道路排水設(shè)計中的海綿城市設(shè)計研究

◎凌偉

一、引言

在十九大報告中，李克強(qiáng)總理提出了建設(shè)海綿城市的重要性。海綿城市的建設(shè)能夠有效緩解城市“熱島效應(yīng)”提高城市的整體生態(tài)系統(tǒng)功能和環(huán)境質(zhì)量。因此設(shè)計院應(yīng)當(dāng)做好城市道路的設(shè)計工作，從而有效貫徹海綿城市的建設(shè)理念，優(yōu)化城市水資源的配置，不斷推動城市建設(shè)。

二、海綿城市的優(yōu)勢

1.有利于改善環(huán)境。

雨水沖刷道路會造成湖泊江河出現(xiàn)大量垃圾，從而導(dǎo)致徑流污染。建設(shè)海綿城市LID設(shè)施能讓雨水直接滲流地面，同時減少雨水?dāng)y帶路面垃圾。建設(shè)海綿城市LID設(shè)施，通過級配的砂石濾層的攔截和過濾，雨水滲透后能對污染物進(jìn)行有效清理，從而降低滲透到地下水資源的污染程度，提高水質(zhì)，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。海綿城市的建設(shè)能夠改善城市微氣候，通過道路海綿改造，配合使用外部LID設(shè)備時，能夠恢復(fù)地表與地下的水力聯(lián)系，緩解城市熱島問題，削減城市道路產(chǎn)生的面源污染，減少合流制老城區(qū)合流制排水系統(tǒng)溢流污染的問題。

2.對地下水有補(bǔ)充作用。

因為傳統(tǒng)道路滲透能力不好和人們對大自然過度開發(fā)等原因，地下水資源不斷減少。設(shè)計院在項目設(shè)計中應(yīng)當(dāng)采取有效措施，做好地下水資源的補(bǔ)充工作。對于傳統(tǒng)道路來說，大部分雨水經(jīng)過排水系統(tǒng)都會快速排入河流、湖泊，雨水資源未能得到充分利用，不能及時補(bǔ)充地下水。而對于海綿道路來說，雨水可以滲透到地下，并通過下滲來補(bǔ)充地下水。

3.降低排水系統(tǒng)的壓力。

通過降低綠化帶標(biāo)高、路緣石開口等設(shè)計方式將道路雨水引到綠化空間，并在綠化帶內(nèi)設(shè)置植草溝、雨水花園、下沉式綠地、滲濾樹池等滯留設(shè)施凈化、消納雨水徑流，可以有效減少雨水的洪峰流量，降低出現(xiàn)積水和洪澇等災(zāi)害的可能性。

三、海綿城市理念在道路排水設(shè)計中的應(yīng)用

1.道路所在區(qū)域設(shè)計年徑流總量控制率的選擇。

年徑流總量控制率指標(biāo)是指通過自然和人工強(qiáng)化的滲透、集蓄、利用、蒸發(fā)、蒸騰等方式，場地內(nèi)累計全年得到控制的雨量占全年總降雨量的比例。在“源頭減排、過程控制、末端治理”的海綿城市建設(shè)全過程中，雨水的滲、蓄、滯、凈、用等綜合效益，主要依托對降雨的體積控制來實現(xiàn)，體現(xiàn)在年徑流總量控制率這一核心指標(biāo)中。在老舊城區(qū)，可以問題導(dǎo)向為主，適度下調(diào)控制目標(biāo)，側(cè)重解決老舊城區(qū)現(xiàn)存的相關(guān)問題；在工程條件好或新建區(qū)域，則以控制目標(biāo)導(dǎo)向為主，全面推進(jìn)低影響開發(fā)系統(tǒng)構(gòu)建。

