低影響開發(fā)（LID）下的城市互通立交排水設(shè)計

張 潔，姜 晗

（西安市政設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710068）

0 引言

城市立交工程作為城市快速發(fā)展的需要，對緩解城市交通運輸壓力起著至關(guān)重要的作用，而城市立交排水更是保障城市交通正常運行的重要因素，他直接關(guān)系到了立交使用過程中的安全性。傳統(tǒng)立交排水通常是利用路面橫、縱坡產(chǎn)生徑流雨水，然后通過雨水口收集排至市政雨水管道，而低影響開發(fā)下的排水設(shè)計是突破了傳統(tǒng)的“以排為主”的城市雨水管理理念，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等海綿城市技術(shù)措施，實現(xiàn)自然積存，自然滲透的綠色排水方式。

1 低影響開發(fā)技術(shù)與設(shè)施

低影響開發(fā)（LID）是一種強調(diào)通過源頭分散的小型控制設(shè)施，維持和保護場地自然水文功能、有效緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數(shù)增大、面源污染負荷加重的城市雨水管理理念[1]。主要包含：植物淺溝、下凹式綠地、生態(tài)滯留池、綠色屋面、地下滲蓄、透水鋪裝等設(shè)施。

我們收集了國內(nèi)外評價較好的市政工程常用的低影響開發(fā)技術(shù)設(shè)施，列舉于此，目的在于為項目實施的相關(guān)設(shè)計單位提供思路，經(jīng)過各種方案比較，不僅達到雨水徑流控制的要求，也能起到較好的景觀美化作用，降低城市硬化對氣候的影響，有效減輕“熱島效應(yīng)”，改善生活辦公環(huán)境。

（1）生態(tài)植草溝

生態(tài)植草溝（又叫植物淺溝）見圖1，是一種生態(tài)的地表淺層排水方式，通常在綠地或綠化帶內(nèi)建設(shè)，淺溝內(nèi)種植灌木、地被植物等，徑流雨水通過下滲、經(jīng)植物過濾進行凈化和削減的工程措施?？梢砸揽砍恋怼B透及其吸附功能將雨水中的污染物過濾掉，洼地的坡度盡量緩，其表面植被密度較大，可達到良好的使用效果。

圖1 生態(tài)植草溝

（2）下凹式綠地

下凹式綠地通常是指地表高程低于周邊道路地面高程一定深度，可用于雨水調(diào)蓄和凈化初期雨水的綠地，通常利用現(xiàn)狀或規(guī)劃道路綠化隔離帶，將其改造為下凹式綠地或低勢綠地，徑流雨水流入綠地后優(yōu)先進行蓄滲，主要以雨水下滲為主，超量徑流再進入市政雨水管道中。這不僅可以減少城市洪澇災(zāi)害，還增加了土壤的雨水入滲量，豐富了地下水資源，凈化了水環(huán)境，給城市發(fā)展帶來了重要的意義。

（3）雨水花園（生態(tài)滯留池）

雨水花園是通過利用地表的自然凹地或人為打造淺洼地型，種植本地的水生、濕地植物、通過吸附、滲透和過濾等原理對降落在不透水表面的雨水進行控制利用，不僅達到了良好的景觀效果，還對初期雨水進行了有效控制。

雨水花園的特點：削減雨水徑流量、減少雨水外排；改善雨水徑流水質(zhì)，減少水體污染；下滲雨水，涵養(yǎng)地下水；增加土壤滲透面積，有效減輕“熱島效應(yīng)”。

（4）透水鋪裝

透水鋪裝是指可滲透、滯留或滲排雨水并滿足一定要求的地面鋪裝結(jié)構(gòu)[2]。透水鋪裝按照面層材料不同，可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝等。

2 酒十路立交排水設(shè)計應(yīng)用

2.1 項目概況

酒十路（咸寧東路—高樓路）位于西安市浐灞生態(tài)區(qū)（B區(qū)）內(nèi)，是一條南北走向的城市主干路，道路全長1 225.961 m（含一處互通立交），規(guī)劃紅線寬60 m，瀝青混凝土路面，為新建道路。立交形式為：酒十路主線上跨韓森路，為苜蓿葉式全互通立交，分為兩層：下層為現(xiàn)狀韓森路，上層為酒十路，為使酒十路與韓森路全互通，設(shè)置8條單向匝道，2條雙向匝道，見圖2。

圖2 酒十路立交總體布置圖

2.2 設(shè)計理念

城市互通立交是將城市道路之間聯(lián)系起來的重要樞紐，常用為苜蓿葉形互通式立交，一般需占用較大面積的用地，在匝道與主線之間形成開闊的空間，通常種植綠化營造景觀效果[3]。傳統(tǒng)情況下，我們會將立交范圍內(nèi)空地場平為中間高，兩邊低，降雨時，雨水順地勢快速向四周排出，然后通過路面雨水口收集排至市政雨水管道。

