海绵城市理念在城市次干道的应用

谢 超 凌

(厦门市集美建设发展有限公司，福建 厦门 361021)

海绵城市理念在城市次干道的应用

谢 超 凌

(厦门市集美建设发展有限公司，福建 厦门 361021)

海绵城市设施通过雨水自然积存、自然渗透的作用，可减少雨水外排量，缓解城市内涝与水资源短缺的矛盾，对城市次干道利用下沉式绿地、透水铺装等海绵措施进行了阐述，经复核证明该措施可实现年径流总量控制率70%的目标。

海绵城市，低影响开发，下沉式绿地，透水铺装

随着城市化进程加快和人们生活水平提高，城市内涝频发与水资源短缺的矛盾与日俱增。据住建部2010年对351个城市专项调研显示，62%的城市在2008年—2010年间发生过内涝[1]。内涝是因为大部分雨水无法及时通过雨水口、管道、泵站等灰色设施这种传统的快排模式排放[2]。这种快排的模式减少水的循环利用及地下水补充[3]，在洪峰来时一排了之。另一方面为了满足日常生活用水，又从遥远的水资源地引水。厦门市供水水源约80%取自市域外的九龙江，本市水资源开发利用率较高，进一步开发利用难度大，潜力小。雨水利用将成为解决厦门市水资源短缺的重要途径[4]。城市道路约占城市用地的15%～20%[5]，雨水量也相当丰富。因此，利用海绵设施减少道路雨水径流量并部分资源化，将有利于缓解厦门市水资源紧张的问题。

1 海绵城市理念

海绵城市是指城市能够像海绵一样，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、渗、净、蓄，需要时“释放”并加以利用，是一种建立在生态基础设施之上的生态型城市建设模式[6]。低影响开发(LID)设施是通过建设小型生态排水设施，实现源头减排，减少开发行为对场地水文特征的冲击。车伍等认为低影响开发系统可分为狭义和广义，狭义指一些源头上应用的分散式小型设施，主要有生物滞留(雨水花园)、透水铺装、植草沟、绿色屋顶等；广义则还包括雨水塘、湿地、多功能调蓄洪泛区等绿色基础设施[7]。

2 海绵设施在次干道中的应用

本案以厦门市集美区某一城市次干道为例(标准横断面见图1)，市政道路红线宽度24 m=2.5 m(人行道)+2 m(绿地)+15 m(机动车道)+2 m(绿地)+2.5 m(人行道)。人行道和机动车道的雨水都排入绿化带，绿化带为下凹式绿地，排入其中的雨水经过下渗进入地下回补地下水，过量雨水经过溢流口排入雨水管道。

2.1 下凹式绿地

广义的下凹式绿地泛指具有一定调蓄容积的可用于储存蓄渗径流雨水的绿地，包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地等[8]。本案下凹式绿地是利用市政道路2 m宽绿化带中下凹空间充分蓄集径流雨水，有效增加雨水下渗时间的一种绿地雨水调蓄技术。李永福等研究认为其起到削减洪峰流量、推迟洪峰时间、减轻地表径流污染、减少浇灌用水作用得益于两方面:一是利用自身下凹空间储存功能，二是其良好的下渗功能[4]。

本次干道车行道雨水径流以1.5%的坡度流向路缘石开口并进入绿化带，绿化带比车行道低约15 cm，开口处放置鹅卵石以缓冲水流，绿地的种植土中掺砂20%～30%。人行道雨水径流以2%的坡度直接流向绿化带。绿化带中每25 m设置横档，距离横档1 m处设置溢流口。若遇台风暴雨天气，超量雨水通过略低于路面高程的溢流口排入市政雨水管，溢流口高于绿地约11 cm。

雨水径流中的污染物经绿化带吸附、过滤后，其中污染物浓度均有下降。研究表明下凹式绿地对COD，BOD5，TP,TN,SS等均有良好的去除效果，能从劣于地表水Ⅳ类环境质量标准提升到地表水Ⅱ类水质标准，可用于下渗补充地下水[9,10]。

适应厦门环境的乡土植物是绿化带植物的首选，以阳性湿生植物为主，且兼顾根系发达、耐淹(1 d～3 d)、耐污染、对径流污染净化能力强的植物,如:美人蕉、鸢尾等。

2.2 透水铺装

透水砖路面是具有一定厚度、空隙率及分层结构的以透水砖为面层的路面。透水砖路面的结构自上而下依次为：面层、找平层、基层、垫层[11]。透水铺装采用2.5 m宽的透水砖路面，结构层(如图2所示)为：6 cm厚环保透水性地砖面层+3 cm干硬性水泥稳定中粗砂+18 cm厚透水混凝土层，路基压实度不小于92%(重型标准)。

