng)由市政管網(wǎng)來對雨水進行排放的方案可以根據(jù)雨水收集的情況進行縮小，但要有所保留以防雨澇災(zāi)害發(fā)生。人行荷載較低給了設(shè)計師很大發(fā)展空間，可在人行道設(shè)計使用透水磚鋪裝，同時充分利用人行道側(cè)的綠地進行下沉式綠地、生物滯留帶、濕地塘的設(shè)計，將海綿城市與景觀設(shè)計結(jié)合。

在城市道路的海綿城市設(shè)計方案中，材料的選擇是重要的一環(huán)。道路材料要盡可能的透水，要保證雨水快速排除，不出現(xiàn)眩光、打滑等影響道路安全的情況。在機動車道上可選擇多孔混凝土、泡沫混凝土和透水瀝青作為路面材料，但在路面結(jié)構(gòu)基層與中下面層需要選擇不透水的材料，以避免雨水破壞路基，并匯集雨水排入路側(cè)雨水收集系統(tǒng)。在人行道可選擇同質(zhì)磚、半透水的舒布洛克磚或是鋼筋混凝土透水系統(tǒng)。鋼筋混凝土透水系統(tǒng)透水性能達0.02 cm/s，輔助排水與下滲效果最好，但造價也最高，可根據(jù)項目投資與地區(qū)環(huán)境選用。

雨水資源化利用是市政道路海綿城市設(shè)計的重要目標(biāo)，雨水收集與資源化利用設(shè)施是海綿城市的重要組成部分。道路周邊綠地和滯蓄池收集是市政道路雨水收集與利用的兩種主要方式。道路周邊綠地收集是通過在道路周邊設(shè)置下沉式綠地、植物緩沖帶、植草溝等實現(xiàn)。雨水經(jīng)過道路綠地后，雨水中的大部分污染物被截留在綠地，同時通過下滲周圍地下水可以得到補充，雨水匯集時間被延長，洪峰流量被消弱，減輕市政管網(wǎng)排水壓力。雨水滯蓄池可設(shè)置在道路兩側(cè)或路面下，也可用于解決下凹路段最低點處積水。汛期通過雨水滯蓄池將雨水收集儲存起來，可調(diào)蓄雨峰，實現(xiàn)錯峰排流，儲存起來的雨水經(jīng)過處理還可用于周邊綠化與車庫用水等。

海綿城市的城市道路系統(tǒng)化設(shè)計注意事項如下：

1)出于安全考慮，對于一些主干路及車流量較大的重荷載道路則不宜采用透水路面。

2)設(shè)計過程應(yīng)考慮地形地勢導(dǎo)致的片區(qū)銜接問題，確保系統(tǒng)完整性。

3)考慮道路縱坡與橫坡對雨水匯集的影響，保證雨水及時被收集到道路海綿城市設(shè)施中。

4)雨水利用前應(yīng)根據(jù)用途進行凈化處理。

5)為降低工程造價，所選植物應(yīng)盡量在本地植物中選取，所選植物應(yīng)具有較強耐污染、耐淹和耐鹽性。

6)市政道路設(shè)置海綿城市設(shè)施后，要特別注意避免因雨水下滲導(dǎo)致的路基不穩(wěn)與管線位移，延長道路使用壽命[4]。在設(shè)計方案中需考慮市政道路下燃?xì)獾裙こ坦芫€的保護與路基防水，做好相應(yīng)的防滲措施，避免因暴雨造成事故發(fā)生。

7)道路的設(shè)計縱坡一般應(yīng)大于基礎(chǔ)橫坡，從而保證雨水流向道路分車綠化帶中心。

3　結(jié)語

本文闡述了市政道路海綿城市設(shè)計過程中的注意事項與設(shè)計原則，市政道路海綿城市方案設(shè)計要從“以排為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺浞掷糜晁Y源和實現(xiàn)生態(tài)保護”的設(shè)計思想，設(shè)計可實現(xiàn)蓄流雨水、避免雨澇災(zāi)害實現(xiàn)雨水順利排出、補充地下水的雨水系統(tǒng)方案。在設(shè)計過程中要因地制宜，首先確定雨水的資源化利用目標(biāo)，再通過雨水收集與利用措施來實現(xiàn)雨水滯蓄和利用，降低路面徑流污染，緩解道路的排水壓力，實現(xiàn)城市生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)。

參考文獻：