低影响开发雨水系统在市政道路设计中的应用

张翼

（济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司，山东　济南 250101）

低影响开发雨水系统在市政道路设计中的应用

张翼

（济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司，山东济南 250101）

基于低影响开发理念在市政道路工程设计中的实践，归纳总结了市政道路进行低影响开发设计的主要流程以及主要指标的核算方法，有关经验可供相关专业人员参考。

低影响开发；雨量综合径流系数；雨水径流总量控制率

0　引言

2015年3月27日，济南市以总分第二的成绩成功入围“国家海绵城市建设试点城市”。此次海绵城市建设试点，是按照习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，由财政部牵头组织，中央财政给予专项资金补助开展的。海绵城市建设试点城市申报成功，有利于济南市缓解泉水枯竭、减少城市内涝、补充城市水源、消减水质污染。

海绵城市是指城市具有自然积存、自然渗透、自然净化功能，能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，提高城市防洪排涝减灾能力、改善城市生态环境、缓解城市水资源压力。

1　工程概况

凤凰路南起二环南路东延，北至济乐高速连接线，全长约13 km。凤凰路联系东西向快速路网，可提高快速路网的通达性，使车辆能够迅速进出快速路网。南端与二环南路东延相连，北端远期与济乐高速连接线相连，可服务长距离交通，加强组团之间的联系，因此具有承担通过性交通的功能。

2　下垫面分析及水文地质条件

2.1下垫面分析

工程范围内，降雨受水面主要有：

不透水的沥青混凝土路面、透水的人行道和绿道以及绿化。

其中不透水的沥青混凝土路面约占60%，透水的人行道和绿道约占16%，绿化面积约占24%。

2.2水文地质条件

沿线第四系地貌单元由南部的山前倾斜平原向北过渡到山前冲洪积平原。地势南高北低，地形较为平坦，道路纵坡0.3%。

第一层为杂填土，局部为素填土；

第二层为黄土，南端500 m范围内具有轻微湿陷性（非自重性）。土的渗透系数为1.0×10-5cm/s，小于规范中对透水路面的要求（1.0×10-4cm/s）。

第三、四层分别为粉质粘土、粘土。

场地内第四系地下水主要为第四系孔隙潜水，由大气降水补给，埋藏较浅，勘探期间在钻孔内测得地下水静止水位埋深3.20～5.20 m，相应标高25.35～28.36 m。

3　系统构建

“源头减排——小排水——大排水”综合系统构建。

（1）“源头减排”

“源头减排”即低影响开发，指在城市开发建设过程中采用源头削减、中途转输、末端调蓄等多种手段，通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种技术，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的“海绵”功能。

（2）“小排水”系统

“小排水”系统即传统的管道排水系统，一般包括雨水管渠、调节池、排水泵站等传统设施。

（3）“大排水”系统

“大排水”系统由地表通道、地下大型排放设施、地面的安全泛洪区域和调蓄设施等组成，主要为应对超过小排水系统设计标准的超标暴雨或极端天气特大暴雨的一套蓄排系统。

4　总体目标

根据《海绵城市建设技术指南》我国大陆地区年径流总量控制率分区见图1，济南市位于分区中的Ⅳ区，控制率70%～85%。通过对济南市气象站提供的近30 a 20-20时逐日降水量资料（不包括降雪），统计分析得出济南市年径流总量控制率与设计降雨量之间的关系，见图2，同时可分别计算出济南市不同设计降雨量对应的年径流总量控制率及不同年径流总量控制率对应的设计降雨量，见表1、表2。综合以上统计结果，达到指南中要求控制率在70%～85%间对应的设计降雨量为23.1～42.1 m m。

图1　我国大陆地区年径流总量控制率分区图

图2　济南市年径流总量控制率与设计降雨量之间的关系

根据《济南市雨水控制与利用技术指南》，在试点区之外，人行道、广场铺装及非机动车道的透水铺装率不小于70%；年径流总量控制率不小于70%。根据凤凰路实际情况，年径流总量控制目标确定为75%。

5　设计方案

5.1结合地形竖向设计，设置绿道

凤凰路外侧将人行道纳入到绿地当中，给行人以良好的林荫环境，绿带外侧绿带结合园路和场地进行地形处理，外侧多设置下凹式绿地和植草沟，收集地表雨水径流，增加雨水下渗，部分路口节点绿地高于节点和道路，以丰富地形以形成良好的视线关系。

5.2植草沟（渗、蓄）

在沿园路及铺砌路面附近设置低于周边铺砌地面或道路在200 m m以内的绿地。根据植物耐淹性及土壤的渗透性能，下凹深度在200 m m左右。并结合实际情况设置适量的雨水口以保证暴雨时径流的溢流排放。

5.3雨水滞留塘（渗、蓄）

下沉式绿地根据绿带的宽度及周边高差，局部设置形成具有一定的调蓄容积且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地（类似生物滞留设施、渗透塘调节塘等）。为保证景观效果，形式上采用雨水花园的处理，下沉绿地与地形结合，形成雨水收集空间，同时在下凹绿地的低点结合设置了覆盖层，种植土层，砾石层等。

5.4古槐广场设计

主要通过建设旱溪，滞留塘，PP蓄水模块，透水铺装等低影响开发的设施，并将雨水调蓄设施与景观相结合，给游人打造开放式的景观游园。滞留塘深度约0.4 m，并设置溢流井，超量雨水通过溢流井进入雨水管道。

5.5透水人行道

人行道分自由式绿道和平行式人行道两种，均采用全透水结构。

5.6机非隔离带

机非隔离带做下沉式绿化带，宽度2.5～3.5m，蓄水深度20 cm。

表1　济南市不同设计降雨量对应的年径流总量控制率

综合道路系统工艺流程见图3。

图3　道路系统工艺流程图

6　指标核算

综合雨量径流系数及调蓄容积的计算见表3、表4。

表2　济南市不同年径流总量控制率对应的设计降雨量

表3　综合雨量径流系数计算

表4　调蓄容积计算

7　措施效果分析

通过采用一系列低影响开发的措施，道路综合雨量径流系数降低为0.58，调蓄总量约为4 187.46 m3，满足雨水年径流总量控制率75%要求。

TU992.03

B

1009-7716（2016）09-0158-03

2016-06-13

张翼（1983-），男，山东济南人，工程师，从事道路桥梁的设计工作。