人行道透水路面也能有效的补源回灌地下水。雨水主要是通过透水铺装材料自身的透水速率及材料间的缝隙下渗[12]。赵飞等把透水铺装下渗过程分两步，一是吸湿过程，二是传递过程。传递过程实际上是以重力为主要作用的下渗过程[13]。铺装层渗透系数决定于面层、找平层和垫层的最小渗透系数[11]。透水砖面层的透水系数应当不小于0.1 mm/s，基层的透水系数应当不小于1×10-3mm/s。由于基层土壤渗透能力相对较小，雨水下渗速率主要受其影响。

透水铺装能大大降低地面径流量，特别是初期雨水，基本上不会形成径流。透水铺装的降雨渗透率能由硬化路面的10%～15%提高到75%以上[14]。在下渗的过程中，通过吸附等功能显著减少雨水径流中污染物浓度，达到回灌地下水标准，进而下渗补充地下含水层。

3 调蓄参数复核

3.1 综合径流系数

V=10HφF。

其中，V为设计调蓄容积，m3；H为设计降雨量，mm；φ为综合雨量径流系数(φ=(φ绿地·F绿地+φ机动车道·F机动车道+φ人行道·F人行道)/(F绿地+F机动车道+F人行道)，其中，φ绿地=0.15，φ机动车道=0.9，φ人行道=0.38)[15]；F为汇水面积，hm2。

可得，综合雨量径流系数φ=0.67。

3.2 年径流总量控制率

年径流总量控制率一般作为低影响开发雨水系统的径流总量的控制指标[8]。依据《海绵城市建设技术指南》的设计，厦门市位于年径流控制Ⅳ区，其控制率应为70%～85%之间。《厦门市马銮湾国家海绵城市建设试点实施方案》，马銮湾年径流总量控制率不低于70%，相对应的设计降雨量为26.8 mm[16]。综合考虑，本案年径流总量控制率取70%。可得设计调蓄容积为129.28 m3，下沉深度11 cm。可见，下沉深度控制在10 cm～15 cm即可满足年径流总量控制率在70%以上。

4 结论与建议

通过对24 m城市次干道海绵设施的复核，证明采用下沉式绿地、透水铺装能够满足年径流总量70%以上的控制目标。厦门作为海绵城市试点城市之一，应借鉴发达国家在LID管理、技术与法规等方面的经验，加快出台海绵城市法律、法规等；进一步研究透水沥青路面的应用对海绵城市建设的影响；构建监测体系，加强LID设施的维护，调整设施设计参数。

[1] 刘昌明，张永勇，王中根，等.维护良性水循环的城镇化LID模式:海绵城市规划方法与技术初步探讨[J].自然资源学报,2016,31(5):719-730.

[2] 乔翠平，孙绪金，孙万里，等.城市雨水利用技术开发及推广应用研究[M].北京：中国水利水电出版社,2015.

[3] Xiaogang Chen，Zhi Zhu,Kun Yang.landscape design methods of urban sponge park[J].agricultural science & technology,2016,17(4):938-941.

[4] 李永福，王东梅.下凹式绿地对城市雨水集蓄利用作用研究进展[J].南水北调与水利科技,2011,9(1):160-165.

[5] 王 宁.基于海绵城市理念的城市道路设计方案探讨[J].给水排水,2016,42(11):27-31.

[6] 俞孔坚.论生态治水：“海绵城市”与“海绵国土”[J].人民论坛·学术前沿,2016(21):6-18.

[7] 车 伍，赵 杨，李俊奇，等.海绵城市建设指南解读之基本概念与综合目标[J].中国给水排水,2015,31(8):1-5.

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[15] 莫 琳，俞孔坚.构建城市绿色海绵——生态雨洪调蓄系统规划研究[J].城市发展研究，2012,19(5):4-8.

[16] 王泽阳，关天胜，吴连丰.厦门市海绵城市建设项目方案评估研究[J].福建建筑,2016,221(11):70-73.

Application of sponge city concept in sub trunk road

Xie Chaoling

(XiamenJimeiConstructionandDevelopmentCompanyLtd,Xiamen361021,China)

Through natural accumulation and infiltration of rainwater, sponge city construction reduces the amount of draining, solving the conflict of urban waterlogging and water shortage. Applying of the LID methods in sub trunk road, such as sunken greenbelt, pervious pavement and so on, the volume capture ratio of annual rainfall can achieve 70%.

sponge city, low impact development, sunken greenbelt, pervious pavement

1009-6825(2017)21-0106-02

2017-05-18

谢超凌(1980- )，男，硕士，工程师

TU201.5

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