而“低影響開發(fā)”下的立交排水系統(tǒng)則是改變了傳統(tǒng)的收水方式，在立交范圍內(nèi)綠地制造微地形，通過建設(shè)生態(tài)滯留池，使立交范圍內(nèi)雨水通過采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的立交排水系統(tǒng)[3]。降雨時，立交匝道路面雨水通過道路橫坡沿下沉式路緣石排至綠地內(nèi)，進入綠地內(nèi)雨水首先自然下滲，過量雨水根據(jù)地勢排入生態(tài)滯留池進行蓄存，同時在生態(tài)滯留池內(nèi)設(shè)置溢流式雨水口將過量雨水排至市政雨水管道。

2.3 立交雨水量計算

城市立交排水工程設(shè)計應(yīng)遵循高水高排、低水低排的原則，滿足工程實際條件，其雨水量計算與城市道路雨水管道計算方法一樣，只是在各別參數(shù)的取值上有所不同。

2.3.1 雨水量計算公式

式中：Q為雨水設(shè)計流量，L/s；q為暴雨強度公式，L/（hm2·s）；Ψ為綜合涇流系數(shù)，橋面及匝道為0.9，其余路段為0.6；F為匯水面積，hm2。

2.3.2 暴雨強度公式

采用2016年《西安市城市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》推導的最新暴雨強度公式）。

式中：q為暴雨強度，L/s·hm2；P為設(shè)計重現(xiàn)期，上跨韓森路立交段P=20 a，其余路段P=3 a；t為降雨歷時（min），t=t1+t2；t1為地面集水時間，橋面及匝道t1=2～9 min，其余路段t1=5～15 min；t2為管內(nèi)水流時間。

3 設(shè)計要點

3.1 生態(tài)植草溝

將立交主線3 m、6 m寬側(cè)分帶設(shè)置為生態(tài)植草溝，地面徑流雨水沿道路橫坡分別流入道路兩側(cè)側(cè)分帶內(nèi)，在側(cè)分帶內(nèi)經(jīng)滲、滯后，超量雨水溢流進入溢流式雨水口，最后通過雨水口連接管排入設(shè)計雨水管道。要求非機動車道及機動車道兩側(cè)每隔20 m設(shè)置一處開口路緣石，開孔寬度64 cm，路緣石底面與路面相平，以便路面雨水流入綠化帶，開口路緣石入口處鋪設(shè)卵石層防止泥土沖刷。為防止下沉式分隔帶內(nèi)雨水下滲破壞道路路基，車行道路基外側(cè)設(shè)置防水復(fù)合土工膜，見圖3。

圖3 生態(tài)植草溝

3.2 生態(tài)滯留池（雨水花園）

將立交匝道范圍內(nèi)綠地人為制造凹地，設(shè)置為生態(tài)滯留池，圖中陰影面積為生態(tài)滯留池，見圖4。除A2、B2匝道坡向人行道通過雨水管道收集外，其余6條匝道（A1、B1、C1、D1、C2、D2）全線設(shè)置為下沉式路緣石，坡向綠帶，路面徑流雨水通過橫坡流入綠地，經(jīng)下滲、滯留、利用（植物吸納）等方式充分消納，過量雨水溢流進入溢流式雨水口，最終排入市政雨水管道。

圖4 生態(tài)滯留池總平面圖

3.3 溢流式雨水口

酒十路A1、B1、C1、D1、C2、D2匝道圍合區(qū)域內(nèi)道路工程已按排水要求進行了場平設(shè)計，形成了下凹式綠地地形。根據(jù)場平設(shè)計，溢流式雨水口位置布置在高于地勢最低處約0.5 m的等高線上，使綠化帶中有一定的蓄水區(qū)域，發(fā)揮地形滲蓄功能，減少地面徑流量。

綠帶內(nèi)雨水口采用環(huán)保型溢流式雨水口（具備防堵塞功能），雨水口高度應(yīng)高于周圍綠地0.15 m，在雨水口四周0.3 m范圍內(nèi)鋪設(shè)卵石，防止泥沙沖進雨水口。

4 結(jié)語

本文以酒十路互通立交排水設(shè)計為例，簡要介紹了在項目在低影響開發(fā)下，根據(jù)實際地形，合理利用低影響開發(fā)技術(shù)，提升雨水綜合消納能力，減輕“熱島效應(yīng)”、城市內(nèi)澇和徑流污染問題，還創(chuàng)造了宜人的生態(tài)景觀。當前，“海綿城市”建設(shè)理念在全國大范圍內(nèi)進行試點，技術(shù)標準圖集及實用技術(shù)手冊等一系列技術(shù)指導文件逐步頒布，我們應(yīng)積極總結(jié)經(jīng)驗和教訓，把海綿城市建設(shè)理念更廣泛的應(yīng)用在市政項目中，將我國打造為一個生態(tài)宜居的生態(tài)化強國。