2.結(jié)合現(xiàn)場實際情況合理設(shè)置生物滯留處理設(shè)施。

中間有較寬的綠化車帶的道路綠地可以改造為下凹式綠地，使道路兩側(cè)高中間低，雨水匯入中間綠化帶，初期雨水和超量雨水流入雨水排水管。城區(qū)內(nèi)下穿式立交橋、低洼地等積水嚴(yán)重內(nèi)澇點改造，應(yīng)充分利用周邊現(xiàn)有綠化空間，建設(shè)分散式源頭調(diào)蓄設(shè)施，減少匯入低洼區(qū)域的“客水”；橋面雨水落水管盡量接入綠地，管口應(yīng)鋪設(shè)卵石層消能、散水，在周邊綠化空間較大的情況下，應(yīng)結(jié)合周邊集中綠地、水體、砂石坑、公園、廣場等空間建設(shè)雨水調(diào)蓄、蓄滲設(shè)施。自行車道、人行道以及其他非重型車輛通過路段改造，應(yīng)優(yōu)先采用滲透性鋪裝材料。當(dāng)?shù)缆芳t線外綠地空間有限或毗鄰建筑與小區(qū)時，可結(jié)合紅線內(nèi)外的綠地，采用植草溝、生物滯留設(shè)施等雨水滯蓄設(shè)施凈化、下滲雨水，減少雨水排放。當(dāng)?shù)缆芳t線外綠地空間規(guī)模較大時，可結(jié)合周邊地塊條件設(shè)置雨水濕地、雨水塘等雨水調(diào)節(jié)設(shè)施，集中消納道路及部分周邊地塊雨水徑流，控制徑流污染。

3.道路海綿城市的豎向設(shè)計。

精準(zhǔn)設(shè)計路面橫坡，雨水流向坡向開孔立石，開孔立石宜在溢流式雨水口之間均勻布置，使雨水能及時并均勻的排入下沉式綠地、植草溝等生物滯留處理設(shè)施，溢流式雨水口的箅面應(yīng)低于開孔立石底部至少5cm，高于生物滯留處理設(shè)施的底部15cm至20cm。溢流式雨水口應(yīng)布置在草溝內(nèi)的低位，立石開孔應(yīng)布置在溢流式雨水口之間，路面匯集的雨水應(yīng)經(jīng)過草溝充分滲透吸收，多余的雨水經(jīng)過溢流式雨水口排除。開孔立石入口可設(shè)置截污設(shè)施，收集路面泥沙或垃圾，多余雨水溢流入生物滯留處理設(shè)施。植草溝內(nèi)每兩個溢流雨水口之間可設(shè)溢流壩，壩頂平植草溝蓄水位頂，材質(zhì)同道路立石，溢流壩應(yīng)固定牢固，拼縫應(yīng)嚴(yán)密，超最低有效水位方可溢流。

4.海綿城市下道路排水系統(tǒng)設(shè)計原則。

第一個原則是不能因為設(shè)置海綿城市而降低原有道路排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，尤其是主要道路的雨水排澇通道，需按照規(guī)劃或排水規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計，不能隨意降低標(biāo)準(zhǔn)。道路的海綿城市設(shè)計是道路排水系統(tǒng)的一個有效的補(bǔ)充和組成部分，提高了道路排水系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和可靠性，不能相互取代。第二個原則是在平面布置中，道路的匯水面積應(yīng)與海綿體的體積相互適應(yīng)，杜絕大雨量小海綿和小雨量大海綿的畸形設(shè)計。第三個原則是活學(xué)活用海綿城市設(shè)計的六字方針，即滲”源頭減少徑流、凈化初雨污染，“滯”延緩雨水峰值出現(xiàn)時間，“蓄”降低峰值流量，為雨水利用創(chuàng)造條件，“凈”減少污染，改善城市水環(huán)境，“用”合理利用雨水，提升城市環(huán)境品質(zhì)，“排”減少內(nèi)澇，提升城市應(yīng)變能力。設(shè)計過程中，應(yīng)時常細(xì)細(xì)琢磨這六字真言，反復(fù)推敲，這樣設(shè)計成果才能貼近實際，做到經(jīng)濟(jì)效益和社會效益俱佳。

四、結(jié)束語

總的來說，以海綿城市理論為基礎(chǔ)來建設(shè)海綿城市，不但可以幫助凈化城市水質(zhì)，還能有效補(bǔ)充地下水，對洪澇災(zāi)害起到一定的緩解作用。然而，海綿城市建設(shè)并不簡單，是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計和施工人員應(yīng)當(dāng)從多個方面來考慮城市道路建設(shè)，從而使得海綿城市理論得到有效應(yīng